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中图分类号:H319.3文献标识码:A
工业分析专业英语是科技英语体系中的一种,科技英语是指用英语阐述科学技术中的理论、技术、实验和现象的英语体系,工业分析专业英语即为其中分析与检验领域中用来阐述各种理论、技术、过程和现象的英语。《工业分析专业英语》是培养高职高专工业分析及相关专业人才的一门重要专业必修课,既可以培养和提高学生阅读英语原著和报刊的能力,又可以使学生接触更广泛的专业知识及有关的英语知识。在经济全球化、信息社会化、产业知识化的今天,熟练掌握专业英语是学生参与人才市场竞争的一个必备素质。
本文主要介绍专业英语与公共英语及文献检索之间的关联,强调专业英语与公共英语及文献检索相联系的重要性。
1专业英语与公共英语
专业英语并不是简单的等于英语语法加专业词汇,它的语言体系及内容上都具有一定的特点。正确认识专业英语和公共英语的关系,可以使两门课的学习相辅相成,达到共同提高。
1.1联系
(1)构词法和词性转变。专业词语对于学生来说,难以理解和记忆,这就需要在词汇教学中补充构词法知识。学生第一年的公共英语学习中,对英语单词的构词法有系统的学习,这为他们学习专业词语及专业词语构词法奠定了一定的基础。
元素的英文表达很多都是以-ium结尾的。这些以-ium 结尾的单词的字头与元素符号相符合:如calcium代表Ca(钙),aluminium代表Al(铝)等。专业英语中,词语常常是混成的,如:redox =oxidation + reduction 氧化还原作用=氧化+还原;bromocresol=bromo+cresol溴甲酚=溴基+甲酚;electrochemistry=electrical+chemistry 电化学=电的+化学。
专业英语词汇的另一个特点是采用大量缩略词或符号使得词汇最大简约化,如EDTA(ethylene diaminete tetraacetate,乙二胺四乙酸),ppm(parts per million)百万分之一,ATP(adenosine triphosphate,三磷酸腺苷)等。
专业英语与公共英语一样,都存在词性的转换的规律,如:
滴定 titrate(动词)titration(名词)titrimetric(形容词)titrant(名词,滴定剂)
中和,中性 neutralization(名词)neutralize(动词)neutral(形容词)
(2)语法教学,分析句子主干。进大学以后,有些同学对高中阶段所学的语法知识已逐渐遗忘,而专业英语的特点之一就是长句多,所以重视语法教学,培养学生分析句子主干结构的能力至关重要。我们知道英语的句子和汉语句子的最大区别就是结构严密、主谓分明,搞清了句子的主要结构理解就不会太难了。阅读专业英语文章遇到长句时,应该学会从整体上分析和把握句子,首先粗略的看几遍,心中对这个长句大体有个轮廓之后,然后再进行语法分析,即辨析句子的主干和分支结构。之后,再把分支部分往主干上添,如修饰主语的定语,修饰谓语的状语,以及一些从句等等。
1.2 区别
(1)词汇的专业性。化工专业英语由于其专业的特殊性在词汇方面主要表现为生词多、词汇专业性强、长单词多、专有名词多等特点。在化工专业英语的学习过程中,专业词汇的学习是一个拦路虎,甚至有些普通词汇看起来似乎很熟悉,但是其具体的词义选择也是一个问题,在大多数情况下已经不是原来的意思了。比如:concentration,大多数同学一见到这个词,就马上想到“集中,专心”,而实际上,在分析专业英语中,这个词最常用的意思是“浓度”,如molar concentration表示摩尔浓度;再比如cell,常见含义为“细胞”,但是专业英语文章中可以作为“电池”,如electrochemistry cell 意为“电化学电池”;再如positive 和 negative,公共英语中常用的意思是“积极的”和“消极的”,而在专业英语中常常采用另一种翻译“正的,阳的”和“负的,阴的”,如positive and negative charge为“正负电荷”之义。
(2)被动语态多。据统计,被动语态的句子在科技英语中约占1/3,比非科技英语中被动句出现的频率高一倍左右。这主要是因为在科技论文中着重讲述客观现象和科学真理,在意思表达上被动语态通常比主动句更简洁明了,与日常英语和文学作品不同。
(3)文章中长句多。一般说来,专业英语文章的句子结构比普通文章的句子结构更复杂,长句很多,逻辑结构非常严密,这给学生的学习带来不少困难。理解专业英语的长句常常是一个令学生头痛不已的问题。因为专业英语文章具有此特点,所以对于学习者来说,掌握了专业词汇并不代表就能读懂专业文章。
(4)与专业知识的结合紧密。对初学者来说,即使词汇句法均没有问题,但在文章的理解翻译过程中常常词不达意,不能以专业的口吻译出。这种现象主要是相关专业基础理论知识的遗忘或欠缺等原因造成的。
如《工业分析专业英语》中课文“Redox Titrtion”,若学生对氧化还原的理论知识已有所学习并较好掌握的话,那么这篇课文学习起来就很容易,容易激发学生主动性;反之,即使老师认真讲解,学生也未必能理解,还会导致学生失去学习兴趣,教学效果很难得到提高。
2 专业英语与文献检索
文献检索含义(Information Retrieval),是指将信息按一定的方式组织和存储起来,并根据信息用户的需要找出有关的信息过程,所以它的全称又叫“信息的存储与检索(Information Storage and Retrieval),这是广义的信息检索。狭义的信息检索则仅指该过程的后半部分,即从信息集合中找出所需要的信息的过程,相当于人们通常所说的信息查询(Information Search)。
文献检索中检索工具和检索对象很多是英文的,专业英语是文献检索的语言工具,文献检索又是专业英语的应用,把两门课程相结合成,使学习更系统,有利于提高教学效果。
《文献检索》课中CA 章节,以及从外文网站获取信息,如专著、论文、文摘、产品说明书、标准、专利等,有大量专业英语的内容,如检索关键词,所得文章的摘要乃至全文,实用性强,又能增加趣味性,从而学生能更好的认识和学习专业英语。
《工业分析专业英语》中各篇课文均为英美等国的分析专业的期刊、文献,在每篇课文结尾处均有斜体字注明,如 selected from“Brown,P. R. Analytical Chemistry,1990,vol. 62,pp. 995-1008.”,讲课时可与文献检索知识相联系,将此含义授予学生,学习一段时间后,让学生根据课后注明在网上搜索相关文章,这样既学习了专业英语,也练习了文献检索的使用,还拓展了学生的视野。
3 结论
工业分析专业英语与公共英语及文献检索之间的联系较为紧密,正确处理专业英语和公共英语及文献检索的关系,有利于各门课之间的学习相辅相成,从而达到共同提高,同时使得专业英语的教学更具趣味性和实用性。
参考文献
[1] 朱飞艳.高职化工专业英语教学初探[J].南京工业职业技术学院学报,2006,6(3):91~93.
[2] 杜志云,林丽.化学化工专业英语教学的探讨[J].广东化工,2007,34(5):105~106.
根据教学目标选择合适的教材与教学内容是教学能顺利进行的保障。目前可供选择的精细化工专业英语教材很少,教材建设是当前亟须解决的问题。经权衡利弊,我们以刘宇红主编的《化学化工专业英语》为教材,[4]以花建丽主编的《精细化工专业英语》为参考书,[5]部分教学内容可选自参考书。《化学化工专业英语》不是专业英文文献的简单罗列,而是分为科技英语翻译方法、专业文章阅读及科技论文摘要三部分。其中,第一及第三部分既方便教学又利于学生自学,第二部分的专业文章内容涵盖了专业基础课及精细化工专业课的一些内容。我们选择的教学内容包括无机、有机、分析、物化、化工单元操作、表面活性剂和洗涤剂、化妆品和盥洗用品及香料等方面的文章。对精细化工专业的学生而言,专业基础课的内容是学习专业课的基础。基于这种考虑,在选择时,我们兼顾了基础化学、化工单元操作及精细化工专业课的内容,同时考虑课文难度及学生对专业熟悉的程度。恰当的教学内容会开启学生心中的兴趣之门,因为熟悉的专业知识会令学生如遇故人,只不过这位“故人”换了妆,以英文的形式出现了。原来专业知识可以这样用英文解读,熟悉及亲切之感会让学生愿意去学。
明确基础英语与专业英语的关系,理清学生的学习思路
学习之前,对于专业英语与基础英语之间的区别与联系,大多数学生一知半解,这往往导致学生学习时抓不住重点、找不到方法。因此,教师在第一次课上应讲清楚二者的关系。基础英语与专业英语都属大学英语学习的范畴,二者不可生硬割裂。但二者的侧重点不同,基础英语偏文偏基础知识,专业英语与专业紧密结合,偏理偏应用,是用英文来阐述专业知识,进行沟通交流,获取专业信息以及写作。很多学生认为以过去的英语知识为基础,再记些专业词汇就能学好专业英语。这种观点是片面的。专业英语除内容上的专业特色之外,行文风格、构词方式、语法等方面都具有鲜明的特点。为了客观、准确、精炼地叙述专业知识,专业英语在行文风格上的表现就是结构严谨、逻辑严密,语法上的表现就是被动语态多、后置定语多、复杂长句多。另外,专业词汇量非常大,但构词手段灵活多样且具有规律性。明确了专业英语与大学英语之间的关系,了解了专业英语的特点,学生就能清楚怎样学习这门课,由此就有了想探究下去的好奇心。
精心设计教学过程,调动学生的学习兴趣
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2012)01-0065-03
随着国际间合作的加深与科技的发展,更好地掌握、运用专业英语以更加开阔的视野触及化学化工学科前沿,学习国外先进技术、促进学科领域的科技交流活动发挥着越来越重要的作用。提高化学工程专业英语的实际应用能力和水平已成为必然的趋势。
工科高校的学生在基础英语学习中,大部分人以通过大学英语四、六级为目标,由于重视应试技巧,采用题海战术,忽视语言的听、说、写能力,使英语在专业领域的应用能力较弱。主要表现为专业英语的读写困难,科技文献翻译错误百出,更不可能流利地同国外学者和技术人员进行交流,究其原因,很大程度上与专业英语现存的教学模式有关。因此,对现有专业英语教学模式进行改革、深化是摆在当前专业英语教学中的一项重要任务。
1 专业英语教学的要求和特点
