化学研究成果范文

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0162-02

学生创新能力的培养，不但需要构建基于问题的任务驱动式教学内容以引导学生学习与研究活动的深入开展，还需要通过科学的教学组织活动训练学生学习与合作研究能力。研究性教学组织过程，一般是教师围绕一个或几个核心学术观点，以项目的形式设置基于真实问题或任务阶段性学习专题；给出相关知识和问题的研究、思考切入点与路径等相关提示，提供主要学习资料与资料获取的途径，提出学习研究的要求与学习评价的标准；组织学生开展自学与研究活动，寻找解决问题的理论依据；得出推论或解决问题的方案与建议，以文字或其他形式表达学习成果；师生共同对学习成果进行讨论与深化，完成阶段性评价。

《花卉学》是园林本科专业的专业基础课程，主要讲授花卉的分类、生长发育规律、栽培管理、繁殖及应用等方面的知识，花卉与日常生活紧密相关，也是学生比较感兴趣的课程，因此具有开展研究性教学的基础条件。但在理论讲授过程中存在内容繁多、难度较大、学生积极性不高等问题，而研究性教学良好的教学组织方式能够将理论知识连成体系，培养学生的研究性思维方式。本研究以《花卉学》课程为例，从教学组织方式设计的角度对研究性教学进行深入探讨，从研究性教学组织的基本特点入手，介绍了在花卉学教学过程中经常用到的项目化任务教学组织和作品设计与制作的教学设计方法，对提高学生的学习积极性和主动性，培养学生的创新能力和科研能力具有重要作用。

一、研究性教学组织过程的特点

教学组织环节过程中，应研究教学阶段性目标、学生学习能力与教学内容的特殊性，根据不同学科性质、学习对象合理地采用灵活有效的教学形式和教学方法，选择的方式可以根据课程性质进行有针对性设计。

1.以合作研究为特征。从教学组织形式上来看，研究性教学是学生自主学习和合作学习的有机结合，往往强调合作式研究，即合作形式是研究性教学活动的必要条件，因此，在下达学习任务后，学生有全面学习的要求，又有分工协作的任务，自主学习的环节，包括查阅资料、分析问题、提出方法、得出结论、撰写报告等。合作研究环节包括讨论方案、发表学习体会、合作实验、形成研究成果、承担小组活动的组织等活动，这些活动是研究性教学的基本组织形式。

2.以综合能力的训练为特点。从研究型教学过程来看，研究型教学主要是通过实现设计好的开放性研究任务，让学生带着问题去学习、探究，逐步引导学生学会学习，培养学生自主学习的能力；小组成员分工合作，互相依赖，逐步培养学生与人沟通合作的能力；通过对资料的收集、整理、分析、归纳，制作书面研究报告，培养学生的书面、口头表达能力；学生在研讨课堂上互相质问、学术辩论，更容易发现和理解复杂的概念，暴露和质疑错误的概念，加深对科学问题的理解深度，提高推理水平，形成正确的思维方式，培养学生对问题的敏锐反应力和临场应变能力。通过对案例的深入研究和讨论，培养学生分析问题解决问题的能力，在知识学习中隐含的能力训练，可改变由枯燥乏味的被动接受知识的学习方式，形成由研究性学习带来的快乐主动的良好学风，有利于培养学生的团队精神和创新能力。

二、研究性教学组织设计方法

主要是讲一下项目化任务的教学组织设计方法。

项目化任务的教学组织设计是教师布置承载知识群的问题性项目化任务，通过学生合作研究，完成项目任务的教学方法，是师生通过共同实施的一个完整的项目工作而进行的教学活动模式。主要设计环节包括：

1.项目选题。项目化任务分两类，一类是教师指定确定性的研究任务；另一类是教师只指定一个方向，可由学生自行选题，自主设计。设计的项目主要来源于真实的工作情景中的典型职业工作任务。对于《花卉学》这门课程来说，主要是花卉的基本内涵、花卉的分类方式、花卉的生长发育、花卉的栽培与繁殖、花卉的应用及各种花卉的识别等知识构成，根据内容可以将《花卉学》合理分成五个知识体系，每个知识体系都有一定的重点和难点，对每个知识体系，可以分别设置一个重点。例如在研究过程中把整个知识体系贯穿起来，达到触类旁通的目的。项目化任务能够从一种花卉出发，全面研究其分类、生长发育、繁殖、应用等方面的知识，具有以点带面的效果，同时也培养了学生自己调研社会、了解专业特点、勇于实践的能力；避免了课堂教学的枯燥性，利用学生对植物的兴趣来讲授花卉的分类，生动形象而且学生容易理解，同时也为下一阶段讲授花卉的栽培管理奠定基础。

