任一鸣,金 硕,晏海军,许茂东,杨仁春
(安徽工程大学 生物与化学工程学院,安徽 芜湖 241000)
浅谈大学生创新训练计划项目实施的几点体会
任一鸣,金硕,晏海军,许茂东,杨仁春
(安徽工程大学 生物与化学工程学院,安徽 芜湖 241000)
通过地方高校国家级大学生创新训练计划项目的实施,对项目实施过程中出现的问题进行了总结,提出了解决这些问题的具体方案,并在实际指导中进行了应用,提高了学生的创新能力。
创新训练计划;大学生;人才培养
地方高校国家级大学生创新创业训练计划旨在促进高等学校转变教育思想观念,改革人才培养模式,强化创新创业能力训练,增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才[1-2]。
2012年3月,在教育部启动“国家级大学生创新创业训练计划”第二批立项申报后,安徽工程大学教务处精心组织,积极谋划学校工作方案,并在全校范围内积极组织开展项目申报工作。安徽工程大学首次组织申报共获批224项,立项数居全省高校第一(安徽省共获得1 795项);在2013年第三批申报中,安徽工程大学获批115项,立项数在安徽省高校中排名第三;在2014年第四批申报中,安徽工程大学再次获批115项,立项数在安徽省高校中排名第二。
经过精心准备,本文作者指导学生在2012-2014年分别获批一项大学生创新训练计划项目。目前,项目进展比较顺利,发表了多篇创新性文章[3-7]。本文对项目实施过程中遇到的实际问题,进行了总结,并提出了相应的建议。
创新训练计划项目的实施者为在校大学生,所以,选择合适的学生对于项目能否顺利完成至关重要。另外,通过项目的实施,也能极大的提高优秀学生的创新和学习能力。
项目的申报一般在9月份,而项目的批准一般在第二年的3月份,经费的下达要更晚一些。对于大一的学生,基本理论知识尚未学习完毕,而大三的学生在项目正式实施时,已进入大四,面临着毕业设计和找工作,不利于项目的完成。因此,选择大二的学生参加项目是比较合适的。项目批准时,学生已进入大二下学期,基本的化学实验操作已学习完毕,具备了实验操作的动手条件。
在具体学生的选择上,要结合学生的基础和兴趣。由于申请的3个项目是关于绿色有机合成方面,所以在有机化学实验课上,指导老师挑选了实验操作较好的同学作为备选人员。然后,在项目申报之前,通过与备选人员交流,最终确定了项目参加人员。另外,由于受到经费限制,选择的学生人数不宜过多, 2-3名学生较为合适。
2.1安全意识的培养
有机化学试剂多为有毒性、易挥发的物质,操作不当容易发生安全事故。通过分析国内的一系列化工厂安全事故可以看出,绝大多数事故为人为操作不当造成。如果规范操作流程,绝大多数事故是可以避免的。这就要求学生在开始相关化学反应之前,对所需化学试剂的物性及其使用方法进行充分了解,对反应过程中可能出现的情况进行预判。但是单纯地给学生讲解安全注意事项,效果并不是太好。针对这种情况,查阅并整理近几年化工厂以及实验室真实安全事故案例,通过多媒体图文并茂的演示方式进行深入的分析。通过这些感官的认识,学生们深刻认识到“安全无小事”。在实际的生产和实验过程中如果能够做到认真细心的话,很多安全事故其实是可以避免的[8]。
2.2环保意识的培养
化学化工行业在我们国家一直属于高污染行业,而2014年4月24日,十二届全国人大常委会第八次会议表决通过了《环保法修订案》,并且新《环境保护法》已经于2015年1月1日施行。从新《环境保护法》可以看出,国家对环保要求日益严格。这就要求化学化工以后的发展方向为绿色化学,尽量从源头上减少污染。所以要求学生在设计实验方案时,要对所有备选方案进行仔细甄别,尽可能地选择试剂毒性小、过程绿色化、“ 三废”较少并且易于处理的实验方案。但是由于学生并没有从业经验,对环保的意识非常淡薄。通过剖析真实企业案例,让学生深刻的理解,企业在环保理念的超前意识和投入在未来的市场竞争中容易处于不败之地。比如染料行业,由于受环保因素的影响,目前国内染料企业在不断地洗牌,小企业加速退出。而著名染料企业浙江龙盛集团股份有限公司,其多年来在环保上投入巨大,在环保上的投资已经产生了实在的效益,其盈利也从2012年的8.3亿元增长到2014年的25.3亿元。
2.3文献检索能力的培养
创新训练计划项目主要目的是培养学生的创新能力,所以,要求学生对所研究课题的国内外研究现状有着很好的把握。而了解国内外研究现状最主要的途径就是查阅相关文献。但是,对于在校本科大学生来说,没有接受过文献检索专业训练,查阅文献能力普遍不好。针对这种情况,化工专业教研室对所属专业参与创新训练计划项目的学生进行了集中辅导。通过多次辅导,学生们查阅文献的能力得到了极大的提高。
2.4专业英语能力的培养
由于我校化工专业并没有开设专业英语课程,以至于学生检索和阅读英文文献能力欠缺,这在一定程度上阻碍了学生创新能力的提高。不过英文文献有其固定的格式和写法,在具体某个知识点方面,其所涉及的专业词汇并不是很多。所以为了快速提高学生的阅读能力,安排学生每人精读5篇相关英文文献。结果表明,经过针对性的训练之后,学生的阅读能力得到了极大地提高。
2.5实验能力的培养
虽然参与项目的学生在实验能力方面比其他同学要稍好,但是对于创新能力要求来说,仍显不足,所以,在实验方面对相关学生进行了辅导。主要是规范实验操作和强化实验记录。良好的实验记录和正确的实验操作是科学实验的基本素养。只有在良好的实验记录和正确的实验操作条件下,才能对所得实验数据进行分析。但是在实际指导过程中发现,学生普遍认为实验记录无所谓,实验操作也不怎么规范。
