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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學工藝畢業論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
應用型人才就是把成熟的技術和理論直接應用到實際的生產過程中去,工程實踐能力是應用型高級技術人才的一項重要素質,是學生能否適應社會需要的一項重要能力。實踐技能是工程實踐能力和創新能力的基礎。特別是生物工程學科,作為一門實踐性很強的學科,與企業結合緊密的實踐教學在應用型人才培養過程中顯得尤為重要。
一、現狀分析
生物工程專業于1998年經教育部批準在高校開設,在本科專業目錄中明確隸屬于工學的生物工程類,包括了原來的生物化工(部分)、微生物制藥、生物化學工程(部分)、發酵工程等4個專業,從而大大拓寬了專業口徑。鄭州大學于2008年開辦生物工程本科專業。此前該校開設有生物技術、制藥工程2個相近專業,分別歸口于生物工程系和化工與能源學院。兩專業辦學規模穩定,已經形成較完善的教學和實踐(實驗)體系。而生物工程專業在實驗體系(實驗課程、實驗教學內容、實驗室建設)、實習環節(實習類型、實習方式和實習基地建設)等方面則面臨著軟硬條件不夠、辦學經驗不足等重大挑戰。這些因素嚴重制約著學生實踐技能的提高和專業人才培養質量的提升。辦學近4年來,我們發現在學生工程素質和實驗技能培養方面存在以下幾個主要問題:
1.生物工程實驗模塊體系尚未完全建立,部分課程缺少實驗,不但影響教學效果,還易導致學生產生“重理論,輕實驗”傾向,這對培養高級應用型人才極為不利。
根據教育部教學指導委員會“生物工程專業規范”,為提高學生的實踐能力和創新精神,生物工程專業必須加強實性踐環節的教學,構建實踐性環節教學體系,著重培養以下能力:實驗技能、工藝操作能力、工程設計能力、科學研究能力、社會實踐能力等。實踐教學應包括獨立設置的實驗課程、課程設計、教學實習、社會實踐、科技訓練、綜合論文訓練等多種形式。此外,也明確規定了該專業的主干學科應該包括生物學、化學、工程技術學三個領域。相應的實驗課程也應該在這些方面得到體現。然而在實際辦學過程中,涉及到生物學領域的生物分離工程、發酵工程、生物工藝學的相關實驗,以及涉及工程技術領域的工程制圖和生物工程設備的相關實驗,卻因受限于實驗室設備、師資隊伍條件等原因未能正常開設、或開設課程內容簡單膚淺,沒能達到提高培養應用型人才的實踐創新能力的要求。因此,現有的專業實驗構成現狀,難以給學生提供獨立思考、探索與發揮的空間,難以發揮專業基礎實驗對學生實驗技能和操作技能培養的作用,難以適應企業用人單位的需要。
2.專業涉及到的三個主干學科的實驗課程模塊,缺少相互銜接和重要知識點的相互補充。作為主干學科之一的“生物學”課程模塊,沒有脫離原有“生物技術”專業的影子,多數實驗課程在實驗項目、教學內容上與之沒有區別,更沒有體現“生物工程”的“工程”教育特點。生物學基礎實驗、驗證實驗開設比例過大。阻礙了三大學科之間的滲透,特別是未能強調“工程創新能力”的培養。
3.實踐實習體系沒有真正建立,缺少穩定、有效的專業實習基地,“雙師型”、“復合型”師資缺乏,嚴重制約了學生專業實踐能力的培養。首先,缺乏穩定、針對性強的實習基地。由于專業方向及特色不明顯,實習單位選擇盲目,實習地點不固定,實習內容變化快、深入不夠;其次,現有的專業師資隊伍主要是以生物學背景的教師為骨干,而雙師型教師、不同學科交叉融合的復合型師資嚴重缺乏,這種狀況根本不利于生物工程專業的發展與工程類人才培養的要求。
4.辦學就業導向教育不夠,學生考研“趨向”嚴重影響實驗教學效果。一般來說,學生考研對于改善學風、為國家培養更高層次人才非常重要。受“生物技術”專業影響,我校“生物工程”專業2012屆畢業生中有60%以上的學生參加考研。但這種現象在一定程度上放松了課程學習,特別是實驗、實習環節。同時,多數學生以考研為主要追求目標,實踐、實習環節重視程度不夠、投入時間不足,使得實踐教學效果大打折扣。
二、改革內容與目標
1.對實驗體系進行模塊劃分,明確各模塊的教學內容和側重點。建立“化學工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”模塊課程組,加強課程建設。
將實驗課程體系劃分為“生物學實驗”、“化學工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”三個模塊,三個模塊的教學內容和側重點各不相同,修改實驗課大綱,整合實驗項目與教學內容,重視三類課程相互之間的銜接、重要知識點的互補。
在模塊建設中注意對薄弱模塊進行強化,特別是強化“化學工程實驗”和“生物分離工程與工藝實驗”模塊教學,增設部分實驗課程。同時,這些課程的教師分散到擔任教學任務的專業系中,參加教研活動和專業建設工作,根據各個專業的特點和要求,適時地修改或調整實驗教學內容和方式。
2.改革專業實驗技能考核方式。重視畢業論文(設計)環節在提高學生的實驗技能方面的重要性,建立較完善的畢業論文設計)質量保障與評價體系。
關鍵詞:金屬熱處理工藝;教學改革;實踐能力
作者簡介:馮佃臣(1977-),男,內蒙古烏蘭察布人,內蒙古科技大學材料與冶金學院,講師,北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室博士研究生;胡曉燕(1980-),女,內蒙古烏蘭察布人,內蒙古科技大學實訓中心,講師,內蒙古科技大學信息工程學院碩士研究生。(內蒙古 包頭 014010)
基金項目:本文系內蒙古科技大學教學(教改)研究項目(項目編號:JY2012011)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0166-02
隨著社會的發展,對高級專業技術人才的需求越來越高,因此培養具有綜合分析與解決問題能力的高級專業技術人才顯得尤為重要。實驗實踐教學是高等學校教學工作中一個重要組成部分,對培養大學生創新能力、動手能力等具有重要意義。由于金屬材料工程專業屬于實踐性比較強的專業,因此發揮實驗教學的作用對該專業方向學生的培養而言更顯緊迫。然而,傳統的實驗教學體系規模小,實驗項目相對獨立、分散,且嚴重依附理論教學,不利于相近課程或專業知識的交叉與融合,已不能滿足現代培養高素質、復合型人才的客觀需求。2009年開始,結合內蒙古科技大學實際情況,我們對金屬材料熱處理方向“金屬熱處理工藝”實驗課程進行了改革,單獨設立一門實驗實踐課程“金屬材料改性實踐”。并于2010 年在07級金屬材料熱處理方向學生中進行了實踐。本文對本次“金屬熱處理工藝學”實驗教學的改革和實踐進行總結,為進一步整合實驗教學提供參考。[1]
一、“金屬熱處理工藝學”課程特點
內蒙古科技大學(以下簡稱“我校”)金屬材料工程專業的培養方案設置了金屬材料熱處理、金屬材料焊接兩個專業方向。學生在大學三年級可以根據自己的興趣愛好及學院的教學情況,選擇其中一個專業方向進行學習。金屬材料熱處理方向針對金屬材料的熱處理工藝設計、鋼鐵材料組織和性能研究、鋼鐵材料的冶金質量控制進行專業學習和訓練。該方向是本專業的特色之一。
“金屬熱處理工藝學”課程是我校金屬材料熱處理方向的本科生繼“材料科學基礎Ⅰ”和“固態相變原理”專業基礎課程后學習的重要一門專業課程。“金屬熱處理工藝”主要講授了如何實現在“固態相變原理”(即金屬熱處理原理)的五大轉變:奧氏體轉變、珠光體轉變、貝氏體轉變、馬氏體轉變和回火轉變,四把火:退火、正火、淬火和回火,再加上表面熱處理和化學熱處理,包括滲碳、滲氮和滲金屬等內容。
該課程實踐性很強,學生畢業后,在企業里運用最多。根據已畢業學生反饋回來的信息,遇上具體鋼的熱處理的時候,他們往往不知道如何設計熱處理工藝。為此有必要對該門課程的實驗教學加以改革。
二、課程的實驗環節存在的問題
“金屬熱處理工藝”課程的教學目標之一即讓學生靈活運用熱處理工藝來解決實際問題,那么怎樣提高學生理論與實際聯系的能力?實驗教學是解決這一問題很好的途徑,通過實驗教學環節,既可以培養學生理論聯系實際的思維方式,提高學生的實踐能力,反過來又可以促進理論教學效果的增強。[2]
因此,為了培養學生理論聯系實際獨立解決問題的能力,目前“金屬熱處理工藝”課程的教學是在本課程的教學過程中劃分出8學時的實驗課,實驗學時占總課時的25%。學生在實驗室完成老師已經設計好的實驗,例如,鋼的淬透性測定實驗,材料的熱處理過程由實驗教師完成,僅由學生進行硬度測試并繪制硬度隨深度變化曲線,確定硬化層深度,比較不同材料的淬透性。雖然學生在實踐上有一定的收獲,但這樣的實驗教學,都是老師制備好試樣后讓學生去觀察組織,或是老師制定好熱處理工藝,學生按照老師的要求做完實驗、寫實驗報告。實驗教學結束后學生學習到的東西很少,遇到實際問題時不知如何下手。在每年本專業畢業論文的題目中60%以上是與材料的熱處理有關的,在本科生做畢業論文的過程中,要求學生制定熱處理實驗方案,完成熱處理操作過程和分析實驗結果的時候,我們發現:大部分的學生都不知道如何制定熱處理方案,也不會熱處理操作,在后續撰寫畢業論文、分析實驗結果、組織分析和性能分析時,都遇到很多困難。因此,有必要進行該課程實驗教學的改革。
三、課程實驗教學改革的措施
鑒于以上的問題,我們在“在金屬熱處理工藝學”課程的基礎上專門單獨設立一門課程——“金屬材料改性實踐”,該課程要求學生在給定的材料后獨立制定熱處理工藝、獨立完成熱處理操作并分析熱處理后的實驗現象,目的是使學生學習完“金屬熱處理工藝學”理論課程后,能在實驗實踐課程中實踐實習。例如,鋼的淬透性測定實驗,改革后該實驗為綜合設計性實驗,學生根據給定材料的化學成分,基于學習過的理論知識,首先合理制定淬火工藝路線,然后在實驗室獨立完成熱處理工藝操作,這一環節結束后再進行硬度測試、不同材料淬透性比較等過程。新方式能更好地調動學生學習的主動性,強化了學生對理論知識的理解。這樣讓學生在學會給定材料和使用性能的基礎上制定出熱處理工藝,并親自動手去完成熱處理的過程,分析熱處工藝對材料組織和性能的影響。這對學生掌握熱處理工藝在材料中的應用,熱處理如何影響材料的組織和性能很有幫助,對他們的畢業論文的完成和畢業后走上工作崗位后的工作中有很大的幫助。
一直以來,我校材料成型和冶金工程專業學生也開設與熱處理工藝相關的課程,在傳統的教學體制下,對材料的組織與性能方面等傳統實驗方法學習和實踐環節盡管較多,但效果不是很好。由于近年學生的畢業論文都是做導師的科研項目,部分材料成型和冶金專業的學生的畢業論文也涉及到熱處理工藝制定、熱處理操作、組織和性能的分析。該門課程改革后,這兩個專業的學生也可以選修本課程。通過本課程的學習,對他們后續的畢業論文完成具有一定的實踐意義。
四、總結
為了更好地完成“金屬熱處理工藝學”課程的改革,同時為了適應目前社會的發展,將學生培養成實用型人才,在教學中根據課程性質、內容及特點,針對該課程存在的問題,提出單獨設立一門“金屬材料改性實踐”課程的改進措施,目的是提高學生的實踐動手能力,使得學生掌握實際生產過程中熱處理方面的相關知識,畢業后能夠很快轉變角色,在崗位上得心應手地工作。
另外,由于這幾年畢業生就壓力很大,很多用人單位對學生考取的各種證件很看重,多一個證件可能對學生的就業有決定性的意義。鑒于此,我們正在和中國機械工程學會協商開辦材料熱處理工程師資格證書的培訓。熱處理工藝實踐教學改革針對材料熱處理工程師資格證書進行相關的設置,學生在完成正常學業的過程中還能夠拿到認證證書,一舉兩得。按照本課程的改革后體系教學,能夠使學生畢業后走到工作崗位上體現出我校的辦學特色之一——上手快。
總之,在“金屬熱處理工藝學”課程實驗教學改革中,不僅要重視知識的教授,更要重視理論聯系實際,要不斷深入地改進教學手段,提高教學質量,培養學生的動手能力與勤于思考問題的能力,分析問題與解決問題的能力。還應不斷充實和完善課程體系,以培養具有扎實的理論基礎和較強的實踐能力、創新能力的實用型人才為目的。
參考文獻:
目前住地:廣州民族:漢族
戶籍地:廣東省身高體重:165cmkg
婚姻狀況:未婚年齡:25歲
求職意向及工作經歷
人才類型:普通求職
應聘職位:醫院/醫療/護理/美容保健類:工藝技術員、質檢員、行政專員/助理:助理、主管、市場營銷、生物化工/制藥工程:研究人員、資料認證員、化驗室主管
工作年限:2職稱:初級
求職類型:全職可到職日期:隨時
月薪要求:2000--3500希望工作地區:廣東省廣州
工作經歷:2005.7—至今廣州化學試劑廠工作,從事過化學工藝技術人員和質檢員工作。了解有機溶劑和無機結晶產品的整個生產過程,參加過ACS產品工藝的改造,并獲得廣東省人事廳認可的“化學工藝工程師助理”的職稱。同時熟悉化學產品整個檢驗操作,對化驗工作積累豐富的經驗,特別是化分、產品前處理。在此期間還參加過ACS產品英文版的翻譯,檢驗方法的修改,檢驗標準的制定。
2004.5—2004.6廣西桂林集琦實力天然有限公司實習,了解中藥提取整個生產過程,并參與中藥前處理、提取、濃縮、干燥等操作中。
2003.12—2004.1廣東南國藥業有限公司實習,了解片劑、酊劑、大輸液、針劑等生產工藝及GMP要求,注射用水的生產工藝。
2002.5—2004.8圖書館管理員,由于吃苦耐勞、工作認真負責,受到館領導的表揚并被評為優秀學生館員助理。