2.活动程序设计。为了保证学生的项目研究活动达到既定目标，要注意教学活动的科学设计。

教师需要介绍项目的工作目标，讲解项目的背景知识和原理；同时要给出设计项目的工作环境，包括工作场地、完成时间、工作条件、经费保障等必要的提示，按照组内异质、组间同质的原则把学生分组，一般4～8人一组，学生结合自身情况选择某个小组的某个岗位，教师要协调并核准学生们的项目组合，由于项目是基于现实性的，其解决可能涉及不同学科和专业知识的应用，在小组成员构成过程中，还要注意专业、专长的搭配。

如在环境对花卉生长发育的影响一章的讲解中，可以采用项目式任务方式进行教学。教师确定一个命题，××（环境因子）对郁金香生长发育的影响，学生可以根据此命题进行探讨，主要包括温度、水分、光照等环境因子，学生可以根据自己拟定的研究方向通过查阅资料了解目前各个环境因子对植物影响的研究进展，在查阅资料的过程中，学生可以全面掌握各种知识，带着问题去研究使学习更具针对性，有助于迅速掌握各个知识点。通过相互讨论的方式可以开阔学生的思维方式和思维方法，通过小组实验可以锻炼学生互相交流的能力。

3.作品设计与制作的教学设计。作品设计与制作的学习模式，是围绕教师布置的课题――作品，进行小组分工合作，共同设计与制作，并给予作品质量给予学习评价，这种模式在园林专业课程中具有专业的实践性，同时提高了学生观察生活、热爱生活的能力。作品设计与制作中的作品既不同于项目化学习中的项目，也不是一般意义上的课程作业，作品更多的是体现学生的学习过程，不一定具有实际应用价值；作品，通常是课程教学目标与内容下一个分工合作学习的结果，往往是个人难以实施和完成的任务，教学的基本环节主要包括：

（1）作品设计与制作的主题选择

作品设计与制作教学，通常是通过学习小组方式以共同完成一个具体而真实的作品为目标，随着作品从设计到制作的过程中，学生主动学习相关的理论原则与操作方法，锻炼学生自主学习和合作探究解决问题的能力。

（2）作品设计与制作的主要流程

根据教师提出的教学目标和作品要求，明确作品设计与制作的思路、技术路线和条件，学习小组进行任务分解、人员分工，小组成员开展前期调研，查阅资料，提出作品设计意见，小组讨论，形成最佳的作品设计方案，在教师指导下学习相关理论知识，掌握基础技能，完成作品。最后进行作品展示与评议讨论，提高学习效果。

《花卉学》课程中，主要的教学对象是园林专业和园艺专业的学生，专业性较强，学生具有一定的设计思维，因此课程教学过程中根据学生的专业特点，设计干燥花设计作品设计，这个研究性设计作品，要求学生在搜集30种以上的植物原材料进行干燥，从中选择15种以上的植物进行设计，制作成作品。这个作品的制作过程中有学生认识植物搜集植物的过程、有学生干燥植物的过程、有学生集体讨论获得设计思路的过程、有学生共同制作作品的过程，既考查了学生的识别植物、压制植物的能力，又考查了学生动手制作的能力，具有较强的实践性。

总之，在研究性教学组织过程中，要根据课程特点和学生的专业特点进行研究性教学的组织，充分调动学生的学习积极性，在实践动手中获得知识，在对问题的探究中掌握本领。

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中图分类号:R284.1 文献标识码:A 文章编号:1672-8513(2010)02-0102-04

Studies on the Chemical Constituents of Sladenia Celastrifolia Lurz

[KH*2]HE Rong, QI Rongpin, YANG Wei ,CHEN Peng

（Yunnan Provincial Key Laboratory of Cultivation and Development of Forest Plant，Kunming 650204,China）

Abstract: From the leaf and stem parts of Sladenia celastrifolia Lurz, seven compounds, 3α,3′, 4′, 5,7-Pentahydroxyflavan (Ⅰ), 3β,3′,4′,5,7-Pentahydroxyflavan (Ⅱ), 3β,4′,5,7-Tetrahydroxyflavan (Ⅲ), Ursolic acid (Ⅳ), Maslinic acid (Ⅴ), 22E,24R-ergosta-7,22-dien-3α-O-D-Glucopyranoside (Ⅵ), and 12-Oleanene-3,22,24-triol-3β-O-L-Arabinopyranoside (Ⅶ) were isolated. Their structures were identified through physicochemical and spectral analysis. Three flavanol compoundsⅠ,Ⅱ,and Ⅲ were isolated from the genus for the first time.

