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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.
【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.
【中图分类号】 G633.8
【文献标识码】 A
【文章编号】 1004―0463(2017)
03―0116―01
化学是一门以实验为主的学科,教师在学生探究学习过程中要发挥主导作用。在探究内容上,要注意体现探究意识和探究思维;在化学知识上,教师要引导学生掌握探究原理,形成探究结论;在探究技能成长方面,教师要帮助学生认识相关实验仪器,明晰操作规范要求,形成完整实验探究报告。新课改给课堂教学带来崭新变化,教师如何科学创设教学情境、提供适宜演示操作、展开多元个性化点评,激活学生探究思维,形成探究认知,这是教师必须要关注的问题。
一、创设提问情境,激活学生探究思维
化学课堂教学中,教师利用多种媒体手段为学生创设教学情境,这是激发学生学习兴趣的重要途径。特别是问题教学情境的创设,可以有效激活学生探究思维。因此,教师要对教材学习内容展开深度解析,探索教学规律,全面展开教情研究,形成教学引导问题。教师还要对学生学习实际进行深度调研,掌握学生学习认知特征,明确学生学习规律,针对性地设计教学引导问题,这样才能有效提升学生探究品质。教师利用实际教学问题引导学生展开探究活动,要注意对教学思路、教学方法、教学效益展开综合考量,要着重体现一个“导”字。教师不需要一味讲解,要用问题进行诱导,或者是让学生在探究中提出问题、展示问题、解决问题,真正体现“学导”的有效融合。
例,在学习《社会生活与化学》相关内容时,教师设计“化学探究”活动:根据生活经历,寻找生活中的化学现象。学生展开小组讨论,探究气氛比较浓烈。教师巡视发现,很多学生列举的生活现象并不属于化学范畴,便给出问题提示:随着科学的进步,化学与人类的关系越来越密切了,人们饮食中有哪些化学现象呢?现代社会生活中,白色污染成为重要环保治理顽疾,这白色污染中有化学现象吗?我们日常生活中还要接触水、电、气等,这里面是不是要设计化学变化呢?学生根据教师提问重新调整思路,探究活动顺利启动。在成果展示时,学生表现优异,探究效果显著。
二、提供演示操作,引导学生观察推演
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)01-0006-02
据统计,大学生毕业后,在走向工作岗位时,并不能马上胜任自己的角色,都要经过一段时间的培训,是什么原因导致这样的现象屡见不鲜呢?原因有很多,其中最主要的原因是学生在大学期间所学到的理论课程与社会上所需要的能力相脱节。随着社会科技的发展,市场竞争不断地加剧,就业压力也越来越大,如何提高本科毕业生的就业竞争力已经是目前各个高等院校迫切需要解决的问题。因此,我们应该改变人才培养模式,使培养出的人才具有一定市场竞争力。
一、高校教学现状
高校实施教育主要是通过课堂教学,在课堂教学中大多数高校仍然采用传统教学,即满堂灌、填鸭式教学。在教师看来,学生仅仅是知识的接收器,学生在学习的过程中是被动的。在有的高校看来,学生通过课堂教学来获取知识,教学的目的就是为了让学生学到书本上的知识,整个课堂教学过程以讲授和学习为主,这样做的结果就是把活生生的课堂教学演变成机械的和灌输的技能训练。在课堂教学过程中,教师一般只在乎学生掌握了哪些知识点,而并不在乎学生是否将知识运用于实践中去,也不重视在课堂中培养学生良好的学习动机和态度。现在一些高等院校,学生由内力促进在课堂上学习的人较少,大多数学生都是为了应付考试而学习,所以课堂的教学效果并不十分理想。