付麗華 徐傳輝 童張法

【摘 要】文章以一項具有廣西特色的綜合性、設計性的實驗項目開發(fā)為研究對象，以廣西地區(qū)特色資源為基本原料，開發(fā)出相應的中間產品到終極產品的完整的工藝流程，對學生開展系統性的科研訓練，以能力培養(yǎng)為核心，將教師科研和本科生專業(yè)實驗教學相結合，探索一種培養(yǎng)基礎寬厚、思路開闊、動手能力強、具有區(qū)域特色的復合型、創(chuàng)新型專業(yè)人才的實驗教學模式。

【關鍵詞】特色實驗；區(qū)域特色；復合；創(chuàng)新；專業(yè)人才

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）05-0076-03

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確提出要“促進高校辦出特色”“引導高校合理定位，克服同質化傾向，形成各自的辦學理念和風格，在不同層次、不同領域辦出特色，爭創(chuàng)一流”“不斷優(yōu)化高等教育結構；優(yōu)化學科專業(yè)、類型、層次結構，促進多學科交叉和融合；重點擴大應用型、復合型、技能型人才培養(yǎng)規(guī)?！盵1]，為高校的發(fā)展指明了方向。高校的實驗教學承擔著高校人才應用型創(chuàng)新能力培育的重要任務[2-3]，特色實驗項目的建立對提高學生自主學習能力及培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力有著積極的促進作用，對提高實驗教學質量起著重要的作用，能引導我們對實驗教學理念進行再思考，對實驗教學目標導向進行再定位。在教學過程中，把實驗教學的基本單元做實、做細，豐富特色實驗項目的實質內涵，可以激發(fā)學生做實驗的積極性、主動性，進一步引領實驗項目的發(fā)展方向。高校如何打造特色實驗項目，服務于應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，促進高校又好又快發(fā)展是目前的熱門課題[4]。

本文以廣西大學化學化工學院化學工程與工藝的專業(yè)特色實驗“聚丙烯酸/陰離子型鈣基膨潤土功能材料的制備及其性能測試”為例，探索特色實驗教學與培養(yǎng)具有區(qū)域特色的復合型、創(chuàng)新型專業(yè)人才的關系。

1 實驗內容設計具有廣西區(qū)域特色，有利于培養(yǎng)區(qū)域特色人才

“聚丙烯酸/陰離子型鈣基膨潤土功能材料的制備及其性能測試”是一項綜合性、設計性的專業(yè)實驗，以廣西豐富的非金屬礦產資源（膨潤土）為原料，利用課題組的專利技術制備陰離子型鈣基膨潤土，將石油化工產品丙烯酸等單體通過溶液插層聚合法原位合成聚丙烯酸/陰離子型鈣基膨潤土預聚體，再通過溶液澆鑄法成型制備出復合材料，對復合材料進行各種性能測試，并探討其應用前景。

通過上述實驗內容的描述可知，這項實驗在內容設計上具有鮮明的區(qū)域特色。

（1）實驗內容符合廣西“十二五”規(guī)劃的要求，為廣西的石化深加工培養(yǎng)人才，促進廣西經濟發(fā)展。根據《廣西沿海石油化工產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，廣西將在10～20年內，初步建成國際化大型石油化工基地。而在“廣西壯族自治區(qū)國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃”中提出，對于石化產業(yè)，按照煉化一體化要求，重點發(fā)展乙烯、丙烯、芳烴等石化產品，建設全國重要的石化基地。本特色實驗采用的原料丙烯酸是石化加工所得的重要化工產品之一。實驗制備出的聚丙烯酸/陰離子型鈣基膨潤土復合材料是石化資源的深度加工產品，符合“十二五”規(guī)劃的要求。

在石油化工生產加工過程中，基本有機化工生產過程（石油煉制）能給原料資源增加40%～120%的經濟收益，通過有機化工生產過程后得到的醇、醛、酮、酸、酯等基本化工原料能給原料資源增加280%～330%的經濟收益，通過進一步的高分子化工生產過程合成材料后，能給原料資源增加930%～1 460%的經濟收益。可見，石化資源的深度加工將帶來可觀的經濟收益。

（2）開發(fā)高科技含量與高附加價值的膨潤土新產品，培養(yǎng)膨潤土領域的人才。我國是膨潤土生產大國，居世界第二位，廣西又是中國膨潤土主要產地之一。膨潤土是我國重點發(fā)展的非金屬礦用品。關于膨潤土的深入研究在國內乃至世界范圍內開展的時間不長，水平上的差距不大。對于膨潤土的研究及利用是一個復雜的課題，其產品的多樣性決定了其研究領域非常寬廣。在國內，廣東和福建兩省在膨潤土個別領域的研究居于前列。然而與發(fā)達國家相比，我國膨潤土資源利用水平低，使用范圍窄，產品開發(fā)的多樣化和系列化程度不夠。目前，對膨潤土的使用主要是出口原料和初級產品，這樣不僅耗費了大量的資源，而且所造創(chuàng)價值又十分有限。這可能與我國關于膨潤土的開發(fā)應用等技術在實驗教學方面剛剛起步有關。雖然掌握了一定的開發(fā)膨潤土的技術，但是缺乏將這些前沿的技術落實到生產中的人才。因此，必須大力提升膨潤土的開發(fā)技術水平，培養(yǎng)這方面的專業(yè)人才，加快變資源優(yōu)勢為區(qū)域經濟優(yōu)勢的步伐。

