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关键词:物理化学;课程改革;化工专业;实践导向
0引言
“物理化学”课程是高等院校化学、化工、制药、材料和生化等专业的学生必修专业基础课之一.“物理化学”课程综合运用数学、物理等学科的理论和实验手段来解决化学反应中出现的问题,并研究在化学变化中所遵循的规律.物理化学是多种学科的理论基础,尤其在理科、工科化学系列课程体系中起着重要作用.由于“物理化学”课程的理论性强、公式多,学生在学习过程中难免觉得内容过于抽象而难以理解[1-2],同时所学内容与实际应用联系较小,造成学习的畏惧感,学习效果不理想.鉴于物理化学在化工相关专业知识结构中所处的重要位置,尤其对后面要学习的“化工原理”“化工热力学”和“催化原理”等课程起着重要的铺垫作用,因此,“物理化学”课程的建设对高质量化工专业人才的培养至关重要.多年来,我校化学与材料科学学院物理化学课程组通过更新教育理念,在物理化学的教学内容、教学方法、教学思想和教师队伍建设等方面取得显著成效.完成“物理化学”省级精品课程的建设和验收工作,成效显著.“物理化学”课程团队被遴选为学校重点建设的课程团队.在这样的背景下,如何以实践为导向,在教学过程中培养学生的工科思维,提高他们解决实际问题的能力是工科物理化学教学值得思考的重要问题.
1调整理论教学内容,侧重工程实践导向
相比而言,我校开设化工专业的历史较短,所用物理化学教材也一直沿用我校化学(师范)、应用化学和材料化学专业使用的《物理化学》(第五版、南京大学傅献彩等编写)教材,以相应的《物理化学学习指导》(南京大学孙德坤和沈文霞等编写)作为学生的指导资料.在授课的过程中,虽然也积极拓展部分内容,在一定程度上解决与化工实践过程联系不密切的矛盾.但随着我校化工专业的建设和发展,如果继续使用偏重理论教学的物理化学教材显然不合时宜.以课程体系的改革为契机,基于实践导向的新教材的选用成为物理化学教学改革的出发点.从2014开始,精选天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》(第五版)[3]工科教材作为我校化工专业物理化学课程教材.与原教材相比,天津大学编写的工科“物理化学”教材增加许多与实际工业生产相关的知识点,如真实气体的液化及临界参数、真实气体状态方程、二组分液体部分互溶系统的温度-组成图和完全不互溶系统的温度-组成图,以及多相化学反应等,目的是帮助学生能更好地了解和掌握物理化学原理在化工生产中的应用,有利于化工专业学生的工科思维的养成.另外,工科“物理化学”教材将电解质溶液、可逆电池电动势及其应用和电解与极化作用3部分内容合并为电化学,将化学动力学基础和化学动力学基础合并为化学动力学,既优化教学内容,又适当降低理论深度,更重要的是拓展学生的实践视野.本教材在我院近几年的使用过程中,获得学生良好的反响.
另外,随着现代科学技术的快速发展,图文并茂、生动形象的教学课件对工科物理化学课堂教学的支撑作用是显而易见的.由于物理化学课程内容的抽象性,注重通过演示与基本原理相关的实验现象对接实践应用,让学生更好地理解所学理论知识与工程实践的直接关系[4],更好地突出物理化学理论知识对工程实践的指导作用.在授课过程中,除讲授教材上的基础知识外,还注重把从事物理化学方面的科研体会以及最新科研成果有机地融入到物理化学教学过程中,更好地激发学生对“物理化学”课程的学习兴趣,使学生更加认识到物理化学在生活和化工行业中的重要性,同时也培养学生加快适应工业生产的能力和科学创新的思维能力[5].
2优化课堂教学方法,注重实例说明理论
由于化工专业的学生将来所从事的职业与生产实践更加紧密相连,所以,采用何种教学方法才能更加有效地提高学生的工程实践能力是物理化学教学过程中面临的问题之一.物理化学内容抽象、公式多而杂,在课堂讲授中要更加注重结合具体实例来阐述理论内容,才能有效地帮助学生深入理解和接受所学的理论知识.例如,讲授界面现象中弯曲液面下的附加压力时,用他们所熟悉的人工降雨和暴沸现象来说明开尔文公式,只有水蒸汽液化凝结成新相小液滴(凸液面),小液滴逐渐长大才能从天上落下雨滴.由于新相小液滴刚开始很难形成,即水蒸汽的过饱和蒸气压pr非常大,天空中的水蒸汽气压很难达到pr,因而需要采用人工的方式提供小液滴形成时的凝聚中心,大幅度降低pr的数值,使雨滴顺利形成.同理,液体受热气化形成新相小气泡(凹液面),小气泡逐渐长大才能从液体里逸出,但新相小气泡开始很难形成,即液体过热也不沸腾,是因为液体中的小气泡压力很小达不到外界大气压的数值,因而需要向液体中加入实验中常用的沸石(孔中含空气)增加初始小气泡的大小,使气泡压力很快达到外界大气压值,保证气体从液体中顺利逸出,避免形成过热液体,引起事故.总之,利用具体实例讲授比较抽象的物理化学知识,使学生在学习理论中更接近实际生产和生活,激发他们将理论运用于实践的潜能.
