大學化學教學范文

摘要：

大學化學教育對于完善學生的知識能力結構，培養其相應的化學素質具有重要作用，在本科教學中有著舉足輕重的地位，是培養高素質軍事人才的重要基礎。該文從大學化學課程設置，講授內容、教學方式與考核方式等方面對軍隊院校與地方高校的大學化學教育情況進行了比較研究，并針對軍隊院校學時受限的客觀情況，提出了改進大學化學教育的幾點思考，即加強與物理課程銜接、調整講授內容、教學與考核方式多樣化、引進助教制度、開設設計性實驗等。

關鍵詞：

大學化學教育；軍隊院校；地方高校；課程設置

化學是研究物質的組成、結構、性質、以及變化規律的科學，是人類在征服自然的進程中逐步形成的一門自然科學學科，也是人類用以認識和改造物質世界的主要方法和手段之一。當今人類面臨的能源、糧食、環境、人口、資源等五大全球性問題無不與化學密切相關[1]。因此，作為通識教育的大學化學（或稱普通化學），一直以來都被作為高等教育中實施化學教育的基礎。尤其是對于非化學專業的學生，大學化學可能成為其四年學習生涯中接觸的唯一一門化學課程。“大學化學”給學生以高素質的化學通才教育，使學生掌握必需的化學基本理論、基本知識和基本技能，能運用化學的理論、觀點、方法審視公眾關注的能源危機、環境污染、新型材料、生命科學、健康等社會熱點問題[2]。這對于完善學生的知識能力結構，培養其相應的化學素質具有重要作用，在本科教學中有著舉足輕重的地位。在非化學化工類專業中實施化學教育已成為工程技術、高等教育專家的普遍共識。特別對于軍事院校來講，大學化學課程是培養高素質軍事人才的重要基礎。一方面為軍校學員提供必要的化學知識儲備，使其了解化學在軍事上的應用。更關鍵的是要幫助學員構建自身發展所需要的化學基礎知識和基本技能，培養他們運用化學的理論、觀點和方法去觀察、分析軍事裝備、軍事工程乃至戰場環境中的化學問題的能力[3]。國防科學技術大學作為軍內培養國防科學技術人才的綜合類最高學府，擔負著培養創新型高素質的軍事人才的重擔。了解國內重點地方高校的大學化學教育狀況，并以國防科大為例，對軍隊院校與國內重點地方高校的大學化學教育的情況進行比較分析，保持軍隊院校的特色與優勢，學習地方院校的長處，對軍隊院校新一輪培養方案的制定和實施無疑具有重要的指導和借鑒意義。

一、大學化學課程設置現狀比較

大學化學作為一門導論性質的基礎課，其課程內容覆蓋面廣，除了化學學科本身的化學反應基本規律和物質結構的相關知識之外，還包括眾多的交叉及邊緣學科，例如能源化學、材料化學、環境化學、生物化學等。而與大學化學課程相配套的實驗教學，是理論與實踐相結合，培養學生創新能力和實踐能力的重要環節。[5]從地方高校的大學化學課程設置狀況看，一般理論教學學時數都在48學時以上，上海交通大學最少，也有36學時，而清華大學則高達64學時，而我校09培養方案中的大學化學只有28學時。地方高校普遍重視實驗教學，如北京大學實驗學時數達到了60學時，最少的浙江大學也有18學時，而我校09培養方案中僅僅有8學時。在軍隊院校中大學化學課程普遍存在著內容多、學時少的矛盾，大部分非化學類專業都不開設大學化學課程。這是因為軍隊院校由于培養人才目標和定位的不同，與對方高校相比有更多現實的困難。一是要培養素質過硬的軍事人才，就必須保質保量地首先完成政治、軍事類的課程，而地方院校在這方面投入的學時數非常少；二是數學物理作為核心基礎課程，是進一步學習其他工程技術的前提和保障，這一點與地方高校是相似的；三是迫于英語、計算機等級考試的壓力，這類課程的學時也必須保證；四是對人文素質的呼聲逐年增大，人文類課程逐漸增加；五是對化學教育的作用認識不到位，學員進入部隊后沒有體現出化學素質對于軍事人才的普遍重要性[3]。由于多方面的綜合原因，大學化學課程所包含的內容逐漸的豐富，而完成課程講授的理論學時不僅得不到擴展，反而被逐年的壓縮。于是大學化學的教學就出現了一種“教材越編越厚，課時越講越少”的奇怪現象。如何在有限的學時完成大學化學課程的講授和學習，是教員和學員都正在面臨著巨大的挑戰。

