應用化學實驗對應用化學專業學生能力的培養

楊光

摘要：應用化學實驗是應用化學專業學生能力培養過程中非常重要的一環，文中通過不同課程開設幾組實驗具體闡述應用化學實驗在學生能力培養開發中所起到的重要作用，并進一步總結如何更加有效的提升學生的專業素質。

關鍵詞：應用化學實驗 應用化學專業 能力培養

應用化學是一級學科化學工程與技術下設的二級學科。該專業培養具備化學的基本理論、基本知識且具有較強的實驗技能，能在科研機構、高等學校及企事業單位等從事科學研究、教學工作及管理工作的高級專門人才。

該專業學生除了學習必備的化學基礎理論、基本技能的知識外，還需要學習相關的工程技術知識，同時在基礎研究和應用基礎研究訓練方面獲得科學思維力和科學實驗的能力，具備運用所學知識、技能進行應用研究、技術開發和科技管理。

一、應用化學專業所開設實驗對能力的培養

1.應用化學實驗能激發學生的學習興趣，培養注意力和創新能力

應用化學實驗是在深刻全面理解課堂上的理論知識的基礎上，在科學的研究方法指導下，培養具有創新精神及創新能力的人才不可或缺的重要手段，能培養實事求是的研究態度、勇于探索的實踐精神，通過實驗可以使學生注意力集中，想象力豐富。

化學實驗過程中的趣味性、直觀性能夠吸引學生們的注意力，使學生產生學習化學的興趣，使學生認識到世界上有如此多的神奇現象都是可以用化學知識解釋，并且通過化學知識運用使我們有更好的生活環境；從而更加熱愛化學。

2.通過應用化學實驗，提高思維和觀察能力

應用化學實驗提高學生們的智力水平。在化學實驗進行過程中，操作實驗可以鞏固理論知識，通過肉眼或操作實驗儀器觀察實驗現象提高感知事物的能力。

從另一個角度講化學實驗進行過程中的每一個步驟都包含著理性思維，例如比較現象、分析實驗結果或失敗原理、綜合整理歸納并加以概括總結等邏輯思維方式。

學生要想認識世界萬物觀察無疑是最簡單、最直接的方法，同時還是學習知識必不可或缺的技能之一，化學實驗過程中學生有目的地觀察，是由在實驗前教師對實驗目的和實驗步驟的重要觀察要點的講解而引發的，通過實驗過程逐漸培養學生隨時做記錄的良好習慣和敏銳的觀察能力。

3.通過應用化學實驗，培養探究能力

每一個應用化學實驗的操作過程都是一個十分嚴謹的過程，無論是分組實驗還是單人實驗，在實驗學習和操作過程中，學生對實驗操作過程中所產生的異常現象和問題，依據所學的知識進行獨立思考并做出判斷。提出問題，大膽猜測可能性，然后通過實驗驗證自己的猜想。這樣既能使學生較好地掌握知識又能培養學生的探究能力，并且使學生學會科學研究的方法。

隨著實驗室發展建設的不斷深入加強， 在人才培養過程中實驗教學的地位就會越來越突出，發揮越來越大的作用，為國家輸送更多優秀的創新型、實踐型人才。

二、應用化學專業開設不同課程實驗對能力的培養各異

1.無機及分析化學實驗

無機實驗屬于基礎性實驗。應用化學專業的大學一年級學生的實驗課程須從基礎實驗做起，認識實驗儀器，掌握正確的基本實驗操作方法，例如玻璃器工、蒸餾、溶液的配制方法、加熱設備、分析天平使用方法、過濾、蒸發、離心、研磨等各種實驗方法等，培養了學生思維、觀察、動手等能力。

分析實驗是學生獲取思維能力、設計能力大膽探索的重要手段，實驗前需要學生對所做實驗在規定時間內完成設計和教師審閱設計的過程。教師審閱的目的在于，一方面保證能夠滿足學生在設計方案中涉及到的化學試劑、實驗儀器，使實驗能夠順利進行，另一方面保證學生的實驗方案中沒有安全隱患。

通過進行設計實驗，引導學生們自主思考，增強獨立思考能力和邏輯思維能力；為了設計出有效優秀的方案，學生們查閱資料自主攝取知識，有效增加知識儲備量，培養了學生的邏輯思維和創新的能力。

2.精細有機合成實驗

精細有機合成實驗主要是合成有機物并對有機物的性能進行表征，表面活性劑的合成和性質測試，精細化工產品的合成方法，膠黏劑和涂料的制備、天然香料和色素的提取等。

如：原油破乳劑性能評價

（1）實驗目的

①了解油包水乳狀液的性能

②掌握乳化劑的評價方法

（2）實驗內容

乳化劑的評價

裝樣：取4個100mL具塞量筒，分別向其中加入水50mL、油50mL，再分別加入乳化劑0、0.05%、0.1%、0.6%（占油水總量的百分比），取水50mL、油50mL，放入100mL具塞量筒中。

