第４３卷第１９期 ２０１５年１０月 广州化工 Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．１９ ０ｃｔ．２０１５ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ 培养应用化学专业创新型人才实验教学体 系的 构建冰 邱江华，王光辉，陈阳 （武汉科技大学化学工程与技术学院，湖北 武汉４３００８１） 摘 要：化学实验是应用化学专业实践教学的重要组成部分，是培养学生创新意识、创新能力和科研能力的重要环节。为 培养出理工结合的具有分析和解决实际问题能力的创新型人才，我们构建了基础化学实验、专业化学实验和研究型化学实验的三 级创新型实验教学体系。实践证明，新的实验教学体系更适应创新型人才培养的需要。 关键词：应用化学；创新型人才；实验教学体系 中图分类号：Ｇ６４２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—９６７７（２０１５）０１９—０１８９—０３ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｔａｌｅｎｔｓ ｉｎ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ＱＩＵ Ｊｉａｎｇ－ｈｕａ，ＷＡＮＧ Ｇｕａｎｇ－ｈｕｉ，ＣＨＥＮ 凡ｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｂｅｉ Ｗｕｈａｎ ４３００８ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｓｐｅｃｉａｌｔｙ，ａｎｄ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇ ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓ，ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔｒａｉｎ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔａｌｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ａ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ａｎｄ ｓｏｌｖｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｍｏｒｅ ａｄａｐｔａｂｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔａｌｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｐｐｌｉｅｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔａｌｅｎｔｓ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ 应用化学是指化学渗透到其他自然科学、技术及其他领 域而形成的一类应用科学，它是介于理科化学专业与工科化 学工程与工艺专业之问的一个应用学科专业，主要培养理工 结合的“应用型”化学人才。与化学专业相比，要求应用化 体系包括无机化学实验、分析化学实验、物理化学实验、有机 化学实验和仪器分析实验，总共２６４学时的必做实验内容，在 第一至第五学期内完成，相比较于以前的基础化学实验，通过 整合验证性实验的项目数和增加综合性、设计性实验的数量， 以达到培养学生具有基本化学实验技能和初步创新意识的目 的。 学专业学生接受更多的应用性、实践性的知识教育…。实验 教学作为实践教学的重要组成部分，是人才培养中一个极为 重要的环节，是培养学生的动手能力、创新意识、创新能力 和科学研究能力的重要部分 。因此，如何构建应用化学专 方面，从实验的类型来看，根据专业的发展需要，综合 考虑知识的难点和重点，对原有的验证性实验项目进行筛选与 一业创新性实验教学体系，充分调动学生的积极性，培养学生 整合，同时增加综合性和设计性实验的项目数。验证性实验重 实验技能和创新能力已成为应用化学专业实验教学亟需解决 在基本技能和基本操作训练，通过基本操作实验，使学生规范 的问题。 化、熟练化和标准化地掌握有关基本操作技能，对称量、加 １ 优化基础化学实验体系，培养学生的动手 紫外一可见分光光度计、傅立叶红外光谱仪、元素分析仪、气 能力和创新意识 相色谱分析仪、高效液相色谱分析仪、原子吸收光谱仪等常规 创新型人才的培养，需要在传统的基础化学实验外，增加 热、溶解、蒸发、结晶、干燥、蒸馏、分离等基本操作，以及 仪器的使用达到熟练掌握的水平。