应用化学专业实践教学体系构建探讨——以长江大学为例

李水清

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)



应用化学专业实践教学体系构建探讨
——以长江大学为例

李水清

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

实践教学是培养应用化学专业学生实践与创新能力的重要环节。分析了应用化学专业实践教学体系中存在的问题，提出了构建应用化学专业学生实践教学体系的具体措施，即创新基础化学实验教学内容、增设专业实验课程、改变教学方式并注重对学生实验结果的评价、精选基础化学设计性实验内容、加强校企合作、注重毕业论文过程管理。经过近几年教学实践，取得了良好的效果。

应用化学专业；实践教学；培养创新能力

著名心理学家琼·皮亚杰认为：“教育的主要目的是培养能创新的，而不是简单地重复前人已做过的事的人，这种人能有所创造，发明和发现”。当今世界，科学技术已经成为社会经济发展的决定性力量，是一种重要的生产力，而自主创新能力则是国家竞争力的核心。因此，提高自主创新能力、建设创新型国家是我国政府面向未来做出的重大战略决策。

所谓创新，是指人们按照客观事物发展的规律，对事物的整体或其中某个部分进行变革，使其得以更新和发展的活动。创新能力则是在原有知识经验为基础的创新活动中表现出来的潜在的心理品质[1]。

应用化学是一门综合性、实践性很强的学科，学生除了需要学习大量的理论知识外，还必须进行大量实践课程的学习[2～3]。通过实践教学，不仅可以授予学生知识和技能，培养学生的实践动手能力、创新能力，还有利于学生科学素养的形成[4～6]。

长江大学应用化学专业从1997年开始招收本科生，十多年来，为我国油气田开发与应用、化学化工企业、农药生产企业培养了近两千名高级专门人才。为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010～2020年)》的精神，培养创新性人才，对应用化学专业进行了实践教学方面的改革与探索，取得了较好的效果。

1 应用化学专业实践教学体系中存在的问题

1.1 基础化学实验内容设置不合理

长江大学应用化学专业开设的基础化学实验课程有基础化学实验(一)(80学时)，涉及课程为无机化学及分析化学；基础化学实验(二)(64学时)，涉及课程有机化学；基础化学实验(三)(56学时)，涉及课程为物理化学。实践教学改革前，在这3门基础化学实验课程教学中，存在内容单一、不同实验项目关联少、实验内容与实践结合不紧密、验证性的实验内容较多、需要用到多种操作技能的综合性和设计性的内容偏少等问题，不利于学生创新能力的培养和科研素养的形成。

1.2 专业核心课实验学时偏少

应用化学专业核心课均附带有实验内容，如高分子化学及物理实验(10学时)、表面活性剂及胶体化学实验(8学时)、精细有机合成实验(8学时)、油田化学实验(16学时)等。专业核心课程的实验学时较少，有的只能做1～2个实验，且内容分散，不利于培养学生的创新性。

1.3 教学方式单一，对学生实验结果的评价粗浅

基础化学实验课程教学仍以教师讲授为主,大部分学生只是按教师的讲授、黑板板书内容和讲义照方抓药,简单重复即完成了相应的实验步骤。学生独立思考的空间少,其独立思维能力和创新能力没有得到很好地锻炼；教师对学生实验结果的评价仅仅依靠看、闻，缺少科学的检测和表征手段，学生对实验结果的评价往往是模棱两可的，这不利于调动学生自主学习的积极性。

1.4 基础化学设计性实验内容缺乏创新性，且时间安排不合理

部分基础化学设计性实验内容单一，缺乏创新性。且在原先的人才培养计划中，基础化学设计性实验安排在第八学期第1～2周，此时学生忙于研究生复试、找工作等，根本没心思做实验，教学效果较差。

1.5 生产实习、毕业实习内容单薄，效果差

实习企业安排的实习内容往往不充实，而很多学生的实习只是走马观花，没有收获或收获甚少。此外，有的学生的毕业论文属于综述性，缺乏创新性，还有部分学生的毕业论文抄袭现象严重。

