基于卓越工程師培養(yǎng)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革——以浙江科技學(xué)院為例

李菊清，張立慶，李 惠

（浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，杭州310023）

浙江科技學(xué)院是一所借鑒德國(guó)應(yīng)用科學(xué)大學(xué)（FH）辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)國(guó)情，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國(guó)際素養(yǎng)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為辦學(xué)特色的以工科為主的普通高等學(xué)校［1］；是教育部首批實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（下稱“卓越計(jì)劃”）的試點(diǎn)高校。根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位和辦學(xué)特色，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)校的人才培養(yǎng)和課堂教學(xué)中就顯得尤為重要。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，能系統(tǒng)地訓(xùn)練學(xué)生基本操作技術(shù)、操作規(guī)范和基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，養(yǎng)成良好的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，從而提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。黨的十八大報(bào)告要求我們要更加堅(jiān)定地走中國(guó)特色高等教育發(fā)展道路，以提高質(zhì)量為核心，推動(dòng)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展［2］。要培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的化工和近化類創(chuàng)新人才，必須有良好的實(shí)際動(dòng)手能力、較高的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，這也是“卓越計(jì)劃”的根本要求，因?yàn)椤白吭接?jì)劃”旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需要的各類高質(zhì)量工程技術(shù)人才［3］，而本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)是訓(xùn)練學(xué)生綜合能力的重要教學(xué)手段，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的主要途徑［4］。實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的高低是衡量高等院校教學(xué)質(zhì)量的基本標(biāo)準(zhǔn)之一，直接影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，以及高等教育的改革，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題和新的矛盾，這就要求化學(xué)學(xué)科的教育工作者構(gòu)建一個(gè)能與當(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。而且化學(xué)學(xué)科的發(fā)展離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，許多化學(xué)概念的形成、理論體系的構(gòu)建都建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于突出以學(xué)生為主體，培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力起著關(guān)鍵作用。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的基本特征［5］。

1 構(gòu)建基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)包含無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)3門課程，是應(yīng)用型工科院?；ゎ惡徒悓I(yè)學(xué)生的重要基礎(chǔ)課程，也是學(xué)校系列省級(jí)精品課程。無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的第一門獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程，該課程的重點(diǎn)放在定量分析技術(shù)的訓(xùn)練和掌握，通過(guò)該課程的教學(xué)，要讓學(xué)生樹(shù)立“量”的概念，這就要求學(xué)生具備仔細(xì)觀察、分析問(wèn)題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)；有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)以單元操作為主線，學(xué)生需學(xué)習(xí)掌握的是有機(jī)合成、物質(zhì)的分離與提純及新物質(zhì)的定性鑒定等基本操作技術(shù)；物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要研究物質(zhì)的物理化學(xué)性能。這些技術(shù)是化學(xué)化工類、近化類專業(yè)非常重要的實(shí)驗(yàn)技能。這2門課程的學(xué)習(xí)好壞，會(huì)直接影響其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，是后續(xù)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、技術(shù)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文和專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)以精品課程建設(shè)為契機(jī)，以“卓越計(jì)劃”為指導(dǎo)，將課堂教學(xué)與工程實(shí)際相結(jié)合，構(gòu)建基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。并改革教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力。

1.1 加強(qiáng)基本操作訓(xùn)練與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力相結(jié)合

由于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)對(duì)象都是大一、大二低年級(jí)學(xué)生，如無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生從中學(xué)進(jìn)入高校的第一門實(shí)驗(yàn)課程，課程教學(xué)對(duì)于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力培養(yǎng)影響深遠(yuǎn)。如實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，一個(gè)人一旦形成是很難改變的。所以，在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以技術(shù)要素為主線，從指導(dǎo)學(xué)生如何撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告開(kāi)始，以單元操作為抓手，狠抓學(xué)生基本操作技術(shù)訓(xùn)練，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)操作技術(shù)考核。同時(shí)，通過(guò)預(yù)習(xí)情況檢查、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)與交流、實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改和課后利用視頻教材進(jìn)行對(duì)比討論等形式，讓學(xué)生明白“做什么——怎么做——為什么”，抓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2 整合教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)共有3門課程，這3門課程均為浙江省精品課程。以精品課程建設(shè)為契機(jī)，結(jié)合“卓越計(jì)劃”，在課程建設(shè)過(guò)程中，開(kāi)設(shè)3門相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程——無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合和優(yōu)化，既突出重點(diǎn)，又體現(xiàn)學(xué)校特色，既獨(dú)立，又相互銜接，使3門課程形成相對(duì)獨(dú)立的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于定量分析的原理及基本操作技術(shù)是非常實(shí)用的技術(shù)，也是分析化學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)操作人員要求又高，定量分析就是該門課程的教學(xué)重點(diǎn)，大大縮減了元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)部分。因?yàn)閷?duì)于工科學(xué)生尤其是“卓越計(jì)劃”項(xiàng)目的學(xué)生，大多數(shù)畢業(yè)后面對(duì)的是生產(chǎn)科研第一線，社會(huì)需要是他們的第一需求，而企業(yè)迫切需要的是能直接進(jìn)行一線工作的技術(shù)人員。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把重點(diǎn)放在單元操作上，讓學(xué)生掌握各種反應(yīng)條件下的各種反應(yīng)裝置及其相關(guān)操作，并加強(qiáng)合成產(chǎn)物的表征內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加完整，更加接近實(shí)際生產(chǎn)和科研。而物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本上都是以各種儀器的組合來(lái)完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，涉及儀器的知識(shí)面較廣，重點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)儀器的更新改造，新增拓展性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)中更加注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的講解，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在課程之間的相互銜接上，避免內(nèi)容的重復(fù)，又能承上啟下，使課程形成完整的教學(xué)體系。

