前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的應用化學專業(yè)培養(yǎng)方案主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關(guān)鍵詞】綜合化學實驗 應用化學專業(yè) 構(gòu)建與實施
現(xiàn)代科學技術(shù)日新月異的發(fā)展使各學科廣泛交叉、相互B透,新興學科、邊緣學科和交叉學科等不斷產(chǎn)生,學科間的界限越來越模糊不清,科學技術(shù)發(fā)展的綜合化、整體化趨勢日益增強。交叉、邊緣學科的不斷形成是現(xiàn)代化學發(fā)展的主要趨勢,在高等學校化學類專業(yè)中開展綜合化學實驗已成為大勢所趨。與其他化學二級學科相比,應用化學專業(yè)因其實用性,更加注重各項實驗技能之間的相互關(guān)聯(lián)及融會貫通。因此,要按照應用化學專業(yè)的人才培養(yǎng)方案,培養(yǎng)出具有綜合化學意識和科研能力的高素質(zhì)應用型人才,合理設(shè)置綜合化學實驗課是培養(yǎng)體系中重要的一環(huán)。
1 分方向開展綜合化學實驗的必要性
按照地方經(jīng)濟發(fā)展的需要,目前我校(西安文理學院)應用化學專業(yè)分為兩個方向,精細化學品合成方向(簡稱精化方向)和質(zhì)量檢驗方向(簡稱質(zhì)檢方向)。按照專業(yè)培養(yǎng)目標要求:精化方向畢業(yè)生應能勝任化學化工類企業(yè)精細化學品化學、有機合成化學、化工產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)等方面的工作,而質(zhì)檢方向的學生應能勝任工業(yè)品質(zhì)量檢測、食品檢測、環(huán)境監(jiān)測等方面工作。綜合實驗課的開設(shè)對象是應用化學專業(yè)高年級的學生,它把基礎(chǔ)化學的理論知識和各種實驗技能、實驗方法加以歸納、分析,對培養(yǎng)和提高學生綜合應用實驗方法和技能以及思考問題和解決問題的能力有著重要的作用。通過合理設(shè)置綜合化學實驗內(nèi)容可按照培養(yǎng)方向要求進一步強化學生的實驗技能,與企業(yè)需求更加契合。而倘若兩個方向采用相同的綜合化學實驗大綱,授課內(nèi)容沒有區(qū)分,這與分方向培養(yǎng)的教學目標不符。
2 優(yōu)化教學內(nèi)容,使其與培養(yǎng)方向相契合
應用化學專業(yè)的“綜合化學實驗”與四大基礎(chǔ)化學實驗的根本區(qū)別在于它的綜合性、應用性和獨立性。其綜合性在于既能體現(xiàn)各二級或三級學科專業(yè)方向的特色和優(yōu)勢,又能囊括多個次級學科的知識點,能使學生站在更高的層次上去思考各分支化學學科之間的有機結(jié)合,從而達到化學知識的系統(tǒng)化、綜合化,更注重在實驗中去培養(yǎng)學生運用綜合知識的能力、實踐能力和創(chuàng)新能力[1]。應用性體現(xiàn)在應能與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,尤其是與合作單位的生產(chǎn)項目相結(jié)合,使學生順利實現(xiàn)由基礎(chǔ)實驗――專業(yè)實驗――綜合實驗――生產(chǎn)實訓――生產(chǎn)實習的順利過渡。綜合化學實驗的獨立性在于傳統(tǒng)的實驗教學大都是服務于某一二級或三級學科的理論課程。而綜合化學實驗是按照實驗教學培養(yǎng)目標和要求獨立設(shè)置實驗課程,制定相應的實驗課程大綱,形成獨立的實驗教學體系。這樣的實驗教學將具有課堂理論教學不可替代的獨特作用,真正成為培養(yǎng)學生綜合運用各學科能力的有效途徑。綜合化學實驗的開設(shè)可增強學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力[2]。鑒于此,我們對應用化學專業(yè)的綜合化學實驗內(nèi)容進行了優(yōu)化。
精細化學品合成方向的綜合實驗以各種精細化工產(chǎn)品的合成及性能表征為主,著力于培養(yǎng)學生的合成操作技術(shù),讓學生進一步學型儀器在產(chǎn)品性能表征中的作用。現(xiàn)階段開設(shè)的實驗內(nèi)容包括:利多卡因的合成;納米氧化銅材料的合成與表征;三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備、組成測定及表征;N-氨乙基-1, 8-萘二酰亞胺Ni2+離子熒光探針的研究;聚乙烯醇縮甲醛的制備與應用;安息香的綠色催化氧化;三聚氰胺系水泥高效減水劑的制備及性能測試等。質(zhì)量檢驗方向的綜合實驗內(nèi)容以各類化學品的預處理和檢驗分析為主,著力于培養(yǎng)學生的分析檢測技術(shù),熟悉大型儀器的操作規(guī)范?,F(xiàn)階段開設(shè)的實驗內(nèi)容包括:硅酸鹽水泥中SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和MgO含量的測定;牛奶質(zhì)量檢測;校園人工湖水中六價鉻和硝酸鹽氮的測定;大黃中游離蒽醌類成分的提取、分離與鑒定;火焰原子吸收光譜法測定茶葉中的微量元素;食品中糖精鈉含量測定;大氣中二氧化硫和氮氧化物的測定等。
3 建立客觀公正的綜合實驗評價體系
綜合化學實驗的成績評價分為四個部分,實驗方案設(shè)計20%,實驗課考勤10%,實驗操作50%,實驗報告20%。在新的成績評價體系中,增加了方案設(shè)計在總成績評定中的比例,這有助于提高學生查閱文獻,設(shè)計方案的能力,為后期完成畢業(yè)論文打下良好的基礎(chǔ)。
4 結(jié)語
綜合化學實驗是應用化學專業(yè)不可缺少的一門實驗課程,是四大基礎(chǔ)化學實驗不可取代的。綜合化學實驗使學生能夠理論聯(lián)系實際,綜合運用各學科知識,分方向開設(shè)實驗課程更有利于培養(yǎng)出具有科研意識和能力的應用型、與培養(yǎng)方向相契合的高級人才。
參考文獻:
應用化學是一門應用性很強的科學,是農(nóng)牧專業(yè)學生學習本專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。應用化學實驗作為應用化學教學的重要組成部分,在應用化學理論知識教學提升以及學生學習能力提升方面等方面都會產(chǎn)生一定的影響。在實際教學過程中,應用化學實驗教學存在一些問題,影響了應用化學實驗教學的效果和應用化學教學效果,需要采取措施對其進行優(yōu)化和改進。基于此,本文對應用化學實驗教學的優(yōu)化策略進行了分析和探究,以期為應用化學實驗教學提供一定的參考。
關(guān)鍵詞:
應用化學;化學實驗;教學策略;優(yōu)化
應用化學是培養(yǎng)畜牧專業(yè)的基礎(chǔ)知識。是一門重要的學科,實驗是應用化學教學的重要實踐技能操作部分,化學實驗教學能夠強化學生對化學理論知識和相關(guān)專業(yè)動手能力,提高學生對未來就業(yè)的了解和認識。由于學校教學具有一定的局限性,當前的高?;瘜W實驗教學存在一定的問題,影響了應用化學實驗教學的效果。探究應用化學實驗的優(yōu)化策略和方法對提高應用化學專業(yè)人才培養(yǎng)具有十分重要的意義。
一、當前應用化學實驗教學中存在的主要問題
(一)應用化學實驗教學的課程設(shè)置不科學
應用化學實驗教學包括的內(nèi)容是十分豐富的,包含著無機分析化學實驗、有機化學實驗、以及儀器分析實驗等多種實驗內(nèi)容,實驗教學的任務是很重的,但是學院在應用實驗教學方面安排的課時卻是十分有限的,這就導致很多應用化學實驗教學流于形式,教學內(nèi)容十分的分散,無法對學生的實驗能力進行有效地培養(yǎng)。另外,由于受到設(shè)施設(shè)備的影響、實驗員不足以及課時安排的影響,在實際教學過程中,很多化學實驗的開展沒有與理論教學進行有效結(jié)合,理論與實踐教學之間不夠緊密,影響了應用化學實驗教學的效果。
(二)應用化學實驗教學的方式比較落后
當前應用化學實驗教學仍然以教師講授為主要方式,學生按照教師講述的實驗內(nèi)容和教師設(shè)計好的實驗內(nèi)容開展實驗過程,簡單的重復教師講過的實驗內(nèi)容,這種單一、落后的實驗教學方式?jīng)]有注重學生在實驗中的主體地位,學生的思維能力和創(chuàng)新能力都沒有得到應有的鍛煉和發(fā)展。另外,對學生實驗能力的評價大都是基于實驗報告的內(nèi)容進行的,沒有針對學生在應用化學實驗中的表現(xiàn)進行評價,忽略了學生在應用化學實驗教學中的積極性和主動性,影響了學生參與應用化學實驗教學的興趣。
(三)應用化學實驗教學的設(shè)施條件需要進一步優(yōu)化
實驗教學的設(shè)施設(shè)備條件是影響應用化學實驗教學質(zhì)量的重要因素,很多學校的應用化學實驗室比較簡陋,缺乏相應的實驗儀器、設(shè)備和實驗物品,對化學實驗的開展產(chǎn)生了一定的限制。另外,由于學生的實驗動手能力總體水平不高,很多應用化學實驗使用的手段和實驗內(nèi)容都比較簡單,缺乏綜合性、創(chuàng)新性強的實驗內(nèi)容。
二、應用化學實驗教學優(yōu)化的策略和方法
(一)構(gòu)建應用化學實驗教學課程體系
