構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

崔玉民，李慧泉，陶棟梁，苗　慧，王洪濤，王彩華

（阜陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037）

構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

崔玉民，李慧泉，陶棟梁，苗慧，王洪濤，王彩華

（阜陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神所必需的。本文介紹了應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新理念，構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，并進(jìn)行了推廣應(yīng)用，取得了很好的效果。

實(shí)踐教學(xué)；應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)；構(gòu)建；教學(xué)體系

教學(xué)體系是教學(xué)過程的知識(shí)基本結(jié)構(gòu)、框架、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、教學(xué)過程設(shè)計(jì)和教學(xué)結(jié)果評(píng)價(jià)組成的統(tǒng)一的整體。該教學(xué)體系包含：教學(xué)順序、過程、方式、方法、形式、內(nèi)容、反饋、評(píng)估、總結(jié)、比較和推導(dǎo)等一系列教學(xué)要素。應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是訓(xùn)練設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)科學(xué)思維和綜合、分析解決問題的能力和創(chuàng)新意識(shí)，以及引導(dǎo)學(xué)生自覺地學(xué)習(xí)科學(xué)世界觀、方法論有著重要的意義。從一定意義上講，應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分體現(xiàn)出理論與實(shí)踐的辨證關(guān)系，不僅是培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)人才中不可缺少的課程，而且對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)有著深刻的啟示。由理科到應(yīng)用性人才的培養(yǎng)，即培養(yǎng)他們能將已掌握的自然規(guī)律轉(zhuǎn)化為應(yīng)用成果的人才。在基礎(chǔ)理論上，他們必須保持理科人才基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、后勁大、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)；在實(shí)驗(yàn)方法和技能上，對(duì)應(yīng)用性理科人才的要求與基礎(chǔ)性人才不同，基礎(chǔ)性人才需要掌握的一般研究方法，而應(yīng)用性人才要掌握的是檢測(cè)研究對(duì)象的特征以及影響這些特征的方法和技能，即更注重結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際方面的方法和實(shí)際應(yīng)用技能［1-3］。應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程中非常重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生掌握各種儀器測(cè)定原理、熟悉各種儀器設(shè)備操作方法的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是實(shí)施素質(zhì)教育、提高教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑［4，5］。

1　建立應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新理念

立足高校實(shí)際，明確應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在高等教育日益大眾化的今天，促使了高等教育與區(qū)域經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合，更好地為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。因此，高校應(yīng)全面了解并立足于本校實(shí)際的基礎(chǔ)上研究當(dāng)?shù)厣鐣?huì)與市場(chǎng)的需求、地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)和行業(yè)狀態(tài)等因素，明確自身的辦學(xué)實(shí)力與發(fā)展方向，制定符合自身需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

對(duì)應(yīng)用性理科人才的培養(yǎng)，就是培養(yǎng)能將理論聯(lián)系實(shí)際，將理論規(guī)律、成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用成果的人才。在理論研究方面，他們必須具有基礎(chǔ)理論扎實(shí)、科研能力強(qiáng)、發(fā)展后勁大、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；在實(shí)驗(yàn)技能上，對(duì)他們的研究也不相同，對(duì)于基礎(chǔ)性人才需要掌握的一般科學(xué)研究方法和基本技能，而對(duì)應(yīng)用性人才需要掌握的分析研究對(duì)象的特征以及影響這些特征的方法和實(shí)際技能，也就是注重結(jié)合大型生產(chǎn)方面的方法和技能。

在學(xué)分制背景下，提倡動(dòng)態(tài)的、人性化的、可持續(xù)發(fā)展的評(píng)價(jià)理念和體系：定性評(píng)價(jià)取代量化評(píng)價(jià)；從側(cè)重細(xì)致區(qū)別到側(cè)重可持續(xù)發(fā)展；尤其注重評(píng)價(jià)中的個(gè)性化發(fā)展，同時(shí)也要鼓勵(lì)學(xué)生之間的團(tuán)結(jié)合作；既注重問題解決的結(jié)論，又要注重得出結(jié)論的所經(jīng)歷的過程；真正做到強(qiáng)調(diào)問題的客觀性、情境性［6］。

適應(yīng)社會(huì)對(duì)“應(yīng)用型人才”的需求，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)教育背景下全面發(fā)展，必須對(duì)目前的實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行改革，構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的新體系。然而，有效的評(píng)價(jià)體系既需要理論，又需要實(shí)踐，更注重技術(shù)。對(duì)于這些新的應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念對(duì)教師發(fā)出挑戰(zhàn)。作為專業(yè)調(diào)整及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的高等師范院校義不容辭地提出和構(gòu)建評(píng)價(jià)新體系，并用于應(yīng)用型人才“未來實(shí)施者”的評(píng)價(jià)實(shí)踐之中，培養(yǎng)出具有較高評(píng)價(jià)素養(yǎng)的適應(yīng)社會(huì)需要的“應(yīng)用型人才”［7］。

