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關(guān)鍵詞: 中職化工專業(yè) 實(shí)踐教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
中職化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的信息素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)。因此,必須鼓勵(lì)學(xué)生敢于動(dòng)手,勤于實(shí)踐,從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)中職化工專業(yè)技術(shù)的興趣和意識(shí),讓學(xué)生了解和掌握中職化工專業(yè)知識(shí)和技能。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是一種在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的教學(xué)法,是基于探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的一種模式,是指教師將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)具體的任務(wù),力求以任務(wù)驅(qū)動(dòng),以某個(gè)實(shí)例為先導(dǎo),進(jìn)而提出問題,引導(dǎo)學(xué)生思考,讓學(xué)生通過(guò)學(xué)和做,掌握教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到教學(xué)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法簡(jiǎn)介
任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的一種教學(xué)方法。這種教學(xué)方法主張教師將教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在通過(guò)使用信息技術(shù)完成的工作任務(wù)中,以完成任務(wù)作為教學(xué)活動(dòng)的中心,使學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中達(dá)到掌握所學(xué)知識(shí)與技能的目的;而學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下,積極主動(dòng)地對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析、討論,提出問題,并研究解決問題的方法、途徑等,學(xué)生通過(guò)對(duì)工作任務(wù)和學(xué)習(xí)資源的主動(dòng)分析與探索,熟悉信息技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程與方法,培養(yǎng)獲取、加工、表達(dá)、交流信息的能力,以及開展協(xié)作分析問題與解決問題的能力,并最終提升信息素養(yǎng)。而且,在完成一個(gè)一個(gè)任務(wù)的過(guò)程中,學(xué)生會(huì)不斷獲得滿足感,從而轉(zhuǎn)變成內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),進(jìn)一步產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,最終形成一個(gè)認(rèn)知、情感活動(dòng)的良性循環(huán)。建構(gòu)主義教學(xué)理論強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在有意義的情境下主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)。因此任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)同樣強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在有意義的任務(wù)情境中,在密切聯(lián)系學(xué)生學(xué)習(xí)、生活經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)實(shí)際的情境中,通過(guò)完成任務(wù)來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí),獲得技能,形成能力。
2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法與傳統(tǒng)教學(xué)方法的區(qū)別
任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是教師根據(jù)當(dāng)前教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)并提出任務(wù),針對(duì)提出的任務(wù),采取演示或講解等方式,給出完成任務(wù)的思路、方法、操作及結(jié)果,然后引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊練,完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)的教學(xué)方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是建立在“傳遞—接受”教學(xué)理論和行為主義的“刺激—反應(yīng)”學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上,主要特點(diǎn)是教師是主動(dòng)的施教者,是知識(shí)的傳授、灌輸者,學(xué)生是外界刺激的被動(dòng)接受者,是知識(shí)的灌輸對(duì)象。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是在建構(gòu)主義教學(xué)理論上發(fā)展而來(lái)的,它既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用,又能體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知的主體作用,形成鮮明的“雙主模式”。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,教師有時(shí)處于中心地位,學(xué)生有時(shí)處于“傳遞—接受”學(xué)習(xí)狀態(tài),但更多的時(shí)候是在教師的幫助下進(jìn)行主動(dòng)的思考與探索,從而在教學(xué)過(guò)程中形成有機(jī)的統(tǒng)一體。
3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在中職化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
3.1創(chuàng)設(shè)情境。
在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主體相關(guān)的、盡可能真實(shí)的學(xué)習(xí)情境。教師為學(xué)生提供完成任務(wù)所用到所有實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器。如在“環(huán)氧樹脂膠黏劑的配制與應(yīng)用”教學(xué)過(guò)程中提供移液管、容量瓶、堿式滴定管、電子分析天平等齊全的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備;提供鹽酸、丙酮、標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液、乙醇、酚酞指示劑、三乙烯四胺等實(shí)驗(yàn)藥品。教師引導(dǎo)學(xué)生帶著任務(wù)進(jìn)入真實(shí)的學(xué)習(xí)情境,學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的情境中探索實(shí)踐、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、發(fā)揮潛能。
3.2教師呈現(xiàn)任務(wù),學(xué)生接受任務(wù)。
在創(chuàng)設(shè)的情境下,呈現(xiàn)任務(wù)。要求學(xué)生用課堂上提供的藥品和實(shí)訓(xùn)儀器、設(shè)備完成配制環(huán)氧樹脂膠黏劑、黏結(jié)兩塊2×10cm光滑的玻璃片這一任務(wù)。任務(wù)呈現(xiàn)后,教師不講解應(yīng)該怎么做,而是指導(dǎo)學(xué)生分組、指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生逐步理清問題,利用已掌握的知識(shí)分析問題,使學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)新知識(shí)的環(huán)節(jié)。小組成員通過(guò)對(duì)任務(wù)的分析、討論,明確它涉及哪些知識(shí),并找出哪些是舊知識(shí),哪些是新知識(shí),在老師的指導(dǎo)和幫助、同伴的共同協(xié)作下找出解決問題的方法和途徑,充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”。每小組根據(jù)自己掌握的資料和信息,寫出工作流程報(bào)告或任務(wù)表,在自己動(dòng)手操作之前交給教師,教師檢查是否合理,并給出合理的建議。
3.3效果評(píng)價(jià),歸納總結(jié)。
評(píng)價(jià)是對(duì)實(shí)現(xiàn)任務(wù)所取得的效果進(jìn)行的價(jià)值判斷,任務(wù)評(píng)價(jià)是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中非常重要環(huán)節(jié),一方面,將學(xué)生遇到的問題集中起來(lái)答疑、解疑、輔導(dǎo),可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,鞏固學(xué)習(xí)效果,完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)。另一方面,對(duì)學(xué)生完成的任務(wù)及時(shí)客觀地加以評(píng)價(jià),有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,體驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的成就感,樹立自信心和榮譽(yù)感。教師評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括對(duì)新知識(shí)的理解、掌握、熟練應(yīng)用,自主學(xué)習(xí)能力,同學(xué)之間的相互協(xié)作能力,等等。教師可以根據(jù)課程特點(diǎn),對(duì)各組同學(xué)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng),也可以對(duì)完成任務(wù)的小組成員單獨(dú)評(píng)價(jià),指出學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn),客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的能力。教師的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括對(duì)學(xué)生完成當(dāng)前問題的解決方案的過(guò)程與結(jié)果的評(píng)價(jià),即所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的評(píng)價(jià),還包括對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)。
4.結(jié)語(yǔ)
隨著中等教育改革的不斷深入與發(fā)展,如何培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的合格人才已成為我們迫切需要解決的課題?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)在這個(gè)轉(zhuǎn)型的新時(shí)期起到了積極的作用和良好的效果,我們通過(guò)課程體系的重組、現(xiàn)代化儀器設(shè)備的引進(jìn)、教學(xué)理念與手段的改革,為學(xué)生建立了一個(gè)系統(tǒng)、先進(jìn)的實(shí)踐平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
[1]董玉琦主編.信息技術(shù)課程與教學(xué)[M].電子工業(yè)出版社,2009.06.
應(yīng)用化學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的科學(xué),是農(nóng)牧專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為應(yīng)用化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,在應(yīng)用化學(xué)理論知識(shí)教學(xué)提升以及學(xué)生學(xué)習(xí)能力提升方面等方面都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些問題,影響了應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和應(yīng)用化學(xué)教學(xué)效果,需要采取措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)?;诖耍疚膶?duì)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略進(jìn)行了分析和探究,以期為應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一定的參考。
關(guān)鍵詞:
應(yīng)用化學(xué);化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)策略;優(yōu)化
應(yīng)用化學(xué)是培養(yǎng)畜牧專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)。是一門重要的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用化學(xué)教學(xué)的重要實(shí)踐技能操作部分,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠強(qiáng)化學(xué)生對(duì)化學(xué)理論知識(shí)和相關(guān)專業(yè)動(dòng)手能力,提高學(xué)生對(duì)未來(lái)就業(yè)的了解和認(rèn)識(shí)。由于學(xué)校教學(xué)具有一定的局限性,當(dāng)前的高?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一定的問題,影響了應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。探究應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化策略和方法對(duì)提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)具有十分重要的意義。
一、當(dāng)前應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題
(一)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程設(shè)置不科學(xué)
