以高水平教材建设为基础推进化工基础实验课程建设

周爱东, 周　政, 李　磊

(南京大学 化学化工学院, 江苏 南京　210023)



以高水平教材建设为基础推进化工基础实验课程建设

周爱东, 周政, 李磊

(南京大学 化学化工学院, 江苏 南京210023)

适应高校“双一流建设”重大战略决策和南京大学“三三制”本科教学改革要求,编写并出版了教材《化工基础实验》。该文从教材体系结构、建设背景、团队建设、教材特色及课程进一步改革的方向对教材做全面介绍,最后指出:教材体现学校办学理念与教学水平,既引导教师进行研究型教学,又引导学生乐于探索性学习,对促进教育教学质量持续提高、对国内同学科课程教材建设将起到很好的启示作用。

化工基础实验； 教学团队； 课程建设； 大工程观； 科研素养

南京大学化工基础实验教学团队历经多年执著努力、潜心研究与持续完善,组织编写的《化工基础实验》教材于2016年1月在高等教育出版社出版。该教材是在结合近年来教学改革实践[1-3]、充分调研国内外同类教材[4-7]基础上编写而成的。教材建立了富有新意的知识体系和逻辑结构,将课程体系分为基础知识、实验误差分析与实验数据处理、化工数据的采集与控制技术、基础实验、综合实验、化工仿真与过程模拟等6个知识模块进行深入浅出讲解,立足基础,面向发展。教材凝练了化工基础实验的基础知识；在讲清基本原理和方法的同时,阐明实验的设计思路；注重培养学生的大工程观、创新意识、科研素养。教材编写团队充分发挥学科特色,将本学科最新发展和教研成果纳入教材编写内容中,使课程内容处于理论研究和实践的前沿,努力打造一部高水平、高质量的教材。

1　教材建设的背景

2009年南京大学拉开了创办中国最好本科教育为目标的系统性、综合性、全方位的“三三制”本科教学改革序幕[8],2014年“三三制”教学改革取得标志性成果。以学生发展为中心的“三三制”本科人才培养体系构建与实施项目荣获第七届高等教育国家级教学成果特等奖。当前南京大学进入“三三制”本科教学改革的第二阶段,主要任务是提高课堂质量以及改革“第二课堂”,让学生真正享受到学习高水平课程的乐趣。

编好教材是为适应国家高校“双一流建设”重大战略决策及南京大学“三三制”第二阶段本科教学改革要求的重要工作,教材编写团队对课程的知识体系进行了适应时代要求的调整,及时将教学的成功经验融入到教材编写之中,使教材的知识体系、主要内容及教学理念与时俱进。

2　强化教材编写团队建设,为推进课程建设奠定坚实基础

南京大学化工基础实验课程是南京大学国家级化学实验课教学团队的核心课程之一,依托于在国内有重要影响的南京大学应用化学学科。化工基础实验课程教学团队成员从事绿色化工过程的理论探索、传质与分离元件的开发、新型反应过程工艺设计、天然产物的绿色深加工等方面的科学研究。团队成员开创的“超级浮阀塔板等新技术研发及其在工业节能减排方面的应用”项目获得2011年度国家科学技术进步二等奖,成果已大规模用于石油化工原料和产品的分离、天然物质的开发应用,为相关企业创造了巨额经济效益。雄厚的学科科研力量为教学提供强有力的支撑,团队积极开展教学研究工作,近5年来主持或作为骨干成员承担10余项国家级、省级、校级教学改革课题,在本学科内一流教育教学期刊发表10余篇教学研究论文,是一支师资雄厚、学科优势突出的高水平教学科研复合型教学团队。

教材建设工作注重结合课程建设要求,逐步培养和吸收一批学术造诣较高、具有丰富教学经验的课程主讲教师参与实验教材建设工作,并构建一支以化工基础实验教学团队为班底,由主讲教师担任主编、学科带头人担任审稿人,科研和教学水平高、力量强、知识结构和年龄结构合理、能够保持教学的高质量和长期稳定性的教材编写团队,着力编写高水平教材、建设高水平课程、培养高水平名师。

