基于学科竞赛的近化类专业实践教学初探

周先波，毛红雷，王永红，魏 晖

（浙江大学宁波理工学院 生物与化学工程学院，浙江 宁波 315100）

基于学科竞赛的近化类专业实践教学初探

周先波，毛红雷，王永红，魏 晖

（浙江大学宁波理工学院 生物与化学工程学院，浙江 宁波 315100）

以提高学生综合能力为目的，依据省级实验教学示范中心的实际情况，对近化类专业实践教学体系进行改革与实践。浙江大学宁波理工学院始终坚持以“学生为主，教师为辅”的实践教学理念，以学科竞赛为载体，通过改革实验课程、完善实验实践教学内容、建立“强基础、提技能、敢创新”多层次实验训练平台等手段，初步建立“分层次、模块化”的实践教学体系。经过几年的探索与实践，竞赛成绩提高的同时也提高了实验教学质量，提高了人才培养质量。

近化类专业；实践教学；改革；学科竞赛

大学生各类学科竞赛作为高校实验实践教学的补充和延伸一直发挥着举足轻重的作用，是优化人才培养工程，培养具有创新意识和创新精神高素质人才的重要环节，也是学生适应社会需求和进行技术创新的重要平台。2007年1月教育部和财政部联合发布了关于实施“高等学校本科教学教学质量与教学改革工程”（教高［2007］1号）的意见，该文件明确指出：继续开展大学生竞赛活动，重点资助在全国具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动，激发大学生的兴趣和潜能，培养大学生的团队协作意识和创新精神［1］。近化类专业作为一类以实验实践教学为基础的专业，加强学科竞赛的指导，对于深化实验实践教学改革，优化人才培养质量工程，以适应社会对高素质创新人才的需求具有重大意义。

1 学院近化类专业学科竞赛开展现状及面临的问题

大学生学科竞赛一般由教育部与相关部委、一级协会、高校共同主办［2］。学院不但鼓励学生在实践中获取真知，还鼓励学生去角逐各类学科大赛，以提高学生的创新实践能力。为此，学院每年会投入百余万元扶持学科竞赛和科研立项，我院近化类专业学生参加与专业相关的竞赛一般分4个层次：第一层次为国家级竞赛；第二层次为省部级竞赛；第三层次为市级竞赛；第四层次为二级学院内部竞赛。本团队成员从2010年开始，一直负责开展并组织学院内部的基础化学实验技能大赛，先后指导2届宁波市大学生化学学科创新技能竞赛和3届浙江省大学生化学学科竞赛并获得较好成绩。

1.1 浙江省大学生化学学科竞赛的开展现状

以浙江省大学生化学学科竞赛为例［3］，浙江省大学生化学学科竞赛前身为“浙江省高校基础化学实验技能竞赛”，始于2004年，两年举办一次，前4届均由2小时的实验理论（笔试）考试和6小时实验操作技能考核组成。为了更好地培养学生创新能力和提高学生实验实践能力，该赛事2012年进行改革，竞赛内容围绕新化合物的合成及表征开展，最近3届竞赛题目分别为“由锌灰泥制备七水硫酸锌”“Hantzsch反应的研究”和“Salen配合物的合成及其催化性能研究”。竞赛要求每个参赛队伍由4名同学组成，在规定的时间内完成并及时按要求上交实验设计方案、实验原始记录、实验研究报告和实验产品，最后进行PPT汇报及现场集体答辩。从人员选拔到竞赛结束历时3－4月，第一步，参赛队员选拔。为了配合竞赛要求及调动学生主动性，从接到竞赛通知第一天开始，我们团队就开始在全院内进行参赛选手的选拔，选拔要求分为自由报名、实验操作考试和团队PPT答辩3个阶段进行，指导老师根据综合成绩再确定参赛队员。第二步，凝练思路，确定实验方案。参赛队员组队后，指导老师马上召集队员会议，选举队长，布置参赛内容及要求，规定队员在2～3天内通过查阅大量国内外文献凝练思路，确定实验方案，然后和指导老师一起讨论实验方案的可行性，最终确定最佳的实验方案。第三步，分工合作，发挥团队优势。按照确定的实验方案，根据每位学生的特长由队长分工，要求每位成员详细记录每天的实验现象、遇到问题及实验结果。每天预留1小时集体讨论时间，主要针对遇到问题进行讨论并及时得以解决。第四步，预答辩。实验部分结束后，按竞赛要求模拟答辩现场邀请学院相关教授组织学生进行预答辩，学生根据答辩专家提出的问题和要求再进行整理与修改。经过4步走的竞赛指导，学生发现问题、提出问题、解决问题的能力、创新能力和团队合作能力都得到了很大的提高。3年来获得省级二等奖2项，三等奖3项、市级竞赛一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项的好成绩。