2001.9—2002.7擔班長,組織、帶領同學們參加校、院的活動,并獲得院廣播操比賽三等獎、院文明站崗第一名。
教育背景
畢業院校:廣東海洋大學
最高學歷:本科畢業日期:2005-07-01
所學專業:制藥工程第二專業:
培訓經歷:2001.9—2005.6廣東海洋大學學習(班長)制藥工程獲得工學學士學位
2005.7—2006.12廣州化工集團有限公司培訓、考核認定“化工工藝助理工程師”
語言能力
外語:英語優秀
國語水平:精通粵語水平:優秀
工作能力及其他專長
英語:已通過國家英語四級,具有聽、說、寫的能力,能閱讀本專業外文資料
計算機:通過國家計算機二級(C語言),具有計算機基本應用能力,熟悉Office、PowerPoint和Word等的操作
專業技能:能進行本專業中、外文文獻檢索,了解制藥各種生產工藝和藥事法規以及GMP要求,熟練應用實驗器材,曾跟學院教授做課題。在<NaturalScienceResearch>Volume4,Number2,April2006,題目<StudiesonPreparationofChitosaninAlcoholic-AqueousSolution>.畢業論文獲得優秀。
特長:具有強的語言表達能力
1.1應用型本科人才要求
根據現代化學工業的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應用型高校化學工程與工藝專業的目標是培養化學化工理論基礎扎實,實踐動手能力、自主學習能力、創新能力及外語與計算機應用能力較強,適應化工、冶金、能源、輕工、醫藥、環保等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理等方面工作的應用型高級工程技術人才[2]。為了實現上述目標,化學工程與工藝專業應用型本科人才應具備的基本素質與專業能力包括7個方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學素養,能處理好人與環境、人與社會的關系;②掌握化學工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學裝置工藝與設備設計方法,掌握化工過程模擬優化方法;④具有對新工藝、新產品、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力;⑤了解化學工程的理論前沿,了解新工藝、新技術與新設備的發展動態;⑥掌握文獻檢索的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力;⑦具有創新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據現代科技和生產的發展需要,以服務地方經濟社會發展為目標,把握高等教育規律和化學工程與工藝專業特征,制定化學工程與工藝專業應用型人才培養方案。在人才培養方案制定的過程中,合肥學院借鑒德國應用科學大學培養應用型人才成功經驗,非常重視企業的作用,將企業要求與學生的培養相結合,構建理論教學與實踐教學相學體系,確定了以“面向企業、立足崗位、注重素質、強化應用、突出能力”為指導思想的“應用型”人才培養模式。理論教學體系體現“三個服務”原則:基礎理論教學要為專業技術課教學服務,理論教學為提高學生綜合素質服務,把素質教育貫穿于教學全程,為培養學生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務,注重培養學生對技術成果的吸納和綜合應用能力。建立與培養目標相適應的實踐教學體系,形成基礎實訓、專業實訓及校內、外實訓教學相結合的綜合實訓教學一體化,完成實訓教學。促進學生掌握專業技能,實施“四年九學期制”,提高學生就業競爭能力。
1.2化學工程與工藝專業人才要求
化學工程與工藝專業是為了適應新世紀化學工業的發展而設置的,是由原來的化學工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細化工、煤化工、工業催化等專業合并而成的寬口徑專業,覆蓋面寬、涉及領域廣[3]。該專業具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領域涉及無機化工、有機化工、精細化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫藥化工、微電子化工等諸多領域;二是工程特色顯著。該專業以化學工程與化學工藝為兩大支撐點,化學工程主要研究化工過程及設備的開發、設計、優化和管理。化學工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料,通過化學反應和分離加工技術制取各種化工產品。化學工程與工藝專業涉及的工程放大技術、系統優化技術和產品開發技術,不僅在化工領域,而且在醫藥、材料、食品、生工等眾多相關領域均大有用武之地。因此,化學工程與工藝專業培養的學生應有較強的工程能力和工作適應性,需掌握化工生產技術的基本原理、專業技能與研究方法,具有從事化工生產控制、化工產品和過程的研究開發、化工裝置設計與放大的初步能力[4]。
1.3應用型化工人才實踐教學體系構建
高等工程教育強調綜合素質的基礎作用和工程素質的定型作用。培養應用型化工特色人才,核心就是培養實踐能力強的應用型人才。以培養應用型人才為目標,以科學發展觀為指導,遵循教育教學基本規律,堅持育人為本,教學為綱,根據學生需要,圍繞學生能力拓展和知識結構構建實踐教學體系。該體系由基本技能、專業能力、綜合能力三層次訓練組成,將課外創新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經驗,培養學生工程設計能力、項目實現能力及創新能力。實踐教學根據能力要求可分為3個層次:基礎實踐層、專業實踐層、綜合和創新實踐層。基礎實踐層以強化“三基”,培養基礎能力為目的,將基礎化學實驗分為3個層次和5個模塊,構成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學專題研究訓練,強化了知識和技能的綜合性;認知實習在實踐教學體系中處于承上啟下階段。學生在與自己相近或相關的崗位上經過認知實習,了解專業所需要的專業知識、能力、素質,有利于他們結合自己的興趣,規劃未來發展,在專業方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習和1周電工電子實習,實現基礎能力培養目標;專業實踐層是在理論教學和基礎能力培養的基礎上,通過專業基礎實驗、課程設計、工程實訓等實踐教學的環節實現專業能力培養;綜合和創新能力是對技術基礎知識、運用專業知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現,反映學生整體素質。通過畢業實習、畢業設計(論文)等實踐教學環節,配合第二課堂科技活動,達到培養專業技術應用能力的目的。總之,各層實踐教學活動層層遞進、相互滲透,達到培養目標規定的專業技術應用能力的要求。
2圍繞工程能力培養,實施實踐教學改革
2.1突出強化實踐鍛煉,提高教師實踐教學水平
教師是實踐教學體系的主導者,也是實踐教學體系的實踐者。要培養高質量應用型人才,必須要有高水平的教師隊伍。按照這一思路,為所有的實驗室配備了具有碩士學位的專職實驗教師,采取走出去、請進來的辦法培養教師的實踐能力,派合肥學院高學位高職稱的教師到企業去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據學院要求成立了實驗技術教研室,這不僅是名稱和內涵的改變,更重要的是教育理念的轉變,建立實驗技術教研室,由教授、博士擔任主任,具有研究生學歷的教師為成員,研究實踐教學內容、方法和手段,進行實驗教學、實驗課程內容和方法改革等工作。目前,和化學工程與工藝專業實驗實踐教學有關的合肥學院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學成果獎合肥學院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業和設計院等單位人員擔任教師,讓學生參與解決實際工作問題,提高實踐能力。
2.2加強實踐教學條件建設,提供實踐教學載體
實驗室和實習基地是完成實踐教學內容所必需的保障平臺。在實驗室建設方面,加強以無機化學、有機化學、物理化學、分析化學課程為支撐的基礎化學實驗室建設,和以化工原理為支撐的化工基礎實驗室。專業實驗作為一門最能反映專業特色,與專業科學技術發展關系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構建一個能夠全面反映化學工程學科發展方向、適合按專業大類組織實驗教學、有利于培養學生工程實踐能力和創新能力的新框架。根據化學工程與工藝核心課程化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程和技術化工工藝學作為構架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發的方法論;充分考慮工程學與工藝學實驗的適當平衡;具有典型性、力求先進性、增加綜合性;實驗內容既符合化學工程與工藝學科發展規律,又具有鮮明的先進性和特色,建立了化工熱力學實驗室等專業實驗室。根據專業和學生發展需要,在專業方向上設立分離工程和精細化工2個化工專業方向,并建立精細化工和分離技術2個實驗室,建立膜材料和膜過程院級重點實驗室1個。校外實習是強化專業知識、增加學生的感性認識和創新能力的重要綜合性教學環節,校外實習基地是培養學生實踐能力和創新精神的重要場所,是學生接觸社會、了解社會的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機制,開展產學合作,和中鹽四方集團等14家企業建立良好的合作關系,與企業合作共建實驗室2個。每年由校內和企業教師共同指導學生進行實習,并在畢業論文(設計)環節,由企業提出課題,真題真做,學生將所學知識和生產實際相結合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團、東華集團工程技術人員指導學生設計多次獲合肥學院優秀畢業設計(論文)獎。
2.3第一課堂與第二課堂相結合,著力培養學生創新能力
為了達到實驗課培養學生應用所學知識解決問題的更高目標,以培養學生實踐創新能力為出發點,以學生個性化能力培養為重點,學院制定了《合肥學院學生第二課堂活動學分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結合起來,收到明顯的效果。化學工程與工藝專業,以化學工程師之家和學生參與教師科研為主要內容開展第二課堂科技活動。化工工程師之家于2007年11月建成運行。以培養“未來的工程師”為目標、以工程設計為核心、以模型制作為基礎,通過形式多樣的活動培養學生的工程意識;通過加強合作促進團隊精神;通過模型制作提高工程應用能力;通過工程設計提高工程素養;通過企業化運作模式培養學生效率意識、責任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養學生的工程設計能力、管理能力、協調組織的領導能力和團隊精神。通過借鑒企業化管理模式,營造企業氛圍,培養學生效率意識、責任意識和管理能力,增強學生對社會的適應能力,提高學生的綜合素質。目前,累計培訓學生500人以上。化學工程與工藝學生在各種全國性競賽中取得了一系列好成績。2010年,在科技部等單位舉辦的青年科技創新競賽獲得二等獎,“三井化學”杯第四屆大學生化工設計競賽二等獎和華南地區第四屆大學生化工設計創業大賽二等獎。近3年來,學生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
隨著我國經濟水平的提高及工業的大規模發展,水環境污染也越來越嚴重,地表水及地下水出現了許多新增污染物,給人們身體健康產生嚴重危害。為了遏止水環境繼續惡化,一些新技術、新工藝應運而生。在給排水科學與工程專業課程體系中,《水處理新技術》正是這樣一門重要專業課[1],它強調污水處理的“新技術”、“新工藝”,具有較強的工程實踐性,兼具一定的理論知識。該課程涉及范圍廣泛,內容較多,但課程學時較短,如何在短時間內培養學生工程實踐能力,是廣大教學工作者面臨的一個共同難題。筆者嘗試通過案例教學法讓學生更好地掌握課程知識,培養學生分析問題與解決問題的能力,并在此與廣大同行探討案例教學法設計的要點。
1 案例應注重理論與實踐緊密結合
理論知識是工程實踐的基礎,在2012年教育部《高等教育本科專業》中將“給水排水工程”專業更名為“給排水科學與工程”專業[2],名稱的更換標志著科學理論基礎在專業人才培養的重要性。因此在《水處理新技術》課程教學的案例選用上,需要理論與工程實踐并重,同時與教材緊密結合,通過案例來啟發學生思考,并建立理論和實踐的聯系。
在生物脫氮新技術單元,以短程硝化-反硝化工藝(SHARON)工藝為案例進行介紹。傳統硝化過程是指氨氮(NH4+)先氧化成亞硝氮(NO2-),再被氧化成硝態氮(NO3-),兩個步驟分別由氨氧化細菌(AOB)和亞硝化氧化細菌(NOB)催化完成(式1和式2)。
NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ (1)
NO2- + 0.5O2――NO3- (2)
這兩個過程是獨立的,且亞硝酸還原菌能夠以NO2-為底物進行反硝化反應(式3),而不是傳統觀念認為只能以NO3-為底物進行反硝化反應(式4)。
在案例教學中通過介紹短程硝化-反硝化的微生物學理論知識,使學生更容易理解SHARON工藝的運行方式與特點。綜合比較化學反應式1和2,理論上氧氣(O2)可以節省25%,對應工藝過程中可以節省曝氣量25%;綜合比較化學反應式3和4,甲醇(CH3OH)可以減少40%,對應SHARON工藝反硝化過程中可以節省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進行案例分析,加深學生對SHARON工藝的理解,并增加其對生物脫氮新技術的認識。
2 案例需具有新穎性和典型性
與文獻相比,教材往往具有一定的滯后性。在《水處理新技術》教材中介紹的新技術、新工藝,它們的特點與應用范圍可能會隨著實際工藝研發而發生一些變化。為了及時掌握這些變化,需要閱讀最新文獻。案例選用上也要緊跟水處理新技術的發展,及時補充新知識,才能避免學生走出校園后出現知識與實際情況脫節的問題。
在厭氧生物處理技術中,以厭氧顆粒污泥為案例,介紹最新的分子生物學技術――熒光原位雜交技術(FISH)在厭氧顆粒污泥菌群檢測中的應用,講解其在厭氧顆粒污泥形態特征檢測中的應用,并介紹厭氧顆粒污泥形成的機理。通過這些講解,讓學生了解厭氧生物處理技術的最新發展成果與研究技術。
另外,案例選用要具有典型性與代表性,不能只有一、兩篇文獻的報道,而要得到廣大同行的認可,并經過工程實踐的檢驗,這種案例才更有說服力。
3 案例應與科研緊密聯系
我校《水處理新技術》課程是在給排水科學與工程專業大四上學期開設,很多學生即將開展畢業設計(論文),一些同學隨后會進入研究生階段開展課題研究。因此可以通過案例激發學生興趣,培養學生科研能力。在氧化溝工藝介紹時,以我國的第一座三溝式氧化溝污水處理廠――邯鄲市東污水處理廠為案例,介紹氧化溝工藝運行流程圖、各構筑物的運行參數及對污染物的處理效果。這樣學生在做排水方向畢業設計,遇見氧化溝工藝的設計就能與課堂知識聯系起來;或者學生在做氧化溝生物脫氮的畢業論文的時候,課堂所學知識可以為畢業論文的開展提供良好的基礎,進一步為研究生生物脫氮相關課題研究奠定基礎。
4 增強與學生的互動性
教學過程中,學生的積極參與是保證教學效果的重要因素[3]。因此案例實施過程中,老師需要充分挖掘學生潛力,調動他們的積極性,提高其學習興趣和主動參與意識,從而培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力,達到提高《水處理新技術》教學質量的目的。值得注意的是,課堂中往往是幾個表現突出的學生主動性強,而部分學生則好像事不關己,不會積極參加案例的討論[4]。因而在案例教學過程中,除了關注表現積極的學生外,還需要強制性地要求一些不參與討論的學生發表觀點,活躍整個課堂氣氛,增強案例法的教學效果。
【關鍵詞】復合教學法 研究 應用 化學反應工程
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2011)23-0001-02
復合教學是進行文化知識教學的有效方法,它既符合學科知識綜合化的趨勢,又順應大學畢業生職業市場的變化。復合教學在西方發達國家大學中已廣泛流行二十余年,如STS課程即“科學――技術――社會”相統一的課程,就加強了自然科學的人文趨向。國內許多綜合性大學在進行課程體系設置和教學改革時對此也已涉及。隨著科學技術的飛速發展,學科間的交叉與相互滲透不斷加大,尤其是專業課,其內容涵蓋了基礎課、專業基礎課等多個學科,其教學過程包括多個教學環節,注重能力培養和素質提高的復合教學在教學中的作用更顯突出。針對專業課的這一特點,我們嘗試對專業課及與之相關的多學科、多個教學環節進行整合教育,對“復合教學法”進行了大膽的探索與實踐,不僅激發了學生的學習興趣、開闊了學生的視野、豐富了學生的知識,而且培養了學生多方面的能力、提高了學生的整體素質,取得了較好的教學效果。在化學工程與工藝專業課《化學反應工程》的教學中,我們所采用的復合教學模式主要包括“十個結合”。
一 課程教學與教材建設相結合
結合地方高校學生特點開展教材建設。為適應培養應用型人才的需要,教學團隊與國內其他地方高校合作,編寫了《化學反應工程》教材,教材側重于工程應用,并將最新科研成果編入化學反應工程新進展,強化教材的實用性。該教材由化學工業出版社于2009年1月出版,作為新世紀化工類應用型工科人才培養的系列教材之一,被教育部高等學校化學工程與工藝教學指導委員會列為推薦教材,目前已被蘭州大學、河北科技大學、長春工業大學、廣西大學等國內近十余所高校采用。教材建設對教學質量的提高起到了保證和推動作用。
二 課程教學與專業外語相結合
在《化學反應工程》教學過程中,我們發現學生存在重基礎英語,輕專業英語;專業詞匯相對貧乏;閱讀專業文獻少;對專業英語在文體、語法、修辭等方面的規律認識不足等諸多問題。為了提高學生的專業外語水平,在教學過程中,我們堅持與專業外語相結合,具體做法:第一,關鍵詞匯英文化。在專業課的教學過程中,首先把課程涉及的專業術語、關鍵詞匯等用英文給學生寫出,這樣便于后續的雙語教學。第二,板書內容英文化。在關鍵詞匯英文化的基礎上,選取部分教材內容,全部采用英文板書,保證了專業詞匯的重現性以及教學內容的系統性,為學生下一步閱讀原版教材奠定基礎。第三,指導學生閱讀英文原版教材,教學雙語化。為了便于學生閱讀原版教材,指導學生將其與教學內容相結合,即選擇與課堂教學緊密相關的部分章節閱讀,這樣不僅提高了閱讀速度與質量,而且也鞏固了課堂教學內容。對學生在閱讀中遇到的問題及時給予解答,并經常和學生交流閱讀經驗、體會等。課堂教學中板書及口語表達以英語為主。
三 課程教學與計算機應用相結合
隨著計算機技術的發展及其應用的普及,當今社會對大學生的計算機應用水平也提出了較高的要求。《化學反應工程》學科與計算機應用密切相關,在該學科中反應器的設計方法主要有兩種,即經驗法和數學模型法。經驗法比較粗略,不能高倍放大;數學模型法是從過程的內在規律出發,更好地反映了過程的本質,放大周期短,放大費用低,可以高倍放大。但數學模型一般都比較復雜,必須借助計算機才能求解,計算機技術的不斷進步使數學模型法得到迅速發展。為了使課堂教學與計算機應用相結合,在多年的教學實踐中,我們主要指導學生進行以下幾個方面的訓練:(1)建立反應器的數學模型及邊界條件;(2)繪制數學模型法計算框圖;(3)編寫數學模型計算程序;(4)利用計算機進行設計、計算。
四 課程教學與文獻檢索相結合
文獻檢索是科技工作者的基本能力,尤其在當今信息爆炸的時代更是如此。在教學過程中,我們發現學生雖然掌握了文獻檢索的基本知識和方法,但熟練程度不夠,對本專業具有代表性的文獻種類及常用檢索工具了解不夠全面。鑒于此,我們在專業課教學中堅持與文獻檢索相結合,具體的做法是:在介紹參考文獻時,將本學科有代表性的學者、著作、刊物、常用檢索工具等全部介紹給學生,以便于學生進行文獻檢索。為了提高學生的學習積極性,開展有針對性的檢索訓練,我們擬定幾個本課程的專題,把學生分成幾個小組進行文獻檢索,再把檢索到的文獻進行分類整理,加工提煉,撰寫專題綜述。實踐證明,通過此項訓練確實提高了學生的文獻檢索能力。
五 課程教學與科技寫作相結合
科技寫作是從寫作學科體系中派生出來的新學科,承擔著科學技術信息和成果的總結、交流、傳播和貯存任務。科技寫作是科技工作者必備的基本素質。為了提高學生的科技寫作水平,我們要在專業課教學中堅持與科技寫作相結合。具體做法是:將課程的重點內容分成幾個專題,讓學生首先進行文獻檢索,在此基礎上按照科技論文規范撰寫專題報告。整個過程中,教師給予幫助、指導。指導學生如何進行文獻檢索;對檢索到的文獻資料如何進行整理分類、加工提煉;如何把握論文的整體架構;如何展開正文部分;如何撰寫論文的中、英文摘要;如何選擇論文的關鍵詞等。為使各個專題組之間進行相互學習和交流,舉辦專題報告會。這樣,同學們不僅鞏固了在課堂所學的知識,而且文獻檢索、科技寫作、課件制作、上臺演講等多方面的能力都得到了提高,教學效果很好。
六 課程教學與技術經濟學相結合
作為《化學反應工程》學科,其主要任務是對反應器進行正確選型、有效放大、最佳控制。所制定的技術方案必須滿足“技術上先進,經濟上合理,生產上安全可靠”,由此可見,本學科與技術經濟學聯系緊密。因此,在這門課程的教學過程中,堅持與技術經濟學相結合。在教學過程中,引導學生樹立工程觀點,工程問題涉及諸多因素,因此工程問題是一個系統工程。在進行反應技術開發、反應器的放大設計、反應過程的控制時都要利用技術經濟學的知識,使效益最大化。同一化工生產過程往往有多個不同的技術方案,在教學中,注意啟發學生對不同方案進行技術經濟比較,選擇最優方案。同時,通過多方案比較習題,對學生進行反復訓練,使學生能夠自覺地利用技術經濟學的知識,分析和解決反應器設計中的各種問題。
七 課程教學與課程設計相結合
縱觀近年的畢業環節,學生基本上是以做畢業論文為主。而對化工專業的學生來說,畢業以后的主要去向是化工企業,從事工作以后,無論是新工藝的技術開發,還是老工藝的技術改造,都離不開化工設計。雖然化工原理有課程設計,但其主要是針對單元操作的物理過程,不是一個完整的化工設計。化工專業的學生缺少了化工設計這一基本訓練,對今后從事化工設計工作顯然是不利的。對歷屆畢業生的跟蹤調查結果也說明了這一點。為了扭轉這個局面,在《化學反應工程》教學中安排了課程設計。具體做法是選取“某一化工生產過程的工藝設計”作為課程設計的題目,要求學生完成查閱資料、制訂方案、工藝計算、設備設計、繪圖和設計說明書編寫的化工設計全過程。經過課程設計,學生五個方面的能力都得到了提高:(1)搜集和整理技術資料的能力;(2)工程計算能力;(3)技術方案比較和選擇的能力;(4)工程制圖能力;(5)科技寫作能力。
八 課程教學與實踐教學相結合
為了配合課堂教學,搞好實踐教學,構建了以實踐教學工程觀摩中心為主體的校內實踐教學平臺,和以企業實踐教學基地和社會實踐基地的校外實踐教學平臺,做到“校內與校外相結合”,以滿足貫穿于學生整個培養過程的實踐教學的要求。實踐教學工程觀摩中心有化工設備展及配件區、工業催化劑展區、塔填料展區、典型工藝流程動態模型展區、化工管道安裝實訓展區。學生通過在實踐教學工程觀摩中心的參觀學習,對化工工藝過程及設備有了比較直觀的了解和認識,有利于其工程概念的建立,也有利于課堂教學。校外實踐教學平臺的建立,主要是選擇一些具有典型反應設備的化工企業作為實習基地,如石家莊金石化肥集團、石家莊制藥集團、石家莊化纖化工有限公司、山西三維集團公司、山東金嶺集團公司、河北冀榮氨基酸公司等,他們所具有的典型反應設備有:固定床反應器、氣液反應器、均相反應器、流化床反應器、反應精餾裝置等。在校外實習基地,根據不同情況,學生可以采取參觀、短期實習、頂崗實習等多種實習方式。
九 課程教學與實驗教學相結合
實驗設置的指導思想是:重視實驗教學環節,改變了實驗教學依附于理論教學的傳統觀念,而是理論教學的有機補充和提高;注重對學生實踐能力、創新能力、探索精神的培養。實驗教學的實施方案為:課程組利用學校和學院設立的實驗教學研究項目基金,開展實驗教學研究,推動實驗教學改革;篩選出了“基本技能―現代技術、綜合應用―創新能力”綜合培養的有特色的實驗;建立了多層次、開放式的實驗室。實驗類型分為演示性實驗、綜合性實驗、設計性實驗、開放創新性實驗。演示性實驗、綜合性實驗著重培養學生的認知能力和動手能力,鞏固學生所學的理論知識,使學生達到工程實踐能力培養的基本要求。設計性實驗、開放創新性實驗著重培養學生的科學精神和協作精神。學生可自主選擇課題或選擇指導教師提供的課題,開展科技創新活動。
十 課程教學與科學研究相結合
本著“寓教于研、以研促教、研教融貫、教研相長”的教學理念,注重教學與科研相結合,將科技成果與技術轉化為教學優勢資源,分別從理念、成果、方法和手段等多途徑與教學結合,滲透于教材編寫、理論與實驗教學、實習與畢業環節,實現了科研向教學的多方位轉化。同時,言之有物的教學內容又促進了學生科研水平的提高。我們的具體做法是:
第一,科研成果進教材。團隊鼓勵教師撰寫教材、講義,并將最新研究成果融入教材之中。在編寫《化學反應工程》教材過程中將微反應器方面取得的科研成果引入第四章《非理想反應器設計》中,將在超重力反應技術方面取得的科研成果寫入第十章《反應工程新進展》中,將在催化反應新工藝開發過程中的科研成果引入第六章《氣固相反應器設計》中。
第二,科研成果進課堂。團隊將專業領域內的前沿科技和教師本人最新研究成果如離子液體中的化學反應、微反應器的開發、流化床反應器的實際應用等引入課堂,在第三章《理想反應器設計》的授課中,以“返混”和“平推流”為主線,講授了團隊開展的工業反應器改造的實例,開拓了學生的知識視野、激發了學生的學科興趣。
第三,科研成果進實驗室。教學團隊著力于實驗室建設及實驗教學裝置的開發研究,將多年積累的科研成果與技術融入其中,開發了多項科研成果轉化而來的綜合型、創新型實驗項目,針對反應工程課程的重點和難點,開發了多釜串聯特性實驗、反應精餾實驗、氣固相催化反應綜合實驗以及超重力反應器性能測定實驗等多個綜合性和設計性實驗裝置,加深了學生對課程的理解,鍛煉了學生的動手能力。