由于互联网技术和智能手机的普及,同时高校学风还受到社会不良风气的影响,在有些高校课堂教学中,只有一部分学生是为了学习知识而学习,其余同学只关注能否及格、能否拿到学分。课堂效果不好,除了学生的因素之外,授课教师也有一定的因素。目前有的任课教师的知识和技能没有得到及时更新,课堂的内容比较陈旧,已经赶不上技术发展的步伐,也满足不了当前社会对人才的要求,更不用说培养满足社会需求的创新型人才。特别是很多年龄比较大的教师,他们所掌握的理论知识、教学经验以及教学方法已经不能很好地适应新社会的需要,因此对教师来讲,需要不断地进行知识的补充以及更新。可见,高等院校要想提高自身的教学水平,就必须要搞好科学研究,并且把科学研究不断地转化为教学内容。
二、科研对教学的作用
科学研究和教学是高等院校工作中不可分割的两个方面[1]。教学工作是把已知的成熟的知识传授给学生,主要是把已有的知识讲解明了,让学生能够明白整个的知识体系以及相应的知识点,做到学有所用;科研则是引导学生对未知领域的研究,重在培养学生在遇到问题时如何去分析以及如何去解决的思路和能力。
(一)科研成果可以丰富教学内容
在高校本科教学中,基本每门课程都是按教材授课的,对于我们工科类的专业,每门课的内容都是理论性比较强的,如果用传统式的教学方法讲授,即“黑板式”式教学方法,学生学起来感觉会很抽象。在课堂的讲授过程中,教师把一些先进的科研成果引入到课堂中去,可以极大地丰富教学内容[2]。
课堂教学是本科教学阶段最为重要的一个环节,教师主要通过课堂教学向学生进行知识的传授和能力的培养。因此,教师在授课的过程中,应该不断的、及时的更新教学内容,将最新的科研成果引入到课堂教学中去,介绍一些新知识和一些科学研究方法;可以将一些比较具有代表性的学术论文或其他的科研成果作为参考资料留给学生课后阅读,目的是引导学生思考,培养学生碰到问题时,如何去分析以及解决的能力,并逐步培养学生的创新能力。
(二)科研成果可以促进教学方法的改进
科学研究主要是重视思考或讨论,这些方法对于本科学生来说都是或缺的,在传统的教学方法中,引入科研方法,会使学生对课堂理论知识更容易理解和掌握。
当然,教师在平时的备课过程中,会从现实生活中寻找一些实际例子来证明相应的理论知识,在这个过程中,教师常常会发现一些课题研究。另外,在授课过程中,有时会发现学生的一些新奇的思想,这些可作为科学研究的素材。通过这样不断的积累和沉淀,教师的科研能力也可以得到不断的提高[3]。
专业任课教师在授课的过程中,不可以照本宣科,应该跟上知识更新的速度,而且应该把科学研究的思维方式通过一定的互动传授给学生,让学生从被动学习变成主动学习。应该多设计一些教学内容,让学生参与进来,通过这样的过程引起学生的学习主动性,锻炼学生的科研思维能力。通过在实验教学过程中引入教师的科研成果,不断丰富实验教学内容,并将科学研究的方法转化为教学手段,充分发挥科研对教学的促进作用,提高学生的创新性思维和创新性能力。把教师的科研项目转化为综合性、设计性实验内容,从而保证了学生综合实践能力的培养。
在高等院校的教学过程中,要针对学生的授课内容,组织一些相关的学术交流活动,动员学生积极参加,例如教师可以通过学术讲座或者学术报告的形式,把与课程内容有关的学科发展的动态介绍给学生,或把与课程内容有关的科研活动或者科研成果介绍给学生,让学生有一些直观的认识,这样做的好处,不仅可以扩大学生的知识面,开阔学生的视野,还可以充分调动学生对学习的积极性。
三、科研成果转化为教学资源的策略
科研成果要想转化为教学资源,必须满足一定条件,其中有教师方面的,学校政策方面的,还有转化经费投入方面的,只有把这些问题解决好,才可以有效地把科研成果转化为教学资源。