专业英语又称为科技英语,是一种用来描述科技资料中种种现象和行为的英语体系,它是把基础英语和专业知识紧密地结合起来,用专业性的语言来描述客观存在的事物和现象[1]。《大学英语教学大纲(理工科)》中有关专业英语学习阶段的要求规定:专业英语学习阶段的教学是通过指导学生阅读相关专业的专刊和文选,培养阅读英语科技资料的能力,使其能以英语为工具获取相关专业所需要的信息。由此可见,专业英语教学是指导学生在专业领域学会用英语查找专业信息,用英语表达研究成果的一个重要的教学环节。化工专业英语学习的目的是使学生较好地利用英语查阅专业外文文献,较熟练地阅读本专业外文书刊,具有听、说、写的基础,了解化学工程的理论前沿,了解新工艺、新技术和新设备的发展动态,具有独立获取新知识的能力。
化工专业英语的特点突出表现在以下几个方面:
1)词汇方面。化工专业英语涉及大量的化工领域的专业知识和专业术语,大量的词汇都是由构词法转化、合成、派生出来的,尤其是由词根和词缀构成的合成词,许多词汇采用简约化的缩略词或符号等,例如化学化工反应式、方程式、公式、图表等。这些词汇给人以似是而非的感觉,难以记忆。
2)句子方面。由于长难句和复杂句子多,句子结构紧凑、严密、逻辑性强,表达简练、清晰,为正确理解句子的意思带来不少困难。
3)语法方面。专业英语的语法特点较为突出的是较多地使用名词性结构、抽象名词和术语、被动语态句、逻辑性定语以及各类复合句、非谓语动词短语等。侧重于一般性英语语法在专业内容表达上的具体应用。
4)内容方面。专业英语是把英语与专业知识紧密结合,内容相对来说比较枯燥乏味,一般以非人称的方式阐述化工专业的理论知识、化学工艺流程、化学实验现象等。表达的内容客观、准确、简洁,而且其意义必须是限定的。由于专业知识的欠缺,对文章的理解常出现词不达意的现象。
2 化学工程专业英语教学现状
化工专业英语教学的特殊性导致专业英语课程的教学面临着一些问题,主要有以下方面:
2.1 专业英语的重要性,学生认识不足
在教学计划的设置中,专业英语是以考查为主要考核方式的专业课,因此学生的重视度不够。再加上很多学生通过大学英语的学习和英语四、六级考试后,自我感觉已经具备了英语的读写能力,认为专业英语的学习无非是专业词汇加英语语法的简单组合,忽视了专业英语的学习是进一步培养英语综合能力、提高专业素质的重要环节。
2.2 教学模式陈旧,学生学习兴趣低落
从目前教学形式来看,专业英语教学都是以专业教师授课为主。他们有渊博的专业知识和很高的英语水平,但没有受过教学法的培训。教学方式停留在“以教师为中心”的传授式教学,学生过分依赖教师建立的知识结构,教学过程缺乏互动性,每节课的讲授内容采用“讲解单词、翻译课文、做些练习”这种三段式教学,忽视了对文章风格、专业英语的常用格式、常见句型等内容的教学与实践。学生只是个“背着口袋来装知识”的被动吸收者,课堂气氛沉闷枯燥,难以激发学生学习热情,导致学生经过一年的专业英语学习后收效甚微。
2.3 教材标准不同,教学内容缺乏统一
教材是教学大纲和教学内容的具体体现,在一定程度上直接影响教学效果。近年来,国内各大院校编写的专业英语教材种类繁多, 专业领域五花八门。大多数专业英语教材依然沿用传统的“课文-单词-注释-练习-语法-阅读材料”这一简单组合模式,缺乏情景交际等内容,内容涉及大化工领域各专业共性的化工生产技术的基本原理和规律,教材内容虽然经典但却陈旧,不能与所学专业的新发明、新技术相适应。在教学内容选择上,任课教师各自为战,往往选择自己最熟悉的部分讲授,教学内容缺乏统一的标准。
3 专业英语教学中采取的对策
提高科技英语教学质量不仅需要教师提高自身英语水平,更重要的是教师在教学过程中研究这一阶段学生的特点,培养学生把学习专业英语与所学专业知识相联系的理念,激发学生学习专业英语的兴趣。根据以上对专业英语的特点和教学现状的分析,以下将对化工专业英语的教学模式创新进行探讨。
3.1 激发学习兴趣,明确教学目标
爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”兴趣是学生学习的驱动力。东西方教育的差异在于,东方传统的教育忽视学生的个性培养,认为兴趣、爱好是后天培养产生的;而西方教育非常重视个人的个性发展,学生根据自己的特点寻找适合自己的发展道路[2]。将二者结合起来才是最佳的培养模式,从教材、教学、教师多方面培养学习兴趣,消除他们对英语的恐惧、反感心理,继而让学生明确课程学习的目标。通过专业英语课程的学习,基本具备阅读专业文献、期刊的能力,接收国际前沿知识,了解化工专业的发展动态;培养学生运用专业英语知识的能力,具备把专业文章摘要基本准确翻译成英文的能力;鼓励学生加强听说训练,培养其专业信息交流的能力。知道学习的内容和所应达到的目标,才能使学生更清楚地了解课程设置的作用和课程学习的重要性。
3.2 改进教学方法,丰富课堂教学
学生对课程的积极性是课堂教学效果的有力保证。在教学中教师要改变以前那种灌输式的教学模式,树立“以学生为中心”的教学理念。可以以交际为目的,实施部分交际法教学[3]。结合专业知识体系,在课堂上进行专题讨论。例如单元操作(Unit Operations)是化学工业和其他过程工业中进行的物料粉碎、输送、加热、冷却、混合和分离等一系列使物料发生预期的物理变化的基本操作的总称,是化工专业的学生必定会遇到的概念,可以利用已学过的化工原理知识设立几个topics: 用英语提问并回答,如什么是单元操作(What is unit operations)和单元操作具体内容(contents)及流程(process),学生可以相互交流(conversation )相互讨论(discuss in details),根据英语水平的不同,作出不同的回答,英语薄弱的学生可以只说单个单词,如:pulverize(粉碎)、roast(焙烧)、absorb(吸收)、condense(冷凝)、lixiviate(浸提)等,英语水平较高的学生可用长句表达,如:Any chemical process, on whatever scale conducted, may be resolved into a coordinated series of what may be termed "unit actions", as pulverizing, mixing, heating, roasting,absorbing,condensing,lixiviating,precipitating,crystallizing,filtering,dissolving,electrolyzing and so on[4].并由此及彼,层层推进,深入学习;还可以利用多媒体和网络,建立QQ 群,讨论上课教学内容,实现课下的拾零补遗,教与学实时互动;还可以举行一些英语party、字谜游戏、英语竞赛等活动,巩固和加强英语学习和教学效果;并可以让学生扮演教师的角色,模拟学术会议的一名专家发表演讲,提升学生的成就感和自豪感。这种情景化的丰富多彩的教学模式无疑会极大地激发广大学生的兴趣,提高他们学习的热情。
3.3 深研教材内容,洞悉科技动态
专业英语教学不仅仅是扩充专业词汇,训练科技英语阅读与写作的方法和技能,更重要的是利用口头英语进行技术交流的能力。因此,教师在选材时应包括中文翻译、英文写作(对本科教学来讲, 尤其是摘要的撰写)、听说方面的内容和训练。由于各专业内容千差万别, 没有完全合适的教材可供选择,而且专业英语老师自身也很难在这几方面都精通。鉴于上述情况:一方面在基础教学阶段就应重视培养学生阅读与写作的能力,结合各专业实际情况精心挑选教材,包括国内外已经出版的教材,科技文献影印版、英文原版等,让学生体会经典教材平稳、严谨的语言风格,提高其阅读英文教材的能力。另一方面,可以自选教学内容,可涉及英译汉,适当增加科技文章的写作训练、口语交流内容。口头技术交流训练可以以大学中的各种课程设计为题, 其课程内容必须与学科专业活动有关,其侧重点应该尽力使句法、词汇、语篇结构及语义结构诸方面都适用于那些特定的专业活动场合,撰写出200字左右的英文摘要,分组讨论,模拟国际学术会议、产品会做成果展示(presentation),聆听专业英语口语同声翻译,提高对专业英语单词的熟悉程度。除此之外,教师还应注意教学内容的与时俱进,关注前沿科技论文,这些文章内容新颖时尚、语言文字活泼,还可以在YouTube上某些教学视频材料,或补充教学视频,让学生观看;公开教师的Blog,放置与教学相关的课外资源链接、教学体会;公布Google groups,便于学生接收教师关于教材方面的更新信息,及时补充最新的科技知识等。也可以采用英文科技报道和电影等视频,使视频成为不疲倦的教师,在教师不在的时候发挥作用,弥补单一教材带来的局限性。
3.4 创造可行条件,提高业务素质
专业英语教师不仅应具备渊博的专业知识,而且还要有熟练的英语技能和英语交际能力,这是专业英语教师首要具备的特质,区别于其他英语教师;专业英语教师要经过一定的语言培训,专业英语教学不是任何具有专业知识、并有一定英语水平的人就可以教好的,经过培训和未经过培训的教师,其教学效果是截然不同的,培训不但要强调教学环节、教学设计等方面的程序性和操作性,更重要的是理论或概念方面的指导和阐释,专业英语教师的教学经验是宝贵的财富,对专业英语教授活动的成败起很大作用。从上述教学目标来看,专业外语既不是纯粹的专业课,也不是纯粹的基础英语课。目前常州大学非常缺乏既精通专业又精通外语同时还熟悉教学规律和方法的专业英语教师。为此,专业英语教师培训是其水平提高的关键,专业英语教师培训的视野应从传统的教师专业准备阶段扩展到教师综合能力发展的全过程,不再试图一次性培养出高水平的教师。专业教师要多听经验丰富的英语教师的课,访问资深的教师,尤其是听说能力等薄弱环节,向他们学习,本着求师访友的心情去听课会有很大益处,古人说“见贤思齐”,“见不贤而内自省”这些话用之于教学中相互观摩也是合适的。这里的“贤”就是指教得好。这样既利于各系专业英语教师之间的交流与提高,也利于专业英语教师与基础英语教师的交流,这两者是密切相关的。此外还利于调动各专业系(部)和外语系(部)双方面的积极性。
4 结束语
专业英语教学是一个复杂的系统工程,要继承传统英语教学的优点,还需要在教学实践过程中不断地探索、创新切实可行的方法,构建多样化的语用空间,逐步建立以社会需求为导向、以能力培养为目标的教学体系,使专业英语成为伴随专业技术人员成长不可或缺的伙伴,为社会培养出高素质的复合型、应用型人才。
参考文献
[1]岳希明,梁晓军.科技英语教学方法探讨[J].郑州航空工业管理学院学报(社科版),2003,(3):65-66.