综合性和设计性实验突出培 综合性实验、设计性实验和科研型实验项目，但是并不意味着 基础化学实验不再重要了。作为三级实验教学体系的第一级， 基础化学实验具有“地基”的作用，是培养学生具有坚实的基 本化学实验技能和良好的科学素养的重要环节。基础化学实验 基金项目：武汉科技大学教学研究重点项目（２０１４Ｚ０１２）。 养学生把所学知识真正做到融会贯通，提高发现问题、分析问 题和解决问题的能力。如综合性实验三草酸合铁（ＩＩＩ）酸钾的制 备和表征，使学生初步掌握了配合物的常规制备方法及其结构 分析方法；设计性实验碱式碳酸铜的制备和混合离子的分离与 鉴定，通过进行资料查阅、实验设计、方案实施、结果分 第一作者：邱江华（１９７９一），男，博士，副教授，主要从事能源化工和环境化工方面的研究。 ｌ９０ 广州化工 ２０１５年１０月 析、报告总结等过程，对学生分析和解决实际化学问题的能力 和创新意识的培养方面，具有很好的锻炼作用。 另一方面，从不同实验学科来看，为了适应当前教学时 数缩减而又倡导以培养学生的动手能力和创新精神为重点的 形势，在选择实验内容时，可以适当地将无机化学实验、分 ２完善专业化学实验教学体系，培养学生的 创新能力 专业化学实验是专业课程里面的核心课程，它应立足于本 专业的特色和培养计划，所开设的实验项目具有代表性和典型 析化学实验、物理化学实验、有机化学实验和仪器分析实验 性。２０１３年，我校开始招收应用化学专业本科生，结合本校的 进行整合，以提高实验室的使用率和发挥教学实验资源的使 冶金、资源和化工等传统优势和特色学科，本专业的培养目标 用效益。比如，三草酸合铁（ＩＩＩ）酸钾的制备和表征，可以 凝练为：培养德、智、体等方面全面发展，具有坚实的化学基 将无机化学实验部分的配合物的制备、分析化学实验部分物 质结构的分析和仪器分析实验部分仪器的使用整合到一个实 验里面，这样就可以避免由于实验学科分离造成可能性的重 复实验，最大限度的提高基础实验的效率。而且，可以打破 传统的五大基础化学实验的布局，即基础化学实验不再分五 大部分，而是通过基本化学实验技能这条线，将基本的化学 操作、仪器的使用和物质的制备和分析方法贯穿到各个具有 代表性的实验之中。当然，这样突破性的基础化学实验体系 的构建还处于探索之中。 础知识、基本理论、基本实验技能、相关工程技术及良好的科 学素养，具备较强的分析测试、科研开发及解决一般生产技术 问题的能力，既能在化工、能源、材料、冶金、资源、环境、 医药、化妆品等部门从事应用化学相关的技术研究、产品研发 及管理工作，也具有进一步深造的基础和发展潜能的高素质理 工结合、创新型人才。其具体方向又分为精细化学品制备与表 征方向和材料制备与表征方向，由于只招收了一个班的学生， 所以从学生的培养质量和就业两个方面进行综合考虑后，目前 只开设了精细化学品制备与表征方向。 表１ 精细化学品制备与表征方向专业实验目录 Ｔａｂｌｅ １ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃａｔａｌｏｇｕｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎｅ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ 精细化学品是指那些具有特定的应用功能、技术密集、商 品性强、产品附加值较高的化工产品，主要包括农药、染料、 涂料、颜料、试剂和高纯物质、信息用化学品、食品和饲料添 加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化工原料和日用化学品、 力。近些年来教师队伍学历层次的不断提高，也为本科生的研 究型实验的开设提供了有力的保障。本系现有教师３５人，其 中具有博士学历的教师比率为６０％，大部分博士教师都主持有 纵向项目或横向企业课题，完全可以为一部分对科研型实验具 高分子聚合物中的功能高分子材料等。为了使得学生对精细化 有浓厚兴趣的学生提供实验的条件。而且，学分制改革后，科 学品各个领域具有较为全面的掌握，所开设的专业实验就应该 研型实验也为学生参与创新学分和第二课堂提供了更多选择的 具有较强的代表性，如表１所示，所选择的七个专业实验分别 机会。 代表表面活性剂、食品添加剂、香料、农药、粘合剂、医药和 日用化学品等领域。另外，考虑到精细化学品对学生有机合成 能力的要求较高，我们在基础有机化学实验的基础上，又开设 科研型实验与一般的实验不同，常有一些未知的、不确定 的因素需要学生自己去探索解决，需要自己设计实验方案和拟 订实验步骤，对实验中出现的一些现象和问题也需要自己查阅 资料，然后结合已学过的知识给予解释和分析，主要面向大三 和大四两个年级的学生。