3多方位理解实验原理,提高动脑与动手能力
伴随着物理化学理论教学内容的调整,也将相关的实验教学内容进行优化.例如:化学反应过程中常常伴随着反应热的形成,如果不能及时地移除多余的热量导致反应温度升高,反应速率加快,将对化工生产安全带来极大的隐患.所以,反应过程中温度的测量与调控在化工生产中显得尤为重要.目前,在物理化学实验中涉及到多种类型的温度计(如玻璃温度计、贝克曼温度计、热电偶等)用于测量反应体系的温度.作为温差测量的贝克曼温度计,广泛应用在恒温槽的组装和性能测试、稀溶液的凝固点降低实验中.由于精密电子温度测量仪器的普遍使用,使得贝克曼温度计在实验中的利用率逐渐降低,但它仍可以作为一种简便的辅助仪器使用.另外,温度效应常常在实验中有所体现.如醋酸-水-氯仿三组分系统的相图绘制实验,其成败与温度的关系比较密切.然而,大部分学生在实验过程中并没有注意到这个现象,也并不清楚隐含的实验原理.实验过程中,温度影响到各组分间的溶解度,在温度较高的条件下无法观察到明显的浑浊现象,导致不能很好地判定滴定终点.因此,如果能够测定不同温度下的相图,可以使学生更深入地了解萃取过程,理解相图中物系点和相点的概念,对于化工产品分离条件的筛选起到良好地指导作用.其他的实验项目,例如:溶液表面张力的测定、活性炭比表面积的测定、蔗糖水解反应速率常数的测定、高聚物的分子量测定等,温度的影响均不可忽视.
合理的安排实验是保证学生理解并掌握实验原理的前提.但由于参与实验的学生人数较多,普遍的做法是将学生分成若干小组,采用循环的方式开展实验.如果物理化学的理论课与实验课在同一学期开设,在循环实验过程中将不可避免地导致部分实验项目早于理论课程的学习,学生在实验过程中则显得非常被动,对实验理论一知半解,造成他们更多地关注实验操作过程,只动手、缺乏动脑,实验效果并不理想.鉴于此,将实验课的开出时间较理论课程滞后一学期,先让学生充分学习理论知识,再开展相关实验.通过在实验过程中让学生试讲实验内容、回答问题等方式让学生进一步理解实验过程中的理论知识和操作步骤,更好地理论联系实际,教学效果良好.同时,依托我校的安徽省化学工程实训中心,还可以进一步开设与物理化学相关的综合性实验和创新性实验,为学生深入理解物理化学原理、提高学生的动手实践能力奠定基础.
4结语
通过对我校化工专业本科生“物理化学”课程的教学和改革结果,以实践能力培养为目标,优化教学内容,注重理论与实践相结合,逐渐培养学生的工科思维,才能提高学生利用物理化学原理知识综合解决化工实践问题的能力.
参考文献:
[1]黄玉成,杜金艳.工科物理化学教学内容的几点思考[J].广州化工,2015,43(2):161-162.
[2]胡碧茹,吴文健.《物理化学》课程教学改革的相关探索与实践[J].高等教育研究学报,2013,36(2):113-115.
[3]天津大学物理化学教研室.物理化学[M].5版.北京:高等教育出版社,2009.
【关键词】工作过程;高职;化学教学;改革
当前,我国高职院校各专业的课程设置一般都按职业素质课—职业知识课—职业能力课—职业拓展课—公共选修课体现在人才培养方案中。化工类专业的化学知识主要以职业知识课的形式安排于教学中,课程一般包括无机化学、分析化学、仪器分析、有机化学、物理化学等,这种课程设置方法其实仍是沿用着普通高校原有的传统做法,注重的是学科的完整性,各课程教材一般仍都是普通高校原有教材的删节版,基本上未能反映出高职院校所倡导的以工作过程为导向的课程特色。因此,加大力度进行高职化工类专业的化学教学改革是我们义不容辞的任务。
1.高职化工类专业化学教学存在的主要问题
审视现实,不难发现,高职化工类专业化学教学主要存在四方面问题:
1.1不同课程间有些教学内容重复
目前,由于高职教学仍基本上沿承着普通高等院校长期贯用而形成的教学体系,其最大特点是:各门课程相互独立,学科的完整性和系统性强。然而,正是由于各课程之间过于注重学科的完整性和系统性,从而造成了不同课程间有些教学内容的重复。例如,酸碱质子理论、溶液酸碱性、弱电解质电离平衡、盐类水解、缓冲溶液、沉淀溶解平衡等这些知识点,在无机化学中已作重点介绍,但在分析化学中仍列为重点内容;化学平衡理论、化学反应速率这两个知识点,在无机化学已作重点内容学习,但在物理化学中仍浓墨重彩。
1.2各门课程教学内容偏多