針對應用化學實驗教學中存在的教學體系結(jié)構(gòu)不合理、教學內(nèi)容落后等問題,需要結(jié)合應用化學領(lǐng)域發(fā)展的前沿和學生的認知水平,整合應用化學實驗教學的內(nèi)容,刪除陳舊的教學內(nèi)容,保持應用化學實驗的特色,兼顧該領(lǐng)域研究的前沿知識,創(chuàng)新和構(gòu)建符合實際情況的應用化學實驗課程教學體系,對學生進行科學的實驗教學培養(yǎng)。另外,在實驗課程體系構(gòu)建方面,要針對學生學習的發(fā)展階段和對應用化學專業(yè)的認識發(fā)展過程,對應用化學實驗進行劃分,按照實驗難度、實驗內(nèi)容與理論教學的相關(guān)性等因素,對應用化學實驗進行分類和分層,對處在不同學習階段的學生開展相應階段的應用化學實驗,這不僅能夠?qū)没瘜W實驗教學內(nèi)容進行科學的梳理,而且還能夠幫助學生更好地構(gòu)建自身的應用化學學習框架,促進學生應用化學學習效果的提升。
(二)創(chuàng)新應用化學實驗教學手段和教學方法
優(yōu)化應用化學實驗教學的重要措施就是要對應用化學實驗教學的手段和方法進行創(chuàng)新和改革,要在實驗教學過程中充分體現(xiàn)學生的主體地位,體現(xiàn)教師的主導作用,通過教學手段和教學方法創(chuàng)新刺激學生參與實驗教學的積極性和興趣。首先,采用引導式教學方法,教師在實驗開始之前對實驗目的、實驗內(nèi)容和需要注意的事項進行簡單的說明,還需要讓學生上網(wǎng)或看書查相關(guān)的實驗的資料和視頻。在學生動手實驗環(huán)節(jié)對學生進行指導和個別輔導相結(jié)合的方式,將實驗的主動權(quán)交到學生的手上,引導學生讓學生對實驗過程中遇到的問題進行反思,并且進行適當?shù)狞c撥和指導,讓學生充分的思考,引導學生更好地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,在實驗教學過程中對學生的獨立思考能力、獨立動手操作能力進行培養(yǎng)。其次,采用探究協(xié)作式教學模式,應用化學實驗中有很多綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗,在這種開展這些類型的實驗教學時候,教師可以引導學生進行自主的組隊,開展合作實驗活動。為了提高協(xié)作學習的靈活性,讓實驗小組可以自行擬定試驗的方法和實驗的操作方式,在實驗選題方面,教師可以給與學生充分的指導,在教師的指導下,實驗小組成員對實驗的內(nèi)容、實驗步驟和實驗設(shè)計進行討論和分析,探究應用化學實驗的相關(guān)理論知識,制定科學的實驗方案,并且通過協(xié)作開展實驗過程。探究協(xié)作學習模式不僅能夠提高學生的實驗能力,而且還能夠?qū)W生的創(chuàng)新能力進行培養(yǎng)。
(三)構(gòu)建良好的應用化學實驗教學平臺
構(gòu)建良好的應用化學實驗教學平臺主要從以下幾個方面進行。首先,學校要完善應用化學實驗室的建設(shè),優(yōu)化實驗室內(nèi)的相關(guān)設(shè)施設(shè)備和實驗物品,為應用化學實驗的開展提供良好的條件,確保應用化學實驗教學的順利開展。其次,為了滿足不同層次學生的實驗學習要求,設(shè)置不同層次的應用化學實驗教學方案,通過開放性的應用實驗項目開展課上實驗和課外實驗,為此,學校要做好實驗室管理創(chuàng)新和儀器設(shè)備使用管理規(guī)定等,要為學生提供更加靈活的實驗室使用平臺,為學生提供課外進入實驗室進行實驗的機會,這樣能夠有效的刺激學生參與應用化學實驗教學的興趣和好奇心。另外,要將學生引入到教師的科研項目當中,讓學生對綜合性的應用實驗有著更加清晰的認識,通過科研項目,為學生提供更加廣闊的實驗學習平臺,對學生的科研精神進行培養(yǎng)。最后,學校和教師還要鼓勵學生參加國家、省市各個層次舉辦的應用化學實驗競賽,在實踐過程中對學生的化學實驗設(shè)計和實驗操作能力進行培養(yǎng),學校也要定期舉辦相關(guān)的實驗技能大賽,對學生的應用化學實驗理論知識和實驗操作技能進行綜合培養(yǎng),通過這種方式刺激學生參與應用化學實驗的興趣,為學生提供多元化的實驗學習平臺。
三、結(jié)束語
應用化學實驗是應用化學教學的重要組成部分,也是提高學生綜合素質(zhì)能力的重要教學內(nèi)容。當前應用化學實驗教學中存在這教學課程設(shè)置不夠合理、教學方法和教學手段落后以及教學設(shè)施設(shè)備有待優(yōu)化等問題,學院需要針對這些問題,結(jié)合實際,構(gòu)建科學的應用化學實驗教學課程體系,創(chuàng)新和改革應用化學實驗教學方法和教學手段,通過多種途徑為學生搭建應用實驗教學平臺,從多個方面提高學生的應用化學實驗學習效果。
作者:次仁德吉 單位:職業(yè)技術(shù)學院
參考文獻:
[1]李凡修,孫首臣,鄧仕英,李克華.淺談應用化學專業(yè)實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2014,(4):198-202.
[2]馬學林,楊威.應用化學實驗教學改革[J].陰山學刊(自然科學版),2015,(1):70-72.
[3]章青,周雙六,王小龍.應用化學專業(yè)實驗的教學改革與探討[J].廣東化工,2014,(24):122+125.
關(guān)鍵詞:畢業(yè)設(shè)計;綜合素質(zhì);科研項目;實踐能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)18-0174-03
應用化學專業(yè)是介于化學和化工兩大專業(yè)之間的一個綜合性應用專業(yè),它囊括了化學和化工兩大專業(yè)之間交叉領(lǐng)域的相關(guān)知識,是兩大專業(yè)知識相互滲透和融合的一個專業(yè)。目前很多綜合性高校均開設(shè)應用化學專業(yè),但專業(yè)的方向和培養(yǎng)目標均是按照學校本身的特點和學校所處的地理優(yōu)勢而制定,如齊齊哈爾大學的應用化學專業(yè)主要以高分子材料為研究方向,大連理工大學的應用化學專業(yè)以染料和化學中間體為主要研究方向,西南石油大學的應用化學專業(yè)是以油田化學為主要研究方向,還有東北石油大學的應用化學專業(yè)利用行業(yè)辦學的優(yōu)勢,依托大慶油田和大慶石化兩大企業(yè)的地理優(yōu)勢,形成了油田化學和精細化工相互依托的兩大研究方向,但最終的目的均是培養(yǎng)各類大中型企業(yè)所需要的高素質(zhì)和高能力的綜合型人才。
畢業(yè)設(shè)計(論文)是高校實現(xiàn)綜合型人才培養(yǎng)目標的最后一個實踐教學環(huán)節(jié),也是提高大學生綜合素質(zhì)和能力的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因為通過畢業(yè)設(shè)計這一環(huán)節(jié)一方面可以檢驗在校大學生對所學專業(yè)理論知識和實踐知識的掌握程度,另一方面可以使得學生將所學理論知識和實踐知識與具體的生產(chǎn)實際相結(jié)合。對在校的大學生而言,畢業(yè)設(shè)計(論文)是一次理論知識與實踐相結(jié)合的最佳鍛煉機會。然而,隨著高校擴招和就業(yè)壓力的增大,企業(yè)對大學生的要求不斷提高,高校為了提高大學生的綜合能力,培養(yǎng)符合企業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)和高水平人才,往往需要通過多種方式和多種途徑來實現(xiàn)這一目標。例如將畢業(yè)設(shè)計與科研項目相結(jié)合,采用科研項目所涉及的方向作為大學生畢業(yè)設(shè)計的課題,通過參與教師的科研項目,激發(fā)大學生動手的興趣,從而充分調(diào)動他們的主動性和積極性;或者將畢業(yè)設(shè)計與企業(yè)生產(chǎn)實際相結(jié)合,將大學生送到企業(yè),利用企業(yè)的優(yōu)勢,通過雙導師指導的方式,實現(xiàn)校企互利的目標。本論文從畢業(yè)設(shè)計與科研項目相結(jié)合著筆,探討如何加強畢業(yè)設(shè)計實踐,提高學生的綜合能力和素質(zhì)。
科研項目涉及的內(nèi)容比較廣泛,需要充分運用所學的專業(yè)理論知識和實踐知識,在較長的時間內(nèi)才能較好地完成。一個科研項目往往涉及的專業(yè)知識比較廣,個別的科研項目還需要跨學科或跨專業(yè)的知識,并且需要將所學的知識進行綜合運用。這對在校的大學生而言很難達到,在校的大學生雖然到了大學的最后一個階段,對該專業(yè)的專業(yè)知識有了較豐富的掌握和理解,但是對專業(yè)知識之間的相互聯(lián)系和相互融合的能力還欠缺,雖然在大學期間做了很多基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗,有了基本的操作能力,但是隨著高校的擴招,對學生的要求隨之降低,往往是大學期間的實驗操作基本是按照教科書或?qū)嶒灷蠋煹囊讯ǖ牟襟E原班不變的進行,學生的創(chuàng)造性和理論與實踐結(jié)合的能力很難得到充分的提高。因此,對于依托科研項目的畢業(yè)設(shè)計,指導教師有必要對每一個環(huán)節(jié)進行嚴格的把關(guān)。
一、結(jié)合學生能力科學選題
