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课程设计思想

        

      本课程面向复旦大学化学类各专业(含化学专业、应用化学专业和高分子材料与工程专业)开设。多年来,我们始终将本科生实践能力和创新能力的培养作为实验教学的核心,建立了“基础-综合-科研训练——三阶段多层次”的实践教学体系,形成了阶梯式递进的全方位培养本科生能力的实践教学模式。基础实验课程阶段是整个实践教学体系中的重要部分,是学生实践能力和创新精神培养的基础。这一阶段重点在于训练学生的“三基”(基本知识、基本理论和基本技能),对学生进行严格、规范的实验基本技能训练,使学生掌握化学实验的相关实验技术,具有扎实的动手动脑能力,为后阶段打好基础;在这一阶段中,通过开展多种方式的拓展实验、综合性实验和研究型设计性实验,培养学生的综合能力和创新精神。

       出于以上教学思想,我们将基础化学实验作为一个整体考虑,将整个基础化学实验训练阶段按实验技术为主线开设了“无机化学与化学分析实验”、“合成化学实验”和“仪器分析与物理化学实验”等三类实验,学生在两个学年内完成,共378学时,其中包括“无机化学与化学分析实验”(108学时)、“合成化学实验”(108学时)、以及“仪器分析与物理化学实验”(162学时)。各实验介绍如下:

无机化学与化学分析实验

       “无机化学与化学分析实验”面向化学类二年级学生开设,分两个阶段,前半阶段的学习内容包含化学原理实验、无机制备实验和经典的定量分析实验,训练学生扎实的实验技术,并强调整个实验的综合考虑和统筹安排,强调“量”的概念,使学生在严格的训练中理解体会化学实验的严谨性和科学性,在丰富的实验现象和多变的实验过程中动脑思考。后半阶段则强调对学生综合能力的培养训练,开设了多个复合型的制备加化学分析实验,如硫代硫酸钠的制备与分析、氯化钡的制备与分析、从硫酸亚铁到三草酸合铁酸钾的系列制备与分析等。这些实验将无机制备实验与定量及定性分析结合了起来,既糅合进无机制备技术,又巩固了化学分析实验技术,使学生对于从合成制备到产品分析有了全过程的感性认识,激发了学生对实验过程和结果中各个环节的关注,大大提高了学生的积极性和主动性。此外,“无机化学与化学分析实验” 还为学生开设了一些教学计划外的开放实验,让学生自主选择一些拓展性、综合性的实验,如各种未知样(包括生活中的食品、药品)的检测,供那些学有余力的学生在周末或其它课余时间选做,以进一步提高学生对化学的兴趣,培养他们的科学研究素养。

合成化学实验

       “合成化学实验”是面向大学二年级学生的一门集有机合成和络合物合成为一体的实验课程,分两个学期完成。课程强调化学实验中的合成技能,跳出了原来有机化学实验的局限。我们将本课程分为基本实验技能训练阶段(50%)、提高型实验阶段(30%)和研究训练实验阶段(20%)等三个阶段实施教学。在基本实验技能训练阶段,我们将以往的基本操作单元穿插到一些经典合成实验中,使学生在化合物的合成中掌握基本的合成实验技能,一举两得;在提高型实验阶段中,我们则安排了一些综合性实验,目的在于使学生在掌握基本合成技术的基础上,进一步学习一些现代合成实验技术,如无水无氧操作、TLC跟踪反应技术等,了解从化合物合成到表征的完整过程,培养学生综合分析问题和解决问题的能力。在研究训练实验阶段,我们将科研中的一些研究成果设计成研究型实验,如“二芳基醚的合成——芳环上的亲核取代反应”、“旋光性a-羟基酸的制备”等,要求学生通过查阅文献,设计实验方案,独自或以小组合作形式完成整个实验过程,并以论文形式完成实验报告。使学生通过这类实验的训练,学习如何开展科学研究,初步了解了科学研究过程,巩固了所学知识,受到学生的肯定和欢迎。

仪器分析与物理化学实验

       “仪器分析与物理化学实验”面向大二、三年级学生开设,分三个学期完成。其中有关仪器分析部分的内容相对于以前有了很大的调整,80%以上内容为新设计实验,大幅减少了验证性实验和纯样品分析实验,加大了实际样品的复杂性,增加样品前处理的难度,使仪器分析实验内容更接近实际。教学中,为满足不同个性需求,实施因材施教,对能力强、潜力大的学生增加拓展实验和研究型实验内容,对学生进行创新意识的教育和研究能力的培养。

       物理化学实验部分着重于实验基本原理(包括常用仪器的基本原理)的传授和实验技术技能的训练,培养学生的动手能力和优良的素质。教学中以经典的实验方法和测量技术为主,辅以现代测量技术和方法,剖析实验设计思路和变量转换技巧,加强学生的基础训练,培养学生认真观察现象进而分析判断、逻辑推理、作出结论的能力,以及正确设计实验(选择实验方法、实验条件、仪器和试剂等)解决实际问题的能力。在教学中既要求学生制备一些常用的小仪器设备、使用了自制仪器,还在教学中配置了较为先进的仪器,使学生能了解现代物理化学测量仪器的发展。同时在教学中坚持双语教学,要求学生在教学期间至少完成二次“科技论文”格式的实验报告,以训练学生科技论文的撰写能力。


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