由于在编写化学课程时仍过于关注学科式教学体系,这种面面顾及的做法必将导致课程教学内容偏多。教学内容的偏多对学习能力普遍不高的高职学生所造成的后果是:(1)增加了学习负荷,学生难以集中精力对某些重点知识进行全面理解,出现一知半解的现象难以避免;(2)每门课程由于过于关注各自的教学体系,导致不同专业所学习的化学知识内容都相差不多,不能突出各专业的特色,学生难以理解所学内容对所读专业的普遍实际意义,因而对学习的重视程度不高;(3)由于教学内容偏多,导致学生无暇对各知识点进行梳理内化,更无法进行深度探究某个具体化学理论对所读专业的某项技能的具体实际意义,学而不精的现象因而普遍存在。
1.3大多数课程教学内容应用性差
大多数化学课程教学内容应用性差,究其原因主要有:(1)编写课程时所追求的学科完整性、系统性与解决实际问题时的零散的、不成体系性不相衬,致使所学知识向专业必需能力的转化存在很大困难。(2)传授知识时过于强调“是什么”、“为什么”而忽视“怎么用”、“如何做”,未能把所传授知识与实际工作过程紧密联系在一起,使学生感到所学知识过于抽象,感觉不到高职院校那种学以致用的氛围。
1.4未能充分发挥出化学实验的教学功能
目前,高职化学实验教学主要存在四方面的不足,即:(1)重视获得实验结论,不重视展示实验的全过程;(2)重视实验的操作或演示,忽视实验过程的问题设置;(3)照方抓药的验证性实验多,尝试设计的探究性实验少;(4)重视实验的量,不注重实验过程的质等。毋庸置疑,这样的化学实验教学只能使学生加深对相关化学知识的理解,但难以起到熏陶学生岗位职业技能的形成作用。关注实验实训过程的各环节,是促进学生岗位职业技能成长的关键,但这一点正是我们现在最缺失的。
2.高职化工类专业化学教学改革实践与探讨
针对高职化工类专业化学教学存在的问题,我们进行了较有成效的教学改革实践与探讨,主要做了五方面工作。
2.1基于工作过程选取各课程教学内容
基于工作过程理念选取无机化学、分析化学、仪器分析、有机化学、物理化学等各课程的教学内容,其基本做法就是打破各门化学课程原有的完整性和系统性,本着“必需和够用”为原则,根据各专业职业岗位需要选取在完成工作过程中所需要的化学知识和技能,并在原规定学时内有侧重的进行教学。
例如,对于化学制药专业,无机化学课程中的物质的量计算、化学反应速率、化学平衡、配位化合物、金属元素、非金属元素,分析化学课程中的四大滴定,有机化学课程中的有机化合物合成等都是与该专业关系十分密切的,这些必须作为重点内容传授;而对于无机化学课程中的原子结构、分子结构、电化学、有机化学中的石油、煤、塑料、橡胶等知识可以说与该专业不是很密切,因而可以减少学时甚至根本上可以省去。对于各课程实验内容的选择,其取舍原则同上。例如,对于工业分析专业,在无机化学实验教学中,因“滴定操作”是该专业岗位能力的重要组分,我们在无机化学和分析化学中都有意地增加了教学比重,不但安排了酸碱滴定实验,还增加了配位滴定、氧化还原滴定、无水滴定等实验内容,而对于诸如化学反应速率等实验则省略。
在选择教学内容时,我们还对不同课程间重复的内容一一进行了取舍,但其取舍是在保持各课程授课学时不变和知识能顺畅衔接的基础上进行的。实践证明,由于各课程教学内容的调整,学生感觉到所学东西在未来的实际岗位上确确实实有用,无疑激发了他们的学习兴趣,充分调动了他们的积极性。
2.2基于工作过程优化教学手段
为了使学生在各课程的化学教学中更好地得到职业岗位相关的知识和技能熏陶,我们必须基于工作过程理念优化教学手段。对于纯理论性的课型(如原子结构、分子结构等),可采用课堂教学模式,但要尽可能地借助一些模拟课件,以使一些抽象难懂的知识具体化、形象化,使学生易理解易掌握;对于一些带有可演示可实操的课型(如氧化还原滴定、无水滴定等),要尽可能地把教学由一般教室转移到实验实训室去,创设条件加大理论知识与实践的结合度;对于实验课教学,要采用学生先做教师后讲的归纳式教学方法,让学生边实验边观察边讨论,从而让自己感知掌握知识的过程,体验获得真知的喜悦;另外,我们还要求学生选择一些与职业岗位知识或技能相关的自己又感兴趣的小课题进行研究,做法是首先让学生选择由教师提供的课题题目,然后通过学生查阅资料,设计合理实验方案,然后由学校统一安排出时间将实验室全天开放,让学生利用实验室的仪器设备完成课题相关的实验,最后进行数据处理,以小论文的形式提交研究结果。
2.3基于工作过程增强教师的专业素质
