前言:一篇好的文章需要精心雕琢,小編精選了8篇化工科技范例,供您參考,期待您的閱讀。
高校物理化學實驗教學改革探討
摘要:2017年10月,中國共產黨的報告指出,中國特色社會主義進入了新時代。為了適應新時代背景下社會主義事業對于高校人才提出的新要求,高校積極建設和持續改進新工科教育就顯得尤為重要。新工科教育的內涵主要包括兩大內容,第一是針對新興產業的工科教育,第二是傳統工科教育的升級改造。物理化學實驗作為化工、材料等傳統工科重要的化學基礎實驗課程,在新工科背景下進行改革升級就成了必然的發展趨勢。本文重點論述了傳統物理化學實驗當中存在的普遍問題,并針對相關問題提出了改革解決的方法。
關鍵詞:新工科;物理化學實驗;教學改革
物理化學作為化學學科的理論基礎,是化學的靈魂。物理化學實驗作為物理化學的實踐課程,是化工、材料等工科專業的化學基礎實驗課,對夯實物理化學理論基礎知識、培養學生的化學實驗技能和理論聯系實際的能力具有重要意義。然而,隨著經濟和社會的發展,特別是當今新工科教育得到各高校的廣泛認同和重視的背景之下,傳統的物理化學實驗教學模式已經不能夠完全滿足夯實工科學生專業基礎知識的需求,所以,在結合新工科建設的要求下,對傳統的物理化學實驗教學模式進行改革和創新勢在必行。
一、新工科教育概述
在我國特色社會主義新時代背景下,建設新工科是高校教育改革創新的必由之路,是我國為主動應對新一輪科技和工業革命,以及產業變革和升級的時代背景下提出來的新概念。盡管新工科還沒有一個具體的定義,但社會各界對新工科的基本范疇已經達成了共識:新工科一方面對應的是新興產業,即基于新興產業的一些工科專業,包括人工智能、智能制造、互聯網加、云存儲和計算等;另一方面,新工科的范疇還包括傳統工科專業的升級、改革和創新,如化工、材料、環境工程等工科專業教育的改革和創新。總的來說,新工科教育既要為科技和產業變革中應運而生的新興產業提供對口人才,又要為傳統工科專業的教育升級和改革服務。對于高校來說,建設新工科的任務,除了新設立一些基于新興產業的工科專業以外,對于絕大部分高校,特別是地方高校,更重要的應該是對已有工科專業的教學模式按照新工科的教育要求進行改革與創新,爭取培養出符合新時代背景下的新工科人才。當前我國已經建立起了世界上最大規模的高等教育體系,為我國的現代化建設提供了重要的保障。但是隨著社會和世界經濟的不斷發展,對于人才的要求也逐漸嚴格,特別我國正處于經濟結構的調整以及產業升級的關鍵時期,高校工科教育當中的矛盾也逐漸突出。為了促進轉型發展,一定要采取有力的措施讓傳統工科教育當中的問題得到解決,圍繞著創新驅動發展、中國制造2025等重大的國家戰略,找準教學改革的關鍵點,讓高校能夠為社會經濟的發展貢獻出自己的力量[1]。
二、物理化學實驗課程存在的普遍問題
(一)理論課與實驗課脫節
新工科下化工專業有機化學實驗探索
[摘要]“新工科”建設的目標是要培養一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的學科交叉復合型卓越工程科技人才。有機化學實驗是一門綜合性課程,本文針對新工科背景下化工專業有機化學實驗中存在的問題,提出了改進方法。這種實驗教學方式將優化化工專業有機實驗的教學內容體系,提高實驗效果。
[關鍵詞]新工科;化工;有機化學實驗