二、講授內容、教學方式與考核方式的比較

高等學校是培養未來工程師的搖籃，化學是理工農醫類各專業的重要基礎課程，因此在高等教育中滲透綠色化學的理念，進而從高等教育的源頭上杜絕環境污染是十分必要的。綠色化學(GreenChemistry)，又稱環境友好化學(EnvironmentallyFriendlyChemistry)，是以化學反應“原子經濟性”為基本原則，即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子，在始端就采用實現污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，是一門從源頭阻止污染的化學。它不但是化學科學與化學工業可持續發展的必由之路，還是2l世紀化學技術的發展方向，已成為當今國際化學科學研究的前沿。將綠色化學理念融入化學教育的全過程，使學生樹立起綠色意識，培養學生綠色化學研究能力，提高科學素質水平，成為高等學校人才培養目標之一。為此，我們在大學化學教學實踐中，通過理論教學和實驗教學中的各環節，構建新的教學體系，對學生灌輸綠色化學理念，培養適應國家可持續發展的高素質綜合型人才。

1大學化學教學中灌輸綠色化學理念的重要性與必要性

近年來，隨著環境污染的愈發嚴重和公眾對環境問題的日益關心，尤其是近年來我國多地連續出現大面積的霧霾天氣，迫使人們思考保護環境和發展經濟的兩者關系問題。究竟是先發展經濟后治理環境，還是在發展經濟的同時就杜絕環境污染的發生？人們開始對化學工業提出質疑，認為這一切主要是由化學造成的。面對這種情況，化學教師在日常教學中對學生進行綠色化學理念教育就顯得尤為必要，是培養具有綠色意識和環保能力高素質人才的基礎，也是解決環境問題的根本出路。同時化學工作者也應該深刻反思，回過頭去看看化學給環境帶來了哪些負面影響，總結經驗教訓，按照綠色化學12條原則的要求，研究出新的原子經濟合成路線，開發出新的綠色化合物。綠色化學與環境保護不同之處在于：綠色化學不是被動地治理環境污染，而是主動地防止化學污染，從而在根本上切斷污染源。目前綠色化學在節約能源、防治污染、保障人類健康與安全等方面發揮著日益顯著的作用，受到了社會的極大關注，發展綠色化學成為當今社會的迫切需要和大勢所趨。讓學生們堅信，化學在創造出更多的高新技術材料的同時，也一定能避免無用的、有害的物質產生。教師應該用實際生動的范例充實我們課堂教學的內容，按照范例所涉及的知識點，自然地、形象地滲透到大學化學中。滿足社會的需要是大學化學教學的重要目的之一，21世紀社會需要的是具備高科學素質的“綠色工程師”，他們肩負著建設祖國未來的使命，是國家的棟梁之才。學生在校學習階段就牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識，使他們自覺的成為未來環境的保護者。因此，作為培養未來高級專業人才的高等學校，為適應21世紀社會對高級人才培養需求，在大學化學的教學中，融入綠色化學的理念，使學生了解綠色化學，認識綠色化學，構建起綠色化學思維，方能從根本上預防環境污染事件的發生，解決目前環境面臨的困境。

2大學化學實驗教學中構建綠色化學理念的探索

化學是以實驗為基礎的自然學科，實驗教學在大學化學教學中有舉足輕重的作用，但實驗也是產生污染的主要渠道之一。人們的傳統思想是化學實驗造成污染是不可避免的事情，“環境保護”就是治理污染，更不會想到還可以從源頭上防止污染的產生。首先我們在實驗教學中，堅持讓學生在實驗前對實驗內容預習，并寫出預習報告，在預習報告中包含設計具體實驗步驟，盡量減少試劑用量，實驗結束對實驗室廢液的如何處理，減少“三廢”的排放，以降低污染和減少浪費，從而實現綠色化學的理想和目標，其次對實驗教學內容進行“綠色化”改革和創新，在保證學生基本實驗技能得以訓練的前提下，盡可能開設對環境友好的實驗。具體來說要做好以下兩方面的工作。一方面，改革實驗部分內容。遵照綠色化學的理念，從實驗項目和內容抓起，從源頭上阻止污染。因此，在實驗教學中要實現教學內容的綠色化，最先考慮的是實驗項目的設置，既要能體現實驗教學的目的，又要能達到化學實驗的“綠色化”。如沉淀溶解平衡實驗，經典的Pb(NO3)2和K2CrO4生成黃色PbCrO4沉淀，盡管現象明顯，但Pb、Cr都是有毒重金屬，會對水資源造成嚴重污染。為此選擇Na2SO4和BaCl2作為沉淀試劑，生成白色BaSO4沉淀，現象明顯，實驗效果良好，既達到了實驗目的，又減少了有毒物質的使用和排放。對于某些與綠色化學理念相悖有毒的驗證性實驗，亦不能提高學生的綜合操作技能，則予以刪除，選取具有代表性的無毒的實驗來鍛煉學生的基本操作技能。如有機化學醛酮、糖等性質實驗，所用化學試劑毒性很大，取而代之的是測定葡萄糖旋光度的實驗，徹底杜絕了有毒物質的使用和排放。