依托省級(jí)特色專業(yè)——《應(yīng)用化學(xué)》及省級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，以培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才為中心、提高應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量為宗旨，確立了“以學(xué)生為本，以應(yīng)用能力強(qiáng)為核心，將知識(shí)、能力、應(yīng)用協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)踐教學(xué)新理念。

2　構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

構(gòu)建以培養(yǎng)能力為主線的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)，能力是對(duì)知識(shí)和技術(shù)掌握程度的綜合反映，應(yīng)用型人才需要具備對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的靈活運(yùn)用能力。調(diào)整應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注重應(yīng)用型人才能力的培養(yǎng)。一方面，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，按照市場(chǎng)需求來開設(shè)專業(yè)課程，力求將素質(zhì)、知識(shí)、能力的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，使設(shè)置的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程具有前瞻性與可持續(xù)性，為學(xué)生提供較多的獨(dú)立思考的空間。另一方面，從宏觀上來說，應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系能夠讓學(xué)生根據(jù)自己不同的愛好需求進(jìn)行選擇，形成應(yīng)用化學(xué)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用化學(xué)提高綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)及研究創(chuàng)新型專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置，有助于實(shí)現(xiàn)“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的人才培養(yǎng)方向，也能夠保證教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)。

阜陽師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)自2002年招生以來，經(jīng)歷了11年的發(fā)展，在各方面均取得了明顯的成效。首先，實(shí)驗(yàn)室使用面積和儀器設(shè)備的硬件設(shè)施方面得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，新建的6層化學(xué)實(shí)驗(yàn)樓不僅為學(xué)生提供了充足的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，而且為教師的科研提供了寬敞的實(shí)驗(yàn)室?；瘜W(xué)與材料工程學(xué)院目前已經(jīng)擁有氣質(zhì)聯(lián)用儀、色質(zhì)聯(lián)用儀、穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光分光光度計(jì)、X-射線粉末衍射儀、熱重-差熱儀、激光粒度儀、電化學(xué)工作站、紅外光譜儀、紫外光譜儀等大型設(shè)備，這些硬件設(shè)施為學(xué)生提供了豐富的教學(xué)資源，為教師的科研提供了基本的工作條件；其次，化學(xué)與材料工程學(xué)院師資隊(duì)伍的學(xué)歷職稱結(jié)構(gòu)比例日趨合理。為了提高教學(xué)質(zhì)量，基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建設(shè)計(jì)為：基礎(chǔ)型→提高綜合設(shè)計(jì)型→研究創(chuàng)新型，這種三層次的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)符合螺旋式上升的多層次應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

2.1應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練注重層次

實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的載體。我們?yōu)榱耸箲?yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)技能逐次提高，本實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系將應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)分三個(gè)層次逐步進(jìn)行：應(yīng)用化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)）-應(yīng)用化學(xué)提高綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)-應(yīng)用化學(xué)研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其主要目的是使應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)掌握應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器工作原理及一些應(yīng)用合成的基本原理和方法，熟悉儀器的基本結(jié)構(gòu)與操作方法，這樣突出應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的全面性和實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)性。而應(yīng)用化學(xué)提高綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要是無機(jī)材料及有機(jī)材料的合成方法的條件選擇實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。該部分實(shí)驗(yàn)突出了合成工藝條件的探索和優(yōu)化，以及所得產(chǎn)品的檢測(cè)與光譜表征。經(jīng)過第二階段—提高性實(shí)驗(yàn)，本專業(yè)學(xué)生進(jìn)一步掌握無機(jī)材料及有機(jī)材料的合成原理及方法、掌握大型儀器光譜分析的基本技能和表征手段，從而進(jìn)一步強(qiáng)化本專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能。進(jìn)入研究型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)階段后，學(xué)生將根據(jù)指導(dǎo)教師所給的課題或自選題目，在教師指導(dǎo)下自行完成從文獻(xiàn)查閱到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論，以及產(chǎn)品表征、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等整個(gè)過程。該階段注重培養(yǎng)本專業(yè)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力［8，9］。

表1　應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注重應(yīng)用性

對(duì)于研究型實(shí)驗(yàn)，必須建立開放實(shí)驗(yàn)室以便保證本專業(yè)學(xué)生有充分時(shí)間進(jìn)行探索研究。對(duì)于研究性實(shí)驗(yàn)必須要求本專業(yè)學(xué)生走進(jìn)課題組、走進(jìn)科研室，實(shí)驗(yàn)室在周六周日兩天全天開放，學(xué)生可以有充分時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，直到得到正確、精制的目標(biāo)產(chǎn)物。

