基于盐湖化工特色推进有机化学课程改革

2024-02-24 00:00:00张鸿鑫袁瑞杜鹏理赵启文
现代盐化工 2024年3期
关键词:盐湖化工教学内容

摘要:有机化学课程聚焦有机化合物的化学性质及其变化规律,是盐湖化工专业的基础核心课程之一,为盐湖资源开发利用提供坚实的理论指导。结合盐湖化工专业特色,通过修订教学大纲、改革教学方法、完善考核体系、加强团队建设等措施,尝试模块化增补与结合盐湖化工发展相关内容,加强有机化学与盐湖化工生产过程以及盐湖化工专业课程之间的联系,为高校盐湖化工专业有机化学课程建设提供思路。

关键词:有机化学;盐湖化工;盐湖资源;教学改革十八大以来,党和国家高度重视盐湖资源开发利用,提出“加快建设世界级盐湖产业基地”的重要指示,为青海盐湖资源开发利用指明了发展方向和根本遵循[1]。在高校盐湖化工专业课程体系中,有机化学课程作为一门以实验为基础的理论课,是贯穿“基础教学”与“实践生产”的重要桥梁,在盐湖资源开发利用过程中发挥了重要作用[2]。然而,受传统教学模式影响,教师在教学过程中存在教学内容固化、教学方法老套、考核形式单一等现实问题,导致出现培育的专业人才“不专业”等实际问题,从而严重影响了高校盐湖化工专业人才的培养质量。因此,为更好地满足盐湖化工产业发展对专业人才的需要,急需对有机化学课程教学内容及环节进行改革,在改善课程内容框架的基础上,加强本课程与实际生产以及盐湖化工专业知识的联系,发挥有机化学专业基础课的引导作用。

1课程存在问题分析

有机化学课程以讲授有机化合物命名、结构、性质及其相互转化为主要内容,与其他基础课程相比,具有覆盖面广、理论抽象、体系庞杂等基本特征[3]。这就导致在教学过程中,教师为了在规定学时内顺利完成教学任务,存在教学内容浮于表面,部分实践内容探讨不充分、不细致等问题。此外,在传统教学模式影响下,有机化学课程缺乏“互动”性,导致课堂讨论流于形式,课堂氛围不佳[4]。在推进盐湖化工“产学研”综合发展背景下,目前所授有机化学课程内容与专业课程体系交互不够深入,理论教学与生产实践脱节,导致学生仅仅掌握了“考试内容”而缺乏课程之间的互动探讨,在学习过程中不能通过剖析课程内容窥见所学专业的发展现状及实际意义,使得“有机化学”丧失实际价值与课程魅力。

2有机化学改革措施

基于此,结合高校培养学生综合素质和实践能力的教学目标以及盐湖化工生产对化工专业人才的实际需求,本文通过增设“模块化”专题内容、探索“线上线下混合式”和“以赛促教”教学方法、完善课程配套评价体系、加强教学团队建设等多方面进行课程改革,以期在逐渐提高学生学习兴趣的同时,促进学生自主式、参与式、探究式与协作式学习,并以此达到培养学生创新精神和实践能力的最终目的。根据以上总体思路,具体课程改革措施分述如下。

2.1修订教学大纲

2.1.1增补课程相关内容

有机化学与盐湖化工生产相关的教学内容多呈“碎片化”形式散落在多个章节。以盐湖提硼、提锂等[5]化工生产为例,与之相关的教学内容如冠醚类、双酮类以及长链脂肪烃羧酸盐萃取剂的合成/制备方法分列于醇酚醚、醛酮醌、羧酸及其衍生物等多个章节,教师在理论教学过程中对于此部分与考试相关性弱而与生产实践关联性较强的知识点,常常“轻描淡写、一语带过”,使得学生无法将各小节内容学深学透,造成了知行分离的局面。对于后续延伸专业知识如“盐化工专业实验”与“盐化工工艺学”课程中硼、钾、镁浮选等重要内容,与有机化学中多羟基化合物、双亲性萃取剂的合成转化等内容高度相关,而传统教学内容中对相关化合物性质与后续实践课程的讲解内容相对空白。基于此,为了更好地将理论教学与盐湖化工专业知识相结合,学校通过适当精简有机物命名、蛋白质结构、多糖结构等内容,“模块化”增设与盐湖化工发展以及后续专业课程相关内容进行专项解析,以此搭建符合专业特色的知识体系框架,真正发挥有机化学基础课“巩固基础、服务专业”的作用。

例如:针对盐湖资源利用,盐湖卤水中含有大量钠、钾、硼、镁等碱金属的氯化物、硫酸盐及碳酸盐,化学组分复杂,盐湖稀有元素提取分离是目前对盐湖开发利用的主要手段之一[6]。目前的主要工艺有化学沉积法、溶剂萃取法以及吸附脱附法,涉及大量有机化学试剂的合成及制备,尤其对于高镁锂比盐湖中锂元素的提取,需要设计具有更加高效和特异性吸附的有机化合物的合成。结合学科前沿报道及产业发展,拟将冠醚类、双酮类及长链脂肪烃羧酸、多羟基脂肪醇类双亲性萃取剂的合成及制备内容进行归纳整合,分别列为“专题模块”,在理论课程教学过程中,利用部分学时进行专项解析,加深学生对理论知识的理解,激发学习兴趣,培养创新能力。

