应用化学本科专业实验的教学改革与实践

李东娟 张启俭 唐克

摘要：本文针对应用化学专业实验的教学内容进行改革，采取精选实验项目、采用开放式教学、合理的考核方法等，培养学生独立自主学习能力，尊重事实、事实求是的科学态度。通过教学改革，有效的调动了学生的学习积极性、激发了学生的科研兴趣、锻炼了学生的动手能力。

关键词：应用化学；专业实验；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）17-0073-02

应用化学专业横跨或涉及多个学科和多个专业，是一门介于化学和化工之间的应用型的学科，是化学学科中应用性最强的培养应用型人才的专业，它培养的人才具备化学的基本理论、基本知识和较强的实验技能[1]。

创新性、综合性实验是进行专业实验技能训练的不可缺少的组成部分[2]。通过创新性、综合性实验，提高了学生的主动性和动手能力。本文以辽宁工业大学化学与环境工程学院的应用化学的专业实验教学为研究对象，从转变教学观念、精选实验项目、创建绿色实验项目、增加综合性实验项目、努力构建开放性实验平台及改进实验成绩考核方式等方面，探讨了我院应用化学专业实验教学改革与实践[2]。

一、建立设计性科研实验题目遴选机制、实现教学和科研结合

应用化学专业在进行专业实验教学时，学生已经进入大四阶段，具备了基本实验技能、必要的合成实验及仪器分析的基础。而传统的实验教学模式较单一，在实验内容上验证性实验和经典实验及孤立的单元性操作实验多，不能调动学生的积极性，不利于发展学生创造性思维。目前的实验项目已不能满足当代应用化学教育的要求，因此实验教学内容急需更新，如何设计出一些新的综合化学实验已成为当务之急[3]。

为了更好地展示我校应用化学专业的培养特色，同时体现当前社会研究热点，我们制定了应用化学专业实验题目甄选机制，每年在教师层面上征集实验题目，扩充专业实验题目库[3]。我院具有博士学位的年青教师比例较高，本院教师主持多项国家级、省级研究项目，具有较高的科研水平。教师从自己的科研项目中设计出综合性科研实验，实验完整的包括产品合成、分析表征、产品应用，必须是“集三位于一体”的综合性较强的实验题目，然后学院在其中精选出能够强化学生技能的实验项目。科研型实验不仅能把过去的知识全面应用和巩固，通过对相关领域的前沿问题或研究热点问题展开研究，能将科研优势转化为实验教学优势，充分调动了学生的学习主动性和独立思维能力，实验过程中，学生始终保持极高的学习热情，学生不断要求增加这方面的实验。科研型实验使得专业实验有了充足的课题，进一步拓宽应用化学专业学生的研究范围和视野，保证专业实验的创新性和研究性[4，5]。

二、在实验教学方法上以开放式教学为主

1.实验选题。我院应用化学专业实验的题目库已经建立，题目库中包括验证性实验、综合性实验、科研性实验和设计性实验，其中有必做实验项目（14学时）和选做实验项目（18学时），学生可以根据自己的兴趣自由组成2～4人/组，每组学生可以自由在题目库中选择选做实验项目。

2.实验组织。选做实验项目只给出目标产物，不给学生提供任何形式的实验讲义，学生需要自己确定实验流程。学生根据实验要求和实验室条件，查阅文献资料，提出几种可行的实验方案，然后实验老师组织学生进行分析讨论，在尊重学生思路和实验要求的前提下，实验教师给予适当的指导，使每组形成一个切实可行的实验方案并确定具体实验步骤。

3.开放性实验。应用化学专业实验实施时采取计划与预约相结合。必做实验按计划安排实验周表。验证性实验由教师提供详细的实验讲义，指导教师依然是知识的提供者，主导实验的完成。在实验期间，应用化学专业实验室全工作日面向学生开放，学生选做实验的方案确定后，可以在网上进行预约[6，7]。在实验实施中，采用学生为主体、教师为指导的教学模式。教师在实验过程中实行启发式、讨论式和探索式相结合的教学方法，调动学生的自主学习兴趣。

三、多媒体教学技术的应用

实验是本科应用化学教学的重要环节，主要包括实验预习、实验操作和实验报告3个过程。多媒体辅助实验教学技术应用于我学院应用化学专业实验教学的始终。我院的实验教学中心应用化学网站包括以下内容：①常规仪器如磁力搅拌、恒温水浴锅、微波萃取仪、旋转蒸发仪、马弗炉和折光仪等的操作方法，通过仿真实验和教学视频展示在屏幕上，让学生可以在网上重复观看，熟悉设备的操作。②实验的预习：介绍各实验的背景知识、产品的应用、基本原理、实验的操作步骤及注意事项等。③介绍相关实验的最新研究进展，作为实验资料的扩展。④介绍本院教师的研究方向，使学生了解老师的科研成果，激发学生的科研兴趣。

