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2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路
卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求,确定相关课程和实践教学环节,将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中,增加工程教育相关课程,因此,必须按照新的人才培养方案,以教材建设和精品课程建设为手段,改革教学内容,加强教材建设,自主编写和完善系列专业教材,使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下:
2.1构建“新体系”
构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”,循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层,主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层,主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层,主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。
2.2突出“厚基础”
本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育,专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等,其课程学时占总学时的47.7%,课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课,其课程学时占总学时的34.9%,课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课,其课程学时占总学时的17.4%,课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础,为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。
2.3强化“宽口径”
本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中,精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径,以满足大化工行业对工程技术人才的要求。
2.4体现“重创新”
教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上,以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则,尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时,组织教师立项编写或参编高质量教材,如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义,制作和充实各类声像教学资料,积极开发具有专业特色的CAI课件,录制网络教学视频。重点开展精品课程建设,争取获得1门国家级精品课程、2~3门省级精品课程、4~5门校级精品课程,通过改革与建设,不断提高教育质量和人才培养质量,努力培养学生的创新精神和实践能力,打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才,以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设,确保学校教学质量不断提高,确保专业建设项目绩效。
3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设存在的困难
卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富,在实际操作过程中需要突破重重难关,其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。
3.1校企合作是首先要解决的问题
近年来,我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制,努力通过各种渠道与企业沟通,先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心,为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益,不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会,这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。
3.2人才需求的个性化和多样化
不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异,如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师,有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识,而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此,我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设,以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。
3.3师资队伍的建设
化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式,为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准,形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足,知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。
乳酸发酵菌种:植物乳杆菌;发酵液500mL;电极室用水:0.3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(阴极室和阳极室各500mL);酸室和碱室为蒸馏水。发酵培养基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸钠2g、柠檬酸二胺2g、吐温-801g、磷酸氢二钾2g、七水硫酸镁0.2g、一水硫酸锰0.05g。
1.2实验仪器
