应用化学专业“应用化学综合实验”课程的改革实践*

黄健涵，曾冬铭，陈立妙，徐爱武，潘春跃，刘又年

(中南大学化学化工学院，湖南长沙410083)

“应用化学综合实验”(英文名称:Advanced Chemistry Experiment of Applying Chemistry)是我校在第三学年第二学期对应用化学专业学生开设的一门专业必修课.总学时64学时，所有学时都是实验学时，总学分2学分.本文系统总结了我校应用化学专业课程体系改革中“应用化学综合实验”课程教学内容的改革实践.

1 改革实践前“应用化学综合实验”课程情况

改革实践前，我校“应用化学综合实验”是一个大熔炉，实验项目是从“无机化学实验”、“有机化学实验”、“分析化学实验”和“物理化学实验”等基础实验课程中抽出16个实验硬性组合而成，总学时64学时，每个实验4学时.因此，改革实践前，“应用化学综合实验”课程的教学内容不能完全反映应用化学学科前沿的科研成果和实际应用成果，教学方法与四大化学基础实验课程基本类似，学生实验过程中仍然是“照方抓药”，学生综合运用四大化学基础知识的能力与各方面的实验技能基本没有提高，对学生的综合实验素质和创新意识的培养不够，教学效果不好.

2 新世纪国家对应用化学专业人才的需求

进入21世纪，应用化学与其他学科的不断交叉与互相渗透，使得应用化学课程的教学内容与要求都发生了极大变化，国家对应用化学专业人才的要求也日趋丰富，尤其是综合素质和创新意识的培养［1，2］.因此，如何将最新的应用化学研究成果与实际应用成果有机地融合到应用化学专业课程教学内容中，科学有序地组织教学，培养学生综合运用四大化学分支的相关知识和实验技能，培养学生实验的整体感和全局观，使学生初步建立科研创新意识，达到理工融合复合型拔尖创新人才的培养目标是应用化学专业人才培养的重中之重［3，4］.为了适应现代高等教育教学改革发展的需要，很有必要对“应用化学综合实验”课程的教学内容、教学方法、教学手段等进行全方位的改革.

3 “应用化学综合实验”课程教学内容的改革

我们在重新修订了应用化学专业人才培养计划与教学大纲的基础上，首先对“应用化学综合实验”课程的教学内容进行了全部改革，编写了一本全新的应用化学专业专题实验教材——《应用化学综合实验与科学训练》.教学内容将无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础化学知识及无机合成、有机合成、生物化学、环境化学、精细化学品化学、电化学、材料化学、分离工程与技术等多门专业基础知识有机结合，并结合我校应用化学专业的特色，精心挑选了“聚合硫酸铁的制备及废水的处理”、“聚乙烯醇缩甲醛胶的制备、游离甲醛的消除与测定”、“聚磷酸铵的合成及阻燃性能测试”、“电解法印染废水脱色及COD的测定”、“聚苯胺的电化学合成及应用”、“ZnO粉体及荧光、压敏、气敏性能的测定”、“硬脂酸锌、钡、镉PVC热稳定剂的制备及性能”、“聚醋酸乙烯酯的制备及粘结性能测试”、“洗涤剂、雪花膏的研制及性能”和“用液膜分离法处理含铜溶液”等10个专题供学生选择进行实验，新实验课程教学内容完全是探索性、设计性和综合性实验，做到了四大化学理论教学知识点的集中、统一与有机融合，注重基本化学原理与实践的结合，强化了学生综合实验技能的训练和创新能力的培养.

4 “应用化学综合实验”教学方法和教学手段的改革

教学过程中，我们转变了教育理念，实现了由教师传授知识到学生自主学习知识、教师答疑解惑丰富学生知识的模式［3，5］.