2 培养应用化学专业创新性人才的实践教学体系构建

2.1 创新基础化学实验教学内容，培养学生的实践能力和创新能力

应用化学专业的基础化学实验包括3门课程，分别是基础化学实验(一)、基础化学实验(二)和基础化学实验(三)，内容分别涉及无机及分析化学、有机化学、物理化学。在每门基础化学实验课程中，实施“化学基础实验层、综合提高实验层、研究创新实验层，以培养学生的实践动手能力和创新意识为主线”的“三层一线”的实验教学新体系。如基础化学实验(一)中，粗食盐的提纯、电解质溶液、分析天平称量练习、滴定练习、标准溶液的配制及标定、间接碘量法测定铜盐中的铜含量、双氧水含量的测定、水的总硬度测定、磷的比色分析为基础型实验，可以训练学生的基本操作技能，如称量、过滤、重结晶、滴定、溶液的配制等；可溶性氯化物中氯含量的测定、硫酸亚铁铵的制备及分析为综合设计型实验；混合酸的电位滴定、混合碱的分析为创新研究型实验。在基础化学实验(二)中，薄层层析、熔点测定、环己烯的合成与性质、从茶叶中提取咖啡因、1-溴丁烷的制备、烟碱的提取和性质、正丁醚的合成为基础型实验，学生通过这些实验，可掌握混合物的分离与鉴定、蒸馏、分馏、回流、提取、升华、凝华、气体吸收、水蒸气蒸馏等基本操作技能；乙酰水杨酸的制备(微波法)、鉴定未知有机化合物为综合设计型；乙酰苯胺的合成(2种方法即醋酸法和乙酸酐法)、乙酸乙酯的制备、甲基橙的制备为研究创新型实验。基础化学实验(三)中，电动势的测定及应用、最大气泡法测溶液的表面张力、溶胶的制备及性质、凝固点降低法测相对分子量、液体的饱和蒸汽压的测定、燃烧热的测定、溶解热的测定为基础型实验；蔗糖水解反应速率常数的测定、乙酸乙酯皂化反应的速率常数测定、粘度法测定高聚物的相对分子量为综合性实验内容。

在实验内容的选择上，注重操作技术的前后关联。如在从茶叶中提取咖啡因的实验中要用到普通蒸馏装置；在1-溴丁烷的合成实验中，既要用到普通蒸馏装置，也要用到气体吸收装置，这样可以体现实验技术渐进性、综合性的特点。通过基础化学实验“三层一线”的学习，既可以培养学生的基本操作技能，还可以训练学生综合运用所学知识的能力，培养其创新意识与创新能力。

2.2 增设专业实验课程，以弥补专业核心课实验不足

由于应用化学专业核心课附带的实验学时较少，为弥补此不足，增设了一门课程(称为专业实验),共32学时，内容为与学生的学业发展及工作岗位紧密联系的实验，如钻井液的配制及常规性能测定、亚甲基兰法搬土含量测定及PHP絮凝作用、钻井液固相含量的测定、钻井液与完井液流变性测定、盐侵钻井液性能调整、降滤失剂作用机理及性能评价、钻井液储层保护性研究、聚合物钻井液高温性能研究等。

2.3 改变教学方式，注重对学生实验结果的评价

实验课授课时，教师不再满堂灌，只对实验中关乎结果成败的重要步骤向学生作简要介绍，让学生有充裕的时间进行实验。由于赋予学生自由发挥的空间，能充分调动学生的主观能动性，有利于培养学生的科学素养。此外，对学生实验结果严格把关，对提纯类、分析类实验内容，实验结果不理想的要求重做；对有机合成的产物，每班选择3～5组实验效果较好的产品，将样品进行红外光谱鉴定，在下次课上对红外光谱进行解析，从而增强了学生的感性认识，提高了学生的学习兴趣。

2.4 精选基础化学设计性实验内容，合理安排授课时间

基础化学设计性实验对于培养学生的实践动手能力起着十分重要的作用，是培养学生创新能力和优良素质的良好手段。在新的课程内容中，淘汰了内容单一、综合性不强的实验内容，使基础化学设计性实验成为融合多学科知识、训练多种技能的综合性实验。目前，应用化学专业基础化学设计性实验内容如下：实验方案设计方法、钴镍离子交换分离与配位滴定法测定、邻二氮菲分光光度法测定铁含量条件试验及未知样品中铁含量的测定、2-甲基-2-丁醇的制备、乙酸正丁酯的制备与催化剂筛选、苯氧乙酸的制备、三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备及组成、药品胃舒平中镁铝含量的测定、以硝酸锌废液为原料制备硫酸锌、呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备等。主要涉及药物、材料、生命科学等学科的内容,尽可能反映各学科的重大进展、前沿领域和交叉领域,让学生充分了解化学研究方法与近代实验技术在高科技学科中的应用。为了确保基础化学设计性实验的教学质量，将该课程在第七学期开设，避免了学生考研、找工作而无暇做实验的问题。

