應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建探討——以長江大學(xué)為例

李水清

(長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

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應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建探討
——以長江大學(xué)為例

李水清

(長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

實踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。分析了應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系中存在的問題，提出了構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生實踐教學(xué)體系的具體措施，即創(chuàng)新基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容、增設(shè)專業(yè)實驗課程、改變教學(xué)方式并注重對學(xué)生實驗結(jié)果的評價、精選基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗內(nèi)容、加強校企合作、注重畢業(yè)論文過程管理。經(jīng)過近幾年教學(xué)實踐，取得了良好的效果。

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)；實踐教學(xué)；培養(yǎng)創(chuàng)新能力

著名心理學(xué)家瓊·皮亞杰認為：“教育的主要目的是培養(yǎng)能創(chuàng)新的，而不是簡單地重復(fù)前人已做過的事的人，這種人能有所創(chuàng)造，發(fā)明和發(fā)現(xiàn)”。當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為社會經(jīng)濟發(fā)展的決定性力量，是一種重要的生產(chǎn)力，而自主創(chuàng)新能力則是國家競爭力的核心。因此，提高自主創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國家是我國政府面向未來做出的重大戰(zhàn)略決策。

所謂創(chuàng)新，是指人們按照客觀事物發(fā)展的規(guī)律，對事物的整體或其中某個部分進行變革，使其得以更新和發(fā)展的活動。創(chuàng)新能力則是在原有知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)的創(chuàng)新活動中表現(xiàn)出來的潛在的心理品質(zhì)[1]。

應(yīng)用化學(xué)是一門綜合性、實踐性很強的學(xué)科，學(xué)生除了需要學(xué)習(xí)大量的理論知識外，還必須進行大量實踐課程的學(xué)習(xí)[2～3]。通過實踐教學(xué)，不僅可以授予學(xué)生知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力，還有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成[4～6]。

長江大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)從1997年開始招收本科生，十多年來，為我國油氣田開發(fā)與應(yīng)用、化學(xué)化工企業(yè)、農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)培養(yǎng)了近兩千名高級專門人才。為貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》的精神，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)進行了實踐教學(xué)方面的改革與探索，取得了較好的效果。

1 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系中存在的問題

1.1 基礎(chǔ)化學(xué)實驗內(nèi)容設(shè)置不合理

長江大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程有基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)(80學(xué)時)，涉及課程為無機化學(xué)及分析化學(xué)；基礎(chǔ)化學(xué)實驗(二)(64學(xué)時)，涉及課程有機化學(xué)；基礎(chǔ)化學(xué)實驗(三)(56學(xué)時)，涉及課程為物理化學(xué)。實踐教學(xué)改革前，在這3門基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程教學(xué)中，存在內(nèi)容單一、不同實驗項目關(guān)聯(lián)少、實驗內(nèi)容與實踐結(jié)合不緊密、驗證性的實驗內(nèi)容較多、需要用到多種操作技能的綜合性和設(shè)計性的內(nèi)容偏少等問題，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和科研素養(yǎng)的形成。

1.2 專業(yè)核心課實驗學(xué)時偏少

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)核心課均附帶有實驗內(nèi)容，如高分子化學(xué)及物理實驗(10學(xué)時)、表面活性劑及膠體化學(xué)實驗(8學(xué)時)、精細有機合成實驗(8學(xué)時)、油田化學(xué)實驗(16學(xué)時)等。專業(yè)核心課程的實驗學(xué)時較少，有的只能做1～2個實驗，且內(nèi)容分散，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性。

1.3 教學(xué)方式單一，對學(xué)生實驗結(jié)果的評價粗淺

基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程教學(xué)仍以教師講授為主,大部分學(xué)生只是按教師的講授、黑板板書內(nèi)容和講義照方抓藥,簡單重復(fù)即完成了相應(yīng)的實驗步驟。學(xué)生獨立思考的空間少,其獨立思維能力和創(chuàng)新能力沒有得到很好地鍛煉；教師對學(xué)生實驗結(jié)果的評價僅僅依靠看、聞，缺少科學(xué)的檢測和表征手段，學(xué)生對實驗結(jié)果的評價往往是模棱兩可的，這不利于調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

1.4 基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性，且時間安排不合理

部分基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗內(nèi)容單一，缺乏創(chuàng)新性。且在原先的人才培養(yǎng)計劃中，基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗安排在第八學(xué)期第1～2周，此時學(xué)生忙于研究生復(fù)試、找工作等，根本沒心思做實驗，教學(xué)效果較差。

1.5 生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)內(nèi)容單薄，效果差

實習(xí)企業(yè)安排的實習(xí)內(nèi)容往往不充實，而很多學(xué)生的實習(xí)只是走馬觀花，沒有收獲或收獲甚少。此外，有的學(xué)生的畢業(yè)論文屬于綜述性，缺乏創(chuàng)新性，還有部分學(xué)生的畢業(yè)論文抄襲現(xiàn)象嚴重。