1.2 独立学院学生参加学科竞赛面临的问题

经过3届浙江省大学生化学学科竞赛的指导，我们获得成绩的同时也深深体会到独立学院学生在知识体系完整性、学习主动性、创新性等方面与其他老牌学校的差距，独立学院学生在以下方面需要提升：1）学习主动性需增强。每次拿到竞赛题目，很多参赛学生表现出六神无主，经常有意无意地将希望寄托在竞赛指导老师，缺少主动获取知识的能力；2）整合知识能力有待提高。新的竞赛模式和竞赛内容都发生了翻天覆地的变化，由以前的单一验证性考察和实验操作技能考察变为综合能力的考察，不仅要求合成出产品，还要求对影响产品收率的多种因素进行探讨并对产品进行表征，这两部分内容学生在大一基础化学实验和大二仪器分析实验都有类似的涉及，但要将两部分内容整合在一起学生感觉力不从心；3）团队沟通和合作能力有待进一步提高。新的竞赛模式考察的是团队的整体，独立学院的学生家庭经济条件相对优越，他们强调个人能力和自我价值的实现，在竞赛过程中缺乏沟通意识和分工合作，有时候会出现同一天不同学生在做同一条件的探究。4）实验教学内容、实验课程设置和实验教学体系需进一步改革。新的竞赛模式无论是对实验实践教学课程设置、实验内容还是对学生、指导老师都提出了新的要求。对于高校特别是应用型高校来说，不断完善并制定适应学生应用能力、创新能力的实践教学体系，既是一项应有基础性工作也是一项充分体现办学特色的必要工作。下面本文以学院近几年指导竞赛遇到的问题以及对实验实践教学体系进行的系列改革作初步介绍。

2 以学科竞赛为载体，不断优化实践教学体系

2.1 以学科竞赛为载体，促进实验课程的改革，提高学生整合知识的能力

学科竞赛是对知识的深入理解、系统整理以及实践运用的过程，竞赛结果集中体现了学生对知识的理解、知识的运用以及学生发现问题、提出问题然后解决问题的综合素质等，并从中反映了学校教学计划、教学内容的合理性。通过竞赛的参与、赛后经验交流与总结，及时发现教与学中存在的问题，以提高人才培养质量为目的，大力推行实践教学改革。融合化学和化工基础实验共性，以能力培养为主线，从化学一级学科出发，根据化学实验自身的内在规律和联系，重新组合实验内容［4］。完全打破以前按无机—分析—有机—物化等学科来安排化学实验的习惯，按化学实验基本操作到基本仪器的操作使用，从各类化合物的合成与物性测量、物质的成分分析与结构表征到综合设计实验，由浅入深、从基础化学实验、中级化学实验到综合化学实验，分阶段、分层次地构建实验教学课程。在相同的实验学时数情况下，更有利于学生实际操作能力和综合能力的培养。

