化工原理论文范例

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化工原理论文

化工原理论文范文1

压缩四大化学基础课学时,合理配置先修后继顺序河南大学原有的应用化学专业基础平台课程模块和化学专业基本相同。四大化学及其实验课时充足,基础非常扎实。但是,由于课时太多及先修顺序问题使得后续专业方向课程及专业选修课程的学习压力较大。造成第六学期和第七学期学生课业繁重,影响其考研、找工作及实践课程的学习;另外,专业课程完全地偏于理科,达不到理工结合,也缺乏特色。四大化学课程中存在的重复交叉内容,也很有必要进行删减、理顺。国家教学指导委员会也发行了相关指导草案,使得在保障四大化学教学质量的基础上,压缩学时成为可能。压缩四大化学学时,依照无机、分析、有机、物化的合理顺序依次排课,并在前四学期内完成全部教学,给后续以四大化学为基础的应用化学专业课程提供时间和空间。如无机化学及实验的学时压缩为54+36,在第一学期完成全部教学。分析化学及实验压缩为36+36学时,第二学期开课。同时,增设《仪器分析及实验》课程,共72学时,其中讲授36学时,实验36学时。这主要是因为目前仪器分析在工业生产和科研中广泛应用,要求必须加强此课程。有机化学和物理化学都为108学时,分为(一)和(二)分别提前到第二学期和第三学期开课,相应实验和课程同学期开设,并在第五学期前完成全部四大化学基础课程。

增设必要工科基础课程,夯实工科基础应用化学专业兼具理科和工科的特点,需要有坚实的化学基础理论还需要兼具必要的化工基础理论。原有的《化工基础及实验》是为非工科化学类专业开设的基础课程,已远远不能适应目前应用化学专业的培养目标。因此,必须采用化工基础理论课程———《化工原理及实验》取代原有的化工基础及实验课程。《化工原理》是以四大化学为前修课程的一门化工基础理论课程。开设学时设定为72+36学时,分别在第四学期和第五学期开课。《化工原理实验》课程设置36学时,第五学期开课。此外,工科学生的培养,尤其是化工方向,离不开相应的电子电工学基础以及工程制图或化工制图等方向的课程。在保证数学、物理等学科基础平台课程的基础上,必须在专业基础平台课程中增设《电子电工学及实验》和《工程制图》课程及金工实习环节。《电子电工学及实验》设置共72学时,其中36学时讲授,36学时实验,第三学期开课。《工程制图》设置为54学时,第三学期完成课程教学。金工实习2周,第五学期进行。

开设“宽口径”专业选修课程模块应用化学还是一个包容性很强的学科。从全国重点高校的应用化学专业培养方案来看,各个高校的专业课程体系特色模块差异较大,但是都体现自己的科研特色。例如北大,具有核药物化学、辐射化学和辐射高分子、超分子化学与材料、新能源与材料和核环境化学5个特色研究方向,并开设应用辐射化学、应用放射化学等方面的选修课程。因此在专业课程设置中必须和学科科研特色结合起来,开设相关课程。根据自身学科科研特色以及师资力量,我们设置3类可供选择的专业选修课程:偏向理学的应用化学方向模块课程、偏向工科的专业方向模块以及高分子材料方向模块。此外,根据目前我院教师们的学术专长、特色研究方向和未来发展趋势,开设了应用化学前沿讲座、日用化学品、阻燃技术,农药化学、高分子助剂及应用、染料化工与助剂、催化原理、精细化学品开发与设计等选修课程,开阔学生视野的同时,分享老师们研发产品的经验、教训以及研发思路。

以“大论文”为抓手,强化实践教学环节

实践教学是培养学生创新能力和应用型综合人才的重要环节。在强化“基础课程实验—专业实验—金工实习,工厂见习和顶岗实习—毕业论文”多层次课内实践教学体系[2]的基础上,我们采用以毕业论文环节为抓手,强化实践教学环节。毕业论文是本科生人才培养链条中的一个重要综合性实践教学环节,对于保证人才质量、与人才市场对接是至关重要的。针对目前毕业论文环节设置不合理,时间短,任务重,监管不严的问题,我们采取“大论文”措施改革毕业论文环节,通过延长时间,注重过程,加强监管,使其真正成为“培养学生创新能力”的平台。“大论文”之“大”主要体现在:思想意识上对毕业论文重视程度的提高;毕业论文要求的拔高;毕业论文时间的增加;毕业环节和专业课程的关联与衔接更加密切;学生能力培养也更加综合、立体等方面。首先,毕业论文开始时间提前到第五学期,在学生专业基础课程学习完之后,即对学生开展毕业论文要求的教育,同时结合学院教师科研特色开展专业研究方向介绍,开阔学生视野,帮助学生了解相关研究领域、研究方向,并在此基础上双向选择学生感兴趣的课题和指导老师。然后根据课题,在指导老师的指导下,使学生有目的地选修必要的专业选修课程,为进入课题研究打下扎实的理论基础。结合第五学期设置的文献检索课程和专业英语课程,在相关课程教师和课题指导老师的共同指导下,围绕自选课题进行相关文献信息的检索,和专业文献的阅读与翻译,相应考核成绩分别记录为文献检索及专业英语的课程成绩。第六到第八学期,学生进入实验室,在指导老师的指导下进行课题的初步探索。并在课题老师的指导下继续选择必要的专业课程进行学习。这个过程中,实施论文中期检查回报和毕业答辩的监管。严格管理程序,设置必要的奖励机制和淘汰机制,激发学生的主动性和创造热情。