(一)提高教师对科研成果转化为教学资源的重视度
教师在平时的工作中应该加强对教学资源的理论研究以及实践研究,利用一切可以利用的资源为教学服务,使教学内容更具合理性,课程体系更加现代化,改变一些陈旧的教学观念和教学方法。高校教师应该树立自己不断学习的观念,因为知识的更新换代是非常迅速的,教师应该随时注意自己的专业发展,更新专业知识,随时调整自身的教学态度和教学方法,与国外高校或国内名校增加信息交流与合作,吸取国内外先进的课程开发技术,提高自身的专业水平。高校教师要树立“以学生为本”的思想,时刻关注学生的学习兴趣和经验,把课程内容和学生的学习爱好紧密联系起来[4]。
为了提高人才培养质量,高校教师应该主动参与到科研成果转化为教学资源的工作中去,充分利用自己或团队的科研成果,做到教学与科研的有机结合,培养应用型人才。
(二)建立科研成果转化为教学资源的机制
政策和运行机制可以保证科研成果转化为教学资源的有效进行。一般来说,高校教师的科研素质和任课的教学质量呈正相关。如果高校的教师不进行科学研究,就不利于高质量的课程体系的建立,不利于提升大学生的综合素质和学校的竞争力。
为了保证科研成果转化为教学资源,学校应该制定相关政策,可以把科研成果转化为教学资源作为教师晋升职称、评优评奖的一个重要指标。现在高校中有很多教师比较重视科学研究,而关于科研成果转化为教学资源的工作,则很少有教师愿意花时间去做。这是因为目前高校教师在晋升职称时,都以科研论文的数量和科研论文的质量为标准,必须达到一定的标准才有资格参加职称评审,而与科研成果是否转化为教学资源关系不大。因此,高校教师就只关心自己发表了多少篇科研论文,参加了多少项科研课题的研究,写了多少本教材或专著,发明了几项专利。高校的这种晋职评价体系加深了教学与科研之间的距离。如果把科研成果转化为教学资源作为高校评定职称的一项指标,可以调动广大教师投入到科研成果转化为教学资源的工作中去的积极性,使高校教师愿意花时间和精力进行科研成果转化为教学资源的工作,从而培养高质量的人才,提升学生的竞争力。
学校和社会应该尊重高校教师的自主知识产权,因为知识产权关系到产权拥有者现在和以后长期的经济利益。知识产权的明确,可以鼓励教师从事科研成果的转化工作,让教师可以在经济上得到实惠。
建立科研成果转化为教学资源的经济利益保障。科研成果如果转化为教学资源,会对学校和社会带来一定效益,因此,对于转化效果好的教师应该给予丰厚的回报。这样可以起到很好的榜样激励作用,促进其他的高校教师投入到科研成果转化为教学资源的工作中来。
(三)加大科研成果转化为教学资源的资金投入
资金问题一直是影响科研成果转化为教学资源的大难题,在转化过程中只有在经费上得到保障,才能更好地调动广大高校教师的积极性。为了保证科研成果转化为教学资源的工作顺利进行,学校应该划拨专款,加大财政扶持的力度。为了促进科研成果转化为教学资源,应该对硬件进行改善。如建设校园网、扩建实验室;订购科研书籍和教学参考资料,为教学实验和教学开发的教师改善办公条件,适当配备计算机和扫描仪,为转化工作提供坚实的物质基础。
高等院校要想提高自身的教学水平,培养出适合社会的创新性人才,就应该搞好科学研究,并把科学研究不断扩充到教学内容中去。将科研成果转化为教学资源,例如转化为课堂教学内容、转化为综合性实验、转化为学术报告或讲座,建立科研成果转化为教学资源的激励机制,从根源上提高人才培养质量,为社会培养应用型人才。高校教师都应该积极地参加到科研成果向教学资源转化的研究中来,以形成“教学带动科研,科研促进教学”的良性循环。
参考文献:
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[3]李斐.协调高校教学与科研发展,提高本科人才培养质