伴隨著國家“一帶一路”、“中國制造2025”重大戰略的實施,教育部提出了“新工科”建設構想,隨后的“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”等綱領性文件先后出臺,新工科建設的雛形初現。“新工科”建設的目標是要培養一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的學科交叉復合型卓越工程科技人才,創新是“新工科”建設的重要特征[1-2]。因此,我校的化工專業必須考慮重慶地區經濟發展以及化工行業生產一線對人才的實際需求,結合重慶市內尤其是涪陵及周邊化工、醫藥、材料等相關產業的優勢和特點,因地制宜地進行教育教學改革,為地方產業的發展培養新工科背景下的應用型專業技術人才。有機化學實驗是化學、化工、食品、環境、藥學、材料等專業一門重要的專業能力實踐課程,也是一門將基礎理論、基本操作與實驗技術融為一體的理論聯系實際的綜合性課程。首先,有機化學實驗可有效配合有機化學的理論教學,加深學生對理論知識的理解和掌握。其次,通過重要有機化合物的制備合成、分離提純、分析鑒定等實驗的綜合訓練,提高學生的的實驗操作技能,培養學生良好的實驗習慣,使學生養成嚴謹的科學態度和事實求是的工作作風[3]。再其次,通過以設計、創新實驗為主的多種探究活動,激發學生開展科研工作的興趣,提升學生發現問題、解決問題的能力和創新能力。有機化學實驗教學在對學生進行應用能力、創新能力培養方面占有十分重要的地位,其作用是有機化學理論教學所無法替代的。目前我校化工專業開設的有機化學實驗項目主要有:有機化學的你操作(熔點的測定、薄層色譜、水蒸氣蒸餾、重結晶、折光率的測定等)、有機化學的制備(如乙酸乙酯的制備、溴乙烷的制備、無水乙醚的制備、苯乙酮的制備、肉桂酸的制備等);天然有機化合物的提取(如從橙皮中提取檸檬烯、菠菜色素的提取和色素分離、從紅辣椒中分離紅色素)等內容[4-5]。總體來看,實驗項目偏多,內容陳舊,針對性不強,實際應用較少。根據現有的實驗條件和新工科背景下化工專業培養目標,結合我校應用型轉型發展的要求,有必要對化工專業有機化學實驗教學內容進行改革[6-7]。
1問題分析
在化工專業有機化學實驗的教學過程中,發現主要存在以下問題:(1)部分實驗項目沒有結合當地產業,與生產、生活實際脫節。部分實驗項目單純根據學生技能訓練的要求進行設置,沒有結合當地產業發展需求,也沒有緊密聯系日常生產與生活實際,不能讓學生深刻體會學習有機化學實驗的用處,因此不能很好地調動學生的學習積極性,也不能更好的培養學生良好的實驗習慣。(2)驗證性實驗項目偏多,不利于創新能力培養。目前開設的大部分有機化學實驗項目都是驗證性實驗,學生只需要用給定的儀器設備,“照方配藥”,進行機械式操作,就可得出實驗結果。這種實驗項目的訓練雖然能使學生掌握基本操作,但束縛了學生的思維發展,抑制了其主動性,扼殺了其創造力,使有機化學實驗課達不到預期的效果和目的,不符合新工科發展要求。(3)部分實驗項目沒有體現“綠色化學”概念。大多數實驗依舊是傳統項目,使用了易燃易爆、有毒有害的藥品,這不僅對環境造成了一定的污染,也易使學生產生排斥和畏懼心理,在一定程度上影響了學生學習有機化學實驗的興趣。(4)實驗項目大多是孤立的單元操作,而綜合、設計性實驗項目偏少。大多數的基本操作實驗項目是單列的、孤立的,不是在綜合實驗中進行的訓練,這不僅浪費學時,也易使學生養成“照方抓藥”的懶惰習慣,不利于培養學生綜合運用知識的能力和創新能力。化工專業都沒有開設設計實驗,不能達到新工科背景下培養學生“應用能力、創新能力”的要求。基于以上問題的分析,在新工科背景下開展化工專業《有機化學實驗》的教學內容改革與實踐,對于提高有機化學實驗的教學效果、培養學生的應用能力與創新能力將有著十分重要的意義。
2解決問題的方法
