應用化學實驗教學的改革研究

王 娜，余海燕，曾 一

(1.包頭師范學院 化學學院，內蒙古 包頭 014030；2.包頭師范學院 學報編輯部，內蒙古 包頭 014030)

應用化學專業是以化學學科為基礎，介于化工和化學之間的一門應用型專業[1]。應用化學專業以培養具有扎實的應用化學理論知識、熟練的實驗技能、并兼具創新精神的應用化學專業人才為目標[2-3]。因此，這就要求應用化學專業的學生需要掌握無機化學、分析化學、有機化學以及物理化學在內的整個化學知識體系的基礎知識，而且能運用這些化學知識和實驗技能來解決科研和生產過程中遇到的實際問題，從而形成科學創新的思維模式。

在眾多應用化學專業課程中，應用化學實驗是培養大學生形成科學的思維方式與創造性能力的一種有效方式[4]。它主要是為應用化學專業學生開設的一門專業必修課，是一門實踐性、綜合性強，范圍廣的課程，除了涉及到化學領域中無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、化學工藝等基礎學科，還涉及到精細化工、環境保護、新能源開發等領域。因此，應用化學實驗是應用化學專業學習的必不可少的內容，同時也是培養應用型人才不可缺少的重要環節。根據培養創新型人才的要求，以我校2015級應用化學專業兩個班的學生為研究對象，從基礎性實驗、綜合性實驗和創新型設計性實驗三個方面出發，合理安排應用化學實驗內容，初步探索從實驗內容上如何提高學生的綜合素質及增強其創新能力。其目標是致力于培養學生對應用化學實驗的學習興趣、培養學生查閱文獻資料的能力、鞏固學生的基本實驗技能以及培養學生的專業實驗操作的能力。

1 應用化學實驗教學體系改革必要性

根據15版的培養方案應用化學實驗被安排在二年級下學期，這主要是因為二年級下學期的學生已經開設過了無機化學實驗、有機化學實驗以及分析化學實驗，學生已經學習了化學基礎實驗，初步掌握了化學實驗的基本操作如：過濾、減壓過濾、萃取以及蒸餾等操作，因而學生具備了基礎的實驗技能，但是還不夠熟練和扎實并且綜合操作能力還欠缺。因此，通過應用化學專業實驗的教學改革可以有效的提高學生的綜合實驗操作能力和創新意識。

就目前而言，我校的應用化學專業實驗教學內容還存在一些不足：①實驗內容安排不能根據時代的變遷而與時俱進、教學方法過于傳統，主要以驗證理論為主的傳統型“灌輸”式實驗模式，這種教學方法比較單一、不能很好的調動學生的興趣和充分發揮學生的主觀能動性，而且忽視了對學生綜合能力的培養。②仍然是以老師傳授、實驗教材內容為主的教學模式，不能充分利用校內數據庫查閱相關文獻。因此，學生查閱文獻資料的能力不能得到有效的提高，從而導致學生獨立思考和創新性思維的能力降低。③在應化實驗教學體系中實驗涉及的領域單一化(主要是精細化工)，隨著科技的進步應用化學專業涉及的領域越來越廣泛，就需要實驗內容更加多元化。因此，迫切需要在應化實驗中涉及到醫藥、化工和能源等應用領域的實驗，從而提高學生的綜合實驗技能。④缺少學生設計實驗，因而降低了學生對科學問題發現、探索的興趣以及科研素養的培養，導致學生綜合能力和探索精神及創新能力的欠缺。因此，必須對應用化學實驗教學體系改革。

1.1 培養學生對應用化學實驗的學習興趣

推動學生求知的內在力量就是興趣，如果學生對應用化學實驗的內容非常有興趣，就會產生強烈的求知欲而主動地去學習。因此，有必要在應用化學實驗教學過程中改變教學方法，由傳統的“灌輸”式轉變為“啟發”式，激發學生對應用化學實驗的學習興趣[5]。例如在做“從番茄中提取番茄紅素和β-胡蘿卜素”實驗時，可以引導學生聯系教材中的知識，啟發式地提出一些相關問題，為什么新鮮番茄要在95%的乙醇中回流5min，為什么殘渣留在瓶內，加入30 mL二氯甲烷，水浴上再加熱回流5min。這樣可以使學生從以前只是按照課本和老師的講解轉變為自己思考問題，同時學生還可以在做實驗的過程中及時發現問題、解決問題。通過這一過程的鍛煉可以大大提高學生思考問題的能力，并且學生對實驗過程產生的現象會有深刻的印象。另外在應化實驗教學中可以將相關最前沿的研究成果介紹給學生，促進學生對應用化學專業相關的知識有所了解，拓寬他們的知識面，增加學生的創新意識。

