以創(chuàng)新與應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革探索*

李心忠，薛涵與

(閩江學(xué)院海洋學(xué)院，福建 福州 350108)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了新常態(tài)，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，建設(shè)創(chuàng)新國(guó)家成為了我國(guó)的基本國(guó)策。2010年，國(guó)務(wù)院頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出“人才是指具有一定的專業(yè)知識(shí)或?qū)ｉT技能，進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)并對(duì)社會(huì)作出貢獻(xiàn)的人，是人力資源中能力和素質(zhì)較高的勞動(dòng)者?！睂⑷瞬诺膭?chuàng)新與創(chuàng)造的屬性做出了進(jìn)一步明確的界定，為高等教育事業(yè)明確了任務(wù)，指明了培養(yǎng)人才的方向。地方應(yīng)用型本科院校作為我國(guó)高等教育的主力軍，在這新的歷史形勢(shì)下，如何借鑒各國(guó)、各地區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn)，立足自身實(shí)際，從辦學(xué)定位出發(fā)，對(duì)接當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)集群的人才需求，探索建立圍繞學(xué)生自覺探索學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，特別是面向?qū)嶋H應(yīng)用的分析問題，解決問題和創(chuàng)新能力的形成與培養(yǎng)，不僅是地方應(yīng)用型本科院校今后的歷史任務(wù)，同時(shí)也是應(yīng)用型本科院校實(shí)現(xiàn)差別化，做出自身特色所必須解決好的重大問題[1]。

綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)是輕化專業(yè)學(xué)生，在大三階段設(shè)立的實(shí)驗(yàn)課程，課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)學(xué)科的理論知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能解決實(shí)際化學(xué)問題的能力，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與探索和創(chuàng)造性研究的積極性[2-3]。由于綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)由多個(gè)單元實(shí)驗(yàn)，多個(gè)學(xué)科實(shí)驗(yàn)和多項(xiàng)技術(shù)組成，課程的特點(diǎn)可概括為“四個(gè)綜合”即學(xué)科內(nèi)容綜合、教學(xué)內(nèi)容綜合、實(shí)驗(yàn)方法綜合和實(shí)驗(yàn)技術(shù)綜合。在這個(gè)意義上可以說，它是對(duì)學(xué)生完成四大化學(xué)學(xué)習(xí)之后對(duì)所學(xué)知識(shí)、技能掌握情況和綜合運(yùn)用能力的一次檢驗(yàn)，同時(shí)也是學(xué)生進(jìn)入后續(xù)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)環(huán)節(jié)的一個(gè)初步訓(xùn)練，因而它起到了一個(gè)承上啟下的關(guān)鍵作用。因而它是對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)的形成、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)[2-3]。

1 課程體系的指導(dǎo)思想和目標(biāo)[4-6]

綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程具有多學(xué)科交叉與相互滲透的特點(diǎn)，是一門綜合性的本科實(shí)驗(yàn)課程，其課程的教學(xué)模式、長(zhǎng)期以來一直地延續(xù)是國(guó)內(nèi)研究型大學(xué)的“一體化、多層次、開放式”模式，從而也繼承了其以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與探索和創(chuàng)造性研究的積極性，以知識(shí)創(chuàng)新和高層次創(chuàng)造性人才培養(yǎng)為目標(biāo)的指導(dǎo)思想，而這一指導(dǎo)思想也決定了它所直接服務(wù)的是以“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國(guó)制造2015”等為代表的國(guó)家層面創(chuàng)新需求以及創(chuàng)新型國(guó)家的建設(shè)戰(zhàn)略。毫無疑問，這應(yīng)當(dāng)是所有大學(xué)共同的使命和任務(wù)，但隨著國(guó)內(nèi)“雙一流”、“新工科”的出臺(tái)與建設(shè)，特別是各省市為應(yīng)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入的新常態(tài)，而迅速發(fā)展起來的產(chǎn)業(yè)集群，以產(chǎn)業(yè)集所需要的創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，成為了廣大應(yīng)用型本科院校特別是地方性本科院校，更為符合實(shí)際和自身能力的人才培養(yǎng)定位與目標(biāo)。人才培養(yǎng)目標(biāo)決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和層次，這一性質(zhì)決定了綜合化學(xué)課程中一定要體現(xiàn)出差異性和特色性。

