應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐

(武漢工程大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430205)

實(shí)驗(yàn)是理論教學(xué)的延伸和拓展，是理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的重要手段，也是理工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)[1]。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)是本校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門應(yīng)用型綜合實(shí)驗(yàn)課程[2]。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生在學(xué)習(xí)完四大化學(xué)及相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程后完成綜合實(shí)驗(yàn)，在專業(yè)性、綜合性方面的進(jìn)一步得到凝練和提高，有利于提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能、鞏固基礎(chǔ)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生提高觀察能力、操作能力，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用化學(xué)人才[3]。通過(guò)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生可以學(xué)習(xí)和體會(huì)到科研的方法和過(guò)程，也將為后期畢業(yè)論文打下良好的基礎(chǔ)。

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)不同于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，它是多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的交叉與融合，也更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性和選擇性。因此在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，我們強(qiáng)調(diào)"學(xué)生為主體，老師為導(dǎo)向"的教學(xué)原則[4]。結(jié)合應(yīng)用化學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了“果汁中總酸度、總糖及維生素C含量的測(cè)定”這一綜合實(shí)驗(yàn)，將分析應(yīng)用到食品中。實(shí)驗(yàn)對(duì)象來(lái)自身邊隨處可見(jiàn)的物質(zhì)，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)給學(xué)生留下較深刻印象。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自行將實(shí)驗(yàn)對(duì)象處理至可分析狀態(tài)，通過(guò)一系列操作處理，學(xué)生也會(huì)深刻體會(huì)到樣品前處理是分析測(cè)試中至關(guān)重要的一環(huán)，前處理的好壞也決定了整個(gè)工作的效率并直接影響到結(jié)果的可靠性。同時(shí)實(shí)驗(yàn)還要求學(xué)生必須采用經(jīng)典滴定分析方法[5]，并將結(jié)果與食品包裝上的標(biāo)注結(jié)果作對(duì)比，探討與標(biāo)注結(jié)果存在差異的原因。實(shí)驗(yàn)中維生素C的測(cè)定則要求使用不止一種分析方法，對(duì)比不同分析方法測(cè)定結(jié)果的差異并分析其原因。實(shí)驗(yàn)所采用的滴定方法涵括了酸堿滴定、氧化還原滴定兩大類滴定分析方法，而加熱條件下的還原糖滴定分析又對(duì)學(xué)生的滴定操作技能提出了較高的要求，進(jìn)一步鞏固和提升了實(shí)驗(yàn)操作技能。還原糖測(cè)定中斐林試劑的配置和使用，滴定溫度和速度的控制都是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，不同的操作會(huì)出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，要求學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題分析問(wèn)題再解決問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)貼近生活以及不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因探索，都將在一定程度上激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，“興趣是最好的老師”，在興趣中實(shí)驗(yàn)，效果有了明顯提升。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織形式

2.1 分組協(xié)同實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與時(shí)間完全固定，實(shí)驗(yàn)操作一人一組，強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中，我們將一個(gè)班分成幾個(gè)小組，每組2～3人，每一小組合作查閱相關(guān)資料，確定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案交老師評(píng)閱其可行性。小組成員取長(zhǎng)補(bǔ)短，互通有無(wú)，這在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作性，增強(qiáng)了合作交流的意識(shí)。

2.2 自行統(tǒng)籌實(shí)驗(yàn)進(jìn)度

在實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排上，我們針對(duì)實(shí)驗(yàn)總體情況，限定了實(shí)驗(yàn)的總天數(shù)，但每天的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度由學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案自行安排，如維生素C經(jīng)典滴定分析方法中，標(biāo)準(zhǔn)溶液極易氧化需現(xiàn)用現(xiàn)配，而染料2,6二氯酚靛酚需放置后過(guò)濾使用，學(xué)生需合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，這在一定程度上提高了學(xué)生統(tǒng)籌規(guī)劃的能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌控程度，也充分發(fā)揮了他們的主觀能動(dòng)性，提高了實(shí)驗(yàn)的積極主動(dòng)性。

3 實(shí)驗(yàn)考查模式

3.1 論文形式書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)的考查模式，仍以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式呈現(xiàn)，但要求以論

文的形式書(shū)寫(xiě)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容包括各部分內(nèi)容的簡(jiǎn)要綜述、實(shí)驗(yàn)意義、實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論、結(jié)論，還可以加上實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題分析及實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)等。以論文形式書(shū)寫(xiě)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在一定程度上讓學(xué)生學(xué)習(xí)和體會(huì)了科研論文的書(shū)寫(xiě)模式。

3.2 小組答辯提升實(shí)驗(yàn)效果

專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)考查引入了答辯環(huán)節(jié)，即實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生以組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)答辯，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理與現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象分析與探討，小組間結(jié)果對(duì)比與分析。答辯環(huán)節(jié)有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)整體回顧總結(jié)，提升實(shí)驗(yàn)效果。老師則將根據(jù)答辯情況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)小組及小組中各成員給出量化評(píng)價(jià)，答辯環(huán)節(jié)的分?jǐn)?shù)結(jié)合實(shí)驗(yàn)總結(jié)的分?jǐn)?shù)共同構(gòu)成該實(shí)驗(yàn)的總分。

4 實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笞孕性O(shè)定實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，同時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力得到了提高。分組協(xié)同實(shí)驗(yàn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短互通有無(wú)，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)得到了增強(qiáng)。自行統(tǒng)籌實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，提高了學(xué)生統(tǒng)籌規(guī)劃的能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體掌控程度。論文形式書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，答辯環(huán)節(jié)的引入，既讓學(xué)生學(xué)習(xí)和體會(huì)了科研的方法和過(guò)程，也為后期畢業(yè)論文以及以后的工作都打下了良好的基礎(chǔ)。