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摘要:本文针对应用化学专业实验的教学内容进行改革,采取精选实验项目、采用开放式教学、合理的考核方法等,培养学生独立自主学习能力,尊重事实、事实求是的科学态度。通过教学改革,有效的调动了学生的学习积极性、激发了学生的科研兴趣、锻炼了学生的动手能力。
关键词:应用化学;专业实验;教学改革
应用化学专业横跨或涉及多个学科和多个专业,是一门介于化学和化工之间的应用型的学科,是化学学科中应用性最强的培养应用型人才的专业,它培养的人才具备化学的基本理论、基本知识和较强的实验技能[1]。创新性、综合性实验是进行专业实验技能训练的不可缺少的组成部分[2]。通过创新性、综合性实验,提高了学生的主动性和动手能力。本文以辽宁工业大学化学与环境工程学院的应用化学的专业实验教学为研究对象,从转变教学观念、精选实验项目、创建绿色实验项目、增加综合性实验项目、努力构建开放性实验平台及改进实验成绩考核方式等方面,探讨了我院应用化学专业实验教学改革与实践[2]。
一、建立设计性科研实验题目遴选机制、实现教学和科研结合
应用化学专业在进行专业实验教学时,学生已经进入大四阶段,具备了基本实验技能、必要的合成实验及仪器分析的基础。而传统的实验教学模式较单一,在实验内容上验证性实验和经典实验及孤立的单元性操作实验多,不能调动学生的积极性,不利于发展学生创造性思维。目前的实验项目已不能满足当代应用化学教育的要求,因此实验教学内容急需更新,如何设计出一些新的综合化学实验已成为当务之急[3]。为了更好地展示我校应用化学专业的培养特色,同时体现当前社会研究热点,我们制定了应用化学专业实验题目甄选机制,每年在教师层面上征集实验题目,扩充专业实验题目库[3]。我院具有博士学位的年青教师比例较高,本院教师主持多项国家级、省级研究项目,具有较高的科研水平。教师从自己的科研项目中设计出综合性科研实验,实验完整的包括产品合成、分析表征、产品应用,必须是“集三位于一体”的综合性较强的实验题目,然后学院在其中精选出能够强化学生技能的实验项目。科研型实验不仅能把过去的知识全面应用和巩固,通过对相关领域的前沿问题或研究热点问题展开研究,能将科研优势转化为实验教学优势,充分调动了学生的学习主动性和独立思维能力,实验过程中,学生始终保持极高的学习热情,学生不断要求增加这方面的实验。科研型实验使得专业实验有了充足的课题,进一步拓宽应用化学专业学生的研究范围和视野,保证专业实验的创新性和研究性[4,5]。
二、在实验教学方法上以开放式教学为主
化学学科对相关产业和建设绵阳科技城的作用化学是材料、生物、环境等学科的基础,本身又具有适应面很广和适应性很强的学科特点,社会对其人才的需求非常广泛。该学科是西部特别是四川尤其国家实施建设绵阳科技城的必备学科,西部开发中绝大多数项目是除信息技术以外的生物制药,新材料,环境保护与治理等行业的高新技术产业,如绵阳就有新材料、精细化工、生物制药及环保产业园,而这些行业都特别需要高水平的精细化工及分析技术人才,绵阳科技城千亿工程发展计划中精细化工产业将从目前的10亿上升至50亿,这将为化学化工产业带来巨大的机遇和挑战,据绵阳经贸委消息,绵阳市将出资近百万与有关单位联合成立绵阳精细化工研究开发中心,我校应该是最有希望的承担单位;化学的重要方向分析化学特别是我校先进的分析测试中心的建立将为绵阳的化学化工、材料、生物和环境等高科技产业群的高科技服务和高科技成果孵化和转化起着真正的发动机的作用。随着我国加入WTO,进出口商品贸易对产品质量要求必须与国际标准接轨,因此这些产业及相关的国家职能部门大量需要该专业的人才。
一、化学学科在与我校重要董事单位———中国工程物理研究院合作中的特殊地位和作用
