探索式实践新型化工实验教学培养创新型人才

周国永,梁柏林,成琳

1.贺州学院 化学与生物工程系,广西 贺州 542899

2.贺州学院 学工处,广西 贺州 542899

探索式实践新型化工实验教学培养创新型人才

周国永1,梁柏林1,成琳2

1.贺州学院 化学与生物工程系,广西 贺州 542899

2.贺州学院 学工处,广西 贺州 542899

分析了化工传统实验教学在新的教学模式下存在的问题,探索并实践了新型化工实验教学,开放型研究型化工实验的开设方式和教学效果,研究表明:开放型研究性化工实验是先进的教学模式,在实践中取得了良好的效果,并对今后化工实验教学的改革提出了一些建设性的建议。

化工;化工实验教学;新型化工实验

引 言

化工实验课是应用化学与化学工程与工艺等化工专业开设的一系列主干专业课,是实践性很强的学科,是提高学生综合运用所学知识处理实际问题,培养创新能力的重要教学环节。但是,目前传统的化工实验课存在一些问题,与科学技术、市场经济的飞速发展,越来越不协调。因此,传统的化工实验改革势在必行,通过新型化工实验教学,培养创新型人才显得非常重要、非常迫切;诚如江泽民同志指出,“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”。

1 传统的化工实验

化工实验是帮助学生巩固理论知识,掌握化工实验操作技能,培养理论实际一体化,综合分析问题和解决问题能力的重要过程[1]17;是培养具有创新精神和提高实践应用能力造就高素质人才的重要手段之一[2]97。在工科教学中,化工实验,尤其对化工类本科专业而言,不仅能加深学生对课堂所学理论知识的巩固和理解,更重要的是帮助学生树立工程意识与观念,培养观察能力、提高实际动手能力、应用知识能力与创新能力,从而实现应用、创新型高素质人才的培养目标。

令人担忧的是,目前化工实验存在下列主要问题亟待解决。

1.1化工实验教学方法死板

“刻舟求剑、邯郸学步、掩耳盗铃”典故在当前化工实验教学中重演,化工实验沿袭基础化学的教学方法,照本宣科,照方抓药,生搬硬套、死搬教条。这样的教学方式,没有体现与时俱进性,难以跟上时代的步伐,与应用型、创新型高素质人才的培养目标不相符;显而易见,在传统化工实验教学模式不易培养出应用型、创新型高素质人才。

1.2化工实验教学内容陈旧

传统化工实验教材陈旧,很少开设综合型化工实验和设计型化工实验,化工实验课程多是相关理论课程教学“附属品”,且教学模式固定、陈旧,大多是按部就班的演示型、验证型化工实验,没有体现与时俱进精神。该教学方法不易启迪学生的创造性思维,与现代教育有较大的差距,没有体现“强化培养学生素质,造就创新型人才”思想,已远远不能满足新时代背景下对创新型人才培养的要求。

简言之,传统化工实验没有很好的紧跟时代发展的步伐,没有紧密围绕服务社会主义经济建设这一伟大主题。

1.3化工实验教学目的模糊

高等学校的基本任务之一是培养创新型人才[3]1,[4]2,化工实验与一般化学实验不同之处在于它具有明显的工程特点、具有与工业化联系紧密的特色、处理物料批量化、涉及变量诸多化、设备大型化、生产连续化,同时具有复杂性和多变性,受动量传递、热量传递、质量传递与化学反应过程等影响,其处理方法也不同于一般化学实验[5]106,[6]77,在处理过程中抓住过程的本质,将复杂的实际问题合理简化。化工实验是培养学生具备工程观念的重要环节[7]95。在化工实验教学中注重学生工程能力的培养,将工程与化工实验教学环节融为一体,开阔学生的视野,培养学生树立工程观念、提高创新能力、增强实践能力和运用所学化工理论分析、解决工程实际问题的能力。

