开设应用化学综合实验的探索与实践

摘　要：指出了开设《应用化学综合实验》课程的意义，介绍了实验课程内容以及教学过程，阐述了开设该门课程对培养学生创新能力和提高专业素质的作用。

关键词：应用化学综合实验；意义；创新能力；

长期以来，各高校十分重视基础化学实验课的教学。 实践证明，这对于培养学生的基本技能很必要。但是，人们在教学中也发现，仅仅加强基础训练是不够的。 这一点反映在学生准备毕业论文时，不能较快地投入到课题研究之中，尤其在实验方案设计、仪器设备安装配套、文献消化、论文撰写及答辩等方面不尽如人意。本文根据应用化学专业的实际情况和特点，吸取了兄弟院校的经验，从2007年起，在大学四年级上学期学生完成了各基础化学实验课后，进行毕业论文之前，开设了这门必修课——《应用化学综合实验》课，这对提高学生的科研素质及创新能力起到了很大的作用。

一、开设《应用化学综合实验》课程的意义

1. 1 学科发展的需要

化学是一门实验性极强的科学，在现代科学技术发展越来越综合化、整体化的今天，化学也不例外，它在继续分支的同时，更重要的趋势是走向综合化。19世纪形成的无机、分析、有机、物化四大学科的内部，在分支和综合、交叉和渗透中逐渐填平模糊界线。因此为了培养“未来化学人才应具有研究，开发和创新能力”，高等化学教育也必须改变专业间的“各自为战”的传统，强调综合性和整体性的素质教育，在分析—综合的杠杆上着重向综合一头寻找新平衡点[ 1 ]。《应用化学综合实验》课程的开设，正是在四大基础化学实验课的基础上，使学生学会怎样将各门课程的知识综合起来，解决做毕业论文面临的并非运用某一门学科可以解决的科研实际问题。

1. 2 培养学生专业素质全面发展的需要

在开设《应用化学综合实验》课之前，学生进行毕业论文时，由于缺乏综合实验能力，常常不能很快地投入到课题研究中去， 论文的撰写和答辩质量也受到影响。《应用化学综合实验》课的开设，能使学生在完成各门基础化学实验课学习后和进行毕业论文之前，正规、全面地接受无机、分析、有机、物化等综合化学实验的训练。这门课程所开设的实验不同以往做过的基础化学实验课，以往的实验只是单纯地涉及到本专业的内容。而《应用化学综合实验》涉及到的知识很广，包括了四大基础化学实验的多门知识。学生通过实验不仅可以巩固这些知识，而且有助于对基础化学知识的深化、知识结构的改变和各种能力的提高。《应用化学综合实验》课的开设，不仅完全符合“把化学专业的本科生培养成合格的、知识和技能全面发展的、能从事多方面实验工作的研究人才”的教育思想，而且对增强学生的现代意识，培养学生的动手能力、科学思维能力和创新能力，养成良好的科研习惯起到了积极的作用。

二、《应用化学综合实验》课程的教学内容

《应用化学综合实验》课程内容的选择，既要在四大基础化学实验课的基础上使学生学会怎样将各门课程的知识综合起来，又要根据本专业课程设置情况及实际需要，融进一些有新意、能真正体现“综合”两字的内容。为此，大胆采用“实验内容的科研性”[ 2 ] ，使本课程内容与课题组科学研究项目紧密结合，把科学工作的基本方法引入实验教学中。 例如：“玉米淀粉醋酸酯的合成及物性研究” 参考了我院教师的研究成果， 将无机、分析、有机实验的内容自然地综合：样品的前处理需无机化学实验技能；合成反应需有机化学实验技能；取代度的分析和分光光度法测透明度等需分析化学实验技能。因此，本实验结果达到了融合前述课内容的目的。

此外还拟增设选做方面的内容，这就是本课程的另一个重要内容。 通过学生自选实验题目，具体内容根据学生各自的兴趣来挑选，以满足不同层次学生的兴趣需要。另外，拟设立“实验讨论”课，它能加强学生的口头表达能力，为毕业答辩及择业做准备性训练。

三、教学过程

3.1 培养学生的独立科研能力

综合化学实验内容给予了学生更大的展现自身能力的机会，取消了一些基础化学实验中的强制性规定，给予了学生更多的主动性和积极性。 同时，在教学中对学生提出要求：(1) 认真预习和查阅有关资料，预习效果及查阅资料的充分程度反映在学生的实验过程中，预习得好，不仅能较准确分析解释实验现象，而且对实验步骤熟悉，操作准确，完成实验速度快；(2) 准确做好原始记录，记录结果是否准确细致体现在实验报告的结果与讨论中； (3) 评价方式不以结果论实验成功或失败，实验不成功可以重做，但必须分析失败原因，弄清楚错在哪里；(4) 不限制实验时间，各人可以根据自己的实验进展情况自由地延长或缩短时间，但每个学生必须对自己所做实验负责到底，直到实验成功。 这些举措的实施增强了学生的科研自主性和积极性，学生查阅文献的能力明显提高，能科学地运用原始文献的数据来解释实验现象并进行结果讨论，有的甚至能创造性地提出自己的实验方案来改进实验装置，特别是学生排除实验故障能力比以前有很大的提高。

