王永秋，魏振中

（淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000）

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式的選擇

王永秋，魏振中

（淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000）

就如何提高應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力，介紹一些具體的做法.應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇，應(yīng)從鞏固基本實(shí)驗(yàn)技能、突出應(yīng)用特色、體現(xiàn)“三廢”處理、玻璃儀器向小型金屬設(shè)備的轉(zhuǎn)換、用現(xiàn)代儀器完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等方面考慮.教學(xué)方式要不拘一格、靈活選擇.力爭(zhēng)培養(yǎng)出符合市場(chǎng)需求的應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生.

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方式

0 引言

應(yīng)用化學(xué)作為介于化學(xué)和化工之間的一門(mén)應(yīng)用型學(xué)科，它培養(yǎng)的人才要具備化學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能［1］.應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)是高等院校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修課程之一，是幫助學(xué)生掌握化學(xué)化工的基本理論知識(shí)和提高實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)技能必不可缺的環(huán)節(jié)［2］.通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其他相關(guān)學(xué)科實(shí)驗(yàn)的興趣，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，有著舉足輕重的作用，可以有效地為學(xué)生走向就業(yè)崗位奠定基礎(chǔ)，有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)校、學(xué)生、企業(yè)三者共贏的局面.

筆者多年承擔(dān)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，加之近幾年接觸一些應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的用人單位，了解企業(yè)的需求情況.反思教學(xué)現(xiàn)狀，深深意識(shí)到必須斟酌選擇應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，靈活選擇教學(xué)模式.

1 鞏固基本實(shí)驗(yàn)技能，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)一般是在本科生的第6或第7學(xué)期開(kāi)課，也就是說(shuō)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，具備一定的實(shí)驗(yàn)技能.但是，其實(shí)際能力往往讓用人單位失望.所以有必要在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)課時(shí)進(jìn)行鞏固、強(qiáng)化，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，教學(xué)方式要不同于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的“照方抓藥”.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要強(qiáng)化目標(biāo)要求，比如：配制一定物質(zhì)量濃度的酸、堿、金屬離子溶液，測(cè)定未知物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)等.受課時(shí)的限制，首先讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備相關(guān)知識(shí)，課堂隨機(jī)確定同學(xué)只做其中的一兩項(xiàng)，讓學(xué)生獨(dú)立完成，教師不講授具體實(shí)驗(yàn)步驟，加強(qiáng)巡視，隨時(shí)記錄學(xué)生的操作情況，務(wù)必用相應(yīng)的儀器（如：離子濃度測(cè)定儀等）驗(yàn)證其實(shí)驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)結(jié)果評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī).最后由教師集中點(diǎn)評(píng)本次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，促使學(xué)生共同進(jìn)步.其教學(xué)流程為：課前預(yù)習(xí)→分配實(shí)驗(yàn)任務(wù)→學(xué)生獨(dú)立完成→驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果→教師集中點(diǎn)評(píng)→給出實(shí)驗(yàn)成績(jī).

2 突出應(yīng)用特色，貼近生活

開(kāi)設(shè)貼近生活的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)，可以較好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)“應(yīng)用化學(xué)”的進(jìn)一步理解.近年來(lái)食品安全問(wèn)題，已引起各級(jí)政府及普通百姓的關(guān)注，應(yīng)當(dāng)開(kāi)設(shè)相應(yīng)的定性或定量的檢測(cè)實(shí)驗(yàn).例如：色譜分析技術(shù)是應(yīng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的必開(kāi)項(xiàng)目，氣相色譜法的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是定性或定量測(cè)定苯及同系物，該實(shí)驗(yàn)與生活有一定距離且有較大的毒性，也不符合環(huán)境友好的理念，建議開(kāi)設(shè)氣相色譜法測(cè)定醬油、果汁、罐頭等調(diào)味品或飲料中的山梨酸和苯甲酸，可以依照“芝麻油”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8233-2008，測(cè)定其中某項(xiàng)理化指標(biāo).高效液相色譜的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是定量測(cè)定苯甲酸甲酯、奈、吡啶等，完全可以依照GB14963-2011《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 蜂蜜》測(cè)定其中的葡萄糖、果糖、蔗糖.這里之所以選擇芝麻油、蜂蜜作為檢測(cè)對(duì)象，主要是這兩類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)尤其混亂，普通百姓難以判定其真假，通過(guò)開(kāi)設(shè)該類(lèi)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)自豪感油然而生，同時(shí)也拓寬學(xué)生的知識(shí)面.也可以利用課余時(shí)間開(kāi)展一些興趣實(shí)驗(yàn)，比如：摻假牛奶、面粉中有毒添加劑、問(wèn)題松花蛋、食品中有害元素（或微量營(yíng)養(yǎng)元素）鑒定等，不要以為該類(lèi)實(shí)驗(yàn)檔次低，不足以掛齒.創(chuàng)新意識(shí)、能力的培養(yǎng)沒(méi)有高低之分,教學(xué)流程為：自帶檢材→獨(dú)立規(guī)范制樣→集中檢測(cè)→交流結(jié)果→告知百姓.

