探索式實踐新型化工實驗教學培養創新型人才

周國永,梁柏林,成琳

1.賀州學院 化學與生物工程系,廣西 賀州 542899

2.賀州學院 學工處,廣西 賀州 542899

探索式實踐新型化工實驗教學培養創新型人才

周國永1,梁柏林1,成琳2

1.賀州學院 化學與生物工程系,廣西 賀州 542899

2.賀州學院 學工處,廣西 賀州 542899

分析了化工傳統實驗教學在新的教學模式下存在的問題,探索并實踐了新型化工實驗教學,開放型研究型化工實驗的開設方式和教學效果,研究表明:開放型研究性化工實驗是先進的教學模式,在實踐中取得了良好的效果,并對今后化工實驗教學的改革提出了一些建設性的建議。

化工;化工實驗教學;新型化工實驗

引 言

化工實驗課是應用化學與化學工程與工藝等化工專業開設的一系列主干專業課,是實踐性很強的學科,是提高學生綜合運用所學知識處理實際問題,培養創新能力的重要教學環節。但是,目前傳統的化工實驗課存在一些問題,與科學技術、市場經濟的飛速發展,越來越不協調。因此,傳統的化工實驗改革勢在必行,通過新型化工實驗教學,培養創新型人才顯得非常重要、非常迫切;誠如江澤民同志指出,“創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力”。

1 傳統的化工實驗

化工實驗是幫助學生鞏固理論知識,掌握化工實驗操作技能,培養理論實際一體化,綜合分析問題和解決問題能力的重要過程[1]17;是培養具有創新精神和提高實踐應用能力造就高素質人才的重要手段之一[2]97。在工科教學中,化工實驗,尤其對化工類本科專業而言,不僅能加深學生對課堂所學理論知識的鞏固和理解,更重要的是幫助學生樹立工程意識與觀念,培養觀察能力、提高實際動手能力、應用知識能力與創新能力,從而實現應用、創新型高素質人才的培養目標。

令人擔憂的是,目前化工實驗存在下列主要問題亟待解決。

1.1化工實驗教學方法死板

“刻舟求劍、邯鄲學步、掩耳盜鈴”典故在當前化工實驗教學中重演,化工實驗沿襲基礎化學的教學方法,照本宣科,照方抓藥,生搬硬套、死搬教條。這樣的教學方式,沒有體現與時俱進性,難以跟上時代的步伐,與應用型、創新型高素質人才的培養目標不相符;顯而易見,在傳統化工實驗教學模式不易培養出應用型、創新型高素質人才。

1.2化工實驗教學內容陳舊

傳統化工實驗教材陳舊,很少開設綜合型化工實驗和設計型化工實驗,化工實驗課程多是相關理論課程教學“附屬品”,且教學模式固定、陳舊,大多是按部就班的演示型、驗證型化工實驗,沒有體現與時俱進精神。該教學方法不易啟迪學生的創造性思維,與現代教育有較大的差距,沒有體現“強化培養學生素質,造就創新型人才”思想,已遠遠不能滿足新時代背景下對創新型人才培養的要求。

簡言之,傳統化工實驗沒有很好的緊跟時代發展的步伐,沒有緊密圍繞服務社會主義經濟建設這一偉大主題。

1.3化工實驗教學目的模糊

高等學校的基本任務之一是培養創新型人才[3]1,[4]2,化工實驗與一般化學實驗不同之處在于它具有明顯的工程特點、具有與工業化聯系緊密的特色、處理物料批量化、涉及變量諸多化、設備大型化、生產連續化,同時具有復雜性和多變性,受動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞與化學反應過程等影響,其處理方法也不同于一般化學實驗[5]106,[6]77,在處理過程中抓住過程的本質,將復雜的實際問題合理簡化。化工實驗是培養學生具備工程觀念的重要環節[7]95。在化工實驗教學中注重學生工程能力的培養,將工程與化工實驗教學環節融為一體,開闊學生的視野,培養學生樹立工程觀念、提高創新能力、增強實踐能力和運用所學化工理論分析、解決工程實際問題的能力。