(1)通過指導創新創業項目,篩選、增設“應用性”有機化學實驗項目。緊密聯系生活、生產實際,選擇或開發新的實驗項目,體現“應用性”特點。如指導學生利用有機化學知識,做生活中常用的洗潔精、洗手液、洗車液、洗指甲油劑、膠黏劑等較簡單的日用產品,指導他們開展實驗研究,申報各類大學生創新創業項目,從中篩選出操作簡便、費時短、收率高的實驗項目,作為有機化學實驗教學項目。這些實驗項目的開設,既能訓練學生的基本操作技能,又能使學生體會到學習有機化學實驗的用處和趣味性,從而很好地調動學生學習的積極性和主動性。(2)通過指導學生科研活動,開發“創新性”有機化學實驗項目。在學生科研活動指導中,利用新工藝、新方法,設計一些新的有機合成實驗。比如光致變色材料的合成、昆蟲信息素的合成、偶氮類染料的合成、一鍋法合成咪唑離子液體、“研磨法”合成對甲氧基苯甲酸乙酯等。從學生科學研究的實驗結果中,再篩選出適合學生實際和實驗室條件的“創新性”實驗項目。(3)通過植入“綠色化學”概念,開發“綠色化”有機化學實驗項目。通過反復試驗和研究分析,在不改變實驗效果的前提下,將實驗內容均改為微量或半微量。用原子經濟型的、藥品無毒無害(或低毒)的、藥品用量少的實驗項目,代替相同操作的、污染大的舊實驗項目。(4)通過與企業單位開展合作,開發“綜合性、設計性”有機化學實驗項目。通過與涪陵及周邊制藥廠、化工廠等企業單位合作,共同開展科學研究,解決化學化工企業的一些實際問題。從中篩選出與生產實際緊密聯系的、與我們學生的知識與能力結構相匹配的、綜合性的實驗項目,如藥物的多步合成實驗、粗產品純化實驗等,用于學生的綜合性實驗或設計性實驗。(5)通過修訂教學大綱,減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗的比例。結合新工科發展要求,修訂教學大綱,壓縮驗證性實驗,增加多步合成等綜合性、設計性實驗項目的比例。
化工科研單位合同管理分析
摘要:就目前的形式來看,化工科研單位的合同管理方面是不夠完善的,所以近兩年來,化工科研單位在致力于將加強合同管理付諸于實踐,并取得了不錯的效果。合同履約率越來越高,還能很好的控制合同的風險,同時利益也得到了很好的保障。加強化工科研單位合同管理是一件十分必要的事情,下面我們來詳細了解一下。
關鍵詞:化工科研單位;合同管理;分析
要采取措施來加強并完善合同管理,首先要建立完備的合同管理體系,將其專業性和綜合性相結合;其次還要成立相應的機構,讓其專門負責合同管理方面的各種事宜。這一系列的措施讓各個企業的各個部門之間的聯系更加緊密,從而也使得化工科研活動能夠更好的開展。
1化工科研單位合同管理的意義
1.1保障科研項目順利進行
合同是由各方主體根據所要研究項目的主要內容達成的協議,其中包含了關于此次科研工作的各種事宜,并會詳細規定各方對此項目的相關權利以及義務,使得該項目可以更加順利的進行。可以說合同是項目進行前所做的一份詳細規劃,也是開始前的準備。在化工科研單位,有了這份準備,我們科學研究的成果就盡在掌握之中,不會出現極端偏離軌道的事故,它就像是航行的指南針,是整個項目的大方向,大方向把握好,項目才不會出錯;其次經費問題方面不會產生大的糾紛;最后因為合同有保障,我們完成任務的效率也會相應的更高一些[1]。相比去依靠合同各方的責任感和道德感,還是合同中明確的規定更有說服力,或者說這雙重的保障更能讓我們放心。
1.2利于提高企業管理水平
新工科化工原理實驗體系建設研究
摘要:以新工科和工程教育專業認證為切入點,構建化工原理實驗教學體系,開展教學改革及人才培養模式的過程控制研究。通過管理制度、課程模塊、教學手段、考核評價及人才培養等方面的改革與實踐,以改善教學效果、提高教學質量,強化學生的工程觀點。以學生為主體,培養實驗技能與創新意識。該體系具有良好的適應性和可操作性,對提高學生分析解決問題的能力具有促進作用。
關鍵詞:化工原理實驗;新工科;專業認證
