应用化学综合化学实验教学改革与探索

赵 春，李水清

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

应用化学综合化学实验教学改革与探索

赵 春，李水清

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

为增强应用化学专业学生的实践动手能力，培养创新精神、创新意识和创新能力，开设了综合化学实验，并对其教学内容、教学模式进行了探索，取得了较好的效果。

综合化学实验；创新能力；实验教学

培养大学生的实践动手能力和创新精神是实施素质教育的重点之一。培养具有较强的动手能力、实践能力、创新能力、独立的分析问题和解决问题能力的本科生是理工类专业的教学目标，而实验课教学则是培养这些能力的主要手段之一[1]。化学化工类专业的学生在低年级经过一系列专业基础课如无机及分析化学、无机及分析化学实验、有机化学、有机化学实验、物理化学、物理化学实验的学习和实验训练，已具有了较强的专业基础知识和技能。但学生应用知识的能力还不强，创新视野不太开阔，创新能力水平还较低下[2]。因此，有必要通过开设综合化学实验，进一步训练学生的实践动手能力、知识应用能力，开阔学生的创新视野，培养学生的创新思维和创新能力。为此，笔者对长江大学应用化学专业学生设置了综合化学实验课程，并对教学内容、教学模式、具体的实施办法等方面进行了探索，取得了较好的效果。

1 综合化学实验教学的目标与作用

综合化学实验是将综合性、设计性化学实验内容进行合理的整合，在既定的实验目的和任务要求下，综合相关课程的基础理论知识，在教师的指导下，以学生为主导，自行设计实验方案并独立解决实验问题、达到实验目的的综合性、探究性实验。通过该课程的学习，学生能进一步增强基本实验技能、方法，不断巩固理解理论知识，正确运用各种常规仪器设备，培养学生查阅中外文资料和对实验数据综合分析处理能力，最终达到提高实验教学质量的目的。教师依据学生的理论基础知识和实验基础知识的掌握程度、实验室条件、可操作性和教学要求设定实验目标。因目标要求过高、难度过大会让学生感到难以完成从而失去热情和信心，故目标要求要适当地超出教材的范围, 有一定的挑战性和难度, 同时可兼顾学生毕业论文及科研真题，激发学生的激情[3-4]。综合化学实验的教学作用在于提高学生对化学实验基本原理、基本路线的理解，改变学生被动接受知识的学习惯性，充分挖掘学生自主学习的潜力， 提高学生主动学习的积极性和学习的兴趣，使学生能综合运用所学知识，独立思考、独立解决问题并有一定协作组织的管理能力，培养科研素养和创新能力。

2 教学内容的选择

综合化学实验内容的确定遵循综合性、探索性原则，减少验证性实验内容，按照化学研究的一般规律,即从物质的合成、分离提纯,到分析、表征及其化学过程研究，所有综合实验要求融合至少2门二级学科的知识,能综合反映基础化学各学科中的重要实验方法、技术和手段,使综合化学实验真正成为应用化学专业的多门学科、各种技能的综合训练,进一步巩固和加深各专业基础理论之间的联系和理解。课程内容的确定充分利用了长江大学基础化学实验教学中心的仪器设备，如元素分析仪、红外光谱仪、紫外-可见光谱仪、气相色谱仪、液相色谱仪等。长江大学应用化学专业综合化学实验的内容有：实验方案设计、邻二氮菲分光光度法测定铁含量条件试验及未知样品中铁含量的测定、乙酸正丁酯的制备与催化剂筛选、钴、镍的离子交换分离与配位滴定法测定、2-甲基-2-丁醇的制备、三氯化六氨合钴(III)的制备及组成、苯氧乙酸的制备、实验结果的处理等[5-6]，主要涉及药物、材料、生命科学等学科的内容,尽可能反映各学科的重大进展、前沿领域和交叉领域,了解和学习化学研究方法与近代实验技术在高科技学科中的应用,使综合化学实验成为跨学科、多技能的综合实验。

综合化学实验具有综合性、先进性等特点，克服了基础实验中学生照本宣科、简单重复的缺点。学生要完成实验，必须对实验目的、实验内容充分研究，广泛查阅中外文文献资料，认真仔细操作，才能得到正确的结论。通过几年的教学实践表明，综合化学实验由于其内容新颖、形式灵活而充分调动了学生的学习积极性；同时也调动了教师的积极性，从准备实验,到实验的开设,教师要进行充分的准备,并要引导学生学会分析问题和解决问题。