恒温振荡器、高压蒸汽灭菌锅、发酵罐、干燥箱、电子天平、pH计、生物传感分析仪、分光光度计、冰柜。其他常规实验器皿:烧杯、量筒、玻璃棒、酒精灯、接种环、培养皿、移液管等。直流稳压电源;明道式电渗析膜堆一套,外配容量为1000mL的烧杯5只,硅胶管(约0.5m)10根;小型潜水泵5个。通过发酵罐控制主机箱上的蠕动泵,将双极膜电渗析的碱液隔室与发酵罐进行连接。为了降低发酵罐中染杂菌的风险,必须对连接的管子进行灭菌操作。发酵罐内由pH计进行实时监测,当pH低于设定值时,由蠕动泵自动将双极膜电渗析的碱液隔室中的碱液泵入发酵罐进行调节。由于软管内是强碱环境,故碱液室与发酵罐之间的连接管不需要进行灭菌操作。
2实验步骤
2.1双极膜电渗析的准备
(1)组装膜堆:按“阳极板—隔板—双极膜—隔板—阴膜—隔板—阳膜—隔板—双极膜—阴极板”顺序组装膜堆,用长螺杆钉压紧膜堆。为了确保装置的严密性,应使隔板之间的垫圈厚度不超过垫圈槽,并使双极膜的阳膜侧朝向阴极板。此外,在用螺钉压紧装置时,应注意均匀用力,以防止装置变形甚至断裂。
(2)连接设备:在隔板出口分别连接出水管和进水管。将进水管与外置烧杯中的潜水泵出口连接,将出水管的出口端连接到烧杯中,以确保循环通路畅通。
(3)注入料液和电极水:在盐室中注入料液,在极室中注入电极水,在酸室和碱室中注入蒸馏水,此过程应保证料液淹没潜水泵。对于双极膜电渗析,应在实验结束后将各个隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应将装置拆卸还原,并确保各组件干燥和清洁。
2.2发酵过程的准备
(1)种子培养基的培养:配制一定量的种子培养基,并在高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌条件为:121℃,20min。待培养基冷却至室温后,取新鲜斜面菌种,接入种子培养基中,在转速为150r/min的摇床中培养24h,温度恒定在37℃。
(2)发酵罐灭菌:将配制好的发酵培养基加入到发酵罐中,此处应注意体积不能超过发酵罐总体积的2/3。然后将发酵罐和培养基一起放入灭菌锅中进行灭菌。
(3)火焰接种法:先用医用酒精擦拭接种口;在火圈中加入酒精,点燃后套在接种口上;关小空气进气阀,调节进风,降低罐压,打开接种口盖;在火焰范围内打开种子培养基的瓶塞,在火焰上烧灼几秒钟后,迅速将种子液倒入发酵罐中;在火焰上烧灼接种口盖子数秒后,迅速盖好接种口盖,关闭空气进气阀。
(4)发酵培养:接种结束后,对发酵培养过程的各项参数进行设定,开始培养。发酵过程中要打开冷凝器水阀。具体操作参数:转速为150r/min;温度为37℃;pH为6.7。
2.3发酵罐与双极膜电渗析集成操作过程的监测
在集成操作过程中,要对发酵罐和双极膜电渗析同时进行监测,防止任一方出现问题导致集成操作失败。发酵过程:
①通过发酵罐的主机控制发酵的pH条件、溶氧浓度和实验温度。每1h记录pH、温度和溶氧浓度,通过数据判断发酵过程是否正常;
②每4h测量残余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量,以判断细菌的生长情况和乳酸的生成情况。双极膜电渗析过程:
①双极膜电渗析过程调整稳压电源的电压和电流值来控制实验条件,每1h记录电压、电流。
②每4h测量酸室中的乳酸浓度、碱室浓度和碱室碱液体积。
3分析方法
3.1葡萄糖和乳酸的测量
在发酵过程中,要间断地取样进行监测。发酵液中含有有机酸盐、无机盐、菌丝体、蛋白质、脂肪和糖类等。双极膜电渗析过程的料液是经过超滤和脱色之后的发酵液,主要成分为有机酸盐(主要为乳酸盐)和无机盐类物质。实验中使用生物传感分析仪获得葡萄糖和乳酸含量。
3.2生物量的测量
在发酵过程中,要及时监测乳酸菌的生长情况。取样后,用0.3mol/L的稀盐酸溶液稀释,目的是消除一些沉淀性盐的影响。在波长为600nm处,测量吸光度。对于产酸量(Na)、产碱量(Nb)以及它们各自的电流效率(ηa和ηb),可根据下面的公式计算
4实验注意事项
(1)发酵实验结束后,需要完成乳酸发酵液的初步提取工作。应及时向发酵罐中加入NaHCO3,使pH升高到10左右。同时升高温度至90℃,使菌体和其他悬浮物下沉。发酵原液澄清后,将上清液收集到塑料桶中,放入冰柜中保存并用于下一步的提纯。对澄清后的沉淀物集中进行处理。
我校是典型的民族院校,基于相对多元化的生源情况,化学工程实验室在教学过程中,根据学生的知识基础、学习能力和学习态度等,结合各种测试手段将学生大致分成三个层次:将专业基础扎实、接受能力强、学习自觉性强的学生划分为第一次层;将专业知识基础一般但是学习态度积极、成绩中等水平的学生划到第二层;将专业知识基础薄弱、学习能力欠佳、学习积极性不高的学生划为第三层。学院根据学生的层次对同一实验项目对学生制定不同的学习目标。对于第一层的学生要求他们深刻理解原理,培养思维的广阔性,寻求不同解题途径,培养发散思维,挖掘潜在能力;对于第二层和第三层的学生则制定相对低一些的教学目标,B组层我们一般要求学生完整顺利地实验操作过程,培养相应分析问题和解决问题的能力,对于C层学生要求能在指导教师的帮助下理解最基础的理论知识,完整完成实验步骤,达到专业实践学习的基本目标。同时实验室次用递进的方式,鼓励下一层的学生通过学生之间的互动学习,逐步进入上一层的学习目标。
1.2以同一专业学生不同年级学生作为单元教学环境下的学生分层
学院对于大一、大二的低年级学生,注重培养其基础实验能力;对于高年级学生注重其开拓性和创新性的综合培养,另外由于我校少数民族学生较多,考虑到一些学生语言(如:维吾尔族、藏族学生)等各种障碍原因,我们合理增加最新化工学科动态和工程实践创新性实验内容,让学生在实践过程中更好地理解课程内容,自身体验式的学习,避免因少数民族学生与汉族教师之间思维方式的不同造成学生学习障碍的问题;而对于基础扎实过硬,学习能力强的学生,学院则提出“科研带动教学”,让学生参与到教师的科研中来,挖掘学生潜能,培养学生的科技思维能力、工程意识和理论联系实际的能力,激发学生的学习兴趣,使得学生能够尽早了解、学习化工相关学科发展动态,为满足社会发展新的需要做好储备。
1.3层层细化,以满足不同专业学生的“口味”
我院在基础学生分层的基础上,又根据学院各专业特点,针对不同的专业制定不同的教学目标,内容、技能训练。近年来,我院以环境、高分子、制药工程专业学生为试点,基于化工原理和反应工程只是作为这两个专业基础知识的要求,实验室开设了环境化工原理、高分子化工原理、制药工程化工原理的基础理论验证型实验,让学生对基础知识进行“自身体验式学习”。需要强调的是,在对学生进行分层的教学实践中,学生的分层只是暂时的、流动的,分层的标准也是灵活的,会随着学生的进步程度而变动。同时分层也是递进的。分层教学不是为了拉开学生学习起点,而是协助学生挖掘自身的学习能力,帮助学生不断地修正学习目标,持续地保持对学习的兴趣,让每一个学生,无论基础好与坏、能力强与弱,都可以在自己的原有程度和能力上有所进步。对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力、保证人才培养目标的实现有着不可替代的作用。