綜合實(shí)驗(yàn)課程作為教學(xué)體系中培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，在新的形勢(shì)下，立足于輕化工程(染整方向)專業(yè)對(duì)接服務(wù)的福建省、福州市優(yōu)勢(shì)千億產(chǎn)業(yè)集群—服裝紡織產(chǎn)業(yè)群、化纖紡織產(chǎn)業(yè)集群的實(shí)踐應(yīng)用型人才需求的辦學(xué)目標(biāo)，以創(chuàng)新、應(yīng)用能力的培養(yǎng)和形成為導(dǎo)向，確定了新的課程指導(dǎo)思想與目標(biāo)是：使學(xué)生了解化學(xué)研究方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)于紡織、纖維中的進(jìn)展，領(lǐng)悟科學(xué)探索和研究的方法，以具體生動(dòng)的案例，使學(xué)生了解掌握基本能力，同時(shí)激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)新思想，并應(yīng)用于科研和實(shí)際生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)資源共享和科研教學(xué)雙贏的目的。

2 實(shí)驗(yàn)課程體系的重構(gòu)

從新的指導(dǎo)思想和目標(biāo)出發(fā)，立足于現(xiàn)有的師資和實(shí)驗(yàn)條件，從以下三個(gè)方面對(duì)原綜合實(shí)驗(yàn)課程體系進(jìn)行了重構(gòu)調(diào)整。

2.1 以綜合設(shè)計(jì)性和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主導(dǎo)

綜合實(shí)驗(yàn)其“綜合”的含義在于它是化學(xué)理論知識(shí)，方法原理的綜合，同時(shí)又是實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)基本操作技能、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的綜合，在此意義上，一個(gè)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)就時(shí)一個(gè)小型的“科研題目”。為充分體現(xiàn)出“兩綜合”的真正式含義，將原有的驗(yàn)證、綜合和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，統(tǒng)一重構(gòu)調(diào)整為綜合設(shè)計(jì)性和應(yīng)用性兩類。實(shí)現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、解決實(shí)際問題的能力、探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和能力，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，積極性和創(chuàng)造性。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和難度會(huì)相應(yīng)的提高，將實(shí)驗(yàn)小組的成員由原2人增加至3～5人，以分工協(xié)作的方式完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊(duì)和協(xié)作精神。為能保證實(shí)驗(yàn)順利開展，設(shè)立開題答辯環(huán)節(jié)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備效果，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)歸納整理及發(fā)現(xiàn)問題的能力。

2.2 將教師的科研項(xiàng)目、專利成果轉(zhuǎn)化為綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

