有機化工與科創融合的教改探索與實踐*

魏文廷，田 慧

(寧波大學材料科學與化學工程學院，浙江 寧波 315211)

有機化工是化學工程與工藝、化學、材料等相關專業的一門基礎學科，在新一輪科技革命及教育改革中它將在各領域發揮著愈發重要的作用。高校高等教育中，有機化工是推動建設創新型科技強國的核心學科之一。學科建設中，其是石油化學、化工工藝學、精細化工等眾多學科的奠基石，是一些新學科的增長點與發展應用方向。同時，它又與諸多學科相互交融、延伸、滲透。在生活中，有機化工在生產生活中有著廣泛的應用，在保障人民基本生活的同時，又助力人民高質量生活的發展。

有機化工課程的學習能夠提升學生實踐能力與探索能力。因而，該課程的學習常需理論知識與實驗探究的有效結合[1]。在這個快速更新迭代的新興世界，創新是每個行業領先者的社會通行證，是結束“卡脖子”技術的底牌，是社會不斷前進與發展的門檻。近年來，國家出臺了有關大學生創新創業的系列文件與政策，其中，習總書記在《關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》的講話，更是極大地體現了創新的重要性、關鍵性與迫切性。因此，在關注與提高學生的“實操”能力、分析與解決問題能力之外，學生創新創業素質的提升，將是未來有機化工教學的一個研究重點與難點。本文將主要分析當代大學生學習有機化工所面臨的問題，并結合當下社會對創新人才培養的要求，提出有機化工“專創融合”的新式教學方案。

1 當代大學生學習有機化工常見問題的研討

1.1 課程研討

有機化工課程的設置，有利于學生分析、解決問題能力的提升。有機化工課程是應用化工生產技術專業的核心課程，整個學科內容較為豐富，知識全面，主要講授典型有機化工產品的生產原理、工藝條件優化、主要設備結構和新的工化工藝等內容，理論性與抽象性相互結合，整個學科體系前后有著較強的邏輯結構。因此，這要求學生需循序漸進的學習，若進行跳躍性學習，將給學生增加一定的學習難度[2]。

1.2 學情研討

在傳統的有機化工教學中，學生很難高度集中或興趣性的主動學習、接受知識。另一方面，大多高校學生在經歷“寒窗苦讀”之后，開始渙散的學習模式，被動的接受學習，缺乏對有機化工學習的興趣，而這種機械型的學習，不僅僅會導致學生學習效率、思考能力、團結合作能力低下，一定程度上還會影響學生心理上的自我挫敗感，進而出現厭學情況與自我否定情況。因此，教師的有效教學對學生高效學習起著關鍵作用。

1.3 形式研討

本科階段的有機化工教學，對學生“科創”能力的培養局限在課堂及畢業論文階段，不能滿足培養“科創”人才的需求。一個國家的欣欣向榮、蒸蒸日上，離不開科技的創新，更離不開斗志昂揚的青年，通過開展各類“科創”活動，有效培養激發青年學生的科創意識與創新精神，能更好地提高當代大學生的“科創”能力、環境適應能力以及快速適應工作角色的能力[3]。同時，處在本科階段的學生，大多創新意識相對薄弱，針對現有的學情狀況，從課程內容設置與教育方法出發，結合目前存在的問題提出相應的對策。

2 有機化工與科創融合的理念

2.1 滲透化工理論知識，筑牢科創實踐基礎

扎實學習理論知識是學生投入科創實踐的基礎，學生須在課堂上認真學習有機化工相關知識，將其滲透才可運用到實踐中。近兩年高校授課受到“新冠疫情”的影響，很多課堂被迫由線下課堂教學變為線上網絡教學。對于這種授課方式的改變，教育工作者應當思考在無法面對面交流的情況下如何讓學生集中注意力聽課、扎實地掌握專業知識。首先，授課老師應當不斷拓寬豐富自己的專業知識領域，學會靈活運用網路教學的工具，在線上視頻教學中插入PPT做演示。其次，在此基礎上結合相關知識可運用到實驗視頻上，讓學生在視覺上受到一定程度的沖擊，以此可以產生濃厚的興趣。再者，在課堂上給予學生足夠的時間提出問題并相互之間討論，讓學生掌握解決問題的主動權，在學生討論過后教師再給出專業的答案。這樣的互動方式既讓學生集中注意力聽課又發散了學生的思維，學生掌握理論知識后才能在實驗課中靈活運用。運用既包括學校開設的有機化工實驗中的原理理解與實驗操作，也包括學生在跟隨導師進行科研實驗時的應用。

2.2 教學帶動實驗，提升教學水平

現如今將發達的網絡技術與高校教育課堂教學相互融合，開辟了許多新型的教學模式，以移動終端為平臺開展微教學逐步成為課堂教學不可缺的補充模式[4]。這些新出現的課堂模式代表著對各高校教師需要更高的職業要求，因為在新型的網絡教學模式下，教師教學水平直接聯系學生對知識的掌握。部分教師在改革上意愿不是很強烈，他們更習慣于易于操作的傳統教學方式，這種現象在教學中需要盡量避免才可以高質量高水平地提高教學水平。在提高教學水平的基礎上，教學才可以充分帶動實驗課程，培養學生科創能力，樹立將課程與實驗融合的理念，有利于提高學生綜合素質。

因此，教育工作者將提高教學水平的理念融入到有機化工理論課程與有機化工實驗中，這種改革與探索必將提升學生的學習能力，同時提高教師與學生的科學素養以促進雙方共同進步。