实验前，我们要求学生根据我们的实验教材，对相关的专题实验进行文献调研，写出简要的文献综述.实验组织中，我们每次同时开出4个不同的实验(每次实验8学时)，然后将全班分成4个实验大组，每个大组做同一个实验，4个星期一循环.每个大组再分成3～4个实验小组，每个小组2～3人独立完成一个实验.每个专题实验我们要求1～2个小组上台进行文献综述，同时对实验目的、实验原理、实验内容与步骤以及实验中要注意的事项进行讲解和讨论，整个过程中完全采用启发式、讨论式和开放式的教学方式授课.以学生为主体，让学生学习完全自主化，教师也参与到课堂讨论中并及时对学生的实验操作规范进行纠正，最后教师对学生的讨论进行小结并补充相关问题供学生在实验中边做边思考.

实验中，我们经常有的放矢地针对某一专题组织一大组的学生进行课堂讨论，启发学生在实验过程中提出问题、分析问题并解决问题，培养学生自主学习的能力.在适当的时候，我们要求学生自己选择实验内容，自行设计实验方案，自主完成专题实验.比如:在“聚乙烯醇缩甲醛胶的制备、游离甲醛的消除与测定”实验中，我们要求学生运用已学到的知识，自己选择甲醛消除剂，通过测定应用甲醛消除剂后聚乙烯醇缩甲醛胶中残余甲醛的含量来衡量甲醛消除剂的好坏.让学生主动思考问题，在实验中发现问题，并以小组为单位讨论问题和共同解决问题.我们允许学生在实验方案的设计中存在不足，对实验结果不做硬性要求.实验成功了固然好，实验失败了，我们要求学生对实验失败的原因进行分析总结，并要求每个学生写实验心得.通过这类实验，学生训练有素，收获很大，即使实验失败了，他们也获得了很多经验教训，教学效果相当好.

实验之后，我们要求学生在进一步查阅相关文献的基础上，按照国内《化学学报》杂志的要求，针对自己做的专题实验，撰写一篇学术论文，使学生受到基本的科学训练，了解科研工作的基本步骤和内容，初步建立了科研创新意识.

为强化学生的科研创新意识，接触科学前沿，培养创新能力，我们还将教师的科研项目、实验研究成果转化为实验教学内容，将教师的实验室变成实验场地.比如:“电解法印染废水脱色及COD的测定”实验，黄健涵老师的实验室就有整个实验的设备，我们带领一个大组到他的实验室，让学生实地完整地进行实验，激发学生的研究兴趣，培养学生的科研素质和创新能力.

5 改革实践后的教学效果

“应用化学综合实验”课程对我校2006、2007、2008和2009级应用化学专业学生进行了教学改革实践，收到了预期效果.我们一方面将这些学生的“应用化学专业实验”课程的期末考试成绩与2004、2005级我校应用化学专业学生的成绩相对比，发现改革实践后学生的考试成绩明显优于改革实践前学生的成绩，特别是学生对应用化学前沿发展的了解、综合应用能力的提升和创新、创业素质的培养等方面.另一方面，我们对比了学生进行后续的“专题实验”和“毕业论文”的成绩以及老师对学生质量的反馈，发现学生在“专题实验”和“毕业论文”过程中，进入角色更早，质量大大提高，学生的综合素质有很大改善，创新意识得到培养，老师对学生的满意度也大大提升.同时，“应用化学综合实验”课程的改革也有力地支持了我校应用化学专业课程体系和教学内容的改革，更新了课程的教学体系，优化了课程的教学内容，增强了课程在教学中的地位，丰富了课程的内涵，为我校学生毕业后从事科学研究和应用研究打下了坚实基础.

［1］方明建，郑旭煦.应用化学专业化学分析课程的改革与实践［J］.大学化学，2004，(3):24 －26.

［2］严世强，唐宁，黄国生.理科应用化学专业课程体系改革的思考［J］.高等理科教育，2000，(6):33 －38.

［3］于安丽，黄飞跃，谭镇，等.办好理科大学应用化学专业的探索与思考［J］.大学化学，1998，(2):14 －17.

［4］刘淑娟，李建强，刘艳，等.培养应用化学专业创新型人才的实践教学初探［J］.东华理工大学学报(社会科学版)，2012，(1):75－79.

［5］黄忠京.构建应用化学专业创新型人才的实践教学体系［J］.高教论坛，2011，(4):17 －19.