應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括的內(nèi)容是十分豐富的,包含著無(wú)機(jī)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、以及儀器分析實(shí)驗(yàn)等多種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)是很重的,但是學(xué)院在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面安排的課時(shí)卻是十分有限的,這就導(dǎo)致很多應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式,教學(xué)內(nèi)容十分的分散,無(wú)法對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行有效地培養(yǎng)。另外,由于受到設(shè)施設(shè)備的影響、實(shí)驗(yàn)員不足以及課時(shí)安排的影響,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展沒有與理論教學(xué)進(jìn)行有效結(jié)合,理論與實(shí)踐教學(xué)之間不夠緊密,影響了應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
(二)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式比較落后
當(dāng)前應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然以教師講授為主要方式,學(xué)生按照教師講述的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開展實(shí)驗(yàn)過(guò)程,簡(jiǎn)單的重復(fù)教師講過(guò)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,這種單一、落后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式?jīng)]有注重學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位,學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力都沒有得到應(yīng)有的鍛煉和發(fā)展。另外,對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑u(píng)價(jià)大都是基于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容進(jìn)行的,沒有針對(duì)學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià),忽略了學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極性和主動(dòng)性,影響了學(xué)生參與應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣。
(三)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)施條件需要進(jìn)一步優(yōu)化
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)施設(shè)備條件是影響應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要因素,很多學(xué)校的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室比較簡(jiǎn)陋,缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備和實(shí)驗(yàn)物品,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展產(chǎn)生了一定的限制。另外,由于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力總體水平不高,很多應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的手段和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都比較簡(jiǎn)單,缺乏綜合性、創(chuàng)新性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
二、應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化的策略和方法
(一)構(gòu)建應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系
針對(duì)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)不合理、教學(xué)內(nèi)容落后等問題,需要結(jié)合應(yīng)用化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的前沿和學(xué)生的認(rèn)知水平,整合應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容,刪除陳舊的教學(xué)內(nèi)容,保持應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特色,兼顧該領(lǐng)域研究的前沿知識(shí),創(chuàng)新和構(gòu)建符合實(shí)際情況的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)。另外,在實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建方面,要針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的發(fā)展階段和對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程,對(duì)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行劃分,按照實(shí)驗(yàn)難度、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論教學(xué)的相關(guān)性等因素,對(duì)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類和分層,對(duì)處在不同學(xué)習(xí)階段的學(xué)生開展相應(yīng)階段的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn),這不僅能夠?qū)?yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)的梳理,而且還能夠幫助學(xué)生更好地構(gòu)建自身的應(yīng)用化學(xué)學(xué)習(xí)框架,促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)學(xué)習(xí)效果的提升。
(二)創(chuàng)新應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和教學(xué)方法
優(yōu)化應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要措施就是要對(duì)應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段和方法進(jìn)行創(chuàng)新和改革,要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用,通過(guò)教學(xué)手段和教學(xué)方法創(chuàng)新刺激學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性和興趣。首先,采用引導(dǎo)式教學(xué)方法,教師在實(shí)驗(yàn)開始之前對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明,還需要讓學(xué)生上網(wǎng)或看書查相關(guān)的實(shí)驗(yàn)的資料和視頻。在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式,將實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交到學(xué)生的手上,引導(dǎo)學(xué)生讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問題進(jìn)行反思,并且進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥和指導(dǎo),讓學(xué)生充分的思考,引導(dǎo)學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、獨(dú)立動(dòng)手操作能力進(jìn)行培養(yǎng)。其次,采用探究協(xié)作式教學(xué)模式,應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很多綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),在這種開展這些類型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)候,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主的組隊(duì),開展合作實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。為了提高協(xié)作學(xué)習(xí)的靈活性,讓實(shí)驗(yàn)小組可以自行擬定試驗(yàn)的方法和實(shí)驗(yàn)的操作方式,在實(shí)驗(yàn)選題方面,教師可以給與學(xué)生充分的指導(dǎo),在教師的指導(dǎo)下,實(shí)驗(yàn)小組成員對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行討論和分析,探究應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)理論知識(shí),制定科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案,并且通過(guò)協(xié)作開展實(shí)驗(yàn)過(guò)程。探究協(xié)作學(xué)習(xí)模式不僅能夠提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,而且還能夠?qū)W(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)。
(三)構(gòu)建良好的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
構(gòu)建良好的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。首先,學(xué)校要完善應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的相關(guān)設(shè)施設(shè)備和實(shí)驗(yàn)物品,為應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展提供良好的條件,確保應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展。其次,為了滿足不同層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)要求,設(shè)置不同層次的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案,通過(guò)開放性的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展課上實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn),為此,學(xué)校要做好實(shí)驗(yàn)室管理創(chuàng)新和儀器設(shè)備使用管理規(guī)定等,要為學(xué)生提供更加靈活的實(shí)驗(yàn)室使用平臺(tái),為學(xué)生提供課外進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),這樣能夠有效的刺激學(xué)生參與應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣和好奇心。另外,要將學(xué)生引入到教師的科研項(xiàng)目當(dāng)中,讓學(xué)生對(duì)綜合性的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)有著更加清晰的認(rèn)識(shí),通過(guò)科研項(xiàng)目,為學(xué)生提供更加廣闊的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái),對(duì)學(xué)生的科研精神進(jìn)行培養(yǎng)。最后,學(xué)校和教師還要鼓勵(lì)學(xué)生參加國(guó)家、省市各個(gè)層次舉辦的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽,在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行培養(yǎng),學(xué)校也要定期舉辦相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能大賽,對(duì)學(xué)生的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能進(jìn)行綜合培養(yǎng),通過(guò)這種方式刺激學(xué)生參與應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,為學(xué)生提供多元化的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)。
三、結(jié)束語(yǔ)
應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力的重要教學(xué)內(nèi)容。當(dāng)前應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在這教學(xué)課程設(shè)置不夠合理、教學(xué)方法和教學(xué)手段落后以及教學(xué)設(shè)施設(shè)備有待優(yōu)化等問題,學(xué)院需要針對(duì)這些問題,結(jié)合實(shí)際,構(gòu)建科學(xué)的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系,創(chuàng)新和改革應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段,通過(guò)多種途徑為學(xué)生搭建應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),從多個(gè)方面提高學(xué)生的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。
作者:次仁德吉 單位:職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 應(yīng)用化學(xué) 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 綜合性實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0 引言
著名化學(xué)家戴安邦教授提出“化學(xué)人才的智力因素由動(dòng)手、觀測(cè)、查閱、記憶、思維、想象和表達(dá)七種能力組成,這些能力都可以在實(shí)驗(yàn)室中得到全面的訓(xùn)練”,由此可見化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高校人才培養(yǎng)中的地位和作用。應(yīng)用化學(xué)屬于應(yīng)用理科,培養(yǎng)理、工結(jié)合型的科技人才,是化學(xué)學(xué)科的拓展,它不僅是化學(xué)與化工的銜接,而且實(shí)現(xiàn)了與生命、醫(yī)學(xué)、藥物、能源、材料、環(huán)境、農(nóng)學(xué)、信息等學(xué)科領(lǐng)域的交叉和滲透,發(fā)揮化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科對(duì)相關(guān)學(xué)科的支撐和促進(jìn)作用。所以它也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化建設(shè)中占有重要地位。在教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)與師生的交流,以及社會(huì)需求信息的反饋,深深感受到了實(shí)踐動(dòng)手能力和基本科研素質(zhì)的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的重要性。因此在近幾年的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,我們不斷調(diào)整課程內(nèi)容與教學(xué)手段,逐步建立了理論和實(shí)用性并重的課程體系和教學(xué)方法。