教師雖然知道化工實驗教學目的;但是在化工實驗教學中沒有很好的落實,其教學目的仍以驗證化工的基本原理為主。

1.4成績考核評價難以客觀

一方面,按照固定的模板寫預習報告、做化工實驗記錄、寫化工實驗報告等方面進行成績考核評價,而學生做的是重復的化工實驗,不用做化工實驗也可以“寫”化工實驗報告。化工實驗成績的評價難以客觀準確,有時存在混亂和“大鍋飯”現象,學生的積極性不但沒有得到發揮反而受到抑制。另一方面,一般化工實驗課的性質是考查課,往往每個學生都會及格,不像理論課會有不及格的現象發生。化工實驗內容的設計缺乏針對性,學生的主觀能動性也難以充分調動,導致化工實驗教學效率低,教學效果不理想,新形勢下不能達到教學目的。

2 新型化工實驗教學的探索式實踐

2.1構建創新型化工實驗教學體系

2.1.1修訂專業培養方案與教學計劃

邀請化工專家、化工公司的工程師、化工類理論課程授課教師、化工實驗教學指導教師聯席制訂、修訂化工實驗教學大綱,刪除陳舊的、過時的、應用性不強的教學內容,增加新的、應用較強的化工教學內容,從培養創新型人才培養目標為出發點,落實“厚基礎、強能力、高素質、求創新、重應用”人才培養方案,緊緊圍繞服務社會主義市場經濟建設這一偉大主題,特別是地方經濟建設,進一步明確了培養創新型人才的目標,同時又針對各專業的特點提出不同的人才培養目標和要求;打破專業限制,建立應用化學、生物工程、食品工程等不同專業而又統一的化工類課程教學化工實驗平臺,同時補齊各個專業所缺失內容并強化化工實驗課的地位,比如:在學分計算方面由18個課時改為36個課時為一個學分,遴選優秀的化工實驗指導教師,給予獎勵。

2.1.2建立科學的成績考核評價體系

針對學生成績考核評價難客觀,出現“大鍋飯”現象,急需建立科學的成績考核評價體系。

化工實驗課不同于基礎化學實驗課,化工實驗課強調的是基本知識和技能的靈活運用。在考核方式上,基礎化學實驗課偏重理解與記憶,而化工實驗課注重工程與實踐,故書面考試不應成為檢驗化工實驗考試的唯一形式,而應多方面綜合評價學生的成績。通過科學的成績考核評價體系可全面有效的實現化工實驗教學目的,有利于化工實驗教學質量的提高,創新型人才的培養。

在化工實驗成績的評價中更注重的是化工實驗全過程,而不僅僅是化工實驗結果。通過對預習、操作、數據處理、綜合分析、分組討論、教師點評等不同的教學環節,推進學生自主學習和創新學習。

實踐表明,這種多元化的化工實驗考核方法,是行之有效的,它不僅調動了學生參與實踐的積極性,提高了分析問題、解決問題的能力,也培養了嚴謹求實的科學態度,起到了在新形勢下樹人的作用,對創新型人才的培養與造就有非常積極的作用。

2.2實施開放、研究型化工實驗

2.2.1加強學生化工實驗設計能力的培養

化工實驗進行前,教師首先提出化工實驗目的,讓學生根據自己所學的知識,查文獻來制定化工實驗方案,學生自主設計化工實驗,教師在適時適度給予指導,在學生與教師的相互討論基礎上,形成最終化工實驗方案,然后進行化工實驗,在化工實驗中探索其方案的可行性。

2.2.2加強適時分析與討論

組織學生對化工實驗結果、內容、方法、目的及相關內容進行現場討論,給學生更多的空間與發言權,鼓勵學生大膽發表意見,指導教師適時提問,引導學生積極思考,提高學生的化工實驗設計能力,培養學生對化工實驗結果的分析能力,同時對化工實驗背景知識及相關領域內的發展作進一步了解。對一些的確不適宜進行現場討論的化工實驗,則要求學生在寫化工實驗報告時,重點放在化工實驗的分析討論上,要求學生從多方面、多個角度來探討化工實驗過程與結果。

