纪利春，吴瑞凤，杜玉英，王威(内蒙古工业大学化工学院，内蒙古 呼和浩特 010051)

0 引言

应用化学是介于化学与化学工艺之间的一个应用理科专业[1]。与化学专业相比，应用化学专业的学生应当接受更多的应用性、实践性的知识教育[2]。应用化学专业的培养目标是培养学生具备良好的自然科学素养以及扎实的化学基本理论和专业实践能力，能在化工、能源、新材料和环境保护等领域从事产品检验与质量监督、生产操作与管理、环境监测与分析、技术开发与科学研究等工作的应用研究型人才。实验教学是培养学生实践能力和创新能力的关键环节[3]。应用化学专业实验是面向本专业高年级学生开设的专业必修实践课。其课程目标是学生通过提高型、综合型和设计型实验项目的训练，进一步巩固化学的基本理论知识和基本实验技能；训练学生综合运用化学专业知识，利用所掌握的现代化学研究方法与实验手段，独立思考、分析和解决问题，促进综合实践能力和素质的提高。

文章以应用化学专业实验教学为研究对象，从课程设置、教学内容、教学手段、考核方式等方面，探讨了应用化学专业实验教学改革与实践。

1 调整课程设置

学校应用化学专业实验由专业实验和综合实训两部分组成，分别在第六和第七学期开课。多年的教学实践发现，第六学期的实验课教学质量好于第七学期。究其原因，第七学期学生处在大四的上半年，几乎所有学生都面临着研究生、公务员考试以及就业的压力，尤其近几年严峻的就业形势促使班级中半数以上的学生投入到考研学习中，多数学生对本学期的课程持着考核过了就行的态度，对待实验课更是如此。学生的课程学习时间被挤占，学习动力和积极性不足，直接影响到教学质量。2020年学校修订了培养方案，应用化学专业实验由96学时缩减为48学时，在本次修订中将两门课程合并，并将课程安排在第六学期，同时在学期教学周的安排上也尽可能靠前，这样的调整解决了学生考研、就业与课程学习的冲突，即保障了实验课的正常教学，又可减轻学生的学习负担。

2 精选教学内容

教学学时的缩减意味着学生动手时间的减少，原有教学内容的内容陈旧并有重复、范围狭窄、实验类型单一、缺乏先进的实验方法和手段的弊端，限制了学生综合实验能力的提高。新形势下，科学设置实验项目，优化教学内容，就成为应用化学专业实验课程改革的重点。应用化学专业实验是学生具备了基本实验技能基础上的再提高，在实验项目的选择上，即要体现化学知识的综合应用和知识面的拓展，又要考虑有适当的操作难度[4]，突出综合性、设计性和地方特色，着重培养学生的综合实践能力、创新能力以及分析和解决问题的能力。

2.1 经典实验

结合学校应用化学专业的精细化工培养方向，精心挑选了精细化学品化学中的经典实验，如“十二烷基硫酸钠的合成、乳化型化妆品的配制、聚醋酸乙烯酯乳胶漆的制备”，这些实验的开展是对精细化学品化学、精细有机合成化学与工艺学等专业理论课程的有益补充，学生在完成实验技能训练的基础上进一步巩固了专业理论知识。

2.2 应用综合性实验

开设贴近生活的综合性实验，提高学生的学习兴趣。中国人饮茶历史悠久，喝茶具有抗辐射、降血压、提高免疫力等保健功能。因为茶叶是生活中最熟悉的饮品，开设“茶多酚提取、分离、鉴定、含量测定及抗氧化作用研究”实验，极大地引起学生的探知兴趣。在预习阶段学生通过查阅文献了解茶多酚的组成、性质及用途，在实验中通过茶多酚提取、含量测定以及茶多酚清除自由基的抗氧化性研究，进一步了解了茶多酚的相关知识。茶多酚的提取采取了常温水提和微波水提两种方法，通过实验比较了两种提取方法的效率以及微波提取的原理。通过比色法测定茶多酚提取率和抗氧化性，同学们再一次复习了721分光光度计的工作原理及使用；应用柱层析分离提纯和薄层检测茶多酚，同学们在学习了理论知识的基础上接受提取、减压浓缩、真空干燥、装柱、过柱、铺板、活化、点样、爬板等操作训练，理论和实验技能得到提升。同时这个实验也让同学们清晰地意识到生活中可以多饮茶，改变不良的生活习惯。这种贴近生活的综合实验的开展，学生在兴趣的驱动下获取知识技能的同时，也培养了科学思维能力。