2.2 以综合能力培养为导向，不断完善实验实践教学内容

随着学科竞赛的不断变革，学科竞赛的内容不仅具有综合性、前沿性以及涉及多学科知识的交叉性，同时还强调创新能力和综合能力的培养，这就要求学生有过硬的专业理论知识、实践操作能力和过强的创新设计能力。结合我校的实际情况与近化类专业特点，重视实验教学内容改革，逐步减少验证性实验项目的开设，加大研究性、创新性和综合设计性实验项目的建设，到2013学年三型实验项目比率就高达61。同时注重吸收和转化学校教师的科研成果及往年竞赛题目为实验教学内容，如在综合化学实验课程中增设了离子液体的合成、表征及其应用研究、席夫碱类金属配合物的合成及其与DNA的相互作用、纳米结构羟基磷灰石的微波固相合成新方法等实验项目，2013年还将2012年宁波市的学科竞赛内容苯佐卡因的合成与表征作为综合化学实验的内容［5］。无论是在实验项目上还是在实验手段上都体现了前沿、绿色、综合及创新等特点，不仅有利于学科竞赛人才的培养，还有利于学生的创新能力和综合素质的培养。

2.3 依托省级实验教学中心、建立多层次实验训练平台

我校生物与化学工程实验教学示范中心经过浙江省验收于2013年正式成为省级实验教学中心。实验教学示范中心坚持以“学生为主，教师为辅”的教学理念，紧紧围绕“分层次、模块化”［6］的实验教学体系，建立多个训练实验平台。第一层，基础训练实验平台，是近化类专业的入门课程，包括无机、分析、有机基础实验的单元操作练习、基本操作训练和一些小型综合实验。通过培养学生各种基本实验操作能力，使学生掌握基本操作技术、熟悉实验仪器、学会实验方法，打好基础。第二层，提高训练平台，主要包括中级化学实验（物理化学实验）、过程工程实验（化工原理）和仪器分析实验和生物化学实验4门课程，培养良好的实验素养以及科学的思维方法，从而逐步掌握科学研究的方法，具备一定的科学认识能力和初步的科学研究能力。第三层，拓展训练平台，主要是两门选修课程——综合化学实验和化工设计训练课程，开设的实验项目不仅是综合与研究型实验，且大多由我院教师科研成果转化而来，在师生互动过程中，达到实验教学和科研工作的相互促进，实现了真正意义上的教学相长。

2.4 以学科竞赛为契机，提升学生科研素质、创新能力和团队合作能力

经过多次改革后的大学生化学学科竞赛过程就像完成一个小型的科研项目，从六七月份开始，一直到十月份结束。参赛选手从拿到竞赛题目开始就要经历集体审题、文献查阅、实验方案设计、实验、实验数据处理与分析、研究报告撰写、PPT制作和现场答辩等阶段。这不仅对学生的专业知识、动手操作能力、归纳总结能力和学科知识的融合能力要求严格，还对学生的分析问题、解决问题能力和表达能力要求很高，更注重学生的团队合作、创新能力和综合实践能力的培养。这些综合素质、综合能力的提高并非短时间能达到，针对这一现状，学校和学院在构建创新平台，组织学科竞赛的同时，还以多种形式鼓励学生参加其他研究性工作，调动学生的创新意识。如学院一直鼓励学生从大二、大三就进入实验室充当科研小助手，让他们参与教师科研子课题有关实验的设计、操作，经过在实验室的锻炼与熏陶，他们的动手与创新能力得到很好的培养［7－9］；为了支持和鼓励广大学生积极参与校内外各类科研活动，要求学生组织团体，自行设计课题研究方向和研究方法，申报大学生科研创新计划（student research innovation program，SRIP）、“挑战杯”大学生创业计划等项目的资助，一个课题给予1 000～3 000元资助；同时为了提高学生的科研素养，学院一直鼓励学生利用周末、暑假开展一些与近化类专业相关的暑期实践活动或社团活动［8－9］。这些活动最终都以团队的形式进行申报答辩、中期汇报与验收答辩，不仅极大地激发了学生的学习积极性，还对学生的创新意识和团队协作能力都有很好的提升，不仅对学科竞赛起到促进作用，还是实践教学体系的补充和延伸。

3 基于学科竞赛的近化类专业实践教学改革初具成效。

以学科竞赛为载体，不断优化实践教学体系、完善实验实践教学内容、建立多层次实验训练平台的基础上，近化类专业的学生创新能力和综合素质等都得到了全面的提高。以2014年为例，学科竞赛获奖有国家级1项、华东区1项、省级6项［10］；大学生创新创业训练计划立项有国家级2项、省级2项；“挑战杯”大学生创业计划竞赛获奖有省级1项、校级3项；校级科研立项10项；本科生国内外发表论文4篇；申请国家专利2项；考研出国（境）升学情况也年年上升，可谓硕果累累。