畢業(yè)設(shè)計的選題是畢業(yè)設(shè)計重要的環(huán)節(jié),一個優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計課題必須符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學的基本要求,但也必須遵循科研項目的原則,利于充分提高學生的綜合能力。我校應用化學專業(yè)的選題正是遵循這一原則,在充分考慮學生能力的同時,將畢業(yè)設(shè)計與科研項目進行了很好的結(jié)合,使學生真正能在畢業(yè)設(shè)計期間,將所學的理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,充分提高了學生理論與實踐相結(jié)合的能力。表1為我校應用化學專業(yè)2012年畢業(yè)設(shè)計與科研項目相結(jié)合的課題。
表1顯示,與科研項目相結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計課題,均為科研項目的子課題,由于在校大學生畢業(yè)設(shè)計的時間比較短,僅有18周,很難及時完整地完成一個科研項目,因此,就需要指導教師對科研項目進行合理的拆分,設(shè)立多個子課題,且子課題不是對科研項目進行簡單的拆分,而是根據(jù)學生情況和科研項目具體內(nèi)容進行合理的拆分,拆分的子課題具有完整的研究方案和研究內(nèi)容,且難度適中,有利于學生對所學知識的綜合運用,通過畢業(yè)設(shè)計能提高學生的綜合能力和素質(zhì)。表1中畢業(yè)設(shè)計課題有實驗型,也有理論分析型,這些課題的設(shè)計正是遵循了上述原則,使學生在完成最后一個教學環(huán)節(jié)的同時,也通過參與科研項目,提高自己的綜合能力。
二、營造學術(shù)氛圍,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
根據(jù)東北石油大學化學化工學院對畢業(yè)設(shè)計的要求,學生的整個畢業(yè)設(shè)計需要在教師的指導下完成。這種性質(zhì)的指導不是像大學期間專業(yè)實驗和基礎(chǔ)實驗那樣簡單的布置實驗內(nèi)容、完成實驗報告,而是要求指導教師盡力為畢業(yè)設(shè)計的學生提供實驗環(huán)境、儀器以及發(fā)揮學生主動性和創(chuàng)造性的學術(shù)氛圍。指導學生完成畢業(yè)設(shè)計的過程中,指導學生如何查閱國內(nèi)外最新相關(guān)文獻,如何在最短時間內(nèi)提取文獻的精華;如何根據(jù)查閱的文獻,結(jié)合自己的課題獨立設(shè)計實驗方案;如何準備實驗儀器和實驗裝置。同時讓學生發(fā)表自己對文獻或課題的見解,激發(fā)他們的想象力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和知識運用能力。
教師在指導學生完成自己畢業(yè)設(shè)計課題的基礎(chǔ)上,還要為學生提供良好的學術(shù)交流氛圍,定期開展學術(shù)交流會,讓相關(guān)的課題或相關(guān)領(lǐng)域的課題在一起討論,開展多方面的交流,發(fā)表對相關(guān)問題的認識和看法,合理引導學生對科學問題的理解,鼓勵學生多看、多想、多問,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識,激發(fā)他們的想象力和創(chuàng)新精神。應用化學專業(yè)是介于化學和化工兩大專業(yè)之間的一個交叉專業(yè),知識之間的相互聯(lián)系尤為重要,該專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課題之間均有或多或少的聯(lián)系,營造良好的學術(shù)氛圍尤為重要,東北石油大學應用化學專業(yè)多年的實踐也證實了這一觀點。表2為東北石油大學應用化學專業(yè)某指導教師指導大四學生期間的記錄。
表2的內(nèi)容顯示,該指導教師在指導學生的過程中,本著激發(fā)學生想象力、創(chuàng)新能力和知識運用能力的原則,每一次指導,都具有很強的針對性,一方面要求學生在做實驗的過程中,能很好地將以前學過的理論知識進行綜合運用,另一方面要求學生多看、多想、多問、多交流,對科研及工作應有一個認真、主動、積極以及負責的態(tài)度。通過畢業(yè)設(shè)計,學生能真正地將理論與實踐相結(jié)合,能很好地邁過理論學習向工作實踐的過渡。
三、因材施教,嚴格要求
東北石油大學應用化學專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計從大四第二學期的第一周開始,共18周,時間較長。同時這學期也是比較復雜的一學期,部分學生還沒有找到工作,需要花一些時間去找工作;一部分考上研究生的學生需要抽出時間復習復試的課程,準備參加復試;還有一部分學生雖已找到工作,但所簽單位要求提前到單位去實習、工作。畢業(yè)設(shè)計對馬上走上工作崗位或進一步學習的學生至關(guān)重要,學生也比較苦惱,一方面想好好的做畢業(yè)設(shè)計,另一方面不想放棄工作或研究生復試。作為高校的指導教師,一方面為了保證畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量,必須要求學生在18周內(nèi)完成所規(guī)定的學習內(nèi)容,另一方面對于結(jié)合科研項目的課題,能較好地完成科研項目的計劃進度。對有特殊要求的學生,怎樣才能更好地完成畢業(yè)設(shè)計呢?東北石油大學應用化學專業(yè)教師在畢業(yè)設(shè)計的第一周,對每一個學生的具體情況進行詳細的了解,根據(jù)學生的情況建議學生合理選擇課題,如對于想到單位工作的學生,建議選擇綜述性的課題,同時可以結(jié)合工作的內(nèi)容,將綜述和實踐同時進行;對于考上研究生的學生,選擇需要時間較短、理論深度較高的課題;對于沒有找到工作的學生,建議選擇難度較低、耗時較短的課題。同時,要根據(jù)學生的理論基礎(chǔ)和動手能力,選擇難度適當?shù)恼n題。
但是,對于這種改革或教學方式,并不是對學生聽之任之,放任不管。指導教師根據(jù)學生的實際情況,為每一位學生制定課題的整體計劃,詳細規(guī)定學生每一周的工作內(nèi)容,定時與學生交流,解決在畢業(yè)設(shè)計過程中遇到的問題和難點,確保學生在18周內(nèi)較好地完成畢業(yè)設(shè)計。如東北石油大學應用化學專業(yè)的某教師對于綜述性的課題,要求學生制定工作計劃、詳記查閱文獻的目錄以及文獻的總結(jié)內(nèi)容,并要求每周討論兩次;對于實驗性的課題,要求學生制定實驗方案、自己組裝實驗裝置,詳細記錄實驗過程和實驗數(shù)據(jù),并每周至少三次討論實驗遇到的問題和實驗現(xiàn)象,兩周一次學術(shù)交流,同一組的學生在一起交流實驗內(nèi)容以及看法,發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。
近十年的畢業(yè)設(shè)計實踐和探索表明,畢業(yè)設(shè)計是在校大學生從高??缛肷鐣P(guān)鍵的一個教學環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計的順利進行至關(guān)重要,學生可以將理論知識很好地應用于實踐過程,通過該過程,能更好地理解本學科的知識,也是積累工作經(jīng)驗、提高綜合能力關(guān)鍵的一步,尤其是將畢業(yè)設(shè)計與科研項目相結(jié)合的課題,能調(diào)動學生學習的主動性和積極性,培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,是高??蒲信c教學相互促進的良好方法。
參考文獻:
[1]楊滌心,黃興遠.依托產(chǎn)學研合作 加強畢業(yè)設(shè)計實踐[J].陜西教育,2009,(1):55-56.
[2]沈群.與企業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計模式初探[J].中國校外教育,2010,(12):139.
[3]黃崇莉.強化畢業(yè)設(shè)計的指導,培養(yǎng)學生的綜合能力[J].科技信息,2008,(1):207-221.
[4]岳恒立.畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中提高學生創(chuàng)新能力的研究[J].大眾科技,2011,(2):134.
[5]孫浩,許琦.化工專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學環(huán)節(jié)的改革與探索[J].化工高等教育,2007,(4):49-54.
[6]賴麗娟,吳效明,熊冬生,等.改革本科畢業(yè)設(shè)計 培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].中國醫(yī)學物理學雜志,2010,27(1):1683-1686.
[7]張超,趙德安.本科畢業(yè)設(shè)計與科研項目相結(jié)合的實踐與思考[J].中國電力教育,2009,(6):130-131.
[8]張俊舉,錢蕓生,富容國,等.依托科研課題,提高本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量[J].電器電子教學學報,2008,30(4):116-117.