专业培养计划是全面贯彻党和国家教育方针,全面提高教学质量的重要保证,是组织教学过程的重要依据,是构建学生知识体系的关键。培养计划的确定要经过反复推敲、多次修改,要既有助于实现学校的奋斗目标、有助于融入和推动安徽省经济社会发展,又有助于培养具有竞争力的应用型人才。由此,我们注重以下基础性工作。(1)通过网络、杂志、报刊、书籍等各种方式查询专业发展动态,初步构建了专业培养计划与教学大纲的框架。(2)通过各种方式搜集多所高校的本专业教学计划并进行了反复学习和研究,同时选派教师分别前往华东理工大学、北京化工大学、郑州大学、南京工业大学、合肥工业大学等高校进行专项调研,博采众长,拟定了本专业人才培养计划初步方案。(3)设计了面向用人单位的“学生知识结构等系列问题”调查表,了解到用人单位强调工程实践类及应用类知识的强化,对新兴技术知识有迫切的需要,对外语的应用能力也较为关注。(4)多次参加高等学校化学工程与工艺专业教学指导委员会组织的研讨会,认真学习“普通高等学校本科‘化学工程与工艺专业’专业规范”(征求意见稿),充分吸取诸多专家、学者的经验与提议。(5)建立毕业生信息库,跟踪实时信息,为未来进一步的人才培养计划的修订做好准备。
1.2专业定位与培养目标确定
安徽建筑工业学院是省属高校,本科毕业生的就业趋向是面向安徽,服务长三角及周边地区。根据社会的需要,学院的化学工程与工艺专业培养的是工程技术型人才。即,注重体现为地方经济建设服务,培养“知识宽厚、适应性强”、“下得去、留得住,用得上”的高级应用型人才。
2多方位、多渠道加强新办专业教师队伍建设
教师是教学活动的主导者,是构成教学活动的诸多要素中的核心要素之一,因此,师资队伍建设是高等院校教学建设的核心内容。对于高校新办专业,一方面,由于开设时间短,建设时间短,教学条件较老专业薄弱许多,特别是师资力量薄弱尤为突出;另一方面,新办专业大多是目前就业市场紧俏的专业,师资队伍的建设是新办专业建设的重点也是难点。我校化工专业新办专业的师资队伍建设一方面加大引进力度,引入高水平的学科带头人,稳定现有教师队伍;一方面,从社会挖掘资源形成兼职教师队伍。即采用多方位、多渠道加强新办专业教师队伍建设的途径。
2.1加大教师引进力度稳定和培养现有教师
新办专业教师部分由原来一些老专业转调,高职称、高学历教师多,但属于新专业毕业的“科班出身”少。不是本专业毕业的教师,在担任新专业课程的教学时,专业课程教学经验缺乏,尤其是实践性教学环节,感到专业经验不足,实践知识缺乏,甚至在组织教学上感到生疏。这些情况致使新专业整体学术水平不高,缺乏学科专业带头人,缺乏高水平实验人员。引进人才无疑是解决新专业建设师资的捷径。在新办专业师资队伍建设上,我校有较大的引进力度,制定各种优惠条件吸引高学历、高职称、有教学经验的专业人士充实新专业师资队伍。比如,在化工专业新办初期,我校先后从研究院、其他高校引进多位高学历、高职称、专业对口、经验丰富的学科带头人和专业主干课程老师;另外,在应届毕业生中,通过多方联络和政策宣传,先后引进多位化学工程专业“科班出生”的硕士生、博士生加入教师行列。当然,在重视引进的同时,我校也积极创造条件稳定已有的教师队伍,鼓励青年教师通过学历教育和各种非学历教育、学术交流活动提高素质和改善师资队伍结构。
2.2挖掘社会教育资源,形成“专职为主、兼职为辅、专兼结合”的师资队伍
化学工程与工艺专业是目前就业市场紧俏的专业,社会专业人才稀缺,地方普通高校在人才引进方面的竞争力又远不及重点院校和效益较高的企事业单位。所以,吸引优秀的化学工程与工艺专业科班毕业生,尤其是硕士以上的高学历人才,对于地方普通高校来说,有些“先天不足”。但通过“后天努力”可以达到同样的效果。我校在加大力度引进人才,稳定和提高现有的师资队伍的同时,创造条件,挖掘社会的教育资源,聘请化工设计院、化工研究院、煤炭研究院的学者专家作为兼职的教师,除了做学术报告外,还承担了对工程实践性有一定要求的教学工作,如“化工设计”、“生产实习”、“毕业设计”等。这支兼职教师队伍不仅能在一定程度上缓解师资的压力,更重要的是强化和提高了化学工程与工艺专业的工程实践性,给高校的教学工作注入了活力,并在推动“产学研合作”、“开放办学”和“专业特色”等方面具有不可估量的意义。因此,“专职为主,兼职为辅,专兼结合”不失为加强新办专业师资队伍建设的一举多得的有效途径,特别是对工程实践性要求高的专业。
3以提高教学质量为抓手,重视新办专业内涵建设
3.1课程体系和教学方法改革
通过广泛的考察和调研,以“普通高等学校本科‘化学工程与工艺专业’专业规范”为依据,结合安徽省富产煤炭的具体情况,确定了我校化学工程与工艺专业新专业的课程体系、主干课程、主要课程、专业方向、选修课的开设、课程的教学内容、理论学时、实验学时、系列课程及各课程间教学内容的衔接等等,突出了专业定位与专业特色,因材施教;减少必修课,增加选修课,扩展学生自由获取知识的空间;及时修订教学大纲,并根据新的教学大纲编写授课计划和教案,切实保证改革成果转化为教学实践,促进教学质量的提高。教师在教学实践中,坚持“以学生为主体”,积极探索适合本课程特点的讨论教学法、案例教学法、专题教学法、现场教学法等形式多样的教学方法,增强课程的吸引力,激发学生的学习兴趣,提高教学效果;教师在课程考核方式方法上,通过“小测验+期末考试”、“考试+课程论文”、“理论考试+实验实践考核”、“笔试+口试”等灵活多样的考核方式方法进行教学,促进教学方法与手段的改革。
3.2教学文件资料逐步完善
新办专业的建设是一个长期的过程,其教学内容的安排必须经过反复研讨与推敲,教材的选用和教学文件,如课程教学大纲、实验指导书、实纲及实验指导书书(讲义)等教学文件,辅助教学软件、配套的教学参考资料、习题集,课程设计参考资料,等提前规划。我们的做法是通过校级教学改立项研究,围绕新专业培养目标、培养规格、培养模式开展对课程体系、教学内容的理论研究与实践探索。保证开课有教材,设计有手册,实践有内容。
3.3重视专业教学实践体系的建设
化学工程与工艺专业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域,能在化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、微电子生产、食品和环保等多领域行业,从事产品的研制开发与评估、过程工艺与装置的设计放大、过程科学研究、高等工程教育、生产过程的控制及经营管理等方面工作的高级工程技术、教育教学和管理营销人才,具有技术密集、人才密集、资本密集的特征,特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时,对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求,该专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。本专业旨在培养德、智、体全面发展,具备在工业界、科技界、政府及行业机构中担任重要职务的基本素质,掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法。
通过上述阐述,我们简单了解到了化学工程与工艺的定义,在一些重要领域的关键作用。下面就让我们分开来解读化学工程和工艺在哪些领域起到了什么作用,在工作中,如何将资源更好的利用?