如何將本學(xué)科的前沿與研究熱點(diǎn)引入到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，從而充分體現(xiàn)出技術(shù)、產(chǎn)品的前沿性，以及研究的新方法和手段，從而使學(xué)生對(duì)科研有親近感、能夠切身感受到神奇的化學(xué)反應(yīng)就發(fā)生在自己身邊，并且正在一點(diǎn)點(diǎn)地影響和改變我們的生活。我們嘗試了將教師承擔(dān)的各級(jí)別的科研項(xiàng)目所形成的成果與專利，轉(zhuǎn)化為綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如“陽離子凝膠微球的合成與其吸附性能的研究”，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目源于教師的福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目同時(shí)結(jié)合了理論研究與實(shí)際應(yīng)用的熱點(diǎn)，開設(shè)以來不僅吸引了學(xué)生的濃厚興趣和熱情，同時(shí)也激發(fā)出了學(xué)生進(jìn)一步深入研究探索的精神。2015級(jí)一名同學(xué)就以此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后續(xù)的深入研究，作為自己的畢業(yè)課題，在順利地完成了畢業(yè)論文的同時(shí)，還以第一發(fā)明人取得了1項(xiàng)授權(quán)專利成果。實(shí)現(xiàn)了畢業(yè)論文題目由教師指定，到學(xué)生自主確定，被動(dòng)到自動(dòng)的質(zhì)的轉(zhuǎn)變?！盎撬峄倌芑s多酸離子雜化體催化的檸檬酸三丁酯無溶劑合成”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是由教師完成的福建省教育廳產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化而來的。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將綠色化學(xué)理論研究的熱點(diǎn)，與當(dāng)前和社會(huì)生活人們中關(guān)注的增塑劑問題有機(jī)地結(jié)合起來，項(xiàng)目從綠色催化劑雜多酸分子結(jié)構(gòu)的再設(shè)計(jì)出發(fā)，以磺酸基官能化線性鏈結(jié)構(gòu)的季銨陽離子為抗衡陽離子與雜多酸陰離子，在水相中通過分子自組裝，構(gòu)建了具有核殼結(jié)構(gòu)的磺酸基官能化雜多酸離子雜化體。離子雜化體將高B酸強(qiáng)度、酸含量，表面兩親性及雜多酸陰離子特有的假液相行為有機(jī)結(jié)合起來，其作為一種綠色多功能催化材料，同時(shí)表現(xiàn)了非均相催化劑和納米催化劑的優(yōu)點(diǎn)。以合成的離子化體為非均相催化劑，在無溶劑反應(yīng)條件下，實(shí)現(xiàn)了綠色增塑劑乙酰檸檬酸三丁酯的連續(xù)酯化、酰化，一鍋法合成。讓學(xué)生學(xué)習(xí)了從源頭出發(fā)，從分子水平設(shè)計(jì)構(gòu)建功能材料和環(huán)境友好綠色精細(xì)化學(xué)品，同時(shí)通過有機(jī)化學(xué)單元反應(yīng)的組合設(shè)計(jì)，獲得最優(yōu)的目標(biāo)化合物的選擇性和收率。2016級(jí)學(xué)生鄭昕茗等同學(xué)受到此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的啟發(fā)，將此催化體系拓展到環(huán)烯烴與有機(jī)羧酸的直接加成酯化體系，并以此項(xiàng)研究為課題，申報(bào)了福建省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目并獲得立項(xiàng)。

2.3 對(duì)接相關(guān)企業(yè)的分析、檢測(cè)項(xiàng)目，引入應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

對(duì)接服裝纖維產(chǎn)業(yè)集群的生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)立了“高取代度陽離子淀粉的制備與應(yīng)用”、“婚紗硬挺劑的合成與應(yīng)用”兩個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過實(shí)驗(yàn)的開展讓學(xué)生認(rèn)識(shí)、了解功能化學(xué)品的生產(chǎn)制備，中控工藝參數(shù)的確定、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的分析檢測(cè)，以及在染整過程中應(yīng)用的全過程。這些認(rèn)識(shí)和訓(xùn)練為后面學(xué)生開展的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，建立了具體而完整的概念，使得學(xué)生能夠易于上手，同時(shí)順利地對(duì)接與企業(yè)開展的校企聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)。

3 考核方式

(1)引入過程形成性評(píng)價(jià)。取消原體系的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、筆試兩項(xiàng)，只保留實(shí)際操作考試1項(xiàng)。由任課教師在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)，從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核并評(píng)定成績(jī)。

(2)設(shè)立開題答辯、結(jié)果答辯兩個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)開始前進(jìn)行開題答辯，檢驗(yàn)考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)方案等。實(shí)驗(yàn)完成后進(jìn)行結(jié)果答辯，檢驗(yàn)考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。

(3)成績(jī)構(gòu)成：實(shí)驗(yàn)教師成績(jī)占比30%，開題答辯占比30%，結(jié)果答辯占比40%。

4 結(jié) 語

綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的中重要一環(huán)，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的形成與培養(yǎng)至關(guān)重要，作為地方應(yīng)型本科院校，綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出差異性和特色性。立足于辦學(xué)定位與人才培養(yǎng)目標(biāo)，緊密對(duì)接地方產(chǎn)業(yè)集群應(yīng)用型人才的需求，以學(xué)生創(chuàng)新、應(yīng)用能力的形成與培養(yǎng)為導(dǎo)向的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革，適應(yīng)了我國(guó)進(jìn)入新時(shí)期的特點(diǎn)和主要任務(wù)，體現(xiàn)了以學(xué)生中心、成效為目標(biāo)的教學(xué)理念，達(dá)到了科研成果助力教學(xué)，教學(xué)反促科研的目的，是一條適合服務(wù)地方應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的新途徑。