2.3 地方特色实验

内蒙古稀土储量最大，稀土化工企业多，每年这些企业的人才需求量很大。结合地方产业特色，更好地满足地方企业的人才需求，有必要设置相关实验，如：“稀土有机配合物的合成及紫外、荧光性质测定”实验的开设，学生在学习稀土知识的同时，综合运用了合成、分离、分析、表征等各种实验技术和无机化学、有机化学、分析化学、稀土化学、仪器分析等理论知识，其中红外光谱、紫外光谱、荧光光谱等现代仪器的使用，增强了学生的谱图仪器使用技能和谱图数据分析能力，将科研的手段、技能和方法融入实验项目中，为今后在稀土企业工作和开展相关科学研究奠定良好的实验基础。

2.4 设计性实验

设计性实验要求学生根据实验原理，通过查阅文献，自主设计实验方案，选定实验仪器，构建实验装置，进行产物性质的检验以及定量分析，总结分析实验结果。结合我院实验仪器设备条件和实验教学的可实施性，提供了“微波辐射法硫代硫酸钠的制备及性质检验，镍的阳极极化曲线的影响因素研究，凝胶法制备尖晶石型LiMn2O4纳米颗粒，水热法制备SnO2纳米粉”等实验项目供同学们选择。设计性实验中教师起辅导和管理作用，是学生为主体的主动学习，学生完成实验的过程就是文献查阅、实验组织与操作能力，分析和解决问题的能力进行有效训练的过程。

优化后的教学内容表现为：内容丰富，涉及面广，包括物质的制备与合成、分离与提纯、检验与鉴别、定量分析、化学性质的探究、电化学问题研究等内容，实现了专业实验内容由低水平重复向高层次的转变[5]；验证性实验学时减少，综合性和设计性实验为主；体现了实验技术的多样性，实验操作难度增加；在进行玻璃仪器实验训练的基础上，增加了先进仪器设备的使用。

3 改进教学手段

实验教学一直以来采取的教学模式是学生书面预习，教师详细讲解，学生按照指导书按部就班完成操作，属于教师主导、学生被动接受的填鸭式教学[6]。这种模式存在的问题：(1)教师的实验讲解也只能局限于实验本身，对与专业应用相关的问题引申有限，缺乏专业背景的教学内容；(2)对于仪器使用和复杂操作，教师需要花费较长时间详细讲解并演示，在短短的时间内学生很难完全消化吸收并达到熟练操作的水平，学生在模棱两可、含糊不清的状态下做实验会出现缩手缩脚、避而远之的现象。这些因素束缚了学生主动探知的积极性，教学效果打折扣。

新课标下，教学学时缩短，教学内容的丰富和现代仪器的使用，使问题变得更加突出，教学手段的改进势在必行。当前微视频、网络教学平台、虚拟实验等新的信息技术的兴起为教学改革提供了新思路。

3.1 微视频的应用

对于精细复杂的实验操作和精密仪器设备的使用，引入微视频辅助教学。将学习内容通过3～10分钟的小视频供学生课前预习或实验过程中观看，有效解决了实验教学中由于学时限制，学生人数多，教师不能全面覆盖给予个体化指导的矛盾。微视频可以增大教学信息量，扩展学习内容，将抽象难懂的专业知识变得生动具体、简单明了，促进学生对实验细节和难点的观察和掌握，有效地提高了学生的实践能力。