2针对工科实验特点,构建科学、合理、可操作的内评估体系
当前中国教育科学研究院是基于“投入-产出”的方法开展高校绩效评价的,但对于工科实验课程用这种“投入-产出”的二次化分析的评定方法仍旧存在不合理性,不能有效客观地反映学生的真实实验水平。我们对西北各高校实验教学进行调研后发现,很多高校综合评定学生的实验课成绩评定方法都是也一样的,即学生期末卷面考试成绩和平时实验报告成绩的百分比简单结合,但对于实践性很强的实验室课来说,卷面考试不能客观真实地反映学生的动手、动脑能力,这样的考核需要进一步整合和完善,而学生平时的实验报告成绩评定存在着一定的随机性。我院针对实验教学存在的诸多障碍,结合专业共同体理论,构建科学、合理、可操作的院内评估体系。
2.1立足于学生提出了“以学生为中心,把实验教学的主动权归还学生”的实验教学理念。对传统实验教学模式敢于大胆放弃,尝试探索出符合学院实际情况的教学模式,采用循序渐进、由浅入深的原则,注意理论课与实验课之间的联系,使两者构成一个螺旋上升的、具有内在联系的有机整体。
2.2以专业特性为导向化学工程与工艺专业是作为有机化工、无机化工、工业化学、石油化工等多个化工衍生专业的基础专业课程,因此,建立具有化工特色,能够兼顾基础和创新教育的实验教学新体系,对化工院校来说是提高人才培养质量至关重。
2.3促进创新,以学生创新求学院整体发展的需要,大胆改革传统守旧的实验教学管理方式,部分专业设立了开放性实验室,建立学生兴趣实验室。设置学生创新实验项目,本着“强调学生全面发展,鼓励自主创新”的原则,由学生自发组员为创新团队主体,专业实验教师和理论教师参与的前提下,确定若干科学、可行的实验创新项目,再由学生进行自主实验操作分析和撰写总结。
[中图分类号]G423
[文献标识码]A
[文章编号]1002-4808(2010)07-0040-03
每个民族在长期的历史变迁及特定的人文、地理环境的作用下形成了颇具特色的文化,生存其间的个体深受本民族文化的影响与模塑。从一个民族的延续和个体的生存、发展的需要出发,民族文化传承显得尤为重要。近代以来,受科技理性主义的影响,本土文化不断被边缘化,少数民族文化逐渐衰弱甚至濒临消失。随着对“文化中心论”的消解,如今我们已进入尊重文化多元与差异的社会,传承与保护逐渐衰弱乃至濒临消失的民族文化是时代赋予我们的伟大历史使命,作为文化传递主渠道的学校教育,传承民族文化当是其应有之义。尽管新一轮的基础教育课程改革在增强课程的地方适应性、多元文化性等方面作出了努力,但民族地区中小学课程对民族文化的关注仍然不够。为此,我们应秉持“中华民族多元一体”“和而不同”的课程价值取向,深化民族地区基础教育课程改革,使民族学校在传承人类共同文化的同时,充分发挥其传承我国少数民族优秀传统文化的功能。
一、确立民族文化传承的课程目标
首先,传承本民族文化并培植民族认同感。本土知识是少数民族人民在自己的生存、延续和发展过程中所形成的、具有自己独特内容与形式的知识体系,它深刻反映着一个民族独特的信仰、态度、价值观及行为准则、思维方式等。因此,学校课程应为民族学生提供系统学习本民族文化的机会,了解、掌握本民族文化的基本知识与技能,尤其要重视本民族语言文字的学习,以促进民族文化的学习,理解其深刻的文化内涵。在此基础上,学校课程才能唤醒民族意识,形成民族认同感。同时,学校课程应使学生的民族认同感不断扩展,从对本民族的认同到对民族一国家的认同直至对更广义的民族认同。
其次,理解、接纳和欣赏其他文化与民族。我国是一个多文化、多民族社会,各民族形成大杂居、小聚居的分布特点,各民族之间相互交流。因此,民族地区基础教育课程不仅要重视帮助所有学生理解和欣赏本民族文化,而且要使其理解、接受和欣赏我国乃至世界的其他民族文化,承认文化丰富性和多元性,消除歧视与偏见,消除文化的界限,追求社会“多元一体”的理想。
第三,发展学生跨文化能力。一个民主的、理性的多元社会客观上要求其公民必须能够超越民族和文化的界限,积极参与公共对话和行动。因此,民族学校应注重对学生跨文化能力的培养,发展他们的跨文化适应能力和理解能力,使其形成正确的文化态度,培植其民族归属意识,尤其应注重对学生跨文化交流能力的培养,发展学生的双语甚至多语能力,促进有效交流与沟通。
第四,形成批判意识。民族学校课程应将培养学生的批判意识纳入课程目标之中。我们尊重多元文化,但也应该清醒地认识到在多元文化中也夹杂着一些与社会发展不和谐的音符。不仅如此,对本民族文化的认同与接纳也不是盲从和闭关自守,而是一种批判性的继承和创造性的发展。因此,提高学生的文化批判与选择能力以及文化创新能力应成为民族学校课程的重要目标。
二、发掘丰富的民族文化资源
多元文化教育家班克斯(J.A.Banks)指出,在课程内容中必须反映出其他族群的历史、经验、价值观念,给少数民族学生以了解自己文化的机会,培植他们的民族自尊心,同时也给优势族群的学生以了解他们文化的机会,消除偏见。也曾指出,人们首先要认识自身的文化,理解多元文化,才有条件在多元化的世界里确立自己的位置,与其他文化一起取长补短,共同建立一个大家认可的基本秩序。
我国是多民族多文化的国家,拥有丰富而灿烂的民族文化,不仅有丰富的民间文学,如民间传说、故事、笑话、寓言、童话、儿歌、俚谚、传统歌谣,而且有独特的民族风情、影响深远的民族人物以及自然和人文景观等,蕴含着独特的价值和丰富的内涵。从民族文化中可以发掘出民族认同、生命教育、环境教育、人与自然和谐相处等丰富的教育主题,这些是多元文化课程发展取之不尽、用之不竭的宝贵资源。
不过,面对如此丰富、形式多样的民族文化课程资源,该如何选择?时间的有限性与民族文化丰富性的矛盾,决定了学校课程应有所选择,将民族文化中最有价值的方面筛选出来。而要使基础教育课程建立在对民族文化的合理选择基础上,就必须确立一套筛选原则。
第一,价值性原则。民族文化课程资源中的各类材料应明确显示多元和谐一体的价值准则,所选择的民族文化课程资源应有益于学生对民族文化的正确认识,有助于学生民族认同和跨文化交往能力的培养以及形成多元文化的价值理念。
第二,开放性原则。基础教育课程改革的根本目的是加强课程与社会、课程与生活、学生与社会、学生与生活的有机联系,即打通“科学世界”与“生活世界”以及“书本世界”与“现实世界”之间的壁垒。因此,应以开放的心态对待少数民族创造的一切文明成果,尽可能开发与利用有益于学生发展的一切可能的课程资源,让课程空间向着社会生产、生活领域和自然领域无限延伸,从而使学校课程更加贴近生活与现实。
第三,现代性原则。在鼓励各个民族和地区挖掘以自身文化传统为背景的课程资源的同时,我们不能因为曾经有过的辉煌沾沾自喜,从而走向另一个极端,即形成一种狭隘的民族情结和乡土情结,拒绝文化的创新与重构。民族文化课程资源的开发要有突破本民族文化局限性的意识,确立超越自身文化的价值观念,与时俱进,体现文化的现代性。
第四,需求性原则。民族文化课程资源的选择应满足学生的兴趣和需要,应贴近他们的生活与经验,所形成的课程内容是学生真实世界中具有个人与社会意识的问题,如学生喜欢的民族歌舞、民族器乐、民族民谣、民族民间游戏活动等。