另一方面處理實驗廢棄物，杜絕污染物的排放。我們在大一新生剛開始做第一個化學實驗時，就以綠色化學理念引導學生正確處理實驗室廣泛使用的鉻酸洗液。若不經處理的含鉻廢水直接排入下水道，就會造成嚴重的鉻污染，這樣既消除了鉻的污染，又得到副產品Cr(OH)3和Fe(OH)3。再如廢酸廢堿的中和處理，含銀鹽的廢液通過加入金屬鋅進行還原回收金屬銀，變廢為寶，一舉兩得，保證實驗全過程的綠色化。第三利用現代信息技術建設網絡虛擬仿真實驗室，將有毒實驗進行仿真實驗演示。例如沉淀溶解平衡碘化汞沉淀的生成，碘化銀在氰化鉀中溶解等實驗，分別需要用到極毒試劑氯化汞和氰化鉀，實驗后的廢液雖經過處理但仍對環境造成極大危害。將類似的有毒實驗由老師集中做并現場錄像或從網上下載有關視頻，制作成多媒體光盤掛在網上，供學生下載觀看。同時加強實驗管理，嚴格要求操作規范，培養學生良好的實驗習慣，將實驗教學對環境的損害降到最低限度。把綠色環保的辦學理念滲透到實驗細微之處，將綠色化學的理念印入腦海，提高環保意識，達到化學實驗綠色化的宗旨。

3大學化學理論教學內容的綠色化

大學化學涵蓋無機化學、分析化學和有機化學等內容，教學內容十分豐富，其中的綠色化學反應例子很多，為綠色化學教學提供廣闊的平臺。教師應該在教學中須對教材進行優化重組、拓展和創新，結合具體的內容對學生灌輸綠色理念。教材中涉及到綠色化學的反應加以重點強調，對未體現出綠色化學的教學內容進行及時的補充、適當的拓寬。例如乙烯被氧化成環氧乙烷[8]制備重要化工原料乙二醇的反應就符合原子經濟性原則。在講授碳的氧化物時，介紹CO2在綠色化學中的重要用途，當CO2在臨界點(溫度31.1℃，壓力73.8個大氣壓)以上時，CO2具有液體的密度和常規液態溶劑的強度；同時它又具有氣體的粘度，因而有很高的傳質速度，而且具有很大的可壓縮性，這些特點使超臨界二氧化碳成為一種優良的溶劑，它無毒、不可燃、而且價廉，已發現許多反應能在超臨界二氧化碳中進行。因此，研究超臨界二氧化碳溶劑代替揮發性有機化合物作溶劑，從而消除它們對環境的污染，這就符合綠色化學不使用有毒溶劑的理念。農作物秸稈的綜合利用是當前我國面料的實際難題之一，植物生物質的主要成分是木質素~纖維素和半纖維素，它們都可以轉化成極為寶貴的能源和化工原料。但是為了充分和高效地轉化它們，必須在木質素降解酶催化下水解，得到葡萄糖等小分子物質之后，再把它們轉化成需要的有機化學制品，從而實現生物質替代石油作化工原料。例如，氫氣是綠色清潔能源，但氫氣的制取一直困擾著氫氣的推廣使用。用木材及農作物殘渣為原料，以NaOH作催化劑，用Ca(OH)2作CO2吸收劑。該工藝優點：不使用氰化物和甲醛，操作安全，生產步驟少，產率高。

摘要：大學基礎化學教育是化工類專業的一門基礎課程。本文從高職化學和中學化學教學銜接的現狀出發，圍繞高職化學和中學化學教學銜接中存在的主要問題，針對性地提出了改進對策，以期提升高職化學教學質量。

關鍵詞：高職院校；基礎化學；教學方法；中學化學

基礎化學是化工、制藥類專業的一門基礎課，旨在培養化工類大學生的化學基礎知識，為進一步學習專業知識打下基礎。該課程安排在一年級開設，需要有中學化學的基礎才能夠學習，而如何使高職新生在原有的中學化學基礎之上提升至高職基礎化學水平，一直是我們關注的重要課題。

1.激發學生的學習興趣

當前，傳統的課堂教學模式仍然是基礎化學教學的主要方式。課堂上，教師負責講授，學生只能是被動的聽講，應為形式單調乏味，學生的學習興趣不高。如果創造一種新的學習模式，讓學生成為教學的主角，主動學習而不是被動參與，則必然會大大提高教學的效果和質量。但這種主動學習法往往比較費時，而且在較大的班級中組織起來也比較費力，如果組織不當反而會出現課堂秩序混亂等問題。因此如何在教學中既調動學生的學習積極性，又能保證教學質量，就成為每個講授大學化學課程的老師需要思考的問題。而對于非化學化工類專業學生來說，如何使學生盡快融入教學，激發學生學習基礎化學的興趣是至關重要的。解決這個問題，我們可以試著從社會和生活中的實際入手，讓學生認識到化學已滲透進各行各業。例如，對于環境類專業的同學來說，教師應指明環境保護業已成為當今社會可持續發展的關鍵點之一，并與學生深入討論環境污染及其危害等熱點問題；針對建筑類專業的學生，我們則重點介紹裝修材料以及建筑材料性能與化學之間的關聯。這些都可以誘發學生自主探索化學學科的欲望，從而使這種欲望轉化為學習化學的動力。對于化學化工類專業學生來說，學生學習基礎化學的興趣更是至關重要的，學生一定要認識到只有基礎化學功底扎實，才有能力進一步學習化工、制藥類專業課程。否則，專業課的學習只能是竹籃打水，最終自暴自棄。

