高等院校化工实验教学的改革探索

张琳叶 魏光涛 龙云飞

[摘要]基于新形式下经济发展对化工人才的要求，分析了高等院校化工实验教学环节中存在的问题, 并结合广西大学化学化工实验教学中心的实践，对高等院校化工实验教学环节的完善和改革措施进行了探讨。

[关键词]化工实验；实验教学；教学改革

[中图分类号] G642.423 [文献标识码]A[文章编号]1005-4634(2012)01-0071-04

高等院校化工实验教学环节在培养化工专业学生科研和实践能力，并进一步提高学生的创新能力方面肩负着重大的责任。在当前新的发展形势下，化工实验教学的目的除了强调学生深化掌握理论知识、培养其动手能力、增强其独立思考能力外，更注重对学生知识体系的开发创新能力的驯化培养。因此，高等院校具有良好的化工实验教学体系，必将成为化工方向日后多出人才、多出成果的基础和关键。

1我国经济发展对化工技术人才迫切需要

改革开放以来随着我国经济的迅速发展，我国化工行业的发展也相当迅速。美国化学委员会（ACC）预计，伴随经济的迅速发展中国很有可能在2011年取代美国成为全球最大的化工市场。我国化工行业的迅猛发展与国际行业的激烈竞争，迫切需要大批责任感强、具有创新意识和研究开发能力的化工专业技术人才。作为高级专业人才培养摇篮的高等院校，在化工实验教学环节上应该适应我国经济发展的需要，抛弃陈旧的教学模式，科学勇敢的运用新的教学模式，努力为社会输送出专业扎实、能力厚实、知识宽阔的高素质大学毕业生。

2化工实验教学环节存在的问题

高等院校化工实验教学是培养大学生的化工基础能力、创新能力、理论联系实际能力的关键环节之一。虽然我国的高等化工教育也得到了迅猛发展，但专业实验教学环节存在的问题与我国经济对新型化工人才的迫切需求仍存在着一定矛盾。化工专业大学毕业生参加工作暴露的诸多不足，如创新性差、缺乏独立性和开拓思维、缺乏理论联系实际的技能等，客观地反映了化工实验教学环节存在的问题与新型人才需求之间的矛盾。针对这些矛盾，我国大部分高等院校化工实验教学课程体系进行了一系列改革，并且正在不断革新和完善。但很多高等院校的化工实验教学环节还普遍存在一些问题，主要归纳为以下几点。

2.1教学管理方式陈旧死板，难以调动学生学习 的积极性

目前，不少高等院校化工实验教学中实行的是按流程的管理模式，即每学年、学期按固定的时间、课表顺序排课， 而学生要做的仅仅是在有限的、固定的时间完成教师布置的所谓实验“任务”，这必然导致学生对实验的兴趣不大，更谈不上举一反三和提高学生的创新能力。

2.2教学内容缺乏有机整体性，一成不变，项目 单一，难以培养学生的创新精神

国外大学的实验课程内容与工业结合紧密，实验课程内容分区、分层次。责任教授制定实验室的课程体系，低年级学生的实验以基于实物的、感性的内容为主，中、高年级学生的实验内容以自己动手设计的内容为主，即将毕业学生的实验则较多体现与工业的结合，以帮助学生尽快适应工业技艺需求[1,2]。

相对于国外，我国传统的实验教学内容明显缺乏整体布局，很多实验项目不是根据学生的现有水平系统安排，而是死板的跟着理论课的进度进行，实验内容之间出现一定程度的不协调、不衔接，不能构成一个有机整体。并且实验项目大都是常规实验，甚至多年来一成不变，关于学科动态和工程实践创新性实验大多未能及时有效地引入实验教学，不利于培养学生实践能力和创新精神。

2.3学生接触实验仪器或设备的机会少，实验学 时普遍不足，不利于学生动手能力的提高

高等院校化工各专业实验室长期存在着各自为政、条块分明、独立封闭等现象[3]，再加上教学工作中存在“重理论轻实践”的理念[4]及“理论挤实践”的不良现状[5]，使得学生接触实验仪器、设备的机会不多，加之学时普遍不足、教学时间有限，学生只能在紧凑的化工实验课时内接触仪器、设备，对一些反映当前科研技术水平的大型精密设备（包括分析仪器）的操作更是无从谈起，这样的现实必然导致学生难于做到熟悉并熟练操作仪器或设备。因此，化工类学生解决实际问题的创新思维的培养和动手能力的提高，在实际教学活动中受到很大的影响。