1 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置的指導(dǎo)思想
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)重點(diǎn)應(yīng)放在學(xué)生對(duì)化學(xué)化工學(xué)科的相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用能力上,這就要求學(xué)生除了具有較為扎實(shí)的理論基礎(chǔ)外,還必須具有較強(qiáng)提出問題、分析問題和解決問題的能力。而開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),一方面可以培養(yǎng)學(xué)生熟練使用常用的儀器設(shè)備,查閱文獻(xiàn)、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)以及對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析的能力;另一方面,還可以使學(xué)生具備運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力,同時(shí)通過(guò)綜合分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問題,提出解決的思路和辦法,提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的初步能力。
在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置中還應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,即注意培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和形象思維以及創(chuàng)造性的思維,鼓勵(lì)學(xué)生積極探索,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);另外還應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生的科研開發(fā)能力,注意對(duì)學(xué)生的鉆研精神和深入思考問題能力的培養(yǎng),使學(xué)生具有較強(qiáng)接受新理論新知識(shí)和新技術(shù)的能力,讓專業(yè)實(shí)驗(yàn)室成為大學(xué)生一站式專業(yè)訓(xùn)練平臺(tái)。
專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置還應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,既要保證學(xué)生具有寬厚的理論知識(shí)體系,又要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣和樹立從事本專業(yè)研究的志向,為進(jìn)一步發(fā)展成為基礎(chǔ)扎實(shí)、視野開闊、適應(yīng)能力和創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)的專業(yè)研究人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的具體方法及實(shí)施方案
多年的教學(xué)實(shí)踐證明,以驗(yàn)證理論為主要內(nèi)容的傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,存在著方法單一、不能充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、忽視對(duì)學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)等弊端,必須進(jìn)行改革。但在進(jìn)行教學(xué)改革時(shí),要符合客觀規(guī)律,考慮學(xué)生接受知識(shí)的承受能力,不能急于求成,一蹴而就,建“空中樓閣”。根據(jù)由淺入深、循序漸進(jìn)的原則,應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系可以分為三個(gè)階段,即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn))―部分設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)―綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
2.1 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)
基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段是屬于專業(yè)入門性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。這一階段的實(shí)驗(yàn)首先要引導(dǎo)學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在課堂上所學(xué)的理論。
在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中,主要根據(jù)我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的設(shè)課特點(diǎn),側(cè)重有機(jī)合成技能、產(chǎn)品性能、化工產(chǎn)品應(yīng)用、分析方法的確定、日用化工產(chǎn)品的特點(diǎn)、有機(jī)精細(xì)高分子材料的應(yīng)用等方面開設(shè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)應(yīng)讓學(xué)生掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程,此過(guò)程應(yīng)包括:(1)實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備;(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作;(3)正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);(4)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。以上四個(gè)方面是實(shí)驗(yàn)課的主要環(huán)節(jié),認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課就是單純進(jìn)行實(shí)驗(yàn)“操作”的觀點(diǎn)應(yīng)該改變。
為使學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)有嚴(yán)肅的態(tài)度、嚴(yán)格的要求和嚴(yán)密的作風(fēng),我們建立了以下的實(shí)驗(yàn)流程:
(1)認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和有關(guān)參考資料,了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?/p>
(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)。了解實(shí)驗(yàn)裝置,摸清實(shí)驗(yàn)流程、測(cè)試點(diǎn)、操作控制點(diǎn),此外還需了解所使用的檢測(cè)儀器、儀表;
(3)預(yù)先組織好2~3人的實(shí)驗(yàn)小組,實(shí)驗(yàn)小組討論并擬訂實(shí)驗(yàn)方案,預(yù)先作好分工,并寫出實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告,預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)包括:a.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容;b.實(shí)驗(yàn)的基本原理及方案;c.實(shí)驗(yàn)裝置;d.實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的布點(diǎn);e.設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)的記錄表格;
預(yù)習(xí)報(bào)告應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前交給實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師審閱,獲準(zhǔn)后學(xué)生方能參加實(shí)驗(yàn);
(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,要求認(rèn)真細(xì)致地記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)。操作中應(yīng)能進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的思考;
(5)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)教師具體安排;
(6)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分,應(yīng)避免單純填寫表格的方式,而應(yīng)由學(xué)生自行撰寫成文,內(nèi)容大致包括:a.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚籦.實(shí)驗(yàn)裝置;c.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理;d.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論。
2.2 設(shè)立設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
結(jié)合教師的科研項(xiàng)目,選取教師具有相當(dāng)科研經(jīng)驗(yàn)的課題進(jìn)行實(shí)驗(yàn),就會(huì)即促進(jìn)教師的科研工作,同時(shí)讓學(xué)生感到科研工作的樂趣,增強(qiáng)對(duì)專業(yè)的感知,提高對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣。如淀粉接枝乙烯基單體制備天然高分子改性絮凝劑,是我專業(yè)教師長(zhǎng)期從事的一個(gè)科研項(xiàng)目,不僅教師具有豐富的科研經(jīng)驗(yàn),而且該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)是有影響的,將其開設(shè)為學(xué)生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解了教師的科研工作,同時(shí)通過(guò)查閱文獻(xiàn),了解該課題的前沿發(fā)展趨勢(shì),使學(xué)生的專業(yè)自豪感大幅度提升。
同時(shí),在具體的化工生產(chǎn)中,常常會(huì)遇見合成路線、產(chǎn)品質(zhì)量等工藝優(yōu)化問題,這類問題,工作量大,如果選為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),可通過(guò)學(xué)生在較短的實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)試驗(yàn)較多的優(yōu)化條件。如我們開設(shè)連續(xù)萃取精流的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自主選擇工藝條件,而且相互間通過(guò)溝通使之互不重復(fù),每個(gè)學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他同學(xué)各不相同很感興趣,增加了對(duì)該實(shí)驗(yàn)的興趣,教師適當(dāng)引導(dǎo)他們,可以使他們進(jìn)行深入的思考。
2.3 設(shè)立新技術(shù)、新方法與傳統(tǒng)方法對(duì)比型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
設(shè)立新技術(shù)、新方法型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),將有利于拓寬學(xué)生的思維,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。我們準(zhǔn)備開展微波化學(xué)合成與傳統(tǒng)合成方法對(duì)比實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生從中已感受到新技術(shù),新方法在應(yīng)用方面的優(yōu)越性。如我們準(zhǔn)備開始進(jìn)行用微波法進(jìn)行對(duì)淀粉改性的研究。
要求學(xué)生首先通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研、集體討論,并在老師的引導(dǎo)下確定最佳路線,通過(guò)常規(guī)方法和微波方法實(shí)驗(yàn),探討最佳方案。從而,鞏固理論知識(shí),使學(xué)生由被動(dòng)接受實(shí)驗(yàn)操作流程,向主動(dòng)了解、掌握所需知識(shí),進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)踐轉(zhuǎn)變。逐步培養(yǎng)學(xué)生成為既具扎實(shí)的理論基礎(chǔ)又具有過(guò)硬實(shí)踐能力的全才。具體運(yùn)作方式如圖1:
學(xué)生實(shí)驗(yàn)后可知微波輻射法明顯比傳統(tǒng)加熱方法優(yōu)越。傳統(tǒng)加熱合成法需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)十小時(shí)才能完成的反應(yīng),利用微波輻射多數(shù)能縮短到30分鐘以內(nèi),甚至數(shù)分鐘即可完成,而且微波輔助有機(jī)合成常常伴隨著高轉(zhuǎn)化率及高收率。筆者認(rèn)為學(xué)生從中對(duì)“工欲善其事,必先利其器”會(huì)有新的、更深的認(rèn)識(shí)。
同時(shí)微波化學(xué)合成操作簡(jiǎn)便、安全,副反應(yīng)少,因而對(duì)環(huán)境污染也小,這就使污染較嚴(yán)重的合成化學(xué)實(shí)驗(yàn)向著綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)方向轉(zhuǎn)變。為轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)化學(xué)合成的畏懼心理開了一個(gè)好頭。
在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中引入微波化學(xué)、超聲化學(xué)、新試劑、新反應(yīng)等方法,有利于擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科以及新技術(shù)的學(xué)習(xí)熱情。
總之,造就具有創(chuàng)新意識(shí)的綜合型應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才,離不開新技術(shù)、新方法的應(yīng)用,因此,我們感到應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)手段的改革意義重大且任重道遠(yuǎn),本教學(xué)探討僅僅是邁出了第一步,有待于更好、更新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與研究。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:工程化素質(zhì);培養(yǎng);應(yīng)用化學(xué);教學(xué)改革
