兰州交通大学：《工程化学》课程教学资源（参考资料）工程化学实验教学改革探索

工程化学实验教学改革探索 (工程化学教学组数学研究交流资料) 随着社会各领域对人才要求的不断提高，高等学校的培养任务也越来越艰巨。高 校实验教学是整个教学工作的重要组成部分，它与理论教学相辅相成，是培养新世纪 人才的重要环节。虽然影响人才质量的因素较多，但可以肯定的是实验能力是相应人 才所必须具有的一种重要能力。工程化学实验是化学专业学生进入高校后首先面临 的一门专业基础实验课。学生能否从中受益，实验内容、实验时数、实验教法等的科 学设置是尤为关键。而目前该课程的实验教学己不能完全适应新时期的要求。所以 为了培养高素质人才就必须改革实验教学。 一、实验教学现状及改革的必要性 实验教学是教师指导学生用实验手段进行观察、探索和创新，从而培养学生实验 能力的教学过程。通过实验教学既达到巩固基本理论知识，又可以拓展知识、开发智 力的目的。一般来说，实验能力应包括基本实验能力和创造性实验能力两个方面。基 本实验能力体现在实验的安排、基本操作技能、实验现象或实验数据的观察与记录、 分析与处理方面的能力：而创造性实验能力则体现在实验前的方案确定、实验中的分 析研究以及实验后的综合提高等方面。 工程化学实验是我校应用化学，化学工程与工艺专业的第一门实践课。对于这 些专业的学生来说，其实验能力培养的好差会直接影响其对后续专业课程学习的动 力，自然会影响其对知识和技能的掌握效果，最终影响其社会竞争力。传统的工程化学 实验教材上往往详细规定了实验目的、内容、所需仪器药品、实验步骤方法等内容 实验时学生根本不用思考，只要按照老师所说及讲义上所写的操作就行。另外实验内 容过于陈旧，并且性质等验证性实验所占比例过大，综合性创造性实验偏少，这对培养 具有上述两方面实验能力的目标相距甚远，不利于高校高素质人才的最终培养目标。 为此，我们在工程化学实验的计划和内容方面作了一些大胆的改革尝试。经过两年的 实践，很大程度上提高了学生对化学实验课的兴趣，并在两个能力的培养上取得了明 显的效果。 二、实验教学的改革实践

工程化学实验教学改革探索 （工程化学教学组教学研究交流资料） 随着社会各领域对人才要求的不断提高,高等学校的培养任务也越来越艰巨。高 校实验教学是整个教学工作的重要组成部分,它与理论教学相辅相成,是培养新世纪 人才的重要环节。虽然影响人才质量的因素较多,但可以肯定的是实验能力是相应人 才所必须具有的一种重要能力。工程化学实验是化学专业学生进入高校后首先面临 的一门专业基础实验课。学生能否从中受益,实验内容、实验时数、实验教法等的科 学设置是尤为关键。而目前该课程的实验教学已不能完全适应新时期的要求。所以 为了培养高素质人才,就必须改革实验教学。 一、实验教学现状及改革的必要性 实验教学是教师指导学生用实验手段进行观察、探索和创新,从而培养学生实验 能力的教学过程。通过实验教学既达到巩固基本理论知识,又可以拓展知识、开发智 力的目的。一般来说,实验能力应包括基本实验能力和创造性实验能力两个方面。基 本实验能力体现在实验的安排、基本操作技能、实验现象或实验数据的观察与记录、 分析与处理方面的能力;而创造性实验能力则体现在实验前的方案确定、实验中的分 析研究以及实验后的综合提高等方面。 工程化学实验是我校应用化学，化学工程与工艺专业的第一门实践课。对于这 些专业的学生来说,其实验能力培养的好差会直接影响其对后续专业课程学习的动 力,自然会影响其对知识和技能的掌握效果,最终影响其社会竞争力。传统的工程化学 实验教材上往往详细规定了实验目的、内容、所需仪器药品、实验步骤方法等内容, 实验时学生根本不用思考,只要按照老师所说及讲义上所写的操作就行。另外实验内 容过于陈旧,并且性质等验证性实验所占比例过大,综合性创造性实验偏少,这对培养 具有上述两方面实验能力的目标相距甚远,不利于高校高素质人才的最终培养目标。 为此,我们在工程化学实验的计划和内容方面作了一些大胆的改革尝试。经过两年的 实践,很大程度上提高了学生对化学实验课的兴趣,并在两个能力的培养上取得了明 显的效果。 二、实验教学的改革实践

