以创新与应用能力培养为导向的综合化学实验课程改革探索*

李心忠，薛涵与

(闽江学院海洋学院，福建 福州 350108)

随着我国经济发展进入了新常态，以创新驱动发展，建设创新国家成为了我国的基本国策。2010年，国务院颁布的《国家中长期人才发展规划纲要》明确指出“人才是指具有一定的专业知识或专门技能，进行创造性劳动并对社会作出贡献的人，是人力资源中能力和素质较高的劳动者。”将人才的创新与创造的属性做出了进一步明确的界定，为高等教育事业明确了任务，指明了培养人才的方向。地方应用型本科院校作为我国高等教育的主力军，在这新的历史形势下，如何借鉴各国、各地区的成功经验，立足自身实际，从办学定位出发，对接当地产业集群的人才需求，探索建立围绕学生自觉探索学习能力、团结协作精神，特别是面向实际应用的分析问题，解决问题和创新能力的形成与培养，不仅是地方应用型本科院校今后的历史任务，同时也是应用型本科院校实现差别化，做出自身特色所必须解决好的重大问题[1]。

综合化学实验是轻化专业学生，在大三阶段设立的实验课程，课程的教学目的是培养学生运用化学学科的理论知识和基本实验技能解决实际化学问题的能力，激发学生自主学习与探索和创造性研究的积极性[2-3]。由于综合化学实验由多个单元实验，多个学科实验和多项技术组成，课程的特点可概括为“四个综合”即学科内容综合、教学内容综合、实验方法综合和实验技术综合。在这个意义上可以说，它是对学生完成四大化学学习之后对所学知识、技能掌握情况和综合运用能力的一次检验，同时也是学生进入后续课程设计、毕业设计(论文)环节的一个初步训练，因而它起到了一个承上启下的关键作用。因而它是对学生综合能力的培养、创新意识的形成、创新能力的培养至关重要的环节[2-3]。

1 课程体系的指导思想和目标[4-6]

综合化学实验课程具有多学科交叉与相互渗透的特点，是一门综合性的本科实验课程，其课程的教学模式、长期以来一直地延续是国内研究型大学的“一体化、多层次、开放式”模式，从而也继承了其以激发学生自主学习与探索和创造性研究的积极性，以知识创新和高层次创造性人才培养为目标的指导思想，而这一指导思想也决定了它所直接服务的是以“互联网+”、“中国制造2015”等为代表的国家层面创新需求以及创新型国家的建设战略。毫无疑问，这应当是所有大学共同的使命和任务，但随着国内“双一流”、“新工科”的出台与建设，特别是各省市为应对我国经济进入的新常态，而迅速发展起来的产业集群，以产业集所需要的创新应用型人才的培养，成为了广大应用型本科院校特别是地方性本科院校，更为符合实际和自身能力的人才培养定位与目标。人才培养目标决定了实验教学的内容和层次，这一性质决定了综合化学课程中一定要体现出差异性和特色性。

综合实验课程作为教学体系中培养训练学生实践能力，创新能力的重要环节，在新的形势下，立足于轻化工程(染整方向)专业对接服务的福建省、福州市优势千亿产业集群—服装纺织产业群、化纤纺织产业集群的实践应用型人才需求的办学目标，以创新、应用能力的培养和形成为导向，确定了新的课程指导思想与目标是：使学生了解化学研究方法和实验技术于纺织、纤维中的进展，领悟科学探索和研究的方法，以具体生动的案例，使学生了解掌握基本能力，同时激发出学生的创新思想，并应用于科研和实际生产中，实现资源共享和科研教学双赢的目的。

2 实验课程体系的重构

从新的指导思想和目标出发，立足于现有的师资和实验条件，从以下三个方面对原综合实验课程体系进行了重构调整。

2.1 以综合设计性和应用型实验项目为主导

综合实验其“综合”的含义在于它是化学理论知识，方法原理的综合，同时又是实验手段、实验基本操作技能、实验仪器设备的综合，在此意义上，一个综合化学实验就时一个小型的“科研题目”。为充分体现出“两综合”的真正式含义，将原有的验证、综合和设计实验项目，统一重构调整为综合设计性和应用性两类。实现以学生自我训练为主的教学模式，培养学生综合分析问题、解决实际问题的能力、探索精神、创新意识和能力，同时充分调动学生的主动性，积极性和创造性。由于实验内容和难度会相应的提高，将实验小组的成员由原2人增加至3～5人，以分工协作的方式完成实验，培养训练学生的团队和协作精神。为能保证实验顺利开展，设立开题答辩环节，检验学生对实验的预习准备效果，同时培养学生文献检索、文献归纳整理及发现问题的能力。

