應(yīng)用化學(xué)專業(yè)“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程的改革實(shí)踐*

黃健涵，曾冬銘，陳立妙，徐愛武，潘春躍，劉又年

(中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083)

“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”(英文名稱:Advanced Chemistry Experiment of Applying Chemistry)是我校在第三學(xué)年第二學(xué)期對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課.總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，所有學(xué)時(shí)都是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，總學(xué)分2學(xué)分.本文系統(tǒng)總結(jié)了我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程體系改革中“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)內(nèi)容的改革實(shí)踐.

1 改革實(shí)踐前“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程情況

改革實(shí)踐前，我?！皯?yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”是一個(gè)大熔爐，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是從“無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)”等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程中抽出16個(gè)實(shí)驗(yàn)硬性組合而成，總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí).因此，改革實(shí)踐前，“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)內(nèi)容不能完全反映應(yīng)用化學(xué)學(xué)科前沿的科研成果和實(shí)際應(yīng)用成果，教學(xué)方法與四大化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程基本類似，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中仍然是“照方抓藥”，學(xué)生綜合運(yùn)用四大化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的能力與各方面的實(shí)驗(yàn)技能基本沒有提高，對(duì)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)不夠，教學(xué)效果不好.

2 新世紀(jì)國(guó)家對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才的需求

進(jìn)入21世紀(jì)，應(yīng)用化學(xué)與其他學(xué)科的不斷交叉與互相滲透，使得應(yīng)用化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容與要求都發(fā)生了極大變化，國(guó)家對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才的要求也日趨豐富，尤其是綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)［1，2］.因此，如何將最新的應(yīng)用化學(xué)研究成果與實(shí)際應(yīng)用成果有機(jī)地融合到應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容中，科學(xué)有序地組織教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用四大化學(xué)分支的相關(guān)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的整體感和全局觀，使學(xué)生初步建立科研創(chuàng)新意識(shí)，達(dá)到理工融合復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的重中之重［3，4］.為了適應(yīng)現(xiàn)代高等教育教學(xué)改革發(fā)展的需要，很有必要對(duì)“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等進(jìn)行全方位的改革.

3 “應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)內(nèi)容的改革

我們?cè)谥匦滦抻喠藨?yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃與教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，首先對(duì)“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了全部改革，編寫了一本全新的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)專題實(shí)驗(yàn)教材——《應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)與科學(xué)訓(xùn)練》.教學(xué)內(nèi)容將無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)及無機(jī)合成、有機(jī)合成、生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、電化學(xué)、材料化學(xué)、分離工程與技術(shù)等多門專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)有機(jī)結(jié)合，并結(jié)合我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的特色，精心挑選了“聚合硫酸鐵的制備及廢水的處理”、“聚乙烯醇縮甲醛膠的制備、游離甲醛的消除與測(cè)定”、“聚磷酸銨的合成及阻燃性能測(cè)試”、“電解法印染廢水脫色及COD的測(cè)定”、“聚苯胺的電化學(xué)合成及應(yīng)用”、“ZnO粉體及熒光、壓敏、氣敏性能的測(cè)定”、“硬脂酸鋅、鋇、鎘PVC熱穩(wěn)定劑的制備及性能”、“聚醋酸乙烯酯的制備及粘結(jié)性能測(cè)試”、“洗滌劑、雪花膏的研制及性能”和“用液膜分離法處理含銅溶液”等10個(gè)專題供學(xué)生選擇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，新實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容完全是探索性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，做到了四大化學(xué)理論教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的集中、統(tǒng)一與有機(jī)融合，注重基本化學(xué)原理與實(shí)踐的結(jié)合，強(qiáng)化了學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

4 “應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

教學(xué)過程中，我們轉(zhuǎn)變了教育理念，實(shí)現(xiàn)了由教師傳授知識(shí)到學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識(shí)、教師答疑解惑豐富學(xué)生知識(shí)的模式［3，5］.

實(shí)驗(yàn)前，我們要求學(xué)生根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)教材，對(duì)相關(guān)的專題實(shí)驗(yàn)進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，寫出簡(jiǎn)要的文獻(xiàn)綜述.實(shí)驗(yàn)組織中，我們每次同時(shí)開出4個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)(每次實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí))，然后將全班分成4個(gè)實(shí)驗(yàn)大組，每個(gè)大組做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，4個(gè)星期一循環(huán).每個(gè)大組再分成3～4個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，每個(gè)小組2～3人獨(dú)立完成一個(gè)實(shí)驗(yàn).每個(gè)專題實(shí)驗(yàn)我們要求1～2個(gè)小組上臺(tái)進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟以及實(shí)驗(yàn)中要注意的事項(xiàng)進(jìn)行講解和討論，整個(gè)過程中完全采用啟發(fā)式、討論式和開放式的教學(xué)方式授課.以學(xué)生為主體，讓學(xué)生學(xué)習(xí)完全自主化，教師也參與到課堂討論中并及時(shí)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范進(jìn)行糾正，最后教師對(duì)學(xué)生的討論進(jìn)行小結(jié)并補(bǔ)充相關(guān)問題供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中邊做邊思考.

