化学工程与技术实验课程构建探索范文

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在研究生阶段，有些导师只注重与学生研究课题相关的实验技能，而忽视对学生实验能力的全面培养，使很多研究生的实验技能不全面，实验过程中思维狭窄，综合分析能力较弱，这样的同学毕业后在新的研究领域很难快速适应。应用化学专业作为一门实验性很强的学科，研究生能否早出好成果，不仅决定于其科研思路，也取决于学生实验技术的熟练程度。因此，通过高等化学工程与技术实验课程建设，学校重视对应用化学专业研究生进行综合实验技能、分析问题、解决问题能力的培养，使学生的实验能力与理论水平相匹配，对提高应用化学学科研究生的论文质量和社会竞争能力具有重要意义。

一、课程特点与要求

以往，一般高校应用化学专业的研究生教学以理论课为主，缺乏实验教学，这不利于学生实验技能的培养。另外，传统的实验教学模式将实验局限在二级学科范围内，人为地割断了学科之间内在的联系，事实上难以适应对研究生实验思维和技能培养的要求，也不符合学科综合发展和学科交叉渗透对人才培养的要求。在全国工科院校积极探索“卓越工程师”培养模式的背景下，如何提高工科研究生培养质量，建立符合工科研究生特点的实验教学体系，成为全国高校特别是工科院校思考的重要问题。在这样的背景下，我们提出在高等化学工程与技术实验课程内容的设置方面，考虑到不同学科的要求，淡化专业界限，既要充分考虑与本科实验的衔接，又要在实验内容、方法和手段上具有与研究生培养要求相一致的专业水准和技术内涵。体现由简单到复杂、由被动模仿到主动设计及综合运用的特点，强调知识的融合，反映学科交叉。为了能在较短的学时内使该课程对应用化学不同层次研究生的培养起到积极的作用，我们在课程内容设置方面，将化学合成实验、化工原理实验、香料香精制备和调香实验有机结合，打破了以往分专业、分课程的做法。开设的实验课中，既有覆盖面宽的基础实验，也有专业性较强的实验，还有前沿性实验和富有启迪思维的实验技术专题讲座等，构建了富有特色的适合应用化学类研究生的实验教学体系，以提高研究生实验动手能力、运用实验解决化学、化工实际问题的能力。

二、实验内容设置

在高等化学工程与技术实验课程的内容设置上我们尽量选择覆盖化学、化工学科群的实验，如香料化合物的合成和表征、调香、膜分离材料的合成和表征、大环配体的合成与表征、多釜串联设计等。根据学生的情况及学时的要求，本门课程的教学内容主要包括：概述、基本实验、常规性实验、专业性实验、设计性实验、自主性实验和大型仪器的讲座与培训等。教学遵循体系完整、重点突出、实用性强、与现代研究手段和方法相结合的原则，力求在有限的学时中取得令人满意的教学效果。

（一）基础性实验

本部分实验主要是训练学生的基本操作技能。学生在充分预习、了解实验基本原理的前提下，独立操作，老师及时指出学生实验中出现的问题。目的是使一些基本操作能力较差的研究生获得实践机会，迅速掌握一些重要、常见的基本操作。实验设计坚持由浅入深、循序渐进的原则，强调“宽口径、厚基础”，以此为其他层次的实验打下坚实的基础。本部分实验内容约占总学时的1／5。

（二）专业性实验

专业实验坚持以培养实验能力为主的原则选择实验内容。不同研究方向的实验教学内容强调“前瞻性、创新性”。学生须根据专业特色完成若干个具有专业特色的综合实验训练，如水热／溶剂热制备、简单香料化合物合成、膜分离实验流程设计等。教师从查阅相关文献、具体实验原理的确定、实验方案的设计、实验条件的控制对比等方面引导学生进行实验，锻炼学生独立实验、分析问题和解决问题的能力。由于实验学时的限制，研究生不可能也没有必要把开设的所有实验全做一遍。因此，每位学生结合自己的研究方向，可选择不同的实验，以锻炼在相关研究领域的动手、分析问题能力。本部分实验内容约占总学时的1／5。