2.要充分利用演示實驗

演示實驗是大學化學教學環節中不可或缺的，演示實驗可以激發學生的好奇心，使學生主動參與到教學中來。但現狀卻是國內大多數高職院校教師都放棄了課堂演示實驗，教學模式只是簡單的從理論到理論。其實，基礎化學課程所需的演示實驗并不多，例如：化學反應速率、酸堿指示劑、結晶、原電池反應、白磷的燃燒等。演示實驗可以激發學生對大學化學學習的興趣，有助于幫助學生理解教師所講的內容。這種教學模式還有助于幫助學生認識到所有的知識都來源于試驗事實，培養學生尊重實驗事實的科學作風。

3.抓住中學化學中的核心概念提升高職基礎化學教育效果

高職藥學類教育是為生產、管理、服務等一線培養技術型、應用型專門人才，教育部在《關于深化教學改革培養21世紀需要的高質量人才的意見》中指出，我國高等職業教育教學工作要以加強人才培養的針對性、應用性、實踐性為核心。高職藥學類專業化學實驗教學以技術型教育為主，其目標是使學生獲得從事藥學相關職業所需的技能和知識，成為生產第一線的高級技術應用型和生產實用型人才。

一、課程設置

大學和高職院校對藥學類專業化學實驗教學課程體系都進行了相應改革，其共同方向為打破不同專業實驗的界限，根據課程的基礎性特點，把傳統的無機、有機、分析和物理四大化學融為一體，構建一體化的化學實驗教學體系。整合后的教學體系包含基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三類，內容設置循序漸進，有針對性地對學生的能力進行訓練。另外，化學實驗的內容的選擇更加環保人性，減少了對環境的污染和人體健康的危害。大學和高職藥學類專業化學實驗教學的差別主要體現在培養學生能力的側重方面，這也反映出兩者培養目的的不同。大學化學實驗教學課程設置原則為“確保基礎，更新內容，突出應用，反映前沿”。

課程設置上強調基礎實驗技能的同時，以科學研究為內容導向，注重培養學生獨立思考和解決問題的綜合素質以及從事創新性科學研究的能力，為培養高層次人才打好基礎。為服務于教學目標，大學化學實驗類型多以綜合性與設計性實驗為主。高職藥學類專業化學實驗教學按照“需用為準，夠用為度，應用為先”的基本原則，以企業需求的技能為導向，培養學生的職業能力，讓學生掌握專業所需的化學實驗及應用的基礎操作和基本技能，畢業后直接上崗就業。為強化實用性與技能性，高職化學實驗傾向于基礎性實驗和綜合性實驗類。

二、教學設置

教學設置中一個主要問題是教師在整個教學程中所起的作用。由于學生知識層次和學習能動性較好，加之學生有較多課余時間預習和復習，大學化學實驗中教師只負責引導，學生成為主體，有的大學化學探索引入了開放式實驗，從選擇實驗內容到進行實驗過程，最后完成實驗求得結論，甚至是實驗的準備過程，全部由學生參與并主導，很大程度上激發了學生的實驗熱情，大大提高了大學生從事實驗和科研的興趣。高職化學實驗教學強調培養學生的基本技能，所以要求通過基本操作的規范化反復訓練，熟練掌握實驗技能。為了達到最佳的教學效果，教師甚至需要手把手的給學生講解演示，教師在整個化學實驗教學中占據著較為主導的地位。

另一方面，隨著科學技術的進步，大學與高職院校的化學實驗開始由瓶瓶罐罐走向屏幕和虛擬空間。多媒體電子教案、實驗視頻錄像以及完全由電腦虛擬的仿真實驗室無疑是化學實驗教學的一大新發展，雖然它們不能完全取代傳統的大學化學實驗硬件平臺，但作為化學實驗的輔助教學手段越來越受到大學和高職院校的重視。

綜上所述，大學與高職藥學類專業化學實驗教育在人才培養上必須找準各自位置，準確定位培養目標，合理制定化學實驗課程，恰當采用教學手段與方法，著力培養學生能力，為我國醫藥行業輸送優秀的藥學專業人才。

摘要:從仿真技術的角度，對“儀器分析實驗”課程的教學改革與實踐進行探討。實驗結果表明:熟練運用仿真技術于課程教學，可解決由于學時、經費、場地、儀器臺(套)數不足等條件限制，不能充分保證每個學生都能親自上機操作的問題。還可以激發學生學習興趣、提高學生的動手能力，增強教學效果。此外，仿真教學軟件的選擇、設計要貼近實際，讓學生能更好地掌握儀器操作。

