化工專業(yè)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

趙朝暉， 鄭 成， 毛桃嫣

(廣州大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院， 廣東 廣州 510006)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

化工專業(yè)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

趙朝暉， 鄭 成， 毛桃嫣

(廣州大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院， 廣東 廣州 510006)

研究型教學(xué)是一種新的教學(xué)理念，是高等教育新一輪教學(xué)改革的重要方向。以“新型季銨鹽陽離子表面活性劑對(duì)織物的抗菌性能研究”為實(shí)例，剖析研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提高化工專業(yè)本科生科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力中的重要作用，探索開展研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效方法及要求。

研究型實(shí)驗(yàn)； 季銨鹽； 陽離子表面活性劑； 抗菌性能

創(chuàng)新教育是21世紀(jì)高等教育改革的主旋律，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才是當(dāng)前高等教育改革的首要任務(wù)[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面具有舉足輕重的作用，國內(nèi)外各高校近年來積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以期探索出一套適合研究型、復(fù)合型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和體系[2-6]。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種新的教學(xué)模式，建立于基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之上，它的核心在于“研究”，因而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需具有一定的探索性和不確定性[7-8]。研究型實(shí)驗(yàn)通常與教師科研項(xiàng)目相結(jié)合。以“新型季銨鹽陽離子表面活性劑對(duì)織物的抗菌性能研究”為實(shí)例，分析研究型實(shí)驗(yàn)在普通高校本科化學(xué)工程與工藝專業(yè)中有效培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新和綜合知識(shí)運(yùn)用能力的重要作用。

1 選題背景

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量也在不斷提高。對(duì)于穿在身上的衣服，人們也越來越注重，除了要求款式好看新潮，對(duì)衣服的舒適感以及衛(wèi)生保健等功能也有了越來越高的要求。單一的紡織品已經(jīng)不能滿足大眾的需要，經(jīng)過功能整理賦予其優(yōu)良性能的紡織品越來越受人們的喜愛[9]。在日常生活中，對(duì)人體有害的微生物無處不在，無孔不入。紡織品也是細(xì)菌霉菌繁殖很好的場(chǎng)所，繁殖過程細(xì)菌的新陳代謝會(huì)產(chǎn)生一些異味，讓人感到不舒服，甚至影響我們的身心健康。因此，對(duì)紡織品進(jìn)行抗菌整理，研制具有優(yōu)越的殺菌性能的陽離子表面活性劑有著非常重要的意義[10-11]。

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

采用十四烷基甲基二羥基溴化銨作為衣物整理劑，棉布作為試驗(yàn)織物，主要對(duì)其柔軟度、抗黃及殺菌性能開展研究。

3 實(shí)驗(yàn)過程

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

(1) 取棉布若干，按20 mm×20 mm的規(guī)格剪好。然后用40 ℃水洗滌、烘干，稱取0.5±0.05 g ，用牛皮紙包好。配制質(zhì)量濃度分別為125 mg/L、250 mg/L、500 mg/L、750 mg/L、1 000 mg/L的十四烷基甲基二羥乙基溴化銨溶液，并將實(shí)驗(yàn)試樣浸泡于其中20 min，烘干，待滅菌。

(2) 稱取33 g TTC瓊脂培養(yǎng)粉于燒杯中，加入沸水至1 L，加熱攪拌至溶液透明，用5個(gè)250 mL的錐形瓶分裝，待滅菌。

(3) 配制生理鹽水1 L，分別移取70 mL生理鹽水至8個(gè)250 mL的錐形瓶，另分別取6.3 mL生理鹽水至若干試管(大概50支)，待滅菌。

(4) 將試樣、生理鹽水、營養(yǎng)瓊脂置于高壓滅菌鍋中，于121 ℃、103 kPa下滅菌30 min。

3.2 菌懸液的制備

用接種環(huán)從試管斜面上刮取2～3環(huán)細(xì)菌至裝有6.3 mL生理鹽水的試管內(nèi)，用右手食指和拇指捏緊試管上半部分，充分搖勻，制得菌懸液原液。采用10倍稀釋法，稀釋至10-4倍，即得到實(shí)驗(yàn)待用的菌懸液。

3.3 實(shí)驗(yàn)步驟

(1) 分別將無紡布試樣、棉布試樣以及空白樣完全浸泡在生理鹽水中。

(2) 分別取5 mL大腸桿菌和金色葡萄球菌加入到上述試樣中，置于恒溫振蕩器上，在37 ℃下，以150 r/min的轉(zhuǎn)速振蕩1 h。

(3) 分別取每個(gè)試樣0.7 mL至裝有6.3 mL生理鹽水的試管中，即稀釋10倍。

(4) 分別從(2)和(3)中取1 mL至已滅菌的培養(yǎng)皿中，傾注TTC營養(yǎng)瓊脂液，搖勻，待至瓊脂凝固后倒平板，貼上標(biāo)簽，放入37±1 ℃等恒溫箱培養(yǎng)24 h。最后去除平板，記錄其菌落數(shù)。

