化學工程實驗技術探究

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摘要：根據(jù)化學工程實驗技術課程教學發(fā)展中存在的問題，從提升學生的實驗動手能力、化學問題分析能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力等方向入手，針對現(xiàn)階段化學工程實驗技術教學體系改革，具體提出實現(xiàn)化學工程和實驗技術課程相結(jié)合的課程構(gòu)想。重點從化學工程實驗技術課程內(nèi)容設置、實驗過程設計、實驗教師隊伍建設、實驗保障體系建設、實驗室建設等方面進行了詳細的分析探討，旨在構(gòu)建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，以化學工程實驗技術要素為主線的化學基礎實驗課程新型體系，從而更好地促進學生的化學學習。

關鍵詞：化學工程實驗技術課程；改革；創(chuàng)新能力；策略

在量子力學的建立發(fā)展下，現(xiàn)代化學理論得到了快速發(fā)展，但實驗在化學研究和化學教學中仍占據(jù)非常重要的地位，高等化學教學中的實驗教學作用也日益突出?；瘜W教學中的實驗教學在培養(yǎng)學生化學學習認知、研究能力和應用化學能力等方面發(fā)揮了重要的作用。在新課改的深入發(fā)展下，高等化學教學在講授了化學基本原理和化學實驗技能基礎上，開始著重培養(yǎng)學生獨立化學實驗設計的能力，注重對學生展開實驗技術和化學知識綜合應用能力的訓練[1-5]。高等化學實驗課程體系改革成為高等化學教育發(fā)展的重要內(nèi)容，得到了越來越多人的關注。完整化的高等化學實驗教學改革內(nèi)容包括化學實驗課程體系和課程內(nèi)容的優(yōu)化、化學實驗基地的建設、化學實驗具體實踐操作方法、化學實驗組織管理等，其中最為重要的是化學實驗課程體系。

1高等學?；瘜W工程實驗技術課程發(fā)展現(xiàn)狀

在高校的擴招發(fā)展下，化學工程實驗技術課程實驗基地建設質(zhì)量參差不齊，同時在學生畢業(yè)就業(yè)競爭的日益激烈下，在化學實驗教學中很多學生過度重視理論，輕視了實驗教學?，F(xiàn)階段高等學校化學實驗教學存在的問題具體體現(xiàn)在以下幾個方面:（1）在化學工程技術實驗課程內(nèi)容上存在“三多三少”的現(xiàn)象，從總體上看，依賴課堂理論教學的驗證性實驗課程較多，設計性的實驗課程少；獨立性的單元操作課程多，綜合性的實驗課程少；經(jīng)典類型的實驗課程多，能反映最新科學研究成果的內(nèi)容少。（2）化學工程技術實驗課程是根據(jù)化學理論課程體系設置的，在實驗課程的安排上過于強調(diào)對化學課堂教學的補充，忽視了化學實驗課程開設的本身特點，無法發(fā)揮出化學實驗課程的本身作用。（3）化學工程技術實驗課程教學模式單一，注重按照教師事先安排好的內(nèi)容開展教學，無法發(fā)揮出學生學習的主觀能動性。

2化學工程技術實驗課程內(nèi)容的設置

2.1精選基礎性、理論性強的化學實驗

化學工程技術實驗課程內(nèi)容改革的指導思想是要加強學生動手操作能力的訓練，注重提升學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，通過化學實驗教學進一步鞏固學生在課堂上掌握的化學理論知識。為此，教師可以在有限的教學學時中，精選化學基礎理論實驗教學內(nèi)容，如可以為城市土木工程建設專業(yè)的學生開設膠體溶液性質(zhì)類實驗課程，在實際教學中要注重引導學生進行實驗教學方案的設計，具體包括實驗流程設計、膠體溶液的配制、實驗儀器的安裝和實驗操作等[6]。

2.2注重精簡重組驗證性化學實驗

化學工程技術實驗課程要減少驗證性實驗在總體實驗中的比重，驗證性實驗中繁多的驗證內(nèi)容不利于激發(fā)學生的學習興趣，也不利于培養(yǎng)學生化學學習的綜合素質(zhì)，浪費了有效的課堂教學時間。在原有的化學實驗教學中，“氧化還原反應與電化學”及“電解質(zhì)溶液”是常見的驗證性實驗，實驗驗證過程簡單，方便學生的觀察，但在實驗操作過于簡單的情況下不利于調(diào)動學生學習積極性。為了解決這個問題，教師可以將這兩個實驗進行精簡處理，在兩個實驗的重組中以“氧化還原反應與電化學”實驗為主體內(nèi)容，將“電解質(zhì)溶液”的實驗內(nèi)容融入到原來電池的組成和電動勢的測定中，讓學生在原有電池的電解質(zhì)溶液中加入適當?shù)奈镔|(zhì)，如氨水、硫化鈉等，之后應用精密的微安表對電池電動的情況進行觀察，從而了解物質(zhì)濃度變化對電極電勢產(chǎn)生的影響[7-9]。這種精簡重組之后實驗的開展能夠提升學生學習的積極主動性，實現(xiàn)學生自主化學習。