地处绵阳的我校董事单位中国工程物理研究院在国防化学上有一流的人才和设备,因此我们可以联合开办国防应用化学方向,即与国防建设有关的含能材料(炸药)即硝基化合物化学,放射废物治理及放射分析方向,以满足西部大量的军工企事业单位对这些方向人才的需求(注:我国仅北京理工大和南京理工大在开设该方向专业,但毕业生不愿到西部特别是一般离城市较远的军工企事业单位工作,造成这些单位人才严重短缺,急需西部高校培养输送该方向的专业人才);我们已经和中国工程物理研究院核物理与核化学研究所,中国工程物理研究院化工材料研究所签定了正式的联合培养这些方向的应用化学高级人才的协议,并得到了积极和热情的响应,他们非常愿意并决心和我们一起将该专业办成全国一流的特色专业;我们已与工程物理研究院联合申报成功应用化学本科、分析化学硕士点办学资格。近年来我校与中国工程物理研究院开展了多项有关放射废渣固化处理等方面的研究合作,获得了多个中国工程物理研究院研究基金,并取得了重要的科研成果。特别值得一提的是四川省人民政府委派原中国工程物理研究院楚士晋教授出任我校副校长后,双方的合作达到了水乳交融的程度,值得一提的是楚校长所研究的学科就是国防应用化学,因此一定能发挥地处绵阳的我校董事单位的巨大学科优势联合办学,将这个专业方向发展成全国有名的有特色的重点专业。
二、我校化学学科的现状
1.学科情况
化学教研室及现在的化学研究所,是我校最老的教研室之一,多年来承担全校基础化学教学任务,科研方向主要围绕材料学科开展。从1995年起共申报8次应用化学本科办学资格,直到最后一次于2002年申报成功,现有应用化学和分析化学两个硕士点,2004年度已申报无机化学硕士点,现有教授6人,副教授10人,讲师10人,绝大部分具有硕士以上的学历,为适应学科发展的需要,正按计划引进高水平人员。
摘要应用化学专业课涵盖面广,学科交叉性强,给双语教学实施带来相当难度。应根据专业特色自编教材,重视给出课外教材与参考文献,忌将中文教材硬译,忌将教材整理成会议论文集;尝试讨论式和互动式等教学方法及采用workshop、场景模拟和角色扮演等教学方式;选择不同的考核方式,增加平时考查环节,以推动双语教学有效发展。
关键词双语教学应用化学教学模式场景模拟互动教学教学方法
1自编外语教材
应用化学研究范围涵盖了整个化学领域,并与多门学科相互渗透,包括精细化工、无机化学、药物化学、应用电化学、应用光化学、能源化学、工业分析化学等。各高校往往是在充分利用地方资源及适应科技发展的基础上,设置学业发展方向,开设学科交叉课程。加之国外教材五花八门,良莠不齐,从而加大了外文教材选择上的难度。然而在另一方面,应用化学专业领域的相关著作及资料却层出不穷,时效性很强,又为教材的选择与编写提供了更多的参考。因此任课教师可以根据课程要求和授课学生的情况来编写教材,除了注重教材的知识性、趣味性、语言规范性以及图文并茂等一些基本原则外[6],还须考虑以下几个方面。
1.1忌将教材编撰成会议论文集
专业课的开设对象是本科高年级学生,在学习了专业基础课后,学生们具备了本领域的一些基础知识,通过专业课的讲授让他们将基础知识融会贯通到实际应用当中,并了解本领域的前沿动态。应用化学专业知识更新快,前沿性强,但本科学生缺少实际科研经验,过分关注热点而忽略与基础理论的衔接,反而容易让学生迷失方向。因此那种一味强调最新科研动态,关注研究中反常现象的会议论文似的教材并不可取。任课教师在选择素材时,一定要注意收集与专业基础知识紧密联系,并与目前研究热点相关的内容,这样一方面让学生体验知识的学以致用,另一方面又会激发他们的科研兴趣。
编者按:本论文主要从实验教学的基本体系;本科生和研究生互动的实验教学创新模式等进行讲述,包括了化学实验教学着力于突出以创新能力和实践能力为重点的素质教育等现代教育思想与理念的贯彻落实、研究生参与本科生实验指导、研究生的科研成果转化成本科教学实验、本科生到研究生实验室做毕业论文等,具体资料请见:
提出了本科实验教学中本科生与研究生互动的实验教学“一二三模式”,旨在发挥科研与研究生的优势,为本科实验教学服务,提高本科实验教学质量,培养创新型人才。
教学研究型大学一般以本科教育为主,同时积极发展研究生教育。因此,在化学实验教学中尝试本科生和研究生互动,对于更好地衔接本科教育和研究生教育,利用研究生教育资源提升本科教育水平,培养创新型人才有着现实意义。本科教育是基础教育阶段,主要是积累知识,培养和训练各方面技能;故在此阶段应注重培养学生的综合能力和素质,为研究生教育和可持续发展奠定基础;研究生教育是专业教育阶段,是更高深层次的专业教育培养,其基础是学科建设。研究生通过某一问题的解决,学到解决问题的方法,以便今后可以独立解决问题。研究生培养质量的高低是学科建设水平的重要体现,同时又对学科建设起着重要的促进作用。研究生教育要上水平必须有优秀的本科人才作为后备人才储备。