高职院校的化学教师绝大多数都是从校园到校园,专业知识主要来源于课堂与课本,十分缺乏企业一线工作经验,对于所任教科目的各个化学知识点在实际工作岗位的应用价值往往不十分清楚。因此,各门化学课程的任课教师都要积极到企业中去锻炼,去探索各个化学知识和技能在生产过程中的实际应用和潜在价值,以寻求各门课程的化学知识与专业课程的结合点,从而选取化学授课内容,确定相应教学手段,把化学知识的传授融入到以工作过程为导向的教学过程中去,让学生在平时的化学学习过程中就能得到职业岗位相关的知识和技能的熏陶。我们的比较成熟做法就是在每年的学生顶岗实习期间分批次地让化学教师随着专业实习指导教师到学生的实习点进行调研学习。
2.4基于工作过程编写所教专业适应的化学课程教材
基于工作过程理念进行化学教学,因为各课程教学内容及教学手段发生了改变,这就必然要求有配套的教材与之相适应。因此,相关教师要尽可能地根据以工作过程为导向的教学形式编写出与所教专业相适应的化学课程教材。编写教材时,我们从所教专业的职业岗位技能着手,从中抽取出与化学相关的知识点和技能点,并按照学生专业职业能力成长所需的化学知识和技能的顺序进行编排,先以讲稿或讲义形式出现,经实践修订后再择机编制成教材。
2.5基于工作过程积极参与项目课程建设尝试
项目课程是以职业能力为目标确定教学内容,以工作过程为载体设计训练项目,建立起工作任务与知识、技能联系的一种课程形式。对于化工类专业的化学教师来说,项目课程的建设,意味着传统的化学课程体系被打破,将需对工作任务所需的化学理论知识与技能重新整合建构;项目课程的教学,意味着必须冲破传统教学模式的束缚和心理定势的影响,须进行科学有效地摸索。故此,我们所面临的压力是巨大的。然而项目课程的建设与实施是当前高职教育大力倡导的教育教学改革方向,我们要大胆尝试、大胆探索。
上述是我们对高职化工类专业的化学教学改革进行初步地实践与探讨。显然地,高职化工类专业的化学教学需要改革的还有很多很多,这需要我们不断地进行实践、总结与探索。
参考文献:
[1]欧盟Asia-Link项目“关于课程开发的课程设计”课题组编.学习领域课程开发手册[M].北京:高等教育出版社,2007.
[关键词] 高职高专;药物分析;教学探讨。
《药物分析》作为药学专业的一门核心专业课程,旨在培养学生具备强烈的药品全面质量控制的观念及相应的知识技能,能够胜任药品研究、生产、供应和监督管理过程中的分析检验工作,并具有解决药品质量问题的基本思路和能力[ 1 ] ,是一门研究药品及其制剂的组成、理化性质、真伪鉴别、纯度检查及其有效成分的含量测定等内容的学科。其主要运用化学、物理化学或生物化学的方法和技术研究化学结构已经明确的合成药物或天然药物及其制剂的质量控制方法以及有代表性的中药制剂和生化药物及其制剂的质量控制方法。学习过程中学生大多难以把握药物分析的特点和规律,无法提高学习水平,有的甚至难以入门。如何帮助他们消除这些障碍,全面提高药物分析的学习水平和教学质量,是值得教师认真研讨的问题,笔者结合自身教学实践,对药物分析教学进行了一系列探索和改进,现将体会报道如下。
1 理论教学内容。
高等职业技术教育的主要任务是培养面向基层的高级技术人才[ 2 ] 。学生应在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能,具有良好的职业道德和敬业精神。在此目的指导下笔者根据学生专业的特点、接受能力,选择难易适中、先进实用的教学内容来保证良好的教学效果,在授课时以分析化学的各类方法为主线,在介绍各种常用分析方法的基本原理、操作、测定条件等知识的基础上,选择一些简单的、学生较为熟悉的药物供学生讨论。
并在教学过程中围绕全面提高药品质量的主题,抓住药品质量控制的鉴别、检查、含量测定三方面的基本规律,紧扣各类药物结构的特点与分析方法之间关系,突出剖析具有特性的方法,尤其重视同一分析方法在不同类型药物分析中的异同点比较。此外笔者还结合国家执业药师资格考试应试指南,把药典知识、药品全面质量控制、药品管理、药品质量标准以及药品检验工作的基本程序等方面的内容也作为讲授的重要内容,使学生尽可能多地了解一些药物及药物质量管理有关的知识,在课堂和实训中取得了较好的效果。
“授之于鱼不如授之于渔”。在具体地讲授过程中,药物分析教材中各类药物基本上是以化学结构进行分类的,所以笔者在教学时紧紧抓住“结构- 性质- 检验(即鉴别、检查、含量测定) ”这条主线,并结合药物化学、分析化学等相关课程的知识,引导学生从剖析药物结构入手,分析其相应的理化性质,介绍所采用的分析方法。在传授学生知识的同时,也教会学生怎样学习这门课程。