(5) 重復(fù)以上步驟，測(cè)定試樣的抗菌性能，最后得出抑菌最佳的質(zhì)量濃度。采用平板計(jì)數(shù)法來計(jì)算細(xì)菌菌落個(gè)數(shù)。按下式計(jì)算抑菌率。

(1)

式中：NA為整理前的平均活菌數(shù)(cuf/mL)；NB為整理后的平均活菌數(shù)(cuf/mL)。

4 實(shí)驗(yàn)成績考核和評(píng)定

要想保證有好的教學(xué)效果，還需要有一套行之有效的考核和成績?cè)u(píng)定方法。對(duì)研究型實(shí)驗(yàn)的考核要打破傳統(tǒng)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)考核重在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的局限，建立考核方式多樣化、考核內(nèi)容層次化、注重過程考核的評(píng)價(jià)體系[7，12]。同時(shí)，評(píng)價(jià)主體不僅包括指導(dǎo)教師，還包括同組其他人員以及個(gè)人自我評(píng)價(jià)部分。具體的操作首先由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的態(tài)度、出勤以及實(shí)驗(yàn)操作等具體表現(xiàn)給出綜合評(píng)定成績；另一部分成績則采取報(bào)告與答辯相結(jié)合的多元化方式進(jìn)行。每個(gè)學(xué)生按照科研論文的標(biāo)準(zhǔn)格式獨(dú)立撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并要在組會(huì)上進(jìn)行總結(jié)和匯報(bào)，建立學(xué)生評(píng)議、指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)和論文質(zhì)量綜合評(píng)分等多元考核質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。

5 結(jié)束語

研究型實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)新人才培養(yǎng)一種積極有益的教學(xué)模式。通過最近幾年的實(shí)踐證明，研究型實(shí)驗(yàn)改變了以教師為主體的教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)新知識(shí)、獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,以及培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力奠定了基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了從“知識(shí)中心型”教育向“能力中心型”教育的轉(zhuǎn)變，有效地發(fā)揮研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面的作用，在當(dāng)前的教育形式下具有非常重要的意義。

References)

[1] 林連東.EDA 技術(shù)開放實(shí)驗(yàn)室研究型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013，32(5):216-226.

[2] 李兵,李鴻飛,劉中來,等.生物學(xué)研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,29(3):27-29.

[3] 萬迪,賀哲豐,王鵬飛,等.運(yùn)用EBSD技術(shù)開展晶體學(xué)研究型實(shí)驗(yàn)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012,31(8):113-116.

[4] 馮根生,馮婷,杜春榮.基于學(xué)科特點(diǎn)的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,29(3):239-241.

[5] 李小昱,王為,胡波.研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008，27(6):105-107.

[6] 張劍榮.構(gòu)建研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái) 實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].中國大學(xué)教學(xué),2014(7)：84-87.

[7] 包海濤,高媛,王德倫,等.面向工程的機(jī)械研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2014,17(4):119-125.

[8] 陳懷俠,蔡火操,黃建林,等.研究型設(shè)計(jì)性分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007,26(8):91-94.

[9] 張魁城.紡織品的抗菌防臭整理[J].天津紡織科技,2004(2):14-18.

[10] 洪巖.抗菌紡織品應(yīng)用日益廣泛[J].市場(chǎng)瞭望，2005(2):43.

[11] 鄭皓,徐少俊,楊曉霞,等.抗菌防霉劑的研究進(jìn)展及其在紡織品中的應(yīng)用[J].紡織學(xué)報(bào),2011，32(11):153-162.

[12] 李杰,壓俊,李翠勤,等.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建研究[J].教育教學(xué)論壇,2014(13):261-262.

Design and practice on research-oriented experimental teaching for Chemical Engineering specialty

Zhao Zhaohui, Zheng Cheng, Mao Taoyan

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006,China)

Research-oriented teaching is a new teaching concept and an important direction of a new round of teaching reform of higher education.The research on the antibacterial performance of quaternary ammonium-type cation for fabric is taken as an example to dissect the importance of research-oriented experimental teaching in improving the scientific research quality and innovative ability of undergraduates in Chemical Engineering in common colleges major. Effective approaches and general requirements are put forward for developing research-oriented experimental teaching.

research-oriented experiments; quaternary ammonium salt; cationic surface active agent; antibacterial activity

2015- 01- 20 修改日期：2015- 03- 17

廣東省教學(xué)研究立項(xiàng)(GDJG20141125)；廣東省人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)

趙朝暉(1976—)，女，湖南，博士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要負(fù)責(zé)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理.

E-mail：zhh123@gzhu.edu.cn

TQ423.99；G642.423

A

1002-4956(2015)8- 0158- 02