第四,科研成果進畢業環節。團隊堅持將學生的畢業環節與教師的科研項目緊密相連,畢業環節論文題目80%以上來自縱橫向科研課題,真實的科研課題增強了學生的責任心、鍛煉了學生的科研實踐和知識運用能力,使得畢業設計(論文)質量顯著提高。
[關鍵詞]農業院校;農藥學;課程體系;改革與實踐
[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2016)04-0127-03
農藥在防治農業病蟲草害、保證農業豐收等方面發揮了重要作用,已經成為重要的農業生產資料,培養具有現代思想的農藥科技人才已迫在眉睫。因此,當前大部分農業院校都設置了農藥學相關專業,用來培育“三農”急需的農藥學科技工作者。青島農業大學自2005年創辦我國第一個農藥方向藥學專業以來,在深入研究創新“3+1”人才培養模式[1]的基礎上,對農藥學課程體系進行了大膽的改革創新與實踐探索。
一、課程設置與時代要求對接
(一)根據學生發展設置課程體系
農藥學專業骨干課程體系由農藥化學、農藥合成、農藥分析、農藥生物測定及農藥應用等課程構成,是一門理論、實驗、實踐緊密結合的“三位一體”的應用型學科。對人才培養來說,專業課課程體系設置尤為重要。因此,我們的改革首先從課程體系的設置開始:改變實驗實踐附屬于理論教學的傳統方式,將實驗課、實踐課獨立設置,加強培養學生實驗技能、科研興趣、實踐能力,做到大學教育與社會需求高度匹配。另外,傳統的課程體系設置,往往忽視選修課教學,造成畢業生“千人一面”的格局,非常不利于學生全面發展。鑒于此,我們加大了選修課教改力度:提高選修課程數量和要求,拓展、放大學生自我拓展的空間,為其更好地適應社會創造良好的條件。經過數年的探索與改革,我們對課程體系進行了優化(表1)。
(二)“四加一減”,重在技能培養
1.增加選修課:設置農藥方向選修課26門,共848學時,要求最低選修216學時。大量的選修課程設置,為學生提供了充分的自我發展空間,有利于其根據自己的興趣與強項進行選擇,有效應對社會多元化要求。
2.增加實驗課:必修課程實驗與理論比例為1.3∶1.5,二者接近,總的農藥學專業課程體系實驗與理論比例為2.16∶5.02,比例合理。實驗學時有所增加,學生動手能力得到訓練,同時也培養了嚴謹的科學精神。
3.增加實踐課:在校期間農藥學專業實踐課達到6.5周,折合195學時,超過必修理論課學時數,有效解決了當前大學畢業生實踐能力差的問題,增強了學生干事創業的信心。
4.增加畢業實習學時:畢業實習為19.5周,加上第五學期、第六學期開始的科研訓練與課程論文2周,合計21.5周,折合645學時。充足的實踐時間,保證了學生科學思維得到系統訓練,為以后工作學習打下良好基礎。
5.減少必修理論課:必修課只開設農藥化學、農藥合成、農藥制劑、農藥分析、農藥生物測定等農藥學體系核心課程,總學時150學時。有利于學生自我設計,更快、更好地適應社會。
(三)平臺的建設與使用
嚴格地說,農藥學是一門實驗性科學,整個課程體系的各個組成部分必須緊密結合、有效運轉,才能培養出社會適應能力強的農藥學人才。為此,我們通過優化資源配置,建立了教學實驗室、科研平臺、研究室、實習基地等四個開放式平臺(圖1),并將其有機結合、高效利用,取得了令人滿意的效果。
二、教材體系的選擇與完善
相對于醫藥學等傳統學科來說,農藥學是一門新興學科,相關教材、教學參考書很不完善。例如,目前尚未有農藥學方面的國家規劃教材,而已有的教材也存在內容滯后等缺陷。為了適應新的時代要求,我們盡一切可能采用農藥學權威著作作為教材,同時有針對性地編寫完善了農藥學課程體系必須的配套教材和教學參考書。目前,化學工業出版社出版或即將出版、由孫家隆編著或主編的農藥學教材與教參有:《農藥化學合成基礎》(第一版)《農藥學實驗技術與指導》《現代農藥合成技術》《農藥化學合成基礎》(第二版)《農藥科學使用》《現代農藥應用技術――殺蟲劑卷》《現代農藥應用技術――殺菌劑卷》《現代農藥應用技術――除草劑卷》《現代農藥應用技術――植物生長調節劑與殺鼠劑卷》《新編農藥品種手冊》《農藥學實驗技術與指導》(第二版)等。其中《農藥化學合成基礎》《農藥學實驗技術與指導》等已經被多所農藥學相關院校采用為教材,《現代農藥合成技術》獲2012年中國石油和化學工業出版物獎一等獎。教材、教參的完善,使學生視野開闊,學習時有一種得心應手的感覺。
三、課堂理論教學多元化,加強思維訓練
“多元化教學”指的是多媒體教學、網絡教學、案例教學、研究式教學等多種教學手段并用,堅持以學生為主體、以教師為主導的互動式教學方法。
以多媒體教學為主導:全部核心課程(農藥化學、農藥合成、農藥制劑、農藥分析等)及部分重要選修課的教學,都已采用多媒體教學。我們對多媒體課件的基本要求是:條理清晰、圖表豐富、圖文并茂、動漫結合,講授知識必須和生產實踐、科學研究、學科前沿及學生未來發展相結合,擯棄“填鴨式”或“滿堂灌”的教學方法。
以研究式教學為核心:這是我們近年來嘗試的一種教學方法。將課堂教授的內容作為一個課題,以課題研究的方式向學生進行知識傳授,培養學生的科學思維方法,為以后從事科研工作打下基礎。例如,在講授《農藥化學》課氨基甲酸酯類農藥時,我們將天然的毒扁豆堿作為一個課題,進行先導優化、創制經緯研究;同時將先導優化、生物等排、藥效基團拼接等農藥化學專業科研方法傳授給學生,訓練其發散性思維。以案例教學為依托:這是近年來我們大力推廣的教學手段,即課堂教學以案例的形式進行。通過對案例的剖析與講解,學生較深入地掌握知識要點,并學會分析問題、解決問題的方法。例如,在《農藥合成》課中丙溴磷的合成與生產教學中,我們將“丙溴磷的合成與生產”作為一個案例,通過“抽絲剝繭”式的分析,歸納得出如下合成路線圖。[3]
根據合成路線,結合實例解析各種路線的優劣,從而培養學生根據具體情況確定合成與生產方案的能力。
以網絡教學為輔助:即充分利用學校網絡教學平臺及青島農業大學農藥學QQ群,與學生全方位互動。在每學期開始前將該學期課堂教學的課程簡介、教學大綱、教學進度、教學難點疑點分析等傳至網絡教學平臺及農藥學QQ群,讓學生提前對該課程有所了解,做到心中有數地進行預習、學習。在教學過程中,除課堂、課外答疑外,還在網絡平臺和農藥學QQ群上進行答疑教學、作業講解等,做到關鍵知識點課外答辯共用化、公開化,使全體學生受益。
四、重視實驗教學,養成探索精神
(一)精選實驗內容,實用與創新結合。實驗教學應具有連貫性與梯度性,所以我們在設計農藥方向藥學專業培養方案時,學生實驗以操作性和驗證性實驗為主。在此基礎上,我們以提高實驗技能作為《農藥學實驗技術與指導》的選題原則:和實際生產相關聯的綜合性實驗占40%,設計性實驗占40%,與科研相關的研究創新性實驗占20%。力爭每個實驗都有與之對應的工業產品或科研課題,使學生實驗過程中創造力得到有效激發,并享受到學習的樂趣。
(二)獨立實驗,突出能力培養。學生遲早要走出校門,進入社會,成為獨立的社會工作者,自身的動手能力、工作的主動性、分析問題與解決問題能力至關重要。因此,我們要求學生實驗必須一人一組獨立完成。實驗前,在學習與研讀教材、查閱文獻的基礎上,形成各自的經教師點評與改進的實驗方案;實驗中,規范操作、記錄詳細,力爭做到和科研緊密結合;實驗后,認真歸納總結,形成一份包含實驗目的、實驗原理、實驗操作、實驗記錄、數據處理、結果與討論、問題與思考等內容的規范性實驗報告文本。
(三)單獨考核,提高重視程度。實驗課程全部與相關理論課教學分離,成為一門獨立的課程,獨立計算學分,極大地提高了學生對實驗課程的重視程度。考核由實驗部分和期末考核兩部分構成,比重為60%和40%。實驗部分主要考察實驗準確度和實驗報告的規范性,期末考試則主要考核實驗技術與實驗操作。
五、實踐教學,深入社會
實踐教學分為兩個階段進行:在第六學期進行的農藥學綜合生產實習和假期進行的社會實踐。其中第一階段共4周,進行方式與內容如表2所示,主要目的是讓學生走出校門,深入企業,親身參加生產,獲取企業新工藝、新技術等知識信息,解決就業與社會需求脫節的問題。
實踐教學的第二階段在第六學期后的暑假進行。暑假前,學生自由組成實習小組,在教師指導下進入社會,完成至少4周“真刀真槍”的崗位“職工式”的實踐。時間和內容根據學生自我定位的就業方向確定,成績由實習基地專家、學校指導教師共同確定。
經過兩個階段的實踐活動,學校加強了與企業的溝通,學生對農藥工業企業有了整體的認識,對自己的科研訓練、畢業論文方向的選擇及畢業后的發展方向有了清晰的定位,減少了盲目性;同時,也為產學研協同創新[5]打下基礎。
六、提升科研訓練與畢業論文的質量
科研訓練、畢業論文采用導師負責制:學生、教師雙向選擇,每位教師指導的學生人數不超過6人。為了保持課題研究的連續性,相同的科研訓練、畢業論文為同一位導師。科研訓練在第七學期進行,主要內容為導師指導下的立題、文獻檢索、科研內容的基本素質培養,為第八學期畢業論文的撰寫打基礎。
畢業論文在第八學期進行,學生按照導師下達的任務書首先進行文獻檢索、立題研究,完成立題報告。報告經審查合格后,在導師指導下進行一項農藥學方面的課題研究。課題分為理論型與應用型,以密切聯系農藥學科為要旨。為了保證畢業論文質量,我們加強了檢查力度:三月中旬進行中期檢查,主要查看畢業論文進展狀況及存在問題,六月中旬進行全面的“盲評”與20%的重復率檢索檢查。經數年的堅持,學生的畢業論文質量得到大幅度提高。
七、建設師資隊伍,“高、精、尖”全面發展
人才培養,離不開過硬的師資隊伍。應學校要求,從2009年開始加大了在校教師培養和學科專家引進力度。目前,專職農藥學教師17人,結構如表3所示:無論是職稱、學歷及年齡結構,還是訪學與社會實踐經歷,都趨于合理狀態。
高學歷以及職稱、年齡結構的科學性和經歷的廣泛性,保證了師資隊伍建設前瞻性要求,也為藥學專業農藥學課程體系改革與實踐提供了質量保證。
化學工程與工藝是運用“三傳一反”的原理來加工化學原材料,通過這一原理以最有效的、簡便的方法完成資源的合理利用和原料加工工業的生產過程。化學工程與工藝專業作為一門“即時性”的學科。“即時性”即隨著社會對化工的要求,企業和高校的培養方案也要與時俱進符合時代的要求。這就需要我們對過時的培養體系進行一系列的改進和完善。高校和企業也要因材施教,因地制宜的構建本專業的特點,發展創新的人才培養體系。
1 化學工程與工藝對生態環境的影響
在深化改革開放的時期,化學工程與工藝已經向“環境友好型化工”方向發展。我國環境問題面臨十分嚴峻的挑戰,改善環境是當前迫在眉睫的事情。通過對化學工程與工藝的發展,不僅能夠提高企業的經濟效益,降低對資源的損耗和對環境的污染,而且為相關的化工企業提供一些有效的環保方案。因此,化學工程與工藝對環境保護具有重要的意義。
2 化學工程與工藝專業的實習現狀及分析
以往的化工專業人才培養方案中普遍存在教學模式陳舊、人才培養模式單調、考核制度單一等問題,開設了大量的理論性的課程,對于工程實踐方面十分缺乏,從而導致學生們的實踐能力和動手能力較差,缺少充分的實踐經驗,使學生走進工廠純屬紙上談兵。在整個工科生培養的過程中,實踐能力是最重要的一個部分,實踐的時候需要我們從中鍛煉并掌握必要的實踐技能、實踐工具及從事科研和工程實踐的能力[1]。從當前我國學生的生產實習來看,主要存在以下問題。
2.1 實習只是局限于參觀,學生重視程度不夠
在實習的時候,出于安全考慮工廠只允許學生以參觀為主,講解為輔的方式,學生只能從總體上了解大概的生產設備和工藝路段。學生在很短的實習時間內了解工廠中的工藝流程,然后粗略的整理資料,以應付課時學分,學生難有深入學習的機會。很多學生甚至借自己找實習單位的名義,僅僅靠借關系找相關企業簽字蓋章,有的化工專業的學生甚至沒有去相應的專業實習,胡亂的找一個企業簽字蓋章。因此,學生的不重視,導致其很難理性的認識到這個行業的特點。
2.2 學校沒有完善的見習體系,培養方案不合理
目前,許多普通高校對于自身的發展方向沒有一個正確的定位,進而導致對見習體系和培養方案安排的不合理。大多數高校把實習安排在大四上學期,這個時間段許多學生正在積極的準備考研,完全沒有把實習放在心上,有的學校為了考研甚至允許學生不參加實習,還有的學生正在跟著老師做畢業論文,實習效果顯而易見。此外,大多數學校都是集中時間實習,這也導致企業和學校難以合作和聯系。我們教學的目的不僅僅是為了理論知識,值得注意的是要掌握工程技術基本理論和方法,就要接受工程研究的思維方式和創新能力等綜合素質的訓練[3]。
2.3 學校和企業之間缺乏合作和聯系。
當前,許多企業認為學生來工廠實習并沒有給企業帶來什么好處,[!]相反,企業還要提供技術支持以及人員的安排,影響了企業的正常運行。企業為了自身長遠的發展,保護企業關鍵技術的安全,以商業機密為由,有所保留的培養學生,甚至還有的企業,當學生進入企業實習時就要簽訂應聘合同。其實,學生走進企業實習,既可以為企業帶去優秀的人才,保障科研技術的研發,學生又可以培養綜合實踐能力。
3 化學工程與工藝專業實習和培養方案的改進
在實習和培養方案的改進上,天津大學余國琮院士等提出,實行靈活的學分制、導師制、自由選課制,逐步實行淘汰制[4]。這樣就可以促進學生自主學習,“以師帶學,以學帶學”的循環發展模式。有些地方高校也提出了,利用產學研合作基地以及實習實訓中心采用現場教學和教學做一體化的新型教學模式[5]。通過這些方式可以提高學生的專業水平和實踐能力。
3.1 加強實習管理,落實責任制度
