應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)新模式探索

王彩華++陶棟梁++韓燕

摘要：實踐教學(xué)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)。針對現(xiàn)有實踐教學(xué)的不足，在理論課程和專業(yè)實驗課程中滲透工程概念，進(jìn)一步拓展實踐實訓(xùn)基地，完善實踐教學(xué)內(nèi)容和考核方式，這對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)大有益處。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用化學(xué)；實踐教學(xué)；工程概念；實踐基地

【中圖分類號】G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是介于化學(xué)與化工之間的一個應(yīng)用型理科專業(yè)，其目標(biāo)是培養(yǎng)理工結(jié)合的應(yīng)用型人才[1]。同時，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)也是我校重點建設(shè)的省級特色專業(yè)之一。因此，培養(yǎng)一批具有創(chuàng)造能力的高素質(zhì)人才是該專業(yè)建設(shè)的主要目標(biāo)。目前，對該專業(yè)的認(rèn)識相差甚遠(yuǎn)。有人認(rèn)為，該專業(yè)太廣泛，對學(xué)生鋪的面太寬，學(xué)生畢業(yè)之后不知道自己將來能勝任什么樣的工作。也有人認(rèn)為，作為應(yīng)用型本科專業(yè)，理應(yīng)拓寬學(xué)生的知識面，為將來打下堅實的理論基礎(chǔ)。無論基于何種認(rèn)識，該專業(yè)一定要與生產(chǎn)實踐有機(jī)結(jié)合，通過生產(chǎn)實踐讓學(xué)生認(rèn)識到工程的概念，同時也可培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力、思考分析能力和創(chuàng)造能力。我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)主要是培養(yǎng)一批服務(wù)地方企業(yè)的具有創(chuàng)造能力的優(yōu)秀人才。因為該專業(yè)的應(yīng)用型特征使得實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)中顯得尤為重要。為了更好地服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們在阜陽當(dāng)?shù)厝舾善髽I(yè)建立了實踐實訓(xùn)基地，為該專業(yè)的實踐教學(xué)打下了一定的基礎(chǔ)。但是，到目前為止，該實踐教學(xué)環(huán)節(jié)還存在很多不足，如理論課程中如何聯(lián)系實踐教學(xué)，實踐教學(xué)的內(nèi)容和方式又如何完善等等，這些都是亟待解決的重要問題。

1 理論課教學(xué)中滲透工程概念

一般情況下，在理論課程教學(xué)中，教師經(jīng)常采用多媒體與板書結(jié)合的方式進(jìn)行課堂講授。在遇到重點或難點問題時候，往往會增加一些與學(xué)生互動的過程來提高教學(xué)效果。最后再增加一些課后作業(yè)和復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)要求。這樣的結(jié)果是，該特色專業(yè)與其他師范類等非應(yīng)用型專業(yè)沒有什么區(qū)別，教學(xué)效果也不能令人滿意。針對本校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)為地方培養(yǎng)優(yōu)秀應(yīng)用型人才的目標(biāo)，我們對一些基礎(chǔ)理論課程的基本內(nèi)容做了一些改進(jìn)，將生活實踐或當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實踐的內(nèi)容加進(jìn)理論課堂，讓學(xué)生真正體味到理論知識對生產(chǎn)和生活的指導(dǎo)作用，同時也讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用往往是一個“大”的概念，也就是“工程”的概念。從而讓學(xué)生認(rèn)識了基礎(chǔ)化學(xué)中制備的以克或毫克為單位的過程與以公斤或噸為單位的過程的重要區(qū)別，前者我們很容易控制，而后者卻存在著各種問題，如濃度、溫度等存在著梯度的問題等。為此，我們在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的重要課程化工原理課程中，在各章的內(nèi)容設(shè)置上，我們都要盡可能地加入生活實踐內(nèi)容或當(dāng)?shù)厣a(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)內(nèi)容。例如在講傳導(dǎo)傳熱時，有一個例題講管道保溫，計算的結(jié)果給出了一個重要結(jié)論，即在給管道做保溫時，熱導(dǎo)率小的材料應(yīng)該放在內(nèi)層，大的放在外層，這樣可以達(dá)到節(jié)約能源的目的[2]。為了讓學(xué)生真正領(lǐng)悟這樣做的道理，我們引入了兩個實踐的實例。一個是學(xué)校門口烤紅薯的爐子，材料有兩層，一層是粘土，一層是鑄鐵。那么為什么那些爐子都把粘土放在里邊呢？學(xué)生可以查到材料基本參數(shù)進(jìn)行計算。另一個是工程問題，阜陽各大小區(qū)住房均建有外墻外保溫體系，為了節(jié)約能量50%，保溫層的厚度應(yīng)該為多少呢？我們同樣可以引導(dǎo)學(xué)生查附錄查到粘土空心磚和聚苯乙烯泡沫板的導(dǎo)熱系數(shù)，接著就可以做估算。又如，在講固體干燥這一節(jié)時，我們結(jié)合實際補(bǔ)充了溶液除濕塔的設(shè)計計算。固體除濕主要是除去固體產(chǎn)物中的水分，產(chǎn)物是固體[3]，而溶液除濕則是除去空氣中的水分，產(chǎn)物是空氣。計算主要是塔高和塔徑。對微分方程的簡單運(yùn)算就可以得到塔高的計算公式，即 ，代入相關(guān)參數(shù)并積分就可以計算出達(dá)到指定目標(biāo)濕度的空氣所需要的相應(yīng)的塔高。塔徑的計算比較簡單，結(jié)合填料吸收塔的內(nèi)容就可以給出計算公式為 。溶液除濕塔的應(yīng)用也比較普遍，在大的公共場所，如醫(yī)院、飛機(jī)場、健身房等都有應(yīng)用。根據(jù)空氣排量G可以設(shè)計填料、塔高和塔徑等[4]。

