基于新工科理念的以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的化學實驗室探索與實踐

楊全錄，展惠英，張興輝，師海雄，李翠林，吳 尚

(1.蘭州文理學院 化工學院，甘肅 蘭州 730000；2.西北民族大學 化工學院，甘肅 蘭州 730000)

教育部 2016 年提出“新工科”概念，新工科建設的思路包括建設適應時代發(fā)展需要的新工科專業(yè)和對傳統(tǒng)工科專業(yè)進行革命性改造，培養(yǎng)一大批具有 綜合素質和創(chuàng)新能力的“新工科”人才，使其更好地適應行業(yè)和區(qū)域經濟社會升級發(fā)展的需要。為更好地適應新工科理念下學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我校化學化工實驗室建立了一套新工科理念下“基礎理論化學實驗平臺—專業(yè)能力實踐化學平臺—綜合創(chuàng)新實踐平臺”化學化工實驗室實踐教學管理體系(圖1)。并且在實驗室教學模式、開放管理模式、實施方法三者相結合的模式中進行了探索與實踐，該方法受到了老師、學生的一致好評，達到了最初預計的教學效果。

圖1 實踐教學體系

我校化學化工實驗室近年來積極進行實踐教學改革，在已有的教學模式的基礎上，積極探索基于工作過程的實驗實訓教學模式(圖2)。該模式以學生為主體，以實驗及研究項目課程為導向，創(chuàng)設教—學—做—完成的教學流程，創(chuàng)設“學中做，做中學”的教學新思路、建立“工—學一體教育教學新理念，采用學—考—評—鑒相結合的評估模式，達到應用型人才培養(yǎng)目的[1]。

圖2 教學模式

1 構建合理的模塊化課程體系，在分析和化工教研室中實現“教、學、做”三者相結合的一體化教學方法

實驗教學團隊致力于把“綜合能力目標型”的教學新模式研究引向更加深刻、濃厚和長遠的創(chuàng)新教育理論和教學實踐方法中，構建模塊化課程體系，完善“教、學、做一體化”的教學方法[2]。組合設計出相應的教學模塊，構建以應用化學專業(yè)職業(yè)崗位要求為核心的，由四大能力(即實驗室的組織與管理的能力；進行分析與檢驗的動手能力；分析儀器設備使用操作、維修的能力；編寫實驗技術報告的能力)模塊組成的課程體系；強調基礎知識與實踐應用的相結合，注重加強理論基礎即嚴格規(guī)范實驗中的每一步基本操作，全面加強綜合應用能力的鍛煉，在實踐教學中加入對實驗樣品的分析與討論，學生通過在實驗過程中對實驗樣品的選擇和預處理等方面的學習提高學生分析問題、解決實際問題的能力。

2 實施“市場調研——實訓項目——產品——市場應用”實驗實訓教學模式

以市場供需關系為指導方針，學生通過對市場的需求調研，將實際生產的產品以實訓項目的模式深入到教學實踐中，再通過產品的研發(fā)推向市場，完成了一個完整的化工產品的開發(fā)與生產，提高了學生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力(圖3)。

圖3 “市場調研—實訓項目—產品—市場應用”實踐教學模式

3 堅持和不斷完善“三個報告，一個考試”的程序化、規(guī)范化實驗實訓教學管理模式

教學團隊經過長期的實踐教學，深刻的體會了程序化、規(guī)范化“三報告、一考核”的綜合實驗教學模式。在實驗教學中，要求學生提前預習實驗內容、制定實驗方案、完成預習報告，任課教師審定后方可進行實驗；學生在實驗過程中，必須按照要求做好實驗并完成實驗記錄報告，實驗結束后，老師簽字認可后方可依次離開實驗室；學生課后認真完成實驗報告，發(fā)現任何問題及時與老師溝通，教師批閱和評價給分。