首先,學校要為學生提供穩定的實習基地,加強校企的合作。學校應該成立一個專門的對外機構,專管全校學生實習工作。其次,為了提高學生的動手能力以及防止安全事故的發生,企業應該實行“學徒制”,讓經驗豐富的工程師帶領學生。在工程師的指導下,親自動手實踐,論證理論知識和總結實際經驗。在實習過程中,學生不僅要運用理論知識,還可以改進工藝,幫助企業攻克技術難題。
3.2
做好課程與實習的協調工作 在化學工程與工藝專業實施了“3+1”應用型人才教學模式的嘗試探索[5]。還有的學校引進國外其他大學培養人才的成功經驗,構建理論教學與實踐教學相學體系[6]。對于課程的設計,高校可以通過多種手段實施這種培養人才方案。還有的學校提出了最近幾年國際上工程教學的一種新模式,CDIO即構思(ConcEive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)[7]。
3.3 注重教師的培養,打造實踐能力強的教師隊伍
化工需要培養出應用型人才,師資的培養十分重要。許多應用型大學開始培養“雙師型”教師。做好在職教師的培養以及提高科研水平的工作,鼓勵教師參加校企合作項目,提高理論知識的同時也積累豐富的生產實踐經驗。與此同時,高校也要盡可能的給教師提供出國留學的機會。
關鍵詞:應用型本科;校企合作教育;人才培養模式
中圖分類號:F24
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2013)01010102
湖北理工學院成立于2004年,是一所新建的地方應用型本科高校。建校以來,針對鄂東南地區化工、建材行業急需大量高級應用型人才的實際,先后開辦了化學工程與工藝、生物工程、應用化學和無機非金屬材料工程等化工類專業,圍繞服務地方經濟建設和服務行業、企業,培養應用型、復合型人才的人才,在人才培養模式、教學方式方法、“雙師型”教師隊伍建設、科研與教學互動等多方面進行了有益的探索和實踐,構建并實施了“育人為本、校企協調發展”的化工類專業人才培養模式,取得了較好的成效。
1“育人為本、校企協調發展”人才培養模式的主要內容
新建地方應用型本科高校,以應用型人才為培養目標,要求畢業生不僅要具備一定的職業技能,同時要具備高等教育所要求的綜合素質。顯然,過去那種將校企合作教育停留在常規的生產實習、崗位操作層面,或者將科研成果轉化、產品與技術開發或應用等當成校企合作教育的做法,都不能適應新建地方高校的人才培養要求。前者,片面強調某些崗位的實踐操作性,割裂了技能訓練與專業發展之間關系,其結果是未能充分發揮校企合作教育應有的職能,不利于促進學生知識、能力、綜合素質的全面發展;后者,將人才培養置之于校企合作教育之外,更不用說,將人才培養納入校企合作教育的評價體系。因此,應用型人才培養是校企合作教育的主要目標,校企協調發展是合作的基礎。其它如生產實習、崗位操作、產品與技術開發等只是校企合作教育的附加形式。
湖北理工學院針對傳統校企合作教育的不足,立足服務區域經濟和化工類企業人才需求的實際,構建“育人為本、校企協調發展”人才培養新模式。該模式以培養高素質應用型人才為主體,以學校發展學科專業和企業提升核心競爭力為兩翼,以解決現行高校培養模式下學生自主創新能力不足的缺陷和企業選擇人才的局限性為切入點,構建校企合作教育共同體,在培養高素質應用型人才的同時,實現高校與企業優勢互補、互惠互利、共同發展。同時,新模式以實現高校、企業教育資源的有機整合為抓手,探索校企合作背景下培養高素質應用型人才的“教學質量與教學改革工程”的新途徑、新方法與新內容,形成以學院內部教學結構層面變革為核心,以學生成才中的核心元素整體聯動和系統整合為載體,創建組織管理、培養方案修訂、工程實踐訓練、“雙師型”教師和教學質量監控“五位一體”的校企互動教育模式,以實現有效推動“教學質量與教學改革工程”建設和人才培養與校企共同成長的三贏效果(圖1)。
2“育人為本、校企協調發展”人才培養模式的推進措施
2.1樹立“育人為本,校企協調發展”的校企合作教育理念
“育人為本,校企協調發展”的校企合作教育理念,突出校企合作教育模式中人才培養的主體地位,兼顧學校與企業的雙向成長。一方面,通過校企合作,拓寬了高校辦學經費的來源,改善辦學條件,使學生有了可靠的教學實習基地,教師有了穩定的科研課題來源,縮短學生與崗位的距離。另一方面,學校能夠根據化工類企業的人才需求,科學制定培養模式,改革課程體系,更新教學內容,聘請企業的管理和技術人員走向講臺兼職授課,實現教學相長,強化對學生素質和能力的培養。同時,通過校企合作,吸引專業教師和學生參與化工類企業的項目開發、技術攻關、員工培訓,幫助解決技術、管理、生產以及勞動力問題,使企業的科研實力、人才儲備得到加強,提升化工類企業的人才素質和技術核心競爭力,為企業創造更多的利潤。因此,校企合作教育的最終結果是學校與企業共同培養了企業需要的應用型人才,高校的學科、專業建設和合作企業的核心競爭力都得到協調發展。
2.2建立完善校企合作教育組織系統
加強組織機制在校企合作教育中的關鍵地位和保障作用。在政府科技管理部門、行業協會和學校有關部門的助推下,高校與合作企業采取設立人才培養領導小組、專業建設委員會和研究開發團隊等相應的組織機構,加強校企雙方的緊密合作。通過整合高校、企業、政府部門和行業等多方面的力量,形成共識,為培養應用型人才構建合作、交流的平臺和機制。在此基礎上,高校與合作企業簽訂校企合作協議,確定合作的內容、形式、時間,明確校企雙方的責、權、利。建立校企雙方互利、互贏、互控的合作機制,保證校企合作教育的長效發展。
2.3構建新型教學體系,創新人才培養方案
探索一種校企合作、互利互贏的人才培養模式,是做好校企合作教育的保障。幾年來,湖北理工學院根據化工類專業的人才培養目標和培養規格對整個培養過程進行了重新設計,對原有的培養計劃進行了創新,全面重構人才培養方案,制定符合校企合作的課程設置體系、課程內容體系、實踐教學體系和學業測評體系。主要包括:突破高校獨立制定教學計劃的常規,校企雙方共同修訂教學計劃,共同研討人才培養模式;針對化工類專業的各自特點,制訂既有利于學生綜合能力提高,又有利于校企合作協調發展要求的人才培養方案;根據用人單位的“個性化”需求,化材學院、學生和企業三方達成協議,確定靈活的培養方式,選拔培養人才,學生畢業后直接進入簽約企業對應崗位工作。這種模式已應用于 “湖北省高等學校戰略性新興(支柱)產業人才培養計劃項目”——無機非金屬材料工程專業的人才培養之中。
2.4重構工程實踐訓練體系,共建實踐教學環節
通過構建工程實踐訓練體系,共建實踐教學環節,拓寬高校與化工類企業的合作面,讓學生更多更全面地了解企業的實際情況,將理論學習與生產實際密切聯系起來。課題組在培養化工類專業應用型人才的實踐中,抓了四個環節:(1)選擇設備工藝先進、管理水平高、適合學生動手操作、有利于發揮創造力的骨干企業,校企共建實踐、實習基地。學院聘請企業的技術和管理人員擔任現場兼職教師,企業為學生提供部分工作崗位和相關技術課題,使學生在校期間就有機會進入生產實際領域,增強其職業適應性。(2)根據學科專業建設需要和企業研發需求,按照共享性為原則建設研發中心,以實現師生與企業實時進行課題研究,推動應用型校企合作教育的開展。(3)畢業論文與科研課題相結合,推行企業與學院指導教師共同指導本科生畢業論文工作。畢業課題主要來自指導教師的子課題,學生在大三開始課題研究,到大四即可以撰寫畢業論文了。既保證了畢業論文的質量,又使學生真正感受到科研、創新研究的嚴謹過程。(4)對進入畢業實習和畢業設計階段的大四學生,選擇有就業意向企業簽訂就業協議,提前進入企業帶薪頂崗實習,并結合企業生產實際開展畢業論文和畢業實習工作,學崗對接。
2.5構建新型“雙師型”教師培養體系
建設一支熱心教學、業務精良、素質較高、結構合理、相對穩定的“雙師型”教師隊伍,是化工類專業培養高素質應用型人才的關鍵。高校與企業雙方從各個層次進行溝通和交流,搭建知識共享和行動協調的“雙師型”教師成長平臺,組建專兼職師資隊伍。一方面,通過制定青年教師下企業計劃,增加教師的工程實踐背景。學校幫助教師尋找相對穩定的專業實踐企業,科研服務對象,規定骨干教師必須有企業帶教工作量或有合作企業的科研項目,并且要求教師將課堂、實驗實訓場所、企業訴求相結合,為合作企業培訓員工,幫助企業建立職工繼續教育新路子。另一方面,樹立開放辦學的理念,聘請企業的高層主管、人力資源主管、工程師等擔任兼職教師,擔任大學生的課程和人生導師,引導大學生樹立正確的就業觀,指導學生參與課題研究,培養學生的職業意識和就業能力。同時,推行“青年教師導師制”,聘請資深教授擔任新進青年教師的導師,通過舉辦公開示范課和青年青年教師講課比賽,幫助青年教師提高教學能力,過好課堂教學關,實現師德規范、教學行為規范和學術規范。
2.6建立系統的教學質量監控體系
根據《湖北理工學院本科教學質量標準》的要求,構建學院教學質量監控體系,全面監控教學質量。成立了系部主要負責人和教學委員會分會成員組成的教學督導組,制定了“教學督導工作制度”,并從經費上予以保證。通過領導督察、教學督導、同行評價、學生評教、編印教學簡便等形式,反饋教學監控信息,研究解決教學問題,不斷改進學院的教學工作,提高教學質量。
3“育人為本、校企協調發展”人才培養模式的主要成效
3.1促進了化工類本科人才培養質量的顯著提高
項目的實施,優化了學生的知識結構,提高了學生的專業能力和綜合素質。2010年以來,湖北理工學院化工類專業本科生主持承擔大學生科技創新項目9項,50多人次參加教師的課題研究,以學生為第一作者公開20余篇。先后有60多名同學獲得各級各類獎勵。2006級生物工程(1)班被授予湖北省先進班集體稱號;2005級材料工程技術專業王現蘭同學獲得“湖北省三好學生”光榮稱號;11位同學獲得全國大學生英語競賽一等獎;12份畢業論文獲湖北省優秀學士學位論文;無機非金屬材料專業學生代表湖北世紀新峰雷山水泥集團公司和華新混泥土股份有限公司,參加首屆和第二屆中國水泥輕舟賽,均以絕對的優勢獲勝;在湖北省高校大學生生物競賽和化學競賽中,生物工程專業和應用化學專業的學生均有不俗的表現。
截至2012年,化材學院已培養4屆本科畢業生共311名,畢業生考研率逐年上升,從2009年到2012年,考研率依次為12.6%、22.1%、26%和23%,居全校之首。畢業生就業率連續4年保持在92%以上,其中協議就業率居全校前列。同時,據我們跟蹤調查,用人單位普遍認為我院化工類本科畢業生作風樸實、基礎扎實、工作能力和社會適應能力較強。
3.2促進了教師的專業化教學水平和科研能力的顯著提升
通過項目實施,為我校化工類專業培養了一批具有專業化水平的教學帶頭人、“雙師型”教師。先后有1名青年教師入選湖北省高層次人才第二層次人才,1名教師被評為省政府專項津貼專家,1名教師入選東楚學者,2名教師被評為黃石市特貢專家,4人晉升為副高以上專業技術職務,7名青年教師攻讀博士學位;3名教師被黃石市科技局聘為科技特派員,常年為黃石化工類企業提供科技服務;7名高學歷青年老師入選湖北省青年教師下企業計劃,到對口企業
開展為期一年的工程實踐鍛煉;先后主持各級教研、教改項目15項,其中省級高等學校教研項目3項;承擔各級科研項目54項,其中國家自然科學基金面上項目2項、湖北省自然科學基金項目3項、企業橫向課題12項,爭取科研經費近300萬元;發表教、科研論文100余篇,其中SCI、EI和ISTP檢索論文60多篇;獲得國家發明專利7件,省級重大科學技術成果2項,湖北省自然科學論文獎4項,市級科技獎勵5項。
3.3促進了學院工程實踐教學條件的明顯改善
校企合作過程中,從四個方面改善了我院師生的工程實訓條件。一是與合作企業共建研發機構,為學生和教師提供工程實訓平臺。學校已與多個企業共建實驗室或研發中心。二是建立校外實習基地,充分利用社會資源,彌補校內實訓條件的不足。化工類專業已與全國10多家企業簽訂了就業與實習基地協議。三是聯合攻關,為教師提供研發經費資助。與黃石美豐化工有限公司、黃石賽福摩擦材料有限公司等10多家企業開展聯合技術攻關,企業投入研發經費近200萬元,多項研究成果通過了專家鑒定。四是校企聯手參加學科競賽,華新水泥股份有限公司和湖北世紀新峰雷山水泥集團公司,出資15萬元資助我院學生組隊參加中國水泥輕舟賽,為我院學子取得優異成績奠定了基礎。
3.4促進了企業科技創新能力的提升
近年來,我校化工類專業教師為合作企業解決了20多項技術難題,企業的科技創新能力有了明顯的提升。青年教師王志剛碩士為黃石美豐化工有限公司開發的“二苯甲酮-6綠色合成工藝研究”,成為該企業出口創匯的主打產品;陳雪梅教授長期擔任企業科技特派員,為企業服務,并協作企業成功申報市級項目一項、國家中小型創新基金一項、專利一項。同時,幫助黃石神農化學技術有限公司建污水凈化池,為企業進行服務,解決廢水污染問題。鄧祥義教授等幫助相關企業申請到國家中小型創新基金100余萬元,資助企業完成了新產品的開發和工藝的改造等等。
3.5進一步提高了學生綜合素質和學院的社會影響力
2010年以來,省內外新聞媒體如《湖北日報》、《黃石日報》、《東楚晚報》、《楚天時報》、黃石電視臺《新聞直通車》欄目、全球水泥備件網、水泥商情網、黃石新聞網等,總計55篇次報道了我校化工類專業開展校企合作教育在人才培養、科技服務和特色學生實踐活動、學生參加學科競賽和社會公益活動等方面取得的成績和良好的表現,我校化工類專業的社會影響力和畢業生的綜合素質都有大幅度提升。
參考文獻
[1]潘西明,趙紅洲.基于九江現狀的地方高校校企合作研究[J].現代商貿工業,2011,(23)7273.