1.3 改變考核評(píng)價(jià)體制，過(guò)程考核代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)果考核

課程組在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中，不斷借鑒德國(guó)高?？己四Ｊ?，逐步改變傳統(tǒng)單一的結(jié)果成績(jī)考核辦法，將關(guān)注重點(diǎn)放在學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，以每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、單元操作技術(shù)掌握等為主要考核目標(biāo)，占總成績(jī)70%，期末的考查環(huán)節(jié)只占30%，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，注意學(xué)習(xí)的積累。在開(kāi)展教學(xué)改革的試點(diǎn)班級(jí)中，還對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的單元操作技術(shù)、基礎(chǔ)理論知識(shí)在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的運(yùn)用能力等作為考核重點(diǎn)，收到了比較好的效果，值得進(jìn)一步的完善和推廣。

1.4 將科研和生產(chǎn)實(shí)例引入課堂

為了更好地執(zhí)行“卓越計(jì)劃”，在課堂教學(xué)中，引入教師最新科研成果和生產(chǎn)實(shí)例，使課堂教學(xué)更加貼近生產(chǎn)（工程）實(shí)際，豐富了課堂內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有新穎性、先進(jìn)性和實(shí)用性，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)、技能的鞏固，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力［3］。如做茶葉中提取咖啡因的實(shí)驗(yàn)，介紹索氏提取器的原理和用途時(shí)，就會(huì)拓展到天然產(chǎn)物的提取方法——還有超聲萃取、超臨界萃取、逆流色譜、制備色譜等技術(shù)及各種技術(shù)的特點(diǎn)；而在講到咖啡因物性時(shí)，會(huì)加入其人工合成方法及其生產(chǎn)與應(yīng)用狀況等的介紹，加強(qiáng)與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系；講課時(shí)注意到學(xué)生對(duì)新事物非常好奇，講的過(guò)程中學(xué)生會(huì)不斷提問(wèn)，教師只要做適當(dāng)引導(dǎo)，并布置相關(guān)的課外思考題，如根據(jù)茶葉中提取咖啡因的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)思考如何從茶葉中提取茶多酚？大多學(xué)生會(huì)非常認(rèn)真地查閱資料。在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如鄰二氮雜菲分光光度法測(cè)定鐵的實(shí)驗(yàn)，首先讓學(xué)生鞏固朗伯－比爾定律，其次，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何通過(guò)條件試驗(yàn)來(lái)建立分光光度法；在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生學(xué)習(xí)分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)及基本操作。建立的這種分析方法有什么用呢？在教學(xué)過(guò)程中將硅藻土礦篩選工藝研究中，作為填料的硅藻土產(chǎn)品的質(zhì)量控制指標(biāo)——鐵含量的測(cè)定例子引入到課堂中，并指出光度分析中顯色條件、測(cè)量條件的選擇是如何根據(jù)實(shí)際情況確立的，使學(xué)生將理論與實(shí)際密切結(jié)合，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.5 制作視頻教材和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化已成為教育現(xiàn)代化的重要標(biāo)志［6］。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)為了充分利用信息化教學(xué)手段，開(kāi)展多學(xué)科合作，和數(shù)字媒體專業(yè)的教師一起，將所開(kāi)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)，采用流媒體技術(shù)，在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下精心拍攝并制作成實(shí)驗(yàn)視頻教材。依托精品課程［7］的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全方位、立體、直觀、形象地呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，學(xué)生可以不受時(shí)間、空間的限制，對(duì)著視頻進(jìn)行操作訓(xùn)練和糾錯(cuò)，自由開(kāi)展預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)等自主學(xué)習(xí)，從而提高其操作的規(guī)范性，使課堂教學(xué)得到延伸。由于省級(jí)精品課程教學(xué)平臺(tái)是向全社會(huì)開(kāi)放的，有些高年級(jí)的學(xué)生要考研、參加學(xué)科競(jìng)賽等，可以利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻教材進(jìn)行復(fù)習(xí)，使受益面更加廣泛。

1.6 文獻(xiàn)查閱能力的培養(yǎng)