2.1.2丰富教学资源

为更好地服务于模块化教学,补齐教学短板,应适当增加相关书籍资料及学科前沿知识。一方面,针对“专题模块教学”,由教师讨论建立并逐步完善与之匹配的学习指南及教学资源,通过“雨课堂”“钉钉课堂”等线上平台,及时将最新科研进展及产业发展情况与学生共享,学生可以在上课之余查看并了解课外知识。另一方面,为丰富教学内容,教师应加强学科交叉融合,尝试将部分专业课程教学内容作为课前课后辅导资料进行整理归纳,使得学生可以通过了解和学习后延课程相关知识,理解课程之间的相互关系,逐渐对所学专业及发展意义形成认同。

2.2改革教学方式

2.2.1“线上线下混合式”教学

通过教学内容调整优化,传统的线下教学模式已很难保证教学环节实施过程的连续性和完整性,制定行之有效的教学方法势在必行。本文通过构建“线上线下混合式”教学模式,将基本教学内容与增补专业知识相结合,采取“线上课程专题辅导”“线下教材案例分析”同向同行的方案,进一步满足人才培养需求,提高综合教学质量及人才培养质量。

2.2.2“以赛促教”教学

实验教学是培养学生工程实践能力和创新创业能力的重要环节,是高校实施人才培养方式改革的重要内容[7]。因此,除了加强理论知识的学习以外,拟将有机化学课程知识与科学热点、教师科研方向、青海省特色产业等相互结合,推荐并指导学生参与“大学生化学实验创新设计大赛”“大学生创新创业大赛”“大学生挑战杯”等竞赛项目,培养学生运用所学基础理论知识分析及解决复杂实践问题的能力。

2.3完善评价体系

对教学内容及教学方式进行重构后,采用多样化考核方式进行最终评价,将更好地体现学生的基础知识掌握情况与综合学习效果,即在保留原来期末考试考查的前提下,更加突出平时学习过程的检测与反馈。其中包括预习检查、随堂测试、专题准备及问答情况以及课后整章知识的归纳和联系等。例如:预习环节,课前收集或抽查学生的预习讨论情况,促使学生在课前进行有效预习,课堂教学环节就能做到有的放矢,大大提高教学质量和效果;课堂环节,通过互动教学,主动地参与学习过程,根据课堂上学生是否提问及问题水平等,进行分数考评,形成良好的课堂气氛;课堂总结,及时总结课程重点知识,形成重难点知识框架,并通过与学生共同绘制知识导图加深学生印象,在此过程下,教师可进一步了解学生对基础知识的掌握情况。

2.4加强团队建设

为更好地优化教学效果,加强教学团队建设显得尤为重要。有机化学课程内容庞杂,学校应根据教师教学科研背景,适当划分团队分工,将前述“专题模块”教学内容进行深挖讨论,逐渐优化并梳理与实际生产及学科发展对应的教学模块,提高教学质量。此外,鼓励青年教师深造,提高学历层次,发表高层次的科研论文,提高实验研发能力,并积极外派教师参加与课程建设相关的研讨会议及活动。与此同时,为加强课程与实验教学的联系,学校应加强教研室教师与盐湖化工专业各教研室之间的交流合作,开展交叉学科教学和教法沙龙及论坛,从而进一步回馈课堂教学内容,加深课程交融,提高教师的授课水平和综合能力。

3结语

有机化学是一门从实验科学到理论规律再到生产实践的重要课程,加强理论联系实践是本课程教学改革的重要方法。根据盐湖化工专业特色,在教学环节中紧密结合盐湖资源提取利用以及后续专业课程相关内容,“模块化”增补相关教学内容及部分知识,以“线上线下混合教学”“以赛促教”为实施方案,通过完善评价考核方式,加强师资团队建设,不断进行教学反思和反馈,为积极探索新工科背景下,“教书育人”的教育教学新方法以及盐湖化工专业课程体系建设提供借鉴。

参考文献:

[1]辛忠.推进“产教+科教”协同发展,提高盐湖化工人才培养质量[J].化工高等教育,2023,40(5):1.

[2]任艳娇,赵换萍,许慧杰.应用型本科高校化工类专业有机化学课程教学改革实践[J].广东化工,2023,50(20):228230.

[3]刘瑞华,刘晓非,高娃.关于化工专业“有机化学”教学改革的分析[J].现代盐化工,2021,48(3):151152.

[4]何芝洲,陈国术,史文静,等.以金课为标准的化工专业有机化学教学改革[J].化学教育(中英文),2023,44(24):2532.

[5]李燕,王敏,赵有璟,等.盐湖卤水锂资源提取技术及开发现状[J].盐湖研究,2023,31(2):7180.

[6]邹松,方霖,沈善强,等.国内外典型硫酸盐型盐湖卤水资源现状及提钾工艺综述[J].矿产保护与利用,2017(5):113118.

[7]肖唐鑫.以前沿科研成果为例示范有机化学实验教学中的交叉融合模式[J].广东化工,2023,50(7):236238.

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