2.5 加强校企合作,建立长期稳定的校外实习基地

长江大学应用化学专业在4年学习周期中共有2次专业实习，即专业实习Ⅰ和专业实习Ⅱ，分别在第5学期和第8学期进行。为了切实提高实习质量，化学与环境工程学院先后与湖北三宁化工股份有限公司、湖北宜化化工股份有限公司、荆门石油化工总厂、荆州江汉精细化工有限公司、湖北省荆州市石油化工总厂、荆州市达雅化工技术发展有限公司、湖北沙隆达股份有限公司、江汉油田盐化工总厂等企业签定了校企合作协议，包括与企业联合申报课题、申报专利，成果转化等。与此同时，要求企业安排充足的实习内容，切实提高实习教学质量，避免走过场。

2.6 注重毕业论文过程管理，提高毕业论文质量

加强学生毕业论文过程管理，要求指导教师定期检查，化学与环境工程学院还布置一次中期检查。为杜绝学生抄袭论文，要求在答辩前对学生提交的论文统一进行论文查重检索，重复率超过20%的必须重做重写，直至合格。严格禁止学生撰写综述性论文。为提高学生毕业论文的实践性和创新性，鼓励学生通过参与产学研结合过程来准备毕业论文。例如，将学生派到相关油田化学处理剂生产企业和中试基地，如荆州嘉华科技有限公司、荆州现代石油科技有限公司、荆州市埃科科技发展有限公司、荆州市天合科技化工有限公司等企业，这些企业生产的主要产品包括石油破乳剂、油田化学用表面活性剂、农药乳化剂单体等，与应用化学专业方向结合紧密。实践表明，学生通过产学研结合完成的毕业论文都是“真刀真枪”的实际题目，这样一方面可以解决生产和技术上的难题，另一方面可锻炼学生独立工作的能力，培养实际工程设计能力和创新能力，学生毕业后能尽快进入工作角色，适应社会和企业需求，缩短适应工作环境的时间，达到无“见习期”的目标。

3 结语

21 世纪是科学技术高度发展的世纪,化学学科正从传统意义上的化学化工领域向能源、材料、生命科学、医药等领域渗透,应用化学以其综合性、渗透性、边缘性及鲜明的应用特点而焕发出勃勃生机。对高校应用化学专业来说，只有不断探索，进一步深化教育教学改革,在实践教学过程中建立创新人才的培养体系,,才能培养出实践能力强、具有创新思维和能力的复合型应用化学专门人才。

[1]许慧.积极情绪对工程学生创新能力影响研究[J].高等工程教育研究，2015，33(2):94～99.

[2]舒红英，张爱琴，邓芳，等.应用化学综合实验的改革与实践[J].化工高等教育，2015，32(1)：68～70.

[3]王知彩.浅谈应用化学专业人才的工程实践能力培养[J].安徽工业大学学报(社会科学版)，2014,31(4)：93～94.

[4]阮观强.改革综合实验，培养学生工程与创新能力的研究与实践[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2015,28(2):145～147.

[5]张明，王凯.基于“挑战杯”竞赛培养应用化学专业学生创新能力的探索[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015,31(1):246～247.

[6]杨驰,徐文涛,王海榕，等.应用化学专业学生创新能力培养的思考[J].绵阳师范学院学报,2011,30(8):141～144.

2016-03-20

长江大学教学研究项目(JY2014008)。

李水清(1969-)，男，博士，教授，主要从事有机化学、农药化学的教学与研究，shuiqing2000@163.com。

G642

A

1673-1409(2016)27-0078-03

[引著格式]李水清.应用化学专业实践教学体系构建探讨——以长江大学为例[J].长江大学学报(自科版)，2016，13(27)：78～80，84.