2 实训教学内容。
实验教学是高等医药院校最基本的教学形式之一,对培养学生科学的思维方法、创新的意识与能力,全面推进素质教育有着重要的作用[ 3 ] 。高职高专教育中,实训课所占比例较大,这就要求在学生掌握理论知识的同时,还要提高实验技能和动手能力。
为拓宽学生知识面,笔者对药物分析实验内容进行改革。
首先,笔者设计一些基本技能实验对学生进行基本技能、基本方法以及基本仪器设备的训练与应用,培养学生动手能力。例如通过对盐酸普鲁卡因、葡萄糖及其注射液等一些不同类型的药物原料或制剂的性状观测、真伪鉴别及纯度检查实验,使学生能够熟悉并掌握药物分析中常用的性状观测设备及性状描述术语,了解并掌握药品真伪鉴别的物理和化学方法,熟悉药物纯度检查的常规项目及限量的计算,并能熟练规范地进行检查操作。[ hi138\Com]
其二,笔者还增加了综合性实验,主要使学生应用所学知识进行药品质量控制,培养学生分析、思维能力。实验内容主要综合药物分析及其相关学科知识,对实验中出现的问题要求学生进行总结、分析。
如通过对牛黄解毒片及阿司匹林肠溶片等制剂的质量全检验实验,学生能熟悉并掌握药物分析检验工作的程序、项目和过程,为其独立进行药品质量的检验、药品质量标准的研究和制定等工作积累技能。
另外,笔者根据药物分析方法学的要求以及药物分析在实际工作总的发展趋势,安排的七次学生实验涵盖了旋光法、薄层色谱法、容量分析法、紫外- 可见分光光度法和高效液相色谱法等常用药物质量控制方法,最大限度地利用笔者的最大教学资源来使学生真正掌握实际工作中将会用到的操作,提高动手能力。
3 教学方式。
药物分析课程是一门理论紧密结合实践,操作性、应用性强的学科,学生普遍反映比较难学。学科的特点决定了在教学中注意利用多媒体教学方式,把传统教学中难以表达、难以理解的抽象内容、复杂的变化过程、严格的技术动作、细微的结构等,通过动画模拟、局部放大、过程反复演示等手段予以解决,不但在教学中起到事半功倍的效果,而且有利于提高学生的学习兴趣和分析、解决问题的能力,大大提高了教学效率和质量。
另外,在学生掌握了有关基本知识和分析技术的基础上,笔者根据教学目的和教学内容的要求,运用具体生动的典型案例,将学生带入特定事件的现场进行案例分析,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,通过学生的独立思考或集体协作,让学生在具体的问题环境中,进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题的能力。例如:结合目前假药劣药给人民群众健康造成重大损害并受到法律追究的实例,近年来接二连三出现的严重药品事故:广西半宙制药集团第三制药厂生产的“梅花K黄柏胶囊”非法搀入过期的四环素,致湖南株洲中毒58人;安徽华源生物药业有限公司未按批准的生产工艺进行生产,生产记录不完整,从而导致欣弗(克林霉素膦酸酯葡萄糖注射液)集中出现患者过敏性休克、肝肾功能损害等不良反应80多例,死亡9例;齐齐哈尔第二制药有限公司生产的“亮菌甲素注射液”因使用了强毒的工业溶剂二甘醇原料,导致多名患者肾衰竭等。假药劣药给国家造成了不可估量的损失,也给患者与家人带来无尽的痛苦,最终生产厂家受到了法律的严厉制裁。实践证明,在教学中恰当地运用案例教学法能使课堂教学收到事半功倍的效果。
4 考核方式。
为避免“高分低能”现象,笔者对考核方式和成绩评定进行改革。期末总评成绩包括2部分:一是平时成绩,占30% ,根据学生实验课表现及实验报告、讨论分析的情况作出综合评定。二是期末考试成绩,占70%。在理论课试卷设计上,着重主观题的分量,着重考查基础知识、基本理论掌握情况和学生知识面。这样,试卷不再是成绩的最终结果,学生学习积极性得以保持,既保证了学生理论知识的学习又真正提高了学生的实践技能,避免了平时不学习、考前突击现象的发生。
总之,药物分析课的教学探讨是一项系统工程,既涉及教育思想及观念的转变,又涉及教学管理体制的变革;既涉及更新课程内容和教学方法,又涉及平衡传授知识和培养能力的关系。笔者希望通过与同仁们的不断探讨,达到共同提高教学效果的目的。
参考文献
[ 1 ] 刘文英。 药物分析[M ]. 6版。 北京:人民卫生出版社, 2008.