化工原理是工科大化工類專業的一門重要學科基礎課,在我校化學工程與工藝、輕化工程、制藥工程、生物工程、釀酒工程、高分子材料與工程、材料科學與工程、食品科學與工程等專業中普遍開設。化工原理是連接基礎課程到專業課程學習的橋梁,它既是學生工程觀念的啟蒙課,又為學生的專業課學習奠定基礎[1]。化工原理實驗是理論聯系實際的重要環節,培養學生應用理論知識、組織單元操作實驗及分析解決工程問題能力的重要途徑。各高校都十分重視實驗教學在培養人才過程中的特殊作用,當今包括我校在內的很多高等院校已經將化工原理實驗單獨設課。近年來,省內外相關高校對提高實驗教學質量做了一定的工作,不斷強化實驗教學環節,加大實驗室建設投入,增強對實驗教學內容和方法改革的研究與探討,提出多種改進方法,取得了一定的效果。為應對新一輪科技革命與產業變革,支撐服務創新驅動發展等一系列國家戰略,教育部積極推進新工科建設[2]。開展工程教育專業認證是推進我國高校工程專業教育國際化、也是提高和保障工程教育質量的重要措施。有必要在新工科和專業認證背景下,探索和實施新化工原理實驗教學環節和評價體系,促進和提高實驗教學質量。
1實驗教學體系建設的意義
實驗教學是實施化工原理課程教學體系的三大組成部分之一。化工原理實驗是學生接觸的第一門工程類實驗課,應注重樹立學生工程觀念、提高學生動手操作能力、拓展學生創新品質[3]。優化實驗教學體系,發揮實驗教學對學生知識能力的培養,促進化工原理實驗教學質量的提高,更好地培養工科類人才。開展化工原理實驗教學內容和方法的改革,有利于提高學生實驗預習自覺性、激發學生實驗操作興趣、鍛煉學生解決實際問題的能力、促進團隊協作、提高學生工程實踐和創新能力。在硬件條件不斷優化升級的同時,構建具有特色的化工原理實驗教學模式、建立科學的實驗教學體系,達到改善課程教學效果和提高教學質量的目的。實驗教學中注重對學生知識面的拓寬和技能的培訓,滿足學生自主探索、自主實踐和自主創新的需求,在培養能夠適應可持續發展需要和有創新能力的復合型人才起到重要作用。此外,最大限度地發揮化工原理實驗平臺作為本科生研究創新性實驗教學基地,與當前具備“知識、能力、素質”三位一體的人才培養目標高度契合和一致[4]。
2實驗教學體系建設的實踐
2.1優化實驗配置,完善實驗室管理體系近兩年,我校經過分期投入、逐步完善,進行化工原理實驗設備更新。目前我校每種典型單元操作實驗裝置均為8套,確保每組學生3~4人,滿足了不同專業、不同單元操作對實驗教學的需求。實驗設備體現操作的多樣性和新的教學模式,實驗裝置手動狀態和自動狀態相結合,操作參數既可手動調節、亦可通過計算機輸入調控;數據記錄和分析處理既可學生自己完成,亦可通過實驗配套計算機自動完成。為充分發揮實驗室的作用,便于廣大師生高效、有序進行實驗,確保實驗教學質量,在實驗教學的各個環節加強管理。針對每個綜合性實驗項目,制定專門展板,包含實驗目的、實驗原理、實驗設計要求、實驗注意事項、裝置流程圖、操作規程、安全指南。只有嚴格、科學的實驗室管理制度才能保證學生在實驗中真正學會操作技能、掌握處理工程問題的實驗方法及手段,樹立工程觀念。另外,化工原理實驗教學中學生安全意識的培養必須放在第一位,學生在進入實驗室前應進行安全教育和培訓。制定實驗室安全守則和管理規定,并制作成展板上墻。學生動手操作時,教師在可控范圍內對出現的緊急狀況進行處理,之后將其作為案例,強調實驗操作中安全意識和規范操作的必要性和重要性[5]。教學中可結合新聞報道中的社會重大安全事故實例,對實驗室滅火方法、安全事故如觸電處理方法、易燃易爆有毒有害化學品泄漏處置方法、實驗室水電門窗關閉等知識進行延伸講解。
化工專業畢業論文環節改革初探
摘要:新工科建設背景下,化工專業畢業論文的改革勢在必行。本文就平頂山學院近三年來化工專業畢業論文環節的改革中遇到的問題、采取的措施和改革的效果進行了梳理和總結,以期為同類院校工科專業畢業論文環節的改革提供參考。
關鍵詞:新工科;化學工程與工藝專業;畢業論文環節;改革