实验能帮助学生认识和理解科学的发现过程,培养学生的创造性思维。因此,教师要尽可能地创设实验,引导学生自主探究。例如,在“二氧化碳制取的研究与实践”教学时,首先引导学生对比分析氧气和氢气的制取装置,得出设计气体制取装置的一般思路,然后根据二氧化碳的反应原理,由学生自主设计并动手装配一套最满意的装置,组装完毕后召开“设计装置展示会”,再由各组学生代表作为推销员介绍其装置的优点,最后由全班学生作出评价。这种教学方式,有利于调动学生创造性思维和积极性。在学生自主探究的过程中,要经常提出能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题,尽量给学生多一些动手的机会,让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。
2 适当增加规律实验 提高学生探究能力
在实际教学中,根据需要适当补充一些实验,既可以增加学生的动手机会,激发学生学习的兴趣,又可以提高实验的探索性。例如,在《酸溶液与金属氧化物反应》这一环节教学中,可以补充由学生分组做氧化铜与稀盐酸、稀硫酸反应的实验,原料易得,实验易做,并且现象明显。通过这个氧化铁与稀盐酸、稀硫酸的反应实验,使学生更易理解酸能与金属氧化物反应生成盐和水,便于学生掌握反应规律。这样既能激起学生的学习兴趣,又能使学生所学知识更系统化、深刻化,效果非常好。
为了深化教育改革,贯彻落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要》精神,构建以育人为本的和谐校园,推进十二五期间学校文化研究的创新及发展,广泛展示新课改实践中各级教师的教学创新技能和专业发展技能,进一步总结与推广优秀教学经验、教育科研成果,推选一批教学科研模范人才,中国教育学会学校文化研究分会定于2011年7月~2012年2月在全国范围内开展2011年学校文化研究科研成果评选——“中小学课题实验校优质课及科研论文评选活动”。现将有关事宜通知如下:
一、参选对象
全国各地相关课题实验学校中、小学、幼儿园教师及教育科研人员。
二、参选内容
按照国家颁布的《义务教育/课程方案》和《普通高中课程方案》及各学科课程标准,选自基础教育课程标准实验教科书中的内容。
1.课堂教学实录、课件:选自现行中小学教材中执教的课堂教学实况录像课,学科不限。参评课题从执教的学科中自选,授课时间为30~40分钟,以光盘形式提交。一件作品一张光盘、无病毒、运行良好。在光盘的开头部分,请填写“参赛作者信息”。
2.课堂教学设计:教学设计必须充分体现新课程理念,合理体现知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观的目标,有鲜明的学科特色,科学准确、语言精炼,有一定的创新性。设计以一个课时为单位。同一作者可报送1~2篇教学设计。文字在2000~3000字,word文档编排。
转贴于
三、论文报送要求
1.论文作者必须是文章的唯一作者或第一作者。
自学考试制度创立已有三十几年,改革开放后自学考试以终身学习和教育为理念,注重教育的公正平等,以提高全民文化素养为目标,适应社会各层次的学习需求,教育规模不断壮大,自学考试制度进行了大量创新和改进工作,已经成为我国高等教育不可分割的一部分[1]。同时,自学考试的成绩获得了多个国外教育机构和政府的肯定与承认,这增加了自学考试证书的含金量[2]。长久以来,自学考试评价的成果评价方式以对知识的掌握程度为标准,以传统的笔试考试为主,考试内容往往和实际的关联程度低,纸上谈兵,忽视实践方面的需求,对于自学考试学习成果的评价还需朝着多元化、多种类和多层次方向改革。
一、现阶段自学考试制度存在的问题
