时间:2023-01-30 06:12:59
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学化工学论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。
2绿色化学化工产品的发展研究
即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。
2.1加大宣传力度,转变生产方式
虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。
2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新
绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。
2.3重视人才培养
在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化>文秘站:
100年前,河南留学欧美预备学校在古都开封诞生,这便是河南大学的前身,与此同时,一大批自然科学学科也在封建王朝没落的钟声中开始了艰苦卓绝的发展历程。
化学化工学科是自然科学的中心学科之一,支撑着化工、环境、生物、制药、建筑、材料等诸多学科的发展。河南大学化学化工学科创建于1923年,她从建立之初就经历着风风雨雨,直至1959年化学系的重建,化学化工学科才真正开始一步一个脚印的发展。从1980年的河南师范大学化学系,到1984年的河南大学化学系,再到1995年的河南大学化学化工学院,化学化工学科在不断地创新过程中为河南经济社会的发展提供着源源不断的动力。
学科建设突出“重点”
2012年4月,在取得了化学博士后流动站、化学一级学科博士点之后,河南省多酸化学重点实验室成功获批,这已是河南大学化学化工学院成立的第3个省部级重点实验室。
1998年,中科院院士、材料机械摩擦磨损与专家、我国摩擦学学科的开拓者与学术带头人、“两弹一星”功臣党鸿辛院士举家从兰州来到河南大学,成为第一位在我省高校安家落户的“全职”院士。党鸿辛院士的加盟,大大提升了河南大学理工科的科学研究水平。
为了发挥优势学科,实现学科交叉互补,同时能够整合利用各学科的技术优势,更好地为经济社会发展提供技术服务,在党鸿辛院士的带领下,学院依托高分子化学与物理和凝聚态物理重点学科,在张举贤教授和朱自强教授于20世纪80年代建立的“高分子化学研究室”和“固体表面实验室”的基础上组建了河南省高等学校“与功能材料”重点学科开放实验室。2001年,河南省科技厅批准其组建河南省重点实验室,同时更名为“特种功能材料重点实验室”。2003年,该实验室被教育部批准成为省部共建教育部重点实验室。这是化学化工学科建设中首个部级重点实验室,也是不同学科相互交叉创新而产生的结晶。实验室自成立后,先后承担完成国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划(“863”计划)、国家重点基础研究发展计划(“973”计划)等国家级课题30余项,河南省重大(点)项目等100余项,胜利油田、洛玻集团等大型企业的横向课题多项。实验室成员发表学术论文600余篇,申请国家发明专利20余项,已有2个系列6种产品工业化生产。
2007年4月,化学化工学院以有机化学、分析化学学科为基础组建河南省天然药物与免疫工程重点实验室,研究方向涵盖化学、药学、医学等多个学科。实验室面向国家重大战略需求,针对恶性肿瘤等重大疾病,运用化学、生命科学和药学学科的最新理论和实验技术,从天然生物活性分子及其类似物中寻找和发现可能开发成为新药的先导化合物,进行新药开发并进行相关的研究。依据天然药物与免疫工程重点实验室这个研究平台,实验室的科研团队已经在天然产物及中草药研究、合成药物、抗体药物及肿瘤免疫等方面积累了良好的研究基础。
河南省拥有丰富的钼钨矿产资源,2008年,针对我省的这一状况,化学化工学院领导班子广泛调研,科学决策,以无机化学、化学工程、环境科学等学科为基础,联合我省钼钨生产企业组建了钼钨化学与化工实验室。
省级特聘教授、博士生导师、无机化学化工学科带头人牛景杨教授,带领研究团队以钼钨矿产资源的生态化、高值化利用为突破口,组织多学科队伍联合攻关,先后在该领域的多个前沿方向进行深层次研究,在较短的时间内取得了突破性的进展。
2009年,该实验室被评为河南省重点实验室培育对象,并获批河南省重点学科开放实验室。在此基础上,2011年,化学化工学院开始组建多酸化学实验室,2012年4月,该实验室成功获批为省级重点实验室。多酸化学重点实验室的建立,为多酸化学及钼钨新产品的开发与应用研究提供了一个坚实的研究平台。这在推动我省多酸化学研究水平进入国际前列、提升钼钨产品技术含量、促进经济社会发展方面具有重要的意义。
服务社会硕果累累
化学化工学院原名誉院长党鸿辛院士经常说这样一句话:“多年来,我想得最多的就是把科研成果转化为现实生产力。”化学化工学院始终把科技创新、服务社会作为化学化工学科发展的目标,积极引导教研人员走向社会、面向企业、服务地方经济发展,鼓励教师和研究生从生产实践中寻找课题,多方融资、合作研究、协同攻关。
沿着产学研这条道路,化学化工学院加强校企联合,增强与社会经济实体的联系,把学院的科研成果及时推向工业化,既为社会建设贡献了力量,也使河南大学在社会上产生了广泛影响。
早在20世纪80年代,张举贤教授开创的皮革化学品研究在国内皮革行业就居领先地位,他研制的系列皮革化工材料荣获国家星火二等奖,KS系列产品被评为国定“八五”重点推广项目在全国广泛应用,获得了良好的经济效益。赵瑾教授开展的在烟草中提取茄尼醇工艺、王彦林教授开发的系列阻燃剂等应用类技术均已实现工业化,为我省经济发展作出了突出贡献。
深化教育教学改革是新时期高等教育发展的强大动力,是高校提高人才培养质量的核心任务。文章结合重庆理工大学化学化工类专业本科教育教学实际状况,分别从教育教学理念、教学课程体系、教育教学模式以及教学管理模式等4个方面对新时期高校高等教育教学改革路径进行了深入探讨,详细阐述了高校化学化工类专业本科教育教学改革的基本方法,为提升化学化工类人才培养综合能力,以及指导普通本科化学化工类人才培养等提供了理论参考。
关键词:
化学化工类;教育教学;改革;探讨
深化教育教学改革是新时期高等教育发展的强大动力,是高校提高人才培养质量的核心任务。当前,化学化工行业正进行新一轮的产业结构调整,提升化工行业高新技术产业比重和加大复合型技能人才供给成为应对化工行业未来发展的主要努力方向。高等教育作为化学化工类人才培养的重要人才基地,以及提升化学化工技术创新能力的重要支撑平台,深入探讨高校化学化工类人才培养教育教学改革,明晰化学化工类人才培养模式,成为应对当前化学化工专业人才缺乏、技术创新能力不足的重要途径。重庆理工大学化学化工学院是在原重庆理工大学化学与生物工程学院基础上组建发展起来的,近年来逐渐成为重庆及西部地区化工高等教育和化工人才培养输出的重要基地。为了深入贯彻落实党的十八届六中全会精神和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,围绕化学化工产业发展新形态,本文以重庆理工大学化学化工学院本科教育教学改革为研究对象,针对新时期下的化学化工人才培养模式、教育教学方法等方面进行初步的改革探索,为提升化学化工类人才培养综合能力,以及指导普通本科化学化工类人才培养等提供参考。
1.教育教学理念改革