第五,公正性原则。民族文化课程资源的选择应力求避免对少数民族的刻板印象、偏见和歧视的材料,承认并允许其他文化或民族的价值,改变用主体民族或主流文化的标准判断非主体民族或非主流文化的传统。总之,以本民族文化为基点,在此基础上使民族文化课程资源的选取范围触及多民族、多文化的语言、价值体系、文化传统、社会条件和等,凸显其民族特色。
三、实施主题统整的课程组织方式
一般而言,最易于获得的知识是统整琐碎的细节成为一整体的观念,并且在现实情境中,我们所了解和应用的知识并不是在学校中界定的不同区隔的知识,而是统整在真实问题和议题的情境中的知
识。民族文化课程内容组织的有效方式是进行课程的统整,课程统整是以真实世界中具有个人和社会意义的问题作为组织中心,透过与知识应用有关的内容和活动,使学生将课程经验统整到他的意义架构中,将民族文化知识与经验置于情境脉络中,并亲身经验解决问题的方法,以便使学生接近和更易感受到它的意义。课程统整是以涵盖学生个人与社会关注的主题为依据,以主题概念为核心,在此基础上确定与该主题有关的概念和活动,以利用这些主题概念,培养学生综合的问题解决能力和探究精神。
主题统整首先是确定主题。主题或问题是一个核心,课程内容的统整就是要通过这个核心把其他有关的事实或现象有组织地联系起来。主题可以从日常生活及活动的关注点萃取出来,也可从地方或社区的资源与文化遗产中获得,如各种节日活动(苗年、芦笙节等)或地方民俗活动(礼仪习俗、婚丧习俗、信仰习俗等)。主题还可源自社会问题或议题,如“民族文化与认同”“民族文化保护与传承”等,也可以是学生自身的议题或关注的事项,如“与来自不同文化的同伴相处”“我是谁”等。其中学生所关的事项和社会议题两种来源更为重要,毕竟个人和社会的各项问题就是构成生活的要素,也是年轻人用以组织知识和经验的架构。因此,主题的确定必须考虑与学生有关的问题与议题,必须关心学生生活世界的主要层面,并能激发学生动态和创造的行为。以苗族文化为例,我们可尝试将其分为欣赏与珍视―多姿多彩的苗族风情、行为规范与价值观、历史与贡献、身份意识、文化的沟通与交流、文化多样性等六个大的主题单元。
其次是规划主题。在确定了主题的基础上,还必须对主题进行规划。课程统整时,计划始于一中心主题,然后借由确认与此主题或活动有关的大观念或概念,展开课程的计划。即围绕主题规划与主题相关的学习经验,在主题的脉络下统整适切的知识,形成次级概念,并围绕次级概念架构更次一级的概念与活动,组成主题网络。如“身份意识”这一主题网络,中心主题为认识我自己,次级概念包括自我概念、自尊、文化差异、价值等概念,而次级概念中的“文化差异”又包含理解与尊重、包容、友谊等,“自尊”中又包含族源探踪、姓氏探源、服饰寻踪、传统等(见图1)。
2.强化化学工程课堂演示实验
在当今多媒体教学盛兴的时代,课堂演示实验仍然是一种不可缺少的教学手段。其根本原因,是它具有较强的真实感。这种特性对于科学实验尤为重要。多媒体教学手段虽有很多优点,但屏幕上显示的形象,毕竟与现实的事物或现象有差异,如果不与生活中已经熟悉的对象相比较,就难以感知事物的真实形象。因此,学生还要进一步开动脑筋,去再现视频形象与真实事物或现象之间那些缺少了的环节。课堂演示实验可以直接感知真实的形象,这正是它同多媒体教学手段相比,所具有的突出特点之一。但实验装置或模拟实验设备与工业规模的化工设备相比毕竟有所不同,还需要实物教具、幻灯片、电视录像或是电影等手段来补充。这正好说明,不可能存在一种在任何条件下都适用的,尽善尽美的教学手段和教学方法,而是根据学科性质、教学内容和教学环境等具体条件,选择采用,或者多种手段配合使用,以各展其长。课堂演示实验与实验室教学实验,各有其不同的目的。如上所述,课堂演示实验是课堂教学的一种手段,旨在提高课堂教学的效率。实验室的实验教学则是教学过程的一个重要环节,或可作为一门独立开设的课程,其主要目的是让学生初步掌握一些有关化学工程的实验研究方法和实验技术,培养学生从事科学实验的实践能力。因此,两者对于实验装置的要求,以及实验的能容和方法都有所不同。对于学生来讲,某些实验训练价值不大的项目,例如雷诺实验、流体阻力测定、流体机械能转换实验等这一类实验,作为课堂演示实验是必要的,而作为实验室教学的意义就不是很大。对于既有作为演示实验的必要,又有实验训练价值的某些实验项目,在实验内容和方法上,应尽可能使两者在小型化的基础上结合起来。在设计时,尽量考虑到教学实验的需要,以提高实验设备的利用率。自然,课堂演示实验与实验室教学实验的目的要求不同,期望所有装置都能通用也是不现实的。
3.化学工程演示实验需要注意的几个问题
化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。
2注重课堂互动,提高学生学习兴趣
在传统课堂教学模式中,教师满堂灌难以激发学生参与教学活动的积极性。近年来,随着社会对复合型人才需要越来越高,传统教学模式已难以适应人才培养需要,对课堂教学提出了新的要求。课堂互动是在课堂教学情境中,教师和学生之间、学生和学生之间发生的具有促进性或抑制性的相互作用、相互影响,进而达到师生心理或行为的改变[3]。加强课堂互动,既可调动学生参与学习的积极性,又可提高教学质量、促进学生的全面发展。我们在分析化学教学过程中通过采用课堂提问、现场解题、专题讨论等方式让学生参与到教师教学过程中,同时对一些性格内敛、自信心不足的同学进行语言鼓励并分析参与课堂互动的益处,让他们在分析化学课堂中也能积极参与互动并逐渐找到自信,学生参与互动积极性高,课堂气氛活跃,教学效果好,同时学生的语言表达、分析问题和解决问题等能力也得到了全面提高。
3课堂理论教学和实验教学有机结合,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力
分析化学是一门实验科学,学习理论知识主要是想把它运用于实践当中,所以分析化学课堂教学要与分析化学实验内容紧密联系。在课堂教学中要把实验原理潜移默化到理论教学中来,例如在讲授酸碱指示剂的时候,教师要向学生解答为什么用HCl溶液滴定NaOH溶液时一般采用甲基橙指示剂,而用NaOH溶液滴定HCl溶液时以酚酞为指示剂,减少学生在实验过程中对实验操作的疑惑。教师在课堂教学时可以结合实验中的问题,采用启发式、提示式教学方法提高学生学习的主动性和兴趣。通过课堂理论教学和实验教学相结合的教学方式可以培养学生运用理论指导实践的能力,并能达到提高学生运用理论知识解决实际问题的能力的目的。
4优化考核方式,增强考核方法科学性