針對目前工業工程專業人才培養模式落伍的現狀,結合國家對創新型人才的需求及對素質教育的重視,探索個性化的工業工程人才培養模式。以東北林業大學工業工程專業的培養模式為研究對象,從確立人才培養理念和能力、構建個性化專業知識、加強實踐應用環節、開展多元化教學評價及構建個性化教育教學管理模式等方面出發,構建了一套能體現學生個性化發展的培養體系。該體系能夠充分開發學生的個體潛能,培養出滿足行業、市場和社會發展需要的人才。
關鍵詞:
工業工程;個性化;人才培養模式;研究
0引言
工業工程是一門將工程與管理有機結合的實踐型交叉學科,其研究對象包括大規模工業生產及社會經濟等宏觀系統,也包括生產系統中的人、設備、物料、信息和環境等微觀因素[1-5]。工業工程學科已建立近百年,其應用范圍已經遍布社會的各行各業,但是我國高校中的工業工程專業培養卻明顯落伍,難以滿足社會對工業工程專業學生的要求。本文將以東北林業大學的工業工程專業為例,探索個性化的工業工程人才培養模式的建設路徑。
1工業工程專業個性化教育面臨的現實問題
東北林業大學工業工程專業自2000年成立至今已培養出十二屆合格的畢業生,學生的一次就業率一直位于學校各專業前列。近年來,隨著教學的不斷改革與專業教師的不斷努力,工業工程專業建設有了很大的發展,但是由于培養體系的構建只關注了專業知識體系的本身,而沒有注重培養學生的自主學習能力,沒有將培養方案與學生的個性化發展相結合。因此目前的教學體系中存在許多問題。(1)教學手段、教學方式比較單調,缺乏課堂互動。由于受課堂教學時間和“以教為主”的傳統教學方法等條件的限制,很多課程往往被作為純理論的課程進行教授,學生感到內容枯燥,課堂氛圍沉悶,缺乏互動,難以獲得理想的教學效果。(2)過度強調了理論知識的學習,實踐性教學環節薄弱。東北林業大學工業工程教學以課堂講授理論知識為主,很少涉及寓情于景的案例式和啟發式教學;一些課程雖有實驗課和課程設計,但是實驗類型單一且脫離實際,課程設計也脫離企業現場,既不能有效鍛煉學生能力,也不利于學生的個性化培養;生產實部分局限于參觀,學生缺乏親身實踐的機會,實習效果差。導致工業工程學習與企業生產相脫節,學生解決現實問題能力低,所培養畢業生與企業所需人才之間存在較大偏差。(3)課程體系設置不盡合理。學生需要完成的學分包括:必修課程學分、專業選修課程學分和校內公共選修課程學分,課程繁多且可供選擇的課程單一,大多是機械工程類課程,或是經濟管理類課程,導致學生沒有多余的時間和精力來挖掘自身的特長,實現自我的個性化發展。(4)教學體系單調。東北林業大學工業工程教學培養體系比較傳統,追求專業課程設置的合理性和邏輯性,沒有考慮到學生對所開課程是否感興趣,沒有尊重學生的自和選擇權,培養出來的學生專業方面的基礎知識較扎實,但是大部分學生缺乏理論知識的運用和創新能力。傳統的教育體系缺乏一種基于學生個性化發展、尊重學生自和選擇權的培養模式。(5)教學評價體系機械、單一。教學評價是一種綜合檢查教師教學質量和學生學業成績的方法,東北林業大學工業工程專業大多課程都采用期末考核一種形式,考核的內容以客觀試題為主,學生經常只需要死記硬背,而主觀試題較少,缺乏對于學生思考、分析和論述能力的考核。在評分標準上,主觀題答案也與客觀試題一樣以教材或教師講授為參考,學生發揮的余地有限,阻礙了創新思維的形成和創新能力的發展。
2實施個性化人才培養的對策
東北林業大學工業工程專業在個性化培養模式研究進行了探索,初步建立了一套能體現學生個性化發展的培養體系。
2.1確立個性化人才培養理念
以個性化教育為人才培養理念,對本專業學生的培養目標是具備工程技術、管理技能、實踐應用和整合創新等方面的知識與能力,具體能力定位如下[6]。(1)具有扎實的數學和信息技術基礎。(2)具備數據獲得和處理的能力。(3)具有整體思維和全局意識。(4)具有快速適應環境的能力、自我投資主動學習能力和協同精神。(5)發現問題,提出和評價解決方案。(6)具有良好的專業倫理道德和職業道德、精益求精的態度、較強的社會責任感。(7)有效的溝通協調和和諧的人際關系。(8)面對危機或者突發事件具有初步的處理能力。(9)具備信息獲取和職業發展。(10)關注當前問題。(11)掌握工業工程專業相關的技術、工具。(12)掌握工業工程的工具、理論和知識,了解專業領域標準和行業法律法規,掌握外語和計算機基礎技能。(13)掌握學科前沿信息,判斷學科最新的應用方向,并依據實際進行產品工藝設計、技術改造與創新的初步能力。
2.2構建個性化專業知識
(1)提高學生自我教育的能力和對培養方案的認知[7-9]。東北林業大學在2014年對本科專業人才培養方案進行全面修訂,四年制本科專業的畢業總學分由180學分壓縮至150學分,增加了公選課和實踐課程學分比例,鼓勵學生積極參與如“挑戰杯”等課外競賽,依據自身興趣特長參與第二課堂進行個性化自我培訓。為了使工業工程學生能夠更好地認知工業工程專業的培養目標、教學體系及工業工程專業在未來職場、社會所處的地位和發揮的作用,在新生剛入學時,開展系列專業教育講座,加強學生對工業工程專業的認知,明確自己的學習目標,熱愛所學的專業,以積極向上的心態開始自己的大學學習生活。在生產認識實習前,結合實習要求,進行工業工程專業認知講座,明確專業的培養方案,重點強調專業課學習的重要性及其在實踐中能夠解決的問題。為了使培養方案更具科學性,在工業工程各年級進行專業問卷調查,為專業方案的改革提供方向。(2)加強專業認知能力,拓寬專業口徑。為了打牢學生的專業基礎、使學生更加了解專業應用面,對培養計劃進行了改革,保證公共基礎課不削弱,取消了一些課程,合并了一些課程,加強了一些課程,增加了一些課程,使新的培養計劃滿足社會真正的需求增強學生未來的競爭力[10]。(3)優化課程體系,加大選擇性和靈活性。在課程設置上考慮學生個性的差異性,擴大選修課的設置范圍,努力做到因材施教。為了滿足不同興趣學生的愿望,在原計劃的基礎上,新增加了專業英語、現代項目管理、工業外貿概論、組織行為學、預測與決策、生產系統建模與仿真、工業統計與應用、電子商務供應鏈管理等課程;將取消原教學計劃連續兩年沒有學生選的課程。在每學期專業選修課程選課前,就每門課程的授課內容、授課教師和授課方法等向學生介紹,指導學生根據自己的實際情況和今后的規劃進行選課。將專業課程分為必修課和選修課兩大模塊,并確定合適的比例。考慮到學生個性化發展的需求,將選修課提高至34學分,占總學分比例21.4%,并且將專業選修課分為“制造技術與管理方向課程群”和“制造信息化方向課程群”,學生根據自己的需要有選擇性地學習。除此之外學生在校期間還需獲得30學分實踐教學,6.5學分的形勢與政策及“思政課”實踐,2學分的第二課堂學分。(4)隱性課程建設,個性和諧發展。每個學生在大學時期,收獲的不是證書和文憑,而是知識應用能力、創新能力、責任感,以及誠實、正直、善良、堅毅等許多受用不盡的財富[11]。因此,在培養體系中加強學生的專業倫理教育,激發學生的職業理想和學習興趣,提高其自主學習能力,增強科研意識和創新意識,團隊組織能力和溝通能力,樹立高度的責任感和自信心。(5)涵養多元文化。“學術自由”是大學多元文化的內核之一[12],作為現代的大學,不僅是包容不同的學派、學術和研究者,也應該尊重學者和學生的人格,多一些包容,容忍失誤者,善待失敗者,褒獎成功者,進行良性競爭,尊重和包容必將營造一個充滿生機與活力的校園。
2.3加強實踐應用環節
(1)增加實踐性環節。為了更好地貫徹教育部精神,培養出高質量的、實際動手能力強的創新型工業工程人才,在修訂的教學計劃中,加大了課程設計的比重,增加了如社會實踐、公益行動、競賽參與等形式的第二課堂教學;加強了基礎工業工程、人因工程學、質量管理學、管理信息系統、工業工程測試技術和現代制造系統課程的實驗學時。根據專業培養目標和能力要求,循序漸進的改革實踐環節,依據實際將傳統的演示性和驗證性實驗逐漸轉變為綜合性、設計性實驗,將實踐教學環節和企業實際進行結合,提升學生分析問題、綜合運用知識解決問題的能力,還可以增強學生的學習熱情和專業認知。(2)對生產實習進行了改革。生產實習主要是讓工業工程專業學生對企業特別是工業企業有一個初步的、全面的感性認知,讓學生接觸多種不同類型的企業,了解各種企業的業務范圍和主要生產流程,了解我國企業的管理現狀和技術水平,豐富、完善和深化已學到的管理理論、方法和原則。新的教學計劃對生產實習也進行了改革,原計劃生產實習都采用一個方式,在兩三個生產工廠進行生產實習,但是由于企業的生產自動化程度高及生產安全等的限制,學生只能站在一旁觀看,實習效果非常差。新教學計劃改革為在9個企業實習,企業中有大型國有企業,有中外合資企業和民營企業等。采取多種方式進行實習,如在一些企業重點進行機械制造工藝、設備等傳統方式的實習;在另外一些企業重點實習現場管理方面的內容,主要采取觀察、交流座談的方式,通過與領導和現場人員接觸,了解企業人、財、物等管理方面的具體情況,回校后再采取交流座談、抽簽答題等形式進行廣泛交流和評審。鼓勵學生依據個人意愿,結合暑期進行頂崗實習,以真實的工作環境來強化學生的知識技能水平,減少學生步入社會后的不適應,能夠很好的提高學生的職業競爭力。在實習期間保證學校、企業等各方面能夠相互協調,共同培養學生的知識技能,發揮學校與企業所具有的優勢,形成一定程度上的資源優化配置。(3)畢業論文指導工作實行雙向選擇。畢業論文指導工作采用雙向選擇制。在第七學期,指導教師將畢業論文題目,內容以及要求填寫在畢業論文選題表上,學生根據自己的興趣、工作單位、就業情況選擇自己喜愛的題目或者指導教師;教師根據自己對學生的了解,成績的優劣,在盡量滿足學生第一志愿的情況下,進行好中差搭配的基礎上,選擇需要指導的學生,達到雙向選擇的目的。第八學期再正式下達畢業論文任務書,進行畢業論文的指導工作。工業工程專業的畢業論文強調了其應用性強的特點,應盡量選擇真實課題,以實際問題和應用來實踐所學理論。鼓勵并創造條件,讓已簽約的學生提前進入就業單位,熟悉環境并根據實際情況進行1~2周的一線工作實習,發現問題并選擇畢業論文研究課題;第3~4周時間提出想法并醞釀改進方案;第5~6周的時間實施改善;第7~8周檢驗效果。學生更早地接觸了實際工作,熟悉了工作環境,為畢業后正式工作奠定了基礎,同時畢業論文由學校和用人單位共同進行指導,與生產實踐緊密結合,論文質量得到了很大程度的提高。
2.4開展多元化教學評價
大學的學習既有繼承性的一面,又具有探索性、實踐性和獨創性的特點,因此,高校教學評價也應依據這些特點進行[13]。目前的教學評價基本只考察學生的理論知識學習,忽視了實踐和創新能力的考察,阻礙了創新人才的培養[14]。要對教學評價的方式進行改革,有以下幾個方面可以實施。(1)轉變教育思想觀念。轉變教育思想觀念需要教師和學生共同參與,首先,教師要轉變原本的對教學和教學評價的認識,以正確的人才觀和質量觀為視角,重新確立工業工程專業的培養目標。其次,學生應該拋棄僅僅對知識機械記憶即可的觀念,發揮主動性和積極性,通過各種途徑掌握新知識和技能,努力提高自己的能力。(2)建立多元化的教學評價體系。首先,增加階段性考試,改變終結性一次評價的局面,評價要通過階段考試、平時作業、學期終考核等多渠道進行。其次,注重對學生獲得知識和運用過程的考察,依據教學效果加強對學生的引導,提高學生進行自主學習的能力同時也要檢查教學中存在的問題,培養具備終身學習和創新能力的人才。(3)改革考核考試制度。調整相關考試內容,提高題型設計的靈活性,主觀題、客觀題都應盡量避免過于側重知識的機械記憶,使得考核內容更全面、考法更科學、考點更符合工業工程專業的要求。增大主觀題的比例,主觀題的評分不應拘泥于書本,為讓試卷真正起到考察學生真實水平,尤其是應用知識創造性解決問題的作用。