Key words: Sladenia；Triterpenoids；Flavanol

云南特有树种肋果茶（Sladenia celastrifolia Lurz）属于肋果茶科（Sladeniaceae）肋果茶属（Sladenia），俗称毒药树，也称史拉登茶，全世界仅有1个科1个属1个种，分布于云南大部，是一种珍贵乔木［1］.我们的初期活性测试研究表明肋果茶中的叶片、树皮和根皮的提取物具有杀虫活性［2］，因此鉴定肋果茶次生代谢产物中主要杀虫活性物质的结构，可能发现结构新颖的具有杀虫活性的化合物［3］.我们对肋果茶枝叶的化学成分进行了初步的研究，从其乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部分分离鉴定了7个化合物.这些化合物鉴定为: 3α,3′, 4′, 5,7-五羟基黄烷醇（Ⅰ）、3β,3′, 4′, 5,7-五羟基黄烷醇（Ⅱ）、3β,4′,5,7-四羟基黄烷醇（Ⅲ）、熊果酸（Ⅳ）、山楂酸（Ⅴ）、 22E,24R-麦角甾烷-7,22-二烯-3α-O-D-葡萄糖苷（Ⅵ）以及12-齐墩果烷-3,22,24-三醇-3β-O--L-阿拉伯糖苷（Ⅶ），其中化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为首次从该属植物中分离到.

1 实验部分

1.1 材料与仪器

植物样品于2006年9月采自云南省文山地区邱北县，干燥茎叶.经云南省林业科学院司马永康博士鉴定为肋果茶（Sladenia celastrifolia Lurz），熔点用XT-4双目显微熔点测定仪测定（温度未校正）；MS谱在VG Autospec-3000型质谱仪上测定；NMR谱用BrukerAV-400型超导核磁共振仪测试，CD3OD或C5D5N作溶剂，以TMS为内标；薄层层析硅胶GF254和柱层析硅胶（100~200目，200~300目）均为青岛海洋化工厂产品；RP-18和葡聚糖凝胶LH-20购自Merck公司.

1.2 提取和分离

将肋果茶茎叶5.0 kg自然风干，粉碎，用质量分数85%的乙醇浸泡在25 L的渗漉罐中，冷提5次，每次3~4 d.提取液过滤、合并浓缩得棕色浸膏640 g.将浸膏悬溶于4 L水中，依次用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取4次.乙酸乙酯萃取部分挥去溶剂后约110 g，将其拌硅胶后上硅胶柱层析，以氯仿/甲醇为洗脱剂梯度洗脱（100∶1至纯甲醇），分成10段.第3段再经硅胶柱层析，用氯仿/丙酮（20∶1）洗脱得到化合物Ⅳ（128 mg）和Ⅴ（65 mg）；第4段经葡聚糖凝胶LH20柱层析（甲醇洗脱）和RP-18反相柱层析分离得到化合物Ⅰ（900 mg）、Ⅱ（12 mg）、Ⅲ（30 mg）、Ⅵ（24 mg）和Ⅶ（45 mg）［4］.

2 结果与讨论

2.1 结构鉴定

2.1.1 化合物Ⅰ

白色粉末, 分子式为C15H14O6, EI-MS m/z (%)：290 ［M］ + (15); 1H NMR (400MHz, C5D5N) δ: 7.91 (1H, d, J = 2.0Hz, H-6′), 7.34 (1H, d, J = 8.1Hz, H-3′), 7.26 (1H, dd, J = 2.0, 8.1Hz, H-2′), 6.68(1H, d, J = 2.4Hz, H-8), 6.65 (1H, d, J = 2.4Hz, H-6), 5.37 (1H, brs, H-2); 4.72 (1H, m, H-3), 3.53 (1H, dd, J = 3.6, 16.4Hz, H-4a), 3.41 (1H, dd, J = 4.4, 16.4Hz, H-4b); 13C NMR (100MHz, C5D5N) δ: 79.7 (d, C-2), 68.6 (d, C-3), 29.3 (t, C-4), 157.3 (s, C-5), 954 (d, C-6), 158.3 (s, C-7), 96.3 (d, C-8), 158.3(s, C-9), 99.8 (s, C-10), 131.8 (s, C-1′), 119.1 (d, C-2′), 146.5 (s, C-3′), 146.6 (s, C-4′), 115.8 (d, C-5′), 116.0 (d, C-6′). 以上数据与文献［5］报道一致，化合物I鉴定为3α,3′, 4′, 5,7-五羟基黄烷醇.

2.1.2 化合物Ⅱ

白色粉末,分子式为C15H14O6,EI-MSm/z(%)：290［M］ +(21); 1H NMR(400MHz,C5D5N)δ:7.65(1H,d,J=1.6Hz,H-6′),7.24(1H,d,J=8.1Hz,H-3′),7.21(1H,dd,J=1.6,8.1Hz,H-2′),6.72(1H,d,J=2.4Hz,H-8),6.65(1H,d,J=2.4Hz,H-6),5.21(1H,d,J=3.6Hz,H-2);4.60(1H,m,H-3),3.68(1H,dd,J=5.6,16.0Hz,H-4a),3.32(1H,dd,J=8.8,16.0Hz,H-4b); 13C NMR(100MHz,C5D5N)δ:83.0(d,C-2),68.0(d,C-3),29.5(t,C-4),157.1(s,C-5),95.3(d,C-6),158.1(s,C-7),96.5(d,C-8),158.5(s,C-9),100.8(s,C-10),131.9(s,C-1′),119.5(d,C-2′),146.9(s,C-3′),146.9(s,C-4′),115.9(d,C-5′),116.1(d,C-6′).以上数据与文献［5］报道一致，化合物Ⅱ鉴定为3β,3′,4′,5,7-五羟基黄烷醇.