2.4实验课程成绩的评定方法不够合理，不能有 效客观地反映学生的真实实验水平

目前，虽然很多高校的化工实验课实行了独立设课，学生实验课的课时数也有所增加，但是综合评定学生的化工实验课成绩仍存在诸多的不足，其评定方法的优化值得实验教学人员的认真思考。就目前来看，较常见的实验课成绩评定方法一般都是采用卷面成绩和平时成绩简单相结合， 但学生平时成绩评定存在着一定的随机性，卷面考试的试题也欠缺进一步整合和完善，不能有效的反映学生化工实验课的客观成绩。

3解决化工实验教学环节问题的对策思考

针对化工实验教学环节的诸多不足， 根据教育部在“新世纪教改工程”中提出的新世纪人才培养目标——注重学生综合素质的提高， 培养学生的创新意识和实验能力[6]，并适应当今迅猛发展的经济对高素质、高技能、创新能力的化工人才的迫切需要，广西大学化学化工实验教学中心采取了一系列实验教学改革探索措施，提高了整体教学效果，取得了良好的教改成效。

3.1改革教学管理方式， 以深层次挖掘、调动学 生的学习积极性

改变传统的死板实验课时安排，提高化工实验室的开放性，灵活实验教学管理体制，使得领悟力、操作能力稍差的学生可以有更多的时间和机会学习，而优秀的学生能够有更多的机会进一步钻研思考、拓展自己。这必将深层次挖掘、调动不同知识结构、知识背景学生的学习积极性，使得不同层次学生对基础理论、研究方法、实验技能的掌握更加扎实。

广西大学化学化工学院实验教学中心为了顺应时代的需要，大胆改革传统守旧的实验教学管理方式，部分专业设立了开放性实验室，并尝试建立了“学生实验兴趣小组”体制。在该管理模式下，学生可以按自己的实际学习情况与兴趣，自行组员建立兴趣小组向实验教学中心预约开展相关实验，而教师要做的是大方向上的引导。这一措施很大程度上锻炼了学生的创新、独立思考能力。近几年来，实验教学中心为了进一步完善实验教学管理模式，在部分专业实验室完全开放的基础上，设置了学生创新实验项目，该项目本着“强调兴趣、突出重点、鼓励创新、注重实效”的原则，在专业实验教师确定若干实验项目要求的前提下，由本科学生自发组员形成创新团队，在专业实验教师的指导下，自主选题设计（实验）、独立组织实施并进行实验操作分析和撰写总结报告。该实验室管理运作机制，很大程度上调动了学生主動性、积极性和创造性，激发了学生的创新思维和创新意识，使得学生掌握了独立思考问题、解决问题的方法，有利于学生进入工作后尽快胜任工作， 甚至在工作中有所创新。

3.2优化专业实验结构，更新实验内容，统筹实 验教学，顺应时代新需要

各理工院校的课程体系设置和教学内容安排，归根结底，都取决于教育思想中的最根本点——培养什么样的人[7]。因此，面临新的化工人才的需要，高等院校的化工实验教学，应逐步实现优化专业实验结构，并不断注重具有时代特色实验教学内容的更新，同时做到统筹实验教学安排，以达到新时代需要的要求。广西大学化学化工学院实验教学中心立足于培养适应知识经济社会的创新型人才，按照实验教学的“整体性、基础性、综合性、创新性”要求，对重复的实验教学内容进行优化[8]，对陈旧的内容进行大胆舍弃，并本着循序渐进、由浅入深的原则，注意课程前后之间的联系，使教学内容构成了一个由浅入深、螺旋上升的，具有内在联系的有机整体[9]。对于大一、大二的低年级学生，注重培养其基础实验能力；对于高年级学生注重其开拓性和创新性的综合培养，合理增加最新化工学科动态和工程实践创新性实验内容，培养学生的科技思维能力、工程意识和理论联系实际的能力， 激发学生的学习兴趣，使得学生能够尽早了解、学习化工相关学科动态，为满足社会发展新的需要做好储备。

廣西大学化学化工学院实验教学中心在优化专业实验结构的基础上，积极地更新实验内容、统筹实验教学，适时把学院学科研究新动态和工程实践引入到实验教学中。目前，开展了如下具有代表性的实验项目：松节油体系气液相平衡测定；氢化松节油精馏理论塔板数的测定；八角、桂枝有效成分的提取及其气相色谱分析实验；松脂、氢化松香、歧化松香的组成定量分析实验等[10]。又例如，根据化工原理与化工基础实验室的实验装置开发的仿真实验和结合工程实际进行的生物发酵罐的演示实验。另外，将广西地方特色与学科新动态紧密结合开展的专业实验有：（1）菠萝蛋白酶的提取、精制与检测，其原料为广西非常丰富的亚热带水果菠萝；（2）赖氨酸的发酵生产实验，利用广西大量的废糖蜜为培养基[11]；（3）微波预处理法提取银杏叶中的黄酮实验，利用广西丰富的银杏资源。

