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实验教学体系与内容

 

2-3-1 实验教学体系建设

中心提出的 “两阶段、三层次”的实验教学模式经过五年运行,取得了良好的教学效果。在教学实践中我们逐渐认识到,树立以学生为主体、教师为主导的教学理念是现阶段的实验教学改革之本。在此基础上,确立了以培养实践能力作为实验教学的主线:其中包括( 1 )在基础化学实验中培养一定的基础研究能力;( 2 )在工程化学基础实验中培养较强的工程实践能力。针对不同专业学生,分阶段、分模块、分层次安排实验教学。

第一阶段 培养基本的实践能力

模块一(基本能力培养模块),适用于一、二年级;学习方式:自主学习与教师辅导相结合。包括三个层次实验:

层次 1 基础实验(含无机、有机制备和绿色化学反应,定性定量测定,基本物化参数测定等实验)

层次 2 初级综合性实验(含制备—表征与测试—应用实验)

层次 3 设计性实验(以开放形式完成元素性质测定;常用化合物制备表征与测定实验)

第二阶段 培养研究能力与工程实践能力

模块二(研究能力培养模块),适用于二(下)、三(上)年级;学习方式:合作学习与研究学习相结合。以开放形式,独立完成综合型(带有研究性质)实验,包括文献资料查阅,在教师辅导下制订试验方案;实施方案;总结(写实验报告或小论文);演讲报告会。

模块三(工程实践能力培养模块),适用于三年级;学习方式:自主学习、合作学习与研究学习相结合。 这一阶段以突出实验设计方法、设计思路、先进实验手段的合理运用等教学内容为主体,充分发挥学生的主观能动性,因材施教,在实验教学过程中培养学生的实验技能、科学研究能力、团队精神、管理能力和可持续发展的意识;引导学生利用化工过程技术与设备、试验方法学、现代测控原理、环境等理论知识,分析和设计化工过程单元操作的实验并独立完成,进而全面提升学生的创新能力。同时还强调学生的过程开发能力和工程设计能力,在实验过程中充分体现了系统工程、技术经济等知识内容。本模块的实验分为三个层次:

层次 1 化工过程基本试验

层次 2 化工设计型、研究型实验与化工新技术实验

层次 3 单元操作组合及流程型实验

模块四(计算机仿真实习模块,贯穿于模块一、二、三中),适用于一、二、三年级;学习方式:自主学习、合作学习与研究学习相结合。 在这一阶段中,作为对常规实验教学的重要补充,采用计算机模拟、仿真技术改造化学化工传统课程内容,对培养学生分析实际问题、提高解决化学化工生产问题的能力,起到了十分显著的效果。

 

2-3-2 实验课程

中心开设化学及工程化学基础实验课程 9 门:大学化学实验;无机化学与化学分析实验;物理化学实验;有机化学实验;仪器分析实验;综合化学实验;精细化学品分析实验;应用化学专业实验;工程化学实验。

 

2-3-3 实验项目

(一)大学化学实验( 18 个)

1. 电光天平的使用及摩尔气体常数的测定
2. 工业品醋酸铅的提纯
3. 化学反应热的测定
4. 纸上色谱法
5. 钢中锰含量的测定
6. 原电池、金属的腐蚀与防护
7. 水的硬度测定
8. 水中氯离子含量的测定
9. 碘法测定维生素 C 的含量
10. 磷酸的 pH 滴定
11. 氧化还原反应
12. 配位化合物 + 物质结构与性质的关系
13. 水的净化(离子交换法)
14. 离子平衡
15. 无机化合物
16. 化学反应速率
17. 综合设计实验一
18. 综合设计实验二

 

(二)工科化类实验( 99 个)

无机与分析化学基础实验( 26 个)

1. 电光天平的使用及气体常数的测定
2. 反应速率与活化能的测定
3. 氯化铵生成焓的测定
4. 醋酸电离常数的测定
5. 单、多相离子平衡
6. 氯化铅活度积的测定
7. 氧化还原反应
8. 物质结构和性质的关系
9. 硫酸亚铁铵的制备
10. p 区金属重要非金属化合物的性质
11. p区金属重要金属化合物的性质
12. d 区重要化合物的性质(一)
13. d区重要化合物的性质(二)
14. ds 区重要化合物的性质
15. 五水合硫酸铜结晶水的测定
16. 分析天平称量练习
17. 酸碱标准溶液的浓度比较
18. 盐酸标准溶液浓度的标定
19. 混合碱的测定
20. EDTA 标准溶液的配制与标定
21. 铅铋混合液中铅铋的连续测定
22. 硫代硫酸钠标准溶液的配制与标定
23. 硫酸铜中铜含量的测定
24. 高锰酸钾标准溶液的配制与标定
25. 石灰石中 Ca 的测定
26. 离子交换法测钠

有机合成基本操作实验( 6 个)

27. 玻璃工操作
28. 蒸馏
29. 分馏
30. 重结晶
31. 熔点的测定和温度计的校正、水蒸汽蒸馏
32. 减压蒸馏

物化参数测定基础实验( 18 个)