2.1.3 化合物Ⅲ

白色粉末,分子式为C15H14O5,EI-MSm/z(%)：274［M］ +(10); 1H NMR(400MHz,C5D5N)δ:7.82(2H,d,J=8.4Hz,H-2′,6′),7.19(2H,d,J=8.4Hz,H-3′,5′),6.73(1H,d,J=2.8Hz,H-8),6.70(1H,d,J=2.8Hz,H-6),5.34(1H,s,H-2);4.67(1H,m,H-3),3.54(1H,dd,J=3.2,16.4Hz,H-4a),3.41(1H,dd,J=4.4,16.4Hz,H-4b); 13C NMR(100MHz,C5D5N)δ:79.7(d,C-2),66.6(d,C-3),29.5(t,C-4),157.4(s,C-5),95.6(d,C-6),158.3(s,C-7),96.5(d,C-8),158.5(s,C-9),99.9(s,C-10),131.1(s,C-1′),115.6(d,C-2′),129.2(s,C-3′),158.4(s,C-4′),129.2(d,C-5′),115.6(d,C-6′).以上数据与文献［5］报道一致，化合物Ⅲ鉴定为3β,4,′5,7-四羟基黄烷醇.

2.1.4 化合物Ⅳ

白色粉末，分子式为C30H48O3, 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:5.28(1H,t,J=3.3Hz,H-12),3.23(1H,dd,J=5.5,10.6Hz,H-3); 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:38.4(t,C-1),27.1(t,C-2),79.0(d,C-3),38.7(s,C-4),55.2(d,C-5),18.3(t,C-6),32.4(t,C-7),39.3(s,C-8),47.6(d,C-9),37.1(s,C-10),22.9(t,C-11),122.6(d,C-12),143.6(s,C-13),41.6(s,C-14),27.7(t,C-15),23.4(t,C-16),46.5(s,C-17),41.0(d,C-18),45.9(t,C-19),30.9(s,C-20),33.8(t,C-21),32.6(t,C-22),28.1(q,C-23),15.5(q,C-24),15.3(q,C-25),17.1(q,C-26),25.9(q,C-27),183.3(s,C-28),33.0(q,C-29),23.6(q,C-30)，波谱数据分析结合与标准品薄层层析确定化合物Ⅳ为熊果酸.

2.1.5 化合物Ⅴ

无色晶体，分子式为C30H48O4,m.p.259~260 ℃;EI-MSm/z(%)：472［M］ +(6),426(17),248(100),203(38); 1H NMR(400MHz,C5D5N5)δ:5.46(1H,s,H-12),4.10(1H,m,H-2),3.39(1H,d,J=9.3Hz,H-3); 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:48.2(t,C-1),68.6(d,C-2),83.8(d,C-3),39.9(s,C-4),55.9(d,C-5),18.9(t,C-6),33.2(t,C-7),39.8(s,C-8),47.8(d,C-9),38.6(s,C-10),23.7(t,C-11),122.5(d,C-12),144.9(s,C-13),42.0(s,C-14),28.3(t,C-15),24.0(t,C-16),46.5(s,C-17),42.2(d,C-18),46.7(t,C-19),31.0(s,C-20),34.2(t,C-21),33.2(t,C-22),29.4(q,C-23),17.7(q,C-24),16.9(q,C-25),17.5(q,C-26),26.2(q,C-27),180.2(s,C-28),33.3(q,C-29),23.8(q,C-30).以上数据与文献［6］报道一致，化合物Ⅴ鉴定为山楂酸.

2.1.6 化合物Ⅵ

白色粉末,分子式为C34H56O6,negativeFAB-MSm/z(%)：559［M-H］ -（73）; 1H NMR(400MHz,CD3OD)δ:5.30(1H,dd,J=7.5,15.8Hz,H-22),5.22(2H,m,H-7,H-23),4.35(1H,d,J=7.4Hz,H-1′),3.62(1H,m,H-3); 13C NMR(100MHz,CD3OD)δ:37.5(t,C-1),30.1(t,C-2),77.1(d,C-3),34.9(t,C-4),40.5(d,C-5),30.1(t,C-6),117.9(d,C-7),139.6(s,C-8),49.9(d,C-9),34.7(s,C-10),21.8(t,C-11),39.8(t,C-12),43.6(s,C-13),55.4(d,C-14),23.3(t,C-15),28.4(t,C-16),56.4(d,C-17),12.3(q,C-18),13.0(q,C-19),40.6(d,C-20),21.4(q,C-21),136.2(d,C-22),132.3(d,C-23),43.1(d,C-24),33.4(d,C-25),17.9(q,C-26),19.8(q,C-27),20.1(q,C-28);102.3(d,C-1′),75.4(d,C-2′),78.7(d,C-3′),71.8(d,C-4′),78.6(d,C-5′),63.1(t,C-6′).以上数据与文献［7］报道一致，化合物Ⅵ鉴定为22E,24R-麦角甾烷-7,22-二烯-3α-O-D-葡萄糖苷.