“新工科”概念自2016年提出以來,教育部組織高校進行深入研討,形成了“復旦共識”和“天大行動”。立足本土,改革教育評價體系是新工科建設的重點任務之一。畢業論文環節是高等專業人才培養過程中重要的綜合性、實踐性環節。本文主要對近三年來平頂山學院化學工程與工藝專業(化工專業)畢業論文環節的選題、指導與評價等三個方面的改革與實踐情況進行了分析和總結。
一、選題環節的改革
1.改革前選題環節存在的問題。選題時間上安排不盡合理。選題時間與研究生入學考試、期末考試等時間沖突,學生對選題的重視程度較低,選題較隨意;教師面臨期末考試出卷、監考、改卷和年終各種教學、科研總結等任務,投入精力有限。選題與化工專業背景有一定偏差。選題偏理科化,體現“工科”專業知識和技能運用的部分較少,一些看似研究內容很豐富的題目,實際是各種表征數據的堆砌。選題的實際應用性導向不強,研究結果與實際需要相關度低。2.選題方式的改革。選題時間提前,實行本科生導師制管理。在大二上學期,為本專業學生安排相應的論文指導教師,采用互選的方式,每個指導教師帶3-5名學生。選題方式上多樣化。除導師指定外,學生可以經調研后,自選相關題目并在老師的指導下完成。盡可能到企業生產一線去選題。平頂山學院與中國平煤神馬集團下屬的尼龍科技,飛行化工、氯堿發展、京寶焦化,以及河南金大地、許昌龍興達煤化等化工企業建立了產學研合作與實踐基地,對于結合生產一線選題十分有利。3.選題改革的成效。通過選題改革,盡早讓學生與校內導師建立聯系,學生很快熟悉本專業的學科背景和發展方向,找準自我定位;另一方面在導師的言傳身教和潛移默化影響下,學習和思考能力得到提升。從實行三年的效果來看,大部分同學與自己的導師建立了深厚友誼,各方面能力和素養都有較大提高。選擇與企業生產實際密切相關的題目激發了學生對畢業論文環節學習探索的積極性,成效較好。
二、指導模式的改革
1.改革前指導環節中存在的問題。進入實驗室晚,第八學期開學后學生才進入實驗室,有關實驗的各項準備并不充分,學生自己對課題思考十分有限,主動性、積極性都沒有被很好的調動起來,創新能力培養不夠。創新必然是在實踐活動中展開的,有不確定性,必然有成功也有失敗。過于強調實驗的必然“成功性”,指導教師沒有去發現、引導學生的創新思維,存在僅是為完成一件任務而開展相關實驗的現象。2.畢業論文指導模式的改革。實行校內、校外“雙導師”指導培養模式,充分利用好電子通訊手段與平臺,如QQ,微信,E-mail,既保證在指導時間上充足和自由,又可以全過程控制好畢業論文進度。實施項目化管理。從畢業論文伊始,就把整個過程大的框架給學生講清楚,列好步驟,明確每一個環節的目標,全過程進行項目式目標管理。過程中,學生要根據一開始就制定好的時間節點,向校內和企業導師匯報結果,交流問題,并提出看法,充分調動學生的主動性。組建校內導師直接負責的研究課題小組,實行組內階段性匯報,校內老師要做好引導與把關,安排固定時間集體交流,與企業導師進行互動、答疑和指導。3.指導模式改革的成效。采用校內和校外“雙導師”培養模式,加強了學生被指導關注的程度,學生從企業導師的指導中更易于獲取走向未來工作崗位的一手資料,實踐能力和視野得到提高。項目化、目標式管理模式極大地促進了學生完成畢業論文的積極性和主動性,效果十分明顯,一些平時比松閑散的學習習慣得到糾正,通過每周一次的定期匯報,形成了小組內互相爭先、奮發向上的學習氛圍。通過課題組小集體的探索學習模式,把他們的思維聚焦轉移到實驗及相關理論研究上,表現出濃厚的學習和研究熱情。
國際工程教育的新工科人才培養模式
摘要:基于我國教育部新工科建設的要求共識和加快建設高水平本科教育的指導意見,以國際工程教育認證體系標準為指導,探索工程教育視域人才培養的發展目標及發展模式。新工科發展要求實現偉大工程技術人才的培養,將視域拓展及綜合資源多方位耦合,將工科人才培養的程度要求與質量保障耦合關聯,將國際工程教育認證畢業要求的視域拓展,資源綜合發展、交互利用,從微觀到宏觀,突破傳統教育壁壘,以多元融合、特色創新為先導,建設具有國際視域的工科人才培養發展模式,完善工科人才“創意-創新-創業”教育體系。