畢業(yè)設(shè)計的選題是畢業(yè)設(shè)計重要的環(huán)節(jié),一個優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計課題必須符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學的基本要求,但也必須遵循科研項目的原則,利于充分提高學生的綜合能力。我校應用化學專業(yè)的選題正是遵循這一原則,在充分考慮學生能力的同時,將畢業(yè)設(shè)計與科研項目進行了很好的結(jié)合,使學生真正能在畢業(yè)設(shè)計期間,將所學的理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,充分提高了學生理論與實踐相結(jié)合的能力。表1為我校應用化學專業(yè)2012年畢業(yè)設(shè)計與科研項目相結(jié)合的課題。研項目的子課題,由于在校大學生畢業(yè)設(shè)計的時間比較短,僅有18周,很難及時完整地完成一個科研項目,因此,就需要指導教師對科研項目進行合理的拆分,設(shè)立多個子課題,且子課題不是對科研項目進行簡單的拆分,而是根據(jù)學生情況和科研項目具體內(nèi)容進行合理的拆分,拆分的子課題具有完整的研究方案和研究內(nèi)容,且難度適中,有利于學生對所學知識的綜合運用,通過畢業(yè)設(shè)計能提高學生的綜合能力和素質(zhì)。表1中畢業(yè)設(shè)計課題有實驗型,也有理論分析型,這些課題的設(shè)計正是遵循了上述原則,使學生在完成最后一個教學環(huán)節(jié)的同時,也通過參與科研項目,提高自己的綜合能力。
營造學術(shù)氛圍,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
根據(jù)東北石油大學化學化工學院對畢業(yè)設(shè)計的要求,學生的整個畢業(yè)設(shè)計需要在教師的指導下完成。這種性質(zhì)的指導不是像大學期間專業(yè)實驗和基礎(chǔ)實驗那樣簡單的布置實驗內(nèi)容、完成實驗報告,而是要求指導教師盡力為畢業(yè)設(shè)計的學生提供實驗環(huán)境、儀器以及發(fā)揮學生主動性和創(chuàng)造性的學術(shù)氛圍。指導學生完成畢業(yè)設(shè)計的過程中,指導學生如何查閱國內(nèi)外最新相關(guān)文獻,如何在最短時間內(nèi)提取文獻的精華;如何根據(jù)查閱的文獻,結(jié)合自己的課題獨立設(shè)計實驗方案;如何準備實驗儀器和實驗裝置。同時讓學生發(fā)表自己對文獻或課題的見解,激發(fā)他們的想象力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和知識運用能力。教師在指導學生完成自己畢業(yè)設(shè)計課題的基礎(chǔ)上,還要為學生提供良好的學術(shù)交流氛圍,定期開展學術(shù)交流會,讓相關(guān)的課題或相關(guān)領(lǐng)域的課題在一起討論,開展多方面的交流,發(fā)表對相關(guān)問題的認識和看法,合理引導學生對科學問題的理解,鼓勵學生多看、多想、多問,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識,激發(fā)他們的想象力和創(chuàng)新精神。應用化學專業(yè)是介于化學和化工兩大專業(yè)之間的一個交叉專業(yè),知識之間的相互聯(lián)系尤為重要,該專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課題之間均有或多或少的聯(lián)系,營造良好的學術(shù)氛圍尤為重要,東北石油大學應用化學專業(yè)多年的實踐也證實了這一觀點。表2為東北石油大學應用化學專業(yè)某指導教師指導大四學生期間的記錄。
因材施教,嚴格要求
一、依托實習基地,開拓畢業(yè)設(shè)計新渠道
建立長期穩(wěn)定的實習基地是高校實習教學環(huán)節(jié)順利進行的基礎(chǔ)。然而專業(yè)不同,實習基地的類型和數(shù)量也不盡相同,利用實習基地為畢業(yè)設(shè)計教學提供新途徑的優(yōu)勢也不盡相同。如東北石油大學化學化工學院應用化學專業(yè)利用學校的地理優(yōu)勢,與大慶油田第三采油廠、大慶石化公司以及大慶精細化工廠等多個企業(yè)建立了長期穩(wěn)定的實習基地。每年除了定期在實習基地進行認識實習和生產(chǎn)實習教學環(huán)節(jié)外,還借助實習基地這一新渠道,利用企業(yè)和學校的優(yōu)勢,采取多種方式安排學生到企業(yè)進行畢業(yè)設(shè)計。如根據(jù)實習基地和學校的需要,部分畢業(yè)設(shè)計課題安排學生到企業(yè)去完成,利用企業(yè)設(shè)備和技術(shù)的優(yōu)勢,較好地完成畢業(yè)設(shè)計教學;對于實際操作耗時較短的部分畢業(yè)設(shè)計課題,理論部分可在學校完成,實踐部分則在企業(yè)完成,利用企業(yè)的技術(shù)和學校豐富的圖書館資源,保證畢業(yè)設(shè)計的順利進行;另外,還可利用學校的資源優(yōu)勢,針對企業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的技術(shù)問題,利用畢業(yè)設(shè)計教學環(huán)節(jié),課題由企業(yè)提供,實驗在學校進行,企業(yè)技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要到學校給予指導,具體的實驗方案可由學校的指導教師和企業(yè)的技術(shù)人員共同商定,在保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的同時,也要根據(jù)學生的實際情況,保證學生的安全。近年來,東北石油大學應用化學專業(yè)通過利用多個穩(wěn)定的實習基地,每年安排部分課題在企業(yè)進行,一方面提高了畢業(yè)設(shè)計教學質(zhì)量,另一方面為學生提供了提前進入企業(yè)了解生產(chǎn)過程的機會,為畢業(yè)后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。圖1為近年來東北石油大學應用化學專業(yè)利用實習基地進行的畢業(yè)設(shè)計課題數(shù)目。從2006年起,東北石油大學應用化學專業(yè)利用學校的地理優(yōu)勢,增加了實習基地,與企業(yè)合作進行畢業(yè)設(shè)計的課題數(shù)目增多,尤其是最近五年,安排到實習基地或與實習基地合作的畢業(yè)設(shè)計人數(shù)增加,畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量也有了較大幅度的提高。通過與實習基地合作畢業(yè)設(shè)計課題,學生的實踐能力有了很大程度的提高,企業(yè)對畢業(yè)生的滿意度也有所提高。
二、參與科研項目,構(gòu)建新的實踐教學平臺
國內(nèi)很多高校的先進的實驗儀器設(shè)備基本上用于科研項目,在校本科生很難接觸到,導致學生畢業(yè)后到企業(yè)不會使用,使得企業(yè)對畢業(yè)生很不滿意。如果學生在畢業(yè)設(shè)計期間能參與科研項目,學習和使用科研所用的先進儀器設(shè)備,這樣一方面可以保證畢業(yè)設(shè)計教學的質(zhì)量,提高學生的綜合知識和實踐能力;另一方面又可以加快科研項目的進度。東北石油大學應用化學專業(yè)教師根據(jù)企業(yè)對本專業(yè)畢業(yè)生的反饋,利用精細化工科研室、油田化學科研室、提高采收率科研室以及高分子材料科研室中先進的實驗設(shè)備及實驗手段,將部分畢業(yè)設(shè)計課題與科研項目相結(jié)合,利用界面張力儀、紅外光譜、紫外光譜儀、液相色譜儀、核磁共振波譜法、原子吸收等先進的實驗儀器,在保證科研項目順利進行的同時,提高了畢業(yè)設(shè)計教學質(zhì)量,改善了實踐教學手段和環(huán)境,彌補了應用化學專業(yè)實驗教學平臺的不足,且為畢業(yè)設(shè)計教學提供了新的平臺。近年來,筆者在帶本科畢業(yè)設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn),學生在畢業(yè)設(shè)計期間的綜合運用能力與所從事的課題有很大的關(guān)系,參與科研項目的學生在理論知識的運用以及先進實驗儀器的使用方面的能力要比其他學生強,畢業(yè)后融于企業(yè)所需的時間較短,接受新知識和新事物的能力也較快,企業(yè)對這些學生的滿意度較高。
三、與專業(yè)課共進,提高學生綜合素質(zhì)
大學期間的本科教學只是簡單的教學和考核,基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課之間聯(lián)系較少,教師講課時,可能將相關(guān)的知識進行簡單的講授,但很少與實驗相結(jié)合,即使學生的理論學習成績很好,但是在解決實際問題時,仍是力不從心。通過與學生的交流發(fā)現(xiàn),學生雖然對理論知識掌握很好,但是實踐經(jīng)驗較差,很少有機會真正參與實踐活動,本科期間的實驗課只是簡單的重復,并沒有真正讓學生自己查資料、設(shè)計實驗方案、組裝實驗裝置、分析實驗現(xiàn)象和結(jié)果,學生的綜合運用能力較差。目前,高校根據(jù)自己現(xiàn)有的條件采取不同的方法,如提前讓學生進行畢業(yè)設(shè)計,圍繞畢業(yè)設(shè)計題目看書、查資料、做部分實驗,在掌握理論知識的同時,將專業(yè)知識與實踐相結(jié)合,提高學生知識的運用能力;或者借助大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗,讓學生有機會參與實踐,圍繞大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目進行實驗,從而提高學生理論知識與實踐知識相結(jié)合的能力;或者根據(jù)學生的興趣愛好,開展開放性實驗教學,給學生一個研究方向,讓學生自己查資料、設(shè)計實驗方案、動手實驗,從而培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。筆者所在的應用化學專業(yè)結(jié)合東北石油大學現(xiàn)有的教學條件,利用大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和開放性實驗,讓學生提前進行畢業(yè)設(shè)計,與專業(yè)課共進,在很大程度上提高了學生的綜合素質(zhì)。
關(guān)鍵詞:實驗教學;教學模式;合作教育;創(chuàng)新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)14-0071-02
