注重學生能力培養的應用化學專業實驗教學改革

徐 靜，胡耀云，呂仁剛，方志剛，全艷玲，賈宏敏

(遼寧科技大學,化學工程學院,遼寧 鞍山 114085)

應用化學專業著重培養學生對化學化工學科的相關知識的科學思維和應用能力[1-5]。實踐教學在應用化學專業人才培養中有著不可或缺的地位。應用化學專業實驗是實踐教學的重要環節，其目的不僅在于加深學生對所學理論基礎知識的理解與深化，而且要求學生具備較強的運用化學的基本理論知識和技能提出問題、分析問題和解決問題的能力，并且具備解決科研、生產實際問題的獨立思考能力，特別是新產品研制、開發的創新能力和團隊合作精神[6-7]。目前，隨著國內部分地方普通高校向應用型和應用技術型轉變[8-9]，實踐教學在課程設置、教學內容、教學方法和考核方式等方面的改革勢在必行。

1 校應用化學專業實驗的教學現狀

1.1 專業實驗的課程設置

我校應用化學專業的實踐和實驗環節學時約占課程總學時的25%。在國內外理工科院校，實驗學時普遍占教學總學時的25-30%為佳。目前，我校應用化學專業課程設置存在的不足是：雖然整體實驗學時在教學中符合最佳比例，但是專業實驗課的教學學時偏低，獨立設課的實驗課程較少。

1.2 專業實驗的教學內容

我校應用化學專業實驗主要教學內容包括：親核反應機理的研究、酯化反應、醚的脫水反應、天然產物有用成分的提取、重氮化反應、表面活性劑的合成等。實驗項目中包含驗證性實驗、綜合實驗和設計性實驗。在實驗課堂中不僅考核學生在基礎學習階段掌握的基本實驗技能，而且考核學生的綜合實驗技能。例如，"利用柱層析法從西紅柿中分離提取出相應的色素"實驗項目中包含了水浴回流加熱、萃取和柱層析等基本操作練習。專業實驗課教學內容全面，但教學內容目前設置存在的不足之處是是：驗證性實驗所占學時比例偏高，需要進一步整合提高設計性和綜合性實驗比例。

1.3 專業實驗的教學方法

實驗課堂教學通常以教師講授為主，在實驗教師對實驗內容進行講解和簡單的示范后，學生開始實驗，實驗教師對學生的整個實驗過程進行監督、指導和評分。教學方法存在的弊端是：教師在專業實驗課中占主導地位，學生只是按部就班的做實驗，學生在實驗過程中的主動性、設計能力和創新思維并沒有得到完全的發揮。

1.4 專業實驗的考核方法

專業實驗考核內容主要包括：學生的預習記錄的詳細性和實驗記錄的真實性；學生在實驗過程中的實驗技能；學生通過實驗和數據處理后遞交的實驗報告的完整性。其中，實驗操作占總成績的60%，實驗記錄總成績的占20%，預習報告和實驗報告占總成績的20%。由此可見，在實驗課的動態課堂中，學生的實驗操作是實驗成績的重要考核點。這就要求上課教師必須做好課堂記錄，主要針對學生在實驗過程中的所有操作環節，這樣才能保證實驗成績的公正性和公平性。這種考核方式存在的弊端是：必須保證學生人數和實驗教師數量的匹配，如果學生人數過多，將會導致教師對學生的指導不到位及考評有疏漏。

2 應用化學專業實驗教學改革與實踐

2.1 實驗項目的整合和選作項目的增加

在專業實驗嚴格按照教學大綱完成的基礎上對實驗項目進行整合。例如，阿司匹林的合成、從茶葉中提取咖啡因和板層析對照分析合并成藥物合成、提取與分析，通過板層析實驗來驗證學生制備的阿司匹林和提取的咖啡因是否與藥物中的成分是否一致，這樣也將3個驗證性實驗變為整體的綜合性實驗。在整合后的綜合性實驗項目《表面活性劑的合成、分析與復配》中，學生用自己制備的不同類型的表面活性劑為原料，復配成洗發水、洗潔精等日化用品。

備選實驗內容由學生自主設計反應路線同一個實驗可以選擇不同的合成路線，或不同的原料。在《脫水反應-醚的合成》和《從天然產物中提取分離色素》項目中增加可以備選的實驗內容，變驗證性實驗為設計性實驗。這樣也有利于因材施教，學生可以根據自己的興趣和能力來選擇自己的實驗內容。

2.2 教學方法的更新

我們將實驗課的前10分鐘留給學生，由輪流指定的一個實驗組來進行全面的實驗講授和演示實驗，教師進行總結、補充和點評。這就需要學生課前完成資料的查找、熟悉實驗流程和實驗裝置的搭建，在課堂上能用流利的語言來進行表述，并與其它同學互動。這個過程不僅訓練了學生分析問題和解決問題的能力，而且給學生提供了一個展示平臺，讓學生更加喜歡實驗課，學生注意力集中并且在討論環節課堂教學氛圍特別好。

2.3 多維考核走進實驗課堂

我校已經將多維考核方式引入理論課堂，不再把期末試卷作為唯一考核的方式，同樣多維考核方式應該走入實驗課堂。我們在考核方式上取消書寫實驗預習報告的環節，取而代之的是，學生自主預習及查閱相關文獻的方式。教師對在實驗開始前10分鐘內指定組的實驗描述和操作演示進行打分，并以實驗相關的問題來考核其余學生的預習效果，該成績直接計入最終總分。主要考核環節為實驗操作占總成績的50%，實驗記錄總成績的占10%，方案設計總成績的占10%，10分鐘說課總成績的占10%，實驗報告占總成績的20%。這種多維的考核方式可以讓學生的能力得到全方位的鍛煉和提升。

2.4 實驗室的開放和實驗項目的開放

實驗室開放：學院編制下一學期實驗課表時，按照實驗條件要求確定實驗的輪次和實驗時間。組織學生選擇實驗時間并預習、復習或補做課程內實驗需要學生與實驗室預約，預約成功后按照規定時間進行實驗。

實驗項目開放：由實驗室提供可供學生選擇實驗項目或者學生自己確定實驗項目，經過指導教師同意，利用實驗室現有的儀器設備、藥品和預約時間來實驗室完成自己感興趣的實驗。

3 結語

通過對應用化學專業實驗傳統教學內容、教學方法、考核方式和實驗室開放形式的改革，我們取得了一定的成果。在學生扎實掌握理論知識和實驗操作技能的基礎上，學生對于實驗的自主設計能力、自學能力、創新思維和解決專業實驗中實際問題等綜合能力得到提升，為我校實踐教學的全面改革提供了新的思路。