地方高校培養應用型人才的化學實驗教學設計探討

敖克厚

摘 要： 在地方高校化學實驗教學中，探究人才培養由理論型向應用型、專業型、工程師型方向轉變的實驗項目教學設計，根據化學類應用型人才培養要求，建立化學工程師人才培養教學目標，創建專業技能培養平臺，設計切合實際實驗教學方案，探究化學工程師培養教學體系。

關鍵詞： 應用型 化學實驗項目 教學設計

由于高校招生人數規模擴大，教學層次提高，不少普通地方高校教學資源嚴重不足，在實驗教學方中普遍存在下列問題：①重理論教學，輕實踐教學；②實驗內容驗證理論較多，解決實驗問題的實驗少；③實驗教學理念落后，只是為了完成實驗學時，學生缺乏實驗動力；④在實驗內容上，有機、無機、分析等實驗相對獨立，實驗內容零散、相互獨立分割；⑤在實驗教學中，創新能力培養的原動力不夠等；⑥實驗內容和生產結合少，化學生產技術、儀器設備操作技術和生產企業要求聯系不大。因此，高校畢業生知識技能儲備不適應就業市場要求。

2014年，有上千萬的大中專畢業上走上工作崗位，由于沒用合格的技術技能，一方面某些大學生找不到合適的工作，畢業就失業，另一方面發達地區企業產業工人月工資待遇達到四五千元，技術型人才五六千元，甚至上萬元，但企業招不到具有實用技術、技能型人才。每年有很大一部分學生參加公務員考試，幾百、幾千、幾萬人參加考試競爭一個工作崗位，而工資只有一兩千元。這種不正常的現象說明：學生所學不適應勞動力市場對人才的技能技術的要求，大學課程設置和實際生產要求的技術技能嚴重脫節。

化學實驗教學是培養應用型人才的重要平臺，如何改革化學實驗教學，培養知識型和技能型相結合的實用型人才，是高校教學改革的重要課題。

針對目前高校畢業生就業時面臨技術技能知識的嚴重不足，我校根據自身的實驗設備、實驗條件，為培養化學專業畢業生應用技能進行探究，在化學實驗教學內容的設計、教學方法的更新方面進行一系列改革。

1.轉變教學理念，加強生產應用技術技能型實驗教學

1.1實驗教學理念上改變。

實驗內容提煉生產應用化，實驗技能技術教學標準化，學生操作技能規范化。

1.2實驗教學目標改變。

利用化學實驗教學平臺，培養出熟練掌握化學技術、具有專業技能、化學理論淵博的應用型人才。

1.3實驗教學模式改變。

將理論型實驗教學模式向應用實驗型、生產結合型實驗教學模式轉變，使培養出來的學生畢業之后，到企業、公司、生產單位，馬上就上崗的應用型人才。

2.實驗教學內容和實際生產相結合

在以往的化學實驗教學中，實驗教學內容的設計，單純為了化學技能技術實驗，與生產實際結合較少，學生體會不到所學知識在實際生產中的重要性，因此對化學實驗興趣不濃厚，不少學生只是為了完成實驗而做實驗，實驗完了就忘了。因此，首先在實驗內容上改變。具體方法為：

2.1以“小規模化工產品生產”為依托，整合實驗教學內容：有機、無機、分析實驗聯合設計。

“小規模化工生產”——相當于化學產品中試，就是選用小型實驗室設備，生產小規模數量的化學產品。例如利用化工產品制備質量較高的化學試劑產品，生產規模不大，產品數量不多，但質量要求高，在實驗室條件下就能制備質量較高的化學試劑產品。

以前的無機、有機、分析化學實驗教學，課程體系相對獨立，但實驗內容有不少重復的地方，只是實驗教學目標不同。因此實驗時，學生認為缺乏新意，實驗積極性不高。我們在實驗教學中，首先組織實驗老師，全面分析無機、有機、分析實驗的教學體系、教學目標、重點，從培養學生的化學技能技術出發，對實驗教學內容進行全面整合，實驗項目進行聯合設計。具體要求：①實驗項目選題：內容符合實驗教學大綱對人才培養目標的要求。②實驗項目設計思路：“物質制備—產品提純——檢驗定級—市場銷售”完整設計。③實驗項目可行性：儀器、設備、藥品要求符合實驗室條件。④實驗設備廉價，實驗藥品等級低，生產的產品價值高，應用廣泛，學生熟悉。⑤實驗安全可靠，沒有安全隱患。

2.2實驗項目教學連續性、化工生產系統性、化學技術可靠性。

以“小規模化工生產”為實驗設計內容，設計出完整的化工生產全過程：產品制備—產品提純——產品檢驗定級—商品市場銷售。一整套完整的化工產品生產過程，使學生在實驗教學中體驗實際生產的全過程：生產、檢驗、包裝、貯備、運輸、銷售、回訪。