3 開(kāi)設(shè)“三廢”處理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)

環(huán)境保護(hù)已引起人們的高度重視，基于化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，其生產(chǎn)過(guò)程中或多或少的要產(chǎn)生“三廢”，如何降低“三廢”的排放，或者說(shuō)如何變“三廢”為資源，是擺在化學(xué)工作者面前的長(zhǎng)期課題.應(yīng)當(dāng)開(kāi)設(shè)固體廢棄物的再利用、廢水的無(wú)害化處理、廢氣的資源化吸收實(shí)驗(yàn)，重在培養(yǎng)意識(shí)、拓展視野、養(yǎng)成習(xí)慣.當(dāng)然，不同的地區(qū)其“三廢”特色不盡相同，可以結(jié)合本地實(shí)際開(kāi)設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，就淮北而言，固廢物方面可以開(kāi)設(shè)煤矸石制備凈水劑、粉煤灰制備氧化鋁、磷石膏制備化肥等實(shí)驗(yàn)，廢水方面可以開(kāi)設(shè)有色廢水的脫色或降解、COD的測(cè)定、有害元素的去除等實(shí)驗(yàn)，廢氣方面可以讓學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)資料，借鑒市場(chǎng)上尾氣吸收技術(shù)提出自己的新方案，然后開(kāi)展模擬試驗(yàn)，重在培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力.

4 合成化學(xué)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的檢測(cè)

傳統(tǒng)的合成化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往偏重于制備過(guò)程，只在表觀上判定目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)與量，這與化工企業(yè)的生產(chǎn)管理是不相符的，有一則廣告語(yǔ)“藥材好，藥才好”，講的是企業(yè)要嚴(yán)把原料的質(zhì)量，好原料是生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的首要條件，上游企業(yè)的產(chǎn)品又是下游企業(yè)的原料，所以企業(yè)都嚴(yán)格把守“進(jìn)”“出”兩關(guān)，這里不是說(shuō)生產(chǎn)過(guò)程不重要，對(duì)企業(yè)來(lái)講其生產(chǎn)工藝、技術(shù)參數(shù)一旦確定，基本保持固定的操作方式，輕易不作變動(dòng)，而原料、產(chǎn)品的批次不盡相同，相關(guān)人員要了解常用的檢測(cè)儀器，掌握其檢測(cè)方法.因此應(yīng)把這一理念引入日常教學(xué)中，認(rèn)真測(cè)定原料和目標(biāo)產(chǎn)物的理化指標(biāo)，在條件許可的情況下，讓學(xué)生多見(jiàn)識(shí)相關(guān)的檢測(cè)儀器（比如：旋光儀、卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀、粘度儀、密度儀、白度儀等）.