增加学生选课自由度,逐步实现自我规划,自我培养

兴趣是最好的老师,是人们主动去求知、去探索、去实践的源动力。并且传统的理学“精英教育”人才培养模式,和“大众化教育”的现念相悖,也不符合社会和人才市场的需求,使得一些不擅长逻辑思维的学生体会不到学习的乐趣,造成教育资源的极大浪费;另一方面,培养了众多远大于社会需求的研究型人才,而社会和经济建设急需的应用型人才得不到满足。进入大学第五学期以后,学生已经具备了必要的应用化学专业基础知识和技能,有必要引导他们根据自己的兴趣和爱好选修专业课程,实现个性化教育[3]。因此,必须增加选修课比例,扩大选修课程范围,为发挥学生学习的主动性和创造性留有充分的空间,使学生的个性和人格得到充分地、健康地发展。表1是河南大学课程设置及学分分配表。我们在专业选修课程模块设置了大量可供选择的课程,这些课程可以分为三类,以满足学生个性化的需要,增大了学生选课的自由度,也使得学生的自我规划,自我培养成为可能。选修课程的学分从原来的12学分提高到36.5学分,选修课程总比例达30.1%。当然,为避免个别学生的盲目性,选修过程是和前述毕业论文实践环节相结合的,在论文指导老师的指导下,结合学生的兴趣进行的选择。此外,我们还采用积极支持低年级学生自由选择参与的开放实验、创新实验以及高年级大学生的课程设计大赛等课外科研创新活动。注重课内与课外、校内与校外的实践教学活动形成有机的整体,以全方位“立体”的教育模式实现教育目的。#p#分页标题#e#

化工原理论文范文2

[关键词]新工科;物理化学;课堂教学;教学改革

进入新世纪以来,以智能制造为核心,数字化、网络化、智能化技术的应用为标志的工业发展进入4.0时代。工业4.0时代,世界高等教育正在发生革命性变化,并呈现出了“大众化、多样化、国际化、终身化、信息化”的趋势,高等工程教育面临新的挑战迫使人才培养模式必须做出调整。在此背景下,我国高等工程教育积极推进“新工科”建设,先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,全力探索满足我国工业发展需求的人才培养模式。2017年2月底,教育部了《关于开展新工科研究与实践的通知》,倡导高校开展新工科的研究与实践活动。“新工科”要求树立工程教育的新理念、塑造学科专业的新结构、探索人才培养的新模式、提高教育教学的新质量、建立分类发展的新体系[1-2]。物理化学作为化工、材料、医药、生物工程等专业的一门重要的基础理论课程,通过该课程的学习,学生在有效理解化学过程中的能量变化过程的同时,其解决相关实验和生产中的实际遇到的问题的能力也能得到很好的培养。由于物理化学内容抽象、公式繁多、逻辑性强造成教师难教、学生难学,不断压缩的教学课时更是加剧了物理化学教学的难度,如何使学生能够在有限的学习时间内领会物理化学的精髓、掌握物理化学的学习方法并开拓其创新能力则是当前物理化学改革的指导思想。尤其,在新工科背景下,改革传统物理化学课程教学模式,在提升学生工程意识、专业兴趣和科学素养上下功夫尤为重要。笔者根据自身和课程组老师物理化学课程多年教学经验和感悟,从以下几方面探讨新工科背景下如何有效提升物理化学课程教学效果,以期供同行们参考。

