化學(xué)工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程構(gòu)建探索范文

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在研究生階段，有些導(dǎo)師只注重與學(xué)生研究課題相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能，而忽視對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ娜媾囵B(yǎng)，使很多研究生的實(shí)驗(yàn)技能不全面，實(shí)驗(yàn)過程中思維狹窄，綜合分析能力較弱，這樣的同學(xué)畢業(yè)后在新的研究領(lǐng)域很難快速適應(yīng)。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)作為一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，研究生能否早出好成果，不僅決定于其科研思路，也取決于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技術(shù)的熟練程度。因此，通過高等化學(xué)工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，學(xué)校重視對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)研究生進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)技能、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc理論水平相匹配，對提高應(yīng)用化學(xué)學(xué)科研究生的論文質(zhì)量和社會競爭能力具有重要意義。

一、課程特點(diǎn)與要求

以往，一般高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的研究生教學(xué)以理論課為主，缺乏實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。另外，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式將實(shí)驗(yàn)局限在二級學(xué)科范圍內(nèi)，人為地割斷了學(xué)科之間內(nèi)在的聯(lián)系，事實(shí)上難以適應(yīng)對研究生實(shí)驗(yàn)思維和技能培養(yǎng)的要求，也不符合學(xué)科綜合發(fā)展和學(xué)科交叉滲透對人才培養(yǎng)的要求。在全國工科院校積極探索“卓越工程師”培養(yǎng)模式的背景下，如何提高工科研究生培養(yǎng)質(zhì)量，建立符合工科研究生特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，成為全國高校特別是工科院校思考的重要問題。在這樣的背景下，我們提出在高等化學(xué)工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的設(shè)置方面，考慮到不同學(xué)科的要求，淡化專業(yè)界限，既要充分考慮與本科實(shí)驗(yàn)的銜接，又要在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法和手段上具有與研究生培養(yǎng)要求相一致的專業(yè)水準(zhǔn)和技術(shù)內(nèi)涵。體現(xiàn)由簡單到復(fù)雜、由被動模仿到主動設(shè)計(jì)及綜合運(yùn)用的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識的融合，反映學(xué)科交叉。為了能在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)使該課程對應(yīng)用化學(xué)不同層次研究生的培養(yǎng)起到積極的作用，我們在課程內(nèi)容設(shè)置方面，將化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)、化工原理實(shí)驗(yàn)、香料香精制備和調(diào)香實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，打破了以往分專業(yè)、分課程的做法。開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課中，既有覆蓋面寬的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，也有專業(yè)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，還有前沿性實(shí)驗(yàn)和富有啟迪思維的實(shí)驗(yàn)技術(shù)專題講座等，構(gòu)建了富有特色的適合應(yīng)用化學(xué)類研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以提高研究生實(shí)驗(yàn)動手能力、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)解決化學(xué)、化工實(shí)際問題的能力。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置

在高等化學(xué)工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容設(shè)置上我們盡量選擇覆蓋化學(xué)、化工學(xué)科群的實(shí)驗(yàn)，如香料化合物的合成和表征、調(diào)香、膜分離材料的合成和表征、大環(huán)配體的合成與表征、多釜串聯(lián)設(shè)計(jì)等。根據(jù)學(xué)生的情況及學(xué)時(shí)的要求，本門課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括：概述、基本實(shí)驗(yàn)、常規(guī)性實(shí)驗(yàn)、專業(yè)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、自主性實(shí)驗(yàn)和大型儀器的講座與培訓(xùn)等。教學(xué)遵循體系完整、重點(diǎn)突出、實(shí)用性強(qiáng)、與現(xiàn)代研究手段和方法相結(jié)合的原則，力求在有限的學(xué)時(shí)中取得令人滿意的教學(xué)效果。

（一）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)

本部分實(shí)驗(yàn)主要是訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能。學(xué)生在充分預(yù)習(xí)、了解實(shí)驗(yàn)基本原理的前提下，獨(dú)立操作，老師及時(shí)指出學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。目的是使一些基本操作能力較差的研究生獲得實(shí)踐機(jī)會，迅速掌握一些重要、常見的基本操作。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)堅(jiān)持由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，強(qiáng)調(diào)“寬口徑、厚基礎(chǔ)”，以此為其他層次的實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的1／5。

（二）專業(yè)性實(shí)驗(yàn)

專業(yè)實(shí)驗(yàn)堅(jiān)持以培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰橹鞯脑瓌t選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。不同研究方向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)“前瞻性、創(chuàng)新性”。學(xué)生須根據(jù)專業(yè)特色完成若干個(gè)具有專業(yè)特色的綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，如水熱／溶劑熱制備、簡單香料化合物合成、膜分離實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)等。教師從查閱相關(guān)文獻(xiàn)、具體實(shí)驗(yàn)原理的確定、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件的控制對比等方面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、分析問題和解決問題的能力。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，研究生不可能也沒有必要把開設(shè)的所有實(shí)驗(yàn)全做一遍。因此，每位學(xué)生結(jié)合自己的研究方向，可選擇不同的實(shí)驗(yàn)，以鍛煉在相關(guān)研究領(lǐng)域的動手、分析問題能力。本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的1／5。