2.2.3強調化工實驗獨立性

化工實驗過程中突出學生的主體地位,教師的主導地位,根據每個化工實驗需要的最少人數,來分組,使學生在化工實驗中人人成為探索者。化工實驗過程中,學生根據自己實際情況,自己設計化工實驗方案,自己設置化工實驗目(與指導教師協商)并獨立操作。教師注意觀察學生的操作情況,特別是易出差錯的、關鍵性環節。一旦發現問題,教師適時、適度指導,引導學生勤于思考,勤于實踐以加深對化工實驗原理、方法的理解,以加強學生在化工實驗操作中的獨立性,以鍛煉并提高學生的化工實驗技能,并增加學生對化工實驗的興味趣性,進而為培養創新型人才奠定良好的基礎。

2.2.4注重合作精神

如今科技迅猛發展,各門科學往往相互滲透,科學上的重要課題都牽涉到許多方面,化工實驗也不例外,個人的力量總屬有限,極難單獨完成。通過合作可以將不同的學術思想與觀念進行交流,使各具優勢的人才發揮各自的長處,創造出更優秀的成果。目前大學生多為獨生子女,以自己為中心,缺乏必要的合作,合作精神相對較差。因此在化工實驗過程中,有意識地設置一些必須多人通力合作才能完成的化工實驗,在掌握化工實驗技術與方法的同時注重并強化合作精神的培養。此外,在化工實驗過程中的各個環節需要合作精神,才能很好的完成。

2.2.5完善計算機輔助教學

以科學的方法,借計算機技術進行計算機輔助教學(Computing Aided Instruction,CAI)來設計、實施與分析化工實驗,令化工實驗內容更形象、更生動,更逼真,有利于學生進一步理解和掌握化工實驗精妙所在。

利用化工軟件來處理化工實驗數據,增強化工實驗效果,提高化工實驗結果檢驗的準確性,及時分析與解決化工實驗過程中的問題,通過軟件處理數據也可進一步提高學生運用計算機的能力,為將來計算機與化工等多門學科交叉復合型 ——創新型人才的培養奠定良好的基礎。

另外,利用化工實驗仿真軟件演示實驗過程也可增強預習效果。

2.2.6強調工程觀點

化工實驗教學相對于課堂理論教學,它具有直觀性、實踐性、綜合性、探索性和啟發性的特點。化工實驗課教學正如一座橋梁,把學生理解、鞏固化工課程所闡述的基本原理與現代化工緊密地聯系在一起。強調樹立工程觀點,培養并提高學生分析和解決現代化工生產過程中的實際問題的能力。在化工實驗教學中,學生首次接觸到和實際化工生產設備較接近的化學工程、化學工藝實驗裝置,對于學生“工程”概念的初步形成很有益處,對于將來投身于化工實際生產中很有裨益。

化工實驗課教學在培養學生工程觀點的同時,對提高學生的工程實踐能力與綜合能力,特別是創新能力起著舉足輕重的作用。

2.2.7注重創新精神

學生的創新精神或者是發現問題的能力需要培養,學生所處的環境,不加思索地接受老師的說法和書本上的說法,認為都是真理,形成了一種思維定勢這是不科學的,不利于創新型人才的培養。

通過合理安排學生課內、課外時間進入化工實驗室,通過選修化工實驗項目,體現個性教學模式,滿足學生求知、探索和創新的欲望,打破上述思維定勢,挑戰“權威”有著重要的積極意義,有利于創新型人才的培養。

2.2.8樹立“綠色化工實驗”意識

化學工業是能源消耗的重點行業,也是易污染工業,隨著人們環保意識的提高,化工產業的環保問題越來越受到重視,在化工實驗教學中,理應培養學生的綠色化工概念。

所謂的綠色化工,是在化工產品生產過程中,從工藝源頭上就運用環保的理念,推行源消減、進行生產過程的優化集成,廢物再利用與資源化,從而降低成本與消耗,減少廢棄物的排放和毒性,減少產品全生命周期對環境的不良影響。綠色化工的興起,使化學工業環境污染的治理,由先污染后治理轉向從源頭上根治環境污染。