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是以化學(xué)學(xué)科為基礎(chǔ)的應(yīng)用型理工科專業(yè)。國(guó)家教育部頒布的本科專業(yè)目錄明確規(guī)定:應(yīng)用化學(xué)專業(yè)屬于理科專業(yè),畢業(yè)生可根據(jù)所在學(xué)校教學(xué)計(jì)劃及培養(yǎng)目標(biāo)授予理學(xué)或工學(xué)學(xué)士學(xué)位。這說(shuō)明應(yīng)用化學(xué)是以理為主的理工結(jié)合專業(yè),是研究化學(xué)理論在相關(guān)領(lǐng)域中應(yīng)用的理科專業(yè),是產(chǎn)品開發(fā)或技術(shù)應(yīng)用型專業(yè),而不是工科專業(yè)。但是,從應(yīng)用化學(xué)學(xué)位授予現(xiàn)狀來(lái)看,學(xué)士一般授予理科學(xué)位,碩士則可授予理科或工科學(xué)位。說(shuō)明應(yīng)用化學(xué)具有工科專業(yè)的特點(diǎn)。另外,目前全國(guó)有近400所高校開設(shè)應(yīng)用化學(xué)專業(yè),覆蓋本、專科不同層次和理工、農(nóng)林、師范等不同類型高校。其中大多數(shù)是新辦或改辦的。大量的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生除了小部分從事教育、研究和質(zhì)檢等行業(yè)工作外,其余的勢(shì)必要進(jìn)入企業(yè)從事產(chǎn)品開發(fā)和工程管理工作。而當(dāng)前相當(dāng)數(shù)量的本科生畢業(yè)后在工作中感覺實(shí)踐能力和動(dòng)手能力較差,進(jìn)而影響到創(chuàng)新能力的提升,最終勢(shì)必限制其職業(yè)發(fā)展。因此,在本科階段,應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具有一定的工科或工程化素質(zhì),對(duì)其研究生深造或工作實(shí)踐打下工程化基礎(chǔ)具有重要作用。
另一方面,當(dāng)前,地方本科院校是我國(guó)高等教育發(fā)展的重要新生力量,此類高校大多能夠把握形勢(shì)、明確定位,以地方性、應(yīng)用型為辦學(xué)方向,走特色化發(fā)展道路。此類高校更要防止一味追求大而全、趕研究型大學(xué)的時(shí)髦、進(jìn)而陷入同質(zhì)化的境地。因此,此類高校在特色發(fā)展中,工科專業(yè)的培育和發(fā)展更應(yīng)從基礎(chǔ)抓起,在使學(xué)生掌握基本工科課程知識(shí)的同時(shí),應(yīng)使學(xué)生具有基本的工程化素養(yǎng)。
針對(duì)目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)數(shù)量多、方向雜、規(guī)范性不足等問題,參照近期教育部專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的教學(xué)基本要求,結(jié)合許昌學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)多年來(lái)的建設(shè)體會(huì),發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題:首先,沒有特色,或沒有按特色化發(fā)展去設(shè)置培養(yǎng)方案;其次,師資力量薄弱,實(shí)踐教師人員匱乏,雙師型教師幾乎沒有;第三,教學(xué)方法仍流于說(shuō)教;第四,實(shí)踐環(huán)節(jié)不符合工程化素質(zhì)人才培養(yǎng)。本文相應(yīng)地從創(chuàng)新培養(yǎng)方案、靈活師資培養(yǎng)、案例法教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)改革等四個(gè)方面論述了以工程化素質(zhì)培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)改革。以期為規(guī)范和辦好應(yīng)用化學(xué)理科專業(yè)提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
一、創(chuàng)新培養(yǎng)方案
從當(dāng)前我國(guó)地方高校中應(yīng)用化學(xué)專業(yè)設(shè)置的范圍來(lái)看,有趨同的傾向。對(duì)于像許昌學(xué)院這樣的地方新升本院校,如果不走特色化道路,勢(shì)必在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中慘遭出局,對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)來(lái)說(shuō)更是如此。我校的定位為地方性、應(yīng)用型、服務(wù)中原城市群建設(shè)、依托地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、目前通過(guò)校企合作、服務(wù)經(jīng)濟(jì)對(duì)改造專業(yè)建設(shè)、推進(jìn)學(xué)科建設(shè)起到了顯著的作用。對(duì)以往單純旨在培養(yǎng)研究型人才的培養(yǎng)方案加以調(diào)整,注入了工程化、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的元素。首先,將“工程實(shí)踐”能力作為一項(xiàng)重要的技能寫進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)中。其次,在培養(yǎng)規(guī)格中增加“工程實(shí)踐”能力一條,具體闡述為“具有將產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到工業(yè)規(guī)模的認(rèn)識(shí)和初步能力”。最后,最根本的是課程設(shè)置目標(biāo)更加明確、為專業(yè)特色服務(wù)的目的突出,凝練了專業(yè)方向,加強(qiáng)了專業(yè)課分量和深度。
2010年之前,應(yīng)用化學(xué)專業(yè)完全按照理科專業(yè)模式設(shè)置,專業(yè)課除了四大化學(xué)、儀器分析、化工基礎(chǔ)等必修課之外,選修課則是按照四個(gè)模塊設(shè)置,具體為,納米材料模塊:納米材料學(xué)、納米材料的檢測(cè)與表征、應(yīng)用X射線衍射技術(shù)。光電材料模塊:新能源材料、太陽(yáng)能電池材料、光功能材料。工業(yè)分析模塊:色譜與分離、光譜分析、環(huán)境分析?;つK:化工制圖、反應(yīng)工程基礎(chǔ)、化工分離技術(shù)。其它的選修課則有催化、有機(jī)合成設(shè)計(jì)、應(yīng)用電化學(xué)、無(wú)機(jī)合成化學(xué)、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、化學(xué)工藝學(xué)、化工產(chǎn)品開發(fā)概論等以及一些必修課選論(主要為考研學(xué)生開設(shè),主要是講解典型例題,如物理化學(xué)選論等)。從上述課程設(shè)置來(lái)看,課程模塊太多,每個(gè)模塊課程單?。槐匦拚n基本完全是專業(yè)基礎(chǔ)課,而專業(yè)課則直接過(guò)渡選修課,專業(yè)課設(shè)置薄弱,顯然不能滿足專業(yè)特色方向設(shè)置對(duì)課程的要求。因此,2010年后,我們對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)設(shè)置了兩個(gè)方向,分別是精細(xì)化工和高分子材料,相應(yīng)地設(shè)置了必修課(專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)課)和選修課(專業(yè)課),加深了專業(yè)課程基礎(chǔ),凝練了方向,取得了良好的效果。具體為,精細(xì)化工模塊:精細(xì)化工工藝學(xué)、精細(xì)有機(jī)合成單元反應(yīng)、精細(xì)化工過(guò)程及設(shè)備、精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)。相應(yīng)的選修課有化工產(chǎn)品開發(fā)概論、分離工程、表面活性劑、涂料、膠黏劑、香精香料、紡織助劑等,可任選。高分子材料模塊:高分子物理、高分子化學(xué)、高分子實(shí)驗(yàn)、高分子材料加工。相應(yīng)的選修課有化工產(chǎn)品開發(fā)概論、分離工程、材料學(xué)、塑料、橡膠、纖維等,可任選。
二、靈活師資培養(yǎng)
教師給學(xué)生上課,并不是簡(jiǎn)單地照本宣科、傳遞知識(shí),而是要培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)問題、分析問題、解決問題的能力。因此,教師要掌握的就不僅僅是書本知識(shí),更多的應(yīng)該是見識(shí),即真正的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、理論在實(shí)踐中的應(yīng)用實(shí)例。
當(dāng)前,地方高校處在高速發(fā)展和擴(kuò)張之際,每年都會(huì)招聘一批新教師。但是,限于政策,這些新教師主要是剛畢業(yè)的博士、碩士,基本沒有教師的從業(yè)經(jīng)歷,更沒有企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此,教師自身對(duì)實(shí)踐教學(xué)、企業(yè)生產(chǎn)等沒有基本的認(rèn)識(shí)。我院同樣面臨此類問題。我們的解決方法主要從三個(gè)方面入手,即理科向工科轉(zhuǎn)變;攻讀學(xué)位和專業(yè)培訓(xùn)結(jié)合,以專業(yè)培訓(xùn)為主;企業(yè)技術(shù)人員兼職承擔(dān)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),以實(shí)踐教學(xué)為主。
第一,理科背景教師向工科轉(zhuǎn)變。首先要明確專業(yè)建設(shè)的需要,讓理科教師產(chǎn)生我要轉(zhuǎn)變的原動(dòng)力;其次,從政策和經(jīng)費(fèi)上支持理科教師的工科能力進(jìn)修和培訓(xùn)。第二,在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。比如,新教師報(bào)到入校后,在第一學(xué)期被派往企業(yè)定崗實(shí)習(xí),期間對(duì)車間工藝、設(shè)備和部分工段操作基本掌握。在學(xué)期開始后,還安排其在老教師帶領(lǐng)和指導(dǎo)下赴實(shí)習(xí)單位進(jìn)行指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí)工作。另外,在第二年該新教師即將承擔(dān)實(shí)習(xí)指導(dǎo)任務(wù)前的暑期,學(xué)院會(huì)安排其先期赴企業(yè)進(jìn)行輪崗實(shí)習(xí)學(xué)習(xí),掌握實(shí)習(xí)的第一手資料,提高其指導(dǎo)和教學(xué)水平。經(jīng)過(guò)這樣兩年的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)和指導(dǎo)訓(xùn)練,到第三年該新教師獨(dú)立指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí),已經(jīng)具備能夠圓滿完成實(shí)習(xí)指導(dǎo)任務(wù)的能力。該教師自身的工程實(shí)踐能力的提高無(wú)疑為學(xué)生工程化素質(zhì)培養(yǎng)提供了保障。第三,充分利用好企業(yè)師資。由企業(yè)技術(shù)人員兼職承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。我們對(duì)實(shí)習(xí)單位的技術(shù)人員作為師資的利用包括幾部分,除了在學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)給學(xué)生講解之外,還在對(duì)我方新進(jìn)教師進(jìn)行師資培訓(xùn)、來(lái)我校進(jìn)行課程輔導(dǎo)和講授中承擔(dān)重要角色。我們采取靈活的待遇方案,使企業(yè)技術(shù)人員的積極性得到提高,我院的教師和學(xué)生均得到全面的培訓(xùn)和輔導(dǎo),對(duì)提高實(shí)習(xí)水平和效果起到很好地促進(jìn)作用。
三、案例法教學(xué)
案例教學(xué)法是在教師的引導(dǎo)下,再現(xiàn)案例實(shí)景,把學(xué)生帶入特定事件的現(xiàn)場(chǎng),通過(guò)深入角色,提高學(xué)生實(shí)際運(yùn)用知識(shí)能力的一種教學(xué)方法。實(shí)踐結(jié)果表明,該方法對(duì)促進(jìn)學(xué)生更快、更深理解和掌握基本知識(shí)有明顯成效。
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)講授的專業(yè)課不但有理論性強(qiáng)的課程還有實(shí)踐性強(qiáng)的課程。前者如物理化學(xué)、反應(yīng)工程;后者如精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、工業(yè)催化、表面活性劑化學(xué)等。國(guó)外教育界有句名言:告訴給我,我會(huì)忘記;演示給我,我會(huì)理解;讓我參與,我會(huì)學(xué)會(huì)。但是,讓學(xué)生理解掌握知識(shí)點(diǎn)不可能完全通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以我們通過(guò)案例教學(xué)法有效實(shí)現(xiàn)了此目標(biāo)。
根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和規(guī)律,我們采取了從“告訴”“演示”“參與”的模擬步驟,循序漸進(jìn),使學(xué)生易于理解和掌握知識(shí)點(diǎn)。當(dāng)然,其中的“參與”步驟更多地仍是通過(guò)課堂模擬講述或結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先,在一系列活生生的案例基礎(chǔ)上提出學(xué)生感興趣且切中基礎(chǔ)理論核心的問題;然后回答問題,逐步深入,反向推理,最終使學(xué)生對(duì)物理化學(xué)的基本原理很輕松、很自然地理解、掌握、接受;最后要強(qiáng)調(diào)掌握部分重要的參數(shù)和指標(biāo)。這樣的結(jié)果就使學(xué)生掌握了基本且必要的產(chǎn)品作用原理和重要性能參數(shù),符合教學(xué)要求和就業(yè)入門的目的。
該步驟示例如下:首先引出案例,例如提到農(nóng)民鋤地的原因,有的學(xué)生認(rèn)為是松土,而正確答案應(yīng)是保墑。因?yàn)橥寥乐杏泻芏鄽饪?,類似于毛?xì)管,由于附加壓力的作用,導(dǎo)致水分和養(yǎng)料喪失,鋤地可以破壞毛細(xì)管,起到保留水分和養(yǎng)料的目的。接下來(lái)分析該案例,提出涉及的原理和知識(shí)點(diǎn),即毛細(xì)管的附加壓力及其產(chǎn)生原理(書本上的理論知識(shí))。從土地水分喪失聯(lián)想到毛細(xì)管產(chǎn)生附加壓力,再到拉普拉斯公式和開爾文公式,從生活化的案例到理論知識(shí)的輕松理解和掌握。
其次,用生活中的多個(gè)實(shí)例來(lái)顯示表面活性劑的其它作用。例如,透明狀、水溶性注射針劑生產(chǎn)中表面活性劑的增溶作用;化妝品和農(nóng)藥乳狀液產(chǎn)品中表面活性劑的乳化作用;墨水的制備中表面活性劑的分散作用;漿料中表面活性劑的消泡作用;在新型紡織品材料中的防水、防污作用等。從這些實(shí)例繼續(xù)講述膠束、表面活性劑的兩親性結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)(CMC值、HLB值)等重要理論知識(shí)就很容易被學(xué)生接受和理解掌握了。
以“表面活性劑”部分為例。首先引入肥皂和洗衣粉的實(shí)用案例。肥皂和洗衣粉是人們?nèi)粘I罱?jīng)常接觸的化學(xué)品,可謂是“看得見摸得著”的例子,雖然可能部分學(xué)生對(duì)這類洗滌劑有初步的認(rèn)識(shí),但真正了解其洗滌作用原理的并不多。因此,此案例滿足“聽說(shuō)過(guò)但不熟悉”的要求。在運(yùn)用多媒體教學(xué)時(shí)可在肥皂和洗衣粉的種類、造型、顏色以及使用對(duì)象和部位等方面充分展現(xiàn)其多樣性,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到該類日用品還有很多“高端產(chǎn)品”,還有很大的開發(fā)空間和前景。在此過(guò)程中還可以簡(jiǎn)要說(shuō)明肥皂的來(lái)歷等科技發(fā)展歷史。
四、實(shí)踐教學(xué)改革