2.5構建個性化教育教學管理模式
傳統的教育教學管理模式忽視學生個性的發展,而個性化教育教學管理模式有助于學生個體潛能得到充分開發、個性得以完全施展[15]。因此必須進行個性化教育教學管理模式改革。(1)進行教學制度體系改革。要樹立“以學生為本”的理念,積極推進學分制改革、尊重學生自,逐步實施彈性管理。首先,要依據專業實際完善學分制。課程的學分很大程度上影響著學生的學習動機和學習態度,學分制體現了教育應該因人而異和因材施教的思想。調整學分比例,適當減少一些公共基礎課過高的學分,提高選修學分占總學分的比例,放開對院系之間的限制,使學生可以自由地選擇公選課程。其次,要充分尊重學生的自。賦予學生知情權,向學生明確工業工程專業的培養方案、師資、經費及有關措施和規定;給與學生選擇權,在專業導師指導下,讓他們自由選擇課程、教師和學習方式等,給與學生自主選擇和自主發展的空間。(2)以個性化的管理措施,推進教育教學管理的個性化進程。實現學生管理的個性化,要從了解學生的個人、專業課程的選擇、價值觀、個人創造能力開始,依據培養方案和學生個人成才的需求,來優化大學的教育資源的配置,創造更為有效的教育教學管理體制和教育平臺。將現代化和管理信息化技術和手段引入教育平臺[16]。借助各類先進的教學方法促進學生主動思考、探索和解決問題,將討論式、參與式教學貫穿到整個理論教學過程中,如泰勒制辯論、福特生產方式意義、豐田式生產方式精髓的認知、通用破產的原因等,同學們親自查閱資料、總結分析、共同探討,對課程的內容有了更深刻、更準確的理解和掌握。隨著東北林業大學官方網站數字化程度的不斷提高,為本專業建立教育教學管理信息化運作新模式提供了必要的條件。
3結論
東北林業大學工業工程專業在人才培養及學科建設上經歷了15年的歷程。在15年期間,以市場經濟和學科發展為導向,不斷修訂培養目標,完善培養方案,加強學科建設,探索出了在工科院系培養工業工程人才、專業建設的一些經驗。通過東北林業大學工業工程個性化人才培養模式研究探索,明確了工業工程專業的人才培養理念,構建了個性化專業知識體系,加強了實踐應用環節,提出了多元化教學評價方式,構建了個性化教育教學管理模式,使專業人才的培養更加適應社會發展的要求。同時,建立的核心課程及新的課程體系也為國內同類院校工業工程專業教學體系設置提供借鑒。雖然筆者對個性化教育進行了探索,但仍然處于起步階段。今后在堅持個性化教育的過程中,需要密切關注市場需求和行業發展趨勢,逐步完善適合東北林業大學實際的個性化培養模式。
作者:朱玉杰 馮國紅 王巍 單位:東北林業大學工程技術學院
【參考文獻】
[1]孟祥林.個性化教育的本質及我國的策略選擇[J].廣東廣播電視大學學報,2005,14(1):92-97.
[2]宋官東,王思惠.高校個性化教育改革的思考[J].現代教育管理,2014(10):48-51.
關鍵詞 冶金工程 質量工程 培養模式
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
Reform Training Model to Improve the Quality of the Innovative Talents
ZHANG Yuzhu, LI Yungang, AI Liqun, FENG Juhe, LI Junguo
(College of Metallurgy and Energy, Hebei United University, Tangshan, Hebei 063009)
Abstract Take quality engineering construction, promote the development of disciplines as the goal, this article summarizes the main work of Metallurgical Engineering on reform training mode, optimizing course system and strengthen the practice teaching.
Key words Metallurgical Engineering; quality engineering; training model
為貫徹“高等教育的發展要全面貫徹科學發展觀,切實把重點放在提高質量上”的戰略要求。教育部、財政部制定了《實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》,這些政策的出臺為高等教育的發展提供了千載難逢的機遇,為此,我們以抓質量工程建設為手段促進學科發展。改革培養模式,以提高大學生創新精神與實踐能力為目標,全面提高高等學校的人才培養質量。
通過抓質量工程建設,有力地促進了學科發展,辦學條件進一步改善,師資水平和教學質量進一步提高。目前冶金工程專業已經建設成為國家級特色專業,河北省優秀重點專業,省級優秀教學團隊;現代冶金技術實驗室已建設成為省部共建教育部重點實驗室,同時為河北省和唐山市重點實驗室。冶金傳輸原理和煉鋼學兩門課程為河北省精品課程。為提高人才培養質量奠定了堅實的基礎。
1 優化課程體系,適應創新型人才培養需要
按照“重基礎、寬口徑、應用型、高素質”的人才培養模式,培養德、智、體全面發展的,了解現代冶金和材料學科發展,掌握現代冶金工程(冶金物理化學、鋼鐵冶金和有色金屬冶金)相關基礎理論、專業知識和基本技能,善于應用現代信息技術和管理技術,從事冶金工程及相關領域的生產、管理及經營、工程設計和科學研究的熱愛鋼鐵行業,基礎扎實,知識面寬、工程實踐能力強,具有創新精神的高素質應用型人才。
冶金工業是典型的流程制造業,其現展不再僅僅滿足于解決某一工序節點上的技術或工藝問題,而需要站在整個“大冶金”工業鏈流程的工程科學高度,為此增加了一系列材料成型、金屬材料、冶金能源、耐火材料等方面的課程,并在實習環節將實習廠由原鋼廠、鐵廠、燒結廠拓展到鋼鐵生產全流程工業鏈廠,從而保證將專業教育延伸到鋼鐵工業主體產業鏈。
構建“4個平臺”即通識教育平臺、公共基礎平臺、專業基礎平臺、專業方向選修平臺。各類課程共計208.5學分。
通識教育平臺(必修、46.5學分,22.3%):綱要,基礎,原理,概論;大學英語,體育計算機文化基礎,大學生職業生涯規劃,軍事訓練。
公共基礎平臺(必修、59.5學分、28.5%):高等數學、大學物理、無機化學,線性代數,概率統計,電工電子學,機械制圖,機械設計,工程力學,物理化學等。
學科基礎平臺(必修、13.5學分、6.5%):冶金原理,冶金傳輸原理,金屬學及熱處理。
專業方向選修平臺:(8分、42.7%,);由專業限選課(68學分,32.6%)和任選課(21學分,10.1%)組成。專業限選課設鋼鐵冶金方向和有色冶金方向兩個方向課,限選一個方向。
鋼鐵冶金方向的專業限選課:鋼鐵冶金學,鋼鐵冶金設計原理,有色冶金概論,爐外精煉,凝固理論,非高爐煉鐵,專業英語,冶金實驗研究方法,專業實驗,專業實習,專業課程設計,畢業實習及設計。
有色冶金方向的專業限選課:輕金屬冶金學,重金屬冶金學,化工過程與設備,電化學,鋼鐵冶金學,冶金實驗研究方法,專業實驗,專業實習,專業課程設計,畢業實習及設計。
任選課由公共任選課(15學分、7.2%)和專業任選課(6學分,2.9%)組成。
全校公共選修課,要求學生至少選學15學分,具體要求為:VB程序設計4學分或者C++程序設計4學分必選一門,AutoCAD基礎2學分;文學類課程2學分;經濟管理類課程1.5學分。其它任意類課程至少選修5.5學分。
專業任選課:冶金反應工程學,近終型連鑄,高爐噴煤,潔凈鋼與品種鋼冶煉,冶金輔助材料,耐火材料概論,冶金環境保護,冶金資源綜合利用,科技文獻檢索,金屬壓力加工概論,冶金能源,冶金流程工程學,冶金史,金屬材料概論,共計15.5學分,從中任選6學分。
2 強化實踐教學,突出工程實踐能力培養
鑒于國內鋼鐵企業技術發展的不平衡和設備裝備的差異性,為使學生通過實習了解主體工藝設備、掌握工藝方法,近幾年在唐山鋼鐵公司、唐山國豐鋼鐵公司、石家莊鋼鐵公司等省內穩定的實習基地基礎上,又積極開拓了寶山鋼鐵公司、武漢鋼鐵公司、鞍山鋼鐵公司等大型鋼鐵公司為專業實習基地。與唐山鋼鐵公司、邯鄲鋼鐵公司建立了校企全面戰略伙伴關系。
在冶金工程專業本科培養方案中設置三次專業實習(共10周),專業課程設計,畢業設計(論文)15周,實踐性教學總計76學分,占總學分的36%。近幾年,為了進一步提高實習效果,教學采用立體設計方案:安排實習周每周第一天在校進行課堂教學,利用所購買的《鋼鐵生產概論》、《寶鋼生產技術》等多媒體教材和錄像,通過課堂講解與多媒體生產工藝設備觀摩相結合的方式進行。現場實習、課堂講解、多媒體演示與生產廠技術人員的生產實踐講座相結合,保證了實習效果。
近年來,加強了實習指導教師隊伍的建設,在保證原每班兩名教師的基礎上,安排本專業研二研究生協助指導,有效加強了實習管理工作。
為客觀評價實習效果和評定學生成績,實習成績采用平時表現、實習報告、閉卷考試三者相結合的方式進行,有效抑制了過去主要依據實習報告評定成績時,部分學生抄襲實習報告的現象。
3 教學全過程中培養學生的創新意識
將學生創新意識、創新思維、創新人格與創新能力的培養體現到各個教學環節與過程之中。在各個課程教學環節,注重以鋼鐵產業的歷史進程觀,研討進程中重大工藝技術創新背景及其歷史貢獻,了解未來發展的前沿課題與現存問題,培養、激發學生的創新意識;以知識基礎上的方法論教育,代替知識教育,培養學生創新思維與方法;以人文、科技、社會實踐和專業教育,代替狹義專業教育,培養學生創新人格;以實踐教育為中心,加強工具教育、論文寫作與表述訓練,培養學生創新技能與動手能力。
為此,在注重教學體系與內容的相對系統性的基礎上,加強了開放性建設;在相對共性教育的基礎上,加強了學生差異性教育建設;在教學過程中突出了學生主體建設。在培養方案層面,構建了課程教學、實驗教學、實習教學、課外創新、社會實踐、講座與論壇、設計(論文)與專題等相對獨立又立體交叉銜接的、逐步完善的教學體系。在注重工程素養與工程能力培養的傳統上,加強了創新意識與能力培養。采取的主要措施有:
(1)以聽課制、督導制切實改變教師授課方法與組織方式,考查目標由知識學習變為知識基礎上的方法培養;授課方式由教師主體傳授式變為引導式為主的啟發式、研討式、研究式、案例式;授課內容由照搬教材變為以教材為基本知識點的開放式。
(2)開設部分前沿性、綜合性專業課程,提高學生分析問題、解決問題的能力。如近幾年分別增設了非高爐煉鐵、高爐噴煤、近終形連鑄、品種鋼與純凈鋼冶煉等課程。
(3)利用重點實驗室的開放條件,為學生自主課外創新科技活動和實驗提供指導教師和必要的條件支持。
(4)鼓勵學生自大三始進入教師科研團隊工作,并由教師提供工作補貼。通過實際科研課題鍛煉、培養創新能力與工程能力。
(5)在專業課程設計保證工程設計基本能力的基礎上,學生自主選擇進行畢業設計或科研論文工作,鍛煉學生實際工作經驗。畢業設計真題真做的比例不斷提高,有二分之一以上的學生畢業論文題目是參與教師的科研課題,如邯鋼板坯中心偏析的成因、唐鋼結晶器優化研究、鋼水覆蓋劑的研究等,通過真題真作使學生受到從選題、開題到撰寫論文的科研訓練,并累計取得近3000萬元的經濟效益,有的研究結果與教師聯名。
(6)強化工具類課程教學。除計算機文化基礎課程外,開設文獻檢索、科技寫作、專業外語(三個學期連續開設)課程,并在畢業設計(論文)中明確要求翻譯與課題相關的1~2篇外文文獻。Visual BASIC、AutoCAD納入學生必選課程等。使學生的計算機應用能力、外語能力和文獻檢索能力以及分析問題和解決問題的能力顯著提高。為此,唐山電視臺熱點透視節目做了專訪報道,并給予了較高的評價。