化学工程与工艺就是研究化学工业生产过程中的共同规律,并用化学方法改变物质组成或性质来生产化学产品的一门工程W科。简单来说,也就是化学在工程实际中的应用。该专业主要开设高等数学、无机与分析化学、有机化学、物理化学、高级语言程序设计、化工原理、化工热力学、化工分离工程、仪器分析、化工设计、化学反应工程、化工工艺等课程。其中英语、化工原理、化学反应工程、高等数学为学位课程,参加省自学考试。
化学工程与技术学科是从19世纪末由于化学品大规模生产的需要而形成和发展的。当时,为了化工生产的高效和大型化,根据典型的化学工艺和设备中出现的一些具有共同属性的工程问题,形成了单元操作的概念。20世纪50年代后发展的传递过程原理和化学反应工程使化学工程学科上升到了新的阶段。人类穿的各种合成纤维的衣物,吃的各种食物的包装加工,住的房屋的水泥钢材,以及人们开车所用的石油天然气,都是化工研究的方向。中科院院士陈洪渊就曾经评价化工产业为“国之重器”,能创造出数千万个“新物种”。譬如说,1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,解决了世界上一半人的温饱问题。1995年我国的化学纤维产量为330万吨,其中90%是合成纤维,这一化工技术的应用,使大多数人免于挨冻。
当今社会,化学工程与工艺也应用到多个领域,如分析化学师、食品化学师、化妆品研发员、医药技术师等职业,这些职业你肯定听说过,但不一定想到他们与化学工程与工艺专业相关。总体来说化学工程与工艺专业的就业领域还是相当广泛的。毕业生能在化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。一般主要的主要就业方向可以从一下几个方面来看:
首先,可到科研院所、高等院校从事化学工程与工艺相关科研、教学等工作。不过这需要该专业学生具备一定的科研水平和较高的学历。
其次,到化工类、石油类、轻工类、车辆化工、建筑机械、制药、食品、涂料涂装等相关的科研单位、企业、公司从事应用研究、精细化工产品的开发、设计、生产技术和科技等工作。化工行业有很多知名的企业如美孚、壳牌、巴斯夫、中石油、中石化等。当然,除了这些大企业外,一些冶金、化纤、煤炭、橡胶等化工企业也是毕业生不错的选择。化工行业是个讲究经验和积累的行业,技术和经验是技术型人才的资本,对于刚走出校门毕业的学生来说,一般需要一个相当长时间的经验积累,从基层做起,让理论和实践充分的结合后,才能谋取个人职业更好的发展。
再次,可以在相关化工类企业从事销售、管理等工作。除了走工艺、研发、质量检验等技术人才的道路外,该专业复合型销售和管理人才在人才市场中也特别受欢迎。关键是如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。化工贸易、管理人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知贸易规则和单位业务,还必须具备耐心细致,和较强的语言表达能力。
国家教育部曾公布的化学工艺与工程专业就业状况显示,该专业2013年全国普通高校毕业生规模在28000-30000人,近三年全国就业率区间在90%-95%之间,属于就业率较高专业。
据调查,相关从业人员都表示,化工专业毕业生要找到一份工作并不难,但找什么样的工作就因人而异了。由于化工各个方向分类较细,各个大学都有自己擅长的专业方向。如有些学校侧重石油化工、煤化工;有些侧重医药化工;有的则偏重金属冶炼或精细化工等。另外,还有一些人对化工就业存在这样的误区,担心学这个专业毕业后要去挖煤、炼石油。实际上,传统的石油化工、煤化工只是其中的一个就业方向,如果你对这个方向不感兴趣,还有更广泛的领域可供选择。如可以选择和人们生活息息相关的精细化工,我们用的洗发水、洗面奶、沐浴液的研发生产都是化工的主要就业领域。还有食用油、巧克力等食品加工企业,香水、化妆品、奢侈品制造等也是化工很好的就业方向。目前我国经济建设水平不断提升,涉及综合技术项目的开发工作节奏也显得急躁起来,对于化工专业建设工作人员来说,需要联同系统性的设施布置和先进实验验证项目开发,积极稳固综合人力资源的开发动力,为我国相关行业的发展提供更加优质的贡献力量。
除了化学工程与工艺在工作上的应用外,可以说,我们日常生活中的“衣、食、住、行”样样都离不开化工产品。化学工业已经成为国民经济重要的基础性产业,它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供保障和配套服务。同时它还是工业经济中最具活力,有待开发且竞争力极强的一个行业。老人常说,“三百六十行,行行出状元”,不管研读什么专业,都有一定的优势和特点,只要潜心学习,任何领域都可以走出一片辉煌的天地。
作者:冯燕 吴振玉 单位:安徽大学化学与化工学院
调整课程内容
该课程在各高校开设较早,是多学科(化学化工、数学、计算机科学)的交叉,以前课程体系主要以讲述数值计算和编程的高级语言为主[6],改革后的《计算机在化学化工中的应用》突出课程的基础性与前沿性结合,充分反映当前计算机网络的飞速发展和大型优秀化学化工软件的出现这一趋势,适当缩减数值计算和编程内容,重点介绍多种化学化工软件,增加了因特网络资源利用的讲述。在课程内容的选择上考虑到实用性,主要设计如下章节:绪论:介绍计算机在化学化工中应用的各个领域和学科发展的历史、现状、未来,使学生了解该课程的研究内容和方法。第一章:程序设计基础。要掌握计算机在化学化工中的诸多应用,学生首先要能将实际的化学化工问题转化成数学模型,然后利用某种高级语言进行熟练地编程,这是学习计算机在化学化工中应用的必备技能。由于当前许多编程通常在Linux系统下进行,所以增加了并重点进行Linux操作系统命令的学习,要求学生了解Linux、Windows操作系统的区别,掌握Linux系统下的常用命令。同时,要求学生了解程序设计中算法的概念及其重要性,掌握程序设计的一般方法。但考虑到现代大学生计算机类基础课中已对编程做了大篇幅陈述,并且当前计算机软件的发展,大多数数值计算功能已包含在一些软件中,所以改革后,对这部分内容进行了压缩。第二章:因特网中的化学化工资源。因特网飞速发展逐步成为各种信息资源传递的重要载体,包括化学化工信息网站、化学化工信息数据库、计算机远程化工计算、远程化工教学和网上化工学术会议等内容的化学化工信息网络化趋势也日趋形成。作为新时代的大学生,应该熟练地利用因特网中的化学化工资源获取所需的信息,这是想进一步进行科研深造学生的必经之路。通过本章的学习,了解化学化工资源的分类,如何进行联机文献检索,了解科研中常用的全文数据库和文摘数据库,影响因子的含义,获取杂志的影响因子的方法。世界上著名的化学化工类杂志出版商和著名的化学化工类搜索引擎。第三章:化学化工设计中常用软件简介。重点介绍流程设计软件ASPEN或PROCESS,以及在此基础上二次开发出的合成氨、乙烯、石油气分离、乙二醇、聚丙烯、甲醇制烯烃和硫酸专用流程模拟程序;为化学化工设计计算如换热器、蒸馏塔等主要设备增添了有力工具的HTFS、HTRI、FRI、PFR和GFX软件;ECSS化学化工之星软件;大型化学化工装置管道设计软件;PDMS(CADCENTER)和PDS(INTERGRAPH)三维CAD软件;项目管理软件等。通过介绍,使学生了解化学化工生产中各类专业软件及其用途,从而扩大学生的知识面。这一部分课时进行了大幅增加。第四章:其它化学化工中的常用软件。如常用的数据处理软件Origin,功能十分强大的化学化工专业应用软件Chemoffice、文献管理软件Endnote。该章节要求学生了解这些软件和化学化工相关的主要功能和使用方法。要求学生熟练使用Origin软件进行化学化工数据的绘制,利用Chemoffice中组件Chemdraw画出化学结构式;利用Endnote软件进行文献数据库的建立和管理,简要介绍化学化工制图软件AutoCAD(该内容会开设独立的课程)。第五章:数值计算软件Matlab。该部分为新增内容。在科学研究和工程应用中,往往要进行大量的数值计算,Matlab是一种功能强大、效率高、便于进行科学和工程计算的交互式软件包。近年来,广泛应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、测试测量、计算生物学以及金融建模与分析等领域,是一种功能强大的数学软件及程序开发系统。学生经过学习,应会使用该软件进行初步数值分析运算。
更新教学方法