關鍵詞:儀器分析;仿真;實驗教學;應用

“儀器分析”是我校食品質量與安全、生物工程、制藥工程、藥學、中藥學、環境工程等專業的學科基礎課。本課程要求學生掌握基本儀器的原理和檢測技術，注重實驗方法和基本技能的訓練，為其以后在食品、藥物、環境工程等領域的工作、科研及進一步的學習作必要的鋪墊。現代社會職業化的要求及學生謀生需求的驅動，使儀器分析的實踐性要求越來越強。儀器分析所包括的分析方法目前有數十種之多。每一種分析方法所依據的原理不同，所測量的物理量不同，操作過程及應用情況也不同。課程內容多，教學課時少，且內容抽象，學生普遍反映學習難度大，其次實驗所用儀器價格昂貴，限制了實驗教學的開展［1］。

1國內各高校對儀器分析課程的教學改革國內很多高校對于“儀器分析

”課程進行了教學改革:如華中農業大學李勝清等［2］建立了分析化學“四位一體”的研究性教學模式和“儀器分析”等課程多元化的考核體系。渤海大學李秀霞等［3］以食品儀器分析課程為例進行了研究性教學模式的改革實踐。廣西中醫藥大學馮旭等［4］將PBL教學法，應用于藥學類專業儀器分析實驗課。河南焦作大學蘇永祥等［5］從教學實際出發，探討如何激發學生的學習興趣、如何讓學生明白做好儀器分析實驗的重要性、上好儀器分析實驗課的措施、改革實驗課考核形式，促進學生的學習主動性。廈門大學化學系趙一兵等［6］分析了儀器分析實驗課教學存在的問題，闡明了多媒體計算機輔助教學是緩解教學內容多、更新快與儀器設備不足和落后的矛盾，是完善教學效果的有效途徑。廣西中醫學院譚建寧等［7］以CAI課件輔助實驗教學，將其應用于實驗預習和了解沒有條件開設的實驗、重復模擬有條件開設而教學效果不佳的實驗。首都醫科大學化學生物學與藥學院閆淑蓮等［8］就儀器分析實驗課教學中遇到的問題進行了探討。廣西師范大學化學化工學院鄒華紅等［9］、綏化學院食品與制藥工程系田喜強等［10］根據儀器分析實驗的特點，為了解決儀器分析實驗教學存在的問題，從成績考核、實驗內容設置、教學方法與手段等方面對儀器分析實驗教學進行改革。東北林業大學理學院李暐等［11］根據儀器分析實驗的特點，解決實驗教學的現狀與存在的問題，設計并實踐了“強化預習+儀器認知+獨立操作”的儀器分析實驗課程的教學模式。目前關于“儀器分析”課程的研究性教學實例只有華中農業大學化學學院、渤海大學、南京航空航天大學及本課題組，且理論和實踐均處于探索階段。近年來，各個高校根據儀器分析課程教學的特點，在實驗內容安排，學生分組的設置，實驗課程的考核等方面都有一定的改進，但由于受到各方面條件的限制，學生在實驗操作中依然處于被動地位，動手能力比較欠缺，所學到的儀器分析理論知識難以與實踐真正融合，創新能力沒有得到相應的提高。因此，本課題組擬對“儀器分析實驗”課程進行基于仿真技術的研究性教學方法的探索與實踐，緩解儀器不足等造成的矛盾的同時，激發學生學習儀器分析實驗課程的興趣，提高學生的實驗動手能力，提高實驗教學效果，促進實驗教師自身素質的提高。

2儀器分析教學改革的幾點措施

2．1教材建設與選用

根據不同專業人才培養的需要和儀器分析微型、高效、自動、智能的發展趨勢，課程組在教材建設方面始終堅持兩條原則:一是堅持選用優秀出版社出版的優秀教材;二是教材符合工科相關專業的需要。所以根據授課對象的不同，食品質量與安全、生物工程專業選擇朱明華主編，高等教育出版社出版的《儀器分析》(第四版)為教材，該教材為“十二五規劃教材”。此教材基礎理論和基本知識敘述得較為詳盡，突出基礎學科教學和工科化學的特點，該教材習題量較為適中，難易得當;使用下來，效果較好。環境工程專業選擇劉志廣主編，大連理工大學出版社出版的《儀器分析》(第二版)，該教材為“國家精品課程教材”，可作為綜合性大學化學系及相關專業的儀器分析課程的教材。藥學相關專業(制藥工程、藥學、中藥學)選擇柴逸峰、邸欣主編，人民衛生出版社出版的《儀器分析》(第八版)為教材。該教材是國家衛生和計劃生育委員會“十三五”規劃教材、全國高等醫藥教材建設研究會“十三五”規劃教材，該書是專門針對藥學相關專業編寫的，內容上符合藥學相關專業對儀器分析基礎知識的需要。內容較為精煉，較其他的教材，在各章中加強了學習要求，加強了與藥學相關專業的聯系。教材內容較為豐富，這對學生擴展知識有較好作用。