化学化工工业作为我国国民经济的重要支柱产业,与人民生活、社会发展、国防建设等众多领域密切相关。随着化工行业市场竞争的日益激烈,针对化学化工类人才的需求也在不断持续增长,对于既懂管理又掌握化工技术的复合型高级人才的需求更为强烈。然而,当前化学化工学院教学环节仍存在以教师的教为主、学生的学为辅,教师知识的传授为主、学生的自主学习和发展为辅的现象,导致学生出现主动发展意识不足、创新创造能力较差、社会适应技能欠缺的现象,造成高学历低技能人才培养的恶性循环。对此,应结合新时期下的人才需求特点,面向化学化工行业长远发展和行业变革的趋势,努力转变传统教育教学理念,树立“学生的综合能力发展是教育教学活动中的主题”的现代教育教学理念,明确高等教育是学生与教师间的多元交流平台的意识,做到从“关注教师的教”向“关注学生的学”转变、“系统的知识传授”向“学生的学习和发展”转变,注重学生的综合素质和技能的培养,以学生的需求导向,充分考虑学生的发展以及社会需求,从“学生被动地学”向“学生主动地学”转变,促进化学化工学院教育教学工作努力向以学生为主转变,最终培育出发展意识强、创新能力高、社会适应技能丰富的化学化工人才。
2.教学课程体系改革
对于高等教育人才培养而言,化学化工类专业人才培养的总目标是培养应用型、复合型人才,而人才培养目标的实现最终要落脚在高校专业人才培养方案建设、专业教学内容与课程体系建设等方面。因此,高校化学化工类人才培养应始终坚持学生全面发展与个性发展相协调,加强专业课程教育教学的顶层设计,突出专业教学特色,结合行业发展实际需求,优化专业教育核心课程,围绕应用型、复合型人才培养总体目标,提高专业人才培养方案的科学性、针对性以及时效性,提升人才培养方案、课程体系建设、专业教学手段的灵活性、弹性,积极发扬专业教育的特色,切实强化学生实践能力和创新创业能力的培养,形成完整的知识、能力、素质协调发展的课程培养体系,以此来适应化学化工行业及市场的发展需求。此外,作为培养应用型、复合型人才的大学来说,在当前信息化时代背景下,还应积极处理好专业理论教育与行业需求发展的关系,积极开展实践课程、理论课程、实验课程以及专业选修课程的设计,提升学生的综合能力和素质。
3.教育教学模式改革
(1)课堂教育教学模式改革
随着互联网信息技术与高校教育教学的深度融合,现代课堂教育教学模式也越来越多样化。教师作为高校教育教学模式实施的主体,既要做到加强与学生的沟通和引导,同时也要充分利用网络化媒介增添课堂魅力。化学化工类专业同其他专业类似,都面临着满足学生的个性化、多样化知识需求,对于高校教育教学而言,唯有从多元视角积极拓展新型高校课堂教育教学模式,充分运用现代化教育教学技术手段,才能有效提升高校课堂教学效果和学习效率。教学模式本身没有好坏之分,采用什么样的教学模式要取决于教学目标和教学内容,化工化学类专业课堂教育教学模式改革既要顺应时代环境的变化,又要做到综合考虑学生需求。
(2)实践教育教学模式改革
化工化学类专业教育教学具有较强的操作性、实验性和技能性特点。为提升学生们的操作实践能力,可通过如下几点对高校实践教育教学模式进行初步改革:①深入开展校企间的“产-学-研”合作机制,积极建立与本行业优秀企业的联络渠道,争取在合作中建立稳定的实习和实践基地;②邀请工程界专家为开设讲座和技能培训,并积极与工程类企业合作开展师资和学生培训,拓展师生的专业知识领域和培养学生的工程实践能力;③以“行业执业资格”能力培养为导向,以“学科竞赛”为主要抓手,建立应用型化学化工人才培养新模式;④实现企业岗位和高校专业、学科的相互渗透,一方面,针对性地服务于企业发展需求的同时,积极转化科研成果,高效服务地方经济建设。另一方面,积极收集一手教学资料,为课堂教育教学创新提供现实案例,进一步促进理论与实践的有效结合。
4.教学管理模式改革
教育教学管理是确保高校化学化工类人才培养持续健康发展的软技术。当前,专业教学管理制度的建立、实施和监督工作主要是由校级管理,二级学院自很少。例如在学生的实习、毕业论文(设计)、课程设计、集中实践等环节都要严格按照既定要求执行,这就导致性质不同的专业教育教学考核实施效果差异较大,体现不出专业核心特点和教育教学特色,此外,对于专业有特殊要求或需单独设置的实验课程,需要层层提交书面申请,并经相关职能部门批准后才能执行,导致课程开设效率低。打破现行的集中管理模式,实施权力下放,对当前教学管理模式进行深入改革成为提升教育教学管理效率,促进高校化学化工类人才培养持续健康发展的关键途径。•
【参考文献】
[1]陈治亚,李建东.本科教育教学质量是一流大学建设的基础[J].中国高校科技,2017,(Z1):11-13.
[2]刘文芳,吴志刚.“互联网+”时代成人教育教学改革的调查分析研究[J].卫生职业教育,2017,(04):98-99.
当代化学工业对化学化工类人才的培养提出了更高的要求。如何培养基础理论知识扎实、工作适应性强、具有创新能力的人才,是综合性大学化学化工教学改革面临的重要课题。目前,综合性大学化学与应用化学专业每年都有相当一部分毕业生进入化学、化工和制药等企事业单位业从事研究开发或工程技术工作,这种趋势还会随着创新性国家的建设而逐年增长。化学工程基础是综合性大学化学专业的专业基础课,也是唯一的一门工程技术类课程,该课程的教学改革与实践对于理工学科交叉与学生综合素质的培养是综合性大学化学与应用化学专业其他课程所不能替代的。在充分发挥综合性大学基础理论研究优势的同时,通过对理科专业化学工程基础课程教学内容的更新、充实和调整,为化工类企事业单位培养和造就具有开拓创新精神、胜任科学研究与工程技术工作、适应性强的化学化工专业人才。
二、教学内容与教学方法的优化
以创新教育思想为指导,研究改革化学工程基础课程教学内容和教学方法,建立培养学生创新能力的化学工程基础课程内容新体系。动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程(“三传一反”)仍将是化学工程基础教学的核心内容,应不断充实更新才能反映学科发展现状和适应社会经济需求。化学和化学工程学是支撑物质转化相关工业的学科,前者研究分子之间发生反应的可能性、必要的条件和产物的结构,后者研究物质的流动、质能传递及其对反应过程与产物的影响。
1.优化更新教学内容,反映体现学科发展与技术进步。化学工程基础作为理科化学专业的工程技术课程,其教学内容除了动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程以外,还应当及时反映和体现学科的发展与技术进步。根据授课学时,突出教学重点,优化教学计划,精选教学内容。以化学工程学的基本观点、基本原理和基本方法为核心,结合典型化工过程,理论联系实际,使学生在有限的教学学时内,掌握本门课程的基本知识,熟悉研究与应用对象,为今后从事化学化工专业技术工作打下坚实基础。在其他科学技术的带动和社会需求的推动下,化工分离技术近年来取得了很大进步。新技术不断涌现,膜分离和超临界流体萃取等新型分离技术就是其中的代表。我们在教材的编写和课堂教学中,有意识地加入这些内容,便于学生从课堂上了解新的科学知识,拓宽学术视野。
2.引导学生建立工程技术与技术经济观点,提高学生综合素质。科学与技术的交叉和渗透,要求我们培养的学生不仅要掌握扎实的基础理论知识,还要学会运用所学的理论解决工程实际问题。综合性大学理科化学专业的学生基础理论知识比较扎实,在课堂教学中,我们根据教学内容,结合工程实际,启发学生从工程实际问题出发,强调工程实际的特点,突出工程实践的技术经济问题,灌输学生节能减排与绿色环保的理念,训练学生综合运用数学、物理与化学等多学科知识,综合分析化工单元操作与工业装置中涉及的复杂问题,培养学生的工程技术思维方法与工程设计等综合素质。