3.具體實驗教學設計實例

3.1實驗項目一：利用廢銅渣生產硫酸銅（無機化學實驗）。

硫酸銅是應用性很強的化工產品，在機電、化工、電子、農藥、醫藥等方面都有很大的用途。實驗原料（廢銅渣）易得，生產過程簡單，實驗設備易安裝，產品價值較高，實驗現象顯著。以“以廢銅渣制備硫酸酸銅”實驗教學為例，具體實驗教學過程設計為：

3.1.1由學生查找資料，設計出利用廢銅渣生產硫酸銅的實驗路線：①金屬銅渣和稀硫酸反應，加少量硝酸加快反應；②反應副產物：二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮的吸收；③硫酸銅溶液過濾；④加化學試劑沉淀硫酸銅溶液中的重金屬離子雜質、陰離子雜質；⑤離心機過濾出純凈的硫酸銅溶液；⑥硫酸銅溶液濃縮、冷卻、結晶、結晶硫酸銅和母液用離心機分離、甩干；⑦產品烘干；⑧產品化驗定級；⑨產品包裝。

3.1.2選用合適的實驗室生產設備：反應設備、過濾設備、結晶設備、離心機甩干設備，烘干設備，包裝設備的選用。

3.1.3實驗教師做指導：檢查產品制備方案設計是否可行，實驗設備是否合適，實驗安全措施是否得當。

3.1.4學生根據設計生產制備出工業硫酸銅：在這一實驗中，學生學會的知識：①查詢資料的能力。②掌握硫酸銅產品生產的原理。③具體學會的技術：物料平衡、溶解、過濾；加熱、濃縮、結晶，烘干等化學基本操作技術。④具體學會的設備操作：反應釜、過濾棒、離心機、烘干機等設備。

3.2實驗項目二：硫酸銅產品的提純（精細化工實驗）。

利用實驗項目，以生產出來的硫酸銅為原料，設計出硫酸銅生產化學試劑級產品的方法，并指導學生制備出精細化工產品。實驗設計為：

3.2.1稱取一定量的化工產品硫酸銅，溶解。

3.2.2加化學試劑沉淀溶液中的金屬離子、除硫酸根以外的陰離子，老化、過濾。

3.2.3濃縮、結晶，過濾、離心機分離、烘干，最后得到硫酸銅精細化工產品。在這一實驗中，學生學會產品中雜質的除去方法：化學沉淀、老化、離子共沉淀、結晶等，掌握的技術：過濾、抽濾、烘干等化學技術。

3.3實驗項目三：硫酸銅含量的測定（化學分析法）。

引導學生查閱硫酸銅化學試劑檢測標準或硫酸銅工業產品檢測標準，然后按照國家標準要求準備儀器設備，在檢測過程中嚴格遵守中華人民共和國國家標準的相關規定，玻儀器設備的洗滌、安裝、儀器分析實驗的使用條件、操作要求、數據記錄等嚴格按照產品檢測標準進行實驗。在實驗中要求：檢測設備專業化、檢測技術標準化、數據記錄分析規范化。分析檢驗實驗可設計為：①硫酸銅含量的測定（化學分析法），②硫酸銅溶液中其他金屬離子的測定（可設計成儀器分析實驗）等實驗項目。

在分析實驗中，培養學生嚴謹的科學態度，實事求是的工作作風，遵守產品質量法，質量第一、安全第一的化工行業基本素質得到大大的提高。

3.4實驗項目四：產品成本核算、銷售、市場推銷報告。

學生在實驗中生產出來的產品，通過分析實驗檢驗，符合硫酸銅化學試劑質量要求的產品，按包裝標準包裝成商品，通過銷售公司銷售或作為本實驗室分析化學試劑使用，不合格產品用于下次實驗的實驗教學原料。

4.聯合設計教學效果

“實驗內容聯合設計，實驗項目生產化”教學方式的探討，在教學中收到較好的效果：

4.1具體的“小規模生產實驗”教學，充分調動學生學習的積極性和主動性，培養學生獨立思考問題、解決問題的能力和創新意識，使學生的動手能力、創新能力得到充分發揮和提高。

4.2“生產性實驗項目”的設計，使教師和學生都得到鍛煉，教師從親身指導的實驗中學到許多知識，學生各方面能力得以鍛煉，實驗興趣也大大提高。

4.3學生在具體產品生產、質量檢測等實驗項目的學習中，掌握規范化的生產實際技能技術。在“實驗項目連續化”的教學中，學生接觸“產品生產、質量檢測、成本核算、環境保護，市場銷售，產品回訪”等生產管理的全過程，培養學生的管理能力、商品意識，為學生將來創業積累市場經驗。

4.4通過與生產實際相結合的實驗教學模式的探討，使大學生在實驗中和商品市場接觸，為將來從事化工產品的銷售提供市場經驗，成功的化學實驗生產項目擴大成為大學生創業項目。

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