自学考试的学员来自社会各个行业,服务对象宽泛,在时间的利用上比较灵活,体现出制度的生机活力和适应性,但是自学考试在专业设置、人才培养模式、教材选用上没有形成自己独树一帜的模式[3],对于有自己特色的东西还累计得不够,绝大多数都参照高校的人才培养和命题模式,如何应对新时期学员继续教育的需要,满足社会的要求,已成为亟待解决的问题。
二、自学考试制度和成果评价的多元化发展
1.注重知识与实践相关联的评价制度
自学考试完成学习任务后,需要对学习成果进行考核,以往的针对知识的单一的笔试可以适当降低难度,多听取用人单位的意见,邀请来自企业经验丰富的工作人员参与教材的编写工作,增加与实践紧密相关的学习模块,自学考试的学员很多来自社会,有的已经在岗位上工作多年,如果将所学知识顺利运用于实践,势必会增强自学考试知识的实用性,最大限度地发挥自学考试制度的优越性,调动学员学习的主观能动性。
2.自学考试制度要贯彻终身教育的理念
许多发达国家已经在终身教育理念的执行上取得实质性的进展,随着国际终身学习理论研究和实践探索的不断深入,建设终身教育体系及相关制度机制正逐渐成为许多国家和地区教育改革的战略共识与普遍行动。我国在最近十年出台的一系列政策中明确提出要拓宽终身学习通道,搭建各类教育形式沟通衔接人才成长立交桥的任务要求,在经济社会快速发展的今天,产业转型和信息更新换代日新月异、知识的陈旧很可能阻碍社会的进步,对教育质量提出更高的要求。为了不断适应新形势的需求,人们需要不断学习,对知识进行更新。据统计,人的知识有八成以上来自于社会的非正式的教育,自学考试制度为社会广泛地开展教育提供条件,构建自学考试的终身教育体系非常关键[4]。
3.自学考试制度要采用与时俱进的创新战略
随着社会对毕业生的要求提高,高校扩招,中专生源减少,自学考试制度的生源近几年持续减少,自学考试在专业设置、考务考籍管理、生源选择方面需要不断创新,在专业设置上对一些就业形势好、与社会需求联系紧密的专业可以适当增加专业数量,学员通过学习,除了在知识和技术水平上获得提高外,还应锻炼实际动手能力,使毕业的学员尽快地适应工作岗位,对招生就业形势严峻的可以少开或停开这类专业,及时更新教学大纲,与社会实际需求无缝对接,学员的考籍实行现代化的信息管理,如果能使学员跨区跨省份自由学习,势必将大大增强自学考试学习的灵活性。自学考试在招生的生源选择上,除了城镇生源外,还要面向广大农村,我国农村人口基数大,文化素质不高,虽然最近几十年因国家的重视稍有改善外,广大农村青年的学习积极性还没有调动起来[5],如果自学考试深入农村开班授课,则不仅能提高基层人民的整体文化素养,还能带动农村生产力的提高。
三、总结和展望
终身教育、终身学习和学习化社会是世界教育制度改革与发展的主要潮流,紧密结合我国基本国情,顺应终身教育、终身学习和学习化社会的潮流,是自学考试制度未来发展的必然选择,也是自学考试制度在新世纪必须担负的历史使命和伟大任务。经济全球化促进教育全球化,自学考试制度可以引进国际先进的成果评价方式,与国际接轨,从重视知识的研究到知识与实践并重的培养,只有对自学考试人才培养的定位和模式不断完善,改革创新,自觉顺应国际潮流和本土需求,加快向学习成果评价认定制度方向转型。实践证明,自学考试与其他各类高等教育形式之间有密不可分的联系和共性,有相互沟通的可能性和必要性,自学考试成果评价可以与其他教育形式开展成果互认,增加自学考试证书的含金量,促进跨地区、跨行业学员的就业和发展。
参考文献:
[1]岳伟.高等教育自学考试―具有中国特色的开放教育特性研究[J].21世纪继续教育论坛,2007(11):51-53.
[2]陈俊梁.自学考试制度与高等教育创新[J].成人教育,2006(11):89-90.