5 玻璃儀器向小型金屬設(shè)備轉(zhuǎn)換

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以玻璃儀器為工具完成的，若應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)還是在玻璃儀器中實(shí)現(xiàn)制備、結(jié)晶、分離等操作，不能更好地讓學(xué)生體會(huì)到專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的特色，況且應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生大部分就業(yè)到化工企業(yè)，大學(xué)期間若不儲(chǔ)備一些常用化工設(shè)備的感性知識(shí)，不熟悉常見(jiàn)設(shè)備基本操作，就業(yè)后面對(duì)工業(yè)化的金屬設(shè)備會(huì)一片茫然，用人單位自然會(huì)俯視我們的畢業(yè)生，以致他們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)很難打開(kāi)局面，不得不補(bǔ)習(xí)該類(lèi)知識(shí)板塊.因此專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)開(kāi)設(shè)一定數(shù)量的用金屬設(shè)備來(lái)完成的制備實(shí)驗(yàn).重在豐富學(xué)生的實(shí)踐閱歷，為就業(yè)以后盡快適應(yīng)工作崗位做鋪墊.當(dāng)然，也存在開(kāi)課成本高及制備出的產(chǎn)品的去路問(wèn)題，可以考慮無(wú)償送給有需求的單位或個(gè)人，做到物盡其用，比如，生產(chǎn)（制備）的涂料可以送給學(xué)校后勤用于美化校園，若是制備某日化產(chǎn)品（如：洗衣粉等）可以讓學(xué)生帶回去享用自己的勞動(dòng)成果.可以考慮開(kāi)設(shè)如下項(xiàng)目，1）特色涂料的制備，2）天然色素的提取，3）特色洗衣粉的制備，4）建筑脫模劑的制備，5）建筑用膠的制備.

6 用現(xiàn)代儀器完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究的基石，是化學(xué)工作者的基本能力之一，隨著時(shí)代的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)手段也在不斷更新，應(yīng)讓學(xué)生多了解一些現(xiàn)代的儀器，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

利用氧化還原反應(yīng)原理可以制備多種精細(xì)化工產(chǎn)品，傳統(tǒng)的方法是讓氧化劑（無(wú)機(jī)物或有機(jī)物）與還原劑（有機(jī)物或無(wú)機(jī)物）在適當(dāng)?shù)臈l件下反應(yīng)，最終獲取某種目標(biāo)產(chǎn)物，不僅成本高且對(duì)環(huán)境或多或少地造成污染（產(chǎn)生“三廢”）.有機(jī)電解合成是現(xiàn)代化工業(yè)尤其是精細(xì)化工中的一個(gè)“高效清潔”的新工藝.電化學(xué)不僅與有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)及無(wú)機(jī)化學(xué)有關(guān)，還滲透到環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)和生物科學(xué)等諸多科學(xué)研究領(lǐng)域.建議開(kāi)設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，比如：由馬來(lái)酸電解法制備琥珀酸，該實(shí)驗(yàn)周期短、現(xiàn)象明顯.

有機(jī)物的批量生產(chǎn)，其分離提純是基本操作單元之一，傳統(tǒng)方法是采用蒸餾、分餾（精餾）等方式來(lái)提高產(chǎn)品的純度，受自身原理的限制很難制得更高純度的產(chǎn)品.而現(xiàn)代的方法是采用“分子蒸餾”可以輕松得到高純度目標(biāo)產(chǎn)物，建議開(kāi)設(shè)“分子蒸餾”實(shí)驗(yàn).

再如微電解處理污水、微波干燥、超聲提取等，均可以引入應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)中.切實(shí)做到從玻璃儀器實(shí)驗(yàn)為主向以機(jī)、電、光、磁等實(shí)驗(yàn)為主轉(zhuǎn)變.

7 結(jié)合實(shí)際開(kāi)設(shè)不同方向的應(yīng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中逐漸形成天然產(chǎn)物化學(xué)及其應(yīng)用、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)以及應(yīng)用分析技術(shù)3個(gè)專(zhuān)業(yè)大方向［3］.而每個(gè)大方向又有多個(gè)分支.如精細(xì)化學(xué)品又分為表面活性劑、日用化學(xué)品、涂料與粘合劑、輕工化學(xué)品、納米材料、工業(yè)催化劑等，受學(xué)時(shí)數(shù)等諸多因素的限制，不可能開(kāi)設(shè)太多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以以選做或開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的方式將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提前告知學(xué)生，學(xué)生結(jié)合自己的興趣選做某方面的實(shí)驗(yàn).項(xiàng)目來(lái)源要結(jié)合本校教師的研究方向及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的具體條件進(jìn)行確定，當(dāng)然也要限定一定數(shù)量的學(xué)生參與，避免“冷熱不均”現(xiàn)象的發(fā)生［4］.

