以產學研為基礎的《精細化工工藝學》實驗教學改革的探究

摘要：針對當前精細化工行業發展趨勢及地方應用型本科院校應用化學專業人才培養目標，結合《精細化工工藝學》課程特點，為有效地激發學生對該課程的學習興趣，并且使學生理論知識更加扎實，同時能做到理論聯系實際，提高分析問題和解決問題的能力，本文在教學實踐基礎上，對該課程如何開展實驗教學的改革做了探究。

關鍵詞：精細合成實驗；教學改革；實驗技能

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）31-0044-02

應用化學是介于理學化學和工學化學工程與工藝本科專業之間的應用型工科學科，是以化學基本理論和方法，對化工、材料、醫藥、信息、生命、環境、能源、地球、空間和核科學等工業生產中與化學有關的問題進行應用基礎理論和方法及應用研究為使命的中心學科，是人類賴以生存和國民經濟發展的重要支撐。精細化學品生產是化學工業中最重要的組成部分，國際上精細化工在化工比重達85％以上，我國只有50％左右，而我們安徽省比重更低。通過改革開放三十多年的發展，我國在東部沿海地區已發展起相對集中的精細化工產業群，這也為安徽的精細化工發展提供了機遇。隨著化石資源的消耗，對利用生物質生產精細化學品的技術需求日益迫切。因此，開展精細有機合成及其工藝技術的研究，對提高我省乃至我國的高分子材料化學品生產技術水平，減少環境污染和有毒有害物質排放，提高生產中安全水平，降低生產成本，起著決定性作用。國家“十一五”和安徽“861”行動計劃都將高新技術產業作為優先發展的支撐產業；精細有機合成將為區域經濟發展和學科發展提供強有力的理論及技術支持。

一、已有的理論實驗基礎

《精細化工工藝學》是應用化學專業的核心課程，是承擔學生職業核心能力培養的一門課程。我們使用的教材是由天津大學唐培堃和馮亞青主編的《精細有機合成化學及工藝學》（第二版）。該課程涉及的教學內容比較多，主要有精細有機合成反應理論、精細有機合成的基元反應以及有機合成設計的主要原則和方法。本課程的教學內容主要是由十三個有機合成單元反應組成，各個單元反應之間既相互獨立又相互聯系。由于課程內容涉及的較多，其中不但有一定的基礎理論，而且也擁有一定的實踐知識，基本理論與生產實踐互相聯系，密不可分。在教學時如果僅僅一味地講授理論知識或講授實踐知識，將教材上反應的特點與規律一股腦兒地灌輸給學生，課堂教學就會變得死板，會使學生的學習積極性下降；另外，如果執行教學計劃時，理論課與實驗課間隔時間過長，課程教學無法實現對學生基本技能的訓練，學生對學習的興趣也會失去。與《精細化工工藝學》課程配套的實驗課程是精細有機合成化學實驗。該課程作為一門高年級的化學工藝專業和應用化學專業的專業實驗必修課，是有機化學實驗課程的實際應用的一個延伸。該課程希望通過具體的與生產實踐相關的實驗操作培訓，來強化并提高學生的有機合成實際能力，同時也能增強對精細化學品的掌握。同時，希望通過該實驗課程的訓練，使學生的分析問題、解決問題以及能力動手能力得到提高，為學生完成畢業論文、繼續深造和就業打下基礎。然而，目前就《精細化工工藝學》課程而言，除了天津大學和同濟大學，我們學校和有很多開設這門課程的高校，由于一些客觀條件限制，目前還沒有開設相應的實驗內容的課程；一些學校盡管開設了這類實驗課，然而與《精細化工工藝學》相配套的教學內容還是以傳統方式的綜合性、驗證性實驗為主，并且實驗項目及相關的實驗條件、實驗藥品、實驗儀器都是教材上規定死的，甚至一些實驗工藝相對陳舊落后，有時候常常是讓學生依照講義，按部就班地進行，不利于提高學生科研主觀能動性和創造力，作為高年級專業實驗訓練，還存在一定的不足。安徽省委文件《關于建設高等教育強省的若干意見》（皖發（2010）9號）曾指出：我們要建立“資源共享、合作共贏”的校企合作平臺和機制，并且廣泛吸納高校科研院所、相關企業作為產學研合作基地、本專科生實習實訓基地和研究生聯合培養單位，鼓勵高校和企業合作共同建設實驗室和研發中心，將高等教育不斷延伸到企業，并最終融入進社會。為了適應高等教育自身發展和時代發展的需要，全國各地很多的地方院校紛紛提出應用型和工程型的人才培養目標，黃山學院結合自身專業特色和學校發展前景，也將學校定位為地方型應用型本科院校。鑒于以上原因，結合我校建設地方性應用型本科高校的辦學宗旨及化學化工學院專業建設特色，面向我校化學工藝專業和應用化學專業開展精細有機合成實驗，提高學生對精細有機合成理論知識的掌握和運用，在人才培養、科學研究、服務經濟發展方面具有重要的理論意義。并且，黃山學院化學化工學院實驗室和黃山安徽永佳集團及其子公司（黃山永新股份有限公司、黃山市恒（新）遠化工有限公司、黃山市華惠精細化工有限公司、黃山市強力化工有限公司、黃山市華蘭化工有限公司、黃山市創聯洗滌科技有限公司、黃山新力油墨科技有限公司）等在內的一批當地龍頭企業研發實驗室已基本具備開展此類實驗的條件。