3.改进教学方法,提高教学效率。化学工程基础课程的课堂教学内容涉及化工单元操作与工艺过程。综合性大学化学专业的学生一般没有见过真实的化工设备,对化工厂与化工设备和装置缺乏感性认识,通过多媒体教学技术和传统课堂教学方法,可以促进学生感知与思维、理论与实践的结合,提高学生对化学工程基础的学习兴趣,激发他们的学习热情,使他们由不熟悉、不了解化工企业与装置转变为喜欢应用学科、乐于进入与应用密切相关的教师实验室开展业余科研。为此,我们一方面利用多媒体的优点,在课堂教学中放映一些设备的实物图像。另一方面,在有关课程中增加了实习参观环节,组织学生到石油化工厂、有机化工厂和精细化工厂等企业参观实习,增强学生对加热炉、精馏塔、泵、换热器等主要化工设备的感性认识。
三、教学团队与课程体系的建设
以先进的教学理念为先导,以高水平的教学团队为根本,以科学的课程新体系为核心,以优良的规划教材为保障,强化教学团队的建设,使所有主讲教师成为教学改革的高水平运动员和创新教育的优秀教练员。
1.建设高水平教学团队。从事课堂和实验教学的主讲教师也要承担高水平的科研项目,提高教师的科研水平。我们承担“化学工程基础”的主讲教师都具有教授职称并担任博士生导师,承担了一些科学研究项目。同时,也积极思考和实践课程的教学改革,奠定了学生创新能力培养的坚实基础。没有高水平的教学团队,不可能进行教学改革的实践,更不可能培养出具有创新精神的学生。
关键词:化学工程基础;课程改革;人才培养
中图分类号:G642.0?摇 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)05-0027-02
“化学工程基础”是理科院校化学专业的专业基础课程,主要内容为化学工程的基本原理和化工生产的各种单元操作,包括化工过程的动力学原理、热力学原理、能量守恒与转换原理、质量传递原理以及相应过程的控制机理、操作方法、影响因素、设备结构和工艺过程等,具有与生产实践紧密联系的特点,应用性很强,是理科化学类专业唯一的一门工程技术课程。
一、人才培养的要求
当代化学工业对化学化工类人才的培养提出了更高的要求。如何培养基础理论知识扎实、工作适应性强、具有创新能力的人才,是综合性大学化学化工教学改革面临的重要课题。目前,综合性大学化学与应用化学专业每年都有相当一部分毕业生进入化学、化工和制药等企事业单位业从事研究开发或工程技术工作,这种趋势还会随着创新性国家的建设而逐年增长。化学工程基础是综合性大学化学专业的专业基础课,也是唯一的一门工程技术类课程,该课程的教学改革与实践对于理工学科交叉与学生综合素质的培养是综合性大学化学与应用化学专业其他课程所不能替代的。在充分发挥综合性大学基础理论研究优势的同时,通过对理科专业化学工程基础课程教学内容的更新、充实和调整,为化工类企事业单位培养和造就具有开拓创新精神、胜任科学研究与工程技术工作、适应性强的化学化工专业人才。
二、教学内容与教学方法的优化
以创新教育思想为指导,研究改革化学工程基础课程教学内容和教学方法,建立培养学生创新能力的化学工程基础课程内容新体系。动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程(“三传一反”)仍将是化学工程基础教学的核心内容,应不断充实更新才能反映学科发展现状和适应社会经济需求。化学和化学工程学是支撑物质转化相关工业的学科,前者研究分子之间发生反应的可能性、必要的条件和产物的结构,后者研究物质的流动、质能传递及其对反应过程与产物的影响。
1.优化更新教学内容,反映体现学科发展与技术进步。化学工程基础作为理科化学专业的工程技术课程,其教学内容除了动量传递、热量传递、质量传递与化学反应工程以外,还应当及时反映和体现学科的发展与技术进步。根据授课学时,突出教学重点,优化教学计划,精选教学内容。以化学工程学的基本观点、基本原理和基本方法为核心,结合典型化工过程,理论联系实际,使学生在有限的教学学时内,掌握本门课程的基本知识,熟悉研究与应用对象,为今后从事化学化工专业技术工作打下坚实基础。在其他科学技术的带动和社会需求的推动下,化工分离技术近年来取得了很大进步。新技术不断涌现,膜分离和超临界流体萃取等新型分离技术就是其中的代表。我们在教材的编写和课堂教学中,有意识地加入这些内容,便于学生从课堂上了解新的科学知识,拓宽学术视野。
2.引导学生建立工程技术与技术经济观点,提高学生综合素质。科学与技术的交叉和渗透,要求我们培养的学生不仅要掌握扎实的基础理论知识,还要学会运用所学的理论解决工程实际问题。综合性大学理科化学专业的学生基础理论知识比较扎实,在课堂教学中,我们根据教学内容,结合工程实际,启发学生从工程实际问题出发,强调工程实际的特点,突出工程实践的技术经济问题,灌输学生节能减排与绿色环保的理念,训练学生综合运用数学、物理与化学等多学科知识,综合分析化工单元操作与工业装置中涉及的复杂问题,培养学生的工程技术思维方法与工程设计等综合素质。
3.改进教学方法,提高教学效率。化学工程基础课程的课堂教学内容涉及化工单元操作与工艺过程。综合性大学化学专业的学生一般没有见过真实的化工设备,对化工厂与化工设备和装置缺乏感性认识,通过多媒体教学技术和传统课堂教学方法,可以促进学生感知与思维、理论与实践的结合,提高学生对化学工程基础的学习兴趣,激发他们的学习热情,使他们由不熟悉、不了解化工企业与装置转变为喜欢应用学科、乐于进入与应用密切相关的教师实验室开展业余科研。为此,我们一方面利用多媒体的优点,在课堂教学中放映一些设备的实物图像。另一方面,在有关课程中增加了实习参观环节,组织学生到石油化工厂、有机化工厂和精细化工厂等企业参观实习,增强学生对加热炉、精馏塔、泵、换热器等主要化工设备的感性认识。
三、教学团队与课程体系的建设
以先进的教学理念为先导,以高水平的教学团队为根本,以科学的课程新体系为核心,以优良的规划教材为保障,强化教学团队的建设,使所有主讲教师成为教学改革的高水平运动员和创新教育的优秀教练员。
1.建设高水平教学团队。从事课堂和实验教学的主讲教师也要承担高水平的科研项目,提高教师的科研水平。我们承担“化学工程基础”的主讲教师都具有教授职称并担任博士生导师,承担了一些科学研究项目。同时,也积极思考和实践课程的教学改革,奠定了学生创新能力培养的坚实基础。没有高水平的教学团队,不可能进行教学改革的实践,更不可能培养出具有创新精神的学生。
2.构建工程教育、创新教育的课程体系。夯实基础,将理科化学知识和工程知识有机结合。理科化学基础课程、化工过程开发、化学工程基础及多门专业课程的开设,可将学生所学知识形成知识链。重视对学生业余科研和毕业论文的指导,吸引对化学工程有兴趣的同学来实验室和博士研究生、硕士研究生一起进行科学研究,培养学生的创新意识和对科学研究的兴趣。通过毕业论文阶段的培养,加强了学生对知识的掌握和运用,特别是对“应用”和“工程”概念的强化。近年来,来我们化工实验室进行业余科研和毕业论文的学生每届都在十人以上,占理科化学专业学生的5%作用。
3.将科研成果向教学实践转化,形成教学促进科研、科研反哺教学的良性循环。构建应用学科人才培养、现代科技发展相适应的“基础性、综合性、工程性、创新性”体系。我们承担了国家和企业的一些化工类科研项目,特别是在水与废水处理、化工分离和国防化学等方面取得了一些科研成果,我们注意将教师的科研成果和科研实践融入课堂教学。从事课堂教学的主讲教师与实验课指导老师一起合作,将“渗透汽化膜分离”编入了实验教材和开展了教学实验,受到学生的欢迎。
化学是实验性很强的学科,化学工程作为一个共性的工程学科,我们应充分利用科学技术发展和教学改革带来的机遇,加强化学与化学工程的结合,为国家培养更多复合型创新人才。
参考文献:
[1]严世强.化学工程基础课程教学改革的认识与实践[J].大学化学,2003,18,(1):29-31.