2.2 将教师的科研项目、专利成果转化为综合设计性实验项目

如何将本学科的前沿与研究热点引入到实验项目中，从而充分体现出技术、产品的前沿性，以及研究的新方法和手段，从而使学生对科研有亲近感、能够切身感受到神奇的化学反应就发生在自己身边，并且正在一点点地影响和改变我们的生活。我们尝试了将教师承担的各级别的科研项目所形成的成果与专利，转化为综合实验项目。例如“阳离子凝胶微球的合成与其吸附性能的研究”，实验项目源于教师的福建省自然科学基金项目，实验项目同时结合了理论研究与实际应用的热点，开设以来不仅吸引了学生的浓厚兴趣和热情，同时也激发出了学生进一步深入研究探索的精神。2015级一名同学就以此实验项目后续的深入研究，作为自己的毕业课题，在顺利地完成了毕业论文的同时，还以第一发明人取得了1项授权专利成果。实现了毕业论文题目由教师指定，到学生自主确定，被动到自动的质的转变。“磺酸基官能化杂多酸离子杂化体催化的柠檬酸三丁酯无溶剂合成”实验项目，是由教师完成的福建省教育厅产学研项目转化而来的。该实验项目将绿色化学理论研究的热点，与当前和社会生活人们中关注的增塑剂问题有机地结合起来，项目从绿色催化剂杂多酸分子结构的再设计出发，以磺酸基官能化线性链结构的季铵阳离子为抗衡阳离子与杂多酸阴离子，在水相中通过分子自组装，构建了具有核壳结构的磺酸基官能化杂多酸离子杂化体。离子杂化体将高B酸强度、酸含量，表面两亲性及杂多酸阴离子特有的假液相行为有机结合起来，其作为一种绿色多功能催化材料，同时表现了非均相催化剂和纳米催化剂的优点。以合成的离子化体为非均相催化剂，在无溶剂反应条件下，实现了绿色增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯的连续酯化、酰化，一锅法合成。让学生学习了从源头出发，从分子水平设计构建功能材料和环境友好绿色精细化学品，同时通过有机化学单元反应的组合设计，获得最优的目标化合物的选择性和收率。2016级学生郑昕茗等同学受到此实验项目的启发，将此催化体系拓展到环烯烃与有机羧酸的直接加成酯化体系，并以此项研究为课题，申报了福建省大学生创新创业项目并获得立项。

2.3 对接相关企业的分析、检测项目，引入应用型实验项目

对接服装纤维产业集群的生产实际，设立了“高取代度阳离子淀粉的制备与应用”、“婚纱硬挺剂的合成与应用”两个综合实验项目。通过实验的开展让学生认识、了解功能化学品的生产制备，中控工艺参数的确定、产品质量指标的分析检测，以及在染整过程中应用的全过程。这些认识和训练为后面学生开展的生产实习和毕业设计，建立了具体而完整的概念，使得学生能够易于上手，同时顺利地对接与企业开展的校企联合毕业设计。

3 考核方式

(1)引入过程形成性评价。取消原体系的实验报告、笔试两项，只保留实际操作考试1项。由任课教师在实验室现场，从实验准备、实验过程、实验结果三个环节进行考核并评定成绩。

(2)设立开题答辩、结果答辩两个环节。实验开始前进行开题答辩，检验考核学生的实验准备、实验方案等。实验完成后进行结果答辩，检验考核学生的实验结果等。

(3)成绩构成：实验教师成绩占比30%，开题答辩占比30%，结果答辩占比40%。

4 结 语

综合化学实验作为实验实践教学环节的中重要一环，对大学生创新意识和能力的形成与培养至关重要，作为地方应型本科院校，综合化学实验课程应当体现出差异性和特色性。立足于办学定位与人才培养目标，紧密对接地方产业集群应用型人才的需求，以学生创新、应用能力的形成与培养为导向的综合化学实验课程体系的改革，适应了我国进入新时期的特点和主要任务，体现了以学生中心、成效为目标的教学理念，达到了科研成果助力教学，教学反促科研的目的，是一条适合服务地方应用型人才的培养的新途径。