應(yīng)用技術(shù)型高校工科基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐

歐利輝　陳遠道　肖安國，沈廣宇　靳俊玲　張春香

摘要：本文探討了應(yīng)用技術(shù)型高校工科基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程教學(xué)改革與實踐情況。結(jié)合湖南文理學(xué)院的辦學(xué)定位和培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才的要求，及配合學(xué)校進行的工科專業(yè)教學(xué)改革工作的需要，對工科基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程所涉及的教學(xué)內(nèi)容和考核方式進行了探索與改革，以便能夠培養(yǎng)出實驗技能和創(chuàng)新能力強的應(yīng)用技術(shù)型人才，更好地滿足社會需要。

關(guān)鍵詞：工科基礎(chǔ)化學(xué)實驗；教學(xué)改革；應(yīng)用技術(shù)型高校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）30-0277-02

基礎(chǔ)化學(xué)是以有機化學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)等為主的以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科?；A(chǔ)化學(xué)實驗不但是啟發(fā)創(chuàng)造能力和思維能力的重要途徑和方法，而且對于培養(yǎng)學(xué)生手腦協(xié)調(diào)能力、觀察思考能力以及科研能力等方面具有非常重要的作用[1-3]。依照早期的教學(xué)模式，實驗與理論課程教學(xué)一同開設(shè)，其優(yōu)點是學(xué)生能將實驗課程與課堂理論知識緊密結(jié)合，能實現(xiàn)對實驗原理的更好理解。然而，也同時存在許多難于克服的缺點，主要體現(xiàn)在如下幾個方面[4-5]：（1）根據(jù)早期傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)體系，各類專業(yè)實驗基礎(chǔ)課程安排在三個學(xué)年中完成。這樣的課程設(shè)置使得相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗基本操作和基本技能培訓(xùn)被人為地分開，這樣會造成每一門實驗課所學(xué)習(xí)到的實驗基本操作不能得到充分的訓(xùn)練，時間一久，學(xué)生就會遺忘所學(xué)基本操作，從而使得教學(xué)效果達不到預(yù)期目標。（2）在基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)過程中，老師和學(xué)生有時會特別重視實驗理論部分的學(xué)習(xí)，而忽視基本的實驗操作訓(xùn)練。（3）由于實驗場地和實驗設(shè)備數(shù)量的限制，往往需要在不同的時間段分組進行同樣一個實驗，然而，在教學(xué)安排上卻存在著實驗課程與學(xué)生上課時間沖突這樣難以調(diào)和的矛盾。針對湖南文理學(xué)院環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程和食品科學(xué)與工程等工科專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)存在的上述問題，作者在基礎(chǔ)化學(xué)實驗的教學(xué)過程中對實驗教學(xué)內(nèi)容、考核方式和基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程設(shè)置等方面進行了改革與實踐，發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)效果得到明顯的提高。

一、實驗課程教學(xué)內(nèi)容改革

針對實驗內(nèi)容安排，作者不再以獨立的四大基礎(chǔ)化學(xué)分類體系設(shè)置實驗課程，而是根據(jù)實驗內(nèi)容的相互關(guān)聯(lián)性和等級進行分類，把基礎(chǔ)化學(xué)實驗內(nèi)容分為三個不同的層次，即基礎(chǔ)型、驗證型和綜合型?；A(chǔ)型實驗為基本的實驗操作訓(xùn)練，解決學(xué)生在實驗過程中因?qū)嶒灢僮髌俣鴮?dǎo)致的操作不熟練和錯誤操作。驗證型實驗包括多種基本操作相結(jié)合的驗證性實驗，并與文獻數(shù)據(jù)比較，驗證結(jié)果的準確性，此類實驗以化學(xué)合成實驗和化學(xué)測量實驗為主。綜合型實驗為學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨立設(shè)計且能綜合運用多門基礎(chǔ)化學(xué)課程實驗操作的綜合性實驗。通過作者的改革與實踐，整體上能提升基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)水平和實驗層次。實驗課程教學(xué)不僅應(yīng)合理配合理論課，加深對所學(xué)理論知識的理解，而且也要具有自己的獨立性。為了做到這一點，我們須對現(xiàn)有的實驗設(shè)備進行改革。