（三）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

本部分實(shí)驗(yàn)主旨是開發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力，用典型性的研究成果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如我們計(jì)劃開設(shè)具有特定香味化合物的合成和調(diào)香、共軛大環(huán)配合物的合成等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使研究生了解和掌握現(xiàn)代最先進(jìn)的技術(shù)思想、現(xiàn)代科技發(fā)展中具有代表性的重要研究方法。教師的主要工作是設(shè)計(jì)具有研究性的或探索性的問題，然后激勵(lì)學(xué)生去思考、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和總結(jié)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生要獨(dú)立完成查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的全過程，養(yǎng)成獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問題、獨(dú)立工作的良好習(xí)慣。為了達(dá)到較好的教學(xué)效果，實(shí)驗(yàn)前的講解以提問和探討的方式進(jìn)行，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)先將實(shí)驗(yàn)過程及注意事項(xiàng)口頭敘述一遍，以督促其在實(shí)驗(yàn)前自覺預(yù)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)過程中做到心中有數(shù)，不手忙腳亂。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，教師與學(xué)生一起探討，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使得研究生在綜合運(yùn)用課程所學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步獲得了較強(qiáng)的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q實(shí)際問題的能力。本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的1／5。

（四）自主性實(shí)驗(yàn)

由于研究生受到學(xué)習(xí)年限的限制，因此盡早讓他們熟悉與自己相關(guān)的課題內(nèi)容是非常必要的。我們計(jì)劃留有1／5的學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)與論文或科研任務(wù)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)（具有較強(qiáng)的綜合性），要求研究生進(jìn)入自己導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)室，從事輔助或參與導(dǎo)師的科研工作，以激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)一步培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。導(dǎo)師可以結(jié)合自己的科研課題給學(xué)生布置一個(gè)小課題，引導(dǎo)學(xué)生有計(jì)劃地完成；要求學(xué)生自主規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的整體狀況進(jìn)行督導(dǎo)，以使學(xué)生盡快融入導(dǎo)師的課題中，在論文實(shí)驗(yàn)過程中少走彎路，取得更好的成果。本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的1／5。

（五）大型儀器講座和培訓(xùn)

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，科技創(chuàng)新的水平越來越依賴于大量、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段和各種大型、精密儀器設(shè)備。由于多數(shù)生源來自于其他高校的相關(guān)專業(yè)，很多學(xué)生沒有接觸過如X－射線衍射、掃描電鏡、紅外等大型儀器設(shè)備，因而他們在碩士論文期間實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測試和分析中障礙重重。針對這一現(xiàn)狀，我們提出了如下的措施：1．開展相關(guān)儀器使用的講座，請經(jīng)驗(yàn)豐富的教師集中講解儀器的工作原理、操作規(guī)程、注意事項(xiàng)等，并督促實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范化操作，在學(xué)生做好充分準(zhǔn)備的前提下，方允許學(xué)生上機(jī)操作。2．學(xué)生須將測試內(nèi)容和自己的課題相結(jié)合，能正確地進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析，做到學(xué)有所用。這不僅大大縮短了研究生進(jìn)入課題實(shí)驗(yàn)的工作適應(yīng)期，也能提高他們的科研能力。3．經(jīng)過嚴(yán)格的選拔考核后，一部分操作能力強(qiáng)的研究生可以被吸納為大型儀器的協(xié)管員，以使研究生能有機(jī)會實(shí)際操作并熟練掌控一些大型儀器設(shè)備，為以后在課題研究中熟練使用這些大型儀器打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也提高了他們的就業(yè)競爭力。本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的1／5。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

（一）教學(xué)方式、方法

由于授課對象和培養(yǎng)目標(biāo)不同，所以研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、方法應(yīng)該有所區(qū)別。針對高等化學(xué)工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，我們提出了如下幾點(diǎn)建議：1．采用交互式教學(xué)模式向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)技術(shù)的原理、難點(diǎn)和技巧，特別是本科階段未學(xué)習(xí)過的、對研究生課題研究極為重要的一些操作技術(shù)。交互式訓(xùn)練有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中所需要面臨的難點(diǎn)，確定實(shí)際有效的解決方法，是一種更有效的實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)方法。2．每位任課教師圍繞實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的指導(dǎo)思想和主要規(guī)劃，制定自己的教學(xué)方案。3．建立課程負(fù)責(zé)人定期聽課、教師定期互相聽課的制度，以利互相學(xué)習(xí)，互相督促，共同提高教學(xué)水平。4．采用多媒體教學(xué)手段。研究生學(xué)位論文28研究生高等化學(xué)工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)初探以大量的科研實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，而實(shí)驗(yàn)理論與具體實(shí)驗(yàn)操作之間往往存在著巨大差異，研究生從基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的課堂到進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，往往會感到難以適從。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視野狹窄的不足，緩解實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)與研究生人數(shù)之間的矛盾，使應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的研究生能盡快掌握一些常用的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，我們提出在研究生的高等化學(xué)工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程中采用多媒體教學(xué)。