(7)為學生開設系列專題講座涉及專業前沿、工藝技術研究、創新人格品質等。
4 綜合性、設計性及研究性實驗教學體系改革
實驗教學是實踐能力與創新意識培養的重要環節,自2004年來,充分利用教育部省部共建重點實驗室、河北省重點實驗室的資源條件與開放管理的運行條件,全新構造了基本實驗、綜合性實驗、設計性實驗與研究性實驗以及學生自主命題科技創新實驗等多層次實驗教學與實驗研究體系。在本科生培養方案中,將基本實驗、綜合性實驗、設計性實驗納入實驗教學計劃與實驗課程,將研究性實驗與學生自主命題科技創新實驗納入學生科技創新學分。未納入實驗課程之中的實驗由團隊指定指導教師。完成的主要課題包括國家自然基金、省自然基金、國家重點推廣項目、企業合作項目等。學生完成的自主命題科技創新實驗有推渣機的設計、教室自動紅外光控照明燈、超高導熱納米材料研制等。
5 改革教學方法和手段,提高教學質量
冶金傳輸原理、鋼鐵冶金學、煉鋼設計原理、煉鐵設計原理、爐外精煉等全部主要課程自主開發了適于課程教學的多媒體課件或網絡教學與學習系統,所開發課件大多在教育部、學校組織的課件大賽中獲獎。配備有本專業現場生產工藝錄像與東北大學工藝教學多媒體動畫課件。課程組可根據課程教學內容性質自主確定授課方式,可于課堂上實現傳統板書、多媒體教學、工藝錄像三者間的任意切換,并與現場觀模與實習教學相結合,實踐中收到了良好的效果。
按照創新人才培養的要求,在課堂教學方面,近些年加大了融能力培養于課堂講授之中方面的教學研究與實踐力度,不斷改進課堂教學方法,提高學生自主分析問題解決問題能力。例如,采用典型鋼種冶金案例教學的品種鋼與純凈鋼冶煉課程、根據不同煤種,研究配煤、制煤、噴煤工藝、噴吹量與噴煤極限案例教學的高爐噴煤課程等。這些課程結合冶金案例,采用講授與研討相結合的方式,使學生提高了在特定冶金條件下,利用專業知識分析工藝過程、確定工藝方案與工藝參數的基本能力。再如,非高爐煉鐵、近終形連鑄、生態冶金等冶金前沿課程使學生掌握了前沿設備、工藝現狀與研發歷程、動態;近代冶金技術史教學使學生了解冶金技術發展、冶金設備與工藝改進的歷史進程,掌握各歷史階段主要設備工藝的產生背景、研發過程、工藝特點、優勢與局限,為提高學生創新性思維與創新能力培養奠定了基礎。
將學生創新意識、創新思維、創新人格與創新能力的培養體現到各個教學環節與過程之中。在各個課程教學環節,注重以鋼鐵產業的歷史進程觀,研討進程中重大工藝技術創新背景及其歷史貢獻,了解未來發展的前沿課題與現存問題,培養、激發學生的創新意識;以知識基礎上的方法論教育,代替知識教育,培養學生創新思維與方法;以人文、科技、社會實踐和專業拓展教育,代替狹義專業教育,培養學生創新人格;以實踐教育為中心,加強工具教育、論文寫作與表述訓練,培養學生創新技能與動手能力。
教學過程中,必修課以應用為主線學習專業必需的知識和技術;精簡課時,給應用型人才留出時間,去選修專業提高課程,加強實踐教學,提高工程實踐能力;設立問題,給創新性人才留出空間,去通過參加教師科研以及學習新技術前沿選修課進行研究和探索。在選修課安排上,提高選修課比例,發揮科研優勢,將科研成果轉化為教學內容,開設了一系列新技術前沿選修課,滿足不同興趣和愛好的學習需要,起到因材施教的效果。
關鍵詞:應用化學專業實驗;教學內容;教學方式
0引言
應用化學作為介于化學和化工之間的一門應用型學科,它培養的人才要具備化學的基本理論、基本知識和較強的實驗技能[1].應用化學專業實驗是高等院校應用化學專業學生必修課程之一,是幫助學生掌握化學化工的基本理論知識和提高實驗操作技術技能必不可缺的環節[2].通過實驗教學的實施,對培養學生的應用化學實驗及其他相關學科實驗的興趣,提高發現問題、分析問題和解決問題的能力,有著舉足輕重的作用,可以有效地為學生走向就業崗位奠定基礎,有利于實現學校、學生、企業三者共贏的局面.筆者多年承擔應用化學專業實驗教學工作,加之近幾年接觸一些應用化學專業畢業生的用人單位,了解企業的需求情況.反思教學現狀,深深意識到必須斟酌選擇應用化學專業實驗項目,靈活選擇教學模式.
1鞏固基本實驗技能,現場驗證實驗結果
應用化學專業實驗一般是在本科生的第6或第7學期開課,也就是說學生已經學習過基礎化學實驗,具備一定的實驗技能.但是,其實際能力往往讓用人單位失望.所以有必要在專業實驗開課時進行鞏固、強化,培養學生獨立完成實驗能力,教學方式要不同于基礎實驗的“照方抓藥”.實驗內容要強化目標要求,比如:配制一定物質量濃度的酸、堿、金屬離子溶液,測定未知物的熔點、沸點、閃點等.受課時的限制,首先讓學生課前預習、準備相關知識,課堂隨機確定同學只做其中的一兩項,讓學生獨立完成,教師不講授具體實驗步驟,加強巡視,隨時記錄學生的操作情況,務必用相應的儀器(如:離子濃度測定儀等)驗證其實驗結果,依據結果評定實驗成績.最后由教師集中點評本次實驗中出現的問題,促使學生共同進步.其教學流程為:課前預習分配實驗任務學生獨立完成驗證實驗結果教師集中點評給出實驗成績.
2突出應用特色,貼近生活
開設貼近生活的應用型專業實驗,可以較好地提高學生的學習興趣,加深對“應用化學”的進一步理解.近年來食品安全問題,已引起各級政府及普通百姓的關注,應當開設相應的定性或定量的檢測實驗.例如:色譜分析技術是應化專業實驗的必開項目,氣相色譜法的經典實驗是定性或定量測定苯及同系物,該實驗與生活有一定距離且有較大的毒性,也不符合環境友好的理念,建議開設氣相色譜法測定醬油、果汁、罐頭等調味品或飲料中的山梨酸和苯甲酸,可以依照“芝麻油”國家標準GB8233-2008,測定其中某項理化指標.高效液相色譜的經典實驗是定量測定苯甲酸甲酯、奈、吡啶等,完全可以依照GB14963-2011《食品安全國家標準蜂蜜》測定其中的葡萄糖、果糖、蔗糖.這里之所以選擇芝麻油、蜂蜜作為檢測對象,主要是這兩類產品的市場尤其混亂,普通百姓難以判定其真假,通過開設該類實驗,學生的專業自豪感油然而生,同時也拓寬學生的知識面.也可以利用課余時間開展一些興趣實驗,比如:摻假牛奶、面粉中有毒添加劑、問題松花蛋、食品中有害元素(或微量營養元素)鑒定等,不要以為該類實驗檔次低,不足以掛齒.創新意識、能力的培養沒有高低之分,教學流程為:自帶檢材獨立規范制樣集中檢測交流結果告知百姓.
3開設“三廢”處理實驗,培養環保意識
環境保護已引起人們的高度重視,基于化學學科特點,其生產過程中或多或少的要產生“三廢”,如何降低“三廢”的排放,或者說如何變“三廢”為資源,是擺在化學工作者面前的長期課題.應當開設固體廢棄物的再利用、廢水的無害化處理、廢氣的資源化吸收實驗,重在培養意識、拓展視野、養成習慣.當然,不同的地區其“三廢”特色不盡相同,可以結合本地實際開設相應的實驗,就淮北而言,固廢物方面可以開設煤矸石制備凈水劑、粉煤灰制備氧化鋁、磷石膏制備化肥等實驗,廢水方面可以開設有色廢水的脫色或降解、COD的測定、有害元素的去除等實驗,廢氣方面可以讓學生利用互聯網查閱相關資料,借鑒市場上尾氣吸收技術提出自己的新方案,然后開展模擬試驗,重在培養解決問題的能力.
4合成化學實驗,強化對實驗產品的檢測
傳統的合成化學實驗教學往往偏重于制備過程,只在表觀上判定目標產物的質與量,這與化工企業的生產管理是不相符的,有一則廣告語“藥材好,藥才好”,講的是企業要嚴把原料的質量,好原料是生產出高質量產品的首要條件,上游企業的產品又是下游企業的原料,所以企業都嚴格把守“進”“出”兩關,這里不是說生產過程不重要,對企業來講其生產工藝、技術參數一旦確定,基本保持固定的操作方式,輕易不作變動,而原料、產品的批次不盡相同,相關人員要了解常用的檢測儀器,掌握其檢測方法.因此應把這一理念引入日常教學中,認真測定原料和目標產物的理化指標,在條件許可的情況下,讓學生多見識相關的檢測儀器(比如:旋光儀、卡爾費休水分測定儀、粘度儀、密度儀、白度儀等).
5玻璃儀器向小型金屬設備轉換
基礎化學實驗是以玻璃儀器為工具完成的,若應用化學專業實驗還是在玻璃儀器中實現制備、結晶、分離等操作,不能更好地讓學生體會到專業實驗的特色,況且應用化學專業的畢業生大部分就業到化工企業,大學期間若不儲備一些常用化工設備的感性知識,不熟悉常見設備基本操作,就業后面對工業化的金屬設備會一片茫然,用人單位自然會俯視我們的畢業生,以致他們在短時間內很難打開局面,不得不補習該類知識板塊.因此專業實驗應開設一定數量的用金屬設備來完成的制備實驗.重在豐富學生的實踐閱歷,為就業以后盡快適應工作崗位做鋪墊.當然,也存在開課成本高及制備出的產品的去路問題,可以考慮無償送給有需求的單位或個人,做到物盡其用,比如,生產(制備)的涂料可以送給學校后勤用于美化校園,若是制備某日化產品(如:洗衣粉等)可以讓學生帶回去享用自己的勞動成果.可以考慮開設如下項目,1)特色涂料的制備,2)天然色素的提取,3)特色洗衣粉的制備,4)建筑脫模劑的制備,5)建筑用膠的制備.
6用現代儀器完成傳統實驗
傳統實驗是化學研究的基石,是化學工作者的基本能力之一,隨著時代的發展,實驗手段也在不斷更新,應讓學生多了解一些現代的儀器,培養學生的創新能力.利用氧化還原反應原理可以制備多種精細化工產品,傳統的方法是讓氧化劑(無機物或有機物)與還原劑(有機物或無機物)在適當的條件下反應,最終獲取某種目標產物,不僅成本高且對環境或多或少地造成污染(產生“三廢”).有機電解合成是現代化工業尤其是精細化工中的一個“高效清潔”的新工藝.電化學不僅與有機化學、分析化學及無機化學有關,還滲透到環境科學、能源科學和生物科學等諸多科學研究領域.建議開設相關的實驗,比如:由馬來酸電解法制備琥珀酸,該實驗周期短、現象明顯.有機物的批量生產,其分離提純是基本操作單元之一,傳統方法是采用蒸餾、分餾(精餾)等方式來提高產品的純度,受自身原理的限制很難制得更高純度的產品.而現代的方法是采用“分子蒸餾”可以輕松得到高純度目標產物,建議開設“分子蒸餾”實驗.再如微電解處理污水、微波干燥、超聲提取等,均可以引入應用化學專業實驗中.切實做到從玻璃儀器實驗為主向以機、電、光、磁等實驗為主轉變.
7結合實際開設不同方向的應化專業實驗
應用化學專業在發展過程中逐漸形成天然產物化學及其應用、精細化學品化學以及應用分析技術3個專業大方向[3].而每個大方向又有多個分支.如精細化學品又分為表面活性劑、日用化學品、涂料與粘合劑、輕工化學品、納米材料、工業催化劑等,受學時數等諸多因素的限制,不可能開設太多的實驗項目,可以以選做或開放實驗的方式將實驗項目提前告知學生,學生結合自己的興趣選做某方面的實驗.項目來源要結合本校教師的研究方向及實驗場所的具體條件進行確定,當然也要限定一定數量的學生參與,避免“冷熱不均”現象的發生[4].
8專業實驗依托畢業論文實驗
應用化學專業實驗不僅要訓練學生熟練的實驗操作技能,更重要的是培養學生的綜合素質和實踐創新能力[5].畢業論文實驗可以較全面的鍛煉學生查閱相關資料、設計實驗方案、發現問題、解決問題的綜合能力.本科學生可以自由結合成立課題小組,建立高年級研究生與本科生組合實驗的模式,讓高年級的研究生參與到相關的課題組,既可以鍛煉研究生的組織協調能力,更有“教學相長”的功效,本科生可以借鑒研究生在科研思維、實驗方法及實驗技巧等方面的優勢,通過小組內的討論及交流,集思廣益直至形成基本的研究思路,設計出具有探索性或啟發性的實驗方案,從理論及實踐兩方面論證其可行性,有選擇地通過實踐驗證設計方案的科學性,并且不斷完善實驗方案,最終實現設計目標.建立本科生為主體、研究生參與其中、教師輔助指導的實驗教學新模式.