關鍵詞:工程教育;新工科指導;人才培養;國際視域;創新創業
一、我國工程教育視域人才培養的背景發展
建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程。高等教育是一個國家發展水平和發展潛力的重要標志,走內涵式發展道路是我國高等教育發展的必由之路。我國高等教育的一個根本任務就是培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人。對高等教育工作的要求中強調高校人才培養的核心地位,同時明確指出,辦好我國高校,辦出世界一流大學,必須牢牢抓住全面提高人才培養能力這個核心點。高等工程教育在我國高等教育中占有重要地位。工科院校作為我國工程人才的培養孵化基地,主要培養面向一線的、基礎能力扎實的復合型工程技術人才。深化工程教育改革、建設工程教育強國,對服務和支撐我國經濟轉型升級意義重大。工程教育認證多年來一直是我國工科類專業與國際接軌的有效促進途徑。2016年我國正式加入《華盛頓協議》,標志著我國高等教育對外開放向前邁出了一大步,我國工程教育質量標準實現了國際實質等效,工程教育質量達到了國際標準。高校工科專業的發展更注重國際化視野的加強,全國各高校越來越多的工科專業申請工程教育認證工作,意與國際融合,獲得國際認可。目前,國家“一帶一路”、“中國制造2025”和“互聯網+”三大戰略備受矚目,加之以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展,對科技人才的要求更進一步提升,對于轉型中的高校應用型人才培養工作也提出了新的挑戰。教育部提出“新工科”的概念,意味著新工科教學改革的開始。新工科著眼于未來,強調培養創新型、復合型的卓越工程科技人才。新工科研究和實踐將圍繞工程教育改革的新理念、新結構、新模式、新質量、新體系開展。新工科是結合國家創新驅動發展戰略新需求、國際競爭新形勢和立德樹人新要求對我國工程教育提出的改革新方向,是新時期全面推動我國工業產業轉型升級和高等教育系統供給側結構性改革的大膽探索和實踐。2014年,在北京大學師生座談會上強調:“辦好中國的世界一流大學,必須有中國特色。沒有特色,跟在他人后面亦步亦趨,依樣畫葫蘆,是不可能辦成功的”。的重要論述,為我國創建具有中國特色的世界一流工程教育指明了新方向、提出了新要求。國家新戰略是新工科建設的基本服務面向和根本發力點,工科新人才是新工科建設的基本任務和根本使命。新工科建設必須全面激發學校的積極性、主動性、創造性,大力提升高等工程教育的內涵式發展。以質量、問題和需求為導向,努力培養具有國際意識、國際視野、國際責任的一流人才。總之,新工科主要強調“五個新”,即工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系。長期以來,國內很多高校的人才培養多重理論教育而輕工程實踐、重知識而輕能力、重傳統而輕發展,這在很大圖1基于國際工程教育的學生培養目標發展模式程度上限制了學生創新思維及能力的培養,與國際的工程人才培養要求還有一定的差距,在申請工程教育認證工作中存在很多困難。因此,加強工科專業建設的研究,對面向國際的專業人才培養勢在必行。
二、工程教育視域人才培養的建設必要性