（三）设计性实验

本部分实验主旨是开发学生的探索精神和创新能力，用典型性的研究成果进行实验教学。如我们计划开设具有特定香味化合物的合成和调香、共轭大环配合物的合成等实验内容，使研究生了解和掌握现代最先进的技术思想、现代科技发展中具有代表性的重要研究方法。教师的主要工作是设计具有研究性的或探索性的问题，然后激励学生去思考、设计、实验和总结。在整个实验过程中，学生要独立完成查阅文献、设计实验方案、完成实验及实验结果分析的全过程，养成独立思考、独立解决问题、独立工作的良好习惯。为了达到较好的教学效果，实验前的讲解以提问和探讨的方式进行，要求学生在实验时先将实验过程及注意事项口头叙述一遍，以督促其在实验前自觉预习，在实验过程中做到心中有数，不手忙脚乱。实验结束时，教师与学生一起探讨，以激发学生的学习兴趣。设计性实验使得研究生在综合运用课程所学内容的基础上，进一步获得了较强的综合实验能力及解决实际问题的能力。本部分实验内容约占总学时的1／5。

（四）自主性实验

由于研究生受到学习年限的限制，因此尽早让他们熟悉与自己相关的课题内容是非常必要的。我们计划留有1／5的学时设计与论文或科研任务相结合的实验（具有较强的综合性），要求研究生进入自己导师的实验室，从事辅助或参与导师的科研工作，以激发学习热情，进一步培养解决实际问题的能力。导师可以结合自己的科研课题给学生布置一个小课题，引导学生有计划地完成；要求学生自主规划、实验，导师对学生实验的整体状况进行督导，以使学生尽快融入导师的课题中，在论文实验过程中少走弯路，取得更好的成果。本部分实验内容约占总学时的1／5。

（五）大型仪器讲座和培训

随着现代科技的不断发展，科技创新的水平越来越依赖于大量、复杂的实验技术手段和各种大型、精密仪器设备。由于多数生源来自于其他高校的相关专业，很多学生没有接触过如X－射线衍射、扫描电镜、红外等大型仪器设备，因而他们在硕士论文期间实验结果的测试和分析中障碍重重。针对这一现状，我们提出了如下的措施：1．开展相关仪器使用的讲座，请经验丰富的教师集中讲解仪器的工作原理、操作规程、注意事项等，并督促实验室技术人员引导学生进行规范化操作，在学生做好充分准备的前提下，方允许学生上机操作。2．学生须将测试内容和自己的课题相结合，能正确地进行相关的数据处理与结果分析，做到学有所用。这不仅大大缩短了研究生进入课题实验的工作适应期，也能提高他们的科研能力。3．经过严格的选拔考核后，一部分操作能力强的研究生可以被吸纳为大型仪器的协管员，以使研究生能有机会实际操作并熟练掌控一些大型仪器设备，为以后在课题研究中熟练使用这些大型仪器打下坚实的基础，也提高了他们的就业竞争力。本部分实验内容约占总学时的1／5。

三、实验教学过程

（一）教学方式、方法

由于授课对象和培养目标不同，所以研究生的实验教学和本科生的实验教学方式、方法应该有所区别。针对高等化学工程与技术实验课程的教学，我们提出了如下几点建议：1．采用交互式教学模式向学生介绍实验技术的原理、难点和技巧，特别是本科阶段未学习过的、对研究生课题研究极为重要的一些操作技术。交互式训练有助于学生发现实验中所需要面临的难点，确定实际有效的解决方法，是一种更有效的实验操作教学方法。2．每位任课教师围绕实验课程建设的指导思想和主要规划，制定自己的教学方案。3．建立课程负责人定期听课、教师定期互相听课的制度，以利互相学习，互相督促，共同提高教学水平。4．采用多媒体教学手段。研究生学位论文28研究生高等化学工程与技术实验课程建设初探以大量的科研实验为基础，而实验理论与具体实验操作之间往往存在着巨大差异，研究生从基础理论学习的课堂到进入实验室进行实验操作，往往会感到难以适从。为了弥补传统实验教学视野狭窄的不足，缓解实验经费与研究生人数之间的矛盾，使应用化学专业的研究生能尽快掌握一些常用的基础实验技术，我们提出在研究生的高等化学工程与技术实验课程的教学过程中采用多媒体教学。

