基于创新型人才培养的综合化学实验教学探索

严峰等

【摘要】综合实验的开设对学生综合素质的提高，实践能力、创新能力的培养，以及整个高等教育培养模式的转换起着非常重要的作用。本文论述了普通工科院校开设综合化学实验的必要性，构建了基于四大基础化学及面向专业发展的综合化学实验体系。经过长期实践探索，我校综合化学实验教学水平有了明显提高，学生的实验技能及综合素质得到提升，为学生攻读研究生或走向工作岗位提供了很大帮助，教学改革成果显著。

【关键词】实验教学；综合化学实验；创新人才培养

1、普通工科院校开设综合化学实验的必要性

国家中长期人才发展规划纲要在人才建设主要任务中指出：要创新人才培养模式，建立学校教育和实践锻炼相结合、国内培养和国际交流合作相衔接的开放式培养体系。探索并推行创新型教育方式方法，突出培养学生的科学精神、创造性思维和创新能力。实验教学是整个高等教育创新体系中创新人才培养过程不可缺少的重要组成部分，实验教学对学生综合素质的提高，对学生理论联系实际、实践能力、动手能力、创新能力的培养以及整个高等教育培养模式转换起着非常重要的作用。

对于普通工科院校，通常没有化学专业，化学作为应化、化工、制药、材料、环境等专业的基础课。学生入校后，在大一、大二期间分别学习无机化学、分析化学、有机化学及物理化学，此后即开始学习各自专业的专业课程及开展专业实验，到大四时开展毕业论文。这种传统教学模式的弊端在于，各基础课具有自身的基础理论、实验操作技能，学生在这些实验课中是分别学习的，各门课的知识和技能也是分别学习和掌握的，学生缺乏有关知识和技能的融会贯通，缺乏各种实验方法和技术的综合应用能力，学生从基础化学实验到专业实验缺乏过渡；另一方面，高年级的专业实验又由于专业划分过细，知识分割过窄，使学生学得的知识过窄，实验方法和技能也较单一，不利于创新型人才的培养[1]。

现代化学已经发展到了各学科分支间纵横交叉、互相渗透和融合的程度，在教学中如果不有意识地把各基础学科的知识和技能加以综合，就必然适应不了现代化学发展的要求。综合化学实验是一门深层次的、多学科性的和综合性实验技能训练的化学实验课程。它除培养学生熟练掌握实验技能外，还能让学生综合应用化学知识和多种化学研究方法，使“四大化学”之间能融会贯通，培养学生具有分析问题、解决问题的能力；从培养人才的角度看，开设综合化学实验课程的目的在于缩短学生在所学的专业基础知识与科研、生产实践中解决实际问题能力之间的差距，培养学生的科研能力和创新能力[2，3]。

2、综合化学实验体系的构建

“综合化学实验”与四大基础化学实验的根本差别在于它的综合性。它必须既能体现各二级学科专业方向的特色和优势，又能涵盖多个二级学科的知识点，因此要能使学生站在更高一级的层次上去理解化学各分支学科之间最本质的内在联系。我校综合化学实验课程组经过反复讨论和论证，设立了“三层次、三方向”的综合化学实验体系。“三层次”是指综合化学实验包括综合性实验、设计型实验及科研实验三部分。综合性实验主要综合四大化学的基本实验技能，让学生在一个实验项目中融会贯通四大化学基础知识；设计型实验则在一个实验项目中综合了四大化学基本实验技能与专业实验问题，为学生向专业学习及发展搭建桥梁；科研实验则指学生进入教师科研实验室，参与完成科研项目。“三方向”是指目前我校综合化学实验针对我校化学相关的特色专业（应化、环境及材料专业）分别开设相关综合化学实验。对每个方向分别根据各专业人才培养需要开设了4个综合实验和4个设计型实验，其中一部分是我化学相关专业教师长期科学研究的阶段成果。将这些成果编写成综合实验，有利于培养学生的综合思维能力和创新能力。这些实验包括金属配合物的合成、表征和性能测定；综合性分析；典型有机化合物的合成、分析鉴定；天然化合物的提取、分离、表征；催化剂的制备、表征与性能；典型环境污染物的分析、分离；材料的合成及表征等。这些综合实验项目具有以下共同的特点：

（1）综合性：综合运用合成、分析、表征等各种实验技术，一个实验是两个或两个以上二级学科知识点的有机结合，实现了知识的系统化，形成了综合性的实验课体系。

（2）先进性：以现代新技术在环境、能源、材料、生物化工等领域中的应用为重点，选择反映化学学科进展的内容，大部分实验内容来源于科学研究的成果，可以引导学生尽早了解各分支学科的国际前沿和热点，对学生将来进行科学研究提供帮助。

（3）实用性：实验的对象是现实中的样品，例如植物油渣油、茶油饼粕、虾壳、纺织污水等。实验的产物是实用的产品，例如甾醇、维生素E、生物柴油、茶皂素、壳聚糖、阳离子淀粉等，有利于激发学生实验兴趣。

3、综合化学实验教学方法

（1）启发式教学：由实验辅导老师启发式地讲解实验的基本原理和基础理论，指导学生查阅文献资料，综合分析比较，确定设计性实验方案，由辅导老师审阅。

（2）讨论式教学：在讲授综合性实验时，采用提问的方法启发学生用什么仪器，通过什么样的方法来完成实验内容，让学生自己归纳总结出实验的基本步骤、思路和特点。

（3）课内外结合式教学。建立开放实验室实验平台，这样学生既可以在课堂内学习，也可以在课堂外随时练习课堂上的实践内容，锻炼实际动手能力。

参考文献：

[1] 强根荣，盛卫坚，王红，等. 工科专业综合化学实验教学与研究，实验室研究与探索[J]. 2011，30（12）：115-118.

[2] 吕梅香，汪朝阳，何广平，等. 综合化学实验教学改革与实践，实验室研究与探索[J]. 2010，29（4）：112-114.

[3] 张逢星，李珺，郭慧林. 以创新培养为主线构建综合化学实验与科研训练体系[J]. 大学化学，2009，24（3）：18-21.