新课程实验实施以来,改变最大的莫过于教材本身。以北师大版教材来说,教材不再注重以知识点来串联教学内容,需要识记的概念被大量的删减,法则性质等则隐含于问题解决的过程之中。从过去“教材使用者”到现在“课程开发者”,我们需要及时地进行角色转换与定位,才能使数学学习的过程更加科学有效。因此,我认为合理调整教材资源,是实现有效探究性学习的前提。
比如,在五年级学习《粉刷墙壁》这一内容时,考虑到教学内容所具有的高度开放性,我对教材做了大刀阔斧的改造。
一改教学内容的选择,我将教材中的测量环节剔除,把实践操作的过程放在课外让学生去完成。这样的好处在于学生容易将自己的主要精力集中于解决问题的探究性学习活动中去,避免了外界非思维因素的影响。同时,将计算粉刷墙壁面积与计算涂料购买数量问题重新设计,选择比较简单的数据信息进行呈现,让有意义的思维活动取代繁琐的计算活动。
二改教学序列的安排,除了教材安排的相关问题,我注意引导学生将问题进行拓展,避免重复机械练习的操作。由粉刷墙壁、买涂料,延伸到铺贴游泳池、买瓷砖问题。借助一个问题的解决,进行举一反三,引导学生在解决不同问题的过程中,抓住问题的本质属性,进行学习迁移。这样的序列安排,关键不在于解决的问题多少,重要的是学生在经历探究性学习的过程中,提升了探究性学习的价值高度。
不难看出,这样的处理教材方式,正是基于学生学习起点的分析研究。我对教材的调整立足于通过一个问题解决作为背景,从问题出发,吸引学生尝试探究,使学生在设疑、解疑、质疑中不断获得积极的探究学习体验。
二、优化教学流程,为学生探究学习搭建平台
学生的学习活动是富有意义的,进行有效探究性学习体验离不开教学过程这一载体。因而,我认为并不是任何课堂教学都能达成有效的探究性学习实践,只有那些经过精心预设的教学才有可能成为探究性学习生长的沃土。
比如,在六年级学习《圆周率》这一内容时,针对教学内容的广度与深度,我对教学流程进行了调整。“问题发现―活动探究―寻找规律―知识补充―运用提升”,以“如何计算圆周长”为问题导向,尝试发现、探索规律,获得知识经验,进而尝试运用。这样的优化方式,有利于学生发现问题的本源,为有效开展探究性学习进行了良好的铺垫与预设。
1.“问题发现”。教师准备了一些大小不同的圆,引导学生在求周长前先猜测,圆的周长可能和什么有关。如果和直径有关,那会是一个什么样的关系。
2.“活动探究”。课前活动体验对学生的认知发展具有重要的辅助作用,引导学生借助探究学习的方式发现圆周长与直径的关系,符合学生的认知规律。学生利用“滚圆法”“绕绳法”,借助图表分析来研究C与d的关系,在做中学,较好地激发了学生学习的欲望,并获得了良好的学习效果。
3.“发现规律”。探究之后,利用小组合作交流的形式,说一说,议一议,都发现了什么样的规律。在这个环节中,激发学生自主表达非常重要,学生在自主表达的同时,也正体现了学生探究学习的价值。教师借助矛盾冲突,因势利导建构数学模型。
0引言
土力学是我校安全工程专业必修课程,同时也是采矿工程专业选修课程,在基础课和专业课之间起到承上⑾碌淖饔谩Mü近几年的实践教学发现,目前土力学教学过程中存在诸多问题:教学内容偏于陈旧、教学方法单一、实践性教学环节薄弱、考核方式单一等。其中,课程考核方式单一最为突出,这种传统考核方法一方面容易使学生在学习过程中产生懈怠的心理,难以调动其学习积极性,不能准确衡量学生课程学习情况;另一方面,使得教学过程僵硬化,师生间互动少,信息不能即时反馈。由此可见,现行的以考试为主要手段的课程考核评价体系存在一些问题,而渗透于教学过程中的过程化考核方法为解决这一问题提供了新的思路。
1课程教学过程化考核方案制定
土力学课程教学过程化考试改革在安全工程14年级85名学生试点实施,首先制定教学过程化考核方案,明确考核指标及其权重、考核目的、考核内容、评定依据等,如表1所示。
2课程教学过程化考核方案具体实践
2.1课后作业