关键词:理工融合;应用化学专业;创新人才
应用化学是以化学理论为基础、跨学科、跨领域、具有活力的学科,在材料、能源、信息、环境等与国民经济密切相关的领域占有重要地位。目前全国有300余所学校设置应用化学本科专业,既有综合性理科院校或师范院校利用理科优势建立的与化学专业并存的理科应用化学专业,也有工科或单科性院校利用工科优势设立的工科应用化学专业。然而,应用化学专业缺乏大家公认的基本特征,在培养机制方面理工融合不足,由此引起的学生能力和优势单一的倾向已明显制约学生全面发挥创新思维,限制其解决问题的能力。如何彰显应用化学专业内涵,培养社会需要的具有扎实理论基础和实践创新能力的人才,是高等理工科教育不断探索和实践的重大课题。
北京化工大学应用化学专业始建于1986年,是多科性大学中的理科专业。经过二十多年的探索与实践,找到一条理工融合的应用化学专业办学之路,逐步形成了显著的理工融合专业特色,分别于2008年和2009年成为北京市、教育部特色专业建设点。
一、明确人才培养目标及专业定位,以理工同强的优势学科推进专业建设
高等学校承担着培养人才、发展科学和服务社会的三大职能,专业定位及人才培养目标的确定要同时考虑学术培养和社会需求。国家中长期科技发展规划纲要提出“企业要成为技术创新的主体”,而目前国内企业少有正规的研发机构,科技创新人员缺乏,人才缺口较大。北京化工大学是一所以“大化工”为特色的多科性大学,支撑应用化学专业的主干学科化学工程与技术是国家一级重点学科,应用化学是国家二级重点学科,化学学科是北京市一级重点学科。根据学科发展前沿、国家发展重大需要和企业创新对应用化学专业高素质创新人才的需求,确立了为学科发展及“企业成为创新主体”培养理工融合的创新人才的培养目标及定位。
培养理工融合的人才需要理工融合的“土壤”和条件。我校具有理工同校、化学化工同强的优势,拥有“化工资源有效利用”国家重点实验室、“新危险化学品评估及事故鉴定”国家发改委基础研究实验室、“环境有害化学物质分析”北京市重点实验室。应用化学本科专业依托强势的工科和迅速崛起的理科进行建设,以国家、北京市和学校教学改革项目和“十一五”期间各级质量工程建设项目为抓手,调整专业方向、规划课程设置、改革教学内容,依托国家精品课程群、高等学校教学名师奖获得者、国家级教学团队、国家级实验教学示范中心、大化工类创新人才培养基地以及校外实习基地等优质教学资源,实现高素质创新人才的培养目标。
二、造就一支教学水平高、科研能力强、理工兼备并具有国际视野的师资队伍
1.建设亦理亦工的师资队伍。结构合理的高素质师资队伍是育人的保障。我们坚持“引进与培养相结合、校内与校外相结合”的方针,建设一支理工融合、学缘结构合理的师资队伍。本专业教师的毕业院校既有北京大学、吉林大学、南开大学等综合性较强的院校,也有清华大学、北京化工大学、天津大学等工科背景较强的学校,具有工学硕士或博士学位的教师约占1/3。同时,注重从国内外企业和研究院所引进具有工程技术经验的高层次人才进入教师队伍。采用引进海外知名学者和输送优秀在职青年教师出国进修等多种方式,加强师资队伍的国际化视野,目前应用化学专业教师队伍中具有海外留学经历的占28%。
2.在理工融合的科学研究和技术开发实践中培养师资队伍。应用化学专业教师以国家重大项目为引导,遵循“基于国际学术前沿和国家实际需求凝练科学问题-基础和应用基础研究-工程化及产业化研究”模式开展科研工作,承担了多个国家级项目以及企业委托项目。充分发挥学科专业优势,在发表高水平学术论文的同时,加速科技成果向产业化发展,服务国家经济建设。理工融合的研究思想不仅造就了一支理工融合的师资队伍,也融入教学过程,为学生创新意识的养成创造良好氛围。
3.多种方式增强师资队伍的工程能力。通过聘请企业高层次专家为我校兼职教授、邀请高级技术人员来校授课和讲学交流等方式,充实师资队伍力量。通过定期组织青年教师去大庆石化、辽化、吉化等企业参加工程实践培训和暑期科技服务及社会实践学习团,为青年教师提供深入企业、走进基层的实践机会。这些措施的实施,使教师能够了解企业的实际需求,从而找到与企业结合的科研方向和课题。教师将生产实践中的实际问题、示例引入课堂教学中,学生受益匪浅。
师资队伍在教学和科研工作中不断发展壮大。目前,应用化学专业拥有中科院院士1人,高等学校教学名师奖获得者2人,国家杰出青年基金获得者3人,教育部新(跨)世纪人才6人。“超分子结构功能材料的插层组装”团队被列入教育部长江学者和创新团队发展计划,“工科化学系列课程教学团队”被批准为首批国家级教学团队。
三、构建理工融合的应用化学人才培养方案
基于理工融合、理论与技术结合、知识和能力并重的人才培养理念,构建了以学习知识、培养能力为核心的应用化学专业人才培养方案以及与之相适应的课程体系。应用化学专业课程体系包括:强化理论基础的化学课程群,强化工程意识和培养工程能力的课程群,体现特色的专业方向课程群,拓展性的第二课堂。如图所示。
其中有机化学、物理化学、仪器分析、计算化学、大学化学实验、化工原理等被评为国家精品课程,无机化学、分析化学等被评为校级精品课程;无机化学、有机化学、仪器分析等被评为国家双语示范课程,物理化学等被评为校级双语示范课程。
依据专业发展历史和学科发展趋势,凝练出具有鲜明理工融合特色的分析科学与技术、功能材料科学与技术、有机合成化学和精细化学品化学四个专业方向。其中,分析科学与技术方向是我校应用化学专业的传统特色专业,教师队伍具有优秀的教学实践能力和浓厚的学术研究氛围,在国内外具有良好声誉。该专业方向特色专业课程有分离科学与技术、复杂物质剖析、分析测试质量保证、商品检验基础等,教学内容既包含分析科学领域的基础知识、基础理论,也包含专业技术、技能,还有最新研究成果介绍和技术进展报告等。功能材料科学与技术方向骨干教师主要来源于“化工资源有效利用”国家重点实验室研究人员,这些教师着眼于满足社会需求的无机功能材料设计与开发,已形成了无铅热稳定剂、耐老化沥青紫外阻隔剂、焦化脱硫废液资源化技术等工业化生产技术。产学研一体化的平台成为具有理工融合创新意识的人才培养沃土。
四、构建多方位、立体化人才培养平台
1.构建理科化学基础精品课程平台,强化理科基础。依托首批国家级化学基础课程教学团队和多名教学名师,建设化学基础理论必修课群和选修课群,加强化学基础理论。在教学内容中融入工业实例,强化理论对实践的指导作用。
2.依托校内工科教学平台,强化工程意识。依托化工原理、电工电子和机械工程三个北京市实验教学示范中心,开设化工原理、工程制图、应用电工学、电子电工实习、金工实习等理论与实践课程,使学生具有进行应用性研究和科技开发的工程能力基础。
关键词:化工专业;卓越工程师;实践教学;体系构建
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0145-02
化学工业在国民经济中占有重要的地位,由于化工行业的特殊性,化工人才需求特别强调学生工程素质的培养,要求学生具有较强的实践能力和创新能力。2010年教育部在天津大学启动了“卓越工程师教育培养计划”,其宗旨就是要联合有关部门和行业协(学)会,共同培养适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[1-2]。化学工程与工艺专业实施“卓越工程师教育培养计划”,为高素质化工人才的培养搭建了良好的平台。桂林理工大学化学工程与工艺专业在2011年入选了教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”,并于2012年招收了本校第一批化工卓越工程师班的学生。经过几年的实践,对化工专业如何实施“卓越计划”,如何构建化工专业实践教学平台,培养学生的实践能力和创新能力,有了一定的思考,下面谈谈笔者的认识与体会。