2.1.7 化合物Ⅶ

白色粉末,分子式为C35H58O7,negativeFAB-MSm/z(%)：589［M-H］ -（58）; 1H NMR(400MHz,CD3OD)δ:5.27(1H,brs,H-12),4.35(1H,d,J=7.2Hz,H-1′); 13C NMR(100MHz,CD3OD)δ:39.4(t,C-1),26.2(t,C-2),83.3(d,C-3),43.7(s,C-4),48.0(d,C-5),18.7(t,C-6),33.1(t,C-7),40.5(s,C-8),48.5(d,C-9),37.5(s,C-10),24.4(t,C-11),123.6(d,C-12),144.8(s,C-13),42.9(s,C-14),28.6(t,C-15),27.9(t,C-16),36.9(s,C-17),44.9(d,C-18),46.4(t,C-19),31.2(s,C-20),41.6(t,C-21),76.8(d,C-22),64.8(t,C-23),23.2(q,C-24),16.4(q,C-25),17.7(q,C-26),26.2(q,C-27),28.3(q,C-28),33.1(q,C-29),20.1(q,C-30);106.1(d,C-1′),72.8(d,C-2′),73.7(d,C-3′),69.5(d,C-4′),66.6(d,C-5′).以上数据与文献［8］报道一致，化合物Ⅶ鉴定为12-齐墩果烷-3,22,24-三醇-3β-O-L-阿拉伯糖苷.

2.2 讨论

有关肋果茶的化学成分研究报道较少，利用经典的植物化学研究方法，从其茎叶的乙醇提取物中分离了7个化合物，通过MS、NMR等谱学分析手段鉴定它们的结构为：3α,3′,5,4′,7-五羟基黄烷醇（Ⅰ）、3β,3′,5,4′,7-五羟基黄烷醇（Ⅱ）、3β,4′,5,7-四羟基黄烷醇（Ⅲ）、熊果酸（Ⅳ）、山楂酸（Ⅴ）、 22E,24R-麦角甾烷-7,22-二烯-3α-O-D-葡萄糖苷（Ⅵ）以及12-齐墩果烷-3,22,24-三醇-3β-O-L-阿拉伯糖苷（Ⅶ）.3个黄烷醇类化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为首次从该属植物中分到，黄烷醇类化合物具有抗氧化、预防心血管疾病等效用.进一步研究肋果茶中次生代谢产物的化学成分，可能发现结构新颖的具有良好杀虫活性的化合物［9］.

3 结语

肋果茶近来正在引起植物学家和林业部门的注意，已经被推荐为云南的绿化树种之一［10］，该树种具有抗虫和耐涝的特性，特别适合在水源流域栽培.目前，云南省林业科学院已经在邱北县冲头林场进行了2年的肋果茶扦插繁殖试验，扦插成活率在95%以上，1万多株扦插苗生长良好.肋果茶野外萌芽更新能力很强，易于人工繁殖.云南肋果茶资源丰富，从该植物中开发植物源农药具有较好的前景.

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中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）24-0169-03

Research on Integration Practice Teaching Mode of Competition， Teaching， Research and Innovation in Process Control System//TAO Hongfeng， XIE Li， YANG Huizhong， CHEN Gang

Abstract In order to meet the requirements of the process industry on the engineering concept， practice innovation ability and the com-prehensive quality of automation specialty talents， and improve the

quality of students’ compound quality， this paper analyzes the pro-blem of integration of course content， reformation of competition experiment， research innovation and project incubation. It not only emphasizes the multi-level integrated practice teaching mode， but

also provides the access to carry out the excellent engineers educa-tion training plan.