二、實驗教學(xué)設(shè)備改革

為了做到配合實驗課程體系的改革和適應(yīng)新的實驗教學(xué)的需要，舊的實驗設(shè)備必須進行完善和改革。其目的是為了更好地引入先進的實驗手段和實驗技術(shù)，加強計算機在實驗教學(xué)方面的應(yīng)用，以提升實驗的自動化程度和實驗教學(xué)水平。（1）將計算機引入某些實驗教學(xué)中，如“極化曲線的測定”、“振蕩反應(yīng)以及固液相圖的測繪”等，通過計算機對實驗數(shù)據(jù)的自動采集、自動存貯和自動處理等功能的實現(xiàn)，讓學(xué)生有更多的時間和精力去思考真正的實驗問題。與此同時，實驗指導(dǎo)教師能通過對實驗數(shù)據(jù)及曲線進行及時的分析，發(fā)現(xiàn)實驗過程能否正常進行，能及時排除實驗故障和幫助學(xué)生糾正實驗中存在的一些錯誤，以改善實驗教學(xué)效果。（2）對實驗設(shè)備的改善能夠確保開設(shè)驗證及綜合型實驗，在實驗教學(xué)內(nèi)容上能夠打破授課順序和學(xué)科界線的制約。因此，只用于單一實驗類型的簡單實驗設(shè)備的實驗室狀況已不能滿足現(xiàn)有的改革要求，必須對實驗設(shè)備進行改革。對“化合物制備、分析與應(yīng)用”、“物理化學(xué)參數(shù)測定”等方面考慮進行實驗室改造及相應(yīng)儀器設(shè)備的配置。此外，還要全局思量儀器設(shè)備的多用途性，特別是大型儀器，要考慮先進性和其利用率，以便提高實驗效率。

三、實驗教學(xué)考核方式改革

我們早期的工科基礎(chǔ)化學(xué)實驗都是以實驗報告及平時在實驗室表現(xiàn)打出學(xué)生實驗成績。為了培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才，結(jié)合我校實際，我們改革了工科基礎(chǔ)化學(xué)實驗的考核。以平時成績（40%）、操作考試（40%）、筆試成績（20%）作為評定成績的三要素實行綜合評分。通過以學(xué)生預(yù)習(xí)報告、提出并回答問題能力、實驗操作能力、實驗態(tài)度、實驗報告的完成情況，給出平時成績，占總成績的40%。實驗操作考核是以每一位學(xué)生進行單獨的操作考核的方式來進行，占實驗課程總成績的40%。實驗筆試包括實驗原理、基本實驗操作技能、實驗方案設(shè)計等，內(nèi)容豐富，綜合性強，能更好地考核學(xué)生的綜合能力，筆試成績占到實驗課程總成績的20%。這樣的考核方式不但能加強學(xué)生多方面能力的培養(yǎng)，而且能很好地提高學(xué)生的積極性和激發(fā)學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣，能取得很好的實驗效果。

四、建立開放型實驗室

為了增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，讓高年級學(xué)生能夠根據(jù)自身的興趣獨立設(shè)計實驗方案，研究感興趣的學(xué)術(shù)問題，我們設(shè)立了開放型實驗室，以便更好地鼓勵學(xué)生參與科學(xué)研究活動。通過建立開放型實驗室，可顯著加強學(xué)生參與科研活動的積極性和主動性，進一步提升學(xué)生的實驗技能。學(xué)生參與的科研活動可來自于教師的科研項目，也可以是學(xué)生感興趣的學(xué)術(shù)問題，如生產(chǎn)中的工藝問題、環(huán)境污染與防治問題，以及各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等。建立開放型實驗室，對鼓舞學(xué)生參與科研活動具有十分重大的意義，可以顯著改善學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ部梢允沟么髮W(xué)生校園科研活動的開展能普遍進行，以此樹立崇尚科學(xué)、勇于探索及理論與實踐相結(jié)合的優(yōu)良學(xué)風(fēng)。

通過設(shè)立開放型實驗室，可克服過去實驗教學(xué)過程中存在的一些缺陷。開放型實驗室的設(shè)立，不但可將實驗教學(xué)與科研相結(jié)合，而且也可通過學(xué)生的科研活動，進一步促進實驗教學(xué)，進而可實現(xiàn)基礎(chǔ)化學(xué)實驗中心的高效率良性運轉(zhuǎn)。對于學(xué)生自身來說，獨立地設(shè)計實驗并解決科研問題，會使其綜合素質(zhì)和實踐能力得到較大幅度提高，成為受社會歡迎且認可的實際應(yīng)用型人才。

五、結(jié)論

對基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)的改革和實踐，學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力能得到顯著提高，同時也能拓寬學(xué)生的化學(xué)視野。另外，設(shè)立綜合型實驗項目和鼓勵學(xué)生參與教師的科研項目等多種模式，既可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性和積極性，又可增強學(xué)生的科研思維和獨立操作的能力，進而促進教學(xué)質(zhì)量的提高，更好地為相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)提供實踐及創(chuàng)新平臺。

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