實(shí)踐教學(xué)改革分別從實(shí)驗(yàn)課、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))三方面開展。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,且內(nèi)容陳舊,達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。我們的做法是改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、引入教師科研課題和企業(yè)課題。
首先是內(nèi)容陳舊,部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已被證明不適合本科實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練、鍛煉動(dòng)手能力,或難以體現(xiàn)知識(shí)重點(diǎn),需要改進(jìn)。比如,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)定電勢(shì)-pH曲線項(xiàng)目主要的考查目標(biāo)為理解一定條件下能斯特方程中濃度的負(fù)對(duì)數(shù)即pH值與電勢(shì)φ成正比,并掌握pH值測(cè)定的原理。但事實(shí)上學(xué)生對(duì)此興趣不大,感覺這是必然的,老師在講的時(shí)候已經(jīng)把結(jié)果給展示了,沒有創(chuàng)造性。因此,我們?cè)黾恿穗姌O的原理和組裝、pH計(jì)的原理和組裝實(shí)驗(yàn),放在測(cè)定電勢(shì)-pH曲線實(shí)驗(yàn)之前,使學(xué)生親自組裝了電極、pH計(jì),到測(cè)定電勢(shì)-pH曲線時(shí)自然理解清晰、操作得心應(yīng)手。
引入教師科研課題和企業(yè)課題。首先使學(xué)生接觸實(shí)際存在或生產(chǎn)中的問題,對(duì)培養(yǎng)其求知欲和提高探索的興趣具有顯著作用,同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)自信;其次鍛煉了教師,增強(qiáng)其將理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)際相結(jié)合的能力。
實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)按一般常規(guī)情況就是帶領(lǐng)學(xué)生去工廠實(shí)習(xí)幾周,請(qǐng)工廠的技術(shù)人員講課,然后參觀生產(chǎn)車間,就算完成生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù)。結(jié)果是每年學(xué)校都要投入大量的財(cái)力,學(xué)生實(shí)習(xí)則走馬觀花,成了走過(guò)場(chǎng),效果自然難以體現(xiàn)。
目前,在前述加強(qiáng)師資的前提下,使得我們擁有了一定的工程化素質(zhì)的教師隊(duì)伍,結(jié)合企業(yè)技術(shù)人員,為做好實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)打下了良好的人力資源基礎(chǔ)。另外,我們采用了新的管理模式和綜合實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)考核方式,起到了較好的效果。具體做法為:管理采用封閉管理、集體上下班、隨時(shí)考勤等,保證學(xué)生的實(shí)習(xí)時(shí)間和在崗率;考核不但要參考其實(shí)習(xí)報(bào)告,還要引入筆試和面試、單獨(dú)崗位操作和答辯等,保證了學(xué)生真正掌握、理解生產(chǎn)過(guò)程,起到實(shí)習(xí)的目的。
畢業(yè)論文目前面臨的最大問題是學(xué)生由于要備考研究生,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間難以保證。我們的改進(jìn)做法是:其一,嚴(yán)格畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))出口機(jī)制,讓達(dá)不到要求水平的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))作者延期畢業(yè),重新答辯,使學(xué)生重視,教師認(rèn)真對(duì)待。其二,一部分學(xué)生在大二或大三即進(jìn)入教師實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。每年學(xué)期初由年級(jí)輔導(dǎo)員、班導(dǎo)師向有需求的教師推薦一些學(xué)有余力、感興趣的學(xué)生去進(jìn)行科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。對(duì)學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)課所學(xué)的技能和知識(shí)有顯著作用,還可培養(yǎng)其實(shí)踐動(dòng)手能力,另外還可以為畢業(yè)論文寫作打下基礎(chǔ)。其三,畢業(yè)論文或設(shè)計(jì)可以與畢業(yè)實(shí)習(xí)結(jié)合。通過(guò)延長(zhǎng)企業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間,并提煉出課題或模擬出設(shè)計(jì)任務(wù)讓部分感興趣的學(xué)生選做,這樣就可以使學(xué)生提前了解了課題的背景,為做論文或設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),同時(shí)節(jié)省了時(shí)間。
五、效果與探討
2010年以來(lái),我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)通過(guò)上述教學(xué)改革,取得了明顯成效:
第一,青年教師投身于教學(xué)改革的熱情更加高漲,并從工程化素質(zhì)提升和教學(xué)過(guò)程中得到成長(zhǎng)。3年來(lái),青年教師積極總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并申報(bào)教學(xué)研究項(xiàng)目,共獲立項(xiàng)校級(jí)教研項(xiàng)目4項(xiàng),發(fā)表教研論文5篇。同時(shí),有2位教師獲聘副教授,2位教師獲聘講師,其中有2位教師獲聘雙師稱號(hào)。
第二,學(xué)生動(dòng)手能力和解決問題的能力得到提高。首先在后期實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生的動(dòng)手能力顯著提高,比如物理化學(xué)實(shí)驗(yàn),90%的學(xué)生能夠在3個(gè)學(xué)時(shí)的規(guī)定時(shí)間里保質(zhì)保量完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),而在過(guò)去則一般需要延長(zhǎng)1個(gè)學(xué)時(shí)才能完成;其次,學(xué)生參與教師科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的積極性空前高漲,畢業(yè)論文質(zhì)量也相應(yīng)大幅度提高;最后,3年來(lái),學(xué)生參與“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新大賽、企業(yè)獎(jiǎng)學(xué)金項(xiàng)目、校級(jí)創(chuàng)新課題等立項(xiàng)、獲獎(jiǎng)共計(jì)35項(xiàng)。
第三,學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)提高,考研錄取率顯著升高。從2002級(jí)到2009級(jí),考研錄取率從最早的10%上升到60%。這固然與學(xué)生的刻苦學(xué)習(xí)有關(guān),但顯然與上述教學(xué)改革有一定關(guān)系,尤其是實(shí)踐教學(xué)改革結(jié)出了碩果,比如提高了學(xué)生動(dòng)手能力、增強(qiáng)了其考研面試競(jìng)爭(zhēng)力這一結(jié)果,勢(shì)必會(huì)提高學(xué)生被錄取的機(jī)會(huì)。
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[關(guān)鍵詞]應(yīng)用化學(xué)專業(yè);基地建設(shè);設(shè)備操作能力
一、引言
應(yīng)用化學(xué)是我國(guó)化學(xué)領(lǐng)域的熱門專業(yè),2009年一年新增應(yīng)用化學(xué)本科專業(yè)的高等學(xué)校數(shù)量就達(dá)到21個(gè),之前已經(jīng)連續(xù)數(shù)年保持兩位數(shù)以上增長(zhǎng)。在我們黑龍江大學(xué),2012年應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)生一次就業(yè)率高達(dá)98%以上。同時(shí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)也因?yàn)楫厴I(yè)時(shí)就業(yè)形勢(shì)看好而成為學(xué)校理工科的熱門專業(yè)。我校近幾年應(yīng)用化學(xué)專業(yè)招收的二表B學(xué)生數(shù)量在逐年攀升,顯示出學(xué)生家長(zhǎng)對(duì)該專業(yè)就業(yè)前景極為看好。
雖然我校的應(yīng)用化學(xué)本科專業(yè)一次就業(yè)率在校內(nèi)名列前茅,但是在歷次畢業(yè)生招聘會(huì)和我校畢業(yè)生就職單位反映的諸多意見和建議中,我們還是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)日益嚴(yán)重的問題:即我?,F(xiàn)階段培養(yǎng)的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生普遍存在著化工設(shè)備操作能力差的問題,嚴(yán)重影響了這些畢業(yè)生在各自就業(yè)單位的進(jìn)一步發(fā)展。而隨著我國(guó)乃至世界經(jīng)濟(jì)的不斷回暖,國(guó)內(nèi)外化工相關(guān)產(chǎn)品的訂單數(shù)正在不斷上升,化工行業(yè)正逐漸加大生產(chǎn)性投入。但由于這一次經(jīng)濟(jì)危機(jī)的嚴(yán)重沖擊,各企業(yè)又都心存余悸,故招聘新員工時(shí)數(shù)量均不多,且一人多職多任務(wù)的情況較多。這也就意味著急需既能進(jìn)行小試、中試研究,又能直接進(jìn)入車間進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的復(fù)合型技術(shù)人才。
二、黑龍江大學(xué)實(shí)習(xí)基地現(xiàn)狀
黑龍江大學(xué)是一所以理科為主的地方綜合性大學(xué),自1958年創(chuàng)建化學(xué)系至今,畢業(yè)生一直以有機(jī)化學(xué)小試試驗(yàn)?zāi)芰^強(qiáng)而受到用人單位好評(píng),但是化工機(jī)械單元操作方面則明顯不足——在學(xué)校操作的小型化工原理裝置與工業(yè)化生產(chǎn)的裝置多有不同,此外學(xué)生操作機(jī)會(huì)也很少,無(wú)法形成有效的操作經(jīng)驗(yàn)積累,無(wú)法與用人單位的設(shè)備無(wú)縫銜接。
為了解決這問題,在1995年我校初步在化學(xué)樓一樓建立了一套小型化工反應(yīng)裝置,包括2個(gè)50L玻璃機(jī)械攪拌反應(yīng)釜,1個(gè)50L減壓回流蒸餾、一臺(tái)油泵、一臺(tái)30千卡電加熱蒸汽發(fā)生器及配套蒸汽管路、真空管路等。經(jīng)初步觀察,該裝置針對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生進(jìn)行化工單元操作方面的實(shí)際訓(xùn)練,學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作時(shí)間和次數(shù)明顯增多,學(xué)生反映效果較好。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)校迎接教育部本科教學(xué)水平評(píng)估,我校又與大慶新世紀(jì)化工有限公司合作在該企業(yè)建立實(shí)習(xí)基地進(jìn)行實(shí)習(xí)。但在具體的運(yùn)行中也顯露出許多問題,主要集中在工廠沒辦法保證較多同學(xué)同時(shí)實(shí)習(xí)以及食宿安排等方面。此外,經(jīng)過(guò)多方努力,我專業(yè)還與中國(guó)藍(lán)天集團(tuán)哈爾濱苯酚丙酮廠、哈爾濱三精制藥廠、哈爾濱中藥二廠、哈爾濱中藥三廠等廠家進(jìn)行過(guò)合作。但在實(shí)習(xí)過(guò)程中,廠方對(duì)實(shí)習(xí)人員的安全以及產(chǎn)品質(zhì)量等因素考慮較多,學(xué)生無(wú)法進(jìn)行真正有效的獨(dú)立操作和團(tuán)隊(duì)配合,只是工人師傅在一些簡(jiǎn)單工序上為學(xué)生進(jìn)行演示,這實(shí)際上就又變成了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),不是真正意義上的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。
三、自有實(shí)習(xí)基地的建設(shè)
為徹底扭轉(zhuǎn)這種不利的局面,我專業(yè)結(jié)合日元貸款項(xiàng)目,在松花江北岸黑龍江大學(xué)呼蘭校區(qū)正在建設(shè)一套全新的生產(chǎn)性反應(yīng)裝置。其主要設(shè)備見表1:
在該裝置上可直接進(jìn)行攪拌、回流、普通蒸餾、減壓蒸餾、離心、精餾、抽濾、蒸汽浴、油浴等操作,較為系統(tǒng)、全面。由于該裝置所在地即為我校正式校區(qū),擁有獨(dú)立的學(xué)生食堂和宿舍,可以直接解決實(shí)習(xí)學(xué)生的食宿問題。同時(shí)針對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),我專業(yè)還新增了一門應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課。任課教師均為具有多年化工實(shí)踐、工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)且年富力強(qiáng)的高校教師及外聘企業(yè)高級(jí)技術(shù)人員。任課教師授課時(shí)以自己的應(yīng)用類科研項(xiàng)目的實(shí)際開發(fā)過(guò)程為教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)與實(shí)踐同步進(jìn)行,可有效地解決原來(lái)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的斷層問題。由于該裝置完全由我專業(yè)自行操控,學(xué)生可反復(fù)多次地在裝置上進(jìn)行操作,可直接生產(chǎn)出合格的化工產(chǎn)品,對(duì)于合成工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品原料采購(gòu)、產(chǎn)品成本核算、產(chǎn)品及中間體分析、工藝優(yōu)化、產(chǎn)品包裝等均有實(shí)質(zhì)性參與,這將極大地激發(fā)學(xué)生的參與熱情。
當(dāng)代化學(xué)工業(yè)對(duì)化學(xué)化工類人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。如何培養(yǎng)基礎(chǔ)理論知識(shí)扎實(shí)、工作適應(yīng)性強(qiáng)、具有創(chuàng)新能力的人才,是綜合性大學(xué)化學(xué)化工教學(xué)改革面臨的重要課題。目前,綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)每年都有相當(dāng)一部分畢業(yè)生進(jìn)入化學(xué)、化工和制藥等企事業(yè)單位業(yè)從事研究開發(fā)或工程技術(shù)工作,這種趨勢(shì)還會(huì)隨著創(chuàng)新性國(guó)家的建設(shè)而逐年增長(zhǎng)?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)是綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是唯一的一門工程技術(shù)類課程,該課程的教學(xué)改革與實(shí)踐對(duì)于理工學(xué)科交叉與學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)其他課程所不能替代的。在充分發(fā)揮綜合性大學(xué)基礎(chǔ)理論研究?jī)?yōu)勢(shì)的同時(shí),通過(guò)對(duì)理科專業(yè)化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的更新、充實(shí)和調(diào)整,為化工類企事業(yè)單位培養(yǎng)和造就具有開拓創(chuàng)新精神、勝任科學(xué)研究與工程技術(shù)工作、適應(yīng)性強(qiáng)的化學(xué)化工專業(yè)人才。