一、当前化工专业实践 教学面临的问题
桂林理工大学化学工程与工艺专业建立于1986年,当时名称为工业分析专业,1998年更名为化学工程与工艺专业,专业方向包括化学工程、电化学工程、石油化工。经过近30年的发展,专业建设取得了长足的进步,2006年被确定为广西高校优质专业,2008年获国家级高等学校特色专业建设点,2011年入选教育部卓越工程师培养计划,2008年专业所属的化学化工教学团队成为广西区教学团队,拥有的《普通化学》课程在2008年评为国家级精品课程,在2013年评为国家级精品资源共享课程,1人获得广西区教学名师奖,2人入选广西高校优秀人才资助计划。在长期专业办学实践中,我们深感化工专业实践教学存在的诸多问题,阻碍了学生实践能力和创新能力的提高,也对实施“卓越计划”造成了一定程度的困扰。这些问题主要体现在以下几个方面:
1.大多数化工企业,由于担心学生的安全问题,对学生进企业进行生产实习,表现得不是很积极。各校多采取让学生自己找单位实习,回来交一个实习报告解决实习难的问题,导致生产实习教学环节存在“放羊”现象。
2.化工专业普遍生产实习时间较短,一般为4――5周,企业很难给予一个真正的岗位让学生进行生产实习,更无法给予学生动手,进行实际操作的机会,导致学生的生产实习轮为“参观式实习”。
3.实践教学内容比较陈旧,综合性、工程设计性实验项目偏少,没有建立一个完整的给予学生进行工程实践的教学平台,没有将学生实践能力和创新能力的培养,贯穿于整个大学教育的实践教学体系中,另外各类实验(基础实验、专业实验),各类实习(认识实习、生产实习、毕业实习)有机衔接不够,需要进行深层次的改革。
二、基于卓越工程师培养的化工专业实践教学体系的构建
1.学生实践能力和创新能力构成要素。深入认识学生实践能力和创新能力构成要素,是有效的构建专业实践教学体系的基础。创新能力就是创造新的思想,将新的思想付诸实践,创造一个新的事物的能力[3-4]。创新能力主要由创新思维能力、非智力因素和创新实践能力三个要素构成,而实践能力则表现为基本实践能力、综合实践能力、创新实践能力三个由低到高的层次。很明显创新实践能力的培养,对提升学生实践能力和创新能力意义重大。影响创新实践能力的主要因素有学生的创新实践品质、创新实践技能和创新实践环境[5]。作为高等学校的教育工作者,在对学生创新实践品质培养时,既要注重开发和培育学生的共性,也要尊重学生个性的差异,要因材施教,促进多样化人才的发展,同时要将创新实践技能的培养融入人才培养方案中,根据学生在不同阶段的特点,开设不同类型的实践课程;要尽量依托学科优势平台,打破教学实验室和科研实验室壁垒,将重点实验室的优质资源和教师的科研成果融入教学中,构建良好的创新实践环境。
2.多层次立体化化工实践教学体系的构建。在入选了教育部“卓越工程师教育培养计划”后,我们及时对化工专业人才培养方案进行了修订,构建理论(Theory)课程体系和课程内容、验证(Test)体系、创新(Try)体系的“3T”化学工程与工艺专业课程体系,特别是形成以“工程实践与工程应用创新”为亮点的实践教学体系,其核心是体现了对学生创新实践能力的培养。该实践教学体系由“基本技能层次”、“综合应用能力与初步设计能力层次”、“工程实践与创新能力层次”三个层次构成。“基本技能层次”由大一、大二开设的无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验、分析化学实验、化工原理实验、以及由大三开设各专业方向的综合实验等组成,通过课程实验、上机等实践环节,学生加深了对理论课基本概念、基本理论的理解,培养了学生基本实践技能;“综合应用能力与初步设计能力层次”则由化工设计、精细化学品配方工程师实训、工业分析技能实习实训、电化学工艺技能实训,以及认识实习、生产实习、毕业实习组成,通过课程设计、综合实训、在企业进行的各类实习等环节,实现对学生综合应用工程能力与初步设计能力的培养;“工程实践与创新能力层次”通过开设应用研究型选修课、“工程实践与创新”自选实验项目和暑期到企业“顶岗实践”,同时通过组织学生参加全国大学生化工设计竞赛、各级“挑战杯”大学生学术科技作品竞赛、各级大学生创新创业训练项目等方式,培养学生的工程实践与工程应用创新能力,通过雁山大讲坛的引导,开展各种形式的讲座、研讨会,丰富校园化工科技文化生活。
几年来,为了使化工实践教学体系能够获得良好的教学效果,我们对实践教学内容和教学方法进行了改革。一方面鼓励教师在教学中立足先进性、前沿性更新充实课程内容,将化学化工学科最新科研成果及个人的科研成果有机融入到课程教学中,如电化学工程方向教师利用广西区科技进步奖的“高性能二次电池电极活性材料合成的新方法”和电镀新工艺研究的科研成果以及发明专利,设计并开设了“锂离子电池的装配及性能测试”、“电镀镍的工艺设计及性能测试”等电化学工程专业实验,并出版教材《电化学实验》,化学工程方向教师利用绿色化学科研成果,出版《有机化学实验绿色化教程》、《精细化工工艺学》教材,并在教学中使用。另一方面在开设的各种技能实训中,努力开发具有中试规模的实训项目,尽量确保学生能在真实工作岗位环境条件下进行实训,如与东莞金赛尔科技有限公司合作,从企业引进了软包装锂离子电池小试生产线,开设了与生产实际接近的电化学工艺技能实训项目,精细化学品配方工程师实训项目所采用的配方及工艺,均来自生产实际。在2014年,学校加大了对校内实践基地的投入力度,打造校内化工生产仿真实训装置平台。该化工生产仿真实训装置采用真实的化工企业生产工艺流程,运用仿真技术,结合化工生产真实设备、仪表及工业控制系统进行构建,全面模拟生产工艺过程。化工生产仿真实训装置平台的建立,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
三、实践教学体系教学效果
1.新的实践教学体系的实施,在一定程度上解决了当前化工专业在企业实习效果不理想的问题,提高了实践实习教学质量。
2.实施新的实践教学体系,极大提高了学生的创新实践能力,多年来本专业毕业生一次性就业率保持在90%以上。近三年来,化工专业全体学生(约200人)均参加了全国大学生化工设计竞赛,5人获得全国一等奖,18人获全国二等奖,33人获全国三等奖,其余学生获优秀奖,在广西同类高校名列前茅;同时化工专业各班级约有一半的学生参加导师课题组的科研活动,在导师指导下参加包括大学生创新创业在内的科研项目近30项,并获得不少科技成果奖,其中获广西区级“挑战杯”二等奖1项(2012年)、三等奖1项(2014年),广西高校化学化工类论文及设计竞赛,11人获一等奖,3人获二等奖。本科生以第一作者发表学术研究论文每年在2~3篇左右,申请国家发明专利2~3项。
3.“化学工程与工艺特色专业建设与实践”成果在2012年获广西区级优秀教学成果奖一等奖,其中对学生实践创新能力的培养,引起了同行们广泛关注,起到了很好的示范作用,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
参考文献:
[1]林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)上[J].高等工程教育研究,2013,(3).
[2]陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教学,2012,(1).
[3]张晶.我国大学生创新能力发展现状与培养研究[D].安徽大学硕士学位论文,2014.
