淺談應(yīng)用化學(xué)實驗課程體系的教學(xué)改革

吳 靜

(鹽城工學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，江蘇鹽城，224051)

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是在應(yīng)用化學(xué)二級學(xué)科基礎(chǔ)上建立起來的，具有理科、工科結(jié)合的特點。其目標(biāo)定位是培養(yǎng)具有厚實理論基礎(chǔ)知識的、扎實實驗基礎(chǔ)技能的、富有創(chuàng)新精神的理工結(jié)合型應(yīng)用化學(xué)專業(yè)技術(shù)人才。

根據(jù)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求，筆者以我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)為研究對象，從專業(yè)實驗課程的設(shè)置出發(fā)，圍繞基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新型設(shè)計性實驗三大模塊，合理劃分應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的實驗內(nèi)容，初步探索如何提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及增強其創(chuàng)新能力。

一、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗課程設(shè)置的主體思想

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是理科與工科相結(jié)合的寬口徑多交叉學(xué)科，應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)化工類學(xué)科相關(guān)知識的應(yīng)用能力，需要學(xué)生具備扎實的理論基礎(chǔ)，以及提出問題、分析問題和解決問題的能力。因此本專業(yè)不單需要開設(shè)基礎(chǔ)性實驗課程，更需要加強綜合性、創(chuàng)新型設(shè)計性實驗的開放性教學(xué)。一方面對于實驗室中常用的儀器設(shè)備應(yīng)保證學(xué)生可以熟練使用，通過創(chuàng)新型設(shè)計性實驗的設(shè)立，培養(yǎng)學(xué)生自主查閱文獻的能力，從而掌握實驗原理、實驗方案設(shè)計方面的知識，并能對實驗結(jié)果展開討論；另一方面培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力，在解決綜合實驗中出現(xiàn)的問題時需要結(jié)合多方面的知識加以討論，從而拓展學(xué)生思維，提高學(xué)生獨立分析和解決問題的能力。

二、設(shè)置應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗課程的具體方法及實施方案

筆者多年從事應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗的一線教學(xué)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ蕉嘁则炞C性實驗為主，這使得教學(xué)方法單一，對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)極為不利。應(yīng)根據(jù)學(xué)生實際情況，考慮我校本專業(yè)學(xué)生對知識的接受理解能力及循序漸進的理論原則，從基礎(chǔ)性實驗即驗證性實驗開始，逐步開展綜合性實驗，在這兩者的基礎(chǔ)上嘗試讓學(xué)生做創(chuàng)新型設(shè)計性實驗。

(一)開設(shè)基礎(chǔ)性實驗

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)隸屬于化學(xué)化工類學(xué)科，在學(xué)生大一大二時已開設(shè)化學(xué)類的基礎(chǔ)性實驗。專業(yè)實驗不同于基礎(chǔ)性實驗，但在教學(xué)方法上仍以四大化學(xué)基本操作訓(xùn)練為主，須對實驗原理和操作技術(shù)要領(lǐng)詳細(xì)講解。某些實驗操作是學(xué)生第一次接觸的，應(yīng)由指導(dǎo)教師認(rèn)真示范，在實驗過程中適時指導(dǎo)，對實驗的要求以完成基本技能訓(xùn)練為依據(jù)，幫助學(xué)生進一步加強對理論課程的學(xué)習(xí)及思考。

可根據(jù)我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程設(shè)置的特點，安排相關(guān)實驗。我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有兩個專業(yè)方向，其一側(cè)重于工業(yè)分析，基礎(chǔ)實驗課程設(shè)置主要包括光化學(xué)分析、色譜分析等；其二側(cè)重于電化學(xué)專業(yè)，基礎(chǔ)實驗課程設(shè)置主要包括化學(xué)電源、環(huán)境電化學(xué)技術(shù)等?？赏ㄟ^針對本專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ)實驗課，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)專業(yè)實驗的全過程。

(二)發(fā)展綜合性實驗

綜合性實驗是本科生實驗教學(xué)改革的特色項目，它對原有實驗進行精選并且加以完善更新。這類實驗強調(diào)采用啟發(fā)式教學(xué)法，重點培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析、解決能力，在已經(jīng)達到一定基本實驗技能的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生通過對原料的合成、對成分的分析及對物質(zhì)性能的測定，提高學(xué)生綜合運用化學(xué)實驗的基本理論的能力。如我校開設(shè)的綜合實驗有機化工產(chǎn)品分析，這門實驗課程將工業(yè)上常見的有機化工產(chǎn)品，如癸二酸、甲醛、尿素、味精等進行了綜合分析，包括熔點的測定、水分的測定，以及其中某一成分的確定，運用了多種實驗方法，如化學(xué)分析法、儀器分析法，使用的儀器包括顯微熔點測定儀、紫外可見分光光度計、旋光儀等。再如有機合成綜合實驗這門課程，通過讓學(xué)生查閱文獻資料，找出最佳合成方法，對合成出來的產(chǎn)品進行精制、提純，并測定其物性，對其結(jié)構(gòu)進行表征。在整個實驗教學(xué)過程中，加大綜合實驗的配比，將原有的簡單化合物的測定及合成更新為化合物合成并對其產(chǎn)品性能進行測定的綜合實驗，可提高學(xué)生綜合運用化學(xué)知識的能力。