本科生与研究生互动反映了教学研究型大学的要求。一方面,研究生是学校科学研究和技术研发的重要生力军;另一方面,研究生教育能带动积极向上的校园文化和学术氛围,能够通过一批原创性科技研究成果的转化直接为经济与社会发展服务,能够对区域的政治和文化产生影响,有助于形成良好的校风和学风,带动本科生的教育教学。为此,许多教学研究型大学提出本科教育是立校之本,研究生教育是强校之路。
如何处理好本科教育与研究生教育的关系,实现学科建设与本科教育目标的融合与互动发展,是我们面临的一个重要问题。我院在本科化学实验教学中,充分利用科研和研究生的优势,发挥研究生在本科生实验教学中的作用,在本科生和研究生互动方面做了一些尝试,取得了一定的成效。
1实验教学的基本体系
[摘要]针对近年来学生专业定位不准确的现状,结合我校学生特点,从教学理念、教学内容、教学方法等方面进行探索,创新化学工艺学课程思政教学模式,坚持立德树人和文化育人相统一,有效发挥应用化学专业核心课程的育人功能。
[关键词]化学工艺学;课程思政;立德树人
在全国高校思想政治工作会议上强调:“要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”[1]。高校的根本任务是立德树人,大学的人才培养目标主要是培养能够为国家、民族、社会的发展做出贡献和具有独立个性、健全人格、德才兼备、全面发展的人才。专业课课堂教学不仅要体现专业知识和技能的传授,更要体现科学思维、科学方法等能力和科学精神、科学品德的培养,还要承担思政教育的育人功能。化学工艺学是我院应用化学专业核心课程,该课程主要研究综合利用各种原料生产化工产品的方法原理、操作条件、流程和设备,以创立技术先进、经济合理、生产安全的化工生产工艺[2]。该课程的学习为学生解决化工生产中的实际问题奠定基础,如何在专业课的教学中突出专业课程教学的育人导向,教学过程中融入思政元素,使专业课上出“思政味”,为我国化学化工事业培养更多德才兼备的人才,是我们近年来一直在思考的问题。化学工艺学课程把握理论实际相结合,思政教育资源丰富,开展“课程思政”设计得天独厚。近年来,我们从教学理念、教学内容设计、教学方法设计等方面进行探索,针对近年来学生专业定位不准确的现状,结合我校学生特点,创新课程思政教学模式,从培养和践行社会主义核心价值观方面进行教学设计,坚持立德树人和文化育人相统一,有效发挥应用化学专业核心课程的育人功能。
1教学理念
教学过程中坚持以学生为中心,立德树人。例如,在绪论部分,化工发展史介绍时,通过介绍新中国成立前后的化工厂数量及规模,化工产品如硫酸、化肥、纯碱、烧碱等产值位居世界前列,乙烯生产装置、炼油装置的发展等事实,突出新中国成立特别是改革开放以后化学化工行业取得的巨大成就,坚定学生中国特色社会主义道路自信,激发学生民族自信心和自豪感。例如,讲到农药的发展,请同学们课前阅读美国作家蕾切尔·卡逊著的《寂静的春天》一书,网上查阅美国孟山都公司的发展史,并布置作业,写出观后感和1篇小论文。课堂介绍剧毒农药DDT为代表的杀虫剂的广泛使用造成生态灾难,到取消剧毒农药和低毒农药的开发,到生物杀虫剂的开发,进行辩证思维和环境保护教育。能源资源与化工部分,引导学生分析雾霾的来源、能源与环境、温室效应的原因及后果。化学工艺与环境保护部分介绍化工行业对环境的影响,让学生正确认识化工行业,认识到化工行业的污染可以通过改进工艺采用绿色公益来降低,鼓励学生考虑如何改进工艺降低污染,加深对专业的认知,并强化其节约资源和能源以及环境保护意识。纯碱部分,介绍吕布兰法和索尔维制碱法原料浪费较多的缺陷,侯德榜采用辩证思维的方法克服缺陷的例子。同时,课前播放介绍爱国企业家范旭东、侯德榜的故事和天津永利碱厂“红三角”牌纯碱的视频。增强学生的爱国热情和对专业以及将来从事职业的认同感,让学生认识到要实现理想,只有脚踏实地,勤奋努力,把小我融入大我,为中华民族的伟大复兴不懈努力和奋斗。
2教学内容设计