1、增加实验时数，加强实践环节 我们在教学计划中充分考虑到实验时数在该课程总学时中的比例，加强实践环 节，增加了实验时数。在时间先后的安排上，我们把一部分实验安排在理论课前，一部 分实验安排在理论课后，通过实验带动理论课的学习，反过来再利用基本理论知识去 指导实验，使理论与实践更加有机地结合起来。 2、更新实验内容，加强综合性实验 为衔接高中化学实验教学的相关内容，一方面，删改部分性质验证性实验，如有关 氯溴碘、氧硫、氨磷及钾钠钙镁等的性质实验，避免给学生造成炒冷饭的感觉，同时 增加了综合性的操作实验内容，如硫酸亚铁铵和五水硫酸铜的制备。 此类综合性实验的目的要求学生在具备一定的理论知识和实验操作基本技能基 础上，用废铁废铜按照所给方案经过一系列的反应制取目标产品，再进一步检验产品 的纯度等级。通过训练使学生体会到了变废为宝的价值观念和一种获得新产品的成 就感，有效地推动了学生学习的动力。并将“严谨、求实、团结、创新”这一科学精 神融入到学生的意识中。 另一方面，在具体实验内容上给学生安排了部分小型自我设计性实验内容譬如， 要求学生用有关试剂设计实验，验证NaNO2既有氧化性又有还原性的事实：又如：要 求学生利用本实验提供的试剂设计一组实验，验证分步沉淀的规律性。也就是说，只提 示要达到的目的，不明确写明具体操作步骤，让学生自我设计。这样，不但改变了以往 学生只动手不动脑的机械性操作的毛病，而且也使学生体会到了自我设计小实验的 乐趣，激发了学生求知探索的热情，从而进一步提高学生思考问题、分析问题和解决问 题的综合能力。 3、结合不同专业增设制备实习 在完成了这些基本技能训练后，对工业分析专业的学生还专门安排了为期一周 的无机制备及其应用实习，使学生的实验能力进一步得到提高。 这一周实习的内容是：焦磷酸钾的制备和无氰镀铜。采取的思路是：给定课题： 只提供参考实验步骤：不给出最终结论。实验前学生必须通过查阅大量的资料确定相 对合理的实验方案，并推敲该方案实施的可行性，并作好实验前的一切准备工作。实验 中包括需要什么仪器药品、怎么操作以及对方案实施过程中可能出现的问题的解决 等全部由学生担当主角，老师只起到指导性的作用。如电镀液的制备工艺条件的确定

1、 增加实验时数,加强实践环节 我们在教学计划中充分考虑到实验时数在该课程总学时中的比例,加强实践环 节,增加了实验时数。在时间先后的安排上,我们把一部分实验安排在理论课前,一部 分实验安排在理论课后,通过实验带动理论课的学习,反过来再利用基本理论知识去 指导实验,使理论与实践更加有机地结合起来。 2、 更新实验内容,加强综合性实验 为衔接高中化学实验教学的相关内容,一方面,删改部分性质验证性实验,如有关 氯溴碘、氧硫、氮磷及钾钠钙镁等的性质实验,避免给学生造成炒冷饭的感觉;同时 增加了综合性的操作实验内容,如硫酸亚铁铵和五水硫酸铜的制备。 此类综合性实验的目的要求学生在具备一定的理论知识和实验操作基本技能基 础上,用废铁废铜按照所给方案经过一系列的反应制取目标产品,再进一步检验产品 的纯度等级。通过训练,使学生体会到了变废为宝的价值观念和一种获得新产品的成 就感,有效地推动了学生学习的动力。并将“严谨、求实、团结、创新”这一科学精 神融入到学生的意识中。 另一方面,在具体实验内容上给学生安排了部分小型自我设计性实验内容。譬如, 要求学生用有关试剂设计实验,验证NaNO2 既有氧化性又有还原性的事实;又如:要 求学生利用本实验提供的试剂设计一组实验,验证分步沉淀的规律性。也就是说,只提 示要达到的目的,不明确写明具体操作步骤,让学生自我设计。这样,不但改变了以往 学生只动手不动脑的机械性操作的毛病,而且也使学生体会到了自我设计小实验的 乐趣,激发了学生求知探索的热情,从而进一步提高学生思考问题、分析问题和解决问 题的综合能力。 3、 结合不同专业,增设制备实习 在完成了这些基本技能训练后,对工业分析专业的学生还专门安排了为期一周 的无机制备及其应用实习,使学生的实验能力进一步得到提高。 这一周实习的内容是：焦磷酸钾的制备和无氰镀铜。采取的思路是:给定课题; 只提供参考实验步骤;不给出最终结论。实验前学生必须通过查阅大量的资料确定相 对合理的实验方案,并推敲该方案实施的可行性,并作好实验前的一切准备工作。实验 中包括需要什么仪器药品、怎么操作以及对方案实施过程中可能出现的问题的解决 等全部由学生担当主角,老师只起到指导性的作用。如电镀液的制备工艺条件的确定;