4 “6S管理法”實驗教學模式

在基礎實驗、實訓的教學中可以借鑒6S管理法[3]，企業(yè)發(fā)展和管理的方法、理念應用于課堂教學管理中，使實驗教學更加高效和有序的展開，同時可以使學生提前感受到先進企業(yè)的管理氛圍，為學生將來在企業(yè)工作以及創(chuàng)業(yè)打下堅實的基礎(圖4)。

圖4 “6S管理法”實驗教學模式

5 學生實驗助理員制度

實驗室是學生實際操作、完成實驗和開闊眼界的最直接場所，同時也是教師們完成科研任務與教學的重要場所，實驗室的合理、完善建設，直接關系著每一步實驗環(huán)節(jié)質量的好壞。加大實驗室的開放力度，讓優(yōu)秀本科生能真正融入到實驗室當中，親自參與設計實驗，參與實驗室的管理等等，能有效提高學生的自主學習能力，解決學生課余時間不能及時親自動手實驗的問題，充分利用學生的學習時間。

在化工學院建立了學生實驗助理員制度。學生參與制訂學期實驗計劃及用品需求計劃、準備與發(fā)放實驗物品工作、設備技術更新、協助教師進行實驗指導、環(huán)境監(jiān)督和維護，使學生更直接的參與到實驗室管理與建設，從而提高了學生的能力素質，提高了學生的職業(yè)能力[4]。

6 吸收學生進入實驗室積極參與教師的科研活動

當代大學生活潑、精力充沛、動手能力強、思維敏捷、具有創(chuàng)新性，且智慧潛力和可塑性很高,這種可貴的智力資源恰是提高學生創(chuàng)新能力和培養(yǎng)過硬實踐能力的基石。因此，在不斷保持學生積極學習熱情的同時、還要注重于他們的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不但敢于給學生出點子、壓擔子，更要鼓勵他們參與大型實驗課題的研究與創(chuàng)新；但老師的研究課題一般是反映現代綠色化學的發(fā)展，趨向科研的前沿，不但是跨學科，更是跨領域的綜合交叉的大型研究項目，這種項目一般要求嚴格、規(guī)范且高端，那么就會使用昂貴的材料，精密先進的儀器設備，讓每一位學生參與有些不現實。因此，我院師生采取了先學后做，最后參與研究的輻射方法，即一個學生如果按我院新編實驗教學大綱順利積夠實驗學分，并獨立完成3個以上綜合性、設計性、探索性實驗項目后可以優(yōu)先參與自己感興趣老師的課題研究。通過“學中做，做中學”這種導向學及研究方法，更凸顯了輻射效應，誘發(fā)了學生自主學習的積極性、主動性和創(chuàng)新思維性。這樣學生在參與大型項目研究后，不但將對他們創(chuàng)新能力和實踐動手能力的強化訓練和培養(yǎng)有了更進一步的提高；同時，這種互動的、雙向的輻射效應，也為我院的科研隊伍增添了新生力量[5]。由實踐可以證明，采用的大膽、創(chuàng)新嘗試使我院近3年來的畢業(yè)生，無論是考研率，還是就業(yè)率均居兄弟院校前列，取得了學校領導、社會、企業(yè)和家長的高度認可。這也說明了我院在培養(yǎng)富有開拓進取精神、創(chuàng)新思維能力、具有高水準競爭力的高素質人才發(fā)展戰(zhàn)略上的重大突破。

7 結語

總而言之，化學課程創(chuàng)新對于高校化學化工實踐課程至關重要，要通過化學化工實驗課程的創(chuàng)新培養(yǎng)創(chuàng)新型人才必須不斷探索最新的和符合學生需求的教學內容、形式和發(fā)展方向，才能切實提高學生的綜合素養(yǎng)，有助于高校培養(yǎng)“新工科”人才，也有益于高校實驗室不斷深化改革，全面提升服務社會能力，適應社會的高速經濟發(fā)展需要，才能更好的為國家培養(yǎng)更多高素質、高水平人才。