环境科学专业实践教学过程中出现上述问题具备普遍性,对经常出现的这些问题如不及时改进,就消弱了实践教学的重要性和必要性,进而进一步影响教学质量,而要有效的解决上述问题可采取如下相应对策。
1.1课内实验环节
环境科学专业普遍存在着实验教学环节薄弱及不全面的现象,使得实验教学与理论教学脱节或不配套,二者不能形成一个有机的整体,从而导致学生的动手能力及创造力较差。就以淮阴师范学院环境科学专业为例,实验课程主要包含两部分:一是基础性实验,主要包括无机化学、分析化学等四大基础化学实验;二是专业性实验,主要包括环境工程、环境监测、环境化学等实验。
就基础性实验而言,在四大基础化学实验课程中,尽量多开一些与环境科学专业结合较为紧密的设计性实验,适当增加环境专业相关仪器分析试验学时,精简无机元素化合物验证性测定,减少重复性的有机合成实验,帮助学生提高实验主动性,从而为后续的专业实验设计打下坚实的基础。而就专业性实验而言,实验的设计与开设尽量具备典型性,尽量能囊括这一门课程的方方面面,精简重复性的实验,适当增加综合性、设计性和研究探索性实验,从而使学生的动手能力和创造性得到进一步提升。另课内专业实验的开设也尽量做到全面,既要包括环境工程、环境监测等实验室操作的实验,也要包括环境土壤学、环境生态学等野外操作的实验。
1.2实习环节
实习环节主要包括专业见习及毕业实习两部分。就专业见习而言,应避免以往乱看一气的传统,在兼顾全面的同时也应突出重点。应让学生全面了解见习单位的组织结构、运行情况及废水、废气、固废等处理工艺流程,另需适当延长见习时间,从而使学生的切身体会更深刻,进一步可提高学生的实际动手能力。就毕业实习而言,应摒弃学生自愿参与的方式,强制所有学生必须参加,并在实习结束之后要求学生写一份详细的实习报告,这样才可切实提高教学质量,进一步可增强学生的实践认知能力。另可加强校内、校外实习基地的建立,以满足课程实习和毕业实习的要求,同时也可缓解校内资源匮乏的现状。
1.3课程设计环节
课程设计设置的合理与全面与否,直接影响学生对这一专业的认知深刻以及实践教学的好坏与否。因此,在制定课程设计培养计划时,应尽量做到合理与全面。不仅需开设环境工程设计课程,其他诸如环境影响评价、环境生态学等课程的课程设计也需开设。另各课程的课程设计内容也应具有代表性,如环境工程设计内容可偏向于污水处理厂、垃圾填埋场等方面,而环境影响评价的课程设计内容可偏向环境影响报告表或报告书的编制等方面。
1.4毕业论文(设计)环节
毕业论文(设计)是本科生培养方案中的重要组成部分之一,也是衡量学生是否达到本科学历水平的重要依据之一,对培养学生的创造力也显得至关重要。毕业论文(设计)可实行导师负责制,导师一般由本专业或相近专业并具备讲师以上职称的教师担任。为能切实提高学生的创新能力及科研素养,毕业论文(设计)应注重以下环节:(1)选题。论文选题应集中在当前比较现实或前沿的环境问题上,可由导师出题,也可学生根据自身的兴趣爱好自拟题目,并尽量做到“一生一题”,避免传统“多生一题”的现象。(2)大纲及技术路线的制定。毕业论文(设计)选题确定后,可要求学生在2周时间内查阅大量相关文献资料,独立完成文献综述的撰写,在与导师讨论后拟定出论文大纲、制定出合理的论文技术路线。(3)论文的实施和撰写。论文的实施和撰写阶段是培养学生科研能力的重要环节,学生遇到问题可与导师相互讨论,导师也应严格控制,要求学生应有严谨的学风和科学的态度,避免学生出现剽窃、大面积引用、学术不端等现象的发生。
2结语
一、考核方式较为陈旧,考核内容偏理论化
精细化学品化学课程知识点多且分散,学生掌握起来有一定难度。而传统的考核方式是闭卷考试,学生在临近考试的时候,才开始死记硬背知识点,导致大部分学生失去学习兴趣,考前突击,应付考试。同时,考试内容又偏理论化,单纯考查学生对于知识难点的理解,较少涉及对知识点的应用,导致学生出现高分低能的现象。
二、改进措施
1.合理选择教材,精选教学内容。精细化学品化学这门课程可供选择的教科书很多,但是每本教材对于原理性、应用性的侧重点不同。本校主要采用周立国等人主编的《精细化学品化学》作为基本教材,该教材基本涵盖了精细化学品的大部分领域,内容比较系统,涉及面广。由于该课程课时有限(仅32学时),因此,在教学上应该有选择的精选教学内容。如日用化学品和香精香料这两个章节在其它课程中已经有了相关介绍,于是将这些章节作为学生的自学内容,着重介绍其它章节中各类精细化学品的结构、性质、作用原理、制备和应用发展等内容,略去较陈旧和不必要的流程、工艺等细节。同时,针对教材上没有提及的农药、医药中间体等内容进行适当增加,丰富教学内容,尽可能使学生能够更全面的了解精细化学品,扩大视野。
2.以学生为主体,采用多种教学方法。精细化学品化学涉及的知识点多,但课时少,且每个章节涵盖的化学结构、工艺流程图也较繁杂,因此,采用传统的教学手段很难取得较好的教学成果。多媒体教学课件具有涵盖内容多、信息量大、图表和工艺流程图表达清晰准确等优点,因此,我们应根据教学内容的需要,充分利用网上资源,将已经商业化的精细化学品及完整的工厂生产工艺展示到多媒体课件中,将理论和实践紧密联系起来,使学生容易理解和掌握。同时,精细化学品化学是侧重于应用的专业课,教学目标更应注重应用能力的培养。将实验课程和理论课程有机的结合起来,可以在实验课程中设置一些典型精细化学品的制备及配制等内容。如洗发香波的配制,让学生能将学到的表面活性剂、香料香精等精细化学品的知识应用于实际。通过实验课程不仅能培养学生的动手能力、观察能力和写作能力,同时还能够培养学生从事科学研究的能力。
3.注重知识的更新,适当采用seminar形式授课。精细化学品化学的发展非常迅速,各个种类都会不断出现一些新产品、新技术等,对于这样一门侧重应用的专业课程,并不单单要教授学生一些基本原理、概念等,更加要注重这些原理在实际应用中的更新换代。这就要求在教学上应注重知识的现代化,适当增加每类精细化学品化学课程的前沿进展研究,如在抗肿瘤药物这一种精细化学品的讲授中,任课教师可以引入紫杉醇类、喜树碱类衍生物的最新研究进展,让学生既能了解到最新的研究进展,还可以提高科研兴趣。同时,适当运用seminar形式授课,让学生利用电子数据库搜索自己最感兴趣的某个精细化学品领域的最新研究进展,并以讲课的形式表现出来,这不仅能够拓宽学生的视野,活跃课堂气氛,还可以培养学生发现问题和解决问题的能力。
4.以培养应用型人才为目标,改进考核方式。运用合适的考核方式不单有助于学生巩固自己所学的知识,同时还能为教师及时地反馈教学效果,改进教学方法,提高教学质量。为了突出对学生应用能力的培养,我们对该课程考核的内容和方式做了调整。在考核内容上,不单考核学生对基本原理的理解,更加注重考察对所学知识的应用情况。如在考察表面活性剂这一章的内容时,不仅考察学生对十二烷基苯磺酸钠的常用制备路线的掌握情况,还要求学生运用所学的化工基础知识对以十二烷基苯磺酸钠为主要成分的洗衣粉成品的工艺流程进行组织;在考核方式上,我们采用平时成绩、小论文写作和期末考试作为综合考评的办法。以本课程的培养目标为依据适当的给学生布置平时作业,进一步巩固课堂上所学的理论知识,让学生根据自己的兴趣方向进行小论文写作,培养学生查阅文献,总结归纳数据的能力。
三、结语
通过近年来的精细化学品化学课程教学改革,不仅进一步加深了学生对相关基础理论知识的理解,更让学生了解到了化学化工学科广泛的应用性,培养了学生的学习兴趣,学习主动性增强了。学期结束时学生反映良好,独立解决问题的能力得到较大提升,尤其是利用电子图书馆资源查阅文献的科研能力有了较大提高。
作者:张园园杨维清马梦林单位:西华大学物理与化学学院
1 实践教学改革的思路
针对我校制药工程专业实践教学出现的问题,提出了改革的思路:按照人才培养方案的内容,将实践教学体系进行模块化,层次化,根据学生完成相关课程的情况,开设相对应的实践课程,通过完成各实践模块相关的实践内容,使学生的实践能力、创新能力得到显著提升。实践教学体系如图1。
2 实践教学改革的措施
2.1 夯实基础实验
基础实验主要指有机化学实验、无机化学实验、物理化学实验、分析化学实验。这些课程开设的实验是基础性实验,应注重这些基础实验的原理和操作。对这类基础实验制定严格的考核标准,力图每个学生对每个操作过程熟练掌握。