3.2 网络教学平台的应用

近几年，国内知名高校慕课课程的推出，为大学生学习提供了丰富的教学资源。将慕课应用于实验教学中，对高校实验教学改革具有一定指导意义。免费在线教育资源为学生提供了与名校名师学习交流的机会，学生可根据需求选择学习内容，是线下教学的有益补充。学校化学实验网络教学平台处在建设期，实验教学中心购置了多种大型分析仪器仿真软件、化工原理仿真系统、大学化学虚拟实验室系列软件，学生可以通过校园网随时进行实验室安全知识、仪器和器皿使用的学习，进行部分实验项目的模拟操作训练，这些都有助于学生预习过程中了解实验内容，熟悉实验操作，改变以往预习质量不高的状况。

充分利用微视频、网络教学资源和虚拟仿真技术辅助实验教学，线上线下融合、虚实互补，突破了时空的限制，弥补了传统实验教学学时少、沉闷、枯燥、信息有限的不足。

4 完善考核方式

实验课成绩评定是实验教学中的一个重要环节。科学合理的考核可以激励学生的学习积极性，有效提高实验教学质量。原有实验课考核主要是根据学生的实验操作和实验报告确定实验总成绩。虽然实验操作是考核的一部分，但考核点并不详细，会出现任课教师凭感觉或印象“模糊”定分值的情形，难免有偏差，这种“不公平”也会打击学生学习的积极性。在原来的考核基础上将过程考核细化，并且增加了理论考试，设计新的考核方式为：实验总成绩=平时考核成绩(80%)+实验理论成绩(20%)。

平时考核成绩占实验总成绩的80%，是综合单个实验项目成绩折算而成。单个实验项目的考核又包括预习(10%)、实验过程(50%)和实验报告(40%)三个内容。由于专业实验的实验周期长，实验装置复杂，用到较多试剂和贵重的大型仪器，只有充分预习才能更好的开展实验。为了避免预习就是将实验讲义从头到尾机械照抄一遍，要求学生在充分了解实验内容的基础上言简意赅的书写预习报告，包括实验目的、原理，实验流程图，反应装置图，注意事项等。预习成绩主要根据学生的预习报告，实验课讲解过程中的问答，实验过程中的条理性，来判断学生的预习情况。实验过程考核涉及到学生在实验室完成实验的整个过程，主要从以下几个方面考核并分配了各项分值：实验习惯和安全意识 (5分)、实验态度 (5分)、实验操作 (20分)、仪器设备使用(5分)、实验现象观察和记录(5分)、实验结果(5分)、实验中发现问题和解决问题的能力(5分)。在动态的实验课中实验过程的细化评价实施起来似乎有难度，但是因为专业实验的单个实验学时比较大，由两位实验任课教师在进行实验指导的过程中，对每一小组及时进行过程的细节评价是可以做到的。实验报告是衡量实验教学效果的重要依据，综合反映了学生分析、研究和解决问题的能力[7]。实验报告成绩从文字表达、图表制作、数据分析处理、讨论深度以及创新能力等方面判定报告的质量并给出相应的评价。

实验理论成绩占总成绩的20%，主要考察学生对本课程所开设的实验项目的相关实验知识、理论知识、仪器设备使用等内容的掌握。一直以来，认为理论考试并不适合实践性强的实验课的考核，但在多年教学中发现，实验总成绩中增加一定比例的理论考核，学生考试的复习过程就是对实验知识的梳理、归纳、总结的过程，也是实验操作在大脑中回放、巩固的过程，是实验课程的期末总结，对提高学生的专业理论知识和实验操作技能具有非常好的促进作用。

新的考核方式中考核标准的细化使教师的评价有的放矢，督促学生认真对待并完成实验中各个环节的学习和训练。这种重在过程、能力为主，兼顾理论的考核方式，能够比较客观、公正、全面的评价学生，调动了学生学习的积极性和自主性。

5 结语

新时期高校要“着重培养创新型、应用型、复合型人才”。专业实验对培养学生实践能力和创新能力有着重要的作用。适应新形势，以提高应用化学专业实验教学质量为目标的教学改革和实践，必将推动学生综合实践能力、分析和解决问题能力、创新能力的提高。