3　教材特色

3.1教材与实践教学改革紧密结合

化工作为一门工程实践性很强的学科,强调学生实验动手能力和工程素质训练的重要性。教材既注重基础实践能力的培养,又有新知识、新技术、新实验方法和手段等的训练；注重处理好传统实验与综合设计性实验、创新性实验之间的关系；注重开发使用较为先进的实验装置；注重计算机技术在化工基础实验中的应用。

3.2引导学生乐于探索性学习

教材首先明确教学目的与目标,通过该教材(及课程),学生可以学到哪些知识,使学生产生求知欲望,进而激发学生学习的主观能动性；通过循序渐进的知识体系结构,遵循学生的认知规律,使学生通过教师讲解、动手实验能够基本掌握课程相关知识；通过适当的教材内容安排,明示教材的重点、难点、思路等；同时教材教给读者解决问题的方法。这样,学生就会有动力、有能力、有思路地对相关问题进行更深一步的探索。

教材(实验部分)的每一章节后边,都留有思考题。设计问题的出发点是启发学生进行多向思维,引导思考性学习、探索性学习,在理解教材主要知识点的基础上,去思考和探索本学科领域的前沿性问题,乃至思考、探索尚未解决的本学科难题。这些思考促进学生变得富有激情和想象力,有助于学生在今后的学习和工作中,不断获得新的灵感。

3.3注重大工程观培养

一段时间以来,国内的理科教育在一定程度上偏向于学术化和系统性,使理论与工程实践联系不够紧密,导致仅具有一些理论和狭窄的技术知识背景的学生难以掌握现代工程技术。进入当前以知识经济为代表的信息社会,要求工程人才必须具备工程设计、工程实施、价值判断、终身学习等多种能力,大工程观成为指导和培养现代高素质工程人才的必然选择。大工程观的核心思想是思维整体性与实践可行性的统一,工程必须与科学、文化、环境、艺术、经济、管理之间进行密切关联、有机融合。

在大工程观核心思想指导下,将化工仿真实训、化工模拟、科研素养训练引入教材及课程建设,在实验教学中更多地重视工程系统及工程背景,学生由此可以了解工程、科学和技术的内涵、本质和特征,认识创新在工程发展中的核心地位,树立工程创新意识，了解工程思维与科学思维的区别,潜移默化中引导学生树立正确的价值标准和职业操守,最终回归工程实践。培育大工程观人才是化工学科教育发展的必然趋势,亦是培养具有较强工程实践能力和多学科背景、具备

整体性思维方式和人文情怀的复合型人才的客观要求[9-10]。

3.4注重素质教育和创新能力的培养

教材是在教学过程中不断积累而形成的,团队成员平常的一些教案是所编教材最为原始的素材。教材不但传承知识,还是指导学生获取知识和方法的渠道。在教材编写过程中,从培养行业未来领军人物的目标出发,在培育学生大工程观的基础上,将素质教育放在核心位置,并将知识传授、创新能力、素质提升三者有机地结合起来[11]。在传授知识的过程中,传递给学生先进的科学知识与技术；在创新能力培养方面,提高学生获取知识的能力、自我建构知识与拓展能力结构的能力；在素质提升方面,引导学生从科学和人文两方面来思考和分析问题,使学生在获得知识和能力的同时提高心理素质。

4　课程进一步改革的方向

在当今时代,教学内容的传授方法和表达方式已发生巨大变化,出版和应用多媒体电子教材已是大势所趋[12]。借助高等教育出版社和南京大学数字课程平台,化工基础实验数字课程及课程资源的出版与运行正在紧锣密鼓的筹备之中,可以预见，化工基础实验数字课程及课程资源更能增强吸引力、扩大信息量、增强学生的感性认识、促进学生的理性思维、培养学生的学习兴趣。