教师虽然知道化工实验教学目的;但是在化工实验教学中没有很好的落实,其教学目的仍以验证化工的基本原理为主。

1.4成绩考核评价难以客观

一方面,按照固定的模板写预习报告、做化工实验记录、写化工实验报告等方面进行成绩考核评价,而学生做的是重复的化工实验,不用做化工实验也可以“写”化工实验报告。化工实验成绩的评价难以客观准确,有时存在混乱和“大锅饭”现象,学生的积极性不但没有得到发挥反而受到抑制。另一方面,一般化工实验课的性质是考查课,往往每个学生都会及格,不像理论课会有不及格的现象发生。化工实验内容的设计缺乏针对性,学生的主观能动性也难以充分调动,导致化工实验教学效率低,教学效果不理想,新形势下不能达到教学目的。

2 新型化工实验教学的探索式实践

2.1构建创新型化工实验教学体系

2.1.1修订专业培养方案与教学计划

邀请化工专家、化工公司的工程师、化工类理论课程授课教师、化工实验教学指导教师联席制订、修订化工实验教学大纲,删除陈旧的、过时的、应用性不强的教学内容,增加新的、应用较强的化工教学内容,从培养创新型人才培养目标为出发点,落实“厚基础、强能力、高素质、求创新、重应用”人才培养方案,紧紧围绕服务社会主义市场经济建设这一伟大主题,特别是地方经济建设,进一步明确了培养创新型人才的目标,同时又针对各专业的特点提出不同的人才培养目标和要求;打破专业限制,建立应用化学、生物工程、食品工程等不同专业而又统一的化工类课程教学化工实验平台,同时补齐各个专业所缺失内容并强化化工实验课的地位,比如:在学分计算方面由18个课时改为36个课时为一个学分,遴选优秀的化工实验指导教师,给予奖励。

2.1.2建立科学的成绩考核评价体系

针对学生成绩考核评价难客观,出现“大锅饭”现象,急需建立科学的成绩考核评价体系。

化工实验课不同于基础化学实验课,化工实验课强调的是基本知识和技能的灵活运用。在考核方式上,基础化学实验课偏重理解与记忆,而化工实验课注重工程与实践,故书面考试不应成为检验化工实验考试的唯一形式,而应多方面综合评价学生的成绩。通过科学的成绩考核评价体系可全面有效的实现化工实验教学目的,有利于化工实验教学质量的提高,创新型人才的培养。

在化工实验成绩的评价中更注重的是化工实验全过程,而不仅仅是化工实验结果。通过对预习、操作、数据处理、综合分析、分组讨论、教师点评等不同的教学环节,推进学生自主学习和创新学习。

实践表明,这种多元化的化工实验考核方法,是行之有效的,它不仅调动了学生参与实践的积极性,提高了分析问题、解决问题的能力,也培养了严谨求实的科学态度,起到了在新形势下树人的作用,对创新型人才的培养与造就有非常积极的作用。

2.2实施开放、研究型化工实验

2.2.1加强学生化工实验设计能力的培养

化工实验进行前,教师首先提出化工实验目的,让学生根据自己所学的知识,查文献来制定化工实验方案,学生自主设计化工实验,教师在适时适度给予指导,在学生与教师的相互讨论基础上,形成最终化工实验方案,然后进行化工实验,在化工实验中探索其方案的可行性。

2.2.2加强适时分析与讨论

组织学生对化工实验结果、内容、方法、目的及相关内容进行现场讨论,给学生更多的空间与发言权,鼓励学生大胆发表意见,指导教师适时提问,引导学生积极思考,提高学生的化工实验设计能力,培养学生对化工实验结果的分析能力,同时对化工实验背景知识及相关领域内的发展作进一步了解。对一些的确不适宜进行现场讨论的化工实验,则要求学生在写化工实验报告时,重点放在化工实验的分析讨论上,要求学生从多方面、多个角度来探讨化工实验过程与结果。