充分的实验预习对成功实施实验至关重要，鼓励学生自主学习。完成实验预习后都有一组在线自查测试题目，学生在课前可以完成实验预习的自查工作，自查未通过不能进入实验室做实验。实验指导教师根据学生测试题目的完成情况，了解学生对实验的掌握情况，这样在课堂上讲解实验时会有所侧重。有效增加了实验课时的时效性，教师有更多的精力用于指导学生实验操作，使学生的实验技能得到锻炼。

在应用化学专业实验教学中运用现代信息技术，现代多媒体技术将实验过程全面具体地呈现在学生面前，学生可以仔细地、重复地观察实验过程，有利于学生对实验过程进行思考和探索，有利于学生观察能力的提高[8]。

四、建立公平、公正，具有导向作用的实验考核体系

应用化学专业实验为实践教学，传统实验成绩评定主要依据实验报告、出勤情况等。有的同学实验准备的充分、实验操作规范、但实验报告不够完善，而造成实验成绩较低。一些同学没有认真动手做实验，且参考别人完成实验报告，实验报告书写完善有可能得到很高成绩。这种不公平的成绩评定，会打击学生的学习热情，使学生失去学习主动性和独立思维能力。我们优化实验考核体系，使考核方式具有导向作用[9，10]。建立合理的实验考核体系，促进学生积极主动学习。新考核体系中成绩评定包括5部分：①查阅文献，设计实验方案（30%）；②实验操作的规范性（20%）；③实验结果与讨论或实验误差分析（10%）；④实验过程中现场回答提问（20%）；⑤实验报告（20%）。在确定实验方案时，各组的每位同学都需要参加与指导老师的讨论，老师很好地了解学生的准备情况，促使学生主动学习。在实验实施中，各种仪器设备的使用及实验平台的搭建反映学生對实验操作的熟悉程度。指导教师在实验进行过程中就实验设备使用、实验的注意事项、实验现象的解释等方面提问学生，锻炼学生动手能力、安全意识和认真观察的能力。实践教学侧重学生理论结合实际能力的培养，因此采取全程考核，以全面反映学生实验的实际情况。实验结果的好坏、产率的高低不是判定实验成绩的唯一标准。如果实验出现问题而不能完成部分或全部实验，学生应提供“实验误差/失误分析”，鼓励学生重做实验且不影响实验成绩。这样可以使学生养成尊重事实，事实求是的科学态度，能够有效防止实验数据造假等学术不端行为的产生。

实验完成后，每组同学写一份实验总结报告，并与相同实验项目的其他组的同学进行单因素条件的比较，讨论实验影响因素对实验结果的影响。要求学生形成完整的实验报告，包含实验方案、实验步骤、实验数据的记录和分析、实验方案的对比和改进等内容。实验训练学生对实验数据的整理、分析、归纳总结的能力，锻炼学生论文的撰写能力，为以后的毕业论文书写打下良好基础。鼓励学生以小组为单位自主确定实验方案，独立记录和分析实验数据，使学生养成认真观察和独立思考的习惯、实事求是的科学态度和团结协作精神，激发学生主观能动性和创新思维能力。

五、结论

应用型人才的培养目标是将知识转变成能力，在应用能力的培养过程中实践是重要途径。应用化学专业实验通过甄选实验项目，结合开放式和现代多媒体教学方法及采用具有导向作用的考核方法，体现化学实践的创新要求，提高学生的学习兴趣、加强自主学习的能力、培养学生严谨的工作作风。我学院的应用化学专业实验的教学模式仍处于探索阶段，以后工作的改进措施：①增加设计型实验和科研型实验的比例；②使实验室开放常态化，发展学生的个人能力；③增加专业教师指导实验的比例，能够更好的促进理论课和实验教学的相互结合。

参考文献：

[1]付颖，叶非.深化教学改革优化应用化学专业实践教学体系[J].实验科学与技术，2012，10（1）：81-83.

[2]黄世虎.研讨式教学的基本理念与实践模式[J].黑龙江教育学院学报，2010，29（1）：72-74.

[3]王九思，李静萍，郝艳玲.应用化学专业综合化学实验的探索与实践[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2005，19（4）：74-76.

[4]张玉梅.探究式教学模式述评[J].黑龙江教育学院学报，2005，24（6）：57-58.

[5]李偉宏，丁元生.应用化学专业综合设计性实验教学探索与实践[J].吉林化工学院学报，2013，30（10）：106-108.

[6]卢玉栋，陈少平，吴宗华.应用化学专业综合设计性实验的教学实践[J].高教论坛，2010，2（2）：38-40.

[7]郝艳玲，王九思，李静萍.对开放式应用化学专业实验室建设的探索与实践[J].甘肃联合大学学报（自然科版），2006，20（5）：111-113.

[8]郑净植，胡建，柏正武.优化应用化学专业实验 培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2008，27（10）：4-5.

[9]唐冬雁，强亮生.应用化学专业实践性教学环节的优化改革[J].中国大学教学，2009，（6）：72-73.

[10]张丽影，赵小菁，那立艳.应用化学专业实验教学改革的探索[J].高校实验室工作研究，2011，110（4）：29-30.