关键词:医药类;独立学院;药学实验过程开放;综合成绩;调查问卷
中图分类号:G640文献标志码:A文章编号:2096-000X(2020)30-0119-04
一、概述
教育部26號令《独立学院规范设置与管理办法》对独立学院的发展做出了规划[1]。医药类独立学院重在培养应用型、技能型人才,且地方有诸多国内排名靠前的制药企业,对于药学技能型人才有很大需求。因此,提高实验教学质量,实现资源合理配置,提升学生综合实践技能显得尤为重要。
目前高校药学实验室的运行仍是在传统教学模式下进行的,即以教师授课为主,学生根据教师教学内容和教学安排进行学习,属于被动教育[2]。且实验室采用封闭管理的操作方式,主要满足于学生实验教学及教师科研。这种现象造成的结果是实验设备和实验资源使用效率不高,学生的实际操作能力和科研创造能力受到束缚[3]。
高校正在全面进行教育教学改革,重点改革人才培养方案和教学内容、教学形式,其中实验教学改革也是改革重要的一方面[4]。传统实验教学内容多为验证性实验,实验室时间、空间灵活度受限,学生不能充分进行科研和实验技能锻炼。随着实验教学改革的实行,实验内容不但应增加设计性实验、综合性实验,还应提高学生在实验室时间和空间的灵活性。
中国药科大学药学院杜玉锋、李佳常[5]认为开放式实验教学能够激发学生的科学探索精神,对培养学生独立思考、主动学习、发挥主观能动性有正面作用。西南医科大学药学院屈坤燕、王钦等[6]通过打造药学实验实训平台,开展药学实验开放式教学、创新教育教学模式,以提升教师的实验教学水平和提高学生专业技能的核心竞争力。
二、开放式实验教学实施方案
选取研究组和对照组,在相同的实验项目下,研究组进行药学开放式实验教学,对照组采用传统“教和学”模式。
给予研究组简略的实验方案,研究组须通过查询大量文献来掌握该实验项目中各物料的化学性质、合成路线、制剂制备方案、原料药及制剂的分析方法等,再由小组讨论、教师补充完善实验方案。最后考察综合实验成绩,调研实践效果。
给予对照组已知的完整实验方案。采用传统实验教学方法,课上首先讲解具体的实验方案,讲解过程中进行操作演示,然后学生动手操作。最后考察综合实验成绩,调研实践效果。
三、调查结果统计与分析
(一)药学开放式实验教学的调查方案
方案从实训态度、文献查阅、实践操作、实验结果、注册资料及创新能力等6个指标评价研究组和对照组。综合成绩(Q)计算公式为:Q=■Qi×Ti,其中:Q为综合成绩,Qi为各指标的成绩,Ti为各指标所占权重。
对研究组进行调查问卷发放,选取“药学实验室条件”“药学实验开放式教学内容”“实验教学方法”“药学开放式实验教学效果评价”及“希望与要求”等5个一级指标和15个二级指标。每个指标设3~4个程度级别选项,要求调查对象就每一项指标给出不同程度级别的选择,或就每一项指标提出自己的意见和建议,从而了解调查对象对药学实验现有教学及开放式教学的看法。
(二)药学开放式实验教学的调查结果与分析
综合成绩表明,研究组在文献查阅、注册资料及创新能力等三方面略高于对照组,在实验结果方面略低于对照组,两组的实践操作能力基本无差别。两组均给予相同的实验项目,研究组给予简略的实验方案,须通过查询大量文献来掌握该實验项目中各物料的物理化学性质、合成路线、制剂制备方案、原料药及制剂的分析方法等,再由小组讨论、教师补充完善实验方案。对照组给予已知的完整实验方案,所需查询的文献资料较研究组少,故研究组在文献查阅、注册资料及创新能力等三方面略高于对照组,在实验结果方面略低于对照组。实践操作均由教师根据实验方案进行详尽讲解与现场操作、指导,故两组的实践操作能力基本无差别。
总结和分析本次问卷调查及结果,具体见表1。
由表1可知:
1.药学实验室条件的调查分析:90%以上的学生对于目前药学实验室的实验环境表示满意,96.9%的学生认为现有实验条件能否满足一般教学需要。
2.药学实验开放式教学内容的调查分析:
(1)对于药学开放式实验课的学时数安排是否合理,78.1%的学生认为比较合理,近20%的学生认为课时数偏多或偏少,因此对于开放式实验教学的学时数需进一步进行合理安排。
(2)对于药学开放式实验教学的内容安排方面,近94%的学生认为合理。
(3)通过药学实验开放式教学,近82%的学生认为在原料药与药物制剂分析方面收获最大,掌握了原料药及制剂的质量控制方法,并进行分析方法的验证,了解了质量标准的制定依据。
3.实验教学方法的调查分析:93.8%的学生对于现有的教学方法表示满意。
4.药学开放式实验教学效果评价:
(1)59.4%的学生认为收获最大的是比较规范地学会了基本实验技能,34.4%的学生收获最大的是提高了分析问题、解决问题的能力;