通過生活和生產(chǎn)實踐例題的設(shè)計和講解可以讓學(xué)生切身體會到這些理論公式的重要性，學(xué)生也才能真正領(lǐng)悟和記住。同時還可以讓學(xué)生理解，在工程計算中，我們必須掌握主要因素。

2 專業(yè)實驗教學(xué)中滲透工程概念

化工基礎(chǔ)實驗是與理論課配套的實驗課程，這些課程的開設(shè)可以達(dá)到鍛煉學(xué)生動手能力和培養(yǎng)耐心的目的。該實驗是一門工程性較強(qiáng)的課程[5]。這門課的開設(shè)讓學(xué)生開始接觸到工程實際問題，但從基礎(chǔ)理論轉(zhuǎn)變到工程實際往往有一定難度，學(xué)生往往對化工基礎(chǔ)實驗沒有興趣。因此，我們需要選擇合適的教學(xué)方法，促使學(xué)生看、想、做，以提高分析問題與解決工程實際問題的能力。除了常規(guī)的預(yù)習(xí)、實驗、編寫報告和成績考核等要求外，在講解過程中，我們也需要穿插相應(yīng)的工程實例，提高學(xué)生做化工實驗的興趣，強(qiáng)化對基本公式的理解和應(yīng)用。例如講解填料吸收塔時，可以提及某工廠二氧化硫尾氣處理的案例，即二氧化硫通入一個筒式容器中用氫氧化鈉溶液吸收，結(jié)果冒出濃濃白煙。就這一具體案例，讓學(xué)生實驗后思考并討論方案的合理性。再如講解攪拌反應(yīng)釜實驗的時候，為了說明濃度梯度的存在，可以提及涂料生產(chǎn)過程中的調(diào)漆。調(diào)漆過程是將粉體均勻分散到水相體系中形成均勻的產(chǎn)物。結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)各桶產(chǎn)品遮蓋能力有一點區(qū)別，尤其是最好的一桶和最差的一桶。通過與實踐案例的聯(lián)系，可以讓學(xué)生了解到這些基礎(chǔ)實驗與工程實際密切相關(guān)，從而能夠引起學(xué)生對化工基礎(chǔ)實驗的重視。

3 建立實踐實訓(xùn)基地

近年來，普通高校畢業(yè)生就業(yè)壓力很大，多數(shù)高校已經(jīng)開始以就業(yè)為導(dǎo)向，實行產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的政策，以培養(yǎng)出社會發(fā)展所需要的具有一定理論基礎(chǔ)的應(yīng)用型人才[6]。我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)就是以培養(yǎng)優(yōu)秀應(yīng)用型人才為目標(biāo)，然而理論課程和實驗課程的開設(shè)主要是夯實理論基礎(chǔ)和拓展知識面。缺少了實踐實訓(xùn)教學(xué)過程就是缺少了生產(chǎn)中驗證理論和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的過程。和其他普通本科院校一樣，我們校內(nèi)實驗室主要是對理論做一些驗證實驗和最基本的操作訓(xùn)練，幾乎沒有現(xiàn)代高技術(shù)的設(shè)計性實驗和緊跟現(xiàn)代社會發(fā)展需求的綜合性強(qiáng)的生產(chǎn)訓(xùn)練[7]。因此，在阜陽當(dāng)?shù)仄髽I(yè)建設(shè)一些實踐實訓(xùn)基地就顯得尤為重要。一方面可以彌補(bǔ)實驗室對學(xué)生訓(xùn)練的不足，另一方面還可以提高學(xué)生在實際生產(chǎn)過程中的分析問題能力、解決問題能力以及創(chuàng)造能力。到目前為止，我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在阜陽當(dāng)?shù)匾呀?jīng)建立了若干個實踐實訓(xùn)基地，如昊原化工集團(tuán)、金種子集團(tuán)、阜陽污水處理廠、歐尚建材有限公司、華康電子有限公司、文勝肥業(yè)等。這些合作企業(yè)為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)搭建了良好的實踐平臺，但由于本專業(yè)面很廣，學(xué)生數(shù)也不少，還需要進(jìn)一步拓寬實踐基地的數(shù)量和所涵蓋的領(lǐng)域。同時，校內(nèi)實踐實訓(xùn)基地也在建設(shè)之中，這無疑會進(jìn)一步夯實應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過校內(nèi)外各種實踐實訓(xùn)基地的建設(shè)，可以大大提升學(xué)生實踐能力和動手能力，為將來進(jìn)入相關(guān)行業(yè)打下堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。endprint