为此,在没有实验记录的前提下,安排几名学生做同一有机合成实验。实验结果表明,实验数据并不一致,甚至有的产率相差30%左右。但是,学生们找不到不一致的原因。然后,在详细实验记录条件下,多次安排学生做上述实验。最后,通过对比实验记录和规范操作步骤,经过几次实验之后,最终都能够得到一个稳定的数值。通过此次安排,学生们明白了实验记录和规范操作的重要性[3]。
由于参与项目的学生平时课程较多,课余时间较少,所以创新训练计划项目面临的另一问题是实验时间不足。因此,在项目的实施过程中,需要学生们付出更多的精力。实验时间主要安排在周末、假期和晚上。另外,由于受时间的限制,指导老师应该协助学生合理安排实验计划,积极参与学生实验数据讨论。尽量在保证提高学生创新能力的基础上,使学生少走弯路,节省时间。
4.1实验方案制定
创新项目的实施并不是简单的实验操作,而是在掌握项目国内外研究现状的基础上,能够提出自己的创新想法。在项目实施前,由于学生们查阅文献能力不足,提出的创新点往往存在路线不合理或创新点已出现等现象。为了解决此问题,需要学生在更加细致的查阅文献之后,再提出相应创新点,然后和老师进行讨论,在老师的指导下最终确定实验方案。
4.2实验现象观察
在有机化学实验中,很多实验从实验前准备、反应到后续处理需要的时间较长。但是有些反应在反应过程中或者反应终止时会出现相应的实验现象,比如颜色、气味或者状态变化。通过对这些现象的观察并加以分析,有可能得到一些意外的收获,从而节省实验时间,提高实验效率。比如,在I2/aq.NH4OAc体系中,月桂胺转化为月桂腈的反应完成时,会出现明显的分层现象。学生通过观察发现,节约了利用气相色谱或者薄层分析的检测时间,很好地提高了实验效率。
4.3实验结果分析
最后,得出的实验数据也需要老师引导学生进行合理的分析,使学生在创新能力上更进一步。例如,在学生做离子液体催化羰基保护的反应中,得出的实验数据显示醛比酮的保护反应要快得多。在此实验数据基础上,通过引导学生查阅文献和思考,学生们提出了醛和酮的选择性保护实验。结果表明,该离子液体能够很好地对醛和酮进行选择性保护反应(图1),并且上述特点作为所发表文章的亮点之一进行了介绍[5]。
图1聚乙二醇型离子液体催化羰基的选择性保护反应
本文针对学生在项目实施过程中遇到的实际问题,进行了总结,并提出了相应的建议。通过老师的指导以及合理的引导,使学生的创新能力得到了很大的提高,并取得了一定的成果。
[1] 吴雅蓉. 浅谈大学生创新创业训练的研究与实践[J]. 长沙铁道学院学报 (社会科学版), 2014, 15(1): 204-205.
[2] 邓光明, 贾贞. 从大学生创新训练计划谈创新人才培养[J]. 教育教学论坛, 2012, 7(40): 43-44.
[3] 任一鸣, 邵娟娟, 张帅, 等. 巧设实验培养学生的科学思维能力[J]. 宿州学院学报 (自然科学版), 2013, 28(10): 112-114.
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[6] Ren Y M, Shao J J, Wu Z C, et al. PEG1000-based dicationic acidic ionic liquid as an efficient catalyst for mannich-type reaction in water[J]. Synth Commun, 2014, 44(17): 2529-2534.
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[8] 任一鸣, 唐定兴, 杨仁春, 等. 提高化学工程与工艺专业生产实习质量的几点做法[J]. 安庆师范学院学报 (自然科学版), 2013, 19(2): 131-132.
Some Experience about the Undergraduate Innovation Training Program
REN Yi-ming, JIN Shuo, YANG Hai-jun, XU Mao-dong, YANG Ren-chun
(Department of Biochemical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu, Anhui 241000, China)
Based on the undergraduate innovation training program, some measures for improving the innovation quality of the undergraduate were established. This reform had been practiced, and the innovation quality of the undergraduate was improved.
innovation training program; undergraduate; talent training
2015-09-16
地方高校国家级大学生创新训练计划项目(201510363079)。
任一鸣,男,安徽宿州人,博士,安徽工程大学生物与化学工程学院副教授,研究方向为绿色有机化学和绿色化工。E-mail:yimingren2006@126.com
时间:2016-8-17 11:31
http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20160817.1131.040.html
G645
A
1007-4260(2016)03-0159-03
10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.03.040