趙業(yè)軍，王瑩瑩

(1.武漢東湖學院 生命科學與化學學院，湖北 武漢 430212；2.湖北中醫(yī)藥大學 藥學院，湖北 武漢 430065)

在應用型人才培養(yǎng)中，培養(yǎng)適應區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和公共服務發(fā)展需要的具有實踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)應用技術(shù)型人才是時代發(fā)展需求。如何進行高素質(zhì)應用型人才培養(yǎng)，是當今教育研究熱點問題[1-2]。我們通過開設《化學設計實驗》，對培養(yǎng)應用型人才進行了有益的探索。

1 課程開設初衷

應用化學專業(yè)人才培養(yǎng)體系中，各種實驗課程尤其是綜合性、設計性實驗是培養(yǎng)學生基本技能、運用基本技能，提高動手能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。但在現(xiàn)行的化學實驗教學體系中，多數(shù)實驗屬于教師根據(jù)實驗教材選擇實驗內(nèi)容，學生按照規(guī)定的操作步驟進行實驗，在這個過程中，學生學習了許多基本操作，但學生按部就班操作，缺乏獨立思考。在后期的學生畢業(yè)論文中表現(xiàn)出的問題包括不善于查閱文獻、實驗方案不合理、實驗過程及實驗方法缺乏計劃及條理、實驗結(jié)果處理不準確等。

設計性實驗不僅可以培養(yǎng)和檢驗學生應用理論知識、掌握實驗原理、選擇與操作實驗儀器、確定實驗條件和選擇實驗方法等方面的能力,也給學生一個較寬闊的思考空間和選擇余地，可以發(fā)揮各自的思維與想象力， 培養(yǎng)學生查閱文獻、實驗方案設計、自主實驗、論文寫作等綜合應用知識，提高綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力。因此設計性實驗無疑是解決上述問題的有效途徑之一。目前國內(nèi)有許多學校在開設設計實驗且相應學時不斷增加，取得良好的教學效果[3-4]。但較少有將化學設計實驗作為一門單獨實驗課程的報道。我們以往人才培養(yǎng)方案中，在無機化學、有機化學、分析化學、物理化學及化學綜合實驗等實驗課程中有部分設計實驗的教學內(nèi)容，但學時較少且不成體系。在修訂人才培養(yǎng)方案時，我們增加了《化學設計實驗》，以期通過課程實踐培養(yǎng)學生自主學習能力以及提高動手能力、為畢業(yè)論文奠定扎實基礎、培養(yǎng)學生達到適合企業(yè)人才發(fā)展需要、促進高素質(zhì)應用型人才的目的。

2 課程內(nèi)容與實踐

2.1 課程開設方式

學生以小組為單位(每組學生2～3人，多于3人效率不高)，教師命題，學生查閱文獻資料并完成實驗方案設計，經(jīng)過指導教師審閱批改后學生獨立進行實驗，發(fā)現(xiàn)、分析、解決實驗中的問題，最終完成實驗報告或研究論文。

2.2 課程內(nèi)容

《化學設計實驗》課程內(nèi)容，根據(jù)專業(yè)方向，由最初的3～4個應用性強的的合成、分析檢測單因素題目及1個多因素綜合性實驗組成衍變?yōu)?～3個多因素綜合性實驗。單因素題目因為內(nèi)容變量少，學生往往通過少量參考文獻即可完成實驗方案，效果較差因此逐漸淘汰。

2.3 課程教學安排及考核方式

教學講解內(nèi)容：進行科學研究方法、科學思維和科學精神的教育；明確設計實驗的意義和要求；化學設計實驗教學方法和安全實驗問題；選題范圍、教學安排和教學指導。

實驗方案設計：學生提前完成選題實驗方案設計、提出所需要的試劑、儀器交給指導教師，實驗指導教師審核同意方可進行實驗。

實驗指導：教師根據(jù)學生實驗進展情況以及出現(xiàn)的問題及時給予指導。

實驗總結(jié)：實驗結(jié)束后以小組為單位進行匯報交流。

化學設計實驗成績評定標準：包括查閱資料、方案設計、實驗方法、環(huán)境保護、實驗操作、實驗結(jié)果、協(xié)作精神、實驗安排、創(chuàng)新內(nèi)容、清潔安全和實驗報告(研究論文)。

3 課程實施過程中暴露問題與解決方法

3.1 實驗方案審核

實驗方案是學生能否成功完成實驗的前提。在學生提交的實驗方案中，比較典型的問題包括實驗因素不全或過多、每個因素的水平數(shù)量較多增加實驗個數(shù)、需要的試劑耗材總量沒有考慮、樣品檢測方法不合理等。指導教師在進行方案審核時需將問題一一指出，并指導學生修改，最終形成相對合理的實驗方案。同時鼓勵學生多采用正交實驗等科學方法進行設計，以便于后期實驗數(shù)據(jù)處理時分析因素的主次，優(yōu)化實驗路線。

3.2 實驗開放及藥品管理

在課程開展過程中，學生很有可能在實驗教學規(guī)定時間外進行更多的研究，因此會帶來實驗室開放、實驗藥品浪費以及安全等諸多問題。

解決此類問題，需要制定相應的實驗課程管理及考核標準。6S管理制度是現(xiàn)代工廠行之有效的現(xiàn)場管理理念和方法，其作用是：提高效率，保證質(zhì)量，使工作環(huán)境整潔有序，預防為主，保證安全。其主要內(nèi)容包括整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全。實際上在許多企業(yè)的檢驗室或?qū)嶒炇疫M行6S管理效果良好，因此6S管理同樣適用于學校實驗室的管理[5]。在課程實施過程中，推行6S管理模式，要求學生取放藥品均按要求進行記錄，所有試劑、設備實行定置管理和看板管理，并嚴格進行考核。一方面保證實驗課程有序安全進行，同時也讓學生接受現(xiàn)代企業(yè)管理方式的訓練。

3.3 實驗指導

學生在實驗過程中不可避免暴露出很多意想不到的問題導致實驗失敗，因此對指導教師提出較高要求。在實驗過程中，指導教師要引導學生分析失敗的各種原因并提出解決方法。

4 課程成效

在課程評價中，學生普遍反應經(jīng)過課程訓練，在閱讀文獻、實驗方案設計以及動手等方面的能力得到提高，在數(shù)據(jù)處理的基礎上能較好寫作科研論文，對即將進行的畢業(yè)論文充滿信心，為今后順利走上工作崗位奠定較好基礎，對課程給予高度評價。

5 總結(jié)

通過開設《化學設計實驗》課程，實驗內(nèi)容與專業(yè)方向緊密配合，適應高素質(zhì)應用型人才培養(yǎng)要求，對學生查閱文獻、實驗方案設計、團隊合作完成實驗以及科研論文寫作進行全方位訓練，提高了學生的動手能力及綜合素質(zhì)，收到良好的教學效果。