4 完善實踐教學(xué)內(nèi)容和考核方式

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)主要安排在大四第一學(xué)期開學(xué)的兩個月時間，即9月和10月兩個月。目前，一般是分成8-10人一組，去一個實踐實訓(xùn)基地，最后考核是完成實習(xí)手冊。這樣的簡單實習(xí)過程和考核要求很難培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，兩個月的實踐教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)想的程度。另外，企業(yè)由于顧及自身安全和效益，一般不允許學(xué)生直接動手操作，至使生產(chǎn)實習(xí)過程及內(nèi)容簡化。這種類似參觀的的實習(xí)，學(xué)生難以將已學(xué)的理論知識運(yùn)用到實際生產(chǎn)中去，不能充分調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，實習(xí)效果得不到保證，嚴(yán)重影響學(xué)生的實踐能力的培養(yǎng)。因此有必要完善現(xiàn)有的實踐教學(xué)內(nèi)容和考核體系。

首先實踐教學(xué)內(nèi)容可以更豐富一些。在兩個月之內(nèi)，可以讓每組學(xué)生輪流去2至3個企業(yè)進(jìn)行實習(xí)學(xué)習(xí)，而教師可以固定在一個企業(yè)帶隊指導(dǎo)，只是兩個月之內(nèi)要換兩組學(xué)生。這樣每組學(xué)生在實習(xí)內(nèi)容上都可以增加2-3倍，實習(xí)成本并不會增加，帶隊教師的工作量只是略有增加。其次，可以配合實習(xí)增加畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，實際上就是校外學(xué)習(xí)的內(nèi)容到校內(nèi)的模擬和仿真。設(shè)計的內(nèi)容學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)的實踐知識自由選擇，可以是設(shè)計一款新產(chǎn)品，也可以是設(shè)計一個新的工藝流程。當(dāng)環(huán)節(jié)比較復(fù)雜的時候就可以同時作為畢業(yè)論文來完成。這種設(shè)計過程可以培養(yǎng)學(xué)生的解決問題能力和創(chuàng)造能力，但校內(nèi)需要增加適當(dāng)?shù)慕?jīng)費(fèi)投入，比如制備新產(chǎn)品所需的各種試劑和原料，制備過程所需的小型設(shè)備等，同時還需要指導(dǎo)教師的指導(dǎo)。最后是相應(yīng)的考核體系也需要完善。除了需要完成實習(xí)手冊外，最后的設(shè)計作品（新產(chǎn)品或新工藝）必須參加校內(nèi)答辯。由教授、博士組成的答辯組進(jìn)行評判。優(yōu)秀的作品可以推薦參加“挑戰(zhàn)杯”或“化工設(shè)計大賽”。

通過完善實踐教學(xué)內(nèi)容和考核形式，可以使學(xué)生掌握相關(guān)的設(shè)備布局、工藝流程及特征、操作要點等知識，為學(xué)生提供了良好的多種學(xué)習(xí)機(jī)會和訓(xùn)練創(chuàng)造性思維的空間，增強(qiáng)了學(xué)生的知識體系，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

5展望

隨著教育改革的不斷深入，創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)已成為當(dāng)今大學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)作為我校的應(yīng)用型特色專業(yè)，必須對實踐教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和方法以及考核方式進(jìn)行改革，推陳出新，切實加強(qiáng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識、創(chuàng)新意識、實踐能力和理論聯(lián)系實際的本領(lǐng)，才能真正培養(yǎng)出社會發(fā)展所需要的理工結(jié)合型的應(yīng)用型人才。

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作者簡介：王彩華（1975-），男，漢族，安徽和縣人，博士，副教授，研究方向：化工分離。

王彩華，陶棟梁，韓燕 ，阜陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院。endprint