2.2 充分利用模拟仿真实验进行模拟实践教学
我校化学与生物工程系成功建立区级模拟仿真实验室,拥有较先进的电脑设备和模拟仿真软件,可进行二维、三维的模拟仿真实验。制药工程专业可充分利用现有共享资源,利用仿真模拟实验加深对实验的理解和掌握,项目有:阿司匹林片3D生产工艺过程仿真实验、维生素C制剂含量测定的仿真实验、贝诺酯的合成仿真实验等,通过对经典实验进行模拟仿真,使学生在真正实验操作前有更清晰的了解。
2.3 注重专业课程实验及课程设计
专业课程实验主要包括药物合成、药剂学、药物化学、制药分离工程、药理学、天然药物化学等课程实验,主要通过降低专业课程实验项目中验证性实验的比重,加大综合性实验[3]、设计性实验、创新性实验的比重以培养学生专业实验技能。建设覆盖“化学制药”、“中药制药”、“药物质量控制与检测”方向的校内实践教学基地,新增应用技术型实践教学项目15项,将实验室小试与工厂中试有机结合,形成综合性、设计性实践项目。积极探索开发制药专业实验项目,提高实验课程和专业的结合度。使教学更贴近生产实际,提升专业教学水平,使学生能很好接受训练,缩短学生从学校到社会的适应时间。
同时课程设计教学是工科类本科教学过程中的重要环节,具有很强的综合性和实践性,是该门课程基本理论与实践和科研实际相联系的训练,它包括了对理论知识的复习深化,也结合了对科研和课程设计的方法,是培养应用型人才的重要步骤,改革方法为将开设专业核心的课程设计。
2.4 实验室实施开放式的管理制度
武汉理工大学化工学院通过设立“制药工程开放实验室”使学生创新意识和实践能力得到很大提升[4]。制药工程专业实验室采取开放式的管理模式,免费向学生和教师全天候(包括寒暑假、节假日、双休日)开放,主要有教学实验开放、创新实验开放、中大型仪器开放,为学生提供优质实验教学平台,实现实验教学资源最大化,为学生提供更多的课外科技活动的机会,同时为教师科研实验提供便利。
2.5 鼓励学生参加各类竞赛、申报创新创业项目和报考国家职业资格证
鼓励学生积极参加各类专业竞赛,包括广西化学化工论文和技能大赛,全国大学生制药工程专业“国药杯”大赛等不同类别的竞赛;鼓励和指导学生申报校级、区级和国家级创新创业项目;鼓励学生报考国家职业资格证,如化学检验工高级工证、食品检验工高级工证、中药调剂员证、医药商品购销员证等。通过以上措施,营造技能训练的浓厚氛围,有助于应用型人才培养目标的实现,强化了学生职业技能,有利于提高学生创新创造能力和实践能力,提高了毕业生上岗适应能力和竞争能力。
2.6 加强毕业设计实践环节
毕业设计及论文是制药工程专业重要的综合性实践教学环节,可促进学生形成独立工作能力、培养学生工程实践能力和理论研究能力及创新意识。鼓励学生毕业论文选题时结合自身学习兴趣、教师科研项目以及社会需要和企业要求[5]。在进行毕业设计实验时严格要求,强调独立完成实验。通过毕业论文可以使学生的实践能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力、科研精神和独立工作的意识能切实得到锻炼。
2.7 校企联合教学,强化专业实习实践教学环节
校外实践是实际生产与实习相结合,让学生动手并体会基本的化工生产过程,真正了解企业的实践教学环节。依托校外实践基地,加强实践教学环节,使理论教学与实践教学相结合,提高学生综合能力。制药工程专业要积极与药企合作[6],拓展合作领域,建设更多稳定的校外实践基地,拓宽和深入合作领域、合作项目,满足学生认识实习、生产实习、课程设计需求。制药工程专业的学生应该通过3-6个月的生产实习锻炼自己的交际能力,同时学习实习基地的管理经验等,为走上社会后适应社会奠定基础。
3 实践教学改革的成效
经过探索,制药工程专业理论和实践课程体系逐步完善,形成一定的教学模式和方法,通过以上一系列的改革,实践教学取得一定成效。我校制药工程专业于2014年成功申报“广西区级高等学校优势特色专业”,并得到自治区100万建设经费,建成了具有教学、科研、生产、培训四大功能的“化学制药”、“中药制药”、“药物质量控制与检测”方向的校内制药工程GMP实践教学示范中心。同时经过努力,我校制药工程专业与“桂林澳林制药有限公司”、“广西崇左方略制药有限公司”、“广西科伦制药有限公司”、“北海圣民制药有限公司”等形成校外实践基地,形成校内外结合的实践教学方式。
3.1 实践教学课程成绩斐然
通过制药工程专业学生的实际知识、能力与素质结构符合培养目标的要求。从课程设置看,制药、药学理论以及制药实验技能等专业课程占主要部分,同时设置了充足的实践教学课程。这样的课程安排能使学生获得较强的实践基本技能,尤其是专业实习和毕业论文(设计)及实习环节,对学生运用专业综合能力帮助颇大。2011级―2015级制药工程专业学生的成绩统计分析表明,学生每门实践功课的及格率均在95%以上。统计数字说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。
3.2 学生参加科技竞赛和国家职业资格考试成绩卓越
制药工程专业学生参加国家级、教育厅和学校举办的各种比赛中均能获得较好成绩,2014年全国制药工程专业大学生“国药杯”获得优秀奖,2015年全国制药工程专业大学生“国药杯”获得三等奖,广西高校化学化工类论文及设计竞赛,共获二等奖2项、三等奖4项,优秀奖1项。制药工程专业学生积极报考国家职业资格证,如化学检验工高级工证、食品检验工高级工证、中药调剂员证、医药商品购销员证等。该专业90%的学生通过了国家职业资格证鉴定与考试,强化了职业技能,提高了毕业生上岗适应能力和竞争能力。
3.3 大学生创新创业项目成果累累
我校鼓励和指导学生申报大学生创新创业项目。制药工程专业学生积极申报校级、区级和国家级大学生创新创业项目,成功申报各级项目累计32项,其中国家级大学生创新创业项目8项,区级大学生创新创业项目10项,校级大学生创新创业项目14项。这些创新项目在制药工程开放实验室中圆满完成实验研究并通过结题,学生的实验技能和创新能力得到大大提高。
3.4 毕业生就业水平显著提高
制药工程专业毕业生主要在制药企业及制药相关的科学技术和其他领域从事技术研究、教学、产品开发与检测、生产技术和经营管理等工作。从目前跟踪结果来看,毕业生主要在区内就业,具有较强的专业技能和责任心,工作积极主动,受到用人单位好评,学生就业率在98%以上,专业对口率90%以上。
论文摘 要: 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。《无机化学实验》课程推行项目化教学能提高学生的质量,符合社会经济发展对高职学生的要求。本文针对传统教学的弊端,对《无机化学实验》课程实施项目化教学进行了探讨。
《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。传统无机化学实验课程的教学方式一般是先介绍实验目的、实验原理、实验仪器和药品,然后介绍实验步骤,学生只需要按照实验内容完成实验、处理实验数据,最后完成实验报告。这种教学模式以教师为中心,学生处于被动地位,他们无需动脑,只需机械地按要求和操作步骤进行实验。这样的教学方式不仅无法激发学生的学习热情,学习效果差,而且使学生养成了“按部就班”的习惯,失去了主动学习和培养创新精神的机会。传统教学模式培养的高职毕业生不能满足社会经济发展的要求,这也使很多高职学生毕业时找不到对口的工作,甚至找不到工作的重要原因。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教育部[2006]16号文件)中明确指出:当前高职教育要“大力推行工学结合、校企合作,以就业为导向、职业能力培养为主线,改革人才培养模式”,培养“大量高素质技能型专门人才”。在这一精神的指导下,《无机化学实验》课程的教学模式应该顺应社会发展的需求,积极进行项目化教学的探索和实践。
1.项目化教学特征
所谓“项目化教学”是从职业的实际出发,选择典型事例作为教学的主题,以实践为导向,教师为主导,学生为主体,教师和学生通过共同实施一个完整的项目,并共同评价项目工作成果而进行的教学活动。在“项目化教学”过程中,学生在教师的主持下能够自觉、自由地选择自己感兴趣的内容和展示形式,为学生创新能力的发展提供了有效的途径。