創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發(fā)達的不竭動力,創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力越來越成為一個國家國際競爭力和國際地位的最重要的決定因素。實踐教學作為高等院校教學體系的一個重要組成部分,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、分析和解決問題的能力、提高學生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的實踐教學模式已無法滿足高等學校實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標,必須建立既能緊跟時展和科技進步,又能夠符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的實踐教學模式。作為石油行業(yè)院校中的省級重點專業(yè),根據(jù)地方經(jīng)濟和石油石化行業(yè)發(fā)展需要,對應用化學專業(yè)實踐教學體系進行了探索研究,取得了一定的成效。
一、依托學科優(yōu)勢,構(gòu)建專業(yè)實驗教學新體系
東北石油大學應用化學專業(yè)的前身為油田應用化學專業(yè),是1973年石油部最早設(shè)立油田應用化學專業(yè)的三所本科院校之一。依托東北石油大學石油和石化兩大學科的資源優(yōu)勢,背靠大慶油田的地緣優(yōu)勢,形成了油田化學和精細化工兩個特色專業(yè)方向,結(jié)合省級重點專業(yè)建設(shè),構(gòu)建了創(chuàng)新型專業(yè)實驗教學新體系。首先,將實驗教學體系整合為三個層次:基礎(chǔ)化學實驗(第一層次)、專業(yè)實驗(第二層次)、綜合性實驗和創(chuàng)新實驗(第三層次)。在無機化學、有機化學、分析化學和物理化學等四門基礎(chǔ)化學實驗教學與理論教學脫鉤單獨設(shè)課,增加創(chuàng)新實驗學時,改變了過去側(cè)重于驗證性實驗,形成了自身的系統(tǒng)性,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識。在專業(yè)實驗課程內(nèi)容的設(shè)置上注重反映與生產(chǎn)實際或日常生活密切相關(guān)、能夠反映應用化學專業(yè)發(fā)展前沿、體現(xiàn)應用化學應用性特點的特色實驗,內(nèi)容涉及精細化工、高分子化學、油田化學等領(lǐng)域。綜合性和創(chuàng)新性實驗著重強化專業(yè)基礎(chǔ)知識的綜合與應用能力,提高學生的創(chuàng)新能力和科學研究能力,內(nèi)容應包括文獻調(diào)研及實驗方案設(shè)計、物質(zhì)合成及提純、結(jié)構(gòu)表征、性能評價,做到綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計性、學科知識的交叉性。
二、依托地緣優(yōu)勢,開展產(chǎn)學研合作教育
合作教育模式是校企(研)結(jié)合、以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)能力為重點,利用高校和企業(yè)兩種不同的教育環(huán)境和教育資源,將理論教育與實踐教育相結(jié)合,以培養(yǎng)適應現(xiàn)代社會或不同企業(yè)需要的知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的創(chuàng)新人才。東北石油大學原隸屬于石油部、中石油股份公司,地處大慶油田,其行業(yè)院校屬性決定其與石油石化企業(yè)結(jié)合緊密,校友遍布于石油石化眾多企業(yè),校企合作和產(chǎn)學研結(jié)合有著天時地利人和的優(yōu)勢。東北石油大學化工學院應用化學系師資力量雄厚,學術(shù)梯隊合理,學歷層次高,教學科研儀器設(shè)備先進,具有較強的教學科研實力,應用化學專業(yè)也是黑龍江省重點專業(yè)。本著邊改革邊實踐的原則,根據(jù)不同單位的特色和優(yōu)勢,先后與大慶油田有限責任公司、大慶石油管理局、大慶石化公司等企業(yè)聯(lián)合建立了穩(wěn)定的社會實踐基地、生產(chǎn)實習基地、科研中試基地。這種模式大大地提高了企業(yè)參與實習教學的積極性和熱情,建立穩(wěn)定、互利、互信的產(chǎn)學合作關(guān)系。另外,還與大慶富杰化工有限公司、大慶慶魯精細化工有限公司等企業(yè)聯(lián)合成立了研發(fā)中心,不同程度地促進了培養(yǎng)人才質(zhì)量的提高和產(chǎn)業(yè)部門的發(fā)展。
三、強化畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生的科研能力
畢業(yè)設(shè)計是本科教學計劃中的一個重要組成部分,是本科教育中一個重要的、綜合性的實踐教學環(huán)節(jié),是大學生大學期間所學的基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論和基本技能的綜合應用。近年來應用化學專業(yè)教師承擔的包括國家自然科學基金、中石油基金項目、黑龍江省科技廳、黑龍江省教育廳各類基金項目、大慶油田股份有限公司在內(nèi)的各類縱向、橫向科研項目近200多項,堅持教學、科研工作齊頭并進,形成了以科研成果服務于教學,以教學促進科研活動的良好局面。實踐表明,參與教師科研項目的學生在理論知識的綜合運用以及先進儀器設(shè)備的使用,畢業(yè)后融于企業(yè)時間,接受新知識和新事物的能力,明顯優(yōu)于未參與科研項目的學生,企業(yè)對這類學生的滿意度高、就業(yè)競爭能力強?,F(xiàn)在出現(xiàn)大學三年級同學主動聯(lián)系教師,積極要求參加教師的科研項目的良好趨勢,如應用化學專業(yè)2010級彭玉龍、董亞萍等同學參加了李杰老師的大慶油田股份有限公司橫向課題壓裂液部分,極大地提高了自己的創(chuàng)新意識和科研動手能力,在2013年就業(yè)面試中深受用人單位好評,成功應聘于大慶油田股份有限公司和安東石油技術(shù)(集團)有限公司,表現(xiàn)出較強的就業(yè)競爭能力。另外,加強畢業(yè)設(shè)計導師對學生的指導,強化過程管理,建立導師與學生討論的例會制度,進行畢業(yè)設(shè)計論文中期檢查,確保指導教師和學生在時間與精力上的投入。經(jīng)過近幾年的實踐,應用化學專業(yè)學生的畢業(yè)設(shè)計論文質(zhì)量逐年提高,每年都有論文獲得學校挑戰(zhàn)杯優(yōu)秀學位論文,且有多篇論文在有較高知名度的學術(shù)刊物上發(fā)表。
四、建立科學合理的實踐教學考核體系
實踐教學考核目的是通過考核使學生在實踐能力、綜合能力和創(chuàng)新能力等方面得到培養(yǎng)和提高,促進學生的學習能力和綜合素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。實踐教學考核體系是通過對實踐教學過程中影響實踐教學質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控與評價的體系,其內(nèi)容包括評價主體、評價對象、評價內(nèi)容以及評價標準4個方面,科學合理的評價不僅能夠促進提高教學質(zhì)量,而且還能及時了解教學中存在的問題,為過程考核提供重要依據(jù)。在制定評價體系時,應從專業(yè)人才培養(yǎng)的目標以及實踐課程體系的特點出發(fā),對實踐教學目標、實踐教學內(nèi)容、實踐教學保障條件、實踐教學實施過程進行全方位、多角度、多渠道監(jiān)控和評價,建立考核內(nèi)容層次化、考核方式多樣化、注重過程考核的實踐教學考核模式。
應用化學專業(yè)實踐教學是培養(yǎng)具有扎實的化學理論知識和工程實踐能力的化學學科創(chuàng)新型人才的重要教學環(huán)節(jié),必須在注重學生的基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論和基本實驗技能的同時,加強實踐教學,培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。創(chuàng)新性實踐教學對培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、工程實踐能力以及團隊協(xié)作精神具有不可替代的作用。新形勢下深化實踐教學改革,以人為本構(gòu)建科學合理的實踐教學體系,具有深遠的現(xiàn)實意義和歷史意義。
參考文獻:
[1]李翠勤,王俊,李杰等.高校畢業(yè)設(shè)計教學模式的探討與實踐[J].中國電力教育,2013,(13):166-167.
[2]王俊,李翠勤,李杰等.構(gòu)建具有行業(yè)特色的應用化學專業(yè)人才培養(yǎng)模式[J].化工高等教育,2012,(3):21-24.
[3]秦惠潔,劉建民.實驗教學培養(yǎng)創(chuàng)新人才的實踐與建議[J].實驗室研究與探索,2000,(5):11-14.
一、化學學科在與我校重要董事單位———中國工程物理研究院合作中的特殊地位和作用
地處綿陽的我校董事單位中國工程物理研究院在國防化學上有一流的人才和設(shè)備,因此我們可以聯(lián)合開辦國防應用化學方向,即與國防建設(shè)有關(guān)的含能材料(炸藥)即硝基化合物化學,放射廢物治理及放射分析方向,以滿足西部大量的軍工企事業(yè)單位對這些方向人才的需求(注:我國僅北京理工大和南京理工大在開設(shè)該方向?qū)I(yè),但畢業(yè)生不愿到西部特別是一般離城市較遠的軍工企事業(yè)單位工作,造成這些單位人才嚴重短缺,急需西部高校培養(yǎng)輸送該方向的專業(yè)人才);我們已經(jīng)和中國工程物理研究院核物理與核化學研究所,中國工程物理研究院化工材料研究所簽定了正式的聯(lián)合培養(yǎng)這些方向的應用化學高級人才的協(xié)議,并得到了積極和熱情的響應,他們非常愿意并決心和我們一起將該專業(yè)辦成全國一流的特色專業(yè);我們已與工程物理研究院聯(lián)合申報成功應用化學本科、分析化學碩士點辦學資格。近年來我校與中國工程物理研究院開展了多項有關(guān)放射廢渣固化處理等方面的研究合作,獲得了多個中國工程物理研究院研究基金,并取得了重要的科研成果。特別值得一提的是四川省人民政府委派原中國工程物理研究院楚士晉教授出任我校副校長后,雙方的合作達到了水融的程度,值得一提的是楚校長所研究的學科就是國防應用化學,因此一定能發(fā)揮地處綿陽的我校董事單位的巨大學科優(yōu)勢聯(lián)合辦學,將這個專業(yè)方向發(fā)展成全國有名的有特色的重點專業(yè)。
二、我校化學學科的現(xiàn)狀
1.學科情況
