探索式實踐新型化工實驗教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

周國永,梁柏林,成琳

1.賀州學(xué)院 化學(xué)與生物工程系,廣西 賀州 542899

2.賀州學(xué)院 學(xué)工處,廣西 賀州 542899

探索式實踐新型化工實驗教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

周國永1,梁柏林1,成琳2

1.賀州學(xué)院 化學(xué)與生物工程系,廣西 賀州 542899

2.賀州學(xué)院 學(xué)工處,廣西 賀州 542899

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

化工;化工實驗教學(xué);新型化工實驗

引 言

化工實驗課是應(yīng)用化學(xué)與化學(xué)工程與工藝等化工專業(yè)開設(shè)的一系列主干專業(yè)課,是實踐性很強(qiáng)的學(xué)科,是提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識處理實際問題,培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。但是,目前傳統(tǒng)的化工實驗課存在一些問題,與科學(xué)技術(shù)、市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,越來越不協(xié)調(diào)。因此,傳統(tǒng)的化工實驗改革勢在必行,通過新型化工實驗教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才顯得非常重要、非常迫切;誠如江澤民同志指出,“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力”。

1 傳統(tǒng)的化工實驗

化工實驗是幫助學(xué)生鞏固理論知識,掌握化工實驗操作技能,培養(yǎng)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(yǎng)具有創(chuàng)新精神和提高實踐應(yīng)用能力造就高素質(zhì)人才的重要手段之一[2]97。在工科教學(xué)中,化工實驗,尤其對化工類本科專業(yè)而言,不僅能加深學(xué)生對課堂所學(xué)理論知識的鞏固和理解,更重要的是幫助學(xué)生樹立工程意識與觀念,培養(yǎng)觀察能力、提高實際動手能力、應(yīng)用知識能力與創(chuàng)新能力,從而實現(xiàn)應(yīng)用、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

令人擔(dān)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(xué)方法死板

“刻舟求劍、邯鄲學(xué)步、掩耳盜鈴”典故在當(dāng)前化工實驗教學(xué)中重演,化工實驗沿襲基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)方法,照本宣科,照方抓藥,生搬硬套、死搬教條。這樣的教學(xué)方式,沒有體現(xiàn)與時俱進(jìn)性,難以跟上時代的步伐,與應(yīng)用型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)不相符;顯而易見,在傳統(tǒng)化工實驗教學(xué)模式不易培養(yǎng)出應(yīng)用型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。

1.2化工實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊

傳統(tǒng)化工實驗教材陳舊,很少開設(shè)綜合型化工實驗和設(shè)計型化工實驗,化工實驗課程多是相關(guān)理論課程教學(xué)“附屬品”,且教學(xué)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(xiàn)與時俱進(jìn)精神。該教學(xué)方法不易啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維,與現(xiàn)代教育有較大的差距,沒有體現(xiàn)“強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì),造就創(chuàng)新型人才”思想,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新時代背景下對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。

簡言之,傳統(tǒng)化工實驗沒有很好的緊跟時代發(fā)展的步伐,沒有緊密圍繞服務(wù)社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)這一偉大主題。

1.3化工實驗教學(xué)目的模糊

高等學(xué)校的基本任務(wù)之一是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[3]1,[4]2,化工實驗與一般化學(xué)實驗不同之處在于它具有明顯的工程特點(diǎn)、具有與工業(yè)化聯(lián)系緊密的特色、處理物料批量化、涉及變量諸多化、設(shè)備大型化、生產(chǎn)連續(xù)化,同時具有復(fù)雜性和多變性,受動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)過程等影響,其處理方法也不同于一般化學(xué)實驗[5]106,[6]77,在處理過程中抓住過程的本質(zhì),將復(fù)雜的實際問題合理簡化?；嶒炇桥囵B(yǎng)學(xué)生具備工程觀念的重要環(huán)節(jié)[7]95。在化工實驗教學(xué)中注重學(xué)生工程能力的培養(yǎng),將工程與化工實驗教學(xué)環(huán)節(jié)融為一體,開闊學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生樹立工程觀念、提高創(chuàng)新能力、增強(qiáng)實踐能力和運(yùn)用所學(xué)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(xué)目的;但是在化工實驗教學(xué)中沒有很好的落實,其教學(xué)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(yù)習(xí)報告、做化工實驗記錄、寫化工實驗報告等方面進(jìn)行成績考核評價,而學(xué)生做的是重復(fù)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(zhǔn)確,有時存在混亂和“大鍋飯”現(xiàn)象,學(xué)生的積極性不但沒有得到發(fā)揮反而受到抑制。另一方面,一般化工實驗課的性質(zhì)是考查課,往往每個學(xué)生都會及格,不像理論課會有不及格的現(xiàn)象發(fā)生?；嶒瀮?nèi)容的設(shè)計缺乏針對性,學(xué)生的主觀能動性也難以充分調(diào)動,導(dǎo)致化工實驗教學(xué)效率低,教學(xué)效果不理想,新形勢下不能達(dá)到教學(xué)目的。