成绩考核是教学活动的有机组成部分,它是检验“教”与“学”效果的有效手段。在传统的考核方法中,期末考试占有很大的比重,平时成绩考核不够全面,不仅给学生造成了很大的压力,而且不能做到全程考核学生学习效果,以这种方式评定成绩,容易出现高分低能的现象,使社会对人才质量的判断出现偏差。我们可以结合应用型工程技术人才培养要求,对分析化学课程考核方法进行改进,首先将平时成绩占总成绩的比重由之前的20%提高到30%,不仅可以减轻学生学期末的考试压力还可以提高学生平时学习的主观能动性;其次增加平时成绩的考核指标,平时成绩由课后练习题成绩、课堂讨论成绩、课程小论文成绩、课堂笔记成绩和考勤成绩等几部分组成,并且每个考核指标均制定相应的评分标准,比如课后练习题成绩,首先精选练习题,要求学生独立完成,并给出标准答案和评分标准,分析化学课程总共布置10次课后练习题,学生课后练习题最终成绩为10次课后练习题的平均成绩;最后期末考试根据本课程特点,在考查学生知识点情况的前提下,增加知识应用性强的综合题比重,以检查学生运用知识分析和解决问题的能力。改进后的分析化学课程考核方式可以全程、全面地检查和督促学生学习、增强学生学习的主体意识,更能科学地评价学生综合素质,符合应用型人才培养要求,该考核方式受到了学生的好评。
2化学工程演示实验需要注意的几个问题
化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。
一是多维创新实践平台硬件建设。针对能源化学工程专业的特点,对已有的校外生产实习基地进行巩固和规范,实现专业和企业的有机衔接;开拓新的生产实习基地,丰富和加强学生实践环节;优化实验室资源分配和管理机制,增加公共和专业实验室的开放数量和时间;引导和加强专业教师研究室和企业的产学研合作,促进校企产学研中心的有序高效运行,增进校企的紧密联系。二是多维创新实践平台硬件建设运作机制的建设。以校企产学研中心为桥梁,学校和企业签署共同建设协议,确定双方的责任和义务,成立协调办公室,实现实验室、教师研究室和企业的协调互助,加强和完善学生实践环节,增强学生对企业生产的了解和行业发展的认识,提高学生应用专业知识的能力。
(二)建设目标
通过多维创新实践平台的建设,造就一支结构合理高水平的教学科研队伍,利用区域优势和学科优势,进一步加强多种形式的协作,满足具有鲜明特色的专业人才创新能力培养需要。通过多维创新实践平台的有效运作,增加实践教学比重,改革实践教学内容,完善实践教学条件,切实提高能源化学工程专业大学生的应用创新能力。通过多维创新实践平台的建设,培养新形势下的优秀本科生,促使其更快、更好地适应社会需要。
二、多维实践平台建设的实施方案
对学生的多维创新实践能力的培养应该是在专业教师的指导下进行的,目的是充分激发学生的自主学习能力,培养学生的创新能力,让学生真正掌握理论知识,并且可以运用自己所学知识解决实际问题。以此来落实以学生为中心的教学理念,实现课内课外相结合,教学与实践相结合的教学目标。
(一)对教师研究室的建设加以完善
可以根据每个教师的专长和研究方向,来建设尖子教师研究室,并且对考核目标作出明确规定,支持本科生“进团队、进课题”,积极参与教师的教学与科研活动,增进教师研究室和企业的交流,实现教研相长。
(二)强化校内实验室建设和管理
把突破口瞄准建设综合实验室,综合考虑教学内容、课程设计、生产实习的全面配套改革,提升实验室教师的专业水平,发挥学生的自主性,完善生产实习环节。主要是巩固原有生产实习基地,开拓新的实习基地;采用灵活多样的指导方式,充分考虑学生的个体差异,有针对性地选择实习教师和实习场所;强化校企产学研中心的作用,促进学科发展。设计完善的多维实践创新平台运作机制,满足其发展和提升的需求,更好地服务于科技创新。
(三)加强教师团队建设
坚持“以人为本”、“服务广大师生”的指导思想,构建服务化的、人性化的、可持续发展的新理念,调动教师积极性,保障高素质人才的培养,全面推进教育教学改革。
传统的有机化学实验教学模式是建立在学生客体性、受动性与依赖性的层面上,从而导致了学生主体性、能动性、独立性的不断缺失,学生主动的学习过程变成了被动的知识灌输过程,学生变成了知识的存储器和学习的奴隶,学生实验过程“照方抓药”,使得学生普遍缺乏实验的热情和主动性,更缺少独立解决问题的能力。
1.2重理论,轻实验
重理论,轻实验,这是传统实验教学方法的一个十分突出的问题,也是一个明显的教学弊端,严重影响了教学质量的提高。实验教学与理论教学是相辅相成,密不可分的。实验教学比理论教学更具有直观性和探究性,更能培养学生的创新意识以及运用理论知识解决实际问题的能力。学生对实验课的重要性认识不够,他们错误的指导思想是只要学好理论课,就学好了该课程。
2PBL教学过程
2.1确定教学对象
在2013级制药工程专业班级中选择3班学生作为实验组,学生4人一组,选1人作为小组长,采用PBL教学。选择2013级制药工程4班学生作为对照组,采用LBL教学。两个班级的理论课内容、实验内容、实验教师、考核量化评分标准均相同。
2.2编制问题库
在整个PBL的实施过程中,问题的设计是保证PBL教学能有效进行的前提。在设计问题时需要考虑以下几点:(1)设计的问题要结合学生的专业特点,符合教学目标。对于制药工程专业的学生,可把原来单一的有机化学实验内容与药物合成、天然药化等知识相结合,让学生更多的从制药方向去认识、理解和掌握有机化学实验操作,更符合制药工程专业学生的学习特点。(2)设计的问题要具有一定的深度和可探索性,可有多个解决方案,但问题的难易程度要让学生通过自主学习能够解决。(3)设计的问题要具有现实意义,值得去探究。同时,在设计问题时还要注意问题的层次性、开放性和有效性。以“重结晶法提纯乙酰苯胺”为例。
2.3学生自组学习
提前一周将下个实验的问题下发给学生,由小组长组织本组学生运用教材、工具书、网络、文献资料等进行查阅,并进行组内讨论学习实验内容,解决问题。这个环节能充分调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力、表达和沟通能力、分析问题和解决问题的能力以及团队精神和协作能力。
2.4课堂讨论
在整个PBL的实施过程中,课堂讨论是PBL教学的关键。每次实验操作前,由每组选出一个代表回答问题,其他学生可就刚才的回答进行补充,再一起讨论。通过相互交流和讨论,学生可获得多个答案,扩大了知识面,更加激发了学生的学习兴趣。此过程教师控制学生发言时间,调节课堂气氛,最后教师总结。
2.5交流和总结
实验结束后,组织学生根据自己在实验中遇到的问题、解决的方法、数据的分析、还存在的问题进行交流和总结,最后写出实验报告。
3PBL教学考核方法设计
考核方式由三部分组成:平时实验综合成绩考核(40%)、实验操作考核(30%)和实验基本理论笔试考核(30%)。与以往的考核方式相比较,PBL教学考核方式中提高了平时实验综合成绩的权重,特别是提高了实验预习的分值,这样更能激发学生的实验预习动力,提高实验预习积极性;增加了实验操作考核,这样更能有效反映出PBL教学的优势。实验操作以综合性实验为考试内容。评分标准包括实验所涉及的基本操作、整体美观度、后处理、回答问题等。整体美观度主要考察学生组装仪器的效果、安全等方面;后处理主要考察学生对废液、废渣的处理及台面的整齐;问答问题主要考察学生对实验原理、注意事项等的理解。实验基本理论考试考核主要涉及有关有机化学实验的基本操作及相关原理与注意 事项等。
4PBL教学效果评价