教学过程中布置3次作业,每次作业出5道同类型的试题供学生选做,譬如学号尾号为1(6)、2(7)、3(8)、4(9)、5(0)的学生,分别对应做题目1、2、3、4、5试题,这样一方面减少了学生的作业负担,另一方面尽可能杜绝学生相互抄袭。学生上交作业后,及时批改作业,下次上课给学生讲解试题及答疑。学生课堂出勤及纪律也统计在课后作业中,有缺席或违纪酌情扣分。
2.2课堂讨论
课堂讨论安排在教学中后期,这时土力学课程的主要内容基本讲完。学生自由组合5-6人一组,针对土力学地基沉降、渗透破坏、边坡失稳及挡土墙设计等内容在课下进行讨论,形成讨论结果及意见。在课堂上每小组全体成员用8分钟左右时间向大家展示讨论结果,可以是讨论报告、PPT讲解、插播视频、实体模型等多种形式,下一组针对上一组讲解及讨论结果提2个问题。课堂讨论成绩由讨论内容、讨论展示形式及提问回答等综合评定。
2.3科技论文写作
本环节属于课外拓展内容,要求学生查阅土力学及其前沿方向文献资料,结合所学的土力学基础知识,分析和解决土力学典型案例及工程现场实际问题,撰写科技论文报告,报告主要关于土力学渗透破坏、地基不均匀沉降、地基失稳破坏及处理、土坡数值模拟及稳定分析、土坡失稳安全事故案例分析、挡土墙安全设计等,主要根据科技论文写作质量评定成绩。
2.4基础实验
基础实验是利用现有实验室条件对土力学问题进行试验研究或验证,学校实验室现能够开设含水量、比重、密度、液限、塑限、直剪实验、压缩实验等实验,考虑到学生人数多,学生自由组合5人一组,根据时间安排选择3个或以上的实验项目,小组在做实验之前必须提交实验计划、实验方案及预期成果。实验过程中教师全程检查和指导学生,实验结束后,实验数据经过教师检查后方可离开,学生根据采集的实验数据完成实验报告。实验成绩根据学生实验预习、实验操作、实验报告等评定。
2.5期末理论考试
该门课程由于是必须修课和学院考试改革课程,采取闭卷考试。期末考试形式及内容与以往考核相同,以考核学生对基本原理及基本概念的掌握程度和计算的熟练程度为目的,命题以教材为依据,尽量做到解题思路灵活,避免死记硬背,考试题型有选择题、填空题、名词解释及计算题等四种类型。
3结语
通过土力学课程过程化考核在14年级试点实施,发现多样化的科学考核评价模式可以激发学生的学习积极性,增进师生互动交流,较全面真实地评价学生对课程知识的掌握程度,对教学内容、教学方法及教材建设等方面的改革也有促进作用。在今后的教学中将继续对土力学课程过程化考核方式加以完善,以不断提高土力学课程教学质量和水平。
参考文献
[1] 孙静,赵安平,刘洪波.土力学课程教学改革的探索与实践[J],黑龙江科技信息, 2013(11): 318,159.
[2] 王安明,李小根,姜彤等.土力学课程教学改革与实践[J],华北水利水电学院学报,2009,25(4):100-102.
[3] 刘勇健.岩土工程系列课程的建设[J],高等建筑教育,2006,15(2):65-69.
优化教学过程是指选择的教学过程的方法,可以使师生耗费少的必要时间和精力而收到优质教学效果。优化教学过程并不是某一种特别的教学方法和方式,它是教师对教学过程的一种明确的安排,根据对教学规律与原则的把握,有意识地、有科学地选择一种最适合于具体情况的教学方案。
目前我国医药工业发展迅速,制药工业技术和装备的整体水平有了较大提高,但仍存在很多问题,缺乏制药工程专业技术人才是制药业面临的严峻现实。国家发展纲要“卓越工程师教育培养计划”对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。作为培养制药工程专业技术人才的主干课程一制药工程,必须促进培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。因此,我们必须对制药工程教学过程进行有效优化,积极开展教育改革,优化教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、课堂教学结构、反馈评价机制等,以取得较好的教学效果。
一、优化制药工程教学目标