文獻(xiàn)查閱能力的培養(yǎng)也是“卓越計(jì)劃”非常重要的一項(xiàng)要求，是學(xué)生學(xué)習(xí)能力的一種體現(xiàn)。文獻(xiàn)查閱對(duì)于低年級(jí)沒(méi)有學(xué)過(guò)文獻(xiàn)檢索的學(xué)生來(lái)講是非常難的，為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，從大一第一學(xué)期的無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中就要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并要求搞清楚“做什么——怎么做——為什么”，學(xué)生必須查閱相關(guān)文獻(xiàn)。指導(dǎo)教師在這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中耐心指導(dǎo)學(xué)生查閱科技文獻(xiàn)，到什么地方查閱、如何檢索、資料如何整理，一般科技文章如何撰寫等，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力和資料整理、分析的能力，從而提高其創(chuàng)新能力，也為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。

1.7 設(shè)計(jì)開(kāi)放性和拓展型實(shí)驗(yàn)

開(kāi)放性和拓展型實(shí)驗(yàn)，是為了更好地執(zhí)行“卓越計(jì)劃”而開(kāi)設(shè)的，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，也是在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和工程實(shí)踐能力的一種重要手段。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)即內(nèi)容開(kāi)放和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多與任課教師的科研相關(guān)，每個(gè)任課教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)結(jié)合自身的科研，均開(kāi)設(shè)了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多來(lái)自于產(chǎn)學(xué)研第一線。選題上網(wǎng)公示，學(xué)生通過(guò)網(wǎng)上預(yù)約平臺(tái)自主選題，指導(dǎo)教師確認(rèn)。學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師的要求，查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)指導(dǎo)教師審查同意后方可預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。教師通過(guò)對(duì)學(xué)生資料查閱、方案設(shè)計(jì)、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)情況及研究報(bào)告撰寫等環(huán)節(jié)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，給出比較客觀、公正的成績(jī)。拓展型實(shí)驗(yàn)是其內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容相近的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，旨在加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

此外，課程組教師還積極指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)課外科研項(xiàng)目——浙江科技學(xué)院的春萌計(jì)劃項(xiàng)目和浙江省教育廳的新苗計(jì)劃項(xiàng)目，作為課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，使學(xué)生能直接參與教師的科研工作，提高自身的科研能力。

通過(guò)開(kāi)設(shè)開(kāi)放性、拓展型實(shí)驗(yàn)和指導(dǎo)課外科研活動(dòng)，既深化和鞏固了所學(xué)內(nèi)容，延伸了課堂教學(xué)，鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、綜合應(yīng)用能力和工程意識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)精神和創(chuàng)新能力，取得了良好的教學(xué)效果。課程組教師在近5年的學(xué)生評(píng)教中均取得了優(yōu)良的成績(jī)，所指導(dǎo)的學(xué)生參加了歷屆浙江省大學(xué)生實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，獲得團(tuán)體二等獎(jiǎng)3次，還有多人獲個(gè)人一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)等。

2 任課教師積極開(kāi)展科研工作，反哺實(shí)驗(yàn)教學(xué)

要保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的高水平，就離不開(kāi)一支高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。每個(gè)實(shí)驗(yàn)教師牢記“師德為先、教學(xué)為要、科研為基”的要求，人人開(kāi)展科研工作，除了積極申報(bào)并參加各類縱向科研項(xiàng)目外，還積極走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，潛心研究，每位教師均參與學(xué)生第二實(shí)踐學(xué)期和畢業(yè)論文指導(dǎo)工作。也正因?yàn)槿握n教師長(zhǎng)期從事科研生產(chǎn)第一線工作，才使得教學(xué)能緊密地與科研和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，保證了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié) 語(yǔ)

課程組在長(zhǎng)期的教學(xué)研究和改革中雖然做了一些事情，也取得了良好的教學(xué)效果，但作為一所應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式為特色的工科類地方院校和教育部首批“卓越計(jì)劃”的試點(diǎn)高校，還肩負(fù)著培養(yǎng)造就創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)浙江乃至全國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才的責(zé)任。在教學(xué)中要樹(shù)立主動(dòng)服務(wù)行業(yè)企業(yè)需求的意識(shí)，確立以德為先、能力為重、全面發(fā)展的人才培養(yǎng)觀念，教師應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系和合作，進(jìn)一步開(kāi)展科學(xué)研究和技術(shù)革新；同時(shí)，課程組將一如既往地進(jìn)一步開(kāi)展教學(xué)研究和教學(xué)改革，把提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力作為出發(fā)點(diǎn)，切實(shí)落實(shí)并貫穿到教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，為創(chuàng)新高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的機(jī)制作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

［1］ 張立慶，朱春鳳，李菊清.借鑒德國(guó)FH 辦學(xué)模式的實(shí)踐教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2002，21（1）：36－37.

［2］ 杜玉波.全面推動(dòng)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展［J］.中國(guó)高等教育，2013（1）：4－9.

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