一流的專業建設是建設一流大學的基礎,一流大學建設的核心是人才培養。在全國高校思想政治工作會議上指出:立德樹人是高校的立身之本,只有培養出一流人才的高校,才能夠成為世界一流的大學,要辦好我國高校,辦出世界一流大學,必須牢牢抓住全面提高人才培養能力這個核心點。2009年第二屆世界高等教育大會公報指出:在當代高等教育中,質量保障無疑起著至關重要的作用。高等教育的全球化亟需建立國家認證體系和質量保障體系。黨的報告提出“加快一流大學和一流學科建設,實現高等教育內涵式發展”。2017年教育部積極推進新工科建設,先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”,全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗,助力高等教育強國建設。為響應國家“一帶一路”等重大戰略需求,迫切需要培養大批新興工程科技人才。我國已經建成世界最大規模的高等工程教育,國家統籌推進世界一流大學和一流學科建設,為加快建設和發展新工科奠定了良好基礎。因此,工科類專業的建設發展必須瞄準國際專業發展動態,面向國際人才培養的基本要求。工程教育認證工作的開展是提高我國高等教育質量的重要手段和工具。通過開展工程教育認證,推動專業發展,建設一流本科專業。工程改變世界,行動創造未來。2017“新工科”建設“復旦共識”中指出:我國高等工程教育改革發展已經站在新的歷史起點。世界高等工程教育面臨新機遇、新挑戰。新工科建設和發展以新經濟、新產業為背景,需要樹立創新型、綜合化、全周期工程教育“新理念”,構建新興工科和傳統工科相結合的學科專業“新結構”,探索實施工程教育人才培養的“新模式”,打造具有國際競爭力的工程教育“新質量”,建立完善中國特色工程教育的“新體系”,實現我國從工程教育大國走向工程教育強國。新工科建設需要加強研究和實踐。因此,必須圍繞工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系等內容開展研究和實踐,加強對工科專業面向國際視野的發展模式研究。
三、我國工程教育視域工科人才培養模式的發展目標
工科化學教學體系改革思考
摘要:針對江西理工大學工科化學基礎理論課程教學體系、實驗教學體系以及實踐教學體系進行了探討,提出了理論教學指導實驗教學,實驗教學輔助理論教學,科學研究與實驗教學相結合的教學模式。開發出新的實踐教學體系,強調師資隊伍建設的重要性,從而培養現代化建設的應用型人才。
關鍵詞:應用型人才;工科化學;教學體系;改革
化學應用于很多技術領域,科學技術源源不斷地轉化為生產力。21世紀綜合國力的競爭,重要的考量標準是科學技術,科學技術發展的基礎是教育。高等教育的發展要與時俱進,適應社會的飛速發展,為此,必須深化教育思想及觀念轉變,不斷提高教學質量和教學水平,工科化工教學體系的改革尤為重要。
一、基礎理論課程教學體系
在工科化工類專業人才培養中,化學系列課程是培養方案中的重要基礎之一。經過數十年的教學改革,國內主要形成了兩種化工類化學基礎理論課程體系,即以物理化學為樞紐的兩階段化學理論課程教學體系和以化學原理為先導的一階段化學理論課程教學體系。兩階段化學理論課程教學體系第一階段,以化學原理為基礎,設置無機化學、有機化學、生物化學、分析化學等課程;第二階段,以物理化學為基礎,設置物理化學、化工原理、反應工程等基礎課程[4]。一階段化學理論課程教學體系首先設置物理化學課程,提高大一化學課程(無機化學、有機化學、分析化學等)的起點,減少內容上的重復。經過多年教學研究與實踐,并結合國內部分院校實際情況,從教學實踐和生產需要出發,在原教學體系基礎上對化工類課程體系進行了調整(主要針對物理化學教學階段進行了調整),使化工類化學課程體系基本與上述第一類課程體系對應。以無機化學、有機化學、分析化學為先導,為學生掌握基本的化學原理打下堅實的基礎。在第二階段開設了物理化學、化工原理、反應工程、化工設計等課程,使學生能更加系統地學習專業知識,不斷融匯貫通。在教學過程中發現,物理化學教學存在著與無機化學、分析化學等課程內容重復問題,如化學平衡、熱力學、動力學等知識在無機化學與物理化學當中都有介紹,分析化學、物理化學中都有關于溶度積等知識點;在物理化學課程中,缺少量子力學基礎內容。