实验课程结束后,将两个班的实验成绩进行对照、分析,结果可知,采用PBL教学方法的3班实验平均成绩优于采用传统的LBL教学方法的4班,尤其是实验操作成绩明显高于LBL教学的4班。通过有机化学实验的PBL教学,使制药工程专业的学生在以下能力方面得到了提高:(1)运用网络、文献资料、工具书、教材,查阅到关于有机化学实验的相关信息并进行自学,完成了由“学会”到“会学”的转化,提高了自主学习能力。(2)综合分析所得文献、借鉴文献,使自己具有可独立拟订课题的能力,提高了分析问题与独立解决问题的能力。(3)通过小组讨论、回答问题等环节训练,提高书面和口头语言组织和表达能力。(4)通过PBL教学,使学生熟练掌握有机实验中物质合成常见的反应装置搭建、产物的提纯分离、产品的基本物理参数测定等基本操作技能,提高了动手操作能力。(5)通过小组学习,潜移默化地培养了学生的团队学习理念,提高了学生的团队精神和协作能力。在这几个能力方面的培养,PBL教学班的学生都更胜一筹。
一、艺术史教育概述
艺术史经过多年的发展,除了由于考古学的新发现偶尔会加以添加或者更新以外,从内容上说是基本稳定的,因此历史的讲授又是容易陷于枯燥的。正是在这个意义上,笔者针对传统艺术史课程的教学中所存在的注重知识的灌输,缺乏生动性和趣味性等问题,从教学手段上加以改革,充分利用现代信息技术,将现代教育技术手段合理、科学地应用于辅助教学中,建立师生易于交流、互动的艺术史教学环境。
二、信息化手段在教学中的应用
具体到信息化应用的实施,主要包括两方面的内容:
第一,课堂现实互动教学环境的营造。教师在课堂教学中,要充分利用集光、声、色等一体的多媒体信息技术,营造轻松愉快、丰富多彩的课堂氛围。以往的艺术史教学大都是教师多数时间是强行灌输,只求完成教学任务。有研究表明,这种理论课程学生听讲超过20分钟,必然有疲惫感,剩下的时间基本上是等着下课,这种上课方式与教学环境不利于师生之间产生交流与互动,课堂氛围不活跃,教学效果大打折扣。实际上,在科技高速发展的今天,我们可以借助更多的多媒体信息化手段辅助课堂教学。具体来说,可以分两个步走:首先,教师要充分利用多媒体信息技术,自主制作有着充实知识内容和高质量画面效果的多媒体课件,以备课堂教学时放映。制作多媒体课件的软件不要仅限于Powerpoint等常规软件,还可以使用多媒体产品制作工具Adobe Director。Director可以让我们自由发挥想象力,藉由同步整合图形、声音、文字、动画、及影片功能制作出多媒体产品,能够更好地综合各种视频、音频资料。为课堂提供一个更好的交流和互动环境,营造身临其境的氛围,从而可以全方位、深入理解所学知识点。其次,轻松愉快的教学氛围中,教师从讲台上走下来,学生也从课桌上解放出来,师生围坐在一起进行授课、鉴赏作品,这样可以消除师生之间交流互动的障碍,学生也就可以自由、大胆地表达自己对艺术作品的想法与评价,达到很好的教学效果。
第二,网络虚拟互动教学环境的营造。主要是利用网络信息技术,建立网络虚拟互动空间。具体而言,主要有两方面的内容。一方面,参观博物馆和美术馆是艺术史教学的重要环节之一,但由于多年高校扩招的影响,公选课的学生人数通常会比较多,组织学生参观博物馆和美术馆缺乏现实可行性,好在很多大博物馆都有利用动画及多种信息技术手段制作的网络虚拟博物馆,可以引导学生在网络上访问世界各大博物馆和美术馆,网络资源的有效利用弥补了现实资源的不足。另一方面,利用网络建立艺术史课程QQ群或公共邮箱,定期就艺术史上某些重要问题或大部分学生感兴趣的问题组织集体讨论,一段时间以后,将这些反馈的信息收集整理,建立艺术史课程站,并将教师制作的多媒体课件以及优秀的学生作业实现网络共享,还可以制成课程教学视频上传网络,促进了多媒体授课的普及和深入应用,解决了学生利用多媒体课件与教学视频自主学习的问题,并有利于老师与学生之间以及有兴趣的同学之间进一步展开交流与讨论。
针对目前高校对学生素质教育的新要求,艺术史公选课程的教学要充分利用现代信息技术,达到师生易于交流、互动,实现学教同步的教学目的,进一步提高和改进高校非艺术类学生艺术史公选课程的教学效果,为大学生提供一个接受人类优秀艺术文化熏陶和塑造健康人格的良好环境。
参考文献:
根据现代化学工业的特征及社会对化工人才需求的趋势,应用型高校化学工程与工艺专业的目标是培养化学化工理论基础扎实,实践动手能力、自主学习能力、创新能力及外语与计算机应用能力较强,适应化工、冶金、能源、轻工、医药、环保等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理等方面工作的应用型高级工程技术人才[2]。为了实现上述目标,化学工程与工艺专业应用型本科人才应具备的基本素质与专业能力包括7个方面:①树立正确的世界观,具有良好的人文精神、科学素养,能处理好人与环境、人与社会的关系;②掌握化学工程与工艺的基本理论和基本知识;③掌握化学装置工艺与设备设计方法,掌握化工过程模拟优化方法;④具有对新工艺、新产品、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力;⑤了解化学工程的理论前沿,了解新工艺、新技术与新设备的发展动态;⑥掌握文献检索的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力;⑦具有创新意识和独立获取新知识的能力[2]。因此,根据现代科技和生产的发展需要,以服务地方经济社会发展为目标,把握高等教育规律和化学工程与工艺专业特征,制定化学工程与工艺专业应用型人才培养方案。在人才培养方案制定的过程中,合肥学院借鉴德国应用科学大学培养应用型人才成功经验,非常重视企业的作用,将企业要求与学生的培养相结合,构建理论教学与实践教学相学体系,确定了以“面向企业、立足岗位、注重素质、强化应用、突出能力”为指导思想的“应用型”人才培养模式。理论教学体系体现“三个服务”原则:基础理论教学要为专业技术课教学服务,理论教学为提高学生综合素质服务,把素质教育贯穿于教学全程,为培养学生具有独立分析和解决实际问题的能力服务,注重培养学生对技术成果的吸纳和综合应用能力。建立与培养目标相适应的实践教学体系,形成基础实训、专业实训及校内、外实训教学相结合的综合实训教学一体化,完成实训教学。促进学生掌握专业技能,实施“四年九学期制”,提高学生就业竞争能力。
1.2化学工程与工艺专业人才要求
化学工程与工艺专业是为了适应新世纪化学工业的发展而设置的,是由原来的化学工程、有机化工、无机化工、高分子化工、精细化工、煤化工、工业催化等专业合并而成的宽口径专业,覆盖面宽、涉及领域广[3]。该专业具有两大特色:一是覆盖面广。研究领域涉及无机化工、有机化工、精细化工、材料化工、能源化工、生物化工、医药化工、微电子化工等诸多领域;二是工程特色显着。该专业以化学工程与化学工艺为两大支撑点,化学工程主要研究化工过程及设备的开发、设计、优化和管理。化学工艺则研究以石油、煤、天然气、矿物、动植物等自然资源为原料,通过化学反应和分离加工技术制取各种化工产品。化学工程与工艺专业涉及的工程放大技术、系统优化技术和产品开发技术,不仅在化工领域,而且在医药、材料、食品、生工等众多相关领域均大有用武之地。因此,化学工程与工艺专业培养的学生应有较强的工程能力和工作适应性,需掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法,具有从事化工生产控制、化工产品和过程的研究开发、化工装置设计与放大的初步能力[4]。