二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的優(yōu)化
以創(chuàng)新教育思想為指導(dǎo),研究改革化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,建立培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的化學(xué)工程基礎(chǔ)課程內(nèi)容新體系。動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程(“三傳一反”)仍將是化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)的核心內(nèi)容,應(yīng)不斷充實(shí)更新才能反映學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求?;瘜W(xué)和化學(xué)工程學(xué)是支撐物質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)工業(yè)的學(xué)科,前者研究分子之間發(fā)生反應(yīng)的可能性、必要的條件和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),后者研究物質(zhì)的流動(dòng)、質(zhì)能傳遞及其對(duì)反應(yīng)過(guò)程與產(chǎn)物的影響。
1.優(yōu)化更新教學(xué)內(nèi)容,反映體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)作為理科化學(xué)專業(yè)的工程技術(shù)課程,其教學(xué)內(nèi)容除了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程以外,還應(yīng)當(dāng)及時(shí)反映和體現(xiàn)學(xué)科的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。根據(jù)授課學(xué)時(shí),突出教學(xué)重點(diǎn),優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃,精選教學(xué)內(nèi)容。以化學(xué)工程學(xué)的基本觀點(diǎn)、基本原理和基本方法為核心,結(jié)合典型化工過(guò)程,理論聯(lián)系實(shí)際,使學(xué)生在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi),掌握本門課程的基本知識(shí),熟悉研究與應(yīng)用對(duì)象,為今后從事化學(xué)化工專業(yè)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在其他科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)和社會(huì)需求的推動(dòng)下,化工分離技術(shù)近年來(lái)取得了很大進(jìn)步。新技術(shù)不斷涌現(xiàn),膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術(shù)就是其中的代表。我們?cè)诮滩牡木帉懞驼n堂教學(xué)中,有意識(shí)地加入這些內(nèi)容,便于學(xué)生從課堂上了解新的科學(xué)知識(shí),拓寬學(xué)術(shù)視野。
2.引導(dǎo)學(xué)生建立工程技術(shù)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn),提高學(xué)生綜合素質(zhì)。科學(xué)與技術(shù)的交叉和滲透,要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),還要學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的理論解決工程實(shí)際問題。綜合性大學(xué)理科化學(xué)專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)比較扎實(shí),在課堂教學(xué)中,我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合工程實(shí)際,啟發(fā)學(xué)生從工程實(shí)際問題出發(fā),強(qiáng)調(diào)工程實(shí)際的特點(diǎn),突出工程實(shí)踐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題,灌輸學(xué)生節(jié)能減排與綠色環(huán)保的理念,訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理與化學(xué)等多學(xué)科知識(shí),綜合分析化工單元操作與工業(yè)裝置中涉及的復(fù)雜問題,培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)思維方法與工程設(shè)計(jì)等綜合素質(zhì)。
3.改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)效率?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容涉及化工單元操作與工藝過(guò)程。綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生一般沒有見過(guò)真實(shí)的化工設(shè)備,對(duì)化工廠與化工設(shè)備和裝置缺乏感性認(rèn)識(shí),通過(guò)多媒體教學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法,可以促進(jìn)學(xué)生感知與思維、理論與實(shí)踐的結(jié)合,提高學(xué)生對(duì)化學(xué)工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,使他們由不熟悉、不了解化工企業(yè)與裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橄矚g應(yīng)用學(xué)科、樂于進(jìn)入與應(yīng)用密切相關(guān)的教師實(shí)驗(yàn)室開展業(yè)余科研。為此,我們一方面利用多媒體的優(yōu)點(diǎn),在課堂教學(xué)中放映一些設(shè)備的實(shí)物圖像。另一方面,在有關(guān)課程中增加了實(shí)習(xí)參觀環(huán)節(jié),組織學(xué)生到石油化工廠、有機(jī)化工廠和精細(xì)化工廠等企業(yè)參觀實(shí)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)。
三、教學(xué)團(tuán)隊(duì)與課程體系的建設(shè)
以先進(jìn)的教學(xué)理念為先導(dǎo),以高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)為根本,以科學(xué)的課程新體系為核心,以優(yōu)良的規(guī)劃教材為保障,強(qiáng)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè),使所有主講教師成為教學(xué)改革的高水平運(yùn)動(dòng)員和創(chuàng)新教育的優(yōu)秀教練員。
1.建設(shè)高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)。從事課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主講教師也要承擔(dān)高水平的科研項(xiàng)目,提高教師的科研水平。我們承擔(dān)“化學(xué)工程基礎(chǔ)”的主講教師都具有教授職稱并擔(dān)任博士生導(dǎo)師,承擔(dān)了一些科學(xué)研究項(xiàng)目。同時(shí),也積極思考和實(shí)踐課程的教學(xué)改革,奠定了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。沒有高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì),不可能進(jìn)行教學(xué)改革的實(shí)踐,更不可能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的學(xué)生。
關(guān)鍵詞:高等農(nóng)林院校;物理化學(xué);教學(xué)模式;專業(yè)特點(diǎn)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)17-0133-02
物理化學(xué)是高等農(nóng)林院校在應(yīng)用化學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品工程、食品安全、制藥工程、林產(chǎn)化工、生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物工程等專業(yè)開設(shè)的一門必修課,是物理學(xué)與化學(xué)最早相互滲透的一門交叉邊緣學(xué)科,被稱為“化學(xué)的靈魂”。該課程不僅對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新能力、提高學(xué)生素質(zhì)有極其重要的作用,而且有助于學(xué)生樹立正確的自然觀、掌握科學(xué)方法論。然而眾所周知,物理化學(xué)是化學(xué)課程中基礎(chǔ)的基礎(chǔ),較抽象,教學(xué)有一定難度。農(nóng)林院校的學(xué)生對(duì)這門課更是望而生畏,因此,我們應(yīng)讓基本原理在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例中展現(xiàn)其活力,以此提高創(chuàng)新能力。因此,近年來(lái),我們結(jié)合農(nóng)林院校開設(shè)物理化學(xué)課程的各個(gè)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn),在教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法等方面始終與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)結(jié)合,提出了物理化學(xué)與專業(yè)結(jié)合的教學(xué)模式。
一、教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)特色緊密結(jié)合
在課堂教學(xué)中,設(shè)計(jì)好教學(xué)內(nèi)容比制作PPT課件更重要,不應(yīng)讓“死”的公式和概念充斥課堂,而應(yīng)讓原理在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例中展現(xiàn)其活力,培育興趣,提高創(chuàng)新能力。因此,我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容上,堅(jiān)持做到“傳統(tǒng)物理化學(xué)”與“應(yīng)用物理化學(xué)”的有機(jī)統(tǒng)一。在對(duì)各專業(yè)學(xué)生的教學(xué)過(guò)程中,堅(jiān)持將物理化學(xué)的基本理論和基本知識(shí)系統(tǒng)地介紹給學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上,緊密結(jié)合專業(yè)實(shí)際、生產(chǎn)實(shí)際和生活實(shí)際,查閱大量物理化學(xué)在各專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)例,如將熱化學(xué)、多組分體系熱力學(xué)、相平衡、電化學(xué)、表面與膠體化學(xué)等內(nèi)容以專題的形式進(jìn)行講授,增加反映學(xué)科前沿與研究熱點(diǎn)的專題內(nèi)容,并根據(jù)專業(yè)方向進(jìn)行專題輔導(dǎo)。如針對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生,物理化學(xué)是一門專業(yè)主干課,教學(xué)時(shí)數(shù)較多,物理化學(xué)基本理論應(yīng)該是課程的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容,但其專業(yè)特色又偏重于“應(yīng)用”二字,所以在做好基本理論教學(xué)的同時(shí),重點(diǎn)介紹傳統(tǒng)物理化學(xué)與其他學(xué)科專業(yè)之間結(jié)合所派生出的一些交叉學(xué)科及其應(yīng)用,如生物物理化學(xué)、地球物理化學(xué)、土壤物理化學(xué)等;同時(shí)舉一些“閃光點(diǎn)”說(shuō)明物理化學(xué)基本原理在現(xiàn)代技術(shù)中
發(fā)揮的巨大作用,如物理化學(xué)在合成化學(xué)和新材料的制備、現(xiàn)代分離技術(shù)、新能源技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)中的作用;同樣,在我們周圍生活中,物理化學(xué)原理也無(wú)處不在,如2008年我國(guó)南方地區(qū)遭受的大面積凍雨災(zāi)害的凍雨形成的原理,人體腎功能即反滲透功能,人工降雨、洗滌、礦物浮選、紡織品印染的滲透、油田的二次采油等原理,結(jié)合這些“小問題”可以使書本上的理論變得生動(dòng)而容易理解,培養(yǎng)學(xué)生的物理化學(xué)視角。對(duì)于生物類和制藥學(xué)等專業(yè),在學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,以熱力學(xué)、電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)、膠體與表面化學(xué)的應(yīng)用為教學(xué)重點(diǎn),如現(xiàn)代生物科學(xué)與物理化學(xué)學(xué)科交叉與融合而發(fā)展起來(lái)的,在21世紀(jì)已經(jīng)成為熱門研究?jī)?nèi)容的生物熱力學(xué)、生物電化學(xué),藥物及材料分子設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)論、表面活性劑的應(yīng)用、微乳液的應(yīng)用等。對(duì)農(nóng)業(yè)資源環(huán)境專業(yè),以電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)、表面與膠體化學(xué)為教學(xué)側(cè)重點(diǎn),著眼于讓學(xué)生了解如何解決環(huán)境資源合理利用與環(huán)境保護(hù)問題,如講授相平衡知識(shí)時(shí),以專題講座的形式介紹超臨界流體在廢棄物的合理利用問題、土壤和水體污染的治理問題等的應(yīng)用及進(jìn)展;吸附劑和絮凝劑的研究進(jìn)展;電化學(xué)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用、電有機(jī)合成、納米電化學(xué)、燃料電池、鋰離子電池等新能源技術(shù)等。食品科學(xué)與食品安全專業(yè),介紹食品科學(xué)中的物理化學(xué)方法,如熱分析在測(cè)定食品熱值中的應(yīng)用,化學(xué)動(dòng)力學(xué)在食品保鮮保質(zhì)期測(cè)定方面的應(yīng)用,膠體化學(xué)原理在食品加工中的應(yīng)用等等。
