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应用化学专业综合实验的设计研究 张莹 摘要：应用化学专业综合实验是培养具有扎实的化学理论知识和创新实践能力的化学学科应用型人才的重要教学环节。应用化学专业综合实验开设应注意与所办专业培养规格的方向性紧密结合，充分体现化学实践的创新思想，并遵循新世纪理工科专业教育发展中教学、科研相结合的新趋势和新要求。通过精心的实验项目挑选、注意综合实验教学内容涵盖学科知识的交叉性并与教师的科研活动的融合性，必将在提高学生的学习兴趣、形成学生的创新思维、加深学生的理论联系实践等方面取得一举多得的良好效果。 关键词：应用化学；综合实验；设计研究； 一、应用化学课程开展综合实验的必要性 首先，当前应用化学呈现出的综合性特点需要不断加强综合实验的设计研究。越来越多的交叉和边缘学科的形成是应用化学这门学科呈现出来的新特征。由此特点决定了在应用化学综合实验过程中，必须要高度重视出现的这种规律和特征，不断创新和改革适应现代应用化学特点的实验，不断丰富综合实验的内容、研讨最新的实验步骤、撰写具有创新性的实验报告。其次，应用化学本身具有的实用性特点决定了必须要加快综合实验设计研究的进程。应用化学与普通的二级学科比较，本身呈现出很强的实用性，由此决定了该门学科的实验特点也有别于其他学科的实验特点。按照应用化学特点培养出具有较高应用能力的高素质人才是应用化学综合实验的重要课题。新时代背景下，只有按照素质教育的要求，在保证学生掌握基本应用化学理论基础知识的同时，将理论知识转化为实际操作能力是应用化学开展综合实验的迫切需要，是培养应用化学专业学生发现、分析和解决问题能力，尤其是实践能力和创新能力的有效手段。 二、应用化学专业综合实验开设经验及效果 1.注意综合性实验层次安排和研究内容学科知识的交叉性增加专业实验学时数，由原来分散安排的专业实验一17学时、专业实验二17学时、专业实验三34学时，改为集中安排为专业综合实验6周时间，4周(120学时)实验内容包括文献查阅设计实验、合成、分析、结构表征、应用与测试；后2周(60学时)学生分组对综合实验中某一感兴趣产品作综合工艺设计；使学生得到研究、开发、工业化设计的全能训练。实验内容尽量做到体现综合性、创新性、设计性、学科知识的交叉性。例如从单元反应角度选一个阻燃剂的合成，贯穿多层次知识点，即包括合成路线的设计、原料的选择、合成工艺研究和优化、阻燃剂产品的结构及物理性能的测定和表征，同时又通过阻燃材料(阻燃塑料或橡胶)的制备来了解阻燃剂的应用，从而掌握阻燃材料的制备；通过对阻燃材料的阻燃性能、物理性能的表征了解材料专业的知识。在每一个实验环节可以通过配方的改变和得到的结果的不同来体验创新、设计性的乐趣，当然有乐趣就可以启发和带动学生的创新思维。 2.注意多吸纳教师的科研成果用于实验教学。我们选择的应用化学专业实验多数项目都是老师的科研成果，有的发表了论文、有的转化成了生产力、有的获得了省科技进步奖。并且在学生试验课程中又加以系统安排，变成了丰富的、理论与实践相结合的、跨多学科的综合设计性试验。老师的科研成果作为实验题目优点较多：（1）教师带实验课时理解透彻、对学生的创新性导向比较清晰。（2）学生对老师的成果有从敬心理，使学生在兴趣中试验、理解、学习、提高，消除了原来学生乏味、应付实验的现象。可以得到透明型阻燃剂玻璃钢、半透明型阻燃剂玻璃钢、不同阻燃等级的玻璃钢、不同韧性的玻璃钢。并对制备的玻璃钢进行测定阻燃性能极限氧指数、烟密度、弯曲强度等。经过测定得到一系列数据，加深了对产品性能、用途的理解、学习了高分子材料性能的检测、熟悉了玻璃钢的制备工艺。即通过该实验课程自然而然的就可获得专业“实际工作经验”。也可说通过该实验课程的训练可以跨越或缩短工作见习期。 3.实际效果。几年来应用化学专业综合实验的探索和实践取得了一定的成效，总结下来主要有3点显著效果。