在學生時代,培養創新型人才,樹立“綠色化工實驗”意識,增強環保思維,顯得頗為重要。

3 新型化工實驗教學的效果

參加開放型研究型化工實驗的學生認為,這種化工實驗方式讓他們較好的地掌握了教材上的知識,而且學到了一些從教材上學不到的知識,增強了化工工程觀念,學習和了解到化工產品的前沿知識,更加深了對化工產品的合成、分析、應用及其商品化的理解。有些學生通過這種化工實驗,改變了原來對課程不感興趣的態度,對化工專業也有了更深更準確的認識。學生“勤于思考、勇于探索、善于實踐”的局面已初步打開,新型化工實驗教學的所取得的效果主要表現以下幾個方面。

3.1強化了學生的化工實驗技能。通過專業化工實驗的訓練,同學們不僅鞏固了所學的理論知識,而且化工實驗操作技能得到了全面的鞏固與提高,培養了同學們的工程觀點。這就為今后走上工作崗位,奠定了堅實的基礎。

3.2增強了學生創新意識。化工實驗教學的目的是提高學生的實踐能力,培養學生的創新精神,培育創新型人才。在化工實驗中,從教學模式、指導方式,以及考核方式上強調技能和能力的培養,發揮的學生的主體作用和教師的主導作用,通過這種方式培養的人才,得到了學生和用人單位的充分肯定。

3.3提高了化工實驗指導教師的業務水平。學生的水平提高了,很明顯化工實驗教學改革對化工實驗課指導教師提出了更高的要求,不僅要授之以魚,更要授之以漁:教學觀念要更新,思路要清晰,學生的培養目標與綜合能力更上一層樓。化工實驗課指導教師在指導學生解決問題的過程中自身業務能力得到了提高,高水平的教師培育高水平的弟子;高水平的弟子又“逼迫”教師提高自身水平,結果是形成良性循環,師生向著共同的高水平目標前進再前進,創新型人才的涌現終于有望了。

4 結束語

新型化工實驗教學作為教學改革的思路,取得了明顯的成效,但是也帶來一些“問題”,其主要表現以下幾個方面:首先,化工實驗條件需進一步完善;其次,教師與學生均需要投入大量的時間與精力;最后,對于教師與學生的要求均較高。但已取得的化工實驗改革效果給了我們很多鼓勵,今后還需進一步深入探索和實踐。讓學生有更多的選擇機會,更好地開展個性化創新人才的培養。只要不斷地探索和實踐,就一定能在化工教學工作中取得越來越好的成績,創新型人才的涌現指日可待。

[1]蔡炳新,蔡熾,曾鴿鳴等.改革實驗教育教學培養創新型人才[J].實驗室研究與探索,2009(1).

[2]周文富.地方高校實驗教學模式改革與創新人才培養[J].實驗室研究與探索,2009(7).

[3]謝友柏.校的聚焦點是培養創新人才[J].實驗室研究與探索,2009(8).

[4]朱清時.必須重視原始創新能力[J].實驗室研究與探索,2009(6).

[5]蔡熾,蔡炳新.以培養創新型人才為宗旨,全面提升國家級實驗教學示范中心建設水平[J].實驗 技術與管理,2008(2).

[6]于兵川,吳洪特.實驗酵學與科研有機結合培養學生創新意識和能力[J].實驗室研究與探索,2010(2).

[7]譚平.地方高校應用型人才工程實踐能力的培養[J].實驗室研究與探索,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

周國永(1978-),男,河南省新鄉市人,賀州學院講師,碩士。主要研究方向:化學工程、材料學。

賀州學院教育教學改革工程項目重點項目(項目編號:hzxyjg2010001),新世紀廣西高等教育教學改革工程“十一五”項目(項目編號:2009B082)。