2 新型化工實驗教學(xué)的探索式實踐

2.1構(gòu)建創(chuàng)新型化工實驗教學(xué)體系

2.1.1修訂專業(yè)培養(yǎng)方案與教學(xué)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(xué)指導(dǎo)教師聯(lián)席制訂、修訂化工實驗教學(xué)大綱,刪除陳舊的、過時的、應(yīng)用性不強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容,增加新的、應(yīng)用較強(qiáng)的化工教學(xué)內(nèi)容,從培養(yǎng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn),落實“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、求創(chuàng)新、重應(yīng)用”人才培養(yǎng)方案,緊緊圍繞服務(wù)社會主義市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)這一偉大主題,特別是地方經(jīng)濟(jì)建設(shè),進(jìn)一步明確了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo),同時又針對各專業(yè)的特點(diǎn)提出不同的人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求;打破專業(yè)限制,建立應(yīng)用化學(xué)、生物工程、食品工程等不同專業(yè)而又統(tǒng)一的化工類課程教學(xué)化工實驗平臺,同時補(bǔ)齊各個專業(yè)所缺失內(nèi)容并強(qiáng)化化工實驗課的地位,比如:在學(xué)分計算方面由18個課時改為36個課時為一個學(xué)分,遴選優(yōu)秀的化工實驗指導(dǎo)教師,給予獎勵。

2.1.2建立科學(xué)的成績考核評價體系

針對學(xué)生成績考核評價難客觀,出現(xiàn)“大鍋飯”現(xiàn)象,急需建立科學(xué)的成績考核評價體系。

化工實驗課不同于基礎(chǔ)化學(xué)實驗課,化工實驗課強(qiáng)調(diào)的是基本知識和技能的靈活運(yùn)用。在考核方式上,基礎(chǔ)化學(xué)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(yīng)成為檢驗化工實驗考試的唯一形式,而應(yīng)多方面綜合評價學(xué)生的成績。通過科學(xué)的成績考核評價體系可全面有效的實現(xiàn)化工實驗教學(xué)目的,有利于化工實驗教學(xué)質(zhì)量的提高,創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

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(jié)果。通過對預(yù)習(xí)、操作、數(shù)據(jù)處理、綜合分析、分組討論、教師點(diǎn)評等不同的教學(xué)環(huán)節(jié),推進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)。

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(diào)動了學(xué)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(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度,起到了在新形勢下樹人的作用,對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)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(qiáng)學(xué)生化工實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)

化工實驗進(jìn)行前,教師首先提出化工實驗?zāi)康?讓學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識,查文獻(xiàn)來制定化工實驗方案,學(xué)生自主設(shè)計化工實驗,教師在適時適度給予指導(dǎo),在學(xué)生與教師的相互討論基礎(chǔ)上,形成最終化工實驗方案,然后進(jìn)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(qiáng)適時分析與討論

組織學(xué)生對化工實驗結(jié)果、內(nèi)容、方法、目的及相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行現(xiàn)場討論,給學(xué)生更多的空間與發(fā)言權(quán),鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表意見,指導(dǎo)教師適時提問,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,提高學(xué)生的化工實驗設(shè)計能力,培養(yǎng)學(xué)生對化工實驗結(jié)果的分析能力,同時對化工實驗背景知識及相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展作進(jìn)一步了解。對一些的確不適宜進(jìn)行現(xiàn)場討論的化工實驗,則要求學(xué)生在寫化工實驗報告時,重點(diǎn)放在化工實驗的分析討論上,要求學(xué)生從多方面、多個角度來探討化工實驗過程與結(jié)果。