8 專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)依托畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)不僅要訓(xùn)練學(xué)生熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力［5］.畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)可以較全面的鍛煉學(xué)生查閱相關(guān)資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力.本科學(xué)生可以自由結(jié)合成立課題小組，建立高年級(jí)研究生與本科生組合實(shí)驗(yàn)的模式，讓高年級(jí)的研究生參與到相關(guān)的課題組，既可以鍛煉研究生的組織協(xié)調(diào)能力，更有“教學(xué)相長(zhǎng)”的功效，本科生可以借鑒研究生在科研思維、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)技巧等方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)小組內(nèi)的討論及交流，集思廣益直至形成基本的研究思路，設(shè)計(jì)出具有探索性或啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)方案，從理論及實(shí)踐兩方面論證其可行性，有選擇地通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，并且不斷完善實(shí)驗(yàn)方案，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo).建立本科生為主體、研究生參與其中、教師輔助指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式.

9 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)挑戰(zhàn)性課題

目前，我們的實(shí)驗(yàn)室只有在開(kāi)課時(shí)學(xué)生才能進(jìn)入，且僅能完成教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，限制學(xué)生思維、實(shí)踐活動(dòng)，與當(dāng)前的教育導(dǎo)向不相符.當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放確實(shí)存在成本、安全、管理等方面的顧慮，筆者認(rèn)為不能因噎廢食.第一步可以在一定前提下，在非教學(xué)時(shí)間段對(duì)學(xué)生開(kāi)放.實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放不僅可以提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，提高投資效益，而且對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新人才具有十分重要的意義［6］.

學(xué)生可以利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室實(shí)施自己的創(chuàng)意，驗(yàn)證新思路的可行性，探索一些未知的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從中受到相應(yīng)的啟發(fā)，進(jìn)而修正自己的實(shí)驗(yàn)方案，直至實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意目標(biāo).與此同時(shí)，又可以將取得的階段性成果申報(bào)挑戰(zhàn)性課題，學(xué)生通過(guò)參與科技創(chuàng)新項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng)，培養(yǎng)并提高動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力.實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放還可以給學(xué)生提供可自行完成設(shè)計(jì)、制作和實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)手段，使學(xué)生在親身實(shí)踐的過(guò)程中理解、拓展和提高基礎(chǔ)理論及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，得到全方位的科研訓(xùn)練，學(xué)到科學(xué)的思維方式和研究方法，逐步形成有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的完整體系.實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放形式要靈活多樣，體現(xiàn)“以人為本”的教學(xué)理念.

總之，專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)既要鞏固學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，也要注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，養(yǎng)成善于思考、勤于動(dòng)手、樂(lè)于挑戰(zhàn)、堅(jiān)忍不拔的好習(xí)慣.

［1］教育部理科化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員.化學(xué)專(zhuān)業(yè)化學(xué)教育基本內(nèi)容［J］.大學(xué)化學(xué)，1999，14（3）：13-22.

［2］章青，周雙六，王小龍.應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與探討［J］.廣東化工，2014，41（24）：122-125.

［3］陳創(chuàng)前.應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)學(xué)生安全環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)［J］.山東化工，2015，44（22）：142-143.

［4］馮麗娟，李先國(guó)，張棟梅.應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)（方向）實(shí)驗(yàn)的新模式設(shè)計(jì)與實(shí)踐［J］.化工高等教育，2015（2）：48-50.

［5］王永壘，方紅霞，李海云.應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)改革［J］.高教學(xué)刊，2016（1）：69-70.

［6］李凡修，孫首臣，鄧仕英.淺談應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（4）：198-201.

A Brief Discussion about the Selection of Course Content and Teaching Methodology for Applied Chemistry Laboratory

WANG Yongqiu，WEI Zhenzhong
（School of Chemistry and Material Science，Huaibei Normal University，235000,Huaibei，Anhui,China）

In this assay，we have described some practical approaches aiming to improve the hands-on capa?bility of college students with Applied Chemistry major.In our opinion，the selection of Applied Chemistry Laboratory course content should solidify basic experimental skills，emphasize application features，reflect ap?propriate concept of chemical hazard disposal，transit from glassware to small metal appliance and perform tradition experiments using modern facility.Teaching method should be flexible and up-to-date.And the long-term goal is to foster applied chemistry major trainees to best meet the real world demand.

applied chemistry major；course content；teaching methodology

G 640

C

2095-0691（2017）02-0083-04

2016-09-28

淮北師范大學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目（201406024）

王永秋（1962— ），男，山東魚(yú)臺(tái)人，副教授，研究方向：化學(xué)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā).