摘要：

大學(xué)化學(xué)教育對(duì)于完善學(xué)生的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)其相應(yīng)的化學(xué)素質(zhì)具有重要作用，在本科教學(xué)中有著舉足輕重的地位，是培養(yǎng)高素質(zhì)軍事人才的重要基礎(chǔ)。該文從大學(xué)化學(xué)課程設(shè)置，講授內(nèi)容、教學(xué)方式與考核方式等方面對(duì)軍隊(duì)院校與地方高校的大學(xué)化學(xué)教育情況進(jìn)行了比較研究，并針對(duì)軍隊(duì)院校學(xué)時(shí)受限的客觀情況，提出了改進(jìn)大學(xué)化學(xué)教育的幾點(diǎn)思考，即加強(qiáng)與物理課程銜接、調(diào)整講授內(nèi)容、教學(xué)與考核方式多樣化、引進(jìn)助教制度、開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等。

關(guān)鍵詞：

大學(xué)化學(xué)教育；軍隊(duì)院校；地方高校；課程設(shè)置

化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、以及變化規(guī)律的科學(xué)，是人類(lèi)在征服自然的進(jìn)程中逐步形成的一門(mén)自然科學(xué)學(xué)科，也是人類(lèi)用以認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一。當(dāng)今人類(lèi)面臨的能源、糧食、環(huán)境、人口、資源等五大全球性問(wèn)題無(wú)不與化學(xué)密切相關(guān)[1]。因此，作為通識(shí)教育的大學(xué)化學(xué)（或稱(chēng)普通化學(xué)），一直以來(lái)都被作為高等教育中實(shí)施化學(xué)教育的基礎(chǔ)。尤其是對(duì)于非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，大學(xué)化學(xué)可能成為其四年學(xué)習(xí)生涯中接觸的唯一一門(mén)化學(xué)課程。“大學(xué)化學(xué)”給學(xué)生以高素質(zhì)的化學(xué)通才教育，使學(xué)生掌握必需的化學(xué)基本理論、基本知識(shí)和基本技能，能運(yùn)用化學(xué)的理論、觀點(diǎn)、方法審視公眾關(guān)注的能源危機(jī)、環(huán)境污染、新型材料、生命科學(xué)、健康等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題[2]。這對(duì)于完善學(xué)生的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)其相應(yīng)的化學(xué)素質(zhì)具有重要作用，在本科教學(xué)中有著舉足輕重的地位。在非化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)中實(shí)施化學(xué)教育已成為工程技術(shù)、高等教育專(zhuān)家的普遍共識(shí)。特別對(duì)于軍事院校來(lái)講，大學(xué)化學(xué)課程是培養(yǎng)高素質(zhì)軍事人才的重要基礎(chǔ)。一方面為軍校學(xué)員提供必要的化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，使其了解化學(xué)在軍事上的應(yīng)用。更關(guān)鍵的是要幫助學(xué)員構(gòu)建自身發(fā)展所需要的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，培養(yǎng)他們運(yùn)用化學(xué)的理論、觀點(diǎn)和方法去觀察、分析軍事裝備、軍事工程乃至戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的化學(xué)問(wèn)題的能力[3]。國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)作為軍內(nèi)培養(yǎng)國(guó)防科學(xué)技術(shù)人才的綜合類(lèi)最高學(xué)府，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)的軍事人才的重?fù)?dān)。了解國(guó)內(nèi)重點(diǎn)地方高校的大學(xué)化學(xué)教育狀況，并以國(guó)防科大為例，對(duì)軍隊(duì)院校與國(guó)內(nèi)重點(diǎn)地方高校的大學(xué)化學(xué)教育的情況進(jìn)行比較分析，保持軍隊(duì)院校的特色與優(yōu)勢(shì)，學(xué)習(xí)地方院校的長(zhǎng)處，對(duì)軍隊(duì)院校新一輪培養(yǎng)方案的制定和實(shí)施無(wú)疑具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。

一、大學(xué)化學(xué)課程設(shè)置現(xiàn)狀比較

大學(xué)化學(xué)作為一門(mén)導(dǎo)論性質(zhì)的基礎(chǔ)課，其課程內(nèi)容覆蓋面廣，除了化學(xué)學(xué)科本身的化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)之外，還包括眾多的交叉及邊緣學(xué)科，例如能源化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)等。而與大學(xué)化學(xué)課程相配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。[5]從地方高校的大學(xué)化學(xué)課程設(shè)置狀況看，一般理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)都在48學(xué)時(shí)以上，上海交通大學(xué)最少，也有36學(xué)時(shí)，而清華大學(xué)則高達(dá)64學(xué)時(shí)，而我校09培養(yǎng)方案中的大學(xué)化學(xué)只有28學(xué)時(shí)。地方高校普遍重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如北京大學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)達(dá)到了60學(xué)時(shí)，最少的浙江大學(xué)也有18學(xué)時(shí)，而我校09培養(yǎng)方案中僅僅有8學(xué)時(shí)。在軍隊(duì)院校中大學(xué)化學(xué)課程普遍存在著內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的矛盾，大部分非化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)都不開(kāi)設(shè)大學(xué)化學(xué)課程。這是因?yàn)檐婈?duì)院校由于培養(yǎng)人才目標(biāo)和定位的不同，與對(duì)方高校相比有更多現(xiàn)實(shí)的困難。一是要培養(yǎng)素質(zhì)過(guò)硬的軍事人才，就必須保質(zhì)保量地首先完成政治、軍事類(lèi)的課程，而地方院校在這方面投入的學(xué)時(shí)數(shù)非常少；二是數(shù)學(xué)物理作為核心基礎(chǔ)課程，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他工程技術(shù)的前提和保障，這一點(diǎn)與地方高校是相似的；三是迫于英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的壓力，這類(lèi)課程的學(xué)時(shí)也必須保證；四是對(duì)人文素質(zhì)的呼聲逐年增大，人文類(lèi)課程逐漸增加；五是對(duì)化學(xué)教育的作用認(rèn)識(shí)不到位，學(xué)員進(jìn)入部隊(duì)后沒(méi)有體現(xiàn)出化學(xué)素質(zhì)對(duì)于軍事人才的普遍重要性[3]。由于多方面的綜合原因，大學(xué)化學(xué)課程所包含的內(nèi)容逐漸的豐富，而完成課程講授的理論學(xué)時(shí)不僅得不到擴(kuò)展，反而被逐年的壓縮。于是大學(xué)化學(xué)的教學(xué)就出現(xiàn)了一種“教材越編越厚，課時(shí)越講越少”的奇怪現(xiàn)象。如何在有限的學(xué)時(shí)完成大學(xué)化學(xué)課程的講授和學(xué)習(xí)，是教員和學(xué)員都正在面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

二、講授內(nèi)容、教學(xué)方式與考核方式的比較

高等學(xué)校是培養(yǎng)未來(lái)工程師的搖籃，化學(xué)是理工農(nóng)醫(yī)類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，因此在高等教育中滲透綠色化學(xué)的理念，進(jìn)而從高等教育的源頭上杜絕環(huán)境污染是十分必要的。綠色化學(xué)(GreenChemistry)，又稱(chēng)環(huán)境友好化學(xué)(EnvironmentallyFriendlyChemistry)，是以化學(xué)反應(yīng)“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，因而過(guò)程和終端均為零排放和零污染，是一門(mén)從源頭阻止污染的化學(xué)。它不但是化學(xué)科學(xué)與化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，還是2l世紀(jì)化學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向，已成為當(dāng)今國(guó)際化學(xué)科學(xué)研究的前沿。將綠色化學(xué)理念融入化學(xué)教育的全過(guò)程，使學(xué)生樹(shù)立起綠色意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)研究能力，提高科學(xué)素質(zhì)水平，成為高等學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)之一。為此，我們?cè)诖髮W(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的各環(huán)節(jié)，構(gòu)建新的教學(xué)體系，對(duì)學(xué)生灌輸綠色化學(xué)理念，培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的高素質(zhì)綜合型人才。

1大學(xué)化學(xué)教學(xué)中灌輸綠色化學(xué)理念的重要性與必要性

近年來(lái)，隨著環(huán)境污染的愈發(fā)嚴(yán)重和公眾對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)心，尤其是近年來(lái)我國(guó)多地連續(xù)出現(xiàn)大面積的霧霾天氣，迫使人們思考保護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)的兩者關(guān)系問(wèn)題。究竟是先發(fā)展經(jīng)濟(jì)后治理環(huán)境，還是在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)就杜絕環(huán)境污染的發(fā)生？人們開(kāi)始對(duì)化學(xué)工業(yè)提出質(zhì)疑，認(rèn)為這一切主要是由化學(xué)造成的。面對(duì)這種情況，化學(xué)教師在日常教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)理念教育就顯得尤為必要，是培養(yǎng)具有綠色意識(shí)和環(huán)保能力高素質(zhì)人才的基礎(chǔ)，也是解決環(huán)境問(wèn)題的根本出路。同時(shí)化學(xué)工作者也應(yīng)該深刻反思，回過(guò)頭去看看化學(xué)給環(huán)境帶來(lái)了哪些負(fù)面影響，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，按照綠色化學(xué)12條原則的要求，研究出新的原子經(jīng)濟(jì)合成路線，開(kāi)發(fā)出新的綠色化合物。綠色化學(xué)與環(huán)境保護(hù)不同之處在于：綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染，而是主動(dòng)地防止化學(xué)污染，從而在根本上切斷污染源。目前綠色化學(xué)在節(jié)約能源、防治污染、保障人類(lèi)健康與安全等方面發(fā)揮著日益顯著的作用，受到了社會(huì)的極大關(guān)注，發(fā)展綠色化學(xué)成為當(dāng)今社會(huì)的迫切需要和大勢(shì)所趨。讓學(xué)生們堅(jiān)信，化學(xué)在創(chuàng)造出更多的高新技術(shù)材料的同時(shí)，也一定能避免無(wú)用的、有害的物質(zhì)產(chǎn)生。教師應(yīng)該用實(shí)際生動(dòng)的范例充實(shí)我們課堂教學(xué)的內(nèi)容，按照范例所涉及的知識(shí)點(diǎn)，自然地、形象地滲透到大學(xué)化學(xué)中。滿足社會(huì)的需要是大學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要目的之一，21世紀(jì)社會(huì)需要的是具備高科學(xué)素質(zhì)的“綠色工程師”，他們肩負(fù)著建設(shè)祖國(guó)未來(lái)的使命，是國(guó)家的棟梁之才。學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段就牢固樹(shù)立起綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，使他們自覺(jué)的成為未來(lái)環(huán)境的保護(hù)者。因此，作為培養(yǎng)未來(lái)高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才的高等學(xué)校，為適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)對(duì)高級(jí)人才培養(yǎng)需求，在大學(xué)化學(xué)的教學(xué)中，融入綠色化學(xué)的理念，使學(xué)生了解綠色化學(xué)，認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)，構(gòu)建起綠色化學(xué)思維，方能從根本上預(yù)防環(huán)境污染事件的發(fā)生，解決目前環(huán)境面臨的困境。

2大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中構(gòu)建綠色化學(xué)理念的探索

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中有舉足輕重的作用，但實(shí)驗(yàn)也是產(chǎn)生污染的主要渠道之一。人們的傳統(tǒng)思想是化學(xué)實(shí)驗(yàn)造成污染是不可避免的事情，“環(huán)境保護(hù)”就是治理污染，更不會(huì)想到還可以從源頭上防止污染的產(chǎn)生。首先我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中，堅(jiān)持讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容預(yù)習(xí)，并寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告，在預(yù)習(xí)報(bào)告中包含設(shè)計(jì)具體實(shí)驗(yàn)步驟，盡量減少試劑用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)束對(duì)實(shí)驗(yàn)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(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的理想和目標(biāo)，其次對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行“綠色化”改革和創(chuàng)新，在保證學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能得以訓(xùn)練的前提下，盡可能開(kāi)設(shè)對(duì)環(huán)境友好的實(shí)驗(yàn)。具體來(lái)說(shuō)要做好以下兩方面的工作。一方面，改革實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容。遵照綠色化學(xué)的理念，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容抓起，從源頭上阻止污染。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的綠色化，最先考慮的是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置，既要能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，又要能達(dá)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“綠色化”。如沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)，經(jīng)典的Pb(NO3)2和K2CrO4生成黃色PbCrO4沉淀，盡管現(xiàn)象明顯，但Pb、Cr都是有毒重金屬，會(huì)對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染。為此選擇Na2SO4和BaCl2作為沉淀試劑，生成白色BaSO4沉淀，現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)效果良好，既達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模譁p少了有毒物質(zhì)的使用和排放。對(duì)于某些與綠色化學(xué)理念相悖有毒的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，亦不能提高學(xué)生的綜合操作技能，則予以刪除，選取具有代表性的無(wú)毒的實(shí)驗(yàn)來(lái)鍛煉學(xué)生的基本操作技能。如有機(jī)化學(xué)醛酮、糖等性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，所用化學(xué)試劑毒性很大，取而代之的是測(cè)定葡萄糖旋光度的實(shí)驗(yàn)，徹底杜絕了有毒物質(zhì)的使用和排放。

另一方面處理實(shí)驗(yàn)廢棄物，杜絕污染物的排放。我們?cè)诖笠恍律鷦傞_(kāi)始做第一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，就以綠色化學(xué)理念引導(dǎo)學(xué)生正確處理實(shí)驗(yàn)室廣泛使用的鉻酸洗液。若不經(jīng)處理的含鉻廢水直接排入下水道，就會(huì)造成嚴(yán)重的鉻污染，這樣既消除了鉻的污染，又得到副產(chǎn)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(guò)加入金屬鋅進(jìn)行還原回收金屬銀，變廢為寶，一舉兩得，保證實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的綠色化。第三利用現(xiàn)代信息技術(shù)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，將有毒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，分別需要用到極毒試劑氯化汞和氰化鉀，實(shí)驗(yàn)后的廢液雖經(jīng)過(guò)處理但仍對(duì)環(huán)境造成極大危害。將類(lèi)似的有毒實(shí)驗(yàn)由老師集中做并現(xiàn)場(chǎng)錄像或從網(wǎng)上下載有關(guān)視頻，制作成多媒體光盤(pán)掛在網(wǎng)上，供學(xué)生下載觀看。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)管理，嚴(yán)格要求操作規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)環(huán)境的損害降到最低限度。把綠色環(huán)保的辦學(xué)理念滲透到實(shí)驗(yàn)細(xì)微之處，將綠色化學(xué)的理念印入腦海，提高環(huán)保意識(shí)，達(dá)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的宗旨。

3大學(xué)化學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容的綠色化

大學(xué)化學(xué)涵蓋無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)等內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容十分豐富，其中的綠色化學(xué)反應(yīng)例子很多，為綠色化學(xué)教學(xué)提供廣闊的平臺(tái)。教師應(yīng)該在教學(xué)中須對(duì)教材進(jìn)行優(yōu)化重組、拓展和創(chuàng)新，結(jié)合具體的內(nèi)容對(duì)學(xué)生灌輸綠色理念。教材中涉及到綠色化學(xué)的反應(yīng)加以重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，對(duì)未體現(xiàn)出綠色化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)充、適當(dāng)?shù)耐貙挕＠缫蚁┍谎趸森h(huán)氧乙烷[8]制備重要化工原料乙二醇的反應(yīng)就符合原子經(jīng)濟(jì)性原則。在講授碳的氧化物時(shí)，介紹CO2在綠色化學(xué)中的重要用途，當(dāng)CO2在臨界點(diǎn)(溫度31.1℃，壓力73.8個(gè)大氣壓)以上時(shí)，CO2具有液體的密度和常規(guī)液態(tài)溶劑的強(qiáng)度；同時(shí)它又具有氣體的粘度，因而有很高的傳質(zhì)速度，而且具有很大的可壓縮性，這些特點(diǎn)使超臨界二氧化碳成為一種優(yōu)良的溶劑，它無(wú)毒、不可燃、而且價(jià)廉，已發(fā)現(xiàn)許多反應(yīng)能在超臨界二氧化碳中進(jìn)行。因此，研究超臨界二氧化碳溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑，從而消除它們對(duì)環(huán)境的污染，這就符合綠色化學(xué)不使用有毒溶劑的理念。農(nóng)作物秸稈的綜合利用是當(dāng)前我國(guó)面料的實(shí)際難題之一，植物生物質(zhì)的主要成分是木質(zhì)素~纖維素和半纖維素，它們都可以轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化它們，必須在木質(zhì)素降解酶催化下水解，得到葡萄糖等小分子物質(zhì)之后，再把它們轉(zhuǎn)化成需要的有機(jī)化學(xué)制品，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)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(nóng)作物殘?jiān)鼮樵希訬aOH作催化劑，用Ca(OH)2作CO2吸收劑。該工藝優(yōu)點(diǎn)：不使用氰化物和甲醛，操作安全，生產(chǎn)步驟少，產(chǎn)率高。

摘要：大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)教育是化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程。本文從高職化學(xué)和中學(xué)化學(xué)教學(xué)銜接的現(xiàn)狀出發(fā)，圍繞高職化學(xué)和中學(xué)化學(xué)教學(xué)銜接中存在的主要問(wèn)題，針對(duì)性地提出了改進(jìn)對(duì)策，以期提升高職化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高職院校；基礎(chǔ)化學(xué)；教學(xué)方法；中學(xué)化學(xué)

基礎(chǔ)化學(xué)是化工、制藥類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課，旨在培養(yǎng)化工類(lèi)大學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)打下基礎(chǔ)。該課程安排在一年級(jí)開(kāi)設(shè)，需要有中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)才能夠?qū)W習(xí)，而如何使高職新生在原有的中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)之上提升至高職基礎(chǔ)化學(xué)水平，一直是我們關(guān)注的重要課題。

1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

當(dāng)前，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式仍然是基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)的主要方式。課堂上，教師負(fù)責(zé)講授，學(xué)生只能是被動(dòng)的聽(tīng)講，應(yīng)為形式單調(diào)乏味，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。如果創(chuàng)造一種新的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生成為教學(xué)的主角，主動(dòng)學(xué)習(xí)而不是被動(dòng)參與，則必然會(huì)大大提高教學(xué)的效果和質(zhì)量。但這種主動(dòng)學(xué)習(xí)法往往比較費(fèi)時(shí)，而且在較大的班級(jí)中組織起來(lái)也比較費(fèi)力，如果組織不當(dāng)反而會(huì)出現(xiàn)課堂秩序混亂等問(wèn)題。因此如何在教學(xué)中既調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又能保證教學(xué)質(zhì)量，就成為每個(gè)講授大學(xué)化學(xué)課程的老師需要思考的問(wèn)題。而對(duì)于非化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，如何使學(xué)生盡快融入教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)的興趣是至關(guān)重要的。解決這個(gè)問(wèn)題，我們可以試著從社會(huì)和生活中的實(shí)際入手，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)已滲透進(jìn)各行各業(yè)。例如，對(duì)于環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)的同學(xué)來(lái)說(shuō)，教師應(yīng)指明環(huán)境保護(hù)業(yè)已成為當(dāng)今社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)之一，并與學(xué)生深入討論環(huán)境污染及其危害等熱點(diǎn)問(wèn)題；針對(duì)建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，我們則重點(diǎn)介紹裝修材料以及建筑材料性能與化學(xué)之間的關(guān)聯(lián)。這些都可以誘發(fā)學(xué)生自主探索化學(xué)學(xué)科的欲望，從而使這種欲望轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)力。對(duì)于化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)的興趣更是至關(guān)重要的，學(xué)生一定要認(rèn)識(shí)到只有基礎(chǔ)化學(xué)功底扎實(shí)，才有能力進(jìn)一步學(xué)習(xí)化工、制藥類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程。否則，專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)只能是竹籃打水，最終自暴自棄。

2.要充分利用演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)是大學(xué)化學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中不可或缺的，演示實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，使學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)中來(lái)。但現(xiàn)狀卻是國(guó)內(nèi)大多數(shù)高職院校教師都放棄了課堂演示實(shí)驗(yàn)，教學(xué)模式只是簡(jiǎn)單的從理論到理論。其實(shí)，基礎(chǔ)化學(xué)課程所需的演示實(shí)驗(yàn)并不多，例如：化學(xué)反應(yīng)速率、酸堿指示劑、結(jié)晶、原電池反應(yīng)、白磷的燃燒等。演示實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，有助于幫助學(xué)生理解教師所講的內(nèi)容。這種教學(xué)模式還有助于幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到所有的知識(shí)都來(lái)源于試驗(yàn)事實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的科學(xué)作風(fēng)。

3.抓住中學(xué)化學(xué)中的核心概念提升高職基礎(chǔ)化學(xué)教育效果

高職藥學(xué)類(lèi)教育是為生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一線培養(yǎng)技術(shù)型、應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才，教育部在《關(guān)于深化教學(xué)改革培養(yǎng)21世紀(jì)需要的高質(zhì)量人才的意見(jiàn)》中指出，我國(guó)高等職業(yè)教育教學(xué)工作要以加強(qiáng)人才培養(yǎng)的針對(duì)性、應(yīng)用性、實(shí)踐性為核心。高職藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以技術(shù)型教育為主，其目標(biāo)是使學(xué)生獲得從事藥學(xué)相關(guān)職業(yè)所需的技能和知識(shí)，成為生產(chǎn)第一線的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型和生產(chǎn)實(shí)用型人才。

一、課程設(shè)置

大學(xué)和高職院校對(duì)藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系都進(jìn)行了相應(yīng)改革，其共同方向?yàn)榇蚱撇煌瑢?zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的界限，根據(jù)課程的基礎(chǔ)性特點(diǎn)，把傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)、有機(jī)、分析和物理四大化學(xué)融為一體，構(gòu)建一體化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。整合后的教學(xué)體系包含基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三類(lèi)，內(nèi)容設(shè)置循序漸進(jìn)，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行訓(xùn)練。另外，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容的選擇更加環(huán)保人性，減少了對(duì)環(huán)境的污染和人體健康的危害。大學(xué)和高職藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的差別主要體現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生能力的側(cè)重方面，這也反映出兩者培養(yǎng)目的的不同。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程設(shè)置原則為“確保基礎(chǔ)，更新內(nèi)容，突出應(yīng)用，反映前沿”。

課程設(shè)置上強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，以科學(xué)研究為內(nèi)容導(dǎo)向，注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的綜合素質(zhì)以及從事創(chuàng)新性科學(xué)研究的能力，為培養(yǎng)高層次人才打好基礎(chǔ)。為服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)，大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型多以綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主。高職藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)按照“需用為準(zhǔn)，夠用為度，應(yīng)用為先”的基本原則，以企業(yè)需求的技能為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，讓學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)所需的化學(xué)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用的基礎(chǔ)操作和基本技能，畢業(yè)后直接上崗就業(yè)。為強(qiáng)化實(shí)用性與技能性，高職化學(xué)實(shí)驗(yàn)傾向于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)類(lèi)。

二、教學(xué)設(shè)置

教學(xué)設(shè)置中一個(gè)主要問(wèn)題是教師在整個(gè)教學(xué)程中所起的作用。由于學(xué)生知識(shí)層次和學(xué)習(xí)能動(dòng)性較好，加之學(xué)生有較多課余時(shí)間預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中教師只負(fù)責(zé)引導(dǎo)，學(xué)生成為主體，有的大學(xué)化學(xué)探索引入了開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)，從選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程，最后完成實(shí)驗(yàn)求得結(jié)論，甚至是實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過(guò)程，全部由學(xué)生參與并主導(dǎo)，很大程度上激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情，大大提高了大學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)和科研的興趣。高職化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的基本技能，所以要求通過(guò)基本操作的規(guī)范化反復(fù)訓(xùn)練，熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能。為了達(dá)到最佳的教學(xué)效果，教師甚至需要手把手的給學(xué)生講解演示，教師在整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占據(jù)著較為主導(dǎo)的地位。

另一方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大學(xué)與高職院校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始由瓶瓶罐罐走向屏幕和虛擬空間。多媒體電子教案、實(shí)驗(yàn)視頻錄像以及完全由電腦虛擬的仿真實(shí)驗(yàn)室無(wú)疑是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一大新發(fā)展，雖然它們不能完全取代傳統(tǒng)的大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)，但作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的輔助教學(xué)手段越來(lái)越受到大學(xué)和高職院校的重視。

綜上所述，大學(xué)與高職藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育在人才培養(yǎng)上必須找準(zhǔn)各自位置，準(zhǔn)確定位培養(yǎng)目標(biāo)，合理制定化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，恰當(dāng)采用教學(xué)手段與方法，著力培養(yǎng)學(xué)生能力，為我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)輸送優(yōu)秀的藥學(xué)專(zhuān)業(yè)人才。

摘要:從仿真技術(shù)的角度，對(duì)“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐進(jìn)行探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:熟練運(yùn)用仿真技術(shù)于課程教學(xué)，可解決由于學(xué)時(shí)、經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、儀器臺(tái)(套)數(shù)不足等條件限制，不能充分保證每個(gè)學(xué)生都能親自上機(jī)操作的問(wèn)題。還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)教學(xué)效果。此外，仿真教學(xué)軟件的選擇、設(shè)計(jì)要貼近實(shí)際，讓學(xué)生能更好地掌握儀器操作。

關(guān)鍵詞:儀器分析;仿真;實(shí)驗(yàn)教學(xué);應(yīng)用

“儀器分析”是我校食品質(zhì)量與安全、生物工程、制藥工程、藥學(xué)、中藥學(xué)、環(huán)境工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。本課程要求學(xué)生掌握基本儀器的原理和檢測(cè)技術(shù)，注重實(shí)驗(yàn)方法和基本技能的訓(xùn)練，為其以后在食品、藥物、環(huán)境工程等領(lǐng)域的工作、科研及進(jìn)一步的學(xué)習(xí)作必要的鋪墊。現(xiàn)代社會(huì)職業(yè)化的要求及學(xué)生謀生需求的驅(qū)動(dòng)，使儀器分析的實(shí)踐性要求越來(lái)越強(qiáng)。儀器分析所包括的分析方法目前有數(shù)十種之多。每一種分析方法所依據(jù)的原理不同，所測(cè)量的物理量不同，操作過(guò)程及應(yīng)用情況也不同。課程內(nèi)容多，教學(xué)課時(shí)少，且內(nèi)容抽象，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大，其次實(shí)驗(yàn)所用儀器價(jià)格昂貴，限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展［1］。

1國(guó)內(nèi)各高校對(duì)儀器分析課程的教學(xué)改革國(guó)內(nèi)很多高校對(duì)于“儀器分析

”課程進(jìn)行了教學(xué)改革:如華中農(nóng)業(yè)大學(xué)李勝清等［2］建立了分析化學(xué)“四位一體”的研究性教學(xué)模式和“儀器分析”等課程多元化的考核體系。渤海大學(xué)李秀霞等［3］以食品儀器分析課程為例進(jìn)行了研究性教學(xué)模式的改革實(shí)踐。廣西中醫(yī)藥大學(xué)馮旭等［4］將PBL教學(xué)法，應(yīng)用于藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)課。河南焦作大學(xué)蘇永祥等［5］從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，探討如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、如何讓學(xué)生明白做好儀器分析實(shí)驗(yàn)的重要性、上好儀器分析實(shí)驗(yàn)課的措施、改革實(shí)驗(yàn)課考核形式，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。廈門(mén)大學(xué)化學(xué)系趙一兵等［6］分析了儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)存在的問(wèn)題，闡明了多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是緩解教學(xué)內(nèi)容多、更新快與儀器設(shè)備不足和落后的矛盾，是完善教學(xué)效果的有效途徑。廣西中醫(yī)學(xué)院譚建寧等［7］以CAI課件輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將其應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和了解沒(méi)有條件開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)、重復(fù)模擬有條件開(kāi)設(shè)而教學(xué)效果不佳的實(shí)驗(yàn)。首都醫(yī)科大學(xué)化學(xué)生物學(xué)與藥學(xué)院閆淑蓮等［8］就儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了探討。廣西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院鄒華紅等［9］、綏化學(xué)院食品與制藥工程系田喜強(qiáng)等［10］根據(jù)儀器分析實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，為了解決儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，從成績(jī)考核、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法與手段等方面對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。東北林業(yè)大學(xué)理學(xué)院李暐等［11］根據(jù)儀器分析實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)并實(shí)踐了“強(qiáng)化預(yù)習(xí)+儀器認(rèn)知+獨(dú)立操作”的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式。目前關(guān)于“儀器分析”課程的研究性教學(xué)實(shí)例只有華中農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)學(xué)院、渤海大學(xué)、南京航空航天大學(xué)及本課題組，且理論和實(shí)踐均處于探索階段。近年來(lái)，各個(gè)高校根據(jù)儀器分析課程教學(xué)的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排，學(xué)生分組的設(shè)置，實(shí)驗(yàn)課程的考核等方面都有一定的改進(jìn)，但由于受到各方面條件的限制，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中依然處于被動(dòng)地位，動(dòng)手能力比較欠缺，所學(xué)到的儀器分析理論知識(shí)難以與實(shí)踐真正融合，創(chuàng)新能力沒(méi)有得到相應(yīng)的提高。因此，本課題組擬對(duì)“儀器分析實(shí)驗(yàn)”課程進(jìn)行基于仿真技術(shù)的研究性教學(xué)方法的探索與實(shí)踐，緩解儀器不足等造成的矛盾的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的興趣，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教師自身素質(zhì)的提高。

2儀器分析教學(xué)改革的幾點(diǎn)措施

2．1教材建設(shè)與選用

根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的需要和儀器分析微型、高效、自動(dòng)、智能的發(fā)展趨勢(shì)，課程組在教材建設(shè)方面始終堅(jiān)持兩條原則:一是堅(jiān)持選用優(yōu)秀出版社出版的優(yōu)秀教材;二是教材符合工科相關(guān)專(zhuān)業(yè)的需要。所以根據(jù)授課對(duì)象的不同，食品質(zhì)量與安全、生物工程專(zhuān)業(yè)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(guī)劃教材”。此教材基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)敘述得較為詳盡，突出基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)和工科化學(xué)的特點(diǎn)，該教材習(xí)題量較為適中，難易得當(dāng);使用下來(lái)，效果較好。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)選擇劉志廣主編，大連理工大學(xué)出版社出版的《儀器分析》(第二版)，該教材為“國(guó)家精品課程教材”，可作為綜合性大學(xué)化學(xué)系及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的儀器分析課程的教材。藥學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)(制藥工程、藥學(xué)、中藥學(xué))選擇柴逸峰、邸欣主編，人民衛(wèi)生出版社出版的《儀器分析》(第八版)為教材。該教材是國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)“十三五”規(guī)劃教材、全國(guó)高等醫(yī)藥教材建設(shè)研究會(huì)“十三五”規(guī)劃教材，該書(shū)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)藥學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)編寫(xiě)的，內(nèi)容上符合藥學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)對(duì)儀器分析基礎(chǔ)知識(shí)的需要。內(nèi)容較為精煉，較其他的教材，在各章中加強(qiáng)了學(xué)習(xí)要求，加強(qiáng)了與藥學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的聯(lián)系。教材內(nèi)容較為豐富，這對(duì)學(xué)生擴(kuò)展知識(shí)有較好作用。

1在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用

以化工原理為代表的化工原理系列課程是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)本科生必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)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(xué)目的就是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決化工單元操作中實(shí)際工程問(wèn)題的能力。化工原理系列課程包括：理論課、實(shí)驗(yàn)課、生產(chǎn)或仿真實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)四個(gè)環(huán)節(jié)。其中化工單元操作過(guò)程設(shè)計(jì)方法、操作原理及其計(jì)算是理論課程教學(xué)的重要內(nèi)容，而迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行工程計(jì)算是課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以組織好化工原理理論課程教學(xué)是落實(shí)化工原理整體教學(xué)的關(guān)鍵。目前，化工原理主要授課內(nèi)容：流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、非均相物系的分離和固體流態(tài)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(jì)算方法，而通用過(guò)程模擬軟件中幾乎包括所有常見(jiàn)的化工單元基本模塊，在講課過(guò)程中，教師可以在講授基本原理后，使用軟件中的相關(guān)計(jì)算模塊對(duì)其工作特性進(jìn)行模擬展示。

東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院肖國(guó)民、李浩揚(yáng)[3]等，利用Fluent、Aspenplus軟件應(yīng)用于講授和解決“三傳”問(wèn)題。其中利用Fluent軟件，對(duì)固定床反應(yīng)器進(jìn)行動(dòng)量模擬，結(jié)合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和對(duì)流傳熱模型等，研究反應(yīng)器內(nèi)一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯(lián)反應(yīng)，從而獲得反應(yīng)器內(nèi)速度、溫度和各物質(zhì)濃度的分布情況，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。這一過(guò)程給學(xué)生清晰的展示了：不僅固定床反應(yīng)器內(nèi)部的“三傳”均和反應(yīng)的進(jìn)行程度相輔相成，而且若想準(zhǔn)確計(jì)算、設(shè)計(jì)或優(yōu)化一個(gè)單元操作過(guò)程，實(shí)驗(yàn)情況與計(jì)算模擬必須相互反饋，相得益彰。利用Aspenplus軟件對(duì)二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)和工程開(kāi)發(fā)，與傳統(tǒng)的換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算方法相比，結(jié)果具有可靠性高、計(jì)算用時(shí)少、繪圖快、和各專(zhuān)業(yè)集成效應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)甲醇—水精餾過(guò)程模擬，說(shuō)明該軟件可用于質(zhì)量傳遞方面的計(jì)算。教學(xué)實(shí)踐證明，該方法不僅可以全面反映塔內(nèi)物料組成、質(zhì)量分布狀況等工藝計(jì)算結(jié)果，而且還可通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)置板式塔或填料塔的各種塔內(nèi)件參數(shù)，得到塔結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)，另外學(xué)生還可以通過(guò)改變模擬計(jì)算條件，綜合考察各因素對(duì)分離效果的影響，便于教學(xué)。

中國(guó)石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程學(xué)院劉相、王蘭娟[16]利用軟件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的教學(xué)方式，簡(jiǎn)化繁瑣的計(jì)算過(guò)程，強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)和制圖規(guī)范，使化工原理課程設(shè)計(jì)逐步走入規(guī)范化軌道。中國(guó)石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程學(xué)院孫蘭義，張?jiān)旅鱗17,18]等，選擇烯烴分離裝置作為研究對(duì)象應(yīng)用于化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)之中，利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數(shù)等重要數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)教學(xué)的引入為化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)注入了新的活力。江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張春勇，鄭純智[19]等利用Aspenplus軟件在流體流動(dòng)和輸送機(jī)械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應(yīng)用，在教學(xué)過(guò)程中使學(xué)生看到的都是工程實(shí)例，充分踐行了理論聯(lián)系實(shí)際這一教學(xué)原則。嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院韋曉燕，譚軍[20]等，山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過(guò)程模擬系統(tǒng)有目、有步驟地應(yīng)用于化工原理系列課程教學(xué)，通過(guò)單元模型操作型問(wèn)題、實(shí)際案例分析和課程設(shè)計(jì)三個(gè)階段的訓(xùn)練，使學(xué)生加深對(duì)化工單元設(shè)計(jì)的理解，達(dá)到培養(yǎng)“知識(shí)”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工學(xué)院化學(xué)工程系葛明蘭，李翠清[22]等和安陽(yáng)大學(xué)化工系李安林，張換平[23]等將ChemCAD軟件應(yīng)用與化工課程設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)捷精餾模型，青海大學(xué)化工學(xué)院李曉昆，張宏[24]等將ECSS軟件應(yīng)用在板式精餾塔工藝計(jì)算中。華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院鄭秀玉，李瓊[25]還將過(guò)程模擬系統(tǒng)應(yīng)用于化工仿真實(shí)習(xí)教學(xué)的改革與實(shí)踐當(dāng)中，取得了寶貴的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。實(shí)際工程問(wèn)題的解決方案通常是多方面因素綜合，且呈非線性關(guān)系作用的結(jié)果，解答需要經(jīng)過(guò)多次運(yùn)算與討論分析。如操作型計(jì)算，盡管與設(shè)計(jì)型應(yīng)用的原理是一樣的，但是因?yàn)樗伎紗?wèn)題的角度不同，使得此類(lèi)問(wèn)題復(fù)雜、靈活，綜合條件的選擇計(jì)算不是一次完成，而是需要多次試算，反復(fù)迭代，加之公式復(fù)雜，計(jì)算步驟繁多，計(jì)算量很大。模擬軟件的應(yīng)用是解決這類(lèi)問(wèn)題行之有效的捷徑，既幫助學(xué)生加深了對(duì)各化工單元的認(rèn)識(shí)與理解，又培養(yǎng)了他們解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

2在化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程教學(xué)中的應(yīng)用

化學(xué)反應(yīng)工程和化工分離工程皆為化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)本科生必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要研究?jī)?nèi)容的共性為過(guò)程開(kāi)發(fā)、工藝設(shè)計(jì)以及實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中遇到的工程問(wèn)題。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)是生產(chǎn)的核心，而分離過(guò)程則是其前的原料凈化和其后的產(chǎn)品精制，一般來(lái)說(shuō)分離裝置的費(fèi)用占總投資的70%以上。過(guò)程模擬系統(tǒng)中，基本上包含了教學(xué)過(guò)程中所包含的各式反應(yīng)器模型，另外系統(tǒng)還集成了用戶(hù)自定義模塊，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需求二次開(kāi)發(fā)反應(yīng)器模塊子程序。而對(duì)于化工分離過(guò)程的模擬無(wú)論是從可模擬介質(zhì)的種類(lèi)和塔器的形式上，還是從模擬結(jié)果的精度上，都堪稱(chēng)化工模擬技術(shù)發(fā)展的代表。如：在AspenPlus中用于模擬所有類(lèi)型的多級(jí)汽-液、液-液平衡為例，其計(jì)算分為簡(jiǎn)捷、嚴(yán)格法兩種。簡(jiǎn)捷法計(jì)算單元模塊庫(kù)有三類(lèi)：簡(jiǎn)捷法精餾設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)捷法精餾核算和石油簡(jiǎn)捷蒸餾。

嚴(yán)格法計(jì)算單元模塊庫(kù)有六類(lèi)：嚴(yán)格精餾、復(fù)雜塔嚴(yán)格精餾、石油嚴(yán)格蒸餾、基于質(zhì)量傳遞速率蒸餾、嚴(yán)格間歇蒸餾和嚴(yán)格液-液萃取，每一類(lèi)單元模塊庫(kù)中又有多個(gè)以進(jìn)料、加熱器（冷凝器）和側(cè)線物流等不同組合形式，如：嚴(yán)格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計(jì)算，還可用于三相(汽-液-液)計(jì)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(yīng)比例控制蒸餾等工藝過(guò)程，而石油嚴(yán)格蒸餾庫(kù)中就有近50種形式可選，所以過(guò)程模擬系統(tǒng)不僅可以滿足化工分離工程課程主要內(nèi)容的需要，而且對(duì)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(xué)王彥飛，朱亮等采用教學(xué)內(nèi)容與AspenPlus軟件相結(jié)合以提高教學(xué)質(zhì)量，討論環(huán)氧丙烷水解絕熱連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器模型的多解性，在課堂上非常快速直觀的讓學(xué)生清楚了解多定態(tài)現(xiàn)象以及產(chǎn)生的原因，有助于學(xué)生對(duì)反應(yīng)過(guò)程的理解，并通過(guò)軟件使用可以回答，“如果改變某些條件，那么對(duì)于結(jié)果有哪些影響？”這樣的問(wèn)題。南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系戴斌，徐宏利用化工過(guò)程模擬系統(tǒng)ChemCAD二次開(kāi)發(fā)工具，在SO2轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)上，通過(guò)使用VBA語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)有復(fù)雜反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)。變換不同的SO2轉(zhuǎn)化工藝條件，計(jì)算得到與之對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器體積，從而為裝置技改、去瓶頸和優(yōu)化提供依據(jù)。上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院吳錫慧，郁平等對(duì)化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)改革和實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)中引入AspenPlus軟件強(qiáng)化計(jì)算機(jī)應(yīng)用，提高了學(xué)生們的設(shè)計(jì)和綜合分析能力。該軟件也正被學(xué)生用在大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)和科技創(chuàng)新等環(huán)節(jié)。

天津大學(xué)化工學(xué)院李士雨，齊向娟給出了應(yīng)用ChemCAD模擬軟件更新分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容的初步方案包括：分離過(guò)程熱力學(xué)、自由度分析的原理和方法、單級(jí)平衡和多級(jí)平衡模擬計(jì)算等。得出：無(wú)論從國(guó)內(nèi)外化工分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容的更新趨勢(shì)上看，還是從工業(yè)界對(duì)分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容需求的變化上看，在分離過(guò)程教學(xué)內(nèi)容中增加計(jì)算機(jī)模擬分析方法是大勢(shì)所趨。華東理工大學(xué)化工學(xué)院李偉，朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習(xí)題課上，同時(shí)改變熱力學(xué)方法、閃蒸條件、壓力等，完成不同條件下的多種閃蒸計(jì)算。進(jìn)行丙烯精制塔精確計(jì)算可對(duì)塔操作參數(shù)進(jìn)行多方案計(jì)算和比較，實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化；通過(guò)調(diào)節(jié)操作參數(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的純度和塔的能耗比較，在其之間建立量化概念，這對(duì)于思考許多分離基本問(wèn)題是十分有益的。江蘇石油化工學(xué)院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對(duì)醋酸與乙醇催化反應(yīng)精餾塔進(jìn)行模擬，回流比、進(jìn)料組成、進(jìn)料位置等對(duì)醋酸與乙醇收率的影響進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：運(yùn)用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應(yīng)精餾過(guò)程，結(jié)果可靠,精度高。江漢大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。通過(guò)演示軟件操作錄像、學(xué)習(xí)模擬經(jīng)典實(shí)例等方法，使學(xué)生迅速掌握并使用軟件，借此求解泡、露點(diǎn)及塔板數(shù)等。

《群眾》2018年第9期

摘要：針對(duì)近年來(lái)高校大學(xué)生對(duì)大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知度不高，專(zhuān)業(yè)調(diào)劑率高的現(xiàn)象，探討學(xué)學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課程的重要性，以現(xiàn)代化高校教學(xué)水平研究為出發(fā)點(diǎn)，從專(zhuān)業(yè)引導(dǎo)、專(zhuān)業(yè)思想教育、教學(xué)實(shí)踐等多個(gè)方向詮釋該課程在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要性。

關(guān)鍵詞：化學(xué)專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課；專(zhuān)業(yè)引導(dǎo)；教學(xué)實(shí)踐

高等學(xué)校的職能在于教育教學(xué)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)和文化的傳承和創(chuàng)新，根本任務(wù)在于人才培養(yǎng)。為了更好地培養(yǎng)全面發(fā)展和個(gè)性發(fā)展相結(jié)合的高素質(zhì)人才，必須加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課程體系的學(xué)習(xí)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。基于此，結(jié)合我校化學(xué)專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課程的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，對(duì)后續(xù)的教學(xué)方法進(jìn)行思考，為專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課程的教學(xué)研究提供借鑒。

一、化學(xué)專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課程設(shè)置的意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速發(fā)展，高校學(xué)生招生規(guī)模逐漸擴(kuò)大，高等教育從精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娊逃ｋS著時(shí)代的進(jìn)步，新時(shí)期大學(xué)生在人生態(tài)度、價(jià)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(shí)代的大學(xué)生思維活躍，富有創(chuàng)新意識(shí)，敢于挑戰(zhàn)質(zhì)疑，接受能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)較強(qiáng)，但受家庭影響很大，成長(zhǎng)面臨很多艱難困阻，加之進(jìn)入大學(xué)后面臨與高中階段差距較大的管理模式、學(xué)習(xí)方式、人際關(guān)系和競(jìng)爭(zhēng)壓力，許多大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后陷入“學(xué)習(xí)適應(yīng)困難”的狀態(tài)，這種狀態(tài)久而久之會(huì)導(dǎo)致許多心理問(wèn)題。所以，對(duì)新入校的大學(xué)生要加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課程的學(xué)習(xí)。就化學(xué)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課是針對(duì)大一新生開(kāi)設(shè)的課程，是一門(mén)學(xué)科信息量大、內(nèi)容豐富的理論課程。課程簡(jiǎn)明扼要地概述化學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)發(fā)展的基本情況、學(xué)習(xí)內(nèi)容、專(zhuān)業(yè)性質(zhì)、學(xué)習(xí)方法、課程設(shè)置、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及前景，使入學(xué)新生對(duì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀有比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，了解學(xué)習(xí)該專(zhuān)業(yè)的就業(yè)前景和工作領(lǐng)域，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)思想，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)方法，規(guī)劃大學(xué)階段學(xué)習(xí)生活，初步擬定學(xué)業(yè)生涯規(guī)劃。由此可見(jiàn)，專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課可為新生和學(xué)校解決諸多實(shí)際問(wèn)題，對(duì)于高校人才培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、化學(xué)專(zhuān)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

