《化学设计实验》课程的实践与探索

2019-02-16赵业军王莹莹

山东化工 2019年12期

赵业军，王莹莹

(1.武汉东湖学院生命科学与化学学院，湖北武汉 430212；2.湖北中医药大学药学院，湖北武汉 430065)

在应用型人才培养中，培养适应区域经济社会发展、产业转型升级和公共服务发展需要的具有实践能力和创新精神的高素质应用技术型人才是时代发展需求。如何进行高素质应用型人才培养，是当今教育研究热点问题[1-2]。我们通过开设《化学设计实验》，对培养应用型人才进行了有益的探索。

1 课程开设初衷

应用化学专业人才培养体系中，各种实验课程尤其是综合性、设计性实验是培养学生基本技能、运用基本技能，提高动手能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。但在现行的化学实验教学体系中，多数实验属于教师根据实验教材选择实验内容，学生按照规定的操作步骤进行实验，在这个过程中，学生学习了许多基本操作，但学生按部就班操作，缺乏独立思考。在后期的学生毕业论文中表现出的问题包括不善于查阅文献、实验方案不合理、实验过程及实验方法缺乏计划及条理、实验结果处理不准确等。

设计性实验不仅可以培养和检验学生应用理论知识、掌握实验原理、选择与操作实验仪器、确定实验条件和选择实验方法等方面的能力,也给学生一个较宽阔的思考空间和选择余地，可以发挥各自的思维与想象力，培养学生查阅文献、实验方案设计、自主实验、论文写作等综合应用知识，提高综合素质及创新能力。因此设计性实验无疑是解决上述问题的有效途径之一。目前国内有许多学校在开设设计实验且相应学时不断增加，取得良好的教学效果[3-4]。但较少有将化学设计实验作为一门单独实验课程的报道。我们以往人才培养方案中，在无机化学、有机化学、分析化学、物理化学及化学综合实验等实验课程中有部分设计实验的教学内容，但学时较少且不成体系。在修订人才培养方案时，我们增加了《化学设计实验》，以期通过课程实践培养学生自主学习能力以及提高动手能力、为毕业论文奠定扎实基础、培养学生达到适合企业人才发展需要、促进高素质应用型人才的目的。

2 课程内容与实践

2.1 课程开设方式

学生以小组为单位(每组学生2～3人，多于3人效率不高)，教师命题，学生查阅文献资料并完成实验方案设计，经过指导教师审阅批改后学生独立进行实验，发现、分析、解决实验中的问题，最终完成实验报告或研究论文。

2.2 课程内容

《化学设计实验》课程内容，根据专业方向，由最初的3～4个应用性强的的合成、分析检测单因素题目及1个多因素综合性实验组成衍变为2～3个多因素综合性实验。单因素题目因为内容变量少，学生往往通过少量参考文献即可完成实验方案，效果较差因此逐渐淘汰。

2.3 课程教学安排及考核方式

教学讲解内容：进行科学研究方法、科学思维和科学精神的教育；明确设计实验的意义和要求；化学设计实验教学方法和安全实验问题；选题范围、教学安排和教学指导。

实验方案设计：学生提前完成选题实验方案设计、提出所需要的试剂、仪器交给指导教师，实验指导教师审核同意方可进行实验。

实验指导：教师根据学生实验进展情况以及出现的问题及时给予指导。

实验总结：实验结束后以小组为单位进行汇报交流。

化学设计实验成绩评定标准：包括查阅资料、方案设计、实验方法、环境保护、实验操作、实验结果、协作精神、实验安排、创新内容、清洁安全和实验报告(研究论文)。

3 课程实施过程中暴露问题与解决方法

3.1 实验方案审核

实验方案是学生能否成功完成实验的前提。在学生提交的实验方案中，比较典型的问题包括实验因素不全或过多、每个因素的水平数量较多增加实验个数、需要的试剂耗材总量没有考虑、样品检测方法不合理等。指导教师在进行方案审核时需将问题一一指出，并指导学生修改，最终形成相对合理的实验方案。同时鼓励学生多采用正交实验等科学方法进行设计，以便于后期实验数据处理时分析因素的主次，优化实验路线。

3.2 实验开放及药品管理

在课程开展过程中，学生很有可能在实验教学规定时间外进行更多的研究，因此会带来实验室开放、实验药品浪费以及安全等诸多问题。

解决此类问题，需要制定相应的实验课程管理及考核标准。6S管理制度是现代工厂行之有效的现场管理理念和方法，其作用是：提高效率，保证质量，使工作环境整洁有序，预防为主，保证安全。其主要内容包括整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全。实际上在许多企业的检验室或实验室进行6S管理效果良好，因此6S管理同样适用于学校实验室的管理[5]。在课程实施过程中，推行6S管理模式，要求学生取放药品均按要求进行记录，所有试剂、设备实行定置管理和看板管理，并严格进行考核。一方面保证实验课程有序安全进行，同时也让学生接受现代企业管理方式的训练。