化學教研室及現(xiàn)在的化學研究所,是我校最老的教研室之一,多年來承擔全?;A(chǔ)化學教學任務,科研方向主要圍繞材料學科開展。從1995年起共申報8次應用化學本科辦學資格,直到最后一次于2002年申報成功,現(xiàn)有應用化學和分析化學兩個碩士點,2004年度已申報無機化學碩士點,現(xiàn)有教授6人,副教授10人,講師10人,絕大部分具有碩士以上的學歷,為適應學科發(fā)展的需要,正按計劃引進高水平人員。
2.實驗室建設(shè)情況
化學實驗室分為化學基礎(chǔ)實驗室和應用化學專業(yè)實驗室,共計1200平米左右,現(xiàn)有的基礎(chǔ)實驗室已不能滿足需要,新化學基礎(chǔ)實驗室共3000平米正在新區(qū)興建;應用化學專業(yè)實驗室于2003年度批準立項,一期投資50萬,能完成部分教學和科研工作,但對我校教學和科研有重大影響的大型高技術(shù)測試設(shè)備如液相色譜、氣相色譜、紅外光譜、ICP光譜儀等還沒有到位,精細化工實驗室還未建設(shè)。
3.科研情況
多年來在生物大分子分子光譜學、納米材料、工業(yè)廢渣利用、化學建材等方面開展研究和開發(fā),200多篇,被SCI摘錄10余篇,有數(shù)項科研成果已轉(zhuǎn)化生產(chǎn),為有關(guān)企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益,成績突出。
三、適應我校發(fā)展的化學學科建設(shè)設(shè)想
1.化學學科建設(shè)
應明確化學學科在我校的地位和作用,如前所述,化學學科是我校理工學科的知識結(jié)構(gòu)組成部分,更是材料、生物和環(huán)境的基礎(chǔ)和支撐,本身又有廣闊發(fā)展前景,是我校必須重點發(fā)展的學科,要讓各級領(lǐng)導高度重視。多年來由于多種原因,化學學科的發(fā)展和建設(shè)欠帳較多,已不能跟上學校的發(fā)展,更談不上畢業(yè)學生或?qū)ν饧夹g(shù)服務和產(chǎn)品開發(fā)在社會上的影響。學校的大發(fā)展同樣為化學學科的發(fā)展帶來了責任和巨大的發(fā)展機會,理清我們的思緒,明確任務,制訂好計劃,踏踏實實,埋頭苦干,化學學科一定會對學校的發(fā)展貢獻更多的成績。在化學基礎(chǔ)教學和學科發(fā)展方向方面,應做好基礎(chǔ)化學課的教學,在學科發(fā)展和意見方向上,應研究材料化學、生物化學和環(huán)境化學,研究這些學科中的化學問題,對相臨學科確實起到基礎(chǔ)和支撐作用,并積極開展與這些學科的合作,相輔相存,資源共享,共同發(fā)展。在應用化學發(fā)展方面,辦好應用化學的三個方向即應用分析、精細化工和國防化學。應用分析又稱為工業(yè)和科研的“眼睛”,應把發(fā)展方向定為與我校相臨學科緊密相關(guān)的材料分析、生物醫(yī)藥分析、環(huán)境分析和國防化學分析;精細化工方向應跟上國民經(jīng)濟發(fā)展,堅持在高新的新型化學建材、生物化工、藥物合成等方向上;國防應用化學應與中國工程物理研究院簽好協(xié)議,充分利用董事單位一流的設(shè)備和人才,把這個方向辦成全國有名的專業(yè)。研究生發(fā)展方面,在已有的應用化學和分析化學碩士點基礎(chǔ)上,再申請無機化學和有機化學碩士點,爭取在不遠的將來與中國工程物理研究院聯(lián)合申報應用化學博士點。研究生論文研究應圍繞材料化學、生物化學、環(huán)境化學、國防化學、分析測試、精細化工等方向開展工作,逐步的形成穩(wěn)定的研究方向和特色,深刻體會聯(lián)合辦學的“西南科技大學模式”的含義,充分利用各種有利因素,實現(xiàn)化學學科的跨越式發(fā)展。
2.實驗室建設(shè)
基礎(chǔ)化學實驗室:原有的基礎(chǔ)化學實驗室已不能滿足我?;A(chǔ)化學教學的需要,經(jīng)努力申報,已獲批準在新區(qū)劃撥了3000平方,具有相當水平的實驗室規(guī)劃和建設(shè)方案已初步完成,基礎(chǔ)化學實驗室建設(shè)工作按計劃于2005年建成。應用分析實驗室:2003年度,申請獲批的應用化學專業(yè)實驗室已投資50余萬,初步建成能開出部分儀器分析和生物分離與分析的應用分析實驗室,但一些對全校教學科研有重大影響的大型分析測試設(shè)備還沒有,這對提高我校教學科研水平和提升學校的檔次很不利。由于學校的資金有限,現(xiàn)階段不太可能購買,因此應與地處綿陽的擁有這些設(shè)備的中國工程物理研究院、綿陽衛(wèi)生防疫站、綿陽水務集團水質(zhì)中心聯(lián)系合作,實現(xiàn)資源共享,以保證我們的本科和研究生教育水平和條件,并在科研和社會服務上做出更多更好的成績。精細化工實驗室:精細化工屬高科技產(chǎn)業(yè),在未來的經(jīng)濟發(fā)展中貢獻巨大,綿陽千億工程計劃中,計劃精細化工將貢獻50億/年,而目前僅10余億元/年,這說明精細化工的前景,精細化工實驗室的建立將使該方向?qū)W生就業(yè)分配和我校在該行業(yè)的地位作用及對社會經(jīng)濟的貢獻創(chuàng)造必要的條件。目前該實驗室還未建設(shè),綿陽計經(jīng)委有意出資30~50萬在綿陽選單位共建綿陽精細化工研發(fā)中心,我校是最有希望獲批的單位,如我校再配套30~50萬,那么一個具有相當水平的精細化工研發(fā)中心就會在我校建成。同時應建立有關(guān)的實驗基地,加大與企業(yè)的聯(lián)系和合作,按“產(chǎn)、學、研”的發(fā)展模式獲得跨越式的發(fā)展。國防化學實驗室:國防應用化學含核材料與放射分析、炸藥合成與分析、燃燒化學等,我校沒有也不可能有能力建設(shè)該方向的實驗室,但我們已和聯(lián)合辦學單位———中國工程物理研究院談好,由他們出設(shè)備和師資來完成該方向?qū)W生的專業(yè)課和畢業(yè)論文教學和科研工作,相信該專業(yè)由于有中國工程物理研究院一流的設(shè)備和師資會辦成全國有名的我校亮點專業(yè)。校外聯(lián)合共建實驗室:前已述及,由于學校建設(shè)資金有限,短時間內(nèi)不可能全部投資建設(shè)上述實驗室,這就要求我們應利用聯(lián)合共建單位和其他單位的人力和物力,通過聯(lián)合共建實驗室、建立實習單位、聘用相關(guān)人才和有償服務的形式以較小的投入獲得教學和科研上較大的收獲,并與他們一起實現(xiàn)雙贏,共同發(fā)展。
3.化學師資隊伍建設(shè)
化學目前的師資力量僅能維持教學任務,研究條件僅能基本滿足少數(shù)教師的科研,形成少數(shù)學科梯隊,大部分教師沒有固定的研究場所和條件,而是跟隨其他學科有關(guān)教師做一些輔助型研究;學科內(nèi)部溝通、配合交流和學術(shù)氣氛還有待提高。面對越來越大的任務,要求我們引進高水平的學科和學術(shù)帶頭人,并以實驗室和各類研究課題申報和開展為突破口,形成學科和學術(shù)帶頭人領(lǐng)導的中青年教師和研究生參加的數(shù)個學科梯隊和群體,充分發(fā)揮中國工程物理研究院等合作單位和外聘教授的作用,在短時間內(nèi)形成化學學科高水平隊伍和優(yōu)良的學術(shù)氣氛,在產(chǎn)、學、研多方面做出突出的貢獻。
四、適應我校發(fā)展的教學改革研究
【摘 要】 本文針對高師應用化學專業(yè)分析化學教學現(xiàn)狀和存在問題,論述了理論課教學和實驗課教學的改革策略,指出理論課主要從優(yōu)化重組教學內(nèi)容,改進教學方法方面入手,實驗課從完善教學環(huán)節(jié)、考核方法以及調(diào)整教學內(nèi)容等方面入手,全面提高教學質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】 分析化學;應用化學;教學改革;實踐
隨著社會對人才的需求,各高等院校為了尋求良性發(fā)展,積極進行專業(yè)建設(shè),改進人才培養(yǎng)模式。高師院校也順應這一歷史潮流,在原有的以師范教育為主的專業(yè)基礎(chǔ)上,積極進行新專業(yè)的創(chuàng)辦與建設(shè)。應用化學專業(yè)是介于化學與化工之間的應用型理科專業(yè),以培養(yǎng)理工相結(jié)合的應用型化學人才為目標[1],近年來紛紛誕生于各高類師院校。分析化學是應用化學專業(yè)的一門基礎(chǔ)課,主要是向?qū)W生介紹分析化學的基本理論和基本分析技術(shù)。由于特色辦學的歷史原因,高師院校傳統(tǒng)的分析化學教學體系,對以培養(yǎng)應用性人才為目標的應用化學專業(yè)來說,還存在一些缺陷。本文總結(jié)了幾年來學校應用化學專業(yè)分析化學教學改革的部分措施及成效。
一、分析化學的教學現(xiàn)狀與存在問題
1、理論課教學
(1)基礎(chǔ)理論部分比例偏多,內(nèi)容繁瑣。高師傳統(tǒng)的分析化學教學程體系由于受師范教育的影響,重視理論技術(shù)的深度以及知識的系統(tǒng)性,在基本理論的安排上占有很大的篇幅。對酸堿、絡合、氧化還原以及沉淀四大反應的平衡理論以及滴定分析法原理,系統(tǒng)而又分別獨立地介紹,內(nèi)容重復,不利于學生掌握它們的共性。加上課堂教學過于深刻細致,公式推導繁瑣,知識點分散,對應用性和實踐性知識介紹經(jīng)常重視不足,不容易激發(fā)學生的學習,甚至對分析化學產(chǎn)生厭煩情緒,更談不上培養(yǎng)應用性人才的目的。
(2)教學手段單一,學生學習效果不理想。在傳統(tǒng)的分析化學課堂教學中,教師常采用講述和黑板展示的教學模式,學生絕大部分時間是在記筆記,思考的時間很少。這種機械式的教學方式使教師成了傳遞講義的工具,課堂失去了化學學科的趣味性,嚴重阻礙了學生的思維發(fā)展,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2、實驗課教學
《分析化學實驗》是以通過基本操作技能培養(yǎng),提高學生分析問題解決問題能力為目的的實踐性很強的課程?,F(xiàn)行分析化學實驗教學存在如下一些問題:(1)學生操作意識不強,訓練不夠規(guī)范,技能掌握不牢固。(2)考核方法不完善,成績評定主要依據(jù)平時實驗報告和實驗考試結(jié)果,缺乏操作過程的評價。忽視了對學生實際操作技能的考核,造成學生輕視實驗操作、考試抄襲數(shù)據(jù)、任意涂改實驗結(jié)果的不良現(xiàn)象,最終導致學生在分析化學實驗課中“高分低能”現(xiàn)象嚴重,達不到實驗課的培養(yǎng)目的。
二、分析化學理論課教學改革
1、優(yōu)化整合教學內(nèi)容,建立統(tǒng)一的理論框架
隨著培養(yǎng)計劃的調(diào)整,各個專業(yè)基礎(chǔ)課的課時都在不同程度的壓縮。針對應用化學專業(yè)的培養(yǎng)目標,首先對教學內(nèi)容進行精選、重組[2]。例如:四大滴定可以重組為統(tǒng)一的滴定分析理論體系。首先提煉共性知識進行綜合介紹。其次,再介紹四大滴定分析法的個性知識。使學生形成對知識的共性與個性的完整統(tǒng)一。對酸堿、絡合、氧化還原滴定部分內(nèi)容進行精簡,對沉淀滴定內(nèi)容要壓縮。對特別繁瑣的公式,對應用化學專業(yè)來說,課堂可以略去推導,直接給出結(jié)論,其推導過程可以讓學生自學了解。整個知識點的介紹以突出實用性為趨向。
