王宏胜,陈新华,向天成,陈体伟,许志红
(许昌学院化学化工学院,河南 许昌 461000)
应用化学专业实验课程体系改革的探索
王宏胜,陈新华,向天成,陈体伟,许志红
(许昌学院化学化工学院,河南 许昌 461000)
完善的实验课程体系和实验教学环节对化学相关专业学生的实验操作技能和实践动手能力的培养至关重要,也是培养学生创新能力的基础,多种类型实验课程的完美结合,对应用型创新性人才的培养会产生良好的推动作用。
应用化学;实验教学;课程改革
应用化学是介于化学和化工之间的应用性学科,是根据化学的基本理论和方法对工业生产中与化学有关的问题进行应用基础理论和方法的研究,以及实验开发研究的一门科学[1-3]。因此,应用化学专业是一个理、工科结合型的专业,各高校根据本专业的发展状况,可以授予该专业本科毕业生理科或工科学士学位。该专业在专业基础课和专业方向课的设置上既要包括化学基础理论及实验课程,还要包括化工类的基础理论及实验课程,突出该专业的"应用" 特征。因此,与化工生产、生活实际密切相关的化学化工类课程,如材料化学、环境化学、药物化学、精细化学品化学等也是本专业学生学习的重要内容,具体学习内容取决于各学校的实际情况和当地相关产业发展状况。根据国家高等教育发展规划,推动具备条件的普通本科院校向应用型本科院校转变的政策,这就要求相关高校在本科生培养模式上进行改变。在学生掌握一定专业基础理论知识的条件下,要切实加强学生理论联系实际的能力、实验操作能力及生产实践能力。而实验教学是提高学生综合素质和实验操作能力的重要环节,是培养学生实事求是作风和创新精神的有效途径,也是培养应用型创新人才的重要内容。近年来,我们根据国家政策、我校的实际情况和学生培养目标,对我院应用化学专业学生的实验类课程进行了改革探索,初步形成了本专业较为合理的实验课程体系。
目前,我校应用化学专业本科生实验课程的内容主要包括基础性实验、综合性实验、设计性实验、专业性实验及开放性实验五个部分,通过这些实验的学习,培养学生的实验技能、从事本专业生产研究的能力和科学研究的能力。
基础性实验内容是大学实验教学内容必不可少的内容之一。我国的高中化学课程中有实验教学,但是由于我国各地区高级中学的教学条件的差异以及高中化学教学过程中对实验教学重视程度的不同,部分学生做过化学实验,有的学生只是看过老师的演示实验,还有一部分学生在高中上学期间没有接触过化学实验。因此,应用化学专业的大学一年级学生的实验课程必须从基础实验学起,包括认识基本的化学实验仪器,学习基本的实验操作方法,比如分析天平的称量方法、溶液的配制方法、过滤、离心等各种分离方法等。通过基础实验的开设,学生在学习基本实验操作方法的同时,也培养了其在实验过程中分析问题和解决问题的能力。基础实验也可以使学生对化学反应有更加直观的认识,特别是在元素化学的学习中,很多化学反应现象在理论课讲完后,如果不做实验,学生只能进行机械记忆,很快就忘记了,但通过自己动手做实验后,印象加深,对知识掌握得更加牢固。
综合性实验是指在学生具备一定基础知识和基本操作技能的基础上,运用某一课程或多门课程的综合知识,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验[4]。我院应用化学专业的学生在基础性实验学习完基本操作后,需要完成一些综合性化学实验,如碘化铅溶度积的测定,正丁醚、2,4-二羟基苯乙酮等的制备及核磁和红外光谱表征等实验,这些实验包含无机合成、有机合成、化学分析测试、仪器测试和表征等至少两方面的实验内容。通过完成这些实验,一方面能够进一步提升学生的实验操作能力,另一方面可以使学生具备综合应用所学知识及多种实验技能和方法,解决稍复杂的实验问题,把学习过的理论及实验知识互相联系起来,使其对相关课程内容之间的关系有更加深入的认识,达到对所学知识能够融会贯通的目的,从而提高其在毕业设计和以后从事化学研究或化工生产中分析问题和解决问题的能力。
实验的第三部分内容是设计性实验,这类实验在教材中没有给定实验步骤,提前三周通知学生实验题目,学生利用课外时间提前到图书馆查找相关书籍、或者利用网络资源、中国知网等学术数据库查找相关资料,然后自己设计好实验步骤,提前一周将设计方案交给实验指导教师进行审阅。如果审阅没有通过,在老师的指导下,对实验方案进行修改。在实验开始之前,每位学生的实验方案必须通过审阅,然后在规定时间到实验室做实验。通过教师的审阅,一方面保证能够满足学生在设计方案中涉及到的化学试剂、实验仪器,使实验能够顺利进行;另一方面保证学生的实验方案中没有安全隐患,保证学生的人身安全和实验室安全。
应用化学专业实验是培养本专业应用型人才和创新性人才的重要内容之一,通过完成专业性实验,在培养学生动手能力和创新意识的同时,可以有针对性地引入化工专业的部分实验教学内容,强化学生工科知识,通过一些应用性强的实验项目的完成,可以充分调动学生的实验积极性,提高其实验兴趣和实验技能[5]。学生在第五学期结束,已完成了前述三类必修的实验内容,并学习了精细化学品化学、精细化工工艺学、高分子化学及实验、化工基础及实验等专业课程,基本掌握了精细化工产品的合成方法、复配技术理论等专业理论知识,在此基础上,我院为应用化学专业学生在第六学期开设了应用化学专业实验,具体实验内容涉及到日用化学品的制备、表面活性剂的合成和性质测试、胶黏剂和涂料的制备、天然香料和色素的提取等。通过专业实验的学习,使我院应用化学专业的学生对部分精细化工产品的生产、配制、提取技术具备初步理论知识和操作技能。