1在化工原理教學中的應用

以化工原理為代表的化工原理系列課程是化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課中最重要的課程，起著由“理”及“工”承上啟下的橋梁作用，其教學目的就是培養學生運用所學知識分析和解決化工單元操作中實際工程問題的能力。化工原理系列課程包括：理論課、實驗課、生產或仿真實習和課程設計四個環節。其中化工單元操作過程設計方法、操作原理及其計算是理論課程教學的重要內容，而迅速準確地進行工程計算是課程設計的基礎，所以組織好化工原理理論課程教學是落實化工原理整體教學的關鍵。目前，化工原理主要授課內容：流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計算方法，而通用過程模擬軟件中幾乎包括所有常見的化工單元基本模塊，在講課過程中，教師可以在講授基本原理后，使用軟件中的相關計算模塊對其工作特性進行模擬展示。

東南大學化學化工學院肖國民、李浩揚[3]等，利用Fluent、Aspenplus軟件應用于講授和解決“三傳”問題。其中利用Fluent軟件，對固定床反應器進行動量模擬，結合反應動力學模型和對流傳熱模型等，研究反應器內一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯反應，從而獲得反應器內速度、溫度和各物質濃度的分布情況，模擬結果與實驗數據吻合良好。這一過程給學生清晰的展示了：不僅固定床反應器內部的“三傳”均和反應的進行程度相輔相成，而且若想準確計算、設計或優化一個單元操作過程，實驗情況與計算模擬必須相互反饋，相得益彰。利用Aspenplus軟件對二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進行設計和工程開發，與傳統的換熱器設計計算方法相比，結果具有可靠性高、計算用時少、繪圖快、和各專業集成效應強等優勢。通過對甲醇—水精餾過程模擬，說明該軟件可用于質量傳遞方面的計算。教學實踐證明，該方法不僅可以全面反映塔內物料組成、質量分布狀況等工藝計算結果，而且還可通過系統內置板式塔或填料塔的各種塔內件參數，得到塔結構詳細設計，另外學生還可以通過改變模擬計算條件，綜合考察各因素對分離效果的影響，便于教學。

中國石油大學（華東）化學工程學院劉相、王蘭娟[16]利用軟件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統的課程設計相結合的教學方式，簡化繁瑣的計算過程，強化學生的工程意識和制圖規范，使化工原理課程設計逐步走入規范化軌道。中國石油大學（華東）化學工程學院孫蘭義，張月明[17,18]等，選擇烯烴分離裝置作為研究對象應用于化工原理課程設計教學之中，利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數等重要數據，計算機教學的引入為化工原理課程設計教學注入了新的活力。江蘇技術師范學院化學與環境工程學院張春勇，鄭純智[19]等利用Aspenplus軟件在流體流動和輸送機械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應用，在教學過程中使學生看到的都是工程實例，充分踐行了理論聯系實際這一教學原則。嘉興學院生物與化學工程學院韋曉燕，譚軍[20]等，山東科技大學化學與環境工程學院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過程模擬系統有目、有步驟地應用于化工原理系列課程教學，通過單元模型操作型問題、實際案例分析和課程設計三個階段的訓練，使學生加深對化工單元設計的理解，達到培養“知識”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工學院化學工程系葛明蘭，李翠清[22]等和安陽大學化工系李安林，張換平[23]等將ChemCAD軟件應用與化工課程設計和簡捷精餾模型，青海大學化工學院李曉昆，張宏[24]等將ECSS軟件應用在板式精餾塔工藝計算中。華南理工大學化學與化工學院鄭秀玉，李瓊[25]還將過程模擬系統應用于化工仿真實習教學的改革與實踐當中，取得了寶貴的教學經驗。實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合，且呈非線性關系作用的結果，解答需要經過多次運算與討論分析。如操作型計算，盡管與設計型應用的原理是一樣的，但是因為思考問題的角度不同，使得此類問題復雜、靈活，綜合條件的選擇計算不是一次完成，而是需要多次試算，反復迭代，加之公式復雜，計算步驟繁多，計算量很大。模擬軟件的應用是解決這類問題行之有效的捷徑，既幫助學生加深了對各化工單元的認識與理解，又培養了他們解決實際工程問題的能力。

2在化學反應工程、分離工程教學中的應用

化學反應工程和化工分離工程皆為化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課程。其主要研究內容的共性為過程開發、工藝設計以及實際生產操作過程中遇到的工程問題。在化工生產過程中，化學反應是生產的核心，而分離過程則是其前的原料凈化和其后的產品精制，一般來說分離裝置的費用占總投資的70%以上。過程模擬系統中，基本上包含了教學過程中所包含的各式反應器模型，另外系統還集成了用戶自定義模塊，用戶可根據實際需求二次開發反應器模塊子程序。而對于化工分離過程的模擬無論是從可模擬介質的種類和塔器的形式上，還是從模擬結果的精度上，都堪稱化工模擬技術發展的代表。如：在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級汽-液、液-液平衡為例，其計算分為簡捷、嚴格法兩種。簡捷法計算單元模塊庫有三類：簡捷法精餾設計、簡捷法精餾核算和石油簡捷蒸餾。