3.3提高仪器设备的共享程度和利用率，以利于 学生多层次的发展

化工实验教学的目的是通过实验教学提高化工类学生的动手能力、解决实际问题的能力和创新能力，而这些能力的培养就需要学生多些机会、时间接触仪器设备进行实验操作。因此，化工实验室在灵活开放的基础上，应最大限度的让学生充分利用实验室仪器设备资源，包括一些高精密分析仪器。如果学生对实验操作及结果不满意，允许其在非课时实验室开放时间重新操作重复实验。同时，鼓励学生对自己感兴趣的选作实验进行更深层次的钻研探讨。这些措施在一定程度上增加了实验室工作人员的工作量及实验消耗，但通过实践证明，学生的学习气氛明显高涨，能够收到更满意的教学效果。

随着国家对教育经费投入的增长，高校购置的大型仪器设备不仅在数量上迅速增长，性能上也日趋精良[12]。为了让学生充分利用实验室资源，有利于学生多层次的发展，广西大学化学化工学院实验教学中心对实验室进行了相应的调整，将化工实验中通用的大型仪器设备集中起来安置，并由相关实验人员负责操作指导，这样学生可以随时进行相关样品制备和分析测试。精细化工、生物化工、化工制药、化工原理、分析化学等专业实验室的设备，也有专业技术人员进行仪器的管理和维护，在学生提前预约的基础上最大限度的做到按需开放。

3.4优化改革学生化工实验成绩的评定方法，以 期最大程度反映学生的客观水平

21世纪的实验教学模式应当是一个灵活开放、多层次的模式。同样，对学生实验成绩的考核也不应过于死板地通过卷面成绩和简单的平时成绩进行统和，而应考核学生的综合能力，做到客观、公正、公平。卷面试题要做到规范、灵活，具有一定的创新性，以更好的体现学生对基础知识的把握和对主观试题的解决能力；由于平时成绩具有一定程度的主观性，因此要对学生做认真综合的考核，其考核内容包括实验者的独立操作能力、实验技能的熟练程度、实验过程出现问题的分析解决能力、实验的创新能力等。此外，学生对实验结果的表述能力也应该纳入考核范围之内。

4结束语

总之， 近年来一些高等院校的化工实验教学实现了跨越式的发展，但是高等院校化工实验教学的改革路程还很长。因此，务必改变理念，加强创新，把握机遇，积极探索和实践化工实验教学，逐步形成完整、系统、科学的化工实验教学体系，为高速发展的当今经济社会输送又多又好的化工高层次人才做好准备。

参考文献

[1]朱昌平.澳大利亚南澳大学科研与教学考察报告[J].实验技术与管理,2008,25(9):183-186.

[2]顾艳红,刘晓鸿,蔡晓君,等.借鉴美国明尼苏达大学实验室管理经验加快我国开放实验室管理[J].实验技术与管理,2008,25(10):187-190.

[3]张继霞,彭绍春,施瑞.从高校实验室的变迁看我国高等教育的发展[J].实验技术与管理,2010,27(4):169-171.

[4]衣俊卿.实验室是现代综合性大学发展的依托[J].实验室研究与探索,2005,24(6):1-5.

[5]虞锦林,蒋庆汉,刘跃泉,等.对重理论轻实践现象的思考[J].实验室研究与探索,2000,(6):6-8.

[6]蒋月秀,龚福忠,孙建华,等.化学实验教学中心的建设实践[J].实验技术与管理,2007,24(5):94-96.

[7]张毅.工科院校开设生物学基础公共课程的必要性分析与建议[J].高教探索,2007,(6):199-201.

[8]周立亚,龚福忠,秦伟,等.基础化学实验课程建设及实验教学改革[J].实验技术与管理,2009,26(3):148-154.

[9]周乃新,姚郁,杨桅.深化实验教学改革,创建特色实验教学体系[J].实验技术与管理,2009,26(4):138-140.

[10]陈小鹏,王琳琳,韦小杰,等.把科研引入实验教学 培养学生开发能力[J].实验室研究与探索,2008,27(6):108-111.

[11]刘幽燕,覃益民,童张法,等.生物化工专业实验独立设课教学体系的构建与实践[J].化工高等教育,2008,(1):39-41.

[12]陈文倩,佟庆伟,战永佳.大型仪器设备资源共享平台建设的实践与探索[J].实验技术与管理,2010,27(3):296-298.