目前,我院对应用化学专业学生的开放性实验项目主要分为两类,一类是学生参与教师的科研项目型实验,另一类是学生兴趣型实验。
对于学生参与教师科研的开放性实验,由学生和指导教师联系,征得指导教师同意后,在教师的指导下,学生进入教师科研室从事科学研究性实验或应用性实验工作,通过该类型实验实施,我系已有部分学生在本科学习期间就能够从事基础科研工作,独立完成学术论文写作,相关成果也在部分国内外期刊发表,为学生深造和继续学习及从事科学研究奠定良好的基础。也有的学生参与了教师和企业的合作项目,通过完成项目的实验过程,使学生了解了各相关行业的技术发展现状和工业生产工艺等知识,为日后的深入研究或者毕业后在相关领域就业打下扎实的基础。
对于学生兴趣型开放实验,目前主要面向应用化学专业的学生,3到5人组成一组,利用自己的业余时间,根据兴趣和实验室的现有条件,学生自行拟定精细化学产品领域的相关课题,在实验室开展产品配方设计、提取、合成等相关研究工作。为了保证实验的顺利进行及学生和实验室的安全,学生的实验方案需经指导老师审阅通过后,方可进入实验室进行实验,实验过程由实验室管理老师陪同进行。
通过以上实验环节的培养,我院应用化学专业的学生在从事科学研究或精细化学产品研发方面具备了较好的理论知识和操作技能,为以后继续学习或从事相关领域的生产研发奠定了基础,也为学生毕业后自己创业提供了专业知识和智力支持。
综上所述,为了使我院应用化学专业的本科毕业生达到学院制定的培养目标,满足社会对人才的需求及学生能力的要求,我院对应用化学专业学生的实验类课程进行了改革探索,初步形成了较为合理的实验课程体系,使我院应用化学专业的实验课程体系能够较好的满足应用型人才的培养要求。在培养学生的实验技能和专业知识的同时,还可以提高学生的实验兴趣、科研能力和创新意识。当然,这些改革中仍然有不足之处,我们在以后的教学过程中会继续探索研究,逐步完善和持续改进,争取使我们的实验课程体系更加合理。
[1] 苏立强. 应用化学专业定位分析[J].高师理科学刊, 2007, 27(1):56-57.
[2] 段中余, 姚颖悟, 章文军, 等. 应用化学专业实验课程的建设与实践[J].化工高等教育, 2012 (3):57-58.
[3] 葛秀涛, 李永红,冯 剑, 等. 应用型高校应用化学本科专业核心课程的研究[J].滁州学院学报, 2012, 14(5):85-90.
[4] 田晓溪,陈 林,闫立东,等. 应用化学专业综合性实验的改革与探索[J]. 山东化工,2013,42(9):155-156.
[5] 章 青, 周双六, 王小龙. 应用化学专业实验的教学改革与探讨[J].广东化工, 2014, 41(24):122-125.
(本文文献格式:王宏胜,陈新华,向天成,等.应用化学专业实验课程体系改革的探索[J].山东化工,2017,46(12):179-180.)
The Exploration of Innovation to the ExperimentalCourse System for Applied Chemistry Specialty
WangHongsheng,ChenXinhua,XiangTiancheng,ChenTiwei,XuZhihong
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Xuchang University, Xuchang 461000,China)
The perfect experimental course system and experimental teaching procedures are very important to the manipulative skill in experiments and practical ability for the college students learning chemistry or related majors. It is also the basement to train the students' innovation ability. The perfect combination of different experimental courses could bring good facilitating roles to train applied innovative talents.
applied chemistry; experimental teaching; curriculum reform
2017-04-12
河南省高等学校重点科研项目(16A150062)许昌学院教育教学研究项目(No.02015060)
王宏胜(1972—)内蒙古和林格尔县人,博士,教授,主要从事功能配合物的合成与性质研究。
G642.0
A
1008-021X(2017)12-0179-02