2.3 設計綜合實踐課程，培養學生創新能力

在化工學科傳統的教學模式下，培養學生創新層面的能力迫在眉睫。在有機化工實驗教學中，教師可以利用有機化工實驗綜合性的設計過程來培養學生在此方面的創新能力。雖然有機化工屬于工科，但是教師也是可以依據這些不同類型的實驗來給學生講述與生活有關的實驗趣事，以此來激發學生進行科研實驗的濃厚興趣，尤其是與學生在生產生活中緊密相連、息息相關的實驗，能夠更大幅度地提升學生的主觀能動性性和創造性，也可以培養學生嚴謹的科研態度，讓他們具有設計開發能力與創新理念，更能培養學生具備從事化工生產和工藝調節的能力，在操作上得到一定程度的鍛煉，最后成為一名多能型人才[5]。

教師在指導學生進行綜合設計性實驗過程中，首先應該遵循化工實驗的綜合性以及科學性，此外為了保證實驗的創新性，設計過程中應將每一個單獨的實驗緊密的聯系起來，這樣可以使整個實驗具有連貫性、嚴謹性。學生在進行綜合設計實踐的過程中，通過理論聯系實際，使學生在課堂上學到的理論知識得到有效反饋。讓學生將探索有機化工相關知識從被動轉化為主動，拓展豐富學生所學的實驗內容，因此綜合設計性實驗更能促進學生創新能力的培養。

3 教學與“科創”相融合的實行方案

3.1 “科研實驗-學科競賽-課程創新”相互支撐

隨著有機化工不斷地發展，高校大學生對于該學科的學習不能僅僅只停留在掌握理論知識。在此之前，高校培養注重于將實驗融入教學中。然而，有機化工的科研實驗不止是做完一個簡單的實驗反應就結束了，而是學生真正地進入科研生活的體系。各高校大學生均有對應的導師，在學有余力的時間里，學生跟隨導師著手研究科研項目，在科研實驗中學習實驗技能、科學思維和解決實際問題的科研素養。

對于本科階段的學生，課余時間比較充足，各省各高校積極組織開展知識競賽例如化工競賽，鼓勵引導學生參與其中。教師在平時傳授知識的同時，可以開設知識競賽培訓的相關課程，給予參賽學生一定的指導，該指導可以包括專業知識的鞏固，也可以是學習現代化工實驗儀器的使用方法。學生就可以在知識競賽的準備過程中，更好地扎實應用所學的知識。

在原有的傳統有機化工教學模式基礎上，新型的課程可以由學生自主學習為主，教師根據學生實際情況增設研討性課程，不僅是師生之間討論交流，更要滲透到學生與學生之間。將課程的重要目標定位為不斷提升學生的科創能力，培養高水平人才。同時在互動的研討性課程中，教師能更好地傳授理論知識以及發散學生固有的思維方式。

3.2 “重視實驗操作-學術交流-教學一體”相互協同

在實踐教學中，保證學生實驗操作基本技能嚴謹規范的前提下，以學生為主體，在實驗課程中采用引導式教學方式，讓老師在實驗過程中充當一個啟發者。高校開設有機化工實驗課時，不僅要培養學生在實驗中的操作技能，同時要鍛煉學生在實驗操作中學會提出問題、敢于質疑、主動思考、探索實驗過程的多方面能力，而這往往比學會實驗操作更重要更具有挑戰性。

在專業知識課堂授課教學的基礎上，各高校在有條件的情況下，每學年定期為學生開展化工專業不同方向的學術報告和講座，可以涉及到日常生活例如化工廠如何操作運轉或者模擬化工仿真實驗，這些知識必然引起學生濃厚的興趣，也可以做到不同方向之間相互滲透，營造崇尚學術、投身競賽的氛圍，這樣既做到了豐富了學生的知識面，還可以讓學生產生對學習的熱情和興趣。

引導和鼓勵學生進行科研項目訓練，師生做到教學一體化，理論和實踐交替進行，組織學生在不同的研究方向進行科研實驗訓練，再由個人興趣和發展意向決定合適的研究方向，減少盲目性地實驗操作。在科研實驗訓練的過程中，學生需要思考如何選擇原料路線，如何評比不同的生產方法，積極探討工藝參數，再根據技術條件、經濟對比、能源消耗，“三廢”治理情況判別項目可行性，從而制定合理工藝流程[6]。這些學術交流可以讓學生在潛移默化中樹立自己的學術理想，培養專業認同感，提升自我科學素養。

3.3 “創新項目-科創競賽-導師課題”相互銜接

通過“本科生導師制”制定“一人一方案”，鼓勵學生科創實踐，借此提高學生對于科研的創新精神，讓學生具有獨立思考的能力，并且根據具體情況來開展多方面的課題項目。

結合導師的研究課題，以學生成長為中心，積極探索不同的科研方向，學生積極參與科創競賽，并在此基礎上盡可能高質量地開發創新項目，這樣便構成了較為整體能相互聯系的科創實踐環節。同時鼓勵學生以此基礎或根據自己的興趣，自主申報各類創新項目和參加各類學術科創競賽。在此過程中，團隊將會不斷完善科創項目，提高成員們專業能力以及各方面水準。在此基礎上，教師指導本科生在高水平學術期刊上發表研究論文，至此能系統性的培養學生科創能力。

4 結 語

當今時代各高校在不斷進行教育改革，有機化工教學模式也在不斷推陳出新。面對傳統有機化工教學所出現的問題，教師有責任有義務對其進行解決。對于有機化工教育模式的改革與探索之路任重而道遠，教育工作者在做好本職工作的基礎上，應當與時俱進、不斷開拓出創新型的教學方式，豐富拓展更深層次的教學內容，在科研實踐中給予學生更多學習機會，更深層次的指導，培養其更綜合性的能力。將科研實踐融合其中，將理論知識與科研創新相結合，也必將讓學生在有機化工的學習上更加深入、更具有針對性。