Key words process control system； practice teaching； innovation education

1 前言

目前，新技术革命的迅猛发展使得社会对高质量工程技术人才的需求更加迫切，世界各国无一不把培养一流的创新型工程技术人才放在突出的位置。特别是美国、德国、日本等发达国家，在培养人才的类型和要求上、教学思想上、课程体系结构和教学方法上都进行了重大的转变，不断加强工程实践创新素质培养，进行课程的综合与集成，以及更新教学手段与设施。美国康奈尔、斯坦福、加州伯克利等8所大学联合进行的工程教育改革计划的核心思想就是“综合实践创新”，要求在培养人才过程中将工程知识与实际问题相结合[1]。美国国家科学基金会（NSF）作为美国政府的联邦机构，持续推动美国的工程教育改革，使得高等工科院校出现几种变化：由科研优先、注重研究生转向重视本科生教育；开始重视与工业企业界的结合，重视工程实践；师资队伍由原来注重学术研究型开始转向注重工程实践型，并以此改革和修订专业教学计划[2]。

国内最近一份调查表明，60.4%的受访者认为现在的创新教育不能给工科大学生提供充分的工程训练，工科学生对工程设计和动用综合知识解决实际问题的重要性普遍缺少理解。为此，国内高校开始与企业联手，启动一批合作培训项目和卓越工程师计划，进行一系列创新型工程人才的教育研究与实践，加深学生对工程的理解，提高他们的创新意识和工程实践能力。

过程控制系统是自动化专业的一个主流方向，具有明显的行业背景特色。它针对工艺原理，运用自动控制理论，采用计算机控制、可编程逻辑控制、自动化仪器仪表、现场总线和检测技术等实施流程工业的过程控制，实现生产过程的安全、平稳、节能降耗[3]。因此，过程控制系统是一门涉及众多内容、体现宽口径知识体系的课程，具有综合性、实践性的特点，对于实施工程实践教学和创新教育具有得天独厚的优势。

2 国内外教育现状分析

在针对流程工业的自动化专业过程控制方面，国外大学紧密结合实际流程工业对象，学习流程工业对象的工业问题，再通过化工、炼油项目和锅炉、水箱等实物装置培养学生的综合创新能力，不断提炼实际对象和模拟工业环境下的具体控制科学和技术问题。一方面，通过工程获取的化工过程数据和模拟软件，用多个操作单元组成的过程控制流程模拟实际的生产过程，在理论学习的同时考虑过程控制方法在实际应用状况下的补偿和实施问题；另一方面，通过生产过程现场或半实物仿真装置训练学生的现场操作调试技能，再结合实际操作结果分析与理论结果不同的原因，完成“理论―实践―理论”的过程控制系统人才培养的反馈学习过程。

在国内，清华大学、浙江大学、北京化工大学、华东理工大学、南京工业大学等自动化过程控制特色鲜明的高校开展了一些校内与校外相结合的过程控制人才培养方式。在校内将过程控制系统与其他学科其他专业课的教学内容进行相互补充，突出过程控制系统的流程工业背景；在校外联合西门子、中国石化、浙大中控等企业，走进生产现场，通过以熟悉工原理为基础的方式，使得过程控制问题不再是简单的数学模拟和仿真，提炼的问题从实践中来，最终通过实践来反馈学习，一定程度上也提升了学生的感性认识和实践技能，走的是一条卓越工程师培养方案下的“校内理论―校外实践”的多层次学习方式[4]。

当前，在自动化专业的过程控制系统人才培养方面仍存在以下亟待解决的问题。

1）过程控制相关课程教学内容的系统性不强，基础课程、专业课程和实践教学等教育方式未实现有效融合，多是单门单节课程的局部改造，缺乏整体性教学内容的突破。

2）过程控制实践创新平台并不完善，校内多是小型独立的实验设计，缺乏多个综合实验设计来培养学生的过程控制综合实践能力，校内理论与校外实践缺乏有效的过渡。

3）无论是在理论教学，还是实践教学，过程控制的实践创新内容都偏重于传统和经典知识的训练，未能将目前较新的过程控制研究成果、方法和技术引入教学中，在知识点和个人能力上未能与后续的学术深造研究和社会实践工作的最新应用技术进行衔接。

3 改革思路和举措

针对上述问题，广泛征求意见，总结教育教学方法，对于过程控制系统的实践教育模型进行一定的思考和探索。通过研究，根据流程工业对自动化专业人才的能力和素质要求，围绕自动化专业人才培养目标，结合江南大学自动化专业轻工过程控制教育的特点和学科优势，通过图1所示的“竞教研创”一体化的综合实践创新“123N”模式，立足自动化过程控制特色专业一条主线，构建理论教学与实践教学两大教学与实践体系，依托“轻工过程先进控制教育部重点实验室”“自动化卓越工程师培养基地”和“大学生实践创新基地”三大创新平台，通过教育部全国大学生自动化过程控制仿真多个系列挑战赛，提高学生在过程控制领域内运用专业知识解决各种实际问题的能力，满足流程工业对自动化工程人才在工程观念、实践与创新能力和综合素质方面的培养要求，提高复合型工程实践创新人才素质。

结合卓越工程师实践创新计划，整合过程控制相关课程教学内容 从流程工业的行业特点出发，同时结合现有自动化专业卓越工程师实践创新计划和卓越工程师培养基地，调研、综合和分析现有流程工业企业对自动化工程师的知识结构和专业能力的要求，将知识、技能、个人素质、实践经验及管理能力等方面作为能力模型的输入要素，研究建立合理的能力评价机制，进而优化整合自动控制原理、过程控制系统、控制仪表与装置等相关课程的教学内容和教学计划，采用多形式、多层次、多资源的人才培养方式，剔除重复性内容，突出各门课程的重点内容，提高课堂教学效率。