4 结束语

大学生各类学科竞赛作为高校实验实践教学的补充和延伸一直发挥着举足轻重的作用，它不仅能推进高校实验教学内容及课程体系的改革，提高学生创新能力和综合素质，而且在一定程度上也能体现高校的办学水平。所以各高校应该在优化实践教学的基础上加大学科竞赛的经费保障机制［11－13］、师生激励机制、指导教师队伍建设和实验室间协调开放等，让大学生学科竞赛成为实践教学体系改革的载体，让学生通过参与学科竞赛来培养自身的创新意识和创新能力，提高自身的综合素质，更好地适应社会与市场对高素质人才的需求。

［1］中华人民共和国教育部，中华人民共和国财政部.关于实施“高等学校本科教学教学质量与教学改革工程”的意见.教高［2007］1号［J］.北京：中华人民共和国教育部，2007：1－10.

［2］刘长宏，戚向阳，薛猛，等.“四层次，三维度”学科竞赛体制的改革研究与实践［J］.实验室研究与探索，2011，30（1）：109－111.

［3］曾秀琼，李秀玲，何巧红，等.第五届浙江省大学生化学学科竞赛的体会与思考［J］.实验技术与管理，2013，30（6）：167－177.

［4］宗汉兴，毛红雷，沈波，等.基础化学实验［M］.浙江：浙江大学出版社，2007：1－20.

［5］周先波，王永红，毛红雷，等.独立学院设计性多步药物合成实验的开设［J］.实验科学与技术，2011，9（1）：132－134.

［6］吕海霞，江海亮，邹建卫.独立学院创建实验教学示范中心的探索与实践［J］.实验技术与管理，2013，30（12）：138－140.

［7］周先波.提高制药工程专业毕业论文（设计）质量探讨［J］.科技信息，2012（30）：37－39.

［8］孙爱良，王紫婷.构建大学生学科竞赛平台培养高素质创新人才［J］.实验室研究与探索，2012，31（6）：96－98.

［9］刘广君.基于学科竞赛的工科类专业大学生实践创新能力培养模式探究［J］.高教学刊，2015（11）：1－5.

［10］吕海霞，冯冬梅，程捷，等.实验教学示范中心的可持续发展探讨［J］.实验技术与管理，2016，33（7）：167－170.

［11］王喜鸿，王良辰，周密.论以学科竞赛促进理工科学生实践创新能力的提高［J］.实验室科学，2011，14（4）：1－6.

［12］尹仕，肖看.构建大学生多学科竞赛平台培养新型拔尖人才［J］.实验技术与管理，2009，26（5）：121－124.

［13］吴蔚.全国大学生电子设计竞赛对实验教学改革的启示［J］.实验室研究与探索，2007，26（11）：160－162.

Primary Research on the Experimental Teaching for Chem istry Related Specialties Based on Subjects Competitions

ZHOU Xianbo，MAO Honglei，WANG Yonghong，WEIMinhui
（School of Biotechnology and Chemical Engineering Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo 315100，China）

In order to improve the students’comprehensive ability，the practical teaching system of chemistry－related special ties have been reformed and practiced according to the actual situation of provincial experimental teaching demonstration center.Taking subject competition as carrier，Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University has established the practical teaching system of“hierarchical and modular”for chemistry related specialties by persisting in the practical teaching concepts of“student center，teach ers，supplemented by”.Reforming the experimental curriculum，improving the practice of teaching content，establishing platforms formulti－level experimental training of“strengthen foundation，improve skills and innovate”.After several years of explorations and practice，the competition results also improve the quality of experimental teaching and the quality of personnel training

chemistry－related specialties；practice of experimental teaching；reform；subjects competitions

G642.0

A

10.3969／j．issn．1672－4550.2017.03.027

2016－02－23；修改日期：2016－03－23

周先波（1973－），女，硕士，实验师，主要从事化学实验教学与研究。