2 培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新性人才的實踐教學(xué)體系構(gòu)建

2.1 創(chuàng)新基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗包括3門課程，分別是基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)、基礎(chǔ)化學(xué)實驗(二)和基礎(chǔ)化學(xué)實驗(三)，內(nèi)容分別涉及無機及分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)。在每門基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程中，實施“化學(xué)基礎(chǔ)實驗層、綜合提高實驗層、研究創(chuàng)新實驗層，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識為主線”的“三層一線”的實驗教學(xué)新體系。如基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)中，粗食鹽的提純、電解質(zhì)溶液、分析天平稱量練習(xí)、滴定練習(xí)、標準溶液的配制及標定、間接碘量法測定銅鹽中的銅含量、雙氧水含量的測定、水的總硬度測定、磷的比色分析為基礎(chǔ)型實驗，可以訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能，如稱量、過濾、重結(jié)晶、滴定、溶液的配制等；可溶性氯化物中氯含量的測定、硫酸亞鐵銨的制備及分析為綜合設(shè)計型實驗；混合酸的電位滴定、混合堿的分析為創(chuàng)新研究型實驗。在基礎(chǔ)化學(xué)實驗(二)中，薄層層析、熔點測定、環(huán)己烯的合成與性質(zhì)、從茶葉中提取咖啡因、1-溴丁烷的制備、煙堿的提取和性質(zhì)、正丁醚的合成為基礎(chǔ)型實驗，學(xué)生通過這些實驗，可掌握混合物的分離與鑒定、蒸餾、分餾、回流、提取、升華、凝華、氣體吸收、水蒸氣蒸餾等基本操作技能；乙酰水楊酸的制備(微波法)、鑒定未知有機化合物為綜合設(shè)計型；乙酰苯胺的合成(2種方法即醋酸法和乙酸酐法)、乙酸乙酯的制備、甲基橙的制備為研究創(chuàng)新型實驗。基礎(chǔ)化學(xué)實驗(三)中，電動勢的測定及應(yīng)用、最大氣泡法測溶液的表面張力、溶膠的制備及性質(zhì)、凝固點降低法測相對分子量、液體的飽和蒸汽壓的測定、燃燒熱的測定、溶解熱的測定為基礎(chǔ)型實驗；蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定、乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)測定、粘度法測定高聚物的相對分子量為綜合性實驗內(nèi)容。

在實驗內(nèi)容的選擇上，注重操作技術(shù)的前后關(guān)聯(lián)。如在從茶葉中提取咖啡因的實驗中要用到普通蒸餾裝置；在1-溴丁烷的合成實驗中，既要用到普通蒸餾裝置，也要用到氣體吸收裝置，這樣可以體現(xiàn)實驗技術(shù)漸進性、綜合性的特點。通過基礎(chǔ)化學(xué)實驗“三層一線”的學(xué)習(xí)，既可以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能，還可以訓(xùn)練學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

2.2 增設(shè)專業(yè)實驗課程，以彌補專業(yè)核心課實驗不足

由于應(yīng)用化學(xué)專業(yè)核心課附帶的實驗學(xué)時較少，為彌補此不足，增設(shè)了一門課程(稱為專業(yè)實驗),共32學(xué)時，內(nèi)容為與學(xué)生的學(xué)業(yè)發(fā)展及工作崗位緊密聯(lián)系的實驗，如鉆井液的配制及常規(guī)性能測定、亞甲基蘭法搬土含量測定及PHP絮凝作用、鉆井液固相含量的測定、鉆井液與完井液流變性測定、鹽侵鉆井液性能調(diào)整、降濾失劑作用機理及性能評價、鉆井液儲層保護性研究、聚合物鉆井液高溫性能研究等。

2.3 改變教學(xué)方式，注重對學(xué)生實驗結(jié)果的評價

實驗課授課時，教師不再滿堂灌，只對實驗中關(guān)乎結(jié)果成敗的重要步驟向?qū)W生作簡要介紹，讓學(xué)生有充裕的時間進行實驗。由于賦予學(xué)生自由發(fā)揮的空間，能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。此外，對學(xué)生實驗結(jié)果嚴格把關(guān)，對提純類、分析類實驗內(nèi)容，實驗結(jié)果不理想的要求重做；對有機合成的產(chǎn)物，每班選擇3～5組實驗效果較好的產(chǎn)品，將樣品進行紅外光譜鑒定，在下次課上對紅外光譜進行解析，從而增強了學(xué)生的感性認識，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.4 精選基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗內(nèi)容，合理安排授課時間