本實驗針對廣西實際情況，結合廣西石化資源和地方礦產資源特色，以膨潤土為原料，制備出種類豐富的膨潤土產品，可開發(fā)為中間體作為催化劑，作為藥物緩釋劑，作為吸附材料、脫水脫色材料、“三廢”治理材料，還可生產很多最終產品如復合材料等，且所采用的膨潤土改性工藝相對而言不會帶來“三廢”問題，屬綠色化工產品，能耗小。通過該實驗的開設，可以培養(yǎng)出符合廣西石化及非金屬礦產業(yè)經濟發(fā)展的復合型人才，能夠促進廣西經濟及科技的共同發(fā)展，附加低產值商品以高科技含量，推動廣西地方資源的深層次開發(fā)利用。

2 實驗內容涉及的技術具有綠色、環(huán)保、新穎的特色，有利于培養(yǎng)學生的環(huán)保意識

目前，國際、國內大多數關于無機膨潤土/有機化合物的復合材料的合成路線如下。

膨潤土與昂貴的陽離型表面活性劑配成低濃度的溶液，在強外力的作用下進行陽離子交換制備有機膨潤土，將疏油性的膨潤土改性為親油性，隨后往有機膨潤土中引入目標有機化合物進一步制備復合材料。這種方法的動力來源于膨潤土層間陽離子的可交換性，所以膨潤土有機化程度不高，從技術上來講較困難。因離子交換是可逆的，一般需要很強的外力作用，所以對設備要求高，能耗高，作用溶劑多，且存在污染。

本實驗先制備陰離子膨潤土，再利用酸堿中和反應的原理往膨潤土層間引入有機化合物使膨潤土有機化，再進一步制備復合材料。本實驗采用的陰離子型鈣基膨潤土制備過程中所用設備要求低、能耗小，僅用到少量水，無污染，是綠色產品。此外，有機化的動力為酸堿中和反應，動力強，是不可逆的，所以有機化程度高。

3 特色實驗是綜合性、設計性的實驗，有利于培養(yǎng)復合型人才和擴大學生的就業(yè)面

實驗的綜合性、設計性主要體現在以下幾個方面：①本實驗以無機膨潤土和石油化工產品為原料；②本實驗涉及無機材料加工與高分子材料的合成及成型；③本實驗是天然材料與合成材料的反應；④本實驗涉及復合材料、功能材料的制備方法；⑤本實驗涉及產品性能的測試；⑥本實驗使學生全面了解從原料到中間品，到最終產品的全過程；⑦實驗過程中，教師僅提供大體思路，具體的實驗方案要學生自己設計，比如在實驗過程中，因合成的功能材料是近年來開發(fā)的一類新型功能高分子復合材料，其應用范圍廣泛，可用作膠黏劑、塑料基料、吸水材料等。當用作吸水材料時，它具有自身數十倍乃至數千倍的吸水能力和高保水性能，可廣泛用于農業(yè)、林業(yè)、園藝、醫(yī)藥、生理衛(wèi)生、石油、化學化工、日用品、環(huán)境保護、美容、化妝、建材、生化技術、食品、人工智能材料等方面。學生在實驗過程中可以根據自己的興趣選擇功能材料的不同應用，則其測試的功能材料的性能也不一樣。

與傳統的以教師為主體的填鴨式、灌輸式[5]實驗教學方式不同，這種研究性和探究式實驗教學模式既能提高學生的研究興趣，又能促使學生在探索過程中查閱相關文獻資料，掌握基礎理論知識，并學會運用理論知識去分析實驗現象和結果，使學生接受到系統性的科研訓練，從而擴大了學生的知識面，提高了學生的動手能力和創(chuàng)新能力，同時提升了學生的就業(yè)競爭力。

4 特色實驗有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

本實驗把教師科研項目轉變?yōu)楸究茖嶒?，使學生接觸到學術研究的前沿，開闊視野，激發(fā)創(chuàng)新思維，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。并以此作為啟動基點，形成一個平臺，帶動許多實驗項目群（如作為催化劑及藥物緩釋劑的中間體、吸附材料、綠色材料、復合材料等）的后續(xù)發(fā)展，使教學緊貼科研及產業(yè)發(fā)展，形成優(yōu)勢特色，并最終建設成為精品課程。

通過創(chuàng)新性實驗，很好地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、交流協作能力、實踐能力，也取得了不少成果。在實驗過程中，學生需要自學很多內容，擴寬了知識面，增強了動手能力和團隊合作精神，增加了學生在未來工作崗位上的競爭力和科研中的研究能力。

5 結語

培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的優(yōu)秀專業(yè)人才是高等院校的使命，實驗教學是高校教學重要的組成部分。廣西大學化學化工學院化工工藝教研室進行的實驗教學改革，探索出的特色教學方法，對培養(yǎng)具有廣西區(qū)域特色的復合型、創(chuàng)新型專業(yè)人才有著較大的推動作用。

參 考 文 獻

[1]教育部.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）[Z].2010.

[2]元澤懷.開放式設計性綜合實驗課程教學的改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28（11）：120-122.

[3]劉拓，屈波.以實驗教學示范中心建設帶動人才培養(yǎng)體系創(chuàng)新[J].中國大學教學，2008（11）：82-84.

[4]朱宗強，曾鴻鵠，朱義年.打造地方特色實驗項目推動應用型創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].當代教育理論與實踐，2012

（11）：158-160.

[5]王士芬，施鼎方，唐賢春.建立精品實驗項目，豐富實驗教學形式[J].實驗技術與管理，2008（6）：146-148.

[責任編輯：鐘聲賢]