二、與專業(yè)結(jié)合的綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程三段式教學(xué)中理論知識(shí)的具體驗(yàn)證與應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中,又分三個(gè)教學(xué)層次來(lái)進(jìn)行,即實(shí)驗(yàn)技術(shù)講座、基礎(chǔ)理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用物理化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的綜合性實(shí)驗(yàn)三部分。在實(shí)驗(yàn)技術(shù)講座的基礎(chǔ)上,根據(jù)專業(yè)學(xué)時(shí)不同,安排8個(gè)或10個(gè)涉及熱力學(xué)、電化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、表面化學(xué)與膠體化學(xué)等各方面理論知識(shí)最典型最具代表性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),同時(shí)注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的綠色化,如凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)中的苯和萘更換為水和尿素,雙液系中的苯更換為環(huán)己烷,溶膠性質(zhì)中的三硫化二砷負(fù)膠更換為粘土。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件、不同專業(yè)、不同實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù),選取一些與專業(yè)有關(guān)的研究性、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,讓學(xué)生綜合運(yùn)用物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)及查閱文獻(xiàn)資料獲得的知識(shí),自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如針對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生,結(jié)合每位教師的科研工作,提出了與生產(chǎn)相關(guān)的4個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:果醋總酸度的測(cè)定、果膠酶對(duì)果汁黏度的影響、維生素C氧化速率的測(cè)定和大孔樹脂對(duì)色素吸附速率測(cè)定;對(duì)于資源環(huán)境科學(xué)及環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生,主要結(jié)合環(huán)境問題,提出了表面活性劑臨界膠束濃度測(cè)定和活性炭對(duì)水體中有機(jī)污染物的吸附性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。另外對(duì)于同一實(shí)驗(yàn),針對(duì)不同專業(yè),采用與其專業(yè)相關(guān)的不同實(shí)驗(yàn)材料,如電導(dǎo)滴定實(shí)驗(yàn),對(duì)葡萄酒專業(yè),讓學(xué)生測(cè)定葡萄酒的總酸度;而對(duì)食品類專業(yè),測(cè)定食醋的總酸度;對(duì)于資源環(huán)境專業(yè),測(cè)定土壤的陽(yáng)離子代換量及不同水體的電導(dǎo)率,這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容同樣體現(xiàn)了綠色化的內(nèi)涵,而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也趣味化。
三、教學(xué)方法中突顯物理化學(xué)在各專業(yè)中的地位
教學(xué)方法改革是影響人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。教學(xué)方法不僅影響學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的“程度”,也是影響教學(xué)質(zhì)量“方向”的一個(gè)重要因素。因此,為了幫助學(xué)生在本質(zhì)上理解化學(xué)變化,從理論上解釋化學(xué)現(xiàn)象,在實(shí)踐中利用物理化學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本方法解決實(shí)際問題。在課程教學(xué)過(guò)程中,以“三段式”教學(xué)方法為基礎(chǔ),圍繞創(chuàng)新教育的戰(zhàn)略,研究“問題教學(xué)+參與式教學(xué)”法,以充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教育。
(一)課堂教學(xué)
以問題為主的研究性學(xué)習(xí)有利于幫助學(xué)生提高靈活應(yīng)用知識(shí)的能力,形成有效的問題解決和推理策略,并發(fā)展他們的自主學(xué)習(xí)能力。物理化學(xué)課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、涉及領(lǐng)域廣,很多學(xué)生在課后感慨物理化學(xué)非常重要,但不知道怎么用。為此,我們采用“問題教學(xué)法”,圍繞物理化學(xué)的知識(shí)模塊,在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)各種問題的前提下,傳授知識(shí)。在教學(xué)活動(dòng)中,嘗試使物理化學(xué)知識(shí)圍繞實(shí)際問題而展開,使問題不僅成為激發(fā)學(xué)生求知欲的前提,而且還成為學(xué)生期盼、理解和吸收知識(shí)的前提,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)和創(chuàng)造性思維。為了打破物理化學(xué)枯燥、沉悶的傳統(tǒng)教學(xué)方法,實(shí)行“參與式”教學(xué)方法,嘗試開放式教學(xué)內(nèi)容,對(duì)一些易懂的章節(jié)讓學(xué)生自己提前預(yù)習(xí)寫教案,學(xué)生從“臺(tái)下觀眾”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皥?chǎng)上主力”;同時(shí)開展論文研究、基于問題的學(xué)習(xí)、案例教學(xué)、項(xiàng)目訓(xùn)練和指導(dǎo)性設(shè)計(jì)等多種參與方式,以培養(yǎng)學(xué)生的“參與”意識(shí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(二)學(xué)生討論
胡英院士指出“物理化學(xué)教學(xué)方法要做大改革。要以自學(xué)為主,講課首先介紹框架結(jié)構(gòu),重點(diǎn)講授難點(diǎn)和進(jìn)展,并開展課堂討論”。因此,在農(nóng)林院校物理化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中,更應(yīng)增加學(xué)生參與課程教學(xué)的機(jī)會(huì),加強(qiáng)習(xí)題課和討論課內(nèi)容,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在具體實(shí)施中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容中的難點(diǎn)和重點(diǎn),對(duì)于不同專業(yè),在教學(xué)進(jìn)程表中提出與專業(yè)密切相關(guān)的問題,如對(duì)于環(huán)境科學(xué)專業(yè),提出“吸附作用原理及表面活性劑在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用”等專題討論題目;對(duì)于生物類專業(yè),提出“熵與生命”等專題討論題目,讓學(xué)生學(xué)完一部分內(nèi)容后,對(duì)該問題展開討論,啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思維,對(duì)問題進(jìn)行多角度的觀察、比較與分析,然后讓學(xué)生提出問題,把問題加以篩選,從中發(fā)現(xiàn)最重要最基本的問題,啟發(fā)學(xué)生思維,把理論搞清楚。最后再給學(xué)生作出總結(jié),以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。實(shí)踐證明,學(xué)生討論,這對(duì)提高學(xué)生的智力和能力,起到事半功倍的效果。
四、實(shí)踐效果
通過(guò)近幾年對(duì)物理化學(xué)與專業(yè)結(jié)合的教學(xué)模式的實(shí)施,不僅拓寬了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面,培養(yǎng)了學(xué)生從事科學(xué)研究和解決實(shí)際問題的能力,而且可使學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力得到一定程度的提高。如不同專業(yè)的學(xué)生積極申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目,2010申請(qǐng)到西北農(nóng)林科技大學(xué)創(chuàng)新基金項(xiàng)目“多環(huán)芳烴污染土壤的SDS淋洗溶液前處理方法研究”,2012年申請(qǐng)到國(guó)家級(jí)創(chuàng)新基金項(xiàng)目“微電極陣列表面的羧基功能化及其在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用”,2013年申請(qǐng)到西北農(nóng)林科技大學(xué)創(chuàng)新基金項(xiàng)目“不銹鋼微電極陣列的制備及性能研究”及“利用廢棄木料制備大孔容活性炭”。該模式充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用,在模式實(shí)施過(guò)程中,始終以實(shí)際問題為引導(dǎo),讓學(xué)生帶著實(shí)際問題去學(xué)習(xí),然后從理論上對(duì)這些問題進(jìn)行分析討論。通過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐證明,這種教學(xué)模式有利于學(xué)生掌握扎實(shí)的物理化學(xué)基本理論、基本知識(shí)和基本技術(shù),并能把這些知識(shí)和技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)林科學(xué)的研究中;有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)、闡明和解決某些物理化學(xué)相關(guān)的專業(yè)實(shí)際問題;有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生素質(zhì)。因此,這一新模式在高等農(nóng)林院校的物理化學(xué)教學(xué)中具有較大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:化學(xué)工程基礎(chǔ);課程改革;人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G642.0?搖 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)05-0027-02
“化學(xué)工程基礎(chǔ)”是理科院校化學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,主要內(nèi)容為化學(xué)工程的基本原理和化工生產(chǎn)的各種單元操作,包括化工過(guò)程的動(dòng)力學(xué)原理、熱力學(xué)原理、能量守恒與轉(zhuǎn)換原理、質(zhì)量傳遞原理以及相應(yīng)過(guò)程的控制機(jī)理、操作方法、影響因素、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程等,具有與生產(chǎn)實(shí)踐緊密聯(lián)系的特點(diǎn),應(yīng)用性很強(qiáng),是理科化學(xué)類專業(yè)唯一的一門工程技術(shù)課程。
一、人才培養(yǎng)的要求
當(dāng)代化學(xué)工業(yè)對(duì)化學(xué)化工類人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。如何培養(yǎng)基礎(chǔ)理論知識(shí)扎實(shí)、工作適應(yīng)性強(qiáng)、具有創(chuàng)新能力的人才,是綜合性大學(xué)化學(xué)化工教學(xué)改革面臨的重要課題。目前,綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)每年都有相當(dāng)一部分畢業(yè)生進(jìn)入化學(xué)、化工和制藥等企事業(yè)單位業(yè)從事研究開發(fā)或工程技術(shù)工作,這種趨勢(shì)還會(huì)隨著創(chuàng)新性國(guó)家的建設(shè)而逐年增長(zhǎng)?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)是綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是唯一的一門工程技術(shù)類課程,該課程的教學(xué)改革與實(shí)踐對(duì)于理工學(xué)科交叉與學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)其他課程所不能替代的。在充分發(fā)揮綜合性大學(xué)基礎(chǔ)理論研究?jī)?yōu)勢(shì)的同時(shí),通過(guò)對(duì)理科專業(yè)化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的更新、充實(shí)和調(diào)整,為化工類企事業(yè)單位培養(yǎng)和造就具有開拓創(chuàng)新精神、勝任科學(xué)研究與工程技術(shù)工作、適應(yīng)性強(qiáng)的化學(xué)化工專業(yè)人才。
二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的優(yōu)化
以創(chuàng)新教育思想為指導(dǎo),研究改革化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,建立培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的化學(xué)工程基礎(chǔ)課程內(nèi)容新體系。動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程(“三傳一反”)仍將是化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)的核心內(nèi)容,應(yīng)不斷充實(shí)更新才能反映學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求。化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)是支撐物質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)工業(yè)的學(xué)科,前者研究分子之間發(fā)生反應(yīng)的可能性、必要的條件和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),后者研究物質(zhì)的流動(dòng)、質(zhì)能傳遞及其對(duì)反應(yīng)過(guò)程與產(chǎn)物的影響。
1.優(yōu)化更新教學(xué)內(nèi)容,反映體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)作為理科化學(xué)專業(yè)的工程技術(shù)課程,其教學(xué)內(nèi)容除了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程以外,還應(yīng)當(dāng)及時(shí)反映和體現(xiàn)學(xué)科的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。根據(jù)授課學(xué)時(shí),突出教學(xué)重點(diǎn),優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃,精選教學(xué)內(nèi)容。以化學(xué)工程學(xué)的基本觀點(diǎn)、基本原理和基本方法為核心,結(jié)合典型化工過(guò)程,理論聯(lián)系實(shí)際,使學(xué)生在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi),掌握本門課程的基本知識(shí),熟悉研究與應(yīng)用對(duì)象,為今后從事化學(xué)化工專業(yè)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在其他科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)和社會(huì)需求的推動(dòng)下,化工分離技術(shù)近年來(lái)取得了很大進(jìn)步。新技術(shù)不斷涌現(xiàn),膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術(shù)就是其中的代表。我們?cè)诮滩牡木帉懞驼n堂教學(xué)中,有意識(shí)地加入這些內(nèi)容,便于學(xué)生從課堂上了解新的科學(xué)知識(shí),拓寬學(xué)術(shù)視野。