基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力起著十分重要的作用，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和優(yōu)良素質(zhì)的良好手段。在新的課程內(nèi)容中，淘汰了內(nèi)容單一、綜合性不強的實驗內(nèi)容，使基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗成為融合多學(xué)科知識、訓(xùn)練多種技能的綜合性實驗。目前，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗內(nèi)容如下：實驗方案設(shè)計方法、鈷鎳離子交換分離與配位滴定法測定、鄰二氮菲分光光度法測定鐵含量條件試驗及未知樣品中鐵含量的測定、2-甲基-2-丁醇的制備、乙酸正丁酯的制備與催化劑篩選、苯氧乙酸的制備、三氯化六氨合鈷(Ⅲ)的制備及組成、藥品胃舒平中鎂鋁含量的測定、以硝酸鋅廢液為原料制備硫酸鋅、呋喃甲醇和呋喃甲酸的制備等。主要涉及藥物、材料、生命科學(xué)等學(xué)科的內(nèi)容,盡可能反映各學(xué)科的重大進展、前沿領(lǐng)域和交叉領(lǐng)域,讓學(xué)生充分了解化學(xué)研究方法與近代實驗技術(shù)在高科技學(xué)科中的應(yīng)用。為了確保基礎(chǔ)化學(xué)設(shè)計性實驗的教學(xué)質(zhì)量，將該課程在第七學(xué)期開設(shè)，避免了學(xué)生考研、找工作而無暇做實驗的問題。

2.5 加強校企合作,建立長期穩(wěn)定的校外實習(xí)基地

長江大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在4年學(xué)習(xí)周期中共有2次專業(yè)實習(xí)，即專業(yè)實習(xí)Ⅰ和專業(yè)實習(xí)Ⅱ，分別在第5學(xué)期和第8學(xué)期進行。為了切實提高實習(xí)質(zhì)量，化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院先后與湖北三寧化工股份有限公司、湖北宜化化工股份有限公司、荊門石油化工總廠、荊州江漢精細化工有限公司、湖北省荊州市石油化工總廠、荊州市達雅化工技術(shù)發(fā)展有限公司、湖北沙隆達股份有限公司、江漢油田鹽化工總廠等企業(yè)簽定了校企合作協(xié)議，包括與企業(yè)聯(lián)合申報課題、申報專利，成果轉(zhuǎn)化等。與此同時，要求企業(yè)安排充足的實習(xí)內(nèi)容，切實提高實習(xí)教學(xué)質(zhì)量，避免走過場。

2.6 注重畢業(yè)論文過程管理，提高畢業(yè)論文質(zhì)量

加強學(xué)生畢業(yè)論文過程管理，要求指導(dǎo)教師定期檢查，化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院還布置一次中期檢查。為杜絕學(xué)生抄襲論文，要求在答辯前對學(xué)生提交的論文統(tǒng)一進行論文查重檢索，重復(fù)率超過20%的必須重做重寫，直至合格。嚴格禁止學(xué)生撰寫綜述性論文。為提高學(xué)生畢業(yè)論文的實踐性和創(chuàng)新性，鼓勵學(xué)生通過參與產(chǎn)學(xué)研結(jié)合過程來準備畢業(yè)論文。例如，將學(xué)生派到相關(guān)油田化學(xué)處理劑生產(chǎn)企業(yè)和中試基地，如荊州嘉華科技有限公司、荊州現(xiàn)代石油科技有限公司、荊州市埃科科技發(fā)展有限公司、荊州市天合科技化工有限公司等企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品包括石油破乳劑、油田化學(xué)用表面活性劑、農(nóng)藥乳化劑單體等，與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)方向結(jié)合緊密。實踐表明，學(xué)生通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合完成的畢業(yè)論文都是“真刀真槍”的實際題目，這樣一方面可以解決生產(chǎn)和技術(shù)上的難題，另一方面可鍛煉學(xué)生獨立工作的能力，培養(yǎng)實際工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，學(xué)生畢業(yè)后能盡快進入工作角色，適應(yīng)社會和企業(yè)需求，縮短適應(yīng)工作環(huán)境的時間，達到無“見習(xí)期”的目標。

3 結(jié)語

21 世紀是科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的世紀,化學(xué)學(xué)科正從傳統(tǒng)意義上的化學(xué)化工領(lǐng)域向能源、材料、生命科學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域滲透,應(yīng)用化學(xué)以其綜合性、滲透性、邊緣性及鮮明的應(yīng)用特點而煥發(fā)出勃勃生機。對高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)來說，只有不斷探索，進一步深化教育教學(xué)改革,在實踐教學(xué)過程中建立創(chuàng)新人才的培養(yǎng)體系,,才能培養(yǎng)出實踐能力強、具有創(chuàng)新思維和能力的復(fù)合型應(yīng)用化學(xué)專門人才。

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2016-03-20

長江大學(xué)教學(xué)研究項目(JY2014008)。

李水清(1969-)，男，博士，教授，主要從事有機化學(xué)、農(nóng)藥化學(xué)的教學(xué)與研究，shuiqing2000@163.com。

G642

A

1673-1409(2016)27-0078-03

[引著格式]李水清.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建探討——以長江大學(xué)為例[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版)，2016，13(27)：78～80，84.