33. 恒温槽调节及粘度测定
34. 反应焓的测定
35. 液体饱和蒸气压的测定
36. 二元凝聚系统相图
37. 原电池热力学
38. 过氧化氢催化分解
39. 乙酸乙酯皂化反应
40. 表面张力的测定 - 最大气泡法
41. 凝固点降低法测摩尔质量
42. 二元完全互溶液体的蒸馏曲线
43. 平衡常数的测定
44. 液体表面张力的测定
45. 不溶性单分子膜
46. 溶液表面吸附的测定
47. 润湿角的测定
48. 固体比表面积的测定
49. 粉末粒度分析
50. 溶胶和乳液的制备和性质。

仪器分析实验( 10 个)

51. 邻菲罗啉分光光度法测铁
52. 原子吸收光度法测定铜废液中铜的含量
53. 空气中氮和氧的分析
54. 双组分分光光度法测定
55. 离子选择性电极法测定水中氟含量
56. 电位滴定法测定 HOAc 的浓度及 pKa
58. 发射光谱法定性与半定量分析
59. 原子吸收光谱法测定测定水中钾钠钙镁的含量
60. 分光光度法测定酯的含量

设计性实验( 6 个

61. 硫代硫酸钠的制备
62. 五水合硫酸铜的制备
63. 常见阳离子的分离与鉴定
64. 常见阴离子的分离与鉴定
65. 磷系列重要化合物的制备
66. 漂粉精中有效氯和固体总钙量的测定

综合性实验( 24 个)

67. 水的净化 - 离子交换法
68. 三草酸合铁酸钾的合成和组成分析
69. 综合实验一
70. 综合实验三
71. 洗衣粉中活性组分与碱度的测定
72. 铝合金的综合分析
73. 磺胺类药物的合成
74. 对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)的制备
75.1- 己胺甲酰基 -5- 氟尿嘧啶的合成
76. 西佛碱钴络合物对亚甲基的催化氧化实验
77.TiO 2 光催化降解酸性红 3B 染料工业废水及 COD Cr 的测定
78. 乙酸乙酯的制备
79. 乙酰苯胺的制备
80. 溴乙烷的制备
81.3- 丁酮酸乙酯的制备及其互变异构现象
82. 苯甲酸的制备
83. 肉桂酸的制备
84. 对甲苯磺酸钠的制备
85. 苯甲醇和苯甲酸的制备
86. 天然产物提纯及薄层分析
87. 乙酸丁酯的制备
88. 红辣椒中红色素的分离与鉴定
89. 商品镇痛药片中 APC 各组分的剖析
90. 一种单偶氮染料结构的剖析。

研究型实验( 9 个)

91. 导电聚合物的制备及性能表征
92. 固相反应法合成无机非金属材料
93. 固体超强酸催化剂的制备及其在有机合成中的应用
94. 卟啉及其配合物的合成与性质表征
95. 水热合成法制备无机功能材料
96. 纳米半导体催化剂的合成及其在有机污染物净化中的应用
97. 荧光防伪物质的合成及结构与光谱的关系
98. 模拟工业法制备氧化铁颜料
99. 一锅法杂醇油酯化制备有机溶剂小型工业化实验。

 

(三)工程化学实验( 31 个)

基础实验( 8 个)

1. 化工设备与流程实物教学实验
2. 雷诺实验
3. 贝努利方程演示实验
4. 板式塔性能实验
5. 流线演示实验
6. 旋风分离器性能演示实验
7. 温度测量技术实验
8. 测压仪表标定实验

综合型实验( 7 个)

9. 流动过程综合实验
10. 传热过程综合实验
11. 多相搅拌实验
12. 吸收、萃取实验
13. 计算机采集干燥过程实验
14. 离心泵性能与流量自动控制实验
15. 化工过程控制综合实验

设计型实验( 4 个)

16. 计算机采集与控制精馏实验
17. 正交试验法在过滤实验中的应用
18. 无机分离膜制备与应用实验
19. 宽粒径分布气固分离实验

创新型实验( 12 个)

20. 纳米功能材料的制备与性能的表征实验
21. 变压吸附实验
22. 渗透蒸发膜分离实验
23. 膜分离处理工业废水实验
24. 膜分离制备纯水实验
25. 空气膜分离实验
26. 动态过滤膜过滤实验
27. 固体粒子强化传热实验
28. 废水生物处理实验
29. 反应精馏实验
30. 共沸精馏制备无水乙醇实验
31. 萃取精馏回收药厂溶媒实验

 

注:在上述实验项目中,目前共开出 100 个实验。

2-3-4 各种实验项目比例

基础实验 84 个,占 57% ;综合性实验 42 个,占 28% ;设计性实验 10 个,占 7% ;创新性实验 12 个,占 8% 。

 

2-3-5 实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况

上述实验项目中的综合性和研究型实验,大部分由教师的科研成果移植或转化而来,具有较强的工程和社会应用背景。尤其是研究型和创新型实验中,许多为模拟工业化过程,或直接为工程实践项目的一部分。

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