黃健涵，曾冬銘，陳立妙，徐愛(ài)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(kāi)設(shè)的一門(mén)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(wú)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(guò)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(méi)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(xiě)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(wú)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(wú)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(mén)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(guò)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(xiě)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(kāi)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(guò)程中完全采用啟發(fā)式、討論式和開(kāi)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(wèn)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(guò)程中提出問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)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(guò)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(lái)衡量甲醛消除劑的好壞.讓學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并以小組為單位討論問(wèn)題和共同解決問(wèn)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(xiě)實(shí)驗(yàn)心得.通過(guò)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(xiě)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(guò)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.