本课程是在学生学完基础课程(无机化学化工、分析化学化工、有机化学化工、物理化学化工、高等数学、计算机文化基础、C语言)之后,大三下学期开设该课程。由于化学化工系的学生以前学习基础课程都是以化学化工实验和理论为基础,很少涉及到利用计算机去解决和处理化学化工问题,这门课程的学习对学生的学习方法、思维习惯都具有很大的挑战性,所以充分考虑到学生的认知规律,该课程改为以上机为主的实践性课程。改革前的课程从教学内容上分为理论讲述和上机实习两个环节,学时分配为理论讲述约占总学时的2/3,上机实习占1/3。现在出于鼓励学生自主、协作和研究学习的目的,调整为理论讲述和上机操作各占一半。教学方法上,由于大量的计算机命令以及这些命令的执行结果需要进行描述,大量网络工具的使用方法和效果需要采用彩色图形甚至动画说明,某些程序的说明和程序的运行结果也需要进行详细描述,所以采用传统的讲述加板书的教学方式很难进行清楚地表达,难以得到好的教学效果。针对上述特点,我们利用全课时的多媒体网络化教学,所有课时均在计算机房上课,采用边演示边讲述的方法,不仅克服了授课教师讲述上的困难,并且能够激发学生的兴趣,提高教学效果。学生上机练习是教授该课程的重要环节,对于常用的计算机命令和网络的基本工具,必须通过反复练习才能掌握,也只有通过浏览大量的网络资源,才能让学生了解网络中丰富的化学化工资源。所以为了巩固课堂教学效果,上机之前给学生布置具体的预习任务,让学生充分利用上机的时间,做到有的放矢。学生在预先完成一个个典型任务的过程中,有了感性认识,再通过课堂上教师的分析、总结,可巩固所学知识,融汇贯通。当学生利用所学知识独立地完成了化学化工问题的计算后,可以产生强烈的成就感,极大地激发了学生的学习兴趣。总之,随着计算机技术的发展,计算机技术已渗透到化学化工专业的各个领域。改革后的《计算机在化学化工中的应用》课程体系强调介绍与化学化工相关软件的基本应用,强化学生计算机实际应用能力的培养。对教学内容进行了优化与整合,以初步培养学生的建模能力,提高学生的实验数据处理能力,初步培养学生的工程设计能力和专业图形图象绘制能力,也提高了学生利用因特网获取化学化工信息的能力。教学方法上,运用现代化教学理念指导教学全过程,将该课程设计为以上机为主的实践性课程,激发了学生的学习兴趣。改革后的《计算机在化学化工中的应用》课程受到学生的普遍欢迎,学生的计算机实际应用能力有较大提高,教学效果提高明显。
化工工艺是职业教育化工专业的一门非常重要的学科,而化工工艺的流程图、设备图又是配合学习化工工艺的重要部分。化工工艺图是用来表达生产过程中物料的流动次序和生产操作顺序的图样,能够读懂,绘制流程图就成了学好化工工艺的捷径。
传统的教学方法,基本是停留在讲述以及观看课本上的例图,这种教学方法很难适应现在的专业需求,而学生在学习工艺时更渴望亲自参与设计和绘制的实践训练。这样不仅可以检查理论知识,还能够充分锻炼动手能力,为顺利走向一线工作岗位打下技术基础。本文将简单扼要的阐述AutoCAD在化工工艺课程中的应用。
AutoCAD是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案,设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形,使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
有了这种对于图像的处理方式,教师在上课的时候,可以边图形操作、边讲解每一个部分的名称和作用,以及其中物料的性质和发生的化学反应。当然,教师首先要懂得操作该制图软件,还要适当地增加学生的CAD学习。那么,如何把CAD制图应用到化工工艺的教学中呢?我认为可从以下几个方面来实施:
一、实践性
化工工艺课程最好能够被安排在计算机教室或者多媒体教室中,让学生能看、能听、能动手。教师选择与课程内容有关的图形进行现场演示,让学生通过屏幕直观的感知到要学的内容,不再局限于课本的文字上,能清晰地看到每种物料处于流程的位置,每个相关化学反应所处的反应容器。同时CAD图上能直观的显示出流程中每个设备,每套管线的具体型号与参数,方便学生进行相关的计算。对于一些常规的生产工艺,可以让学生发挥自己的想象,哪一步可以进行优化,哪一步可以进行整改,都可以通过计算机,自己动手来修改完善,从而达到让学生真正脱离课本束缚,积极投身到实际的操作中去,这就回归了职业教育的本质――培养有动手能力的技术型人才。
对于重点设备,我们需要通过物料的量的关系来计算该设备的参数与型号,可能需要用到机械制图中的三视图来观看和研究,则此时使用CAD来配合讲解是最合适的。学生可以通过对设备部件的主、俯、侧视图,详细地获取相关数据,来进行物料的计算和工艺的设计。比如,在讲储藏罐时候,我们可以结合储藏罐的正侧视图和局部放大视图,会使讲解的过程更加准确。
二、随时性
化工工艺流程图是一个连贯的过程,前后都是有关联的,结合屏幕上的流程图,随时随处进行解释,会起到事半功倍的效果,比如,在讲到”无水硫酸钠的蒸发结晶“时,可以参考标准式蒸发罐的构造图。
蒸发结晶是个连续的、综合的过程,不光需要考虑到物料的成分,还要考虑到换热面积的计算,蒸汽的方向,搅拌器与物料管的规格,阀门的选择等。在教学过程中,可以把图像中的蒸汽管路部分,物料管路部分,产品管路部分分别用不同的线型和颜色区分,当然一些配套设备也可以通过制图软件的颜色修改功能加以区别。在一些细节部分可以通过图像的放大与旋转来讲解,比如,搅拌器的详细信息,可以放大来观看。CAD制图的一个优势就是在上课过程中,可以随时进行重点的标注、细节的放大、数据的修改、位置的改变等操作,使化工工艺的教学变得清晰便捷。
三、贯穿性
一张图可以贯穿一节课,亦可贯穿整个章节,打破了学生“学了后面,忘了前面”的不良局面。由于化工工艺中有许多参数,数据需要记忆,甚至在一套工艺中牵涉到很多步反应,单纯的记忆是枯燥的、乏味的,必然会造成学生的反感与怠慢。
利用边画图边记忆边计算的方式,可以很好的避免这种情况的发生。教师可以先大致地把某种产品的工艺用文字叙述出来,让学生自己想象在生产的过程中牵涉到哪些反应,需要用到哪些设备,这些反应的先后是怎样的,这些设备的位置是怎么安装的。然后,鼓励学生自己动手先画画简单的流程图,也可以让学生阐述一下为什么要那样设计。最后,教师再把正确详细的流程图画出来,供学生比对,看看自己缺少了哪些部分,画错了哪些地方,通过老师的讲解,学生能深刻的记住要学习的内容,巩固了知识要点,又能很好的锻炼认图、读图、绘图的技能。以醋酸乙烯酯合成工序带控制点的工艺流程图为例。教师在讲解的时候,可以按照物料在管线内流淌的顺序,边绘制边指示设备的位置、用途、物料流动的方向和去处,同时对每条管线上的阀门的型号和用途都随之进行解释,每套设备上的仪表型号和用途也可以顺带的讲解,让学生的视线和思路跟着物料的流动来进行,连贯、有序、准确。我们可以看到,流程图中管线部件经常会很多、很杂,这样就有效地避免了学生看图时出现混乱、看错等情况的发生。
教师用电脑进行演示教学,学生通过观看绘制过程或者视频,再通过自己的手画出工艺流程图,既提高了学生的自信心,大大增加了这门理工科课程的趣味性,也降低了教师的工作强度。因此,把AutoCAD应用于化工工艺的教学是一个双收的举措。在职业教育的过程中,采用两种学科互相结合的方式进行教学,可充分的调动学生的积极性和创新性,使化工专业的学生也能够会看图、读图,甚至熟练地绘制工艺流程图,是化工教学的改革新方法。
参考文献:
关键词: 工业分析;教学改革;实践探索
Key words: Industrial Analysis;teaching reform;practice and exploration
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)03-0222-02
0 引言
工业生产中,从资源开发利用、原材料的选择、生产过程控制、产品的质量检验到三废治理和环境监测等一系列分析测定过程都属于工业分析的内容,生产企业的很多岗位都与工业分析有密切的关系。加强《工业分析》课程教学改革,服务地方经济发展,培养学生的实践能力与创新精神是顺应加速21世纪人才竞争培养的趋势。目前,榆林学院正着重发展建设能源化工学科群,工业分析等基础课程的教学改革实践对于理工科本科生综合素质的培养具有积极地作用。
1 《工业分析》课程在教学实践过程中存在的问题
1.1 实验安排 工业分析及实验是分析化学学科的重要组成部分,对于学生掌握基本的分析操作技能、培养初步的分析和解决问题的能力都起着非常重要的作用。我院现在仅开设化学分析及仪器分析实验。而工业分析面对的分析物料具有组成复杂、数量庞大等明显区别于普通分析实验的特点,且工业分析对取样、制样等方面能力的培养非常重要。建议:整合教学资源,结合建工系部分专业对水分析实验的需求,建设工业分析专业实验室,独立开设一定数量的工业分析实验,以满足榆林市周边企业对分析检测技术人才的需求。
1.2 教学内容 《工业分析》课程应适应本地区社会经济发展的需求,服务学生就业。榆林市是国家级能源化工基地,重点发展煤化工、盐化工。而大多数工业分析教材中设置的药物分析、钢铁分析等内容与我院学生毕业后从事的工作岗位相去甚远,而盐化工方向的内容未见设置。建议,删掉或选学部分工业分析内容,增设盐化工方向的内容。注重学以致用的原则,强调学习内容紧密服务地方企业分析化验、质检等岗位的需求。
1.3 教学方式 《工业分析》课程传统的教学模式是在课堂上讲授理论知识,模拟工业分析过程,严重割裂了理论应用于实践的科学统一。《工业分析》是门实践性很强的课程,应转变传统模式,采用“教学做一体化”的教学模式,教师在教学过程中应用多媒体等现代教学手段,尽量模拟学生将来的工作过程,让学生在学习中训练完成将来的工作任务。通过边讲、边做、边学,让学生在直观的操作中理解知识,掌握技能。现代工业工艺技术等革新变化很快,这就要求在《工业分析》课程的讲授过程中,特别要加强实践性教学环节,通过在榆林市污水处理厂、市煤检所等地进行课程见习,及时进行综合训练。
1.4 教学手段 结合地方企业的用人需求,调整教材内容,通过周边企业的充分调研,形成部分“煤、油、盐、气”等方面的工业分析讲义,通过在学生中试用后形成自编教材,而且要实现“教学做一体化”的教学模式,必须开发配套的自编教材。教材的内容应该以服务地方企业为原则,以课程预定的实验过程为主线,以提高学生的技能为核心目标。
2 《工业分析》课程教学与实践中相应的改革措施
2.1 建立“教学做一体化”的教学模式 筹建工业析开放实验室辅助教学系统,引入仿真教学手段的思路,借助多媒体等现代教学手段,先让学生仿真教学系统中进行模拟实验,熟悉大型仪器设备的操作要领,再要求学生独立设计部分实验,在教师的指导下完成实验,提高学生自主开展实验科研的能力,达到多层次人才的培养目的。