2.2.3強(qiáng)調(diào)化工實驗獨(dú)立性

化工實驗過程中突出學(xué)生的主體地位,教師的主導(dǎo)地位,根據(jù)每個化工實驗需要的最少人數(shù),來分組,使學(xué)生在化工實驗中人人成為探索者?；嶒炦^程中,學(xué)生根據(jù)自己實際情況,自己設(shè)計化工實驗方案,自己設(shè)置化工實驗?zāi)?與指導(dǎo)教師協(xié)商)并獨(dú)立操作。教師注意觀察學(xué)生的操作情況,特別是易出差錯的、關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。一旦發(fā)現(xiàn)問題,教師適時、適度指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)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(qiáng)學(xué)生在化工實驗操作中的獨(dú)立性,以鍛煉并提高學(xué)生的化工實驗技能,并增加學(xué)生對化工實驗的興味趣性,進(jìn)而為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2.4注重合作精神

如今科技迅猛發(fā)展,各門科學(xué)往往相互滲透,科學(xué)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(dú)完成。通過合作可以將不同的學(xué)術(shù)思想與觀念進(jìn)行交流,使各具優(yōu)勢的人才發(fā)揮各自的長處,創(chuàng)造出更優(yōu)秀的成果。目前大學(xué)生多為獨(dú)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(shè)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(shù)與方法的同時注重并強(qiáng)化合作精神的培養(yǎng)。此外,在化工實驗過程中的各個環(huán)節(jié)需要合作精神,才能很好的完成。

2.2.5完善計算機(jī)輔助教學(xué)

以科學(xué)的方法,借計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行計算機(jī)輔助教學(xué)(Computing Aided Instruction,CAI)來設(shè)計、實施與分析化工實驗,令化工實驗內(nèi)容更形象、更生動,更逼真,有利于學(xué)生進(jìn)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(shù)據(jù),增強(qiáng)化工實驗效果,提高化工實驗結(jié)果檢驗的準(zhǔn)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(shù)據(jù)也可進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)的能力,為將來計算機(jī)與化工等多門學(xué)科交叉復(fù)合型 ——創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。

另外,利用化工實驗仿真軟件演示實驗過程也可增強(qiáng)預(yù)習(xí)效果。

2.2.6強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)

化工實驗教學(xué)相對于課堂理論教學(xué),它具有直觀性、實踐性、綜合性、探索性和啟發(fā)性的特點(diǎn)?；嶒炚n教學(xué)正如一座橋梁,把學(xué)生理解、鞏固化工課程所闡述的基本原理與現(xiàn)代化工緊密地聯(lián)系在一起。強(qiáng)調(diào)樹立工程觀點(diǎn),培養(yǎng)并提高學(xué)生分析和解決現(xiàn)代化工生產(chǎn)過程中的實際問題的能力。在化工實驗教學(xué)中,學(xué)生首次接觸到和實際化工生產(chǎn)設(shè)備較接近的化學(xué)工程、化學(xué)工藝實驗裝置,對于學(xué)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(chǎn)中很有裨益。

化工實驗課教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生工程觀點(diǎn)的同時,對提高學(xué)生的工程實踐能力與綜合能力,特別是創(chuàng)新能力起著舉足輕重的作用。

2.2.7注重創(chuàng)新精神

學(xué)生的創(chuàng)新精神或者是發(fā)現(xiàn)問題的能力需要培養(yǎng),學(xué)生所處的環(huán)境,不加思索地接受老師的說法和書本上的說法,認(rèn)為都是真理,形成了一種思維定勢這是不科學(xué)的,不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

通過合理安排學(xué)生課內(nèi)、課外時間進(jìn)入化工實驗室,通過選修化工實驗項目,體現(xiàn)個性教學(xué)模式,滿足學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望,打破上述思維定勢,挑戰(zhàn)“權(quán)威”有著重要的積極意義,有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2.2.8樹立“綠色化工實驗”意識