（二）學(xué)生實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的培養(yǎng)

1．培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)研究生作為高層次專門人才的預(yù)備隊(duì)，嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)是他們應(yīng)該必備的一種品質(zhì)。比如在實(shí)驗(yàn)過程中注意觀察，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)想的現(xiàn)象有較大出入時(shí)，多方面查找原因，及時(shí)討論實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)劣等都是研究生所應(yīng)該養(yǎng)成的科研習(xí)慣。原始實(shí)驗(yàn)記錄對研究生理順科研思路、尋找科學(xué)規(guī)律和完成工作總結(jié)等都有著非常重要的意義。［1］從實(shí)驗(yàn)開始階段，研究生就應(yīng)做到規(guī)范地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對于那些不尊重事實(shí)，涂改數(shù)據(jù)和拼湊結(jié)論的同學(xué)，導(dǎo)師要及時(shí)予以批評教育，從而保證研究生樹立良好的科研作風(fēng)，獲得可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．衛(wèi)生習(xí)慣實(shí)驗(yàn)過程中要督促學(xué)生做好試劑的回收工作，不隨意丟棄濾紙、火柴梗、廢玻璃等雜物，有效減少環(huán)境污染和著火爆炸等危險(xiǎn)事故的隱患，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不斷提高環(huán)保意識，養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

（三）教學(xué)評價(jià)體系

實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)兩方面建立相應(yīng)的激勵(lì)與評價(jià)制度，將會促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺W(xué)校可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)管理、教學(xué)評價(jià)等方面建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理與考核制度，以此來激勵(lì)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的投入。在學(xué)生學(xué)習(xí)方面，學(xué)校應(yīng)建立學(xué)生成績和學(xué)分相結(jié)合的評價(jià)方法。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的評定主要依據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)際表現(xiàn)。如學(xué)生是否按時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否有充分的預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過程中是否以積極的態(tài)度投入了，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)是否清洗和整理實(shí)驗(yàn)用品，是否真實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)情況并及時(shí)總結(jié)等。

四、研究生實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

建立專門的研究生教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供更加全面、系統(tǒng)的環(huán)境，形成教學(xué)科研有機(jī)結(jié)合得更為完善的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系，是當(dāng)前研究生教育發(fā)展的迫切需求。［2，3］我們希望按大學(xué)科或大專業(yè)建立開放性實(shí)驗(yàn)室，供研究生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有步驟、分批次地開放實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室不僅要對本專業(yè)的師生開放，也對跨專業(yè)、跨學(xué)科、跨院系的師生開放，讓研究生在自由、開放的研究環(huán)境中選擇實(shí)驗(yàn)和接受專業(yè)指導(dǎo)。同時(shí)，這種手段也有利于加強(qiáng)學(xué)科之間的協(xié)作和交流，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件的真正共享。

五、師資隊(duì)伍建設(shè)

實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的水平和能力，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系運(yùn)行中起決定性的作用。學(xué)校必須建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、人員精干、專兼結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，使他們在培養(yǎng)研究生的實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。為了充分發(fā)揮高水平教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢，學(xué)校有關(guān)部門應(yīng)該制定一系列有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行和改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體環(huán)境的相關(guān)政策，鼓勵(lì)教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)的教師參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來，充分發(fā)揮他們的科研優(yōu)勢，這更有利于將若干較成熟的研究成果融入課堂教學(xué)，使學(xué)生了解學(xué)科的最新發(fā)展動向，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，提高研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生綜合的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＃?］

六、實(shí)驗(yàn)保障體系建設(shè)

學(xué)校有關(guān)部門應(yīng)該對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)研究生實(shí)驗(yàn)學(xué)分提出更加明確的要求，建立實(shí)驗(yàn)課程管理系統(tǒng)，從制度上保障研究生重視實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師應(yīng)重視課程教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，包括實(shí)驗(yàn)方案把關(guān)、實(shí)驗(yàn)過程指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)收等，突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用。研究生可以通過系統(tǒng)，選擇實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)操作過程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及綜合考試等環(huán)節(jié)的考核，取得相應(yīng)的學(xué)分。

七、結(jié)語

實(shí)驗(yàn)技能的高低與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)研究生的培養(yǎng)質(zhì)量息息相關(guān)。結(jié)構(gòu)合理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，對培養(yǎng)研究生自我創(chuàng)新意識、從事科學(xué)研究的能力和就業(yè)競爭能力有著非常重要的作用。探索適合應(yīng)用化學(xué)專業(yè)研究生特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系將是一項(xiàng)長期的任務(wù)。）只有不斷加強(qiáng)研究生實(shí)驗(yàn)課程的改革與建設(shè)，改善研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的條件，完善各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)與激勵(lì)機(jī)制，才能培養(yǎng)出大批高素質(zhì)的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才。

作者：李向清穆勁康詩釗秦利霞易封萍陳桂娥單位：上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境學(xué)院