2.2 加强工业分析课程教学改革,优化学科内涵建设 化学专业是我院传统的老专业,随着中学化学课程的改革以及基层乡镇中学的萎缩,该专业的毕业生大多难以在教师岗位就业,大多学生在各类能源化工企业就业,从事的多是化验检测等企业辅助岗位。依据以上现状,化学专业应强化专业建设方向,例如在化学专业增设工业分析方向,该方向的化学专业学生应加强工业分析等实践教学环节,努力培养学生分析问题、解决问题的能力。通过授课方式、讲授内容的调整,积极与地方企业的实际人才需求接轨,达到合格检验化验专门人才队伍的培养目的。
2.3 强化实践能力,培养新型能源化工人才 根据学科特点,结合学院培养新型能源化工专门人才的培养计划,加大工业分析实验室建设力度,工科学生通过对工业分析课程的学习,增强分析和解决问题能力及创新能力的培养。打破“理科学生重理论”的人才培养模式,强化理科学生的动手能力。着力培养新世纪能源化工类人才,服务地方经济发展。
参考文献:
【摘 要】本文针对工科院校材料科学与工程学院《无机化学》课程的基本特点,结合课堂实践教学过程,从教学内容的规划、教材的选用、教学模式的改进等三方面阐述了笔者的教学体会。
关键词 无机化学;教学模式;教学探讨
基金项目:中央高校基金(2014GB11091)。
作者简介:吴蕾(1983—),女,博士,长安大学材料科学与工程学院,主讲无机化学、分析化学、材料科学基础课程。
无机化学是化学领域的一个重要分支,而《无机化学》课程更是理工科院校化学化工类专业的一门重要的基础课,面对的学生也基本上是刚入学的大学一年级本科生,因此,这门课程教学质量的高低对学生整个大学期间的学习甚至毕业后的就业都起着举足轻重的作用。由此看来,如何提高《无机化学》课程的教学质量显得尤为重要。近年来,许多高等工科院校大幅度削减《无机化学》课程的学时,而《无机化学》课程本身知识内容又很丰富,所以工科《无机化学》课程的教学就面临着课时少、容量大、任务重的困难,对讲授这门课程的教师也提出了更高的要求。经过几年的教学实践,笔者根据工科院校材料科学与工程学院《无机化学》课程的自身特点,从不同专业的培养目标及学科发展方向出发,就工科院校《无机化学》课程的改革和建设,提出如下的自我体会和进一步探索。
1 结合专业合理安排教学内容
无机化学不但是高等学校化学化工类专业的第一门重要的专业基础课,也是材料科学、生命科学、环境科学、医药类等专业的一门重要的化学基础课[1]。因此,基本相同的教学内容要根据各专业需求的不同,讲授的侧重点有所区别。对于工科院校来说,《无机化学》课程课时少、容量多、任务紧,更是需要合理安排教学内容,把握好“掌握”“理解”“了解”这3个不同层次要求的尺度,合理分配学时。同样是材料学院,对于高分子材料专业,在化学动力学、化学热力学中要对催化剂的作用及原理,缓冲溶液的配置和选择重点讲授,分子结构中重点抓住几种成键理论,在元素介绍中着重介绍s区氢元素,p区碳族、氧族元素;对于能源与电子材料专业,尤其重点讲授电化学相关内容,如氧化还原反应、电池组成、电动势、电极电势等,在元素介绍中着重介绍s区锂元素,p区碳族元素,如C,Si,Ge等;对于材料加工专业,在讲述氧化还原反应的相关内容时要穿插金属腐蚀与防腐等相关理论,在讲授结构化学的内容时重点应放在金属晶体,在元素介绍中也着重介绍金属元素;对于无机非金属专业,在重点讲授化学动力学、化学热力学这些基础理论的基础上,还要侧重介绍结构化学及配位化学相关的内容,在元素介绍中重点介绍玻璃、陶瓷材料相关的元素,如p区碳族元素等。
2 合理选用教材
经过教研室多年的教学实践,我们最后采用了牟文生主编的《无机化学基础教程》为教材[2]。该教材结合实际,考虑到工科院校《无机化学》课程学时少、内容多的特点而编写而成。教材内容深浅适度,在确保基础理论和基本知识讲清楚、说明白的基础上,以“够用”为原则,不做过多的深入和扩展;语言简练,通俗易懂;同时也能与时俱进,恰如其分的介绍学科的新动态新发展,以拓宽学生的知识面。每个章节都精选了一些习题,帮助学生及时理解和掌握教材内容,也能锻炼和培养学生分析问题、解决问题的能力。同时,该教材还配套有《无机化学基础教程学习指导》,列出了相应教材中各个章节的教学大纲,提炼出各章重点、难点,并对各章的课后习题进行选解,对有代表性、难度较大的习题,做出详尽而规范的启发、引导和解答;除此之外,每章还配有自测练习题,可供学生自我检测学习效果。经过几年的教学实践,学生们对该教材普遍反映良好,教材难度、深度适中,自学性也很好。
3 有效提高教学质量
3.1 激发学生学习兴趣
如何提高学生的学习质量,在思想上引起学生的重视以及提高学生的学习热情是根本。因此,一开始就要让学生们意识到无机化学是一门重要的基础课。从内容上说,它既有无机化学课程自身丰富的知识内容,还承担着为后续课程做必要准备的特殊任务,是其他3门化学基础课(分析化学、有机化学和物理化学)的基础。另一方面,无机化学课程大多是在大学一年级开设,教学对象是刚步入大学的一年级本科生,他们在学习方法上还没有摆脱中学时期的内容少、练习多、课上老师反复强调的学习模式。因此,在教学模式上,要逐渐引导学生尽快适应大学的授课、学习方式,尽量培养学生自己分析和解决问题等综合能力,完成从中学到大学在学习方法和思维方式的转变。
大学的教学过程不再是简单的“教”与“授”,而更多的是“引导”、“启发”进而去“发现”,所以充分调动起学生的求知欲和积极性非常重要。比如,可以在绪论课上就让学生们了解到无机化学所涉足的领域有多广,在一些前沿科学领域的作用有多重要,可以举一些实例来激发学生们的兴趣,如列举一些无机化学在纳米材料、无机膜材料、超导材料、气敏材料等新材料、新能源的合成制备方面起到重要作用的实例。同时,每章的入题也可以采用提出问题的方式入手,调动起学生的好奇心,带着问题开始一章的学习,以寻求答案的方式去探索知识点,这样既能结合实际把知识点说透,也能培养学生分析问题、解决问题的能力。例如,在讲授饱和蒸汽压概念的时候,可以先给学生们观察一个实验现象:蔗糖水和纯水静置后水面上气压的变化是不同的,进而提出问题:“为什么会产生这样的区别?”调动起学生的好奇心,然后引导学生去寻找答案,进而展开这一章知识点的讨论学习。
3.2 借助多媒体手段
近年来,多媒体技术被越来越多的应用在大学课堂教学中,与传统的“黑板——粉笔”教学模式相比较,也体现出了许多独特的优越性,如生动、形象;信息量大;资源丰富等[3]。多年的教学实践证明,多媒体教学与传统教学模式相互结合,能达到互相补充、完善,从而有效提高教学质量的作用。然而我们发现在制作多媒体课件的过程中,有一些方面还是值得深思和进一步探索的。
首先,要保证多媒体课件内容与讲课思路的统一。课件是为授课服务,作为授课内容的载体起到辅助作用,所以,在制作课件前要吃透教材,根据教学大纲提炼出重点、难点,理清整个授课思路之后再设计出符合讲课思路的课件。其次,要注意课件的美感。借助多媒体制作软件,使得课件在背景、构图、文字、动画等方面精心搭配,既要做到清晰明了,也要赏心悦目,让学生能在愉快的气氛中接受知识;同时具有艺术性的课件也更有利于学生对知识的记忆。再则,要充分利用影像、动画资源。尤其对于一些难以理解的概念或原理,单纯文字的表述可能显得苍白无力,难以接受和消化,而如果借助一些动态的影像资料或形象的三维动画模拟,理解起来则直观简单的多。比如在讲授原子轨道、杂化轨道等一些量子化学基础理论的时候,我们就借助了三维动画模拟,效果很好,学生们接受很快,事半功倍。最后,多媒体课件不可能一次两次就能做到尽善尽美,同时它也并不是一个死板的教案,在使用中需要根据具体的教学情况和学生的反馈情况不断修改、完善,才能发挥最大的功效。
多媒体技术对于教学活动能起到有效的辅助作用,尤其是对于课时少、容量大的工科《无机化学》课程显得尤为有效。但是,多媒体教学模式并不能完全取代传统的教学方式,特别是在公式推导及例题讲解的过程中,传统的板书模式更能把问题讲清楚、思路理明白,必不可少。
3.3 重视实验课
化学是一门实验科学,而无机化学是化学中一个重要的分支,它的每一步发展都与实验密不可分,因此要学好无机化学毫无疑问必须重视实验课。(1)实验课可以培养学生实验操作的基本技能,同时锻炼学生协调多种感官进行观察,做到脑想、眼看、手动、鼻嗅、耳听。(2)可以培养学生观察、分析、解决问题的能力。在实验过程中,指导学生将观察和思维结合,观察的目的是探索和发现问题,达到对事物及其变化规律的认识。观察越丰富、准确,认识就越深刻,思维也就愈加活跃、广阔。因此,教师可以有意识的设计一些实验或者针对一些实验的异常现象,引导学生将观察和思维紧密结合,从而提高学生分析和解决问题的能力。(3)可以培养和发展学生的创新能力。通过实验,锻炼学生独立思考、大胆操作,在亲自实践的过程中培养和发展自己的创新精神。例如,教师可以提出实验课题,引导学生运用所学知识,根据实验目的及内容,自主设计实验方案,然后进行实验操作。这种教学方式有助于发展学生的创造性思维,又能获得良好的实验教学效果。同时,可以把学习到的书本知识加以实际运用,强化课堂所学知识,做到学以致用,而不是死读书读死书。(4)可以培养学生严谨的科学态度,对每一个微小的实验现象都要做到观察细微,记录仔细,在实验数据的处理上,做到科学、严谨、真实,不编造实验现象,不伪造实验数据,真实记录每一个数据和实验现象,然后做出客观分析。
4 结束语
随着学科的发展、专业需求的改变,专业课程的教学模式随之改革是势在必行的。只有在实践中,不断的总结经验,发现问题,适应需求,不断的改变、完善,才能更好的完成教学工作,提高教学质量,使学生得到更大的收获。
参考文献
[1]龚孟濂,乔正平.基础无机化学教学的思考与实践[J].大学化学,2011,26:20.