1.3应用型化工人才实践教学体系构建
高等工程教育强调综合素质的基础作用和工程素质的定型作用。培养应用型化工特色人才,核心就是培养实践能力强的应用型人才。以培养应用型人才为目标,以科学发展观为指导,遵循教育教学基本规律,坚持育人为本,教学为纲,根据学生需要,围绕学生能力拓展和知识结构构建实践教学体系。该体系由基本技能、专业能力、综合能力三层次训练组成,将课外创新活动和社会实践有机融合。借鉴德国成功的经验,培养学生工程设计能力、项目实现能力及创新能力。实践教学根据能力要求可分为3个层次:基础实践层、专业实践层、综合和创新实践层。基础实践层以强化“三基”,培养基础能力为目的,将基础化学实验分为3个层次和5个模块,构成一个彼此相连,逐层提高的体系[5]。通过化学专题研究训练,强化了知识和技能的综合性;认知实习在实践教学体系中处于承上启下阶段。学生在与自己相近或相关的岗位上经过认知实习,了解专业所需要的专业知识、能力、素质,有利于他们结合自己的兴趣,规划未来发展,在专业方向的选择、课程模块的选择上会更加理性。2周金工实习和1周电工电子实习,实现基础能力培养目标;专业实践层是在理论教学和基础能力培养的基础上,通过专业基础实验、课程设计、工程实训等实践教学的环节实现专业能力培养;综合和创新能力是对技术基础知识、运用专业知识解决实际问题能力和知识迁移能力的综合体现,反映学生整体素质。通过毕业实习、毕业设计(论文)等实践教学环节,配合第二课堂科技活动,达到培养专业技术应用能力的目的。总之,各层实践教学活动层层递进、相互渗透,达到培养目标规定的专业技术应用能力的要求。
2围绕工程能力培养,实施实践教学改革
2.1突出强化实践锻炼,提高教师实践教学水平
教师是实践教学体系的主导者,也是实践教学体系的实践者。要培养高质量应用型人才,必须要有高水平的教师队伍。按照这一思路,为所有的实验室配备了具有硕士学位的专职实验教师,采取走出去、请进来的办法培养教师的实践能力,派合肥学院高学位高职称的教师到企业去锻炼6~12个月,增加教师的工程意识和实践能力。根据学院要求成立了实验技术教研室,这不仅是名称和内涵的改变,更重要的是教育理念的转变,建立实验技术教研室,由教授、博士担任主任,具有研究生学历的教师为成员,研究实践教学内容、方法和手段,进行实验教学、实验课程内容和方法改革等工作。目前,和化学工程与工艺专业实验实践教学有关的合肥学院院级教研立项6项,安徽省教育厅立项3项,获得教学成果奖合肥学院二等奖一项、三等奖一项;安徽省三等奖一项。聘请企业和设计院等单位人员担任教师,让学生参与解决实际工作问题,提高实践能力。
2.2加强实践教学条件建设,提供实践教学载体
实验室和实习基地是完成实践教学内容所必需的保障平台。在实验室建设方面,加强以无机化学、有机化学、物理化学、分析化学课程为支撑的基础化学实验室建设,和以化工原理为支撑的化工基础实验室。专业实验作为一门最能反映专业特色,与专业科学技术发展关系最为密切的实践性课程,必须跳出原有的框架,重新构建一个能够全面反映化学工程学科发展方向、适合按专业大类组织实验教学、有利于培养学生工程实践能力和创新能力的新框架。根据化学工程与工艺核心课程化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程和技术化工工艺学作为构架,遵循以下原则:紧扣化工过程研究与开发的方法论;充分考虑工程学与工艺学实验的适当平衡;具有典型性、力求先进性、增加综合性;实验内容既符合化学工程与工艺学科发展规律,又具有鲜明的先进性和特色,建立了化工热力学实验室等专业实验室。根据专业和学生发展需要,在专业方向上设立分离工程和精细化工2个化工专业方向,并建立精细化工和分离技术2个实验室,建立膜材料和膜过程院级重点实验室1个。校外实习是强化专业知识、增加学生的感性认识和创新能力的重要综合性教学环节,校外实习基地是培养学生实践能力和创新精神的重要场所,是学生接触社会、了解社会的纽带[6]。以校企互利双赢为机制,开展产学合作,和中盐四方集团等14家企业建立良好的合作关系,与企业合作共建实验室2个。每年由校内和企业教师共同指导学生进行实习,并在毕业论文(设计)环节,由企业提出课题,真题真做,学生将所学知识和生产实际相结合,取得在书本上得不到的收获。中盐四方集团、东华集团工程技术人员指导学生设计多次获合肥学院优秀毕业设计(论文)奖。
2.3第一课堂与第二课堂相结合,着力培养学生创新能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)10-0101-02
引言:
依据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)》,2010年6月教育部启动实施了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)。拟用10年时间,培养“面向工业界、面向世界、面向未来,创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才”。2012年,我校成为国家首批“卓越计划”试点单位。
我校石油化工专业的毕业生就业具有较强的针对性,本文针对我校石油化工特色及本专业毕业生的就业特点,为了适应“卓越计划”应用型工程师的培养目标与要求,我校结合自身的优势与特色,从培养思路、培养方案修订、课程体系改革、校企联合培养、教学团队建设、课程与教学资源建设、教学方式方法改革、实践教学环节等方面进行改革与实践。
一、培养模式的改革与优化
1.培养方案修订。根据《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》的精神和要求,结合我校实际情况,对化学工程与工艺专业人才培养方案做了调整与修订:
针对教育部“专业认证”中对学生12项能力的要求,学院组织了专家组对化工15级人才培养方案进行了专题研讨,对照学生12项能力要求,划分课程群,针对每门课程,划分知识点,优化整合每门课程的知识点,从而形成了特色更加鲜明的课程群。全面启动了教学文档的改革,从“教学大纲”、“授课计划”、“考试大纲及试卷”、“学生课堂随堂记录”、“学生成绩评价”、“教学反思”等到“课堂形式组织”,全部围绕学生12项能力要求,重新进行修订与调整,让学生更加受益,期望使学生毕业5年后能够达到培养目标要求,成为具有“较强工程实践能力的工程应用型人才”。
2.课程体系改革。教育部提出的“专业认证”着重强调了培养学生“解决复杂工程问题的能力”。因而就《化工设计》这门课程,分别聘请了“瑞派工程公司”副总经理雷云周、副总工程师吴伯明讲授了“换热器设计”、“配管设计”、“车间布置设计”、“反应器设计”等模块的知识点,进一步加强学生解决复杂工程问题的能力。
化学工程与工艺专业卓越班《仿真实习》两周在“中石化茂石化分公司培训中心”、“中石化茂名石化分公司研究院”进行仿真课程练习,其中包括“常减压蒸馏”、“延迟焦化”、“催化裂化”、“丙烷脱沥青”、“实沸点蒸馏”等装置仿真练习。得到学生一致好评,反馈效果良好!