通过参加课题研究，一方面增进了学 生对某一学科科研前沿动态的了解，感受到了科研的气氛，培 了４８学时的有机合成实验，这些实验代表了经典和现代的有 机合成方法，为学生制备精细有机化学品打下坚实的基础。 ３构建研究型化学实验体系，增强学生的科研 能力 作为现代企业，没有创新就无法开发出新产品，就会被淘 养了发现问题、提出问题、敢于创新的科研素质；另一方面加 深了对科研活动的了解，提高了对科研的兴趣，培养了仔细观 察、思考、勇于探索的科学精神，在提高创新思维能力的 同时，也锻炼了创新实践能力，为学生毕业以后走向社会创造 了一个有利的条件。总之，通过学生参与教师的课题研究，将 汰，因此，企业在招聘人才的时候，特别渴望能够引入具有研 发能力的工程师。于是，作为应用化学专业的大学本科生，除 了掌握好扎实的理论基础和实验技能外，若能够在科学研究方 面积累一些经验，并具有一定的研发能力，将在未来的就业中 具有非常突出的优势。 基础化学实验是为了让学生掌握基本化学实验技能和形成 从科学问题的提出、相关文献的查阅、实验方案的设计、实验 研究探索、实验数据的处理、论文和总结报告的撰写等方面， 得到全方位的锻炼。 初步的创新意识，专业化学实验是为了让学生较为全面掌握本 专业的发展动向和具备一定的创新能力，而研究型化学实验将 进一步加强学生创新能力的培养，并形成一定的科学研究的能 ４ 结语 （下转第２１９页） 在近几年的应用化学专业实验教学体系的构建和探索中， 第４３卷第１９期 李莉，等：基于应用型人才培养的基础型科研训练体系的建立 ２１９ 经典基础实验综合ｒ一设计应用型实验卜－—一 综 合 性 教 科 研 练 项目开发的新体系既符合应用型人才培养需求，又通过建 立及运行综合化学实验与科研训练课程平台，将基本操作技能 培养、技能综合应用、科研课题转化实验以及介入教师课题组 科学研究活动等多层次连成一个体系，逐步提升学生的动手能 成熟转化 验 实 系统深入研究 训 设计与专业相融合的实验 Ｉ－ 学 内 体 容 系 教师教科研项目内容卜＿一 力、科研素质和创新精神的水平。 图１ 基础型综合化学实验与科研训练体系的构建 参考文献 李秀玲，曾秀琼，赵华绒，等．在基础化学实验中开设小型综合实验 ４结语 的探讨［Ｊ］．大学化学，２０１３，２８（６）：ｌ２—１３． 聂丽，胡蕾，王方阔，等．基于“能力培养”为主线的综合性、设计性 近几年里来，我院在构建的综合化学实验和科学研究训练 项目开发与应用［Ｊ］．广州化工，２０１２，４ｏ（２１）：１８２—１８３． 体系之上，通过递进式推进，构建一套良好的以大一本科生为 李鸿敏．综合化学实验新体系的研究与构建［Ｄ］．山东大学硕士学 起点的科研训练模式。此模式以基础型综合化学实验内容为基 位论文，２０１０． 础，以项目为载体，以活动为平台的模式是基于课堂教学与科 彭敬东，马学兵，综合性大学化学实验教学体系和教学方法的思考 研相结合的立体互动式科研能力培养模式。通过科研的锻炼， 与实施［Ｊ］．西南师范大学学报：自然科学版，２０１０，３５（２）：２５９— 加深对所学知识的理解。此模式要从本科生科研的组织体系、 ２６３． 活动内容、模式功能、活动流程以及保障措施五个方面建立一 林枫，曹洋．浅谈无机化学实验改革与实践［Ｊ］．高等教育，２０１１ （６）：６３—６４． 套有效的本科生参与科研模式体系，使本科生的科研能力得到 张逢星，李瑁，刘华强，等．浅谈本科化学实验教学中的创新性教育 明显的提高。 ¨ 和创新性的实验课程体系构架［Ｊ］．宁夏大学学报：自然科学版， １｛１Ｊ １ｊ １Ｊ ２００７，２８（５）：６１—６２． ｅ ＇＿、 岔 ＇＿、 ；＼ ！ ； ！ 才、： 、！； ：； ！ ！ ： ！ ！ ！ ！ ！ ！ ！＿＇、！；、！＿＇、 （上接第１９０页） 我们已经积累了一些经验，但是，创新型人才的培养是一项艰 ［２］ 黄忠京．构建应用化学专业创新型人才的实践教学体系［Ｊ］．高教 巨的任务，任重而道远，如何在实验教学改革中，建立起可提 论坛，２０１１（４）：１７—１９． 高学生创新思维、创新意识和创新能力的创新教育模式，为社 ［３］ 谢发之，宣汉寒，袁仕祯，等．应用化学专业实验教学中培养创新人 会培养高素质的创新型人才，还需我们坚持不懈的努力。 才的思考［Ｊ］．广州化工，２０１０，３８（１０）：２０６—２０８． ｌ４］一 徐雅琴，王丽波．应化专业化学实验教学体系的构建［Ｊ］．化工高等 参考文献 教育，２０１０（２）：６８—７０． ［１］ 郝志峰，余林，李永峰，等．构建应用化学专业实验教学新体系的探 索［Ｊ］．广东化工，２００９，３６（２）：１０１—１０４．