（二）学生实验习惯的培养

1．培养严谨的科学作风研究生作为高层次专门人才的预备队，严谨、求实的科学作风是他们应该必备的一种品质。比如在实验过程中注意观察，发现实验现象与预想的现象有较大出入时，多方面查找原因，及时讨论实验过程中出现的现象和实验结果，讨论实验方法的优劣等都是研究生所应该养成的科研习惯。原始实验记录对研究生理顺科研思路、寻找科学规律和完成工作总结等都有着非常重要的意义。［1］从实验开始阶段，研究生就应做到规范地记录实验现象和实验结果。对于那些不尊重事实，涂改数据和拼凑结论的同学，导师要及时予以批评教育，从而保证研究生树立良好的科研作风，获得可靠的实验结果。2．卫生习惯实验过程中要督促学生做好试剂的回收工作，不随意丢弃滤纸、火柴梗、废玻璃等杂物，有效减少环境污染和着火爆炸等危险事故的隐患，使学生在实验过程中不断提高环保意识，养成良好的卫生习惯。

（三）教学评价体系

实验的教与学两方面建立相应的激励与评价制度，将会促进实验教学与研究生实验能力的提高。学校可以从教学内容、教学方式、教学管理、教学评价等方面建立相应的实验教学管理与考核制度，以此来激励教师在实验教学上的投入。在学生学习方面，学校应建立学生成绩和学分相结合的评价方法。学生实验成绩的评定主要依据学生在实验课中的实际表现。如学生是否按时进行实验，进入实验室前对实验内容是否有充分的预习，实验过程中是否以积极的态度投入了，实验结束时是否清洗和整理实验用品，是否真实记录实验情况并及时总结等。

四、研究生实验室建设

建立专门的研究生教学实验室，为研究生实验教学提供更加全面、系统的环境，形成教学科研有机结合得更为完善的实践能力培养体系，是当前研究生教育发展的迫切需求。［2，3］我们希望按大学科或大专业建立开放性实验室，供研究生进行实验，有步骤、分批次地开放实验室。实验室不仅要对本专业的师生开放，也对跨专业、跨学科、跨院系的师生开放，让研究生在自由、开放的研究环境中选择实验和接受专业指导。同时，这种手段也有利于加强学科之间的协作和交流，实现实验条件的真正共享。

五、师资队伍建设

实验教师队伍的水平和能力，在整个实验体系运行中起决定性的作用。学校必须建设一支结构合理、人员精干、专兼结合的实验教师队伍，使他们在培养研究生的实验与创新能力方面发挥主导作用。为了充分发挥高水平教师在实验教学中的优势，学校有关部门应该制定一系列有利于提高实验教学质量、保障实验教学运行和改善实验教学整体环境的相关政策，鼓励教学和科研经验丰富、责任心强的教师参与到实验教学中来，充分发挥他们的科研优势，这更有利于将若干较成熟的研究成果融入课堂教学，使学生了解学科的最新发展动向，增强创新意识，提高研究生实验教学质量，培养学生综合的实验能力。［4］

六、实验保障体系建设

学校有关部门应该对应用化学专业研究生实验学分提出更加明确的要求，建立实验课程管理系统，从制度上保障研究生重视实验课程。实验指导老师应重视课程教学的每个环节，包括实验方案把关、实验过程指导、实验结果验收等，突出实验教学的地位和作用。研究生可以通过系统，选择实验课程和实验时间，通过实验操作过程、实验报告及综合考试等环节的考核，取得相应的学分。

七、结语

实验技能的高低与应用化学专业研究生的培养质量息息相关。结构合理的实验内容和规范的实验技能训练，对培养研究生自我创新意识、从事科学研究的能力和就业竞争能力有着非常重要的作用。探索适合应用化学专业研究生特点的实验教学体系将是一项长期的任务。）只有不断加强研究生实验课程的改革与建设，改善研究生实验教学的条件，完善各种实验教学评价与激励机制，才能培养出大批高素质的应用化学专业人才。

作者：李向清穆劲康诗钊秦利霞易封萍陈桂娥单位：上海应用技术学院化学与环境学院