(2)90%以上的学生认为过程性开放实验加深了理论课的学习,约6%的学生认为帮助不明显或无帮助,对于之后的实验课,应提升理论与实践的联系性;
(3)近97%的学生认为通过过程性开放实验促进了其文献检索及信息收集能力。因学生须通过查询大量文献来掌握该实验项目中各物料的物理化学性质、合成路线、制剂制备方案、原料药及制剂的分析方法等,再由小组讨论、教师补充完善实验方案;
(4)约81%的学生认为通过过程性开放实验提升了其自主研发能力,约19%的学生认为提升不明显或无提升。学生分组进行开放性实验,有部分学生可能没有自主参与整个研发流程;
(5)约94%的学生认为过程性开放实验促进了其综合实验素质的提升;
(6)90%以上的学生认为药学开放性实验对提高自身解决问题和创新思维能力方面有所帮助。
5.对于药学实验开放性教学的希望与要求
(1)约87%的学生赞同开设开放性实验,约13%的学生认为课程较多,学习时间紧张,无法保障开放式实验教学的效率;
(2)56.3%和34.4%的学生最希望开展的开放性实验为实验过程开放、实验教学方式的开放,因此教师可在传统的LBL(Lecture-BasedLearning)教学法中引入PBL(Problem-BasedLearning)教学法和“学生讲解法”等。
四、结论
综合成绩表明,研究组在文献查阅、注册资料及创新能力等三方面略高于对照组,在实验结果方面略低于对照组,两组的实践操作能力基本无差别。
关键词:创新型人才;培养实践;安全工程
中图分类号:F241 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2012)33-0135-02
一、研究背景
中国政府历来重视煤矿安全工作,2006年国务院专门会议讨论瓦斯治理问题,加之煤矿安全的严峻形势以及安全欠账的实际情况,近几年数次拨专款投入煤矿安全(每年约30亿元),各地方政府也积极响应,配套相应的资金,这些措施都会直接推动煤矿安全工作的发展。另外,《安全生产法》及其行政追究制度等的颁布与实施,也迫使各级政府及企业领导进一步重视安全工作。还有企业领导自身的觉悟及认识的提高,必将进一步推动煤矿安全工作的发展。鉴于国家对煤炭生产企业安全重视,因此,如何培养高素质、具有实践和创新能力的安全技术与管理人才,如何将煤炭进行过程中事故率降到发达国家水平,加强煤矿安全与管理人才的培养是非常必要的,而且是十分迫切的,加强煤矿安全人才的培养,确保煤矿安全生产形势根本好转,促进中国煤炭工业可持续发展,同时对中国煤炭工业安全生产和经济可持续发展都有着重要意义。
二、培养目标
培养满足新时期煤矿安全生产的需求,具有良好的基础理论、实践技能、外语和计算机应用能力,掌握安全工程系统理论,具有宽广的国际视野、开拓创新意识以及结合生产实际提出和解决问题的能力,能在煤矿从事工程设计与施工、科技开发与生产经营管理等方面工作,具有较好的人文社会科学素养与团队精神、较强的社会责任感和良好的工程职业道德的本科工程型创新人才[1~2]。
三、培养标准
1.掌握相关的自然科学和工程理论基础知识。(1)自然科学基础知识与人文、社会科学知识。掌握中国特色社会主义理论与唯物主义哲学思想,具有社会责任感;经济、管理、法律、英语等方面的基础知识。(2)理论基础知识。掌握并能应用数学、物理、化学等基础知识;掌握安全工程所需要的工程力学、流体力学以及工程热力学等深厚的力学基础知识;熟练应用计算机软件、高级编程语言等现代工具与及相关信息技术;掌握电工、电子等相关基本理论知识;掌握地质学基础理论及工程制图基本方法;具有系统工程知识及系统思维方法。(3)工程专业知识。掌握矿井开采工艺及相关设计与管理技术;掌握矿井通风技术基本原理及相关设计与管理技术;掌握井巷工程设计与施工基本知识;掌握矿井灾害防治理论及防治工程设计方法;掌握矿山安全生产相关法律法规;掌握矿山经济理论基础及矿山企业管理知识;掌握矿山安全与劳动卫生基本原理;掌握矿山环境保护与可持续发展政策及相关技术;熟悉采矿技术规范,掌握矿山设计和数字矿山技术的基本方法。
2.具有运用理论知识和专业技能解决工程实际问题的能力。(1)工程项目评价、分析与决策能力。具备认识和系统表述安全工程领域各环节设计、技术和施工管理等问题,以及初步系统规划研发的能力;具备建立本领域技术分析模型的能力;具备识别及分析影响矿山安全生产的不确定性因素、风险因素的能力;具备提出解决矿山安全生产问题的方法和建议的能力;具备应对危机与突发事件的初步能力。(2)实验和分析能力。熟悉本专业国家和行业的标准与规范;具备查询相关资料或者电子文献的能力;掌握相关实验操作技能,具备分析实验数据、书写实验报告与归纳总结的能力。(3)系统思维能力。