化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系的構(gòu)建與實(shí)踐

梁克中

（重慶三峽學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶萬州 404100）

高等院校21世紀(jì)人才培養(yǎng)的方向是素質(zhì)教育，隨著教學(xué)改革的深入和素質(zhì)教育的全面推進(jìn)，作為高等教育重要組成部分之一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越受到重視.[1-2]實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和科研能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，理論教學(xué)是無法替代的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力服務(wù)，不僅要使學(xué)生獲得知識(shí)，更重要的是激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，啟迪思維，培養(yǎng)科技創(chuàng)新精神，掌握獲取知識(shí)的方法，從而加深對(duì)課堂理論知識(shí)的理解.專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)完成后開設(shè)的，對(duì)于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、高素質(zhì)的專業(yè)人才的作用已經(jīng)得到廣泛認(rèn)同.

高等院校是培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高級(jí)專門人才的重要基地，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的源頭.為了探索新形勢(shì)下注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，本文就如何構(gòu)建化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系，并借鑒國內(nèi)高校的經(jīng)驗(yàn)和做法，[3-6]談?wù)勎覀兊囊恍┳龇ê腿〉玫某尚?

1 化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系的構(gòu)建

根據(jù)學(xué)院的實(shí)際情況，我們改革化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系主要是重視基礎(chǔ)訓(xùn)練，加強(qiáng)開放設(shè)計(jì)，培養(yǎng)科研素質(zhì)，激發(fā)創(chuàng)新能力.化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系由基礎(chǔ)訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)3大部分組成.3個(gè)部分模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)都不相同.

基礎(chǔ)訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)約占總實(shí)驗(yàn)課時(shí)的60%～40%.著重傳授實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、訓(xùn)練基本技能，掌握化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的實(shí)驗(yàn)素質(zhì).

綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)約占總實(shí)驗(yàn)課時(shí)的30%～40%.要求加強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)性和獨(dú)立性，提倡教學(xué)過程的個(gè)性化和多樣化.教學(xué)內(nèi)容從傳授知識(shí)為主向智能培養(yǎng)過渡.對(duì)于綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生實(shí)驗(yàn)前根據(jù)所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)和通過查閱文獻(xiàn)資料，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、方法和步驟，經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師核對(duì)后，由學(xué)生獨(dú)立完成.在寬松、自主學(xué)習(xí)為主的教學(xué)氛圍中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師側(cè)重在啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.

創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)約占總實(shí)驗(yàn)課時(shí)的10%～20%.教學(xué)目標(biāo)以培養(yǎng)學(xué)生智能為主，著力培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和科研能力.教學(xué)內(nèi)容突出綜合性與先進(jìn)性，集技能性、應(yīng)用性、研究性于一體，充分展示化工新進(jìn)展以及化工新技術(shù)等.

2 化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)的初步實(shí)踐

根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)在實(shí)施的化工專業(yè)學(xué)分制人才培養(yǎng)方案，以省級(jí)化學(xué)化工示范中心為依托，我們?cè)诟聦?shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和配套的試驗(yàn)教材建設(shè)等方面進(jìn)行了有益的探索.

2.1 基礎(chǔ)訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

基礎(chǔ)訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)主要是由化工原理、化工工藝學(xué)、化工熱力學(xué)、鹽氣化工工藝學(xué)、化學(xué)分離工程、精細(xì)有機(jī)化工、高分子物理及化學(xué)等課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有機(jī)的整合構(gòu)成.

首先由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師精心設(shè)計(jì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的信息量.由教研室討論確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，遵循循序漸進(jìn)原則，改編實(shí)驗(yàn)教材，按學(xué)生知識(shí)增長和能力提高的學(xué)習(xí)進(jìn)程，將3個(gè)板塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容由易到難分成3個(gè)階段，并根據(jù)不同階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求重編新的實(shí)驗(yàn)教材.每個(gè)實(shí)驗(yàn)由基礎(chǔ)內(nèi)容為主、適當(dāng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以便對(duì)不同類型的學(xué)生因材施教.

其次是加大力度擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)裝置，營造工程環(huán)境.更多利用新技術(shù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以達(dá)到化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和手段與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)接軌.我們深知實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備條件的好壞，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量有較大的影響.學(xué)院原先的實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)落后，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求.針對(duì)這種實(shí)際情況，學(xué)院對(duì)省級(jí)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)示范中心進(jìn)行了重點(diǎn)投資和建設(shè)，化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院全體教師結(jié)合自己的科研項(xiàng)目情況，經(jīng)過大家認(rèn)真論證、精心設(shè)計(jì)、組裝調(diào)試，完成了實(shí)驗(yàn)裝置的改擴(kuò)建工程，現(xiàn)在已經(jīng)建好了CO2超臨界萃取、氣-液-固三相流化床、多釜串聯(lián)返混性能測(cè)定、結(jié)晶、催化劑活性評(píng)價(jià)系統(tǒng)、多功能反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置等代表化工發(fā)展新方向的實(shí)驗(yàn)裝置，大部分實(shí)驗(yàn)裝置達(dá)到了中試規(guī)模，突出了實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)用性與先進(jìn)性的統(tǒng)一，可以營造出工程環(huán)境，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系改革提供了重要硬件基礎(chǔ).

