大學普通化學實驗室規劃與實驗課程: 中原大學化學系普通化學實驗室之規劃與特色 /莊敬、陳志德

星期二 , 7, 3 月 2023 Leave a comment

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:

中原大學化學系普通化學實驗室之規劃與特色

莊敬、陳志德

中原大學化學系
gjchuang@cycu.edu.tw

 

n  前言

一、系所歷史沿革

本系創立於民國44年,經68年不斷努力求新,已擁有一流的師資與設備。民國63年與化工系共同成立應用化學研究所,並於民國70年獨立為化學研究所,民國72年獲教育部核准成立博士班。民國88年為因應國內社會經濟變遷,大學部兩班分組為化學組及材料化學組,並成立碩士專班。民國91年成立理學院奈米科技中心,民國95年與物理系、生物科技系與奈米科技中心合辦奈米科技跨領域學程。本系目前設有學士班、碩士班、碩士在職專班及博士班等四種班制。本系擁有化學館與理學大樓(2-5F)兩棟建築,教學與研究空間充足。實驗教學佔有最大空間,如普通化學實驗室,物理化學實驗室,有機化學實驗室,儀器分析化學實驗室與材料分析化學實驗室,足見本系對於實驗教學之重視(中原大學化學系, 2020)

二、系所目標、特色及發展規劃

本校創校68年,致力培育國家高等教育人才,具有優良校風與學術成就。本校教育宗旨理念以全人教育與知識經濟為兩大主軸,提倡手腦並用、寬廣學養及關懷情操等三大教育目標。針對此目標所設計的課程,則強調專業、實作、通識及關懷教育等四大方向。本系之教育對象為大學部學生,碩士研究生與博士班研究生。本系為其設定之教育目標分述如下:

學士班教育目標:培養具有高尚品德與堅定化學專業知識的人才。

碩博班教育目標:培養具有專精化學專業知識與研究暨應用能力之人才。

本系持續推動學術專業與專題實作之平衡教學。專題研究課程列為必選,以奠定學生紮實的實驗基礎。教師專長領域涵蓋有機化學、無機化學、分析化學、物理化學與材料化學等。研究上包含基礎研究與產業之開發。

本系教學著重理論與實驗並重,嚴格要求基本學科訓練,以應付多變的科技產業。本系提供多樣性課程及學程,如奈米科技學程,以擴展學生視野,靈活其思考。基礎實驗力求學理與實務並重,訓練學生動手做的習慣與實事求是的精神。大二升大三暑假即要求學生進入各老師研究室,進行專題研究,培養獨立思考、主動創新與系統整合之能力。另積極辦理四加一學/碩士雙聯學位及逕讀博士學位,以鼓勵本系優秀學生提早進入研究領域。本系致力於國際學術交流,與Temple大學及日本新瀉大學合作,進行多項交換學生計畫,同時與馬來西亞拉曼大學學院(Tunku Abdul Rahman University College)理學院,互派學生進行專題研究,對拓展學生之國際視野裨益極大。

三、學士班課程規劃

本系期望能培養出品德與化學專業兼具的人才,作法為訂立兩類核心能力。一為專業核心能力的培育(professional education),可細分為專業化學之能力、組織統整與應用能力、創新思考與研發能力及化學實務與應用能力等四種,主要由本系負責達成。二為品德核心能力的培育(General Education),可細分為責任與倫理能力、溝通協調與團體合作能力、熱忱與壓力管理能力及關懷與博愛能力等四種,主要由本校的通識課程教育及課外活動等負責達成。

n  普化實驗課程之規劃

一、課程設計

為達成本系學士班教育目標,依學士班課程規劃,普通化學實驗課程選擇與一般生活息息相關之題材。同時為反應高中端化學教育於實驗教學之匱乏,實驗教材強調基礎化學實驗操作技巧以及各類器材之使用方法,於動手學習的同時了解相關原理。其後引入化學合成與鑑定的基本技巧,培養學生實驗操作與解決問題之能力,同時強化學生獨立自主與溝通協調之能力。以奠定日後銜接有機,分析,物化與材料等實驗所需的基礎技能。

二、課程內容

    實驗一至九從基礎操作方法,如玻璃器材,天秤,加熱板,重力及抽氣過濾等基礎之實驗所需技巧,慢慢引入化學鑑定,分離,檢定濃度,純化等深入之實驗流程(中原大學化學系, 2022)。另外,實驗安全教育也是普化實驗的重點之一。課程中教師將講解各項實驗之意外預防事項以及防護器具之使用方法。

實驗一: 基本操作方法

實驗二: 定組成定律

實驗三: 運用酸鹼指示劑標定標準酸鹼度

實驗四: 由茶葉中萃取咖啡因

實驗五: 利用分光光度計測定離子濃度

實驗六: 葡萄酒的蒸餾

實驗七: 維生素c含量測定

實驗八: 錯化合物的生成

實驗九: 再結晶與熔點測定

實驗前,授課教師會講解當日實驗所需之原理,執行方式,以及應注意之安全事項。實驗進行時也會不時與助教對各組同學進行協助與指導。實驗報告之內容著重於該實驗之原理與實作所遇問題之檢討。期末時會以操作考的方式檢定同學之學期成效。

n  普化實驗室之規劃

本系可使用之空間與儀器設備,相當充裕。除了獨立的三層樓化學館外,尚有理學大樓二樓至五樓之空間,並有獨立的化學系圖書室,供學生憑學生證自動進出使用。除專用實驗室、研究室、討論室及教室外,另有放置共用貴重儀器之實驗室。其中普通化學實驗室位於化學館二樓(見圖1,內有三十座獨立通風櫃(見圖2)。本系另有寬敞之儀器分析實驗室(見圖34,內部儀器可支援普化實驗產品之鑑定工作。每間實驗室皆設有緊急洗眼設施與急救箱,門口皆有緊急淋浴裝置。每學期定期檢驗,確保設施完善,以保障學生實驗安全。

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 1:普化實驗室位於化學館二樓           2:普化實驗室內有三十座獨立通風櫃。

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3:儀器分析實驗室之一                 4:儀器分析實驗室之二。

n  普化實驗室之特色

本系普通化學實驗室空間寬敞,置有三十座獨立通風櫃,多年來供五十至六十位學生分組進行實驗。課程由專任講師一人負責,並配有研究生二人協助授課。大一生得以受到良好照護,空間寬廣的優勢也能減少意外之發生。為了精進實驗的教學,112學年度之新生將分為兩個小班制進行實驗教學,以每班三十人以下為原則。計畫以優勢的師生比強化教師與助教對於學生之指導,以精進學生實作之能力。

n  結語

本系普通化學實驗主要為建立化學系同學基礎實驗技巧。以充足的硬體與安全設施,配合專業之師資與小班教學方式授課,扎實的進行學生實驗學習,以冀奠定學生之獨立研究能力。未來本系也將進行實驗的精緻化,希望以能引起學生興趣的實驗內容,配合詳盡的實驗教學影片,創造卓越的實驗教學環境,以培養務實優質的一流化學人才。

n  參考資料

中原大學化學系(2020)。中原大學109年度委託辦理品質保證認可自我評鑑報告。桃園市:中原大學化學系。

中原大學化學系(2022)。中原大學普通化學實驗手冊。桃園市:中原大學化學系。

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