為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰跋嗷f(xié)作能力，指導(dǎo)教師根據(jù)自己的科研課題，結(jié)合畢業(yè)論文一起完成研究性階段應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)。例如，讓應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生在科研室內(nèi)做研究，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目《含Ln-W-Zn光催化功能材料研制及其在環(huán)保中應(yīng)用》，模仿玻璃研制工藝，讓學(xué)生自己畫圖、自己設(shè)計(jì)（在玻璃原料中加入光催化劑如TiO2、Ln3+/WO3/ZnO/PbO等）、自己配料研制光催化反應(yīng)裝置，開發(fā)環(huán)保玻璃，應(yīng)用到日用玻璃生產(chǎn)中去，如門窗玻璃、塑料大棚玻璃等，這些玻璃常常暴露在陽光下，在太陽光作用下，空氣中的污染物（微量有機(jī)、無機(jī)有害氣體）被吸附在玻璃表面，而被玻璃中的光催化劑光催化降解為無害或危害性低的物質(zhì)，達(dá)到凈化空氣、提高環(huán)境質(zhì)量的目的，產(chǎn)生較大的社會(huì)效益及顯著的經(jīng)濟(jì)效益，然后讓學(xué)生寫出既能解決實(shí)際問題，又能提高實(shí)際動(dòng)手能力的高質(zhì)量畢業(yè)論文。

2.3應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)

在新構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，我們應(yīng)用化學(xué)專業(yè)自行開發(fā)了應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程軟件，該軟件主要有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真軟件等組成。我們將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容放在網(wǎng)上供本專業(yè)學(xué)生參考閱讀，不發(fā)講義，這樣方面更新。對(duì)于仿真實(shí)驗(yàn)軟件包涵了應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的合成方法、步驟及分析表征方法等，不僅讓學(xué)生可以直觀看到所用儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理，還可以選擇實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行大膽的模擬合成操作及大型儀器表征操作，不必?fù)?dān)心誤操作。通過該仿真實(shí)驗(yàn)使得本專業(yè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程印象加深，該仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)提高本專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了很好的輔助作用［10］。

3　結(jié)論

構(gòu)建的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系在我們學(xué)院2008級(jí)、2009級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生中進(jìn)行了推廣應(yīng)用，該創(chuàng)新體系的應(yīng)用取得了良好的評(píng)價(jià)效果，同時(shí)，得到我院教師和同學(xué)們的一致稱贊。這種三層次的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)符合螺旋式上升的多層次應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系引起了師生對(duì)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教與學(xué)的方式的改變。以往實(shí)驗(yàn)教師只重視實(shí)驗(yàn)原理的講解，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程不夠重視，通過該應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系成果的應(yīng)用推廣，使得應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師有了更明確、更強(qiáng)烈的責(zé)任感，督促他們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)和工作過程中，必須在掌握更多相關(guān)知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上，更加認(rèn)真地準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，不斷地提高自身實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)學(xué)生更加耐心、細(xì)致地指導(dǎo)，對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的態(tài)度、情感和感受更加認(rèn)真關(guān)注。研究成果的推廣應(yīng)用，使得我們學(xué)院2008級(jí)、2009級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)研究素質(zhì)有了明顯的提高，使得該專業(yè)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力有了明顯地增強(qiáng)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，解決問題實(shí)際能力大幅提高，受到企業(yè)的一致贊同，本專業(yè)學(xué)生考研率得到顯著地提高，其獨(dú)立思考問題、解決實(shí)際問題的能力也得到顯著提高，考取研究生的我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的科研能力也得到研究生錄用單位的高度評(píng)價(jià)。

［1］ 虞大紅，胡軍.優(yōu)秀生班實(shí)行全面開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與探索［J］.云南大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24（4A）：126-128.

［2］ 曾坤偉，徐克.應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的初步探討［J］.云南大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24（4A）：137-138.

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Constituting the system of experimental teaching of applied chemistry

CUⅠYu-min，LⅠHui-quan，TAO Dong-liang，MⅠAO Hui，WANG Hong-tao，WANG Cai-hua

（School of Chemistry and Materials Engineering，F(xiàn)uyang Normal University，F(xiàn)uyang Anhui 236037，China）

Experimental teaching is an important link of practice teaching in applied chemistry major and it is essential for training practice ability and creative spirit of students.Ⅰn this article，new ideas of experimental teaching of applied chemistry were introduced and new system of experimental teaching of applied chemistry was constituted，which were spread and applied，and good results have already been achieved.

practice teaching；applied chemistry experiment；constituting；teaching system

G713

A

1004-4329（2016）01-117-04

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329（2016）01-117-04

2014-10-08

安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（1408085MB35）；安徽省教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（2013jyxm134）；阜陽師范學(xué)院校企合作實(shí)踐教育基地（2013SJJD05）；阜陽師范學(xué)院應(yīng)用化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)（2013JXTD08）；阜陽師范學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目（2013JYXM40，2014JYXM15，2014JYXM16）；應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心（2014SSZX01）資助。

崔玉民（1963-），男，教授，研究方向：光催化。