（1）实验项目间建立联系，前一个实验产品是后一个实验的原料，产品的性能或应用产生呼唤，很自然地体验综合性；通过工艺、催化剂、配方的改变很轻松的引入设计性。(2)学生自己做的产品自己用，节约了实验开支，提高了学生实验操作的专注度，让学生感到自己做的产品都有用，提高了实验兴趣。(3)在兴趣中跨越学科实验，即由精细合成与表征进人材料加工又深入到材料的性能测试，最后又选一个有趣的产品作综合化工工艺设计，让学生如同顺水漂船、游山玩水一般在不知不觉中达到理论与实践相结合、所学所用相结合、教学与获得就业经验相结。也就是象孩子带着探秘的兴趣试着第一次做自己想吃的饭菜一样，会做得非常认真并且仔细的品尝。让学生很容易建立学而致用的思想。 三、应用化学综合实验设计研究的途径探讨 1.要紧密联系应用化学课程内容，大胆的改革实验方法。改革应用化学综合实验方法必须要紧跟课程内容，严格结合学科热点问题以及比较热点的学科理论建立综合性的教学体系，在建立规范、科学的教学体系基础上不断提高学生的综合应用能力，以培养出更多复合型和应用型人才；改革实验方法要按照应用化学紧密联系生活、紧密联系生产的特点，从现实社会中选取一些相关问题进行设计实验，提高实验的针对性和应用性，为学生今后走入社会、走向工作岗位提供必要的前期训练。 2.在应用化学综合实验中要不断创新设计方法。方法一：在应用化学中要大胆创新综合性实验方法设计。综合性实验方法能够有效改变传统实验条件下功能过分单一、仅仅是对前人结果进行验证的弊端，不利于学生提高独立动手能力、不利于培养学生综合性的实验能力素养。创新综合性实验方法，可以有效减少验证性实验的环节，将更多的时间集中在具有创新性和开创性的实验环节，为学生在资料查阅、思考探索、方案设计、实验控制等方面腾出更多的时间。通过采用这种综合性的实验方法，能够有效提高学生进行综合实验的技能。方法二：在应用化学综合实验中大胆创新对实验产物的表征。受实验时间以及实验经费的限制，在应用化学的综合实验中各种中间产物和目的产物之间基本上都没有进行过表征。对一些产物的原因等缺乏必要的验证手段。方法三：在应用化学综合实验中要大胆创新分组实验的方法设计。采用分组式的方法设计能够有效提高学生彼此互帮互助、团结协作的实验团队精神。毕竟实验成果的取得需要更多的是团队的智慧和力量，有助于学生在走出校园进入到科研岗位上之后建立起高效的团队合作意识。分组实验方法也能够减少对实验资源的消耗。方法四：在应用化学综合实验中大胆创新开放式的实验方法设计。传统条件下，很多实验室往往只有在实验课的时候才向学生们开放，在有限的时间内不利于学生对实验进行充分的发挥，往往获取的只是一种感性认识，不利于学生综合实验能力的提高。实施开放式的实验方法设计，就是要根据实际、根据应用化学的学科特点，拿出更多的时间向学生开放，保证实验的质量和效果。 应用化学是介于化学与化工之间的应用型理工科专业，是培养理工结合型的“用”化学的人才，它与化学专业培养“做”化学的人才在知识结构上不同。“用”化学要求有扎实的化学基础知识，必须有较强的应用实验研究和开发能力。这给应用化学专业本科生的实验教学提出了迫切而现实的任务。 参考文献： [1]胡美平，汪振平．化学人才基地化学实验教学方法探讨．广西师范大学学报．2013. [2]戚明海，贾希萍等．设计性实验教学与学生综合素质的培养．广西师范大学学报．2012. [3]胡思，李希萍，郝言艳，等．应用化学综合化学实验的探讨与实践．甘肃联合大学学报。2015. [4.]邓国斌．加强教学内容和课程体系改革完善应用化学专业教学计划．大学化学，2013. 本文来源：https://www.dywdw.cn/fd4a5267757f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9fd7.html
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2022-04-13