化學(xué)工業(yè)是能源消耗的重點(diǎn)行業(yè),也是易污染工業(yè),隨著人們環(huán)保意識的提高,化工產(chǎn)業(yè)的環(huán)保問題越來越受到重視,在化工實驗教學(xué)中,理應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的綠色化工概念。

所謂的綠色化工,是在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,從工藝源頭上就運(yùn)用環(huán)保的理念,推行源消減、進(jìn)行生產(chǎn)過程的優(yōu)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(chǎn)品全生命周期對環(huán)境的不良影響。綠色化工的興起,使化學(xué)工業(yè)環(huán)境污染的治理,由先污染后治理轉(zhuǎn)向從源頭上根治環(huán)境污染。

在學(xué)生時代,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,樹立“綠色化工實驗”意識,增強(qiáng)環(huán)保思維,顯得頗為重要。

3 新型化工實驗教學(xué)的效果

參加開放型研究型化工實驗的學(xué)生認(rèn)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(xué)到了一些從教材上學(xué)不到的知識,增強(qiáng)了化工工程觀念,學(xué)習(xí)和了解到化工產(chǎn)品的前沿知識,更加深了對化工產(chǎn)品的合成、分析、應(yīng)用及其商品化的理解。有些學(xué)生通過這種化工實驗,改變了原來對課程不感興趣的態(tài)度,對化工專業(yè)也有了更深更準(zhǔn)確的認(rèn)識。學(xué)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(xué)的所取得的效果主要表現(xiàn)以下幾個方面。

3.1強(qiáng)化了學(xué)生的化工實驗技能。通過專業(yè)化工實驗的訓(xùn)練,同學(xué)們不僅鞏固了所學(xué)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(yǎng)了同學(xué)們的工程觀點(diǎn)。這就為今后走上工作崗位,奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新意識?；嶒灲虒W(xué)的目的是提高學(xué)生的實踐能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,培育創(chuàng)新型人才。在化工實驗中,從教學(xué)模式、指導(dǎo)方式,以及考核方式上強(qiáng)調(diào)技能和能力的培養(yǎng),發(fā)揮的學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用,通過這種方式培養(yǎng)的人才,得到了學(xué)生和用人單位的充分肯定。

3.3提高了化工實驗指導(dǎo)教師的業(yè)務(wù)水平。學(xué)生的水平提高了,很明顯化工實驗教學(xué)改革對化工實驗課指導(dǎo)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(xué)觀念要更新,思路要清晰,學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)與綜合能力更上一層樓?；嶒炚n指導(dǎo)教師在指導(dǎo)學(xué)生解決問題的過程中自身業(yè)務(wù)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(jié)果是形成良性循環(huán),師生向著共同的高水平目標(biāo)前進(jìn)再前進(jìn),創(chuàng)新型人才的涌現(xiàn)終于有望了。

4 結(jié)束語

新型化工實驗教學(xué)作為教學(xué)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(xiàn)以下幾個方面:首先,化工實驗條件需進(jìn)一步完善;其次,教師與學(xué)生均需要投入大量的時間與精力;最后,對于教師與學(xué)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(jìn)一步深入探索和實踐。讓學(xué)生有更多的選擇機(jī)會,更好地開展個性化創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。只要不斷地探索和實踐,就一定能在化工教學(xué)工作中取得越來越好的成績,創(chuàng)新型人才的涌現(xiàn)指日可待。

[1]蔡炳新,蔡熾,曾鴿鳴等.改革實驗教育教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)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(xué)模式改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索,2009(7).

[3]謝友柏.校的聚焦點(diǎn)是培養(yǎng)創(chuàng)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(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索,2009(6).

[5]蔡熾,蔡炳新.以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為宗旨,全面提升國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)水平[J].實驗 技術(shù)與管理,2008(2).

[6]于兵川,吳洪特.實驗酵學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)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(yīng)用型人才工程實踐能力的培養(yǎng)[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(xiāng)市人,賀州學(xué)院講師,碩士。主要研究方向:化學(xué)工程、材料學(xué)。

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