2.2 綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)主要是由化工原理、化工工藝學(xué)、化工熱力學(xué)、鹽氣化工工藝學(xué)、化學(xué)分離工程、精細(xì)化工、高分子物理及化學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，因而涉及的知識(shí)面較廣，對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)和素質(zhì)訓(xùn)練尤其重要.由于有些課程實(shí)驗(yàn)過去的教學(xué)模式單一，雖有嚴(yán)格的指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，但因缺乏相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)境，對(duì)學(xué)生的獨(dú)立思考、自主發(fā)揮的空間限制條件多，因而難以發(fā)揮化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì).根據(jù)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系的改革目標(biāo)，把原來過多的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)更新為綜合型、設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)，著重加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作技能的訓(xùn)練、動(dòng)手能力的培養(yǎng)以及課程理論知識(shí)的提高.

學(xué)院積極利用中央與地方共建專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)室——三峽庫區(qū)天然藥物分析測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的契機(jī)，新增加了超臨界流體萃取、元素分析儀、氣質(zhì)聯(lián)用分析儀、液質(zhì)聯(lián)用分析儀、膜分離及結(jié)晶等大型分離測(cè)試設(shè)備.在新的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，優(yōu)先利用現(xiàn)有設(shè)備資源，及時(shí)調(diào)整更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以便讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)使用新儀器和新設(shè)備.這樣不僅達(dá)到開拓了學(xué)生的眼界，而且使理論與實(shí)際結(jié)合更緊密，學(xué)生獲取新知識(shí)的能力得以加強(qiáng).[7]

2.3 創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)?zāi)K是構(gòu)成化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系的重要部分.為了激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)該貼近生活實(shí)際.在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下，采用科學(xué)研究的方式，學(xué)生就會(huì)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，結(jié)合自己掌握的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能去探索解決問題的方法，同時(shí)提高了學(xué)生查閱資料信息收集的能力、判斷分析能力、獲取和運(yùn)用知識(shí)的能力，達(dá)到了增強(qiáng)學(xué)生的思考問題和科學(xué)研究的能力.

2.4 改革綜合成績?cè)u(píng)定的方法

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中主體性發(fā)揮的程度和實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)定辦法密切相關(guān)。如何合理、客觀、公正的評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)成績，將直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度將起到重要的導(dǎo)向作用。為此，我們采用了實(shí)驗(yàn)總成績按平時(shí)成績占60%，現(xiàn)場(chǎng)操作考試占20%和期末實(shí)驗(yàn)理論考試占20%計(jì)算得到.平時(shí)成績按單個(gè)實(shí)驗(yàn)累積計(jì)分，單個(gè)實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)定由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、結(jié)果討論等項(xiàng)目逐項(xiàng)評(píng)分，最終加權(quán)平均.為了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科研作風(fēng)，避免出現(xiàn)抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)原始記錄由指導(dǎo)教師認(rèn)定、簽字后才有效.現(xiàn)場(chǎng)操作考試由學(xué)生隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)題目，教師按照操作要點(diǎn)給分，學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢立即進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告.期末實(shí)驗(yàn)理論考試主要考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握程度以及關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)操作原理步驟等.

3 化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)的初步成效

經(jīng)過近幾年的教學(xué)實(shí)踐運(yùn)行表明，化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系的優(yōu)勢(shì)系表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.

（1）分模塊的實(shí)驗(yàn)課程新體系由被動(dòng)性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)變成為主動(dòng)探索的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就具了有更多的機(jī)會(huì)和時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生掌握了實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)，因此調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性.結(jié)果是學(xué)生更加認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，更充分的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)方案，也更仔細(xì)地對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中討論的內(nèi)容更實(shí)際.分模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加有利于學(xué)生獨(dú)立、自主能力的培養(yǎng).

（2）化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上，實(shí)行以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，學(xué)生講授與教師講授相結(jié)合的模式，采用啟發(fā)式、提問式、討論式的教學(xué)方法.實(shí)驗(yàn)課上，積極開展課堂討論，充分確立學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的進(jìn)取心和創(chuàng)造欲望.

（3）創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生將學(xué)習(xí)過程延伸到課外.創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)激活了實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)，學(xué)生為了完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將進(jìn)行充分的課前預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，學(xué)生帶著自己的實(shí)驗(yàn)方案，滿懷激情進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，緊張有序地操作，通過老師和學(xué)生之間、同學(xué)和同學(xué)之間的討論、交流與協(xié)作，不斷地調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案和反復(fù)嘗試.渴望用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來證實(shí)自己實(shí)驗(yàn)方案的合理性，期待著用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來檢驗(yàn)自己的能力.

從學(xué)生反饋的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息可以看出，學(xué)生們歡迎和支持分模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，既可以領(lǐng)略科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法，又可以體會(huì)到化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課是一門有意義的課程.

（4）化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程新體系建成，可以使畢業(yè)設(shè)計(jì)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)有效地接軌，既提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量，又真正促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.

（5）學(xué)生通過撰寫論文或參加課題研究，一方面可以增進(jìn)學(xué)生對(duì)某一學(xué)科科研前沿動(dòng)態(tài)的了解，感受科學(xué)研究的氣氛，又培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和敢于創(chuàng)新的科研素質(zhì)；另一方面能夠加深學(xué)生對(duì)科研活動(dòng)的了解，提高對(duì)科研的興趣，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、獨(dú)立思考和勇于探索的科學(xué)精神，既提高了學(xué)生創(chuàng)新思維能力，也鍛煉了創(chuàng)新實(shí)踐能力，為學(xué)生將來走向社會(huì)創(chuàng)造了一個(gè)有利的條件.

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