教学目标既是教学的出发点和归宿,也是检查和评价教学效果的依据,构建有利于学生全面发展的教学目标是优化教学过程的关键一步。优化后的教学目标,要求全面、具体、适当、明确,既要符合教学大纲要求,又要符合学生实际,还要考虑学生的差别,设不同层次性目标,有因材施教措施。为培养社会发展需要的制药工程人才,制药工程的培养目标是使学生能将所学理论知识与工程实际衔接起来,从工程和经济的角度去考虑工业化技术问题,逐步实现向制药工程师的转变。
二、优化制药工程教学内容
课程内容优化是完成教学目标,提高教学效果,促进学生发展的重要途径。优化教学内容,就要抓住本学科知识的重点、难点、连接点,并判断它是否能完成人才培养目标的任务,统观全局,形成“立体”化的知识系统。制药工程是一门实践性很强的课程,医药工业的迅速发展,产生大量新的信息,包括制药工程工业化方面的规范等,教师应认真、深入分析教材内容,精心选择、完善、补充、调整相关教学内容,优化重组教学内容,使教材内容与生产实践、工业化等紧密结合,促进学生掌握基础知识的基础上形成本学科的知识结构。
三、优化制药工程教学方法
制药工程教学有理论课和实践课教学,尤其注重实践能力的培养,在教学过程中,要根据受众对象――学生的不同特点、个性,科学、灵活地选择和组合多样的教学方法,才能达到优化的教学效果。
1.灵活运用启发式教学。启发式宗旨在于激励学生的兴趣和探索精神,调动学生学习的主动性和积极性,培养学生主体精神、参与意识、独立思想和创造才能。如在教学时,设计与学生所学理论知识有关的工程问题开展讨论,让学生有一定的前期基础,并引导思考,使其简明、具体,有启发性。
2.注重多种教学方法的合理结合,灵活选用教学方法。教学方法具有多样性、可综合性、可优选性等特点。每届授课学生的特点也随时发生明显变化,制药工程是一门综合性很强的学科,需要具备较强的多学科基础和能力,一种或几种教学方法并不能适合所有学生,要随时做相应的调整和组合,采用灵活多样的教学方法,充分调动学生,强化学生的参与意识,使学生的心理活动处于主动、活跃的状态。
3.重视对学生学法的积极指导,引导学生培养自主研究解决问题的能力。教学方法是教法与学法的统一,教师不仅要向学生传授大量知识和信息,帮助学生形成学科知识框架,还要注重如何引导学生自己进行思考,提高学生自己解决问题的方法和能力,开展有效的自主学习。教师可根据学生实际水平,采用专题、分组讨论等形式,将某一工程实际问题交给学生自己解决,有针对性地引导学生自己查阅文献,自己分析解决问题,开拓学生思路,树立准确的工程理念,提高综合素质,为培养创新性制药工程人才打下基础。
优化教学就要因材施教,构建本学科知识框架,指导学生学会学习,为学生的终身发展奠定坚实的基础。
四、优化制药工程教学手段
传统的教学媒体如实物、粉笔等,有利于学生实际观察能力的培养。近年来随着信息技术和计算机技术高速发展,现代化媒体在课堂教学中综合应用文字、图片、Flas、声音、视频录像等,使教学内容变得更直观、形象、丰富,尤其是制药工程,信息量大,工程内容需要结合多种现代媒体的应用,来激发学生的学习积极性,促进学生积极思维,达到较好的课堂教学效果。但要避免盲目滥用,影响了课堂上师生的互动;避免信息量过大,学生跟不上教学步伐;合理使用各项制作技巧,避免质量低,影响教学效果。教师应该取长补短,不断优化教学手段,合理选择使用教学媒体,认真分析教学内容和学生实际,选择最佳媒体,使教学内容和教学媒体进行现代化结合后,配合学生的理解水平,付诸于课堂教学实践,充分体现教学过程的动态性质,活跃课堂气氛,提高课堂教学效果。
五、优化制药工程教学结构
教学结构是为了完成教学目标,教师在时间和空间上,对各种教学因素的“排列”和“组合”,对教学的整体安排,促进学生个性发展。制药工程是一门实践性很强的课程,目前在实际教学中由于课时、实践、实训教学资源缺乏等,同时作为中医院校学生工科基础较为薄弱,学生学习难度较大,且很难突出制药工程的工程观点,学生很难从实验性研究转向工业化生产研究,从工程理念出发思考。因此应积极思考如何优化本课程导入,优化提问,如何引入已学知识在工业化中的应用,合理安排整个教学,甚至每节课程,整合各项有利的教学因素,以创设一种和谐、愉快、民主的课堂气氛,促进优秀制药工程师的培养。