具备运用整体思维方式,全局性和系统性地考虑矿山通风与安全工程项目实现的能力;具备梳理矿山安全生产各环节的关键问题、难点以及影响因素的能力;具备针对解决问题的方案进行论证、总结并得出结论的能力。(4)创新精神以及吃苦耐劳的敬业品质。积极探索安全工程领域的新问题、新发展;具有执着的工作态度,并能够结合具体条件善于运用灵活方式合理解决问题;敢于质疑,勇于创新的精神;谦虚谨慎,戒骄戒躁;保持求知欲和终生学习的态度;高效、合理地管理时间和资源;培养吃苦耐劳的精神 [3~4]。(5)职业道德和职业精神。具有高尚的职业道德,正直,富有责任感;遵守职业行为规范,遵纪守法,遵守行业准则;主动规划个人职业方向与发展;与世界安全工程界保持同步,与时俱进。(6)进行安全工程专业技术产品开发和技术改造与创新的初步能力具备发现问题的能力;具备创新的意识;具备创新所需的专业知识;掌握一定的创新方法。
3.具有团队协作和沟通交流的能力。(1)团队精神。培养合同协作的团队精神;具备组织协调和领导能力;善于技术分工和协作,共同完成目标。(2)交流与沟通。具备交流与沟通的意识和能力;建立与安全工程界进行交流的组织结构;具备运用写作、图表、电子和多媒体进行交流的能力;善于口头表达,能够作报告和会议进行交流。(3)国际交流。能够运用外语进行交流;具备参加国际专业合作项目的初步能力;熟练运用外语查阅相关文献。(4)团队管理及组织协调能力。具有丰富的团队管理经验,善于调动团队积极性,激发团队战斗力;良好的组织能力以及冲突协调能力。(5)项目评估能力。掌握正确的项目评估方法;了解项目评估的过程;具有发现问题并及时提出改进意见的能力。
4.具备在一定的企业和社会环境下的综合工程实践经验。(1)参与矿山安全国际化。了解矿山通风与安全的发展及矿业工程发展国际化趋势,了解相关国家矿山安全生产领域的政策和法规,具备参与矿山安全国际化的能力。(2)适应社会背景环境。应用矿山通风与安全专业基础知识与可持续发展相关理论,分析矿山通风与安全对社会财产、生命安全、矿山绿色可持续发展的推动作用,能够利用专业知识为社会作贡献。(3)矿山通风与安全工程项目设计。应用学科基础知识和安全工程专业知识,进行矿山通风与安全工程项目的设计能力。(4)矿井灾害防治规划与设计。综合应用学科基础知识和专业知识,进行矿井灾害防治规划、技术设计及施工设计的能力。(5)安全工程实施能力。应用安全工程专业知识及管理知识,进行矿山工程项目施工组织管理、质量控制及成本控制能力。(6)矿山企业运营与管理。熟悉矿山企业运营特征,确定矿山企业生产运行的方式和资源优化,规范企业职工培训与岗位管理,具备通风与安全技术管理、矿井灾害防治和矿山生产经营管理能力。
四、培养方案
培养模式为“3+1”模式:即三年在校培养,以及累积一年在企业的生产实训培养。第1~4学期按安全工程专业大类培养。第4学期末,采取双向选择的方式,在安全工程大类学生中选拔有志于从事“矿山通风与安全”工作的学生60名左右进入本计划,按本培养方案培养[5~6]。
企业参与学生培养的整个过程:除参与学生在企业实训期间的指导工作外,企业导师还参与学生培养方案的制定、教学计划的编制、部分校内课程的讲授以及毕业答辩等过程。
以矿业工程、安全科学与工程主干学科,主要课程为:流体力学与流体机械、工程力学、工程热力学、传热学、物理化学、安全系统工程、煤矿地质学、采矿学、矿井通风学、煤矿安全管理、矿山安全法规、安全经济学等。特色课程为:矿井通风学、矿井瓦斯灾害防治工程实践、矿井火灾防治工程实践、矿井安全新技术讲座。
主要实践性环节:矿井开拓开采工程实训、矿山地质工程实训、矿井通风系统测控工程实训、矿井灾害防治工程实训、矿井灾害应急救援工程实训、矿井开拓开采与通风安全综合设计等。
学生至少应修满200学分,其中理论课程151学分,实践环节4分(含素质拓展环节4学分)。标准学制为四年,学分修满后授予工学学士。
五、结论
通过优化安全科学技术专业课程体系,凝练基础理论课教学内容,更新专业核心课程的内容,突出专业课新知识和实践教学环节、新技术;改革现有选修课的设置提高学生的科技创新能力,构建既实用又可灵活衔接的专业课程体系,带动专业整体教学质量的提高。形成安全科学技术专业人才“基础实、知识面宽、能力强”素质高、创新能力强的鲜明特色。
参考文献:
[1] 窦培谦,胡广霞.安全工程专业实验课程体系设置研究[J].中国安全科学学报,2008,(6):51-54.
[2] 宋守信,杨书宏,傅贵,等.安全工程本科教育专业认证的方法与实践[J].中国安全科学报,2008,(8):50-57.
[3] 袁昌明,谢正文.安全工程高等教育人才培养模式的探讨[J].安全与环境学报,2006,(6增刊):35-37.
[4] 田震,马小明.安全工程专业本科生多样性人才培养[J].安全与环境学报,2006,(6增刊):17-19.