嚴格法計算單元模塊庫有六類：嚴格精餾、復雜塔嚴格精餾、石油嚴格蒸餾、基于質量傳遞速率蒸餾、嚴格間歇蒸餾和嚴格液-液萃取，每一類單元模塊庫中又有多個以進料、加熱器（冷凝器）和側線物流等不同組合形式，如：嚴格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計算，還可用于三相(汽-液-液)計算，即可模擬：普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應比例控制蒸餾等工藝過程，而石油嚴格蒸餾庫中就有近50種形式可選，所以過程模擬系統不僅可以滿足化工分離工程課程主要內容的需要，而且對其后繼石化、煉化等工藝課程，也有較大的幫助。天津科技大學王彥飛，朱亮等采用教學內容與AspenPlus軟件相結合以提高教學質量，討論環氧丙烷水解絕熱連續攪拌釜式反應器模型的多解性，在課堂上非常快速直觀的讓學生清楚了解多定態現象以及產生的原因，有助于學生對反應過程的理解，并通過軟件使用可以回答，“如果改變某些條件，那么對于結果有哪些影響？”這樣的問題。南京化工職業技術學院化工系戴斌，徐宏利用化工過程模擬系統ChemCAD二次開發工具，在SO2轉化反應器的工藝設計上，通過使用VBA語言編程，實現有復雜反應動力學方程的反應器工藝設計。變換不同的SO2轉化工藝條件，計算得到與之對應的反應器體積，從而為裝置技改、去瓶頸和優化提供依據。上海應用技術學院吳錫慧，郁平等對化學反應工程教學改革和實踐，在實驗中引入AspenPlus軟件強化計算機應用，提高了學生們的設計和綜合分析能力。該軟件也正被學生用在大學生化工設計競賽、畢業設計和科技創新等環節。

天津大學化工學院李士雨，齊向娟給出了應用ChemCAD模擬軟件更新分離過程教學內容的初步方案包括：分離過程熱力學、自由度分析的原理和方法、單級平衡和多級平衡模擬計算等。得出：無論從國內外化工分離過程教學內容的更新趨勢上看，還是從工業界對分離過程教學內容需求的變化上看，在分離過程教學內容中增加計算機模擬分析方法是大勢所趨。華東理工大學化工學院李偉，朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習題課上，同時改變熱力學方法、閃蒸條件、壓力等，完成不同條件下的多種閃蒸計算。進行丙烯精制塔精確計算可對塔操作參數進行多方案計算和比較，實現整體優化；通過調節操作參數實現產品的純度和塔的能耗比較，在其之間建立量化概念，這對于思考許多分離基本問題是十分有益的。江蘇石油化工學院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對醋酸與乙醇催化反應精餾塔進行模擬，回流比、進料組成、進料位置等對醋酸與乙醇收率的影響進行了分析，結果表明：運用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應精餾過程，結果可靠,精度高。江漢大學化學與環境工程學院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實驗教學中。通過演示軟件操作錄像、學習模擬經典實例等方法，使學生迅速掌握并使用軟件，借此求解泡、露點及塔板數等。

《群眾》2018年第9期

摘要：針對近年來高校大學生對大學化學專業的認知度不高，專業調劑率高的現象，探討學學化學專業導論課程的重要性，以現代化高校教學水平研究為出發點，從專業引導、專業思想教育、教學實踐等多個方向詮釋該課程在大學化學教學中的重要性。

關鍵詞：化學專業導論課；專業引導；教學實踐

高等學校的職能在于教育教學、科學研究、社會服務和文化的傳承和創新，根本任務在于人才培養。為了更好地培養全面發展和個性發展相結合的高素質人才，必須加強專業導論課程體系的學習，達到教學目標。基于此，結合我校化學專業導論課程的教學實踐進行總結，對后續的教學方法進行思考，為專業導論課程的教學研究提供借鑒。

一、化學專業導論課程設置的意義

隨著我國經濟社會迅速發展，高校學生招生規模逐漸擴大，高等教育從精英教育轉變為大眾教育。隨著時代的進步，新時期大學生在人生態度、價值取向、特定需求上彰顯出新的變化，不可避免地成為高等教育工作面臨的新課題。整體而言，新時代的大學生思維活躍，富有創新意識，敢于挑戰質疑，接受能力強，綜合素質較強，但受家庭影響很大，成長面臨很多艱難困阻，加之進入大學后面臨與高中階段差距較大的管理模式、學習方式、人際關系和競爭壓力，許多大學生進入大學后陷入“學習適應困難”的狀態，這種狀態久而久之會導致許多心理問題。所以，對新入校的大學生要加強專業導論課程的學習。就化學專業來說，專業導論課是針對大一新生開設的課程，是一門學科信息量大、內容豐富的理論課程。課程簡明扼要地概述化學學科專業發展的基本情況、學習內容、專業性質、學習方法、課程設置、產業發展的現狀、發展趨勢及前景，使入學新生對專業發展的歷史及現狀有比較系統的認識，了解學習該專業的就業前景和工作領域，培養專業思想，激發學習興趣，樹立正確的學習方法，規劃大學階段學習生活，初步擬定學業生涯規劃。由此可見，專業導論課可為新生和學校解決諸多實際問題，對于高校人才培養具有重要的現實意義。