二、擬開展的實驗內容

實驗教學改革的起點是首先要建好相關的實驗平臺，并設置對應的實驗內容。我們擬開展的實驗教學改革就是以《精細化工工藝學》課程中的十多個有機合成單元反應理論知識為指導和當地精細化工企業的生產實際為依托，并結合學校專業特點，擬開設出具有實用性和前沿性的實驗：實驗一：陽離子型表面活性劑—十二醇硫酸鈉的制備。實驗二：增塑劑—鄰苯二甲酸二正辛酯的合成。實驗三：阻燃劑—四溴雙酚A的合成。實驗四：內酯類香料—香豆素的合成。通過開展這類實驗，可以使學生：（1）了解陽離子型表面活性劑的結構、性能和一般制法；（2）學習增塑劑的基本知識；掌握酯類增塑劑之一DnOP制備的實驗方法；（3）學習阻燃劑的基本知識；掌握直接溴代法制備四溴雙酚A阻燃劑的制備方法；（4）學習合成香料的基本知識和用Perkin反應制備香豆素的實驗方法，以激發學生的實驗熱情，普及學生對綠色化學含義的真正理解；彌補我院沒有開設精細有機合成實驗課程的不足；并能使學生學以致用，提高實踐思維及解決實際問題的能力；與企業合作，產學研相結合，促進地區經濟發展，實現校企共贏的目的。開展這類精細化學品的合成實驗，可以分別設置不同實驗條件，使學生形成科學的思維方法，培養他們為了解決實際問題而獲取知識的方法和途徑的能力。

《精細化工工藝學》實驗課程課題組的負責人及主要參與人員中碩士博士人數比例占全部成員的70%，既有多年從事大學有機化學實驗和精細化學品課程教學工作的教師，又有長期從事精細化學品產品開發工作的企業工程師，他們具有扎實的理論基礎和豐富的生產實踐經驗，多次承擔各類的課程教學改革研究項目和企業技術研發改造項目，積累了很多教學改革和生產實踐經驗，并且黃山學院和安徽恒遠化工有限公司對這項實驗教學改革工作也將給予大力支持，他們承諾給予一定的經費資助和提供到企業調研和測試等方面的便利，這些條件將能保證本實驗課程改革的順利完成。

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基金項目：安徽省教研項目（2012jyxm512）；黃山學院教研項目（2011JXYJ01）

作者簡介：黃良芳，男，博士，講師，主要從事功能材料的研究。