在校外，充分利用现有过程控制方向卓越工程师实践基地，让学生接触最新的过程控制仪表和装置；在校内，在现有单容水箱液位数学模型的测定、闭环双水箱液位串级控制等设备基础上，对实验内容进行优化整合，突破以往实践教学只限于验证性和演示性的状况，减少验证性实验，多开设综合性、设计性、应用性强的实践项目，构建多层次实验教学体系，进而创建多形式的实践能力培养模式和考核模式，将实际生产过程中的最新技术和装备与理论教学内容进行有效衔接。

参加过程控制领域的权威大学生技能竞赛，培养学生的综合创新能力 全国大学生自动化控制仿真挑战赛历年由教育部、中国自动化学会过程控制委员会、系统仿真学会和国际知名的自动化企业西门子公司联合举办，是过程控制领域最权威的大学生竞赛。该竞赛不仅需要学生具有过程控制理论知识，更需要学生具备实践操作和现场应变能力，比赛公平公正，每年的竞赛题目和流程工业对象都会有所不同。江南大学每年带领本科生参加该竞赛并获得多次全国性奖项，通过实践环节的竞争以及与全国学生和教师的交流，加深对过程控制专业知识的理解。同时进一步对过程控制竞赛的题目进行后续开发，将竞赛案例引入课堂和课程实验，鼓励学生走上课堂讲台讲授体验，答辩遇到的问题以及解决方法，从而培养学生的综合创新能力，最终达到以竞促教、竞教结合的目的。

依托学院轻工过程先进控制教育部重点实验室，开展科技创新 学院轻工过程先进控制教育部重点实验室现具有大量实际和模拟的流程工业对象和控制装置，以研究流程工业中的一系列理论与工程问题为研究重点。积极引导专业学生投身科研并转化为实践能力，通过将学生的普适教育和优秀本科生提前进实验室相结合的方法，注重把过程控制研究的前沿科研成果转化为教学和实验内容，使学生与导师和优秀研究生接触，在感受科研氛围的同时，提前接受严格的基本科研训练，培养创新能力，达到传授知识、培养能力、提高素质的一体化模式，摆脱一般本科教育学科型教育模式的束缚，构建高层次“实践―理论―科研”型科教结合的实践创新模式。

立足大学生创新实践基地，鼓励自主科研申请和创新项目孵化 针对部分学有余力的学生特点，开展因材施教，依托以自主性、开放性、科学性、层次性为主要特点的大学生创新基地，鼓励学生自主申请参加学院和学校的大学生创新项目，将他们引入一些实际的过程控制方面的创新项目中，通过过程控制类项目来提高学生的创新能力和动手能力。同时，对这些大学生创新项目并不是简单地指导，而是进一步孵化其中一些优秀的创新项目转化为创业项目，开展创业评比，丰富学生的实践领域和感受。目标是让学生通过参加这些项目，增强工程实践思维能力、团队合作意识，为今后走向社会打下扎实的工程实践基础。

4 结语

根据流程工业对自动化专业人才的能力和素质要求，围绕自动化专业人才培养的总体目标，结合学院的轻工过程特色和学科优势，重点优化整合过程控制相关课程中的实践内容，有序引入过程控制系统前沿科研成果与现有教学内容，设计开发新的过程控制综合性实验，将竞赛和科研中的研究问题转化为适应现有实验装置的综合性实验。同时，结合流程工业特点和专业学生现有知识体系，选择合适的企业，研讨制订合理的综合实践能力培养方案和需求。通过这些举措，提高了学生在过程控制领域内运用专业知识解决各种实际问题的能力，满足流程工业对自动化工程人才在工程观念、实践与创新能力和综合素质方面的培养要求，最终提高学生的工程实践创新素质。

⒖嘉南

[1]邢贵宁.工学结合模式下电气自动化专业课程开发的研究[D].石家庄：河北师范大学，2012.

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【基金项目】本文为山东中医药高等专科学校教学研究课题“基于工作过程的《中药化学技术》课程教学改革研究”（编号JY2010 16）的研究成果。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0224-02

基于工作过程导向的课程开发理念源自德国的“双元制”职业教育，目前已成为我国高等职业教育课程改革的主流模式，其内涵为：在广泛的行业企业调研基础上，以职业岗位的具体工作过程和典型工作任务为基础设计开发工作过程系统化的课程，合理运用“教学做”一体化等行动导向教学模式，突出学生职业能力培养，体现工学结合的职教特色。山东中医药高等专科学校《中药化学技术》课程组经过多年的探索与实践，实施了基于工作过程导向的课程改革研究，并逐步深化和不断完善，建设成效显著，2012年被评为校级优质专业核心课程，2013年被评为山东省省级精品课程。