电镀时的电流密度、电镀时间、电镀温度，电镀液的H值，镀件的质量等等诸多因素 对镀层质量的影响，这些都需要全面考虑，实验后分析得出结论或规律。这实际上相当 于让学生参与科学研究项目的一个启蒙阶段。 从学生对各因素的评价结果可以看出，学生对这一实习方式的兴趣非常浓，积极 性也较高。并认为通过实习在资料查阅能力、方案设计能力以及动手能力等方面都 得到了提高。七个因素中只有对创造性思维的训练及环保意识的培养上没有得到充 分的体现，这可能与实习时间不长而不易体现有关。 4、实行实验单独考核 为了能使实验教学达到预期的目标，正确的考核方式是一个关键。传统的工程实 验教学考核通常是按学生完成实验报告的情况计入《工程化学》课程的平均成绩 在总评成绩中所占的权重过低，从而导致部分学生不重视实验的现象。考核依据学生 的实验实习态度、实验实习纪律、实验实习操作的规范性、数据处理的能力以及报 告完成的质量进行综合评分，成绩按优、良、中、及格和不及格五级计分。达到了理 想的教学效果。 三、结语 首先，工程化学实验教学的改革在实验时数、实验内容的安排上更显科学性。使 实验环节真正起到了既巩固相应理论知识，又培养了学生实验技能的作用：使学生养 成既乐于动脑，又乐于动手的良好习惯。 其次，由于是学生自己设计实验方案、自己独立操作、自己处理数据、自己得出 结论的具有研究性质的设计性实验，充分调动了学生做实验的积极性，从而提高了实 验效果，发掘了学生的创造性思维，培养了学生独立分析问题解决问题等的综合能力。 通过问卷调查所知，学生对此类实习的满意度相当高。同时，学生在一定程度上提高了 科学研究的能力。 因此，搞好实验教学改革，有效应用研究性学习方式，对培养全面发展的创造性人 才是非常重要的

电镀时的电流密度、电镀时间、电镀温度,电镀液的pH值,镀件的质量等等诸多因素 对镀层质量的影响,这些都需要全面考虑,实验后分析得出结论或规律。这实际上相当 于让学生参与科学研究项目的一个启蒙阶段。 从学生对各因素的评价结果可以看出,学生对这一实习方式的兴趣非常浓,积极 性也较高。并认为通过实习在资料查阅能力、方案设计能力以及动手能力等方面都 得到了提高。七个因素中只有对创造性思维的训练及环保意识的培养上没有得到充 分的体现,这可能与实习时间不长而不易体现有关。 4、实行实验单独考核 为了能使实验教学达到预期的目标,正确的考核方式是一个关键。传统的工程实 验教学考核通常是按学生完成实验报告的情况计入《工程化学》课程的平均成绩, 在总评成绩中所占的权重过低,从而导致部分学生不重视实验的现象。考核依据学生 的实验实习态度、实验实习纪律、实验实习操作的规范性、数据处理的能力以及报 告完成的质量进行综合评分,成绩按优、良、中、及格和不及格五级计分。达到了理 想的教学效果。 三、结 语 首先,工程化学实验教学的改革在实验时数、实验内容的安排上更显科学性。使 实验环节真正起到了既巩固相应理论知识,又培养了学生实验技能的作用;使学生养 成既乐于动脑,又乐于动手的良好习惯。 其次,由于是学生自己设计实验方案、自己独立操作、自己处理数据、自己得出 结论的具有研究性质的设计性实验,充分调动了学生做实验的积极性,从而提高了实 验效果,发掘了学生的创造性思维,培养了学生独立分析问题解决问题等的综合能力。 通过问卷调查所知,学生对此类实习的满意度相当高。同时,学生在一定程度上提高了 科学研究的能力。 因此,搞好实验教学改革,有效应用研究性学习方式,对培养全面发展的创造性人 才是非常重要的