2.3增設應用型和綜合應用型化學實驗

在化學工程技術實驗課程改革思想的指導下，教師要根據(jù)學生專業(yè)學習的特點增設應用型和綜合應用型化學實驗。例如，可以增設水硬度測定、金屬材料腐蝕和防護測定實驗、金屬材料老化等綜合型化學實驗。在水硬度測定實驗中，教師應用離子交換法和蒸餾法演示凈化水的過程，通過實驗向?qū)W生展示應用導電率來衡量和評價水純度的重要意義。學生對實驗興趣很高，為了獲得更精確的實驗數(shù)據(jù)，一次次反復驗證自己的實驗，改進自己實驗操作方式，對促進學生的化學學習具有重要意義。

3化學工程技術實驗課程教學過程

3.1教學方式的選擇

教師可以采用交互式的教學模式向?qū)W生具體介紹化學實驗技術原理和重難點問題，通過交互式實驗教學研究設計讓學生能夠有效解決化學實驗學習中遇到的難點問題?；瘜W教師要根據(jù)化學工程技術實驗課程教學指導思想制定科學合理的教學方案。定期安排教師互相聽課，從而促進教師之間的教學交流，提升彼此教學水平[10]。應用多媒體技術開展化學工程技術實驗課程教學，通過多媒體的引入彌補傳統(tǒng)化學實驗教學視野狹窄的問題，緩解實驗教學經(jīng)費和學生人數(shù)之間的矛盾問題。

3.2培養(yǎng)學生良好的化學實驗習慣

（1）教師要引導學生形成嚴謹、科學的實驗研究作風。這種作風在化學實驗操作中的表現(xiàn)是，學生能夠仔細觀察化學實驗操作出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，在發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象和預期實驗構(gòu)想存在出入時，學生要能夠從各方面查找誤差的原因，和其他學生進行討論，從而及時解決實驗操作中出現(xiàn)的問題。（2）原始性實驗記錄對于學生實驗思路的形成、實驗規(guī)律的把握等具有重要意義。為此，在實驗開始階段，需要學生仔細、規(guī)范的記錄化學實驗現(xiàn)象和實驗操作獲得的結(jié)果。（3）學生要養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習慣，在化學工程技術實驗課程過程中教師要監(jiān)督學生注意做好實驗器具回收工作，不能隨意丟放實驗器材以及實驗產(chǎn)生的各種雜物。

3.3完善教學評價體系

在化學工程技術實驗課程教和學習的過程中建立相應的激勵評價機制，對提升學生的化學實驗能力，促進化學實驗教學發(fā)展具有重要的意義。為此，高等院校可以從化學工程技術實驗課程教學內(nèi)容、教學方式、教學管理和教學評價等方面建立相應的實驗教學管理和評價考核機制[11]。在學生化學學習方面，學校要建立學生成績和學分結(jié)合的學習評價方法，具體包括學生能否按時到達實驗室、能否在實驗之間做好了充足的準備以及學生是否如實記錄了實驗操作過程和做好實驗總結(jié)。

4化學工程技術實驗課程師資隊伍建設

化學工程技術實驗課程教師隊伍的素質(zhì)和能力對整個化學實驗體系運行發(fā)展具有重要的作用。為此，高校需要加快打造一支結(jié)構(gòu)合理、人員素質(zhì)高、掌握多種化學實驗教學技巧的教師隊伍[12]。為了充分發(fā)揮高素質(zhì)化學實驗教師隊伍在化學工程技術實驗課程教學中的優(yōu)勢，學?？梢灾贫ㄒ幌盗心軌蛱嵘瘜W實驗教學質(zhì)量、促進實驗化學有效運行的政策，充分發(fā)揮出教師在化學工程技術實驗課程教學中的優(yōu)勢力量，培養(yǎng)學生化學學習綜合能力。

5完善化學工程技術實驗課程保障體系建設

高校需要從制度上進一步保障化學工程技術實驗課程教學的開展，通過化學工程技術實驗課程制度的建設，加強化學實驗指導教師對化學課程教學各個環(huán)節(jié)的重視，具體包括化學實驗教學方案、化學教學實驗過程和化學實驗結(jié)果的驗收管理等，充分發(fā)揮出化學實驗教學的重要地位和作用。

6結(jié)語

化學工程技術實驗課程的開展不僅僅是為了加強學生對所學化學理論的理解、提升學生化學基技能訓練和應用能力，更重要的是培養(yǎng)學生在生活實際中應用化學知識的能力。結(jié)合不同專業(yè)學生所學專業(yè)特點，進一步拓展學生化學知識面，提升學生化學學習興趣，實現(xiàn)學生對所學化學知識的靈活運用。學生化學工程技術能力和他們綜合能力的提升密切相關，科學合理的化學實驗內(nèi)容和規(guī)范化的化學實驗技能訓練，對培養(yǎng)學生的自我創(chuàng)新藝術，提升學生的科學研究能力，增強學生在社會主義經(jīng)濟市場中的競爭力具有重要作用。為此，需要有關教育人員根據(jù)不同專業(yè)學生化學學習的需要進一步完善化學實驗教學體系。

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作者:蒲艷玲 單位:蘭州交通大學化學與生物工程學院