一、课程设置

（一）课程性质与作用

《中药化学技术》是研究中药中主要类型化学成分的结构、性质，并根据成分性质选择合适提取、分离与鉴别方法的一门技术性课程，是中药专业的核心课程。本课程的实践性、应用性较强，是培养制药企业或行业所需中药提取分离与检验专门人才的一个必备环节。通过本课程的学习，能使学生熟练掌握中药中香豆素、蒽醌、黄酮、挥发油、生物碱等各类化学成分的提取、分离、检验技能和知识，提升学生的职业素质，以适应现代中药产业对高端技术技能型人才的需求。

（二）课程设计的理念与思路

根据中药专业职业岗位从业人员所必需具备的综合能力要求，校企合作共同进行课程设计，课程设计理念是：以能力培养为目标设置课程标准;以工作过程为导向重构课程内容;以认知规律为原则安排教学过程;以行动导向为模式组织教学实施。

行业企业专家与校内骨干教师组成的的《中药化学技术》课程开发与建设团队，进行广泛的行业企业调研，对中药提取分离和质量检验岗位进行能力需求分析，围绕重点培养学生的职业能力，校企共同开发设计课程，将原有按照学科体系划分的课程内容，进行解构、重构，转变为按照项目进行设计，以项目、任务为载体，同时引入企业新技术、新工艺，形成以能力为本位的《中药化学技术》课程，体现教学内容的技能性、技术性和系统性。

二、教学内容的选取

（一）教学内容的针对性与适用性

课程组通过校企合作，社会调研，岗位分析，围绕中药提取分离和质量检验岗位工作必需掌握的知识、技能与素养，兼顾执业药师和中药检验工、中药固体制剂工、中药液体制剂工等等国家职业资格考试要求，以制药企业中的真实的中药生产任务及其工作过程为依据，将课程内容设置了3个模块（中药化学基本操作、中药各类化学成分的提取分离和鉴别、综合实训），设计了13个学习情境，分解为18个工作任务，见表1。将理论知识有机融入到完成具体工作任务的过程中，实现教学内容由“知识型”向“任务型”的转换。学生在获得必备的基本理论知识和掌握相应的操作技术过程中，形成良好的职业素养，并将所学知识转化为职业能力，为后续课程的学习和学生的可持续发展奠定坚实的基础。

表1 《中药化学技术》教学项目设置表

（二）教学内容的组织与安排

教学内容的组织根据认知规律，遵循由浅入深、层层递进的原则。

教学模块一：设置了提取技术、浓缩技术、分离与鉴别技术3个学习情境，分解为7个工作任务，旨在让学生掌握扎实的中药化学基本技能，熟练进行煎煮、回流、连续回流、水蒸气蒸馏、超声等提取操作和萃取、结晶、沉淀等分离技术。教学模块二：依据化学成分类型不同，设置了8个学习情境，每个情境各选取1味代表性中药有效成分的提取分离及鉴别工艺设置工作任务;通过模块二的学习，能让学生掌握各类化学成分的提取分离和检验技能，熟悉主要化学成分的结构类型与理化性质。教学模块三：为综合性实训，设有中药的质量检验和中药制剂的生产与检验2个学习情境，实训内容主要包括：中药材的鉴定、中药成分的提取分离、中药制剂半成品与成品的检验等;模块三既是系统的综合性实训，又是真岗实干，实现了教学过程与工作过程的深度对接与融合，进一步提高了学生的职业能力。

三、教学模式

课程整体采用“教学做”一体化的教学模式，充分体现以学生为主体，以教师为主导的教育理念。每个工作任务总体运用“六步教学法”进行组织教学，即资讯计划决策实施检查评价六个步骤。学生以小组为单位，收集、查阅相关资料，共同研究、讨论解决问题的办法，制定完成任务的方案，然后在教师的指导下，师生共同对不同的设计方案进行比较评估，选出最佳方案，再分组完成工作任务，最后进行师生点评总结。通过这种“项目导向、任务驱动”等教学做一体化教学，使学生在完成任务的过程中，获得必需的基础知识，调动了学生学习的积极性，同时培养了创新能力和团队协作能力。

四、结语

课程组经过多年实践与创新，基于工作过程导向重构了课程教学内容，基于行动导向改革了教学模式，以项目为引领，以任务为驱动，采用教学做一体化教学模式，实现了“情境”化教学，教育教学改革效果明显，学生的专业能力与职业素养得到了全面提升。随着制药企业行业的不断发展和新知识、新技术、新工艺、新标准的不断出现，课程组将在行业企业调研的基础上，及时更新教学内容，融入国家职业资格标准，吸纳具体岗位操作中的经验和技巧，进一步强化学生职业能力的培养，不断增强课程的适用性、实用性和先进性。

参考文献：

[1]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京：清华大学出版社，2007.