3 教学模式探索

综合化学实验不同于基础化学实验，其目的是培养学生的综合能力和创新能力。因此，在实验教学中，对教学方法也进行了探索和改进。

(1)教师试做 综合化学实验指导教师课前要对实验内容进行试做，根据教学过程中学生出现的问题，对实验内容的有关细节进行完善和补充，对学生提出具体的预习要求。试做结束后，将更新的实验内容及时提交实验室工作人员，便于做好相关准备工作。

(2)教师精讲 实验原理、实验内容的精讲要把握重点突出、设问为主的原则，重点讲解实验原理、实验成败的关键及有潜在危险的地方，讲解以设问为主，督促学生提前作好课前预习，引导学生积极主动思考。对于学生回答不出的问题，不当场给予回答，让学生带着疑问在实验中找到答案，启发学生思维。如在乙醇正丁酯的合成实验中，通过设问乙醇和正丁醇间的脱水方式，让学生回顾酯化反应的基理，达到巩固理论知识的目的。

(3)实验指导 在教学过程中，鼓励学生实验方案设计多元化，重视实验数据的处理、研究结论的归纳和总结。每个实验小组由2位学生组成，共同完成实验内容，每个实验主要包括合成、定性分析、定量分析、结构解析及性质研究等多个环节，实验步骤多，所用仪器多，测试手段多。这就要求学生具备认真细致的科学态度，养成良好的实验习惯。在具体的实验操作上,教师的指导宜粗不宜细，应将重点放在如何启发和引导学生学会独立或通过相互讨论的方式来解决问题。如乙酸正丁酯的制备与催化剂筛选实验中，组内同学可采取不同的条件进行催化反应实验，探讨反应条件对催化反应效率的影响，讨论分析实验结果，同学之间相互交流总结，找出最优方案。

(4)撰写实验报告 指导教师要指导学生正确书写规范的实验报告，鼓励学生在实验讨论部分写出对该实验的体会、意见和建议。提倡学生以科技论文的形式完成研究性或设计性实验的实验报告。

(5)实验总结和实验报告点评 实验完成后，指导教师对整个实验过程进行总结，包括预习报告的准备、实验成功的经验或失败的教训、实验态度及实验习惯等方面，让学生通过一次实验，不仅锻炼化学实验操作能力，而且培养实事求是、严格认真的科学态度。教师对每位同学的实验报告要给出正确的评判，包括对实验报告格式、实验数据的处理、实验结果的分析和讨论、创新点以及不足之处。通过这个环节，每位学生都明白自己做的好的方面及尚待提高的地方，明确指出学生努力的方向，培养学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力，从而达到培养学生综合能力和创新能力的目标。

4 结语

综合化学实验体现了以学生为中心的教学理念, 充分利用了实验室的教学资源，提高了教学质量，达到了科研与教学共赢的目的，是一条培养创新型、复合型人才的新途径。通过研究型综合化学实验教学, 可以为学生后续课程的学习、毕业设计以及将来从事科学研究打下良好的基础。相信随着教学改革的不断深入,综合化学实验会更受师生的欢迎, 并凸显其在促进实验教学改革, 提高教学质量中的作用。

[1]杜志强,李 宁,封子先,等.培养创新型人才的综合化学实验教学模式探索与实践[J].大学化学,2006,21(4):15-18.

[2]金成树，赵大伟，迟云超.在综合化学实验中对应用型人才的培养[J].吉林省教育学院学报,2011,27(2):69-70.

[3]李秀艳, 孙志敏, 秦亚弯.有机化学综合型、开放型实验的整合与优化[ J].实验室科学, 2010, 13( 1): 24-25.

[4]吴现棉, 袁芳芳, 吴 勇，等.浅论无机化学实验教学改革的方法[J].中国科教创新导刊,2009，( 5) : 81-82.

[5]徐家宁，门瑞芝，张寒琦.基础化学实验[M].北京：高等教育出版社,2006:169-172.

[6]刘约权，李贵深.实验化学[M]. 北京：高等教育出版社,1999:232-235.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.07.017

G642.423

A

1673-1409(2012)07-S058-03

2012-04-10

长江大学教学研究项目(JY2011005)。

赵 春(1969-)，女，湖北松滋人，副教授，主要从事有机化学的教学与研究。

李水清，E-mail: shuiqing2000@163.com。