大學(xué)化學(xué)學(xué)科教育旨在培養(yǎng)具備化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能，能在化學(xué)及相關(guān)的科學(xué)技術(shù)和其他領(lǐng)域從事科研、教學(xué)技術(shù)及相關(guān)管理工作的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。但當(dāng)前化學(xué)專(zhuān)業(yè)很多學(xué)生為調(diào)劑生，這種局面會(huì)造成化學(xué)專(zhuān)業(yè)的生源質(zhì)量不高，非一志愿填報(bào)從某個(gè)方面說(shuō)明該生對(duì)此專(zhuān)業(yè)沒(méi)有過(guò)多了解或者并非對(duì)該專(zhuān)業(yè)感興趣，造成化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生考試通過(guò)率低，掛科現(xiàn)象嚴(yán)重，轉(zhuǎn)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生較多，從某個(gè)方面反映了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知度不高。要想避免此類(lèi)現(xiàn)象蔓延，我們?cè)谌胄Ｆ陂g要加強(qiáng)化學(xué)專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課程授課，讓學(xué)生從各個(gè)方面更清楚地認(rèn)識(shí)化學(xué)專(zhuān)業(yè)，慢慢接受這個(gè)專(zhuān)業(yè)并逐漸培養(yǎng)興趣。

摘要:

從材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),結(jié)合儀器分析學(xué)科的特點(diǎn),針對(duì)上海第二工業(yè)大學(xué)環(huán)境與材料工程學(xué)院實(shí)際情況,闡述了儀器分析課程教學(xué)體系的構(gòu)建,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面對(duì)儀器分析教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:

材料化學(xué)專(zhuān)業(yè);儀器分析;教學(xué)改革

材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)是材料科學(xué)與現(xiàn)代化學(xué)相結(jié)合的新興交叉邊緣學(xué)科。上海第二工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)以綠色電子材料為培養(yǎng)特色,與學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)電子廢棄物資源化方向互為補(bǔ)充,以社會(huì)需求為導(dǎo)向,為電子信息產(chǎn)業(yè)中電子產(chǎn)品制造及其廢棄物資源化處理等重要領(lǐng)域培養(yǎng)具有寬厚材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、掌握科研技能和具備創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。“儀器分析”是一門(mén)介紹如何利用現(xiàn)代儀器分析手段來(lái)獲得物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及某些化學(xué)過(guò)程的原理的課程[1]。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,在促進(jìn)儀器分析技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí),也使儀器分析手段在材料科學(xué)領(lǐng)域起到至關(guān)重要的作用。“儀器分析”已成為材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。對(duì)儀器分析相關(guān)理論課程與實(shí)踐課程進(jìn)行教學(xué)探索,一直是當(dāng)前教學(xué)改革的重點(diǎn)和熱點(diǎn)[2-5]。以上海市為例,設(shè)置材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的院校共有4所,包括復(fù)旦大學(xué)、華東理工大學(xué)、上海第二工業(yè)大學(xué)及上海電力學(xué)院,每所學(xué)校均將儀器分析教學(xué)根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)特點(diǎn)進(jìn)行了系列規(guī)劃。詳見(jiàn)表1。為滿足專(zhuān)業(yè)需求,構(gòu)筑以學(xué)生為主體、以實(shí)踐能力培養(yǎng)為中心的教學(xué)理念,探索符合應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式,筆者從上海第二工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)儀器分析相關(guān)系列課程多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)出發(fā),對(duì)課程體系的構(gòu)筑與實(shí)施進(jìn)行了探索研究。

1儀器分析課程教學(xué)體系的構(gòu)建

儀器分析是化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科交叉滲透、相互關(guān)聯(lián)的綜合性學(xué)科,是理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科,具有發(fā)展性和前沿性的特點(diǎn),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代分析儀器匯集了眾多學(xué)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(shí)踐強(qiáng)、更新快的特點(diǎn)[6]。然而,在很多大學(xué)課程體系安排中,儀器分析課程教學(xué)面臨著諸多的矛盾,如課時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容多的矛盾,教材內(nèi)容更新慢與學(xué)科發(fā)展快的矛盾,教學(xué)設(shè)備嚴(yán)重短缺與學(xué)生人數(shù)多的矛盾,理論知識(shí)講授多與實(shí)踐應(yīng)用安排少的矛盾[7]。上海第二工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)“以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展需要,體現(xiàn)學(xué)科進(jìn)展,提高素質(zhì)能力,加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用”為原則,在儀器分析課程體系安排中,精簡(jiǎn)化學(xué)分析,增加儀器分析的比重,特別是增加適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的儀器分析方法的應(yīng)用實(shí)例,有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。同時(shí),隨著近年來(lái)教育投入的增加以及為了積極適應(yīng)現(xiàn)代儀器分析的發(fā)展和對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神培養(yǎng)要求的提高，上海第二工業(yè)大學(xué)引進(jìn)了大量分析儀器,將大型分析儀器培訓(xùn)與操作納入儀器分析課程體系中,注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)與材料相關(guān)領(lǐng)域儀器分析操作應(yīng)用的零對(duì)接。該校材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)儀器分析教學(xué)體系是由本科生第3學(xué)期的分析化學(xué)(包含儀器分析)理論與實(shí)踐課程、第5學(xué)期的材料分析與測(cè)試課程,以及第2、5、6學(xué)期的儀器培訓(xùn)實(shí)踐課程構(gòu)成的,從大學(xué)二年級(jí)開(kāi)始的學(xué)生參與教師科研的活動(dòng)也是這個(gè)體系的重要組成部分。其中“分析化學(xué)”和“儀器培訓(xùn)”為必修課,“材料分析與測(cè)試”為限選課。目前,這一系列教學(xué)工作已初步形成了具有特色的實(shí)踐教學(xué)新體系,在為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的儀器分析理論與實(shí)踐基礎(chǔ)的同時(shí),充分發(fā)揮大型儀器對(duì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)功能,基本上達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)生優(yōu)培、因材施教的目的。

2根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)組織教學(xué)內(nèi)容