2.2.3强调化工实验独立性

化工实验过程中突出学生的主体地位,教师的主导地位,根据每个化工实验需要的最少人数,来分组,使学生在化工实验中人人成为探索者。化工实验过程中,学生根据自己实际情况,自己设计化工实验方案,自己设置化工实验目(与指导教师协商)并独立操作。教师注意观察学生的操作情况,特别是易出差错的、关键性环节。一旦发现问题,教师适时、适度指导,引导学生勤于思考,勤于实践以加深对化工实验原理、方法的理解,以加强学生在化工实验操作中的独立性,以锻炼并提高学生的化工实验技能,并增加学生对化工实验的兴味趣性,进而为培养创新型人才奠定良好的基础。

2.2.4注重合作精神

如今科技迅猛发展,各门科学往往相互渗透,科学上的重要课题都牵涉到许多方面,化工实验也不例外,个人的力量总属有限,极难单独完成。通过合作可以将不同的学术思想与观念进行交流,使各具优势的人才发挥各自的长处,创造出更优秀的成果。目前大学生多为独生子女,以自己为中心,缺乏必要的合作,合作精神相对较差。因此在化工实验过程中,有意识地设置一些必须多人通力合作才能完成的化工实验,在掌握化工实验技术与方法的同时注重并强化合作精神的培养。此外,在化工实验过程中的各个环节需要合作精神,才能很好的完成。

2.2.5完善计算机辅助教学

以科学的方法,借计算机技术进行计算机辅助教学(Computing Aided Instruction,CAI)来设计、实施与分析化工实验,令化工实验内容更形象、更生动,更逼真,有利于学生进一步理解和掌握化工实验精妙所在。

利用化工软件来处理化工实验数据,增强化工实验效果,提高化工实验结果检验的准确性,及时分析与解决化工实验过程中的问题,通过软件处理数据也可进一步提高学生运用计算机的能力,为将来计算机与化工等多门学科交叉复合型 ——创新型人才的培养奠定良好的基础。

另外,利用化工实验仿真软件演示实验过程也可增强预习效果。

2.2.6强调工程观点

化工实验教学相对于课堂理论教学,它具有直观性、实践性、综合性、探索性和启发性的特点。化工实验课教学正如一座桥梁,把学生理解、巩固化工课程所阐述的基本原理与现代化工紧密地联系在一起。强调树立工程观点,培养并提高学生分析和解决现代化工生产过程中的实际问题的能力。在化工实验教学中,学生首次接触到和实际化工生产设备较接近的化学工程、化学工艺实验装置,对于学生“工程”概念的初步形成很有益处,对于将来投身于化工实际生产中很有裨益。

化工实验课教学在培养学生工程观点的同时,对提高学生的工程实践能力与综合能力,特别是创新能力起着举足轻重的作用。

2.2.7注重创新精神

学生的创新精神或者是发现问题的能力需要培养,学生所处的环境,不加思索地接受老师的说法和书本上的说法,认为都是真理,形成了一种思维定势这是不科学的,不利于创新型人才的培养。

通过合理安排学生课内、课外时间进入化工实验室,通过选修化工实验项目,体现个性教学模式,满足学生求知、探索和创新的欲望,打破上述思维定势,挑战“权威”有着重要的积极意义,有利于创新型人才的培养。

2.2.8树立“绿色化工实验”意识

化学工业是能源消耗的重点行业,也是易污染工业,随着人们环保意识的提高,化工产业的环保问题越来越受到重视,在化工实验教学中,理应培养学生的绿色化工概念。

所谓的绿色化工,是在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理,由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。

在学生时代,培养创新型人才,树立“绿色化工实验”意识,增强环保思维,显得颇为重要。

3 新型化工实验教学的效果

参加开放型研究型化工实验的学生认为,这种化工实验方式让他们较好的地掌握了教材上的知识,而且学到了一些从教材上学不到的知识,增强了化工工程观念,学习和了解到化工产品的前沿知识,更加深了对化工产品的合成、分析、应用及其商品化的理解。有些学生通过这种化工实验,改变了原来对课程不感兴趣的态度,对化工专业也有了更深更准确的认识。学生“勤于思考、勇于探索、善于实践”的局面已初步打开,新型化工实验教学的所取得的效果主要表现以下几个方面。