針對這些問題有兩種解決方案,方案一[5-6],對原來四大基礎化學課程(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學)內容進行整合,去掉內容重復部分,突破二級學科界限,以化學原理為主線,結合無機、有機、分析化學,嚴格按化學學科的科學性和系統性進行課程建設,使化學基礎形成統一體,組成新的教學體系,可定名為化學基礎教育。方案二[4,7],優化物理化學課程教學內容,做好與先修課程中相關內容的銜接與分工,調整物理化學與無機化學、分析化學等課程相重復的內容,加強與后續課程的聯系,增添與后續課程相對應的內容。從化學理論課程教學體系整體出發,結合學校實際情況,第二種方案更具可行性。
二、實驗課程教學體系
傳統的實驗教學模式存在諸多弊端:驗證性實驗多,綜合性、設計性實驗少;過分重視實驗結果,不注重實驗過程;實驗內容比較陳舊,不適應現代科學發展的需要;實驗內容與實際生產應用沒有有效的結合[8-9]。重視實驗過程中實驗基本素養、科學思維、創造能力的培養.實現實驗教學與理論教學的結合。實驗原理來源于理論知識,理論知識指導實驗教學,實驗教學使學生掌握化學理論知識,補充理論教學無法實現的內容,將理論教學升華。
生物分離工程實驗課程教學改革探究
摘要:生物分離工程實驗是生物工程專業研究生的專業基礎課程,對于鍛煉學生的動手能力、培養學生科研創新素養具有重要作用。在分析了生物分離工程實驗教學中存在問題的基礎上,結合新工科教育大背景,采取多項舉措如開設虛擬實驗、利用公共實驗平臺、結合研究生科技創新計劃及案例式教學等對該課程的教學模式、考核方式等嘗試進行改革和探索,取得了一些初步成效。
關鍵詞:生物分離工程實驗;研究生;教學模式改革
0引言
生物分離工程是指從微生物、動植物細胞及其生物化學產物中提取有用物質的技術,是生物工程中不可缺少的也是極為重要的過程環節[1],它利用化工過程的各種單元操作將有用的目標產物從復雜的反應體系中分離出來,可以有效解決目前生物工程工藝中存在的技術瓶頸,成為化工、醫藥、生物、環境等領域的研究熱點。同時,生物分離工程也是為生物工程類等相關工科研究生開設的專業核心課程,該課程兼有工程“技術”與“科學”的雙重特點,是一門理論與實踐密切結合的課程,在生物工程專業的課程設置中處于橋梁和紐帶地位,對專業人才的培養發揮著重要的作用[2]。
1生物分離工程實驗教學中存在的問題
在國家大力推行新工科教育的大背景下,如何培養研究生的創新能力和科研素養成為工科專業教學要求的重要目標[3]。然而,在當前生物分離工程的實驗教學實踐中仍存在一些問題,極大地限制了研究生創新能力的培養,從而難以達到新工科背景下的教學目標。
(1)實驗過程耗時長,學生難以掌握實驗進度。由于受到實驗場地、資金以及課時限定等條件的制約,只能以傳統實驗課的模式即以分散的單元操作來完成該類課程的實驗教學,過程耗時長,學生難以掌握實驗進度。例如,在進行“鏈霉菌發酵液中提取多抗菌素”的實驗教學時,由于發酵體系中組分過于復雜,目標產物含量極低(質量分數約為0.13%~0.22%),需要采用多種生物分離技術手段來進行,如將發酵液離心去除菌體后先后進行浸提、旋蒸、硅膠柱分離、凝膠色譜分離、高效液相色譜等一系列單元操作,理論上整個實驗流程約為1周,但由于學生課程安排等原因,完成該實驗流程實際上需要2~3周的時間,由于耗時太長在教學實踐中無法實現,在這種模式下,學生不僅很難掌握一個完整的分離工藝過程操作,而且對于核心環節的分離過程控制也缺乏有效的實踐,造成學生的基本實踐技能不扎實,往往是學了后面的忘了前面的,在后續操作中不知所措和畏難觀望,無法解決實驗中遇到的各種問題,由此使得學生缺乏對生物分離技術應用探究的主動性。