二、校企联合培养
近两年我校依托茂名石油化工公司、湛江东兴石化公司和广州石化公司等企业,获批三个国家级工程教育实践中心。使得化工认识实习、仿真实习及生产实习等实践环节得到保障。充分利用可共享资源,培养工程素质好、动手能力强、踏实肯干的应用型人才。取得学校、学生、企业、社会多方共赢的效果,实现良好的社会效益和经济效益。学生在企业学习情况,由专家组采用现场考察或问卷调查等方式检查企业培养方案的落实情况。
我校已制定完成“企业参与的3+1人才培养模式”实施细则,聘用企业技术人员参与制定人才培养的有关制度,明确人才培养过程中学校、学生、企业的权责,制定培训费用、兼课人员的酬金发放、学生的实习生活补助等事项。学校与企业签订“实习基地建设协议”、“毕业生就业见习基地建设协议”等。完善各种配套管理机制,为落实人才培养方案提供保障。
三、教学团队建设
1.学习交流,提高水平。近年来,我校化学工程与工艺专业教师几乎每位教师都会参加各类专题研讨会,学院支持教师多进行学习交流,提高业务水平。提高本专业教师队伍的整体素质和水平。
2.加强指导,培养青年教师。为青年教师配备导师,发挥老教师对新教师的“传帮带”作用。另外,有计划地组织教师以科技专家特派员、生产单位挂职或定期调研培训等形式到石油化工企业,深入生产一线,了解生产技术状况及急需解决的生产问题,加强学术交流和联合科技攻关,鼓励教师参与企业的科研活动,开展科研技术服务工作,为企业解决生产难题,提高生产效率和经济效益。
3.外聘专家,提升实力。聘请国内石油化工领域著名专家作为客座教授和学术顾问,指导学科专业的建设。充分利用茂名石化公司人才资源,聘请优秀专家及技术人员担任客座教授、兼职教师,进行生产实习指导、生产技术专题讲座、毕业论文指导等教学活动,并加强学术交流和产学研合作。聘请参与人才培养企业的各层次的技术人员、工人师傅进行石油化工工程能力、生产技术、实际操作等的指导。从而,建设一支熟悉社会需求、教学经验丰富、工程技术能力强、专兼职结合的高水平教师队伍。
四、课程与教学资源建设
1.加强精品(资源共享)课程建设。化学工程与工艺专业《石油炼制工程》、《有机化学》、《物理化学》已获批为省级精品课程、广东省精品资源共享课,并有良好的教学网站资源。《石油化工工艺学》为校级精品课程,校级精品资源共享课。另外,2015年,《化工设计》、《化工热力学》等申报校级精品资源共享课。
2.丰富教学手段。另外,本专业还建立了“油类”课程群精品课程网站。利用网络平台进行远程教学,教师可通过校园网提供教学资料、实验资料,并进行辅导、答疑、批改作业、组织讨论等。利用全国高校教师网络培训系统,积极开展教师网络培训。
3.推进教材建设。联合国内石油化工高校编写出版高水平、适用的石油化工特色鲜明的系列教材。如《认识、生产实习指南》、《石油产品应用技术》、《石油化工专业英语》等。与企业技术人员合编更结合生产实际的《化学反应工程》、《化工原理》、《化工热力学》、《化工设计》、《石油化工工艺学》、《石油炼制工程》、《石油化工安全生产管理》等特色教材。
五、教学方式方法改革
1.理论联系实际,第二课堂建设与改革。我校化学工程与工艺专业基于学生工程实践能力和工程设计能力的培养,开设了三类有特色的“第二课堂”竞赛训练:“石油产品分析检测竞赛”、“大学生化工设计大赛”,“化工原理实验技能操作竞赛”。学生参与积极性高,反映理论与实践得到完美融合!
2.科研促进教学,师生课外科技活动促进教学方式改革。学校为化学工程与工艺专业提供了良好的课外科技活动创新平台,以课外科技活动促进教学方式改革。如“大学生创新创业训练计划项目”、“1+1导师成长计划”等课外科技活动,项目进展顺利。
3.生产促进教学,课堂实践促进教学改革。化学工程与工艺专业各类课程均进行了课堂实践改革,同时引入“项目化”教学模式和“课堂实践”教学模式。利用企业工程项目,培养学生工程设计能力;另外通过采取项目教学,改革化工设计课程的教学;其次是强化增加毕业环节设计类题目的比例。如《化工设计》、《专业英语与科技论文写作》、《石油化工工艺学》等课程在教学过程中引入各种与教学内容相关的“项目”,让学生以项目为载体,以团队形式完成课程项目,同时在课堂中鼓励师生交流项目成果及心得。对表现好的团队或学生给予肯定与奖励。锻炼学生文献调研能力、团队协作能力及语言表达等各方面能力。
六、强化实践教学环节
1.完善实验实践教学平台建设。完善校企共建的国家级工程实践教育中心(中国石化集团茂名石油化工公司、湛江石油化工公司、广州石油化工公司)及相关产学研基地、实习实践基地平台建设,推进石油化工工程教育中心(广东省实验教学示范中心)、学校石油化工工程中心、石油化工工业中心建设。
2.有效增加实践教学时间。实施“企业参与的3+1人才培养模式”,实践教学时间增加到1年以上,大部分专业实践教学在企业进行。聘请参与人才培养企业的各层次的技术人员、工人师傅进行石油化工工程能力、生产技术、实际操作等的指导。努力提高学生的工程能力和工程素质。