3.1强化了学生的化工实验技能。通过专业化工实验的训练,同学们不仅巩固了所学的理论知识,而且化工实验操作技能得到了全面的巩固与提高,培养了同学们的工程观点。这就为今后走上工作岗位,奠定了坚实的基础。

3.2增强了学生创新意识。化工实验教学的目的是提高学生的实践能力,培养学生的创新精神,培育创新型人才。在化工实验中,从教学模式、指导方式,以及考核方式上强调技能和能力的培养,发挥的学生的主体作用和教师的主导作用,通过这种方式培养的人才,得到了学生和用人单位的充分肯定。

3.3提高了化工实验指导教师的业务水平。学生的水平提高了,很明显化工实验教学改革对化工实验课指导教师提出了更高的要求,不仅要授之以鱼,更要授之以渔:教学观念要更新,思路要清晰,学生的培养目标与综合能力更上一层楼。化工实验课指导教师在指导学生解决问题的过程中自身业务能力得到了提高,高水平的教师培育高水平的弟子;高水平的弟子又“逼迫”教师提高自身水平,结果是形成良性循环,师生向着共同的高水平目标前进再前进,创新型人才的涌现终于有望了。

4 结束语

新型化工实验教学作为教学改革的思路,取得了明显的成效,但是也带来一些“问题”,其主要表现以下几个方面:首先,化工实验条件需进一步完善;其次,教师与学生均需要投入大量的时间与精力;最后,对于教师与学生的要求均较高。但已取得的化工实验改革效果给了我们很多鼓励,今后还需进一步深入探索和实践。让学生有更多的选择机会,更好地开展个性化创新人才的培养。只要不断地探索和实践,就一定能在化工教学工作中取得越来越好的成绩,创新型人才的涌现指日可待。

[1]蔡炳新,蔡炽,曾鸽鸣等.改革实验教育教学培养创新型人才[J].实验室研究与探索,2009(1).

[2]周文富.地方高校实验教学模式改革与创新人才培养[J].实验室研究与探索,2009(7).

[3]谢友柏.校的聚焦点是培养创新人才[J].实验室研究与探索,2009(8).

[4]朱清时.必须重视原始创新能力[J].实验室研究与探索,2009(6).

[5]蔡炽,蔡炳新.以培养创新型人才为宗旨,全面提升国家级实验教学示范中心建设水平[J].实验 技术与管理,2008(2).

[6]于兵川,吴洪特.实验酵学与科研有机结合培养学生创新意识和能力[J].实验室研究与探索,2010(2).

[7]谭平.地方高校应用型人才工程实践能力的培养[J].实验室研究与探索,2009(5).

The Exploration and Practice of a New Teaching Pattern for Chemistry Engineering to Cultivate Innovative Talents

ZHOU Guo-Yong,LIANGBo-Lin1,CHENG-Lin2
1.Department of Chemical and Biological Engineering Hezhou University,Hezhou Guangxi 542899;
2.Department of the Students’Affairs Hezhou University,Hezhou Guangxi 542899

The existed problems was analyzed in the traditional teaching for Chemistry Engineering experiment in the new teaching mode.A new teaching pattern for Chemistry Engineering was explored to cultivate innovative talents.The study shows that new pattern chemical experiment is a advanced experimental teaching pattern.In practice,it’s very effective.It is introduced the waysof offering and the teaching effect of the opening study experiment,and some constructive recommendations for the future experimental teaching reform were also proposed.

chemistry engineering;chemical experimental teaching;a new pattern chemical experiment

G642.4

A

1673-8861(2011)04-0137-04

2011-07-14

周国永(1978-),男,河南省新乡市人,贺州学院讲师,硕士。主要研究方向:化学工程、材料学。

贺州学院教育教学改革工程项目重点项目(项目编号:hzxyjg2010001),新世纪广西高等教育教学改革工程“十一五”项目(项目编号:2009B082)。