2.引導(dǎo)學(xué)生建立工程技術(shù)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn),提高學(xué)生綜合素質(zhì)??茖W(xué)與技術(shù)的交叉和滲透,要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),還要學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的理論解決工程實(shí)際問題。綜合性大學(xué)理科化學(xué)專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)比較扎實(shí),在課堂教學(xué)中,我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合工程實(shí)際,啟發(fā)學(xué)生從工程實(shí)際問題出發(fā),強(qiáng)調(diào)工程實(shí)際的特點(diǎn),突出工程實(shí)踐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題,灌輸學(xué)生節(jié)能減排與綠色環(huán)保的理念,訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理與化學(xué)等多學(xué)科知識(shí),綜合分析化工單元操作與工業(yè)裝置中涉及的復(fù)雜問題,培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)思維方法與工程設(shè)計(jì)等綜合素質(zhì)。
3.改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)效率?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容涉及化工單元操作與工藝過(guò)程。綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生一般沒有見過(guò)真實(shí)的化工設(shè)備,對(duì)化工廠與化工設(shè)備和裝置缺乏感性認(rèn)識(shí),通過(guò)多媒體教學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法,可以促進(jìn)學(xué)生感知與思維、理論與實(shí)踐的結(jié)合,提高學(xué)生對(duì)化學(xué)工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,使他們由不熟悉、不了解化工企業(yè)與裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橄矚g應(yīng)用學(xué)科、樂于進(jìn)入與應(yīng)用密切相關(guān)的教師實(shí)驗(yàn)室開展業(yè)余科研。為此,我們一方面利用多媒體的優(yōu)點(diǎn),在課堂教學(xué)中放映一些設(shè)備的實(shí)物圖像。另一方面,在有關(guān)課程中增加了實(shí)習(xí)參觀環(huán)節(jié),組織學(xué)生到石油化工廠、有機(jī)化工廠和精細(xì)化工廠等企業(yè)參觀實(shí)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)。
三、教學(xué)團(tuán)隊(duì)與課程體系的建設(shè)
以先進(jìn)的教學(xué)理念為先導(dǎo),以高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)為根本,以科學(xué)的課程新體系為核心,以優(yōu)良的規(guī)劃教材為保障,強(qiáng)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè),使所有主講教師成為教學(xué)改革的高水平運(yùn)動(dòng)員和創(chuàng)新教育的優(yōu)秀教練員。
1.建設(shè)高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)。從事課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主講教師也要承擔(dān)高水平的科研項(xiàng)目,提高教師的科研水平。我們承擔(dān)“化學(xué)工程基礎(chǔ)”的主講教師都具有教授職稱并擔(dān)任博士生導(dǎo)師,承擔(dān)了一些科學(xué)研究項(xiàng)目。同時(shí),也積極思考和實(shí)踐課程的教學(xué)改革,奠定了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。沒有高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì),不可能進(jìn)行教學(xué)改革的實(shí)踐,更不可能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的學(xué)生。
2.構(gòu)建工程教育、創(chuàng)新教育的課程體系。夯實(shí)基礎(chǔ),將理科化學(xué)知識(shí)和工程知識(shí)有機(jī)結(jié)合。理科化學(xué)基礎(chǔ)課程、化工過(guò)程開發(fā)、化學(xué)工程基礎(chǔ)及多門專業(yè)課程的開設(shè),可將學(xué)生所學(xué)知識(shí)形成知識(shí)鏈。重視對(duì)學(xué)生業(yè)余科研和畢業(yè)論文的指導(dǎo),吸引對(duì)化學(xué)工程有興趣的同學(xué)來(lái)實(shí)驗(yàn)室和博士研究生、碩士研究生一起進(jìn)行科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和對(duì)科學(xué)研究的興趣。通過(guò)畢業(yè)論文階段的培養(yǎng),加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和運(yùn)用,特別是對(duì)“應(yīng)用”和“工程”概念的強(qiáng)化。近年來(lái),來(lái)我們化工實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行業(yè)余科研和畢業(yè)論文的學(xué)生每屆都在十人以上,占理科化學(xué)專業(yè)學(xué)生的5%作用。
3.將科研成果向教學(xué)實(shí)踐轉(zhuǎn)化,形成教學(xué)促進(jìn)科研、科研反哺教學(xué)的良性循環(huán)。構(gòu)建應(yīng)用學(xué)科人才培養(yǎng)、現(xiàn)代科技發(fā)展相適應(yīng)的“基礎(chǔ)性、綜合性、工程性、創(chuàng)新性”體系。我們承擔(dān)了國(guó)家和企業(yè)的一些化工類科研項(xiàng)目,特別是在水與廢水處理、化工分離和國(guó)防化學(xué)等方面取得了一些科研成果,我們注意將教師的科研成果和科研實(shí)踐融入課堂教學(xué)。從事課堂教學(xué)的主講教師與實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)老師一起合作,將“滲透汽化膜分離”編入了實(shí)驗(yàn)教材和開展了教學(xué)實(shí)驗(yàn),受到學(xué)生的歡迎。
化學(xué)是實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科,化學(xué)工程作為一個(gè)共性的工程學(xué)科,我們應(yīng)充分利用科學(xué)技術(shù)發(fā)展和教學(xué)改革帶來(lái)的機(jī)遇,加強(qiáng)化學(xué)與化學(xué)工程的結(jié)合,為國(guó)家培養(yǎng)更多復(fù)合型創(chuàng)新人才。
參考文獻(xiàn):
[1]嚴(yán)世強(qiáng).化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué),2003,18,(1):29-31.
1.1傳統(tǒng)教學(xué)模式無(wú)法滿足現(xiàn)代高等教育的要求
高等無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)選修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以了解化學(xué)實(shí)際工作的范圍、程序、技能等知識(shí)、儀器設(shè)備、過(guò)程,并通過(guò)一些教師指導(dǎo),學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、操作的能力。實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)方法大多沿用傳統(tǒng)的應(yīng)試教育模式,老師為主,學(xué)生為輔,學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí),機(jī)械化的操作,導(dǎo)致動(dòng)手能力與創(chuàng)造力普遍較低,很難適應(yīng)現(xiàn)代化教育的要求[2]。
1.2微視頻在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要性
目前較流行的教學(xué)模式包括:翻轉(zhuǎn)課堂、微課和慕課。所謂翻轉(zhuǎn)課堂,就是教師創(chuàng)建視頻,學(xué)生在家中或課外觀看視頻中教師的講解,回到課堂上師生面對(duì)面交流和完成作業(yè)的這樣一種教學(xué)形態(tài)[3]。大多數(shù)視頻只有幾分鐘,比較長(zhǎng)的視頻也只有十幾分鐘。微課是以視頻為主要載體,記錄教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)過(guò)程中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而展開的教與學(xué)活動(dòng)過(guò)程,一般為5~8分鐘,最長(zhǎng)不超過(guò)10分鐘[4]。微視頻是指?jìng)€(gè)體通過(guò)PC、手機(jī)、攝像頭、DV等多種視頻終端攝錄,短則30秒、長(zhǎng)的一般在20分鐘左右,內(nèi)容廣泛,視頻形態(tài)多樣的視頻短片的統(tǒng)稱。微視頻是支撐微課與微課程的基礎(chǔ)。將微視頻引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,能夠?qū)W(xué)生覺得枯燥的化學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為引人入勝的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引起學(xué)生的興趣,使學(xué)生為了興趣而學(xué)習(xí),提升學(xué)生的求知欲,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。
1.2.1微視頻具有開放性和靈活性的特點(diǎn)
微視頻可以在各個(gè)電子終端播放,學(xué)生可以隨時(shí)隨地觀看。操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以反復(fù)多次播放,學(xué)生對(duì)教師所講授課的內(nèi)容在課前有一個(gè)感性認(rèn)識(shí),通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐再上升到理論認(rèn)識(shí),這樣學(xué)生認(rèn)識(shí)更加深刻。
1.2.2微視頻具有實(shí)用性和規(guī)范化的特點(diǎn)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將實(shí)驗(yàn)基本操作,儀器使用基本操作制作成微視頻,不僅可以使教學(xué)更加規(guī)范化,而且可以提高大型儀器的使用效率,減輕實(shí)驗(yàn)教輔人員的負(fù)擔(dān)。例如紅外壓片微視頻的錄制,再使用前學(xué)生可以反復(fù)觀看視頻,到儀器室實(shí)驗(yàn)教師只負(fù)責(zé)解答疑問即可,學(xué)生可以做到獨(dú)立操作。
2高等無(wú)機(jī)化學(xué)課程中微視頻的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
高等無(wú)機(jī)化學(xué)的微視頻主要由實(shí)驗(yàn)室安全操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)基本操作規(guī)范和儀器使用操作規(guī)范三部分組成,每一個(gè)部分都有幾個(gè)微視頻組成,使學(xué)生隨時(shí)可以觀看,不會(huì)使學(xué)生覺得枯燥。
2.1實(shí)驗(yàn)室安全操作規(guī)范微視頻
由于我校教學(xué)的特點(diǎn),大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)課程是非獨(dú)立設(shè)課,學(xué)生在低年級(jí)實(shí)驗(yàn)課程中,基本的學(xué)習(xí)方式是“照方抓藥”的模式,老師指導(dǎo)一點(diǎn)做一點(diǎn),思考得很少。特別是安全知識(shí)方面老師講了課堂記住了,課下就忘了。而到了高年級(jí)學(xué)生涉及的實(shí)驗(yàn)復(fù)雜了,要求學(xué)生有應(yīng)急事件的處理能力,為了保障學(xué)生人身和學(xué)校財(cái)產(chǎn)的安全,為此課程錄制了幾段關(guān)于實(shí)驗(yàn)安全的微視頻:實(shí)驗(yàn)室滅火器的使用;防護(hù)鏡和防護(hù)手套的使用;洗眼器的使用;廢液處理注意事項(xiàng)。
2.2實(shí)驗(yàn)基本操作規(guī)范微視頻
在學(xué)習(xí)高等無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前,學(xué)生已經(jīng)完成了四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),基本操作已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了,但是在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)有一些學(xué)生的基本操作不規(guī)范,配合學(xué)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè),為此課程錄制了與無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)相關(guān)基本操作。微視頻主要包括:攪拌、溶解、蒸發(fā);抽濾裝置的使用;溶液的配制;紅外壓片操作及高等無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微視頻。通過(guò)微視頻使學(xué)生操作更加規(guī)范,保證了后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)的可靠性。。
2.3儀器使用操作規(guī)范微視頻
大型儀器的使用,在實(shí)驗(yàn)課中只使用一次,學(xué)生掌握起來(lái)很困難。教材里面的儀器使用部分往往與學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件不相符。課程將實(shí)驗(yàn)所涉及的大型儀器操作錄制成微視頻,包括:Shimadzu的傅里葉變換紅外光譜儀IRAffinity-1、Shimadzu的紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)UV-3600、Rigaku的臺(tái)式小分子單晶X射線解析裝置XtaLABmini、Shimadzu的熒光分光光度計(jì)RF-5301PC、差熱-熱重同時(shí)測(cè)定裝置DTG-60的使用操作規(guī)范。這些操作規(guī)范的使用不僅方便了學(xué)生的學(xué)習(xí),也為其他教師指導(dǎo)學(xué)生提供了便利。
3結(jié)束語(yǔ)