1.2 培養學生在實驗過程中查閱文獻資料的能力

在接觸一門新課程、新項目的第一步工作就是文獻資料的查閱，通過文獻資料查閱可以了解這一領域的研究進展。在應用化學實驗教學過程中，培養學生查閱文獻的能力對今后本科畢業論文的順利完成尤為重要。在做實驗前學生根據老師提供的實驗題目收集資料，這是做實驗前的一個十分重要環節。因為只有充分了解了前人的經驗，才有助于自己順利開展實驗[6]。資料的查閱可以通過多種方式，比如學生可以到校圖書館查找相關資料，學生還可以通過互聯網進行資料的查找，也可以從學校數字圖書館的中國期刊網、萬方數據庫查找中文文獻。當學生通過以上的渠道搜集到各種資料后，學生應該根據不同的類別分類和整理，同時要考慮到實際的實驗條件是否符合文獻的要求，對文獻資料進行篩選并找到具有參考價值的文獻。綜上所述，可以看出在實驗教學過程中文獻資料的查閱非常重要。因此，在應化實驗教學改革中我們加入了尿囊素的制備，尿囊素的制備有很多工藝包括三氯乙醛合成法、乙二醛氧化法、乙醛酸鈣鹽酸溶解法等。學生必須通過查閱文獻了解各個工藝的優缺點，從而選擇適合實驗室條件的合成路線。在這一過程中充分鍛煉了學生查閱文獻的能力。

1.3 鞏固學生的基本實驗技能

基本實驗技能是任何化學專業實驗的基礎，尤其對應用化學實驗來說直接關系到一個實驗的成功與否。在應化實驗教學中，鞏固學生的基本操作技能，使學生能熟練使用常規玻璃儀器，比如毛細管、滴管、玻璃棒的簡單加工，電子天平、容量瓶及滴定管的使用。常壓過濾、減壓過濾、熱過濾、結晶、重結晶等在物質的分離和提純中的操作。因而我們增加了乙酰苯胺的實驗，通過這個實驗可以讓學生再練習重結晶，減壓過濾、熱過濾等基本操作。此外，在“番茄中提取番茄紅素和β-胡蘿卜素”的實驗鍛煉薄層層析的基本操作。

1.4 提高學生的專業實驗技能

實驗技能是應用化學專業能力的一個重要組成部分。在應用化學實驗教學改革中增加設計綜合實驗，讓學生由簡單到復雜、循序漸進在掌握基本實驗技能的基礎上，逐漸增加難度開設綜合實驗，這非常有利于學生綜合能力的提高，還可以培養學生的創新能力以及探索精神。如：增加對硝基苯甲酸乙酯的制備，學生經過基礎實驗的訓練以及文獻查閱能力的培養，制定出對硝基苯甲酸乙酯制備實驗的實施方案，包括準備藥品、實驗所需儀器、實驗條件的制定、實驗操作以及實驗結果的分析。在設計型綜合實驗開設的過程中，是以學生作為主體，鼓勵學生多思考、多借助文獻資料獨立解決和分析問題。在這一過程中能有效的提高學生的科學素養，鍛煉學生的探索精神和創新能力。

2 結語

通過應用化學實驗教學的改革與探索，可以提高學生獨立思考能力，加深學生對于應用化學實驗理論知識的理解和掌握，同時通過應用化學實驗教改可以使學生具有獨立思考和解決問題的能力，尤其有助于提高對實驗現象的觀察能力、突發事件的應變能力以及科技的創新能力，從而可以提高大學畢業生在就業中的競爭力。

[1]陳貴聰. 應用化學實驗改革的研究[J].化工設計通訊，2017，43(6)：141.

[2]蔣定洋. 應用化學實驗教學改革研究[J].現代鹽化工,2016,43(3): 70-71.

[3]張 靜，曹劍瑜，王鈺蓉，等.應用化學專業實驗教學改革探索與實踐[J].廣州化工, 2013, 41(20): 185-186.

[4]陳燕勤，杜光明，吳國蓮. 應用化學專業實踐教學的改革與實踐研究[J].廣東化工，2012, 39(9): 193.

[5]吳 靜. 淺談應用化學實驗課程體系的教學改革[J].教育觀察,2014,3(13)：55-56.

[6]李慧泉,馬繼龍,朱美安. 應用化學專業本科生科研能力培養的探索[J].阜陽師范學院學報(自然科學版), 2009，26(2): 73-76.