2、改進教學方法,提高課堂教學效果
(1)注重新課的導入?!傲己玫拈_端是成功的一半”,第一節(jié)緒論課是關(guān)鍵,教師必須設(shè)法使學生對這門課產(chǎn)生興趣。通過介紹分析化學對人類進步的巨大貢獻,結(jié)合當今的社會熱點問題,如能源、環(huán)境、食品安全、人類健康等問題,介紹身邊具體的生產(chǎn)生活問題,如食用白醋的測定、自來水硬度的測定等等,讓學生明白化學是從分析化學開始的,分析化學是最具應用性的一門學科,幾乎遍及我們的衣、食、住、行。如果能引導學生從分析化學的角度來看待身邊觀察到的現(xiàn)象,就會使分析化學變得有趣。學生對分析化學一旦產(chǎn)生了興趣,在授課中我們就能體現(xiàn)到分析化學向現(xiàn)實生活的傾向,那些枯燥無味的公式和理論也就成了學生揭示生活奧秘的工具,從而激發(fā)了學生的學習動力。
(2)靈活采用多種教學方式。運用多媒體教學,增加課堂信息量。對分析化學理論課來說,板書教學是多數(shù)教師常用的教學方式,特別是對于某些重要公式的推導,具有一目了然的效果。但對大學課堂來說,板書教學傳遞的信息量偏少,給學生創(chuàng)造記筆記機會的同時,也潛意識地削弱了學生在課堂上對知識的接受能力。借助多媒體教學,可以將某些用語言不好描述的內(nèi)容,以圖文并茂的形式展現(xiàn)出來。比如,滴定終點前后溶液顏色的變化、指示劑的變色范圍等等,讓學生一看就明白,并且印象深刻。還可以選用和生產(chǎn)生活實際相關(guān)的分析化學應用實例圖片,能夠有效激發(fā)學生興趣,讓學生感受到分析化學就在身邊,人類生活離不開分析化學。
采用對比教學,,提高教學效果。筆者多年對學完分析化學的學生進行調(diào)查得知,大部分學生認為分析化學知識點多而分散,公式記不準,課堂聽懂了,課后不會用。這就要求教師在講相關(guān)問題時,要注意采用對比教學。例如四大滴定分析法本質(zhì)上存在共性,但由于依據(jù)的滴定反應不同,而導致滴定體系中變量的不同。通過對比教學,對滴定曲線、滴定原理、以及終點誤差計算等的共性及個性就容易理解和記憶了。再例如,絡合滴定中的金屬離子和EDTA的各種副反應系數(shù)的計算,看起來有4個獨立的公式,其本質(zhì)上可以按一個公式記憶:(被考察對象;為副反應影響因子;為絡合比)。對例題的講解也要使學生達到觸類旁通的效果。否則,學生只會“一葉障目,不見森林”,分析問題解決問題的能力得不到提高。對比教學法有利于學生在掌握知識時、觸類旁通,提高對知識的應用能力。
注重章節(jié)教學內(nèi)容的及時總結(jié)。知識點多、公式多是分析化學課的特點,也是學習的難點。學生經(jīng)常記公式不準確,知識點掌握不牢固,也是歷來分析化學教學普遍存在的問題。除了課堂采用對比等教學方法提高教學效果外,教師還應帶領(lǐng)學生對每一章節(jié)學完后的教學內(nèi)容及時進行總結(jié),將重要的公式、知識點羅列出來,理順它們之間的聯(lián)系,讓學生沿一條線把它們串起來,由此及彼,加深印象,有利于學生課后的自主復習。
三、實驗課的教學改革
分析化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學,分析化學實驗課是培養(yǎng)學生素質(zhì)與實踐能力的一個重要途徑[3]?,F(xiàn)行實驗課由于在教學環(huán)節(jié)以及考核等方面不盡完善,對以基本技能掌握為必備能力的應用性人才的培養(yǎng)極為不利,改革勢在必行。針對存在問題,筆者教研室進行了以下兩方面的改革。
1、調(diào)整教學內(nèi)容,引入實際應用性和綜合設(shè)計性實驗
分析化學是應用性很強的基礎(chǔ)課程,分析對象在現(xiàn)實生產(chǎn)、生活中隨處可見,將這些分析對象引入實驗課教學,可以拉近學校理論教學和實際應用之間的距離。例如,白醋中HAc含量的測定,補鈣制劑中鈣含量的測定,工業(yè)混合堿的測定,廢水中重金屬鉻的測定等實驗項目,都是現(xiàn)實生活中大家較為關(guān)注的與生產(chǎn)、生活以及環(huán)境息息相關(guān)的問題,引入這些實驗內(nèi)容,既能激發(fā)學生的學習興趣,調(diào)動學習積極性,又能使學生認識到理論到實踐其實就是一步之遙。在實際樣品分析中,學生除了要掌握相關(guān)的基礎(chǔ)理論和正確的基本操作方法以外,更深刻的是學用結(jié)合,能夠提高分析問題、解決問題的能力,對應用性人才的培養(yǎng)十分有效。由于在驗證性實驗中,學生按照操作步驟“照方抓藥”,在教學中的主體作用不能得到充分發(fā)揮,不利于學生的獨立思維能力、實踐能力的培養(yǎng)[4]。因此,適當減少原有驗證性實驗項目,增加設(shè)計性實驗。讓學生自己獨立設(shè)計實驗方案,獨立進行實驗操作,在教師的指導下解決實驗中出現(xiàn)的問題,充分發(fā)揮學生在實驗中的主體作用,鍛煉和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。并且學生通過設(shè)計和實際操作,可以發(fā)展多種綜合素質(zhì)。
2、完善教學環(huán)節(jié),嚴把教學質(zhì)量關(guān),強化訓練基本操作技能
分析化學研究物質(zhì)的關(guān)鍵是準確獲得物質(zhì)的“量”,每一步實驗操作的誤差都會傳遞到分析結(jié)果中。因此,基本操作技能的規(guī)范性是關(guān)鍵,直接影響分析結(jié)果的準確性。據(jù)此,我們從完善實驗課教學環(huán)節(jié)、嚴把教學質(zhì)量關(guān)入手,突出強化基本操作技能訓練。
首先采取實驗課前,教師必須對每個實驗認真進行試做,并給出驗證性和綜合性實驗的試作結(jié)果。這樣使教師不但能胸有成竹地及時解決學生實驗中可能出現(xiàn)的突發(fā)現(xiàn)象,而且還為批改實驗報告、評價實驗課效果提供了數(shù)據(jù)參考。其次,實驗課中,要從各方面強化學生的操作意識。包括臺面的布局、儀器洗滌到樣品的稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、定容、滴定以及數(shù)據(jù)處理、結(jié)果報告等各個環(huán)節(jié)都嚴格按照實驗操作規(guī)范要求進行規(guī)范化的訓練,并將每一步的操作要領(lǐng)作為將來考核的知識點。要求學生一絲不茍,認真對待,任何一點疏忽就會使實驗數(shù)據(jù)變得毫無意義,前功盡棄。同時教師要做好逐項檢查工作,對難度大的實驗,要反復演示指導,對動手能力差的學生要手把手指導,使學生的操作達到規(guī)范化。整個實驗就是一個嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和實事求是的科學精神的培養(yǎng)過程。最后,教師在課后批改實驗報告時要在學生的報告中寫上本次實驗的標準值(即教師的試做結(jié)果),引導學生對本次實驗進行自我評價和誤差原因分析,培養(yǎng)學生嚴密的科學研究能力,為后續(xù)課程以及將來的實際工作打下良好的基礎(chǔ)。
3、完善考核方法
針對分析實驗考試中出現(xiàn)的考核內(nèi)容不全面,學生重視不足等問題,我們從考試形式、考試管理以及成績評定等三方面完善考核方法。(1)實驗考試實行筆試+操作考試兩種方式。筆試主要考核學生對實驗基本常識、基本原理和基本方法的掌握程度。技能操作考試是實驗考試的核心部分,以既突出考察基本操作技能又突出測定結(jié)果準確度為原則,實行每個學生各持不同的樣品,杜絕傳統(tǒng)考試中所有學生持同一總體來源樣品而造成的抄襲和涂改數(shù)據(jù)的現(xiàn)象;在內(nèi)容上選取操作技能要求高,操作項目較全的實驗,分操作和實驗結(jié)果兩部分評定操作考試成績。其中操作部分從儀器洗滌、天平稱量、移液和轉(zhuǎn)液、滴定操作等四方面去考核。每一環(huán)節(jié)都設(shè)定科學而又具體的評分標準,占到總操作成績的40%;實驗結(jié)果結(jié)合數(shù)據(jù)記錄的科學性,按誤差大小去評分。操作分+結(jié)果分即為操作考試成績。(2)在考試管理上實行全員出動,共同參與,責任到人,標準到位。由原來教師一人負責,統(tǒng)管全班、全程的考試管理方法改為教研室全體任課教師、實驗教師、實驗工作人員共同參與,每人分包幾個學生,嚴格按照規(guī)范標準對各個環(huán)節(jié)進行鑒定、監(jiān)督和指導,指出問題所在。最后集體評定給出操作分。(3)實驗課考試總成績評定通過“操作成績+筆試成績+平時成績”三方評價。操作成績一般占總成績的50%以上,結(jié)合筆試(30%左右)和平時成績(20%左右),全面客觀真實地評價學生的實驗成績。
改革后的分析實驗課考試方法,嚴密細致,考核內(nèi)容全面,雖然增加了教師的工作量,但能夠如實反映學生學習成績,科學評價學習效果。同時也能引起學生對分析實驗課的高度重視:“平時打好基本功,考試才能到高分”,確實能達到實驗課的培養(yǎng)目的,學生的動手能力和對知識的應用能力得到了加強。該套考核方法曾得到本院其它實驗課程的效仿和嘗試。
四、成效及展望
通過這一輪的教學改革,極大地提高了學校應用化學專業(yè)分析化學的教學效果。學生學習分析化學的積極性和主動性得到提高。分析化學課堂不再存在學生缺勤現(xiàn)象;畢業(yè)論文設(shè)計中有關(guān)分析測試應用研究的選題率逐年增加;畢業(yè)論文的質(zhì)量也比以前有所提高,相當一部分被后續(xù)正式發(fā)表;有關(guān)在分析化學專業(yè)方向考研的人數(shù)也逐年上升;在歷屆省級以上各類化學技能競賽中,學院參賽學生屢次獲獎。從用人單位對畢業(yè)生的評價中,反映了實施課程改革教學的畢業(yè)生工作實踐能力強,成績顯著。這些足以說明了我們分析化學的教學改革取得了一定成效。
然而,對于高師新辦的應化專業(yè)來說,教學改革是一個長期的過程,我們只是開始了萬里長城第一步。在今后的教學中還需進一步促進教學手段的多樣性和現(xiàn)代化。同時,要進一步加強實踐課教學與理論的結(jié)合程度,為學生提供大量的參與實踐活動的機會,真正做到在學校學習就和在工作崗位一樣,也只有這樣才能為我國經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)合格的高素質(zhì)的應用性人才。
【參考文獻】
[1] 鐘平.高師應用化學特色專業(yè)的建設(shè)與實踐[J].江西化工,2010.3.
[2] 潘路,王鳳武,鮑霞,魏亦軍.化學化工類應用化學本科專業(yè)復合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式初探[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010.10:82.83.