“化工基础实验”翻转课堂建设获得2015年南京大学教学改革立项。课程部分内容将采用翻转课堂教学方式,教学方式的改变会将化工基础实验教学水平提升一个新台阶,在教学手段上是一次新突破,无疑会不断提升学生学习的兴趣、提高思维能力、激发创新意识,达到培养创新人才的目的。

5　结语

《化工基础实验》教材加强基础、体系先进、联系实际、引领创新、层次清晰、利于教学,体现学校办学理念与教学水平,既引导教师进行研究型教学,又引导学生乐于探索性学习。教材适应国家高校“双一流建设”重大战略决策、南京大学“三三制”本科教学改革要求,对促进本课程的教育教学质量持续提高、对国内同学科课程教材建设将起到很好的启示、辐射作用。

References)

[1] 周爱东,周政,李磊,等. 化工基础实验中智能仪表教学改革的探索实践[J].化工高等教育,2015(6),71-73.

[2] 周爱东,李磊,周政,等. 面向创新型大工程观人才培养的多元化化工实践平台构建[J].实验技术与管理,2014,31(4):25-27.

[3] 赵蕾,周爱东. 化学实验教学团队建设中的工作轮换分析[J].实验技术与管理,2012,29(12):136-137.

[4] 丁立,彭勇,崔琳,等. 分层次化工实验与实践教学体系的设计与实践 [J].化工高等教育,2014(4):13-16.

[5] 田宜灵,朱荣娇,杨秋华,等. 基础实验教学中的创新教育[J].中国大学教学,2012(2):74-76.

[6] 段远源,冯婉玲. 研究型大学教材建设相关问题思考[J].中国大学教学,2008(12):80-83.

[7] Warren L. McCabe,Julian C. Smith,Peter Harriott. Unit Operations of Chemical Engineering[M]. 7th Edition New York: McGraw-Hill,2004.

[8] 陈骏. 推行“三三制”创新本科教学模式[J].中国高等教育,2010(11):12-14.

[9] 韩如成. 工程实践能力培养的探索与实践[J].中国大学教学,2009(6):77-79.

[10] 国家教委工程教育赴美考察团. “回归工程”和美国高等工程教育改革[J].中国高等教育,1996(3):37-39.

[11] 王静康. 绿色化学化工发展前景与人才培养[J].中国大学教学,2013(1):9-12.

[12] 李辉. 以高水平教材建设工作为基础全面推动精品课程建设[J].中国高教研究,2006(12):84-85.

Advancing curriculum construction of basic experiments of chemical engineering based on construction of high level textbook

Zhou Aidong, Zhou Zheng, Li Lei

(School of Chemistry & Chemical Engineering,Nanjing University,Nanjing 210023,China)

In order to adjust to colleges’ major strategic decision,which is the double-rated construction,and the reform requirement of Nanjing University’s “Three-Three System” in undergraduate education,BasicExperimentsofChemicalEngineeringis compiled and published in higher education press. This article introduces thoroughly this teaching material in terms of system architecture,backgrounds for this book’s construction,team building,special features and the further direction of course reform. Finally,it needs to be pointed out that this book reveals the school’s educational philosophy and teaching level. Not only does it lead teachers to research-based teaching,but also guides students to enjoy exploratory study. This teaching material will play a leading role in contributing to continuous improvement of education quality and constructing similar domestic courses.

basic experiments of chemical engineering; teaching team; curriculum construction; a sense of macro-engineering; scientific literacy

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.07.004

2016-02-25

2010年国家级教学团队项目“南京大学化学实验课教学团队”；2015年江苏省高校品牌专业建设工程项目；2016年南京大学翻转课堂建设项目

周爱东(1973—)，男，江苏淮安，博士，副教授，主要从事传质与分离工程研究及化工基础实验教学工作.

E-mail：zhouad@nju.edu.cn

G423.3

A

1002-4956(2016)7-0011-03