应用化学专业实验教学改革探讨

甘　颖，邢宏龙，何　杰，徐继红，谭德新

（安徽理工大学　化学工程学院，安徽　淮南　232001）



应用化学专业实验教学改革探讨

甘颖，邢宏龙，何杰，徐继红，谭德新

（安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001）

摘要：本文尝试对应用化学专业实验的教学内容进行改革，要求实验内容紧跟化学学科前沿课题，把教师研究项目中成熟的研究成果作为专业实验项目，增加设计性实验和研究型实验，提高学生的实践动手能力和科研创新能力.

关键词：应用化学；专业实验教学；科研创新能力

实验教学作为高等教育创新体系中的重要组成部分，实验教学的质量直接并长远地影响着学生的实践动手能力、科研创新能力、撰写表述能力[1].应用化学专业实验是为应用化学专业三年级的学生开设的一系列专业必修课程，是培养应用型科研人才的一个重要环节.本文以安徽理工大学化工学院应用化学专业培养目标和建设专业实验课程体系为研究对象，阐述了专业实验教学理念与实践过程.

1　改革实验教学内容是核心

应用化学是一门建立在实验基础上的应用性强且理论性要求高的学科，而应用化学专业实验又区别于四大基础化学实验，是在四大基础化学实验培养的基本实验技能操作和实验方法之上的提高和深化，培养某个领域的专门人才，具有专业化、特色化的特点[2].通过对过去五年内毕业生就业调查发现，应用化学专业的毕业生绝大部分进入到高校继续深造或者进入到相关化学研究工作的企业或事业单位，这就要求培养学生不仅要有扎实的理论知识，熟练的实验操作技能，还要具备基本一定的自主科研能力和良好的科研素养.安徽理工大学应用化学专业的教师们承担了国家自然科学基金、安徽省高校自然科学基金、安徽自然科学基金、淮南市创新人才计划等多项研究项目.主要对各种精细化学品如绿色表面活性剂、燃料电池催化剂、太阳能电池光电转换材料、功能有机高分子、药用高分子材料、无机材料复合高吸水性树脂、红外隐身材料、水性黏合剂和高分子基纳米复合材料、纳米电分析化学与生物传感器、耐高温高分子材料、煤矿瓦斯突出的高分子封堵材料、煤矿电子器件的抗静电高分子材料等方面进行研究.将科研团队承担的科研项目中相对成熟的科研内容编入专业实验教材中，如红外隐身材料作为当今化学学科最新成果又起到应用价值的实验内容，只有这样，学生进入工作岗位以后才能更快地适应.

安徽理工大学地处煤矿资源丰富的江淮地区，同时借鉴应用化学专业的社会需求调查，结合化工学院应用化系的实际情况，将应用化学专业的研究方向确定为有机合成化学和高分子化学.专业课程如高分子化学、高分子物理、有机合成、催化剂化学、现代仪器分析技术等都要通过专业实验得到实践与应用，为此编写了《应用化学专业实验教学大纲》和一系列应用化学实验课程讲义，开设了具有自己特色的专业实验课程体系.包括高分子化学实验、高分子物理实验、现代仪器分析技术实验、有机合成化学实验和应用化学综合实验等.总体来说，在实验课程设置上，加大了设计性实验和研究型实验所占课时的比例，重点培养学生独立思考、查阅文献、设计实验方案、发现并解决问题和创新思维等方面的能力[3-4].

2　实验项目的设立

以应用化学综合实验为例，阐述实验项目并分析学生通过实验过程达到的实验目标，应用化学综合实验开设了以下14个实验.

实验1单体、引发剂的精制和甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

实验2苯乙烯的悬浮聚合

实验3乙酸乙烯酯的乳液聚合

实验4异丁烯与马来酸酐的溶液交替共聚

实验目的：这4个实验包括了多种单体和引发剂的精制，四大聚合反应的特点、配方以及各组分所起的作用.掌握聚合产物如有机玻璃、聚醋酸乙烯酯胶乳等的制备方法和用途.

实验5香豆素－3－羧酸的制备及表征

实验目的：掌握Knovenegal反应的原理；掌握作为精油和香料的香豆素以及衍生物的制备方法；掌握熔点仪和红外光谱仪的简单使用，学会分析红外光谱图.

实验6安息香的制备——以苯甲醛为原料实验7安息得的氧化产物——二苯基乙二酮的制备

实验8苯妥英锌的合成

实验9合成产物的性能测试

实验目的：这4个实验相辅相成，以苯甲醛为原料缩合反应生成安息香，经安息香缩合、氧化及重排一系列有机反应二苯基羟基乙酸.而中间体又可与尿素等发生反应获得抗癫痫病药以及治疗三叉神经痛的药物苯妥英锌.最后利用合成产物的熔点、薄层色谱、红外光谱、氢谱等测试方法证明产物结构.

实验10羧甲基淀粉（CMS）的制备及取代度的测定

实验目的：了解有关淀粉的化学改性原理；掌握羧甲基淀粉的制备方法；用酸碱滴定法测定CMS的取代度.

实验11肉桂酰胺的制备及合成产品的结构鉴定

实验目的：通过学生查阅文献、选择合成路线，拟定实验方案，独立地进行实验；掌握气相色谱－质谱联用仪分析有机混合物样品的方法；掌握红色光谱仪的样品制备以及谱图解析后鉴定未知物的一般过程.

实验12增强型聚烯烃复合材料的制备及力学性能的测定

实验目的：掌握简单的聚烯烃复合材料的制备方法及原理；学会使用小型密炼机、平板硫化机、哑铃制样机；了解聚合物拉伸强度、冲击强度及断裂伸长率的意义.

实验13：高吸水性树脂的制备及性能测试

实验目的：学习高吸水性树脂的多种制备方法及反应机理；掌握高吸水性树脂性能的吸水机理以及单因素对吸水倍率的影响；了解高水性树脂的用途.

实验14：水性胶粘剂的合成与性能测试

实验目的：了解水性胶粘剂的合成方法；考虑聚合机理以及多种单体的选取、单体转化率和固含量的测试方法、贮存稳定性、粘接性能的测试方法等.

以上实验项目的设置体现了实验项目之间的联系以及中间产物、最终产物的性能和应用，充分考虑自身的科研特色以及社会需求，体现了应用性强的专业特点，学生综合运用知识解决问题的能力得到不同程度的提高[5].

3　结语

近年来，安徽理工大学化工学院应用化学系通过对应用化学专业实验教学内容的改革实践，特别是加大了设计性实验和研究型实验，提高本科生的科研水平，培养出更多基础知识扎实、掌握先进的合成技术及现代测试表征技术、具有强有力的科技创新能力与应用开发能力的科研型化工人才.

参考文献：

〔1〕吕彤,吴赞敏.应用化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室科学,2007(3):22-24.

〔2〕韩丹丹,祝波.徐鹏程.应用化学专业实验教学模式探索[J].实验科学与技术,2010,8(6）:69-70.

〔3〕张丽影,赵小菁,那立艳等.应用化学专业实验教学改革的探索[J].高校实验室工作研究,2011(4): 12-13.

〔4〕沈丽,汪娇宁,罗艳，等.应用化学硕士生实验教学理念与实践[J].实验室研究与探索,2011,30(4): 100-101.

〔5〕徐迈,方文彦,魏亦军，等.大学化学专业实验教学改革探究[J].淮南师范学院学报,2011,13(5): 97-98.

基金项目：安徽省教育厅质量工程项目（2013 jyxm075）；安徽理工大学教学研究项目(2012jyxm061)

收稿日期：2015年12月10日

中图分类号：G642.0

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2016）02-0261-02