[3] 陳龍,亓昭鵬,王溪溪.化學化工類應用型本科專業(yè)學生實踐能力培養(yǎng)初探[J].科技信息,2010.11:433.434.
[4] 宗水珍.應用化學專業(yè)分析化學實驗課程改革的初步探索與實踐[J].常熟理工學院學報,2009.19(4):51.53.
【關(guān)鍵詞】綜合設(shè)計性實驗;產(chǎn)學研合作教育;教學方法;教學方式
高等學校具有人才培養(yǎng)、科學研究和社會服務三大功能,要使高校能夠為國家的改革和發(fā)展源源不斷地提供高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才,更好地為國民經(jīng)濟建設(shè)服務,高等學校就必須走出“象牙塔”,打破傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,探索產(chǎn)學研合作辦學的道路。產(chǎn)學研合作教育模式是一種以培養(yǎng)學生優(yōu)良素質(zhì)、提升學生綜合能力和增強學生就業(yè)競爭力作為重點,在教育過程中充分利用學校、企業(yè)及科研單位等多種不同教育環(huán)境和教育資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢,把傳統(tǒng)的以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)活動、科研實踐有機結(jié)合的人才培養(yǎng)體系[1]。產(chǎn)學研合作教育有利于學生創(chuàng)新思維的啟迪,在傳統(tǒng)的應試教育模式中,學生一般只知機械地接受老師所傳授的知識,不愿主動去思考探索,在學習過程中缺少主動性,沒有創(chuàng)新性的思維和意識[2]。產(chǎn)學研合作教育是把課堂教學與實踐能力直接結(jié)合起來,在理論和實際結(jié)合的過程中啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維[3]。因此,開展創(chuàng)新性的教學實驗就顯得非常重要。本人根據(jù)自己近年來的教學科研實踐,對如何開展產(chǎn)學研合作的大學綜合化學實驗談談自己的幾點看法。
1 大學綜合化學設(shè)計實驗開展的必要性
綜合設(shè)計性實驗是我院(環(huán)境科學學院)應用化學專業(yè)的專業(yè)實踐必修課之一,是學生完成有機化學、無機化學、分析化學、物理化學等基礎(chǔ)課的學習后,理論與實際結(jié)合較強的一門專業(yè)實踐課程,開設(shè)該課程的主要目的是使學生加深對本專業(yè)所學理論知識的理解,并與實際生產(chǎn)緊密結(jié)合,從而使學生成為適應社會需求的應用型人才。綜合化學設(shè)計性實驗的確定及開展需要結(jié)合目前企業(yè)急需而又長期沒有解決的技術(shù)難題??捎山處?、學生和工廠技術(shù)人員組成課題組,從實驗方案的論證、實驗課題的確定到論文總結(jié)、組織鑒定等過程盡可能讓學生參與到每一個環(huán)節(jié)。這些過程的任何一個環(huán)節(jié)都涉及多學科知識的綜合應用,是理論與實踐結(jié)合的具體體現(xiàn)。這種產(chǎn)學研合作的教育模式,在廠校合作中形成了教學、科研、生產(chǎn)的整體,既解決了工廠的難題,為企業(yè)創(chuàng)造了財富,又使教師在實踐中能長期保持教學與科研的活力,使學生工程實踐能力的得到鍛煉。為了能夠切實鍛煉學生的綜合設(shè)計能力,實現(xiàn)應用型人才的培養(yǎng),可以從以下二個方面對傳統(tǒng)的教學模式進行改進。
2 大學綜合化學設(shè)計實驗教學內(nèi)容的改革
在教學內(nèi)容上,本實驗需要與教師的科研項目和相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)實際問題結(jié)合。解決一些前沿型的問題。鍛煉他們設(shè)計實驗及獨立思考的能力。例如:在卷煙主流煙氣有害氣體組分中,CO的含量最大且毒性強,因此降低和消除卷煙煙氣中的CO含量對于提高卷煙吸食的安全性至關(guān)重要,而且有利于我國卷煙行業(yè)的長遠發(fā)展,特別是對于那些有出口任務的卷煙企業(yè)而言,有十分重大的現(xiàn)實意義。雖然,目前工業(yè)上對卷煙主流煙氣中CO的消除研究已取得了一定的進展,但所報道的上述材料本身均存在一定缺陷,難以滿足工業(yè)化要求。因此,在工業(yè)上,設(shè)計和研發(fā)一種對CO具有較強吸附能力的新材料具有重要的科學意義和應用價值。金屬-有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由金屬離子或者含有金屬離子的簇(也稱為二級構(gòu)筑單元(SBUs)與多齒有機配體通過配位鍵形成一維、二維或三維周期性網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的晶態(tài)材料。由于這些材料具有高度有序的多孔性,高的比表面積以及可調(diào)的孔徑尺寸和功能化孔道表面,使其在多種領(lǐng)域內(nèi)存在廣泛的應用前景,可作為催化劑、催化載體、氣體儲存和分離材料等。這類材料對絕大多少的本科生來說是一類沒有接觸到過的物質(zhì), 他們需要自己去了解和探索。而在我們的教師科研項目中,會涉及到這類結(jié)構(gòu)新穎可控的MOFs材料。我們可以將這類新材料與企業(yè)需要實際解決的問題相結(jié)合,在本科教化學設(shè)計實驗教學中開展此類實驗,既能夠開闊學生的眼界,又可以激發(fā)他們探索新世界的興趣。從而有效提高教學質(zhì)量和效率。此外,科研文獻中報道的一些與生命體相關(guān)的最新材料也可以嘗試開展。例如某些發(fā)光材料可以與生物體結(jié)合,生物體內(nèi)成像,即我們可以清楚地看到生物體的組織結(jié)構(gòu),從而達到研究生物體的目的。將這些最新的內(nèi)容補充到課堂教學中,可以讓學生覺得很有意思,讓他們認識到化學不只是有毒、有害、危險性大的物質(zhì)?;瘜W與我們生活、生命息息相關(guān)。
3 大學綜合化學設(shè)計實驗教學方式的改革
實驗方案設(shè)計是綜合性設(shè)計實驗不可替代的教學環(huán)節(jié),其目的是為了培養(yǎng)學生的專業(yè)知識、專業(yè)技能以及提高解決實際問題的能力。它要求學生具備一定的綜合知識,通過查閱國內(nèi)外資料,總結(jié)歸納文獻,篩選出最優(yōu)化的設(shè)計路線方案,核算最優(yōu)原料成本,繪制最簡流程圖,解決實際問題。通過實驗方案設(shè)計的鍛煉,加深學生對理論課程的理解,鞏固和提高學生的知識運用能力,增強學生分析和解決實際問題的能力,能夠?qū)W生所從事專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)和理論聯(lián)系實際的能力產(chǎn)生重要的影響。擺脫過去常用的教師只是簡單講述實驗過程的模式??梢岳靡恍┹o助手段進行教學,譬如可以利用學校的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫資源來提供最新科研成果的鏈接,以便學生隨時瀏覽和下載。目前,我們學校圖書館的電子資源比較豐富,很多高水平的最新文獻均可以下載。對于一些理論知識較淺的科研成果,鼓勵學生進行口頭報告并相互講述與評價。通過這種方式既能夠加深學生對該領(lǐng)域的全面理解,又能夠增強他們對新問題的求知欲望。查閱文獻并歸納總結(jié)后,與指導老師一起探討實驗方案的設(shè)計,突出學生在實驗設(shè)計方案中的主體性。這樣可以真正調(diào)動學生的學習興趣,讓他們參與到整個實驗的過程中來。因此,將科研工作融入到教學內(nèi)容中,是一個很好的方法,關(guān)鍵在于如何把握這個度。此外,鼓勵一些對科研有興趣的學生盡早加入科研實驗室,與指導老師多交流,將理論課程學習與科研工作相結(jié)合,對學生的高標準要求,同時多鼓勵,能夠激發(fā)他們的創(chuàng)造力。
4 大學綜合化學設(shè)計實驗課程安排
該課程作為一門應用化學專業(yè)高年級專業(yè)實驗必修課,一般都安排在第6-7學期,是常規(guī)實驗課程的一個延伸。該課程通過具體的實驗操作訓練,來強化和提高學生的實驗技能,以及增強對科學前言的了解。同時,通過該課程的學習,學生動手能力、研究素質(zhì)、分析問題和解決問題能力得到提高,為學生的畢業(yè)論文、就業(yè)和深造打基礎(chǔ)。然而,就目前而言,有的高校還沒有開設(shè)相應的實驗課,有的高校盡管開了實驗課,但實驗教學內(nèi)容以傳統(tǒng)的驗證性、綜合性實驗為主。實驗項目及實驗條件、藥品、儀器都是教材規(guī)定的,而且有些實驗工藝陳舊落后,常常是讓學生依照講義,按部就班地進行,不利于提高學生科研主觀能動性和創(chuàng)造力,作為高年級專業(yè)實驗訓練,還存在一定的不足。
5 結(jié)束語
結(jié)合我校建設(shè)地方性應用型本科高校的辦學宗旨以及環(huán)境科學學院專業(yè)建設(shè)特色,面向應用化學專業(yè)開展綜合設(shè)計實驗,不僅與當前精細化學品行業(yè)的發(fā)展趨勢一致,同時也加深了學生對精細有機合成理論知識的掌握和運用,在人才培養(yǎng)、科學研究、服務經(jīng)濟發(fā)展方面具有重要的實際價值和理論意義。
【參考文獻】
[1]刁麗琳,朱桂龍,許治.國外產(chǎn)學研合作研究述評、展望與啟示[J].外國經(jīng)濟與管理,2011(33):48-57.
[2]林偉連.產(chǎn)學研合作共同體:內(nèi)涵特征與構(gòu)建路徑[J].高等工程教育研究,2013(4):47-51.
[3]劉繼紅,金雯.高校在產(chǎn)學研合作中的角色定位與戰(zhàn)略選擇――基于演化博弈的視角[J].黑龍江高教研究,2016(8):18-20.
[4]劉樹恒,劉長霞,周立梅.滄州師范專科學校學報[J].設(shè)計創(chuàng)新型綜合化學實驗教學的嘗試,2009(2):110-111.