二、化學專業發展現狀

大學化學學科教育旨在培養具備化學基礎知識、基本理論和基本技能，能在化學及相關的科學技術和其他領域從事科研、教學技術及相關管理工作的高級專門人才。但當前化學專業很多學生為調劑生，這種局面會造成化學專業的生源質量不高，非一志愿填報從某個方面說明該生對此專業沒有過多了解或者并非對該專業感興趣，造成化學專業學生考試通過率低，掛科現象嚴重，轉專業的學生較多，從某個方面反映了學生對專業的認知度不高。要想避免此類現象蔓延，我們在入校期間要加強化學專業導論課程授課，讓學生從各個方面更清楚地認識化學專業，慢慢接受這個專業并逐漸培養興趣。

摘要:

從材料化學專業的人才培養目標出發,結合儀器分析學科的特點,針對上海第二工業大學環境與材料工程學院實際情況,闡述了儀器分析課程教學體系的構建,從教學內容、教學方法等方面對儀器分析教學改革進行了探討。

關鍵詞:

材料化學專業;儀器分析;教學改革

材料化學專業是材料科學與現代化學相結合的新興交叉邊緣學科。上海第二工業大學材料化學專業以綠色電子材料為培養特色,與學院環境工程專業電子廢棄物資源化方向互為補充,以社會需求為導向,為電子信息產業中電子產品制造及其廢棄物資源化處理等重要領域培養具有寬厚材料化學專業知識、掌握科研技能和具備創新能力的應用型人才。“儀器分析”是一門介紹如何利用現代儀器分析手段來獲得物質的組成、結構、性質以及某些化學過程的原理的課程[1]。科學技術的進步,在促進儀器分析技術飛速發展的同時,也使儀器分析手段在材料科學領域起到至關重要的作用。“儀器分析”已成為材料化學專業重要的專業基礎課程。對儀器分析相關理論課程與實踐課程進行教學探索,一直是當前教學改革的重點和熱點[2-5]。以上海市為例,設置材料化學專業的院校共有4所,包括復旦大學、華東理工大學、上海第二工業大學及上海電力學院,每所學校均將儀器分析教學根據專業培養特點進行了系列規劃。詳見表1。為滿足專業需求,構筑以學生為主體、以實踐能力培養為中心的教學理念,探索符合應用創新型人才培養的教學模式,筆者從上海第二工業大學材料化學專業儀器分析相關系列課程多年的教學經驗出發,對課程體系的構筑與實施進行了探索研究。

1儀器分析課程教學體系的構建

儀器分析是化學、物理學、數學和計算機科學等多學科交叉滲透、相互關聯的綜合性學科,是理論性和實踐性很強的應用性學科,具有發展性和前沿性的特點,隨著科學技術的發展,現代分析儀器匯集了眾多學科的前言理論和最新成果。因此,儀器分析課程具有理論深、實踐強、更新快的特點[6]。然而,在很多大學課程體系安排中,儀器分析課程教學面臨著諸多的矛盾,如課時少與教學內容多的矛盾,教材內容更新慢與學科發展快的矛盾,教學設備嚴重短缺與學生人數多的矛盾,理論知識講授多與實踐應用安排少的矛盾[7]。上海第二工業大學材料化學專業“以適應學科發展需要,體現學科進展,提高素質能力,加強實踐應用”為原則,在儀器分析課程體系安排中,精簡化學分析,增加儀器分析的比重,特別是增加適應學科發展的儀器分析方法的應用實例,有利于培養學生創新能力和實踐能力的培養。同時,隨著近年來教育投入的增加以及為了積極適應現代儀器分析的發展和對學生實踐能力、創新精神培養要求的提高，上海第二工業大學引進了大量分析儀器,將大型分析儀器培訓與操作納入儀器分析課程體系中,注重學生實踐能力的培養,實現與材料相關領域儀器分析操作應用的零對接。該校材料化學專業儀器分析教學體系是由本科生第3學期的分析化學(包含儀器分析)理論與實踐課程、第5學期的材料分析與測試課程,以及第2、5、6學期的儀器培訓實踐課程構成的,從大學二年級開始的學生參與教師科研的活動也是這個體系的重要組成部分。其中“分析化學”和“儀器培訓”為必修課,“材料分析與測試”為限選課。目前,這一系列教學工作已初步形成了具有特色的實踐教學新體系,在為學生打下堅實的儀器分析理論與實踐基礎的同時,充分發揮大型儀器對應用型創新人才的培養功能,基本上達到了預期的優生優培、因材施教的目的。

2根據培養目標組織教學內容