在与环境类专业技术基础课相配套的实验课程中充分利用教师的科研资源,就可望以较少的资金投入,研究构建和实施符合环境类专业大学生基本研究技能训练和创新能力培养的研究型实验教学课程。
一、研究型实验课程的特色与优势
环境类专业的研究型实验课程由一系列开放型、综合型和设计型的实验组成,这类实验均覆盖不同的知识点,是由学生在教师的指导下自主设计实验方案并通过实验实现设计目的。因此,可以强化培养环境类专业的本科生对知识的综合应用能力,促进学生创新能力的提高。
研究型实验课程具有以下特点和优势。
1、充分利用科研资源和骨干教师资源,来设计研究型实验的范围,并在教师指导下,由学生在研究课题范围内自主提出不同的多因素多变量的实验研究方案,将实验课由教师统一安排改变为由学生自主设计。
2、学生的研究型实验与研究生论文研究相结合,与教师课题研究相结合,与环保工程实践相结合,将演示型验证型实验改变为研究型创新型实验。
3、将实验由原来全班统一的1个假想课题改变为每人1个研究课题;将实验时学生被动按照教师的指导做实验改变为学生主动请求教师指导研究和实验;将以往实验内容和报告严重的相互重复现象改变为每人只能独立设计;将理论课和实验课分离现象改变为理论课教师大力参与实验指导。
4、在教师指导下,由学生完成的研究型实验的优秀实验报告,达到公开发表的研究论文的水平。部分优秀实验报告能够公开发表、参加各类课外研究竞赛包括挑战杯竞赛或参加学校其他创新培训计划。
与专业基础课配套的研究型实验教学课程的构建和实施,可望起到三方面的作用。一是使本科生紧密结合理论教学来加强实践和创新能力培养;二是确保本科生广泛参与,并能激发学生的学习热情;三是充分利用科研设备和资源,使教学与科研紧密结合,节约资金投入,提高办学效益。
二、研究型环境工程原理实验课程的构建和探索
1、研究型实验课程的目标
(1)通过研究型实验课程的学习,使教师与学生互动得到进一步加强,激发学生的学习激情,掌握专业领域的前沿与最新进展,使学生经历“三个全面”的创新教学过程:经历全面的分析研究问题的过程,实验技能得到全面的锻炼,综合能力得到全面的提升。
(2)解决目前实验课程内容与污染控制需求脱节的问题,使专业基础课实现理论与实践相结合,使科研与教学融为一体,实现专业基础课与专业课的进一步贯通。
2、研究型实验课程内容的筛选
研究型实验课程内容的确定是实现课程目标的基础。不同专业的课程,实验内容必然不同。下面是环境工程专业的环境工程原理实验课程的内容,供其他专业筛选课程内容时参考。
环境工程原理系列课程包括环境工程原理(上)、环境工程原理(下)、环境工程原理课程设计和环境工程原理实验,该系列课程系统、深入阐述环境净化与污染控制的单元操作的原理、工程设计计算方法以及分析问题和解决问题的方法,是环境工程专业最重要的专业基础课之一,在环境工程专业的教学中占有非常重要的地位,其中的环境工程原理实验课程是培养大学生实践能力和创新能力的重要途径。
二十余年来,环境工程高等教育在我国得到了迅速的发展。环境工程专业内涵也不断扩大,原来的环境监测、环境规划与管理、水文地质与工程地质、和农业环境保护并入了环境工程专业。环境工程专业处理的环境污染具有复杂性和综合性的特点,相应地导致污染控制技术也具有多样性和复杂性的特点。所以要求环境专业人才具有宽厚、系统的专业理论基础,也导致环工原理课程在环境工程专业教学中的地位十分重要。然而,因为美国等发达国家目前环境工程主要设置研究生专业,所以可为环境工程原理实验课程的构建提供具体借鉴的国外经验不多。
环境工程原理实验课程方面,至今国内很多院校仍然是采用化工原理实验教材或类似的讲义。由于涉及的问题与化工专业有一定差距,解决问题的思路、方法与要求也有所不同,与学生在环境保护专业实践中遇到的问题也有较大区别。目前环境工程原理课程的理论教材方面尽管仅有清华大学胡宏营教授等人编著的教材出版,这也为环境工程原理的理论教学提供了新选择。本文在吸收国内环境类专业实验教学成果基础上,提出了构建环境工程原理研究型实验课程的核心内容。
(1)在流体流动实验部分,指导学生自主设计污泥、污水和含尘气体的流动和输送问题,包括不同悬浮物含量的污泥、不同性质的污水和不同固体含量的含尘气体的流动阻力和流体输送机械的性能研究系列实验研究。
(2)在非均物系分离的实验部分,指导学生自主设计不同性质污泥、自来水和含尘废气在不同过滤介质中的过滤实验研究。
(3)在传热实验部分,指导学生自主设计不同性质废气废水与污泥的加热和污泥脱水的实验研究。
(4)在传质实验部分,指导学生自主设计不同性质的废气和污水的吸收与萃取以及污泥干燥等实验研究。
与原有实验内容相比,以上研究型实验课程的内容与环境工程专业问题的关联性很强,课程内容与专业领域需求联系紧密,通过实践环境的教学学生可以了解专业领域的前沿与新进展,也有利于激发学生的学习激情。
3、研究型实验课程的实施方案及需解决的问题
首先,结合本项目本学科教师的科研课题情况,制定详细的研究型实验计划。然后,根据实验计划和学生的自由选择,确定每一位学生的实验研究课题。理论课教师指导学生阅读有关参考文献,与每组学生分别讨论和确定实验方案。其次,制订详细的研究计划。实验教师完成实验设备的准备与调试、实验操作的指导、化学药品的准备等工作。学生在指导教师和实验教师的帮助下,完成实验设计,配制化学药品和试剂,进行实验的操作,完成实验研究报告并最终汇报。
要顺利实施研究型实验课程,需要解决的问题有:
20世纪90年代初,以波音公司为首的大型跨国公司对各工程专业毕业生提出了一系列新的要求,促使欧美大学改革工程教育观念和模式。麻省理工学院(MIT)等大学经过探索研究,创立了CDIO工程教育模式[1]。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念,是近年来国际工程教育改革的最新成果[2]。2008年中国CDIO工程教育模式研讨会上,与会专家指出:CDIO作为一种指导工程教育人才培养模式改革的教育思想观念和课程设计的框架体系,符合现代工程技术人才培养的一般规律,具有良好的发展前景和推广价值。CDIO的核心在于根据工程链环节的工程、岗位、职业、行业的学生知识、能力和素质的要求,以工程设计为导向,以项目训练为载体,来重新设置课程和教学模式[3]。因此,应积极推广CDIO的经验和做法,努力促进我国工程教育改革和人才培养模式改革。在教育部的发起和组织下,我国于2006年正式开展了工程教育专业认证的试点工作。2011年教育部提出实施“实施卓越工程师教育培养计划”,是改革和创新工程教育人才培养模式,提高工程教育质量的战略举措。作为教育部第二批参与“卓越工程师教育培养计划”的高校之一,四川理工学院在卓越工程师培养方面正在进行积极的探索与实践,提出建立“立足地方、面向行业、构建具有工程精神的应用型人才”培养体系,实施以能力为导向的工程教育课程体系改革,按照课程内容进行整合、重构,建立了通用能力、专业能力、综合能力等三大课程模块,创新多元化人才培养模式[4]。但笔者团队认为:提升工程教育质量的工程教育改革,并不是单纯的培养方案和课程体系的调整,而应该是一个系统工程,其中心和核心的任务是培养高素质应用型人才。这就要求培养方案中的每门课程都要树立培养应用型人才的理念,围绕应用型人才培养的中心任务进行课程体系和结构调整,进行教学方式和模式的改革。《有机化学》课程作为材料、化工、生工、轻化等本科专业群的核心专业基础课程,对后续专业课程的学习和专业知识体系的构建具有重要的作用。但现阶段,《有机化学》课程存在自成体系、自我封闭的问题,很少与后续专业课程挂钩,也很少考虑到课程的理论知识在实际工程问题上的应用,这些都不利于高素质应用型专业人才的培养。为此,笔者团队几年来一直尝试和探索在化工类工程专业的《有机化学》基础课程的教学中,融入工程教育理念,调整知识结构体系,改革教学模式,提升《有机化学》基础课在工程教育和应用型人才培养中的作用和地位,更好的服务于应用型人才培养。
1《有机化学》课程改革思路
相对于化工类工程专业的核心专业课程,如化工原理、化学反应工程、分离工程、化学工艺学和化工设计等课程,《有机化学》课程作为专业基础课程,理论性强且自成理论体系,基本可归属于理论课程的范畴。其教学的重点主要集中于系统讲授各类有机化合物的结构和性质的关系及其相互转化的方法,介绍有机化学反应原理和影响因素、有机化合物的立体化学、分离鉴定和结构表征等内容。因此课程的授课教师普遍认为《有机化学》只是一门理论课程,其任务就是为学生后续专业课程的学习奠定相应的理论基础,在课程的教学中难以实施工程教育理念和“做中学”的教学方式。同时,由于课程的理论性较强,多数学生们认为本课程学习与将来所从事的工作不会产生多大联系,学习兴趣不高和学习动力不足。因此,要在工程教育背景下,首先必须解决课程的改革思路问题,如在《有机化学》在教学中融入工程教育理念的可能性和现实性。美国麻省理工学院教授、国际CDIO创始人EdwardF.Crawley在关于工程教育改革的主题报告中指出,基于产品、过程、系统的生命周期的开发和部署(product,process,anddevelopmentanddeploymentofsyctemlifecycle)的工程实践环境下的工程教育更为有效,CDIO只是基于该工程教育理念的模式之一;对于无实体产品的工程专业,MIT的教育者提出了4M(Measure-Model-Manipulate-Make)教育模式;无论CDIO模式还是4M模式,工程教育的核心基础是情景教育(ContextualLearning)[5]。即学生在学习与工程职业相关的知识和技能并知道如何有意义的应用所学知识和技能时,学习更为积极主动和有效率。另外,工程教育是培养学生的工程理念,赋予学生今后从事相关工程职业的综合能力,除了具有综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决工程问题的基本能力外,还需要具有团队协作能力、批判性思考能力和综合思考、解决问题的意识属于综合素质和能力,这些能力在很大程度上需要通过基础课程教学来培养。综上,只要教师在《有机化学》课程教学中,牢固树立工程教育理念,实施工程背景的情景教育,理论联系实际,使学生在工程教育的氛围中学习,受到工程教育的熏陶;同时注重学生团队协作能力、批判性思考能力和综合思考、解决问题的意识属于综合素质和能力的培养,就可以使《有机化学》课程更好的融入化工类工程专业的工程教育体系,服务于学生的“大工程观”的培养,满足工程教育专业认证对专业基础理论课程的要求。
2《有机化学》课程改革措施
2.1构建面向不同专业需求的差异化
《有机化学》课程体系在《有机化学》课程教学中,改革现有的同质化的课程教学模式,在保证课程的基本理论知识体系的前提下,针对每一个化工类工程专业对课程的不同需求,设计差异化和针对性的课程知识体系。如安全工程专业,注重引导学生对危险有机化学品安全知识学习,养成查阅典型常见有机化合物的MSDS的习惯,引导学生通过解读化合物闪点、爆炸极限、危险特性、危害等信息认识其危险性和毒性,了解其防护措施和泄漏处理等化工安全的专业知识。对化学工程与工艺专业,则侧重安排有机化学副反应控制、后处理分离纯化的可能性和方法手段等知识。因杂环、甾族、生物碱是药物的基本结构和功能单元,药物在体内代谢和药理作用又涉及与碳水化合物、蛋白质和核酸等类化合物的作用,因此其他化工专业较少涉及的内容,又成为制药工程专业必需的基本知识。
2.2尝试《有机化学》课程的情景教育
《有机化学》虽然只是一门理论基础课程,但课程涉及的有机化合物在日常生活和化工生产具有广泛的应用;有机化学反应的产物,大多是化工、医药产品或中间体。因此在学生掌握了一些基础理论知识后,在课程后半程教学中,通过合理设计课堂教学内容,采用IDG(inspiration,guidance,anddiscussion)教学模式[6]和“以研究为本,解决一个实际问题”的单元模块式教学模式,尽可能实施情景教育,开展研究型和创新型教学,让学生在学习过程中思考如何将基础的理论知识应用于产品开发实例的分析、处理和设计上,打通基础课程和专业课程的联系。在每一章节引入2~3个应用和产品开发实例,通过引导学生思考相关的原料选择、成本控制、反应实施(副反应控制)、后处理分离等问题,达到对学生实施工程观的培养和一定意义上的工程情景教育的目的。例如对于格氏试剂这部分内容的教学,常规的教学方式是介绍格氏试剂的制备、性质和反应;对于格氏试剂这类在有机合成和精细化学品生产上具有广泛应用的重要有机试剂,单纯作为一个重要知识点进行教学,无法激起学生的学习兴趣,对格氏试剂的应用也没有感性的认识,完全背离了工程教育的理念。笔者团队通过录制、剪辑实验室小试规模和车间中试规模制备、使用格氏试剂的视频,结合视频简要介绍格氏试剂制备及反应时溶剂处理、镁屑处理、实际操作过程无水无氧条件的达成、反应引发等过程的操作细节及注意事项;在使学生掌握教学内容的同时,也让学生了解在研究和生产环节实际实现一个书面反应需要注意和考虑的问题,了解实验室和车间规模完成一个反应的区别,培养学生综合思考和解决问题的能力,从而达到工程观的培养和情景教学的目的。同时通过介绍未按操作规程对乙醚/四氢呋喃溶剂进行无水处理、制备格氏试剂时反应条件控制不好导致反应釜冲料引起火灾和爆炸事故的实例,给予学生以警示和培养学生的安全意识。
2.3精心设计习题,培养学生的科学性思维
如精心设计有机化合物合成题,以实际问题代替随意设定的习题,让学生在解决问题过程中学会综合考虑安全、经济成本、环境保护等实际因素对产品开发和生产的影响。同时选择具有几条合成路线的化合物,给出可能的合成路线,将学生分成几个小组,每个小组在充分查阅资料,综合考虑原料来源和成本、工艺条件、实际收率、目标产物分离的难易程度以及综合评价成本、安全和对环境的影响等诸方面的因素后,提出可行的和最佳的方案;并组织学生讨论,对其他小组的方案进行评价。即使学生受到工程理念的熏陶,也能培养学生的团队协作和批判性思考等综合能力。2.4在《有机化学实验》课程的教学中引入研究型教学模式改革现有实验课程固定实验项目的教学模式,在初步完成基本操作和基本技能的训练后,筛选和安排1~2个综合性和设计性的创新实验项目,将资料查阅、实验方案拟定、合成、分离提纯及鉴定表征等环节连成一体,将实验进化为微型科研项目,让学生以完成项目的方式进行实验课程的学习,培养学生的团队精神和协作精神,提高学生的工程素质和应用能力。
3结语
笔者团队根植培养应用型人才的理念,根据课程特点,积极探索化工类专业基础理论课《有机化学》的课程改革。在教学中践行CDIO工程教育理念,引入情景教学模式,优化课程内容,提出了一些具有可操作性的措施和方法,取得了一定的正面成果,使《有机化学》课程能更好地服务于高素质工程人才培养的核心任务。当然,本文只是我们在工程教育背景下实施《有机化学》课程改革的初步经验和心得,尚有诸多不完善之处。另外,基础理论课程教师普遍缺乏工程背景,制约课程的教学改革,难以完全满足工程教育的要求,如何克服这一问题也需要在今后的教学过程中继续探索和思考。
参考文献
[1]李曼丽.用历史解读CDIO及其应用前景[J].清华大学教育研究,2008(5):78-87.