《应用化学综合实验》课程的教学过程旨在锻炼培养学生独立从事科研的能力，即独立完成查阅文献—列出实验方案—独立完成实验—完成实验总结报告，提高学生进行科学研究的基本能力。实验采用“全开放”的实验措施，教师首先定题，学生可根据自己的知识水平去查阅文献，写出实验预习报告，其具体的实施方案交教师审查。此时教师要引导学生对实验方法进行选择，鼓励学生勇于创新。这样做明显地使实验质量得到提高，更重要的是锻炼了学生独立完成课题和科研任务的能力。

3. 2 发挥教师引导作用

《应用化学综合实验》是具有一定深度和广度的实验。教学过程中，学生是学习的主体，知识和能力只有内化为学生自身素质，才能达到教育的最终目的。但学生的这种“内化”并不是自动完成的，必须有教师适时的点拨。课程的开设虽然从各个方面为学生的“综合升华”提供了外部条件，学生也能主动地投入到研究和探索中去并顺利地完成实验，但此时学生作为知识“升华”的主体，尚不能站在主体高度去纵观全局。因此，教学中教师应充分发挥引导作用，有意识地引导学生发掘课程中各个实验中的知识交叉点，分析知识的相关点，进而解决相关点中联系紧密的问题。学生通过具体实验内容的训练，能将过去学到的理论知识用来解决具体课题，并通过查阅文献，提出具体方案，并使实验技巧和动手能力得到了提高，这对训练学生掌握科研方法很有帮助。 #p#分页标题#e#

3. 3 教学方法

由于《应用化学综合实验》在课程结构和内容上有重大转变，而且强调综合能力的培养，因而必须注意教学过程中的教学方法，故采用了“教师宏观控制”的教学方法[ 4 ] ，但是，要达到学生能力全面提高的目的，还应注重“细微教学”：从大处着眼，小处着手。如严格检查学生的原始实验记录，强调其规范化、完整性，并把它作为实验报告的不可缺少的一部分。

四、开设《应用化学综合实验》课程的效果

《应用化学综合实验》的开设，是化学实验教学的一种探索，作为实验教学课程刚刚起步，需要我们在实践中不断地总结经验，共同商讨并不断完善。课程开设后所取得的效果可从教师的评价和学生的反映看出。主要表现在以下几个方面：

(1) 拓宽了学生的知识面。综合实验的内容包含了化学专业各学科(如无机、分析、物化、有机) 的实验方法和技能及其相关的理论知识，这样大大拓宽了学生的知识面，克服了由于专业划分过细、知识分割过窄导致的学生知识面过窄的弊端。同时,实验内容上增加了反映学科前沿领域(如药物合成设计) 的实验，实验技术上应用了近代先进的技术(如核磁共振、红外光谱等)，这样可使学生了解和学习到学科前沿领域的新知识和先进的现代实验技术。

(2) 充分发挥了学生的主动性和积极性。综合化学实验的形式是学生自己查阅文献资料，自己设计实验方案，独立开展实验，这样学生本人成为实验的主人，改变了以前教师要学生做实验的被动局面，大大提高了学生做实验的主动性和积极性。

(3) 促进了学生能力的培养和提高。综合化学实验不是单一的验证式实验，更不是简单的拼凑，不能按传统的“按方抓药”方式完成，而需要通过多种实验方法、技能以及理论知识的综合应用才能完成。这样就克服了传统实验中各实验方法和技能互不相关的脱节现象，培养和训练了综合应用的能力。

(4) 对毕业论文工作做了良好的铺垫。据指导毕业论文的教师反映，自从开设《综合化学实验》后，学生的科研能力有了很大的提高。 首先体现在学生拿到指导教师的论文课题后，马上可以着手查阅论文所需要的文献资料，从中选择出完成该课题的最佳方案，进而给自己的毕业论文实验制定一个方案，如：需要些什么资料，做多少化学实验，以及测试手段等。但是在开设《应用化学综合实验》课程之前，指导教师发现学生较难进入状态，比较依赖指导教师完成毕业论文。这样，一方面使在大学里最重要的一次科研活动成为一种任务，学生带着压力去完成；另一方面学生的积极性也没有充分发挥出来，影响了学生的科研素质及创新能力的提高。《应用化学综合实验》开设后，它能将基础实验和综合实验知识循序渐进地联系起来，学生的知识结构和实验技能完整化、系统化，这样不仅使学生能顺利地进入论文阶段，毕业论文的质量显著提高，而且有利于培养合格的、知识和技能全面发展、能从事多方面实际工作的人才。

总之，《应用化学综合实验》的开设，改变了过去各基础实验自成体系，相互脱节的传统模式，同时也克服了过去各专门化实验内容过细过窄的不良弊端。对增强学生现代实验意识，培养创新和科学思维能力，养成良好的科学研究习惯均起到积极的作用。这门课程的开设也符合把化学专业的本科生培养成合格的、知识和技能全面发展的、能从事多方面实验技能的化学研究人才的教育指导思想。

参考文献:

[1]王炎,尤宏,刘新荣.建立有工科特色的综合化学实验课[J].大学化学,2002,17(2):27- 34.

[2]HOU Dongyan,HUI Ruihua,L I Tiechun,et al.Exploration and Practice of Teaching Mold of Research Lesson[C].17TH I2UPAC International Conference on Chemical Education ，Beijing ，2002.

[3 ]兰州大学,南开大学,中山大学等.有机分析实验[M].北京:高等教育出版社.1989.

[4 ] 张寒琦，邹明珠，吴通好. 中级化学实验课的设立与建设[J ] . 大学化学，2001 ，16 (5) :11 - 12.