(三)設(shè)立創(chuàng)新型設(shè)計性實驗

創(chuàng)新型設(shè)計性實驗又稱為探索性實驗，即通過基礎(chǔ)性化學(xué)實驗及綜合性化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該在掌握理論知識的同時完全掌握基本的實驗操作技能。從文獻的查閱到實驗方案設(shè)計、實驗方法和條件的選擇，最終完成數(shù)據(jù)處理分析等一系列完整的實驗過程，由此將學(xué)生的知識能力轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯磕芰?，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力及創(chuàng)新能力。

借助前人的工作經(jīng)驗是開設(shè)創(chuàng)新型設(shè)計性實驗的基礎(chǔ)，積極思考與歸納研究對象，大膽設(shè)計與探索未知因素，可以發(fā)展學(xué)生獨立研究工作的能力。如我校開設(shè)的化學(xué)創(chuàng)新型設(shè)計性實驗中合成一種物質(zhì)的方法有許多，可要求學(xué)生查閱不同的文獻資料，然后根據(jù)所查資料分組實驗，最后比較考察通過不同方法合成出的產(chǎn)品的得率有何不同。

三、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革的作用與特點

通過上述實驗教學(xué)的改革，系統(tǒng)地設(shè)計了實驗教學(xué)體系，科學(xué)地安排了實驗的教學(xué)內(nèi)容。摒棄過去實驗教學(xué)簡單、分散、缺乏創(chuàng)新的特點，得到有利于培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才的一套完整、合理、科學(xué)的實驗教學(xué)體系，使學(xué)生扎實地掌握了本專業(yè)的學(xué)習(xí)特點，并實現(xiàn)下列目的和創(chuàng)新要求。

(一)進一步整合資源，構(gòu)建高質(zhì)量的實驗教學(xué)平臺，達到培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的目的

一是培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力并形成科學(xué)的工作作風(fēng)，依賴于基礎(chǔ)性實驗，使學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)；二是培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解決問題的能力，依靠綜合性實驗的設(shè)立，可以使學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系；三是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、解決問題并以此設(shè)計解決方案的能力。將現(xiàn)有實驗資源進行整合，從認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，由構(gòu)建理論作為指導(dǎo)，從而實現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)了適合現(xiàn)今社會發(fā)展需要的具備創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力的人才。

(二)重點建設(shè)實驗室功能和實驗教學(xué)過程重組，完成建設(shè)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)資源的實踐教學(xué)體系

圍繞實驗教學(xué)管理和示范中心的示范作用進行資源的配置與優(yōu)化，開展實驗教學(xué)改革，構(gòu)建基礎(chǔ)實驗教學(xué)平臺和綜合設(shè)計型實驗教學(xué)平臺，實現(xiàn)實驗教學(xué)軟、硬件教學(xué)資源合理共享和購置。

在實驗教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整上，我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)與實驗中心聯(lián)手，堅持理論教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合，利用學(xué)校的產(chǎn)學(xué)研中心將校內(nèi)的課堂教學(xué)與校外的實踐教學(xué)相結(jié)合，利用科學(xué)研究、學(xué)術(shù)交流、社會實踐等各種不同渠道追蹤學(xué)科發(fā)展的最新特點、趨勢，由此不斷更新教學(xué)內(nèi)容并且對不同類型實驗教學(xué)的規(guī)律進行總結(jié)。

四、結(jié)束語

經(jīng)過多年的探索，以應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生為主要實踐對象，采用三大模塊的實驗教學(xué)體系，以及三個層次的實驗教學(xué)方法，使得學(xué)生的基礎(chǔ)實驗?zāi)芰Φ玫郊訌姡囵B(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，又滿足了現(xiàn)代企業(yè)對大學(xué)畢業(yè)生的實際要求。

從今后的發(fā)展方向來看，任課教師應(yīng)不斷提高自身的學(xué)術(shù)修養(yǎng)，提高自身素質(zhì)，了解當(dāng)代科學(xué)研究的前沿信息，從而開闊學(xué)生視野、拓寬學(xué)生知識面，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)具有良好創(chuàng)新意識和實踐能力的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才。

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