[2]柯清平,唐天地,徐进,等.化学工程与工艺专业CDIO工程教育改革思路探索[J].学园,2011(9):1-3.
[3]汕头大学工学院.“2008中国CDIO工程教育模式研讨会”会议纪要[J].中国大学教学,2008(9):95-96.
[4]龚敏,孙山,谢华.地方院校工程教育综合改革探索与实践-以四川理工学院为例[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2012(13):169-171.
[5]EdlwaldF.Crawley,查建中,JohanMalmquist,等.工程教育的环境[J].高等工程教育研究,2008(4):13-21.
医药行业是按国际标准划分的15类国际化产业之一,被称为“永不衰落的朝阳产业”。医药产业是江苏省的支柱产业之一。江苏省已有药品生产企业423家,批发和零售连锁企业378家,医疗器械生产企业1729家,批发企业3411家,零售药店16130家。江苏省医药企业百强数居全国之首。医药大省、医药强省的建设,必将需要大批医药人才,其中不仅需要大批研发人才,还需要大批的一线操作技术人员。化学制药技术专业正是在这样的大环境下应运而生。学校于2001年开发了医药化工专业,根据教育部20041022颁布的《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录(试行)》,结合我校的办学资源与优势,2005年我们将该专业的名称更名为“化学制药技术”。
由于该专业以现代制药企业人才的需求为依托,我们预测该专业人才将具有良好的就业前景。例如在各类医药企业中从事化学药物合成、药剂制备、药物辅料生产、产品质量控制、生产技术管理、制药新工艺、新设备开发应用等工作;在社会或医院药房从事药品营销、药学服务等工作。为满足社会需求,我院化学制药技术专业培养的合格人才就应该具备更合理的知识结构和更宽的知识面。药剂学实践课程也应该与此相适应。
2实践课程建设
2.1实践教学的设计思想高等职业教育的目标是培养技术应用型人才,在理论知识够用为度的前提下,更要注重实践教学。我们实践教学的设计思想是:在掌握基本理论与基本技能的前提下,培养学生的实践能力、实验技术和创新精神。安排实验内容时注重基本技能及知识的实用性,又重视技术的先进性。避免陈旧的验证性实验,侧重技能性、综合性的实验内容,达到培养学生动手能力,使知识结构和实际能力的发展更趋于合理的教学目的[2]。充分利用社会资源,实行开放式实验教学,将实验教学、职业技能培训和教师的科研课题有机地结合,为学生技能的提高和创新能力的培养提供有利条件。
2.2实践教学内容的确定
2.2.1具备高职特性高等职业教育实践教学既要给学生传授专业知识和技术理论知识,又要通过实践环节让学生在完成工作任务的过程中获得技术实践知识、操作技能和实践经验,培养职业能力。高职的药剂学实践课程不能采用传统、单一的实验室教学模式,尤其要避免大量验证型实验的出现。在实践场所上,要使实验室和校内外实训基地相结合,实验内容结合实验室内的操作和实训基地的训练,综合培养学生的实验操作技能,并在实践内容中溶入职业技能培训。
2.2.2突出化学制药专业特点《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录(试行)》将高职制药技术类专业分为生化制药技术、生物制药技术、化学制药技术、中药制药技术、药物制剂技术及药物分析技术。化学制药技术专业的药剂学实践课程应该区别于其它专业。由于现代化制药过程越来越多地融合化工单元操作,本专业药剂学实践课程有必要将药剂实验中涉及到的化学实验基本知识及技能内容整合进来,将药剂学实践过程与单元操作相结合,突出化工单元操作在药物制剂中的应用,突出学科交叉[3]。在药剂实验基本技能的训练过程中强调单元操作的重要性,如称重、量取、粉碎、过筛、混合、提取、过滤、蒸馏、蒸发、干燥、灭菌与无菌操作等;在实践内容的确定上,首先要进行传统的药剂学制备实验,如液体药剂、浸出制剂、软膏剂、散剂、胶囊剂及片剂的制备等;其次要安排能训练化学实验技能的药物制备实验,如水气蒸馏法提取中药丹皮酚;另外,有条件的话,可以对学生进行药学服务方面的实践训练,如医院和社会药房的参观实践。
2.2.3要具备层次教学特性实行分层次教学,基础性实验、拓展性实验和社会综合实践相结合。在主要实践内容上优先选择方法、原理和技术成熟的、目前相关工作岗位常用的符合药典规范的实验;拓展性实验适当吸取国内外一些先进的剂型,并结合教师的最新科研成果,反映化学制药技术的先进性和发展趋势;综合实践有利于学生的职业技能训练和产学结合。
下面是我校化学制药技术专业药剂学实践课程改进后的主要教学内容,其中实验1至5为基础性实验,实验6为拓展性实验,实验7和8为综合实践,在校外实训基地进行。
实验1:称重与量取操作的练习。要求学生熟悉托盘天平、电子天平的结构和性能,掌握两种天平的使用方法及称重操作中的注意事项;掌握各种量器的使用方法及1ml以下液体的量取方法。
实验2:液体药剂的制备及质量检查。要求学生掌握不同类型的液体药剂(如:溶液型液体药剂、胶体型液体药剂、混悬型液体药剂及乳剂型液体药剂)的基本制备与质量检查方法。
实验3:浸出制剂的制备。要求学生掌握浸渍、渗漉操作及酊剂、流浸膏的制备方法,熟悉含醇制剂的含醇量测定方法。
实验4:软膏剂的制备。要求学生掌握各种不同类型、不同基质软膏剂的制法及操作要点,学会根据药物和基质的性质,决定药物加入基质中的方法。
实验5:片剂的制备。要求学生熟悉片剂制备的基本工艺过程,掌握湿法制粒压片的主要工艺,熟悉片剂质量检查方法。
实验6:水气蒸馏法提取中药丹皮酚。认识水蒸气蒸馏的方法原理,掌握水蒸气蒸馏的装置及其操作方法。学习从牡丹皮中提取丹皮酚的方法。
实验7:注射剂生产车间实践。通过参观药厂注射剂车间,熟悉注射剂生产车间的区域划分与布置;熟悉GMP对注射剂生产的基本要求;熟悉注射剂的生产工艺流程;熟悉注射剂生产中的常见辅料。
实验8:社会药房实践。通过参观调查,了解医院药房概况,了解药房的质量管理体系;熟悉药房各项工作制度、药房设计、医院制剂及药品购、销、调、储环节;通过查阅处方初步学会对处方的分析,熟悉常见的药品种类及功能;了解常用药品的保管和贮存方法。
2.3实践教学的考核优良的课程考核方式能积极、有效地引导学生形成良好的学习习惯。传统的以实验报告为主的实践教学考核方式不能全面地反映学生的课程学习质量。我们的实践教学考核涵盖有平时实验报告(30%)、平时实验表现(30%)、实验理论考试(20%)和实验操作考核(20%)的,师生普遍认为这样的考核方式更趋于合理与全面。
药剂学实践课程的建设只有从培养目标出发,以职业岗位工作过程的分析为依据,以提高学生的专业技能为根本,结合行业、地方和学生特点确定实践内容和方法,才能取得成效,才能使学生获得较扎实的实践知识和操作技能,从真正意义上保证实践教学的质量。