預熱：在50℃水浴中恒溫5min，記錄油水體積。

強烈搖勻：手持具塞量筒上下搖動200。

恒溫靜沉分離：在50℃水浴中恒溫靜沉，記錄析水量。

讀數記錄：每隔5min記錄析出水的體積，并作出時間與破乳過程的變化曲線（時間與析水率、析水速率曲線）

其中反應溫度的控制及產率十分重要，學生們通過完成專業性實驗，強化了工科知識，提高學生的實驗興趣，獲得了實驗技能。

3.油田應用化學實驗

油田應用化學實驗屬于綜合性實驗。綜合性實驗是指在學生在對理論基礎知識有了一定的了解，并且對實驗的基本操作方法有了一定的掌握后，運用多方向理論綜合知識進行的一些復合性實驗涉及無機合成、有機合成、化學分析測試、儀器測試和表征等內容。

如： MA-AA阻垢緩蝕劑的合成及性質測定

（1）實驗目的

①了解MA聚合反應機理，掌握氧化-還原引發聚合反應機理；

②掌握聚馬來酸阻垢劑的合成方法，設計合成方案；

（2）實驗儀器和試劑

儀器：攪拌器、溫度計，回流冷凝管、電熱套、四口燒瓶、恒壓滴液漏斗

藥品：順丁烯二酸酐、30%過氧化氫、次亞磷酸鈉、硫酸亞鐵銨

（3）實驗步驟：

①反應裝置攪拌器、溫度計，回流冷凝管、電熱套、四口燒瓶、恒壓滴液漏斗的安裝；

②稱量藥品：用天平稱量順丁烯二酸酐、催化劑、次亞磷酸鈉；用量筒量取H2O和30%H2O2；

加熱升溫至80℃；

滴加：開始滴加H2O2，溫度控制在105℃以內，0.5～1.0小時滴完；

反應：溫度保持在105℃以內，繼續反應1.0小時；

水解：加入總物料20%的水，進行水解0.5小時；

冷卻，得到產品，測量產品的密度和pH值。

通過完成該實驗，在學生的實驗操作能力提升的同時，也使學生通過所學知識的綜合應用獲取了多種實驗技能和方法，通過對化學實驗進行不斷改進和創新，達到對所學知識能夠融會貫通的目的，從而提高化學研究中分析問題和解決問題的能力。

三、其他院校應用化學專業主要開設的實驗

1.大連理工大學

大連理工大學應用化學專業分兩方面：

（1）屬于理科應用化學專業方向

課程：無機化學，有機化學，化學原理，分析化學，物理化學，結構化學，高級有機化學，基礎化學實驗等。

該專業非常重視實驗教學，并提供許多實驗課程，如儀器分析，有機合成，無機合成和化學培訓。

（2）屬于精細化工應用化學專業方向

專業方向主干課程：結構化學、精細化工產品合成原理、精細化工產品分析與鑒定等。

與本校相比，實驗種類更加豐富，理科方面加重了實驗操作的能力，精細化工方面，培養學生能力方面更加全面。

2.沈陽理工大學

主要開設：無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、電化學原理、金屬腐蝕學、表面技術。

涂料制造與涂裝工藝方向：高分子化學與物理。

該大學所開設的課程方面與主要研究方向有關，注重培養專業人才。

3.吉林大學

應用化學（本科類）

主要課程：無機與有機化學，分析化學，物理化學，化學原理，儀器分析，主要實驗包含：無機化學實驗，有機化學實驗，物理化學實驗，分析化學實驗，儀器分析實驗，化學繪圖， 實驗結束后，學生需要對實驗中獲得的數據進行分析和整理，鞏固理論知識，審查實驗過程，提高數據處理，分析和分類能力。

四、結論

通過各院校的應化專業的對比，我校應對應用化學專業曾設化工原理、結構化學、化工制圖、應用化學綜合等實驗。結合應用化學專業特點，通過大量的綜合性實驗和設計實驗有效提升學生的思維設計能力、實踐動手能力、合作團隊意識及創新能力，提升應用化學專業學生的各項能力，使本專業的學生既有豐富的化學理論知識，又具有大量的化工技術，更全面的培養應用化學專業的人才。

參考文獻：

[1]田明澤.淺論“做”化學實驗的意義[J].理化生教學與研究，2016，88（5）：124.

[2]王宏勝，陳新華，向天成.，陳體偉.，許志紅.應用化學專業實驗課程體系改革的探索[J].山東化工，2017，46（4）：179-180.