2.项目化教学的实施流程
项目化教学是一种“行为导向”教学法,其实施流程如下:
2.1项目确定
在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。所选项目既要包含无机化学的基本知识和基本实验技能,又要密切联系日常生活或当地化工行业的生产实际。这样才能调动学生探究问题的积极性,使学生在项目情境下提高协作能力、人际交往能力和职业能力。例如:“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目中的研究对象“高锰酸钾”,它既是实验室常用的氧化剂,在工业上又能用作消毒剂、漂白剂,还在医学上用于消毒、洗胃,与学习生活联系比较紧密,学生才会有比较浓厚的兴趣。
2.2项目开发
项目确定后,教师根据学生的性别、技能水平等将全班学生分成多个小组,每个小组人数最好3至5人。然后对项目进行细化,使之分解成一系列的任务,并分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料,小组内部讨论、整理后做成幻灯片,每个小组派一名同学向全班同学展示、汇报。例如“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目可分解成以下四个任务:任务1.设计“验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”的方案;任务2.配制标准溶液,包括高锰酸钾溶液和所需的酸碱溶液;任务3.用实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性;任务4.根据实验完成实验报告。
2.3项目方案制定
资料准备充分后每个小组就开始制订完成任务的方案,各组派代表利用幻灯片向同学们展示制订的方案,然后在老师的引导下大家一起讨论,对初步方案进行修改和完善,使方案具有科学性、可行性、经济性和环保性,最终师生共同归纳总结讨论结果制订出实施方案。如在2.2中所提到的任务1中,大家首先就要花较多的时间讨论、选择出合适的还原剂、酸和碱,并确定出合适的高锰酸钾、酸和碱的浓度。在讨论在这一过程中,教师应对学生进行一定的指导和引导,使学生既能学到专业知识提高专业技能,又能提高团结合作能力和口头表达能力。
2.4项目实施
实施项目是项目化教学的关键阶段,所以每位小组成员都要严格按照实施方案执行,积极利用无机化学实验室的实训条件开展实验项目。在具体的实施过程中,学生会遇到这样那样的问题,教师则要适当的指导,让学生多思考,独立地完成实验项目。这种项目实施方式,不仅可以培养学生的集体意识,而且能够提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
2.5项目评价
学生完成实验项目后,应及时进行考核、评价和总结。项目考核标准可参照相应专业的职业资格标准,项目考核和评价以设计的初步方案、实验操作、实验习惯、团队协作能力、实验原始记录、实验数据分析与处理、实验报告、项目总结等为依据。考核和评价成绩公布后,要展开小组讨论,让学生及时找出在整个项目完成过程中存在的问题与不足,以便在下一项目时不断地改进和完善。这种考核评价机制不仅可以激励学生,提高教学质量,而且能有效提高学生的应职应岗能力,同时积极推进“双证书”制。
3.项目化教学的体会
这种“项目引领,任务驱动”的教学方法能将无机化学的理论知识和实验操作有机地结合在一起,使教师、学生真正地做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。我们不能否认项目化教学有着传统教学不可比拟的优势,但是也应认识到以下几个问题。
3.1教师的素质须不断提高
项目的确定既要基于书本的教学内容,又要联系化工生产实际,既不能太简单,又不能太难。这就要求教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解目前化工行业相应职业岗位的要求。因此,项目化教学对教师提出了很高的要求。如果教师没有深厚的理论功底、较强的实验技能、丰富的专业知识、周密的准备和一定的生产实践经历,就将无法应对项目化教学过程中学生遇到和提出的诸多问题。
3.2学习资源须不断完善
在项目开发和方案制定时,教材已不能满足学生的需要,他们将借助于更多的书籍和网络资源。所以学院需重视图书馆建设,增加图书馆的藏书量,并不断整合互联网资源,构建较完善的教学平台,为师生提供良好的学习环境。
3.3实验教学条件须进一步改善
良好的实验条件是提高实验教学水平的重要保证。为保障项目实施能顺利进行并达到预期目标,实验室应配备足够数量的实验仪器和设备,让每个学生都有充分动手的机会,提高他们独立操作的能力。
总之,无机化学实验课程的项目化教学提高了学生的质量,符合当前化工行业对化学化工类高职人才的需求,所以教师应积极推行项目化教学,为企业为社会输送更多、更优秀的专业人才,使无机实验教学与社会经济发展形成良性互动。
参考文献:
[1]杨洁,安翔,李青.“项目化教学”在高职高专教学改革中的研究与实践[J].西安电力高等专科学校学报,2010,(1):29-32.
《仪器分析》课程融合了光学、电磁学、原子分子结构、电化学、计算机科学等众多学科知识,且新仪器、新技术的发展更是日新月异。再加上课程各章节的内容之间关联性并不太大,所以在《仪器分析》的教学过程中,往往会出现需要讲授的内容太多,授课效果不好,出现教师觉得难讲,学生觉得难学的现象[2]。针对此课程特点,在开课的绪论讲述中,给同学们推荐三条学习方法。
1.抓住主线。《仪器分析》的整本教材中每一章节就是一种独立的仪器分析方法,强调学生在脑中构建知识框架,整本书是一层楼,每一种分析方法就是一个房间,在这个房间中我们需要学习这种方法的特点、原理和方法、用途。
2.归纳共性与个性。以仪器的工作原理或结构来看,从大类可以分为光谱方法、色谱方法等,这些同大类的方法在工作原理、仪器结构、实践应用等方面具有共性。如气相色谱和高效液相色谱,二者的共性是都是用来做复杂混合物的分离分析,且在仪器组成单元上类似,二者的区别在于流动相不同(高效液相以液体做流动相,气相以气体做流动相),分析对象不同(气相分离沸点低的物质,液相分离沸点相对高的物质)等。从归纳共性和区别个性上,引导学生进行综合对比,使学生掌握不同仪器分析法的原理、分析方法的共性,同时掌握各自的特点,从而对各分析方法之间的联系与区别能更好地理解。
3.处理好整体与局部的关系。每种分析仪器,都有相应的结构流程,在结构流程中,又有其关键部件。授课中,清晰地给出流程图和重点标出关键部件并详细解答,可以提高学习效率。
二、采用多媒体,教学事半功倍
现代教学模式中,各学科都在引入形象的多媒体教学。《仪器分析》作为分析化学的重要组成部分,涉及的仪器借助多媒体更能发挥其潜在的优势。课件可图文并茂、色彩丰富,框架表格清晰,且可大大节约教师画图、板书的时间,把时间更多地分配到师生互动和共同探究问题上。另外,在课件中,可嵌入智能化的仿真实验模块,在仿真实验中,学生可根据形象的仪器,巩固基本理论知识,直观地熟悉仪器结构和操作流程,模拟实验操作,弥补大型仪器不能实际上手操作的不足。
三、改革考核方式,理论实践结合
传统的考核方式一般以闭卷考试呈现,这种模式比较形式化,且目标狭隘,方式单一,学生往往会以考前突击背诵的方式获取高分,考完后又茫然,这严重地阻碍了对学生综合才能的培养和进步。《仪器分析》是一门实践性很强的课程,笔者尝试在考核中适当减少原理部分的内容,在实验动手能力上增加比重。授课期间,让学生自拟题目,通过图书馆或网络收集国内外相关仪器和分析方法的发展动态,以小论文的方式给出解决方案,以此培养学生独立思考并通过各种方式解决问题的能力。小论文的质量以一定比例折算,计入期末成绩。另外,学生在实验过程中所体现出来的实际动手操作能力,也以恰当的比例计入期末成绩中。学生的最终成绩是笔试、小论文成绩和实验成绩的综合。制药工程专业本就要求学生具有良好的实验动手操作能力,这种考核方式有助于让学生重视理论和实践的结合,真正学好仪器分析知识并用诸于未来。
四、总结