實(shí)驗(yàn)中，我們經(jīng)常有的放矢地針對(duì)某一專題組織一大組的學(xué)生進(jìn)行課堂討論，啟發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提出問題、分析問題并解決問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，我們要求學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主完成專題實(shí)驗(yàn).比如:在“聚乙烯醇縮甲醛膠的制備、游離甲醛的消除與測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中，我們要求學(xué)生運(yùn)用已學(xué)到的知識(shí)，自己選擇甲醛消除劑，通過測(cè)定應(yīng)用甲醛消除劑后聚乙烯醇縮甲醛膠中殘余甲醛的含量來衡量甲醛消除劑的好壞.讓學(xué)生主動(dòng)思考問題，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，并以小組為單位討論問題和共同解決問題.我們?cè)试S學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)中存在不足，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不做硬性要求.實(shí)驗(yàn)成功了固然好，實(shí)驗(yàn)失敗了，我們要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行分析總結(jié)，并要求每個(gè)學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)心得.通過這類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生訓(xùn)練有素，收獲很大，即使實(shí)驗(yàn)失敗了，他們也獲得了很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，教學(xué)效果相當(dāng)好.

實(shí)驗(yàn)之后，我們要求學(xué)生在進(jìn)一步查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，按照國(guó)內(nèi)《化學(xué)學(xué)報(bào)》雜志的要求，針對(duì)自己做的專題實(shí)驗(yàn)，撰寫一篇學(xué)術(shù)論文，使學(xué)生受到基本的科學(xué)訓(xùn)練，了解科研工作的基本步驟和內(nèi)容，初步建立了科研創(chuàng)新意識(shí).

為強(qiáng)化學(xué)生的科研創(chuàng)新意識(shí)，接觸科學(xué)前沿，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，我們還將教師的科研項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將教師的實(shí)驗(yàn)室變成實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地.比如:“電解法印染廢水脫色及COD的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)，黃健涵老師的實(shí)驗(yàn)室就有整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，我們帶領(lǐng)一個(gè)大組到他的實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生實(shí)地完整地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力.

5 改革實(shí)踐后的教學(xué)效果

“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程對(duì)我校2006、2007、2008和2009級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)改革實(shí)踐，收到了預(yù)期效果.我們一方面將這些學(xué)生的“應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程的期末考試成績(jī)與2004、2005級(jí)我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的成績(jī)相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)改革實(shí)踐后學(xué)生的考試成績(jī)明顯優(yōu)于改革實(shí)踐前學(xué)生的成績(jī)，特別是學(xué)生對(duì)應(yīng)用化學(xué)前沿發(fā)展的了解、綜合應(yīng)用能力的提升和創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)等方面.另一方面，我們對(duì)比了學(xué)生進(jìn)行后續(xù)的“專題實(shí)驗(yàn)”和“畢業(yè)論文”的成績(jī)以及老師對(duì)學(xué)生質(zhì)量的反饋，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在“專題實(shí)驗(yàn)”和“畢業(yè)論文”過程中，進(jìn)入角色更早，質(zhì)量大大提高，學(xué)生的綜合素質(zhì)有很大改善，創(chuàng)新意識(shí)得到培養(yǎng)，老師對(duì)學(xué)生的滿意度也大大提升.同時(shí)，“應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程的改革也有力地支持了我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革，更新了課程的教學(xué)體系，優(yōu)化了課程的教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)了課程在教學(xué)中的地位，豐富了課程的內(nèi)涵，為我校學(xué)生畢業(yè)后從事科學(xué)研究和應(yīng)用研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

［1］方明建，鄭旭煦.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化學(xué)分析課程的改革與實(shí)踐［J］.大學(xué)化學(xué)，2004，(3):24 －26.

［2］嚴(yán)世強(qiáng)，唐寧，黃國(guó)生.理科應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程體系改革的思考［J］.高等理科教育，2000，(6):33 －38.

［3］于安麗，黃飛躍，譚鎮(zhèn)，等.辦好理科大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的探索與思考［J］.大學(xué)化學(xué)，1998，(2):14 －17.

［4］劉淑娟，李建強(qiáng)，劉艷，等.培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型人才的實(shí)踐教學(xué)初探［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2012，(1):75－79.

［5］黃忠京.構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型人才的實(shí)踐教學(xué)體系［J］.高教論壇，2011，(4):17 －19.