1让课程内容回归解决实际工程问题,培养学生的工程意识

工程意识不仅是学生在大学阶段受教育期间,即使走出校门在工程实践中乃至一生都是自我不断修炼的内容。因此,在大学阶段结合专业学习将工程意识作为培养、教育学生的内容至关重要。在物理化学课程教学中引入工程实例,从具体的工程问题中提炼出科学模型,并对模型进行分析,进而总结出解决问题可供参考的思路,这样一方面可增强学生的工程意识,另一方面也可使枯燥的理论易于理解进而可提升学生对知识点的理解激发学习兴趣。在讲解单组分系统相变热力学克劳修斯-克拉佩龙方程时,教师可以引入“高压锅设计使用原理”的实例,向学生介绍高压锅主要是利用气压不同而对于水的沸点不一样的原理设计的,在高压锅内通过对水加热形成的水蒸气在密封环境下形成高温高压,使气压大于一个大气压,使水要在高于一百度时沸腾。在介绍的过程中剥离出具体的分析模型,明确其本质是计算饱和蒸气压和沸点关系的模型公式即克劳修斯-克拉佩龙方程。再举一反三,让学生分析实验室常用仪器旋转蒸发仪工作原理以及速滑运动员冰刀的设计原理等。在课程其余章节的讲解中最好也能都结合一个工程实例进行讲解,并引导学生进行分析。例如在讲解气体性质的玻意耳定律时结合“压井”工作原理进行讲解;在讲解稀溶液依数性时结合海水淡化-反渗透技术、宇航员吸氧排氮的科学原理;在讲解电化学时结合汽车蓄电池、手机锂离子电池的组成与工作原理。实践表明,在教学过程中引入工程实例可有效加深学生对知识点的理解,强化培养学生的工科思维,还可活跃课堂氛围。此外,教师还可将自己及同事的科研发现引入到教学中,在提高学生的学习积极性和培养学生的创新意识和创新能力也有很好效果。

2利用多媒体技术和互联网技术,有效提升学习效果

物理化学具有知识内容抽象、深奥、逻辑性强、公式繁多、推导困难等特点。传统口述加板书的教学方式已无法满足现代大学生对知识的获取。因此教师需要积极学习和运用互联网技术以及多媒体技术,将一些晦涩难懂的定律、原理和公式推导转变成比较生动形象的图像、影像和动画,通过运用投影仪、音响等多媒体资源,运用动画、图像演示等多种方式对枯燥晦涩的定律和公式进行诠释,使学生能够通过多种感官的相互配合在较短时间内,加深对物理化学知识的理解和掌握。另外,在“互联网+”背景下,学生的学习方式还可由课堂延伸到课余,学生可以通过慕课、云课堂、雨课堂等多种形式进行物理化学课程的学习,从而进一步提升物理化学课程学习效果。

3利用课程论文培养学生科学素养

培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,课程论文无疑是重要的途径之一。以OBE理念进行课程论文设计,为避免固定题目难以满足学生发现和提出问题的能力,我们让学生自主选题,将发现和提出有创意的问题作为论文水平评价的第一指标,倡导学生对现有知识进行对比、评论和批判,鼓励他们挑战书本、挑战权威、敢于突破。为提升学生的科学素养,要求学生提交的课程论文需体现出系统缜密的思考和严谨求实的态度,课程论文的必须按照期刊论文的格式和规范进行撰写。强化课程论文的交流和借鉴,引导学生开展自我评价和互评,成绩评定公开、公正、公平。成绩评定时注重论文的创新性和挑战性,强调撰写的科学性、严谨性和规范性,以此来培养学生思维的系统性、逻辑性、严谨性,勇于质疑、敢于批判,同时让学生明确学术道德底线。

4结束语

在物理化学课程教学过程中不仅要注重学习兴趣的培养和专业知识的掌握,更应注重培养学生的创新意识、科研能力、科学精神,从而培养出具有责任心、创造力的复合应用型优秀化学化工人才。

参考文献

[1]李丽,贝绍轶,倪彰,等.“新工科”背景下的汽车传感器与测试技术课程优化[J].高教学刊,2019(7):73-75.

[2]罗钧,侍宝玉,付丽.新工科专业学位研究生应用型人才培养模式探讨[J].中国现代教育装备,2018(17):75-77.

化工原理论文范文3

[关键词]化工专业;毕业设计;质量;本科;教改化工类

专业人才的培养着重于培养工程设计的能力和训练系统实践技能。其教育内容非常注重合成、过程分析、设计、模拟与优化等教学内容。本科毕业设计(论文)是培养学生实践能力的关键环节[1]。虽然是大学生在毕业前才开展的综合实践环节,但其综合了学生四年期间所积累的专业知识,不仅是一次所学知识的总结,更是学生能力一次升华的机会。毕业设计的质量是教育部本科教学工作水平评估的主要依据,也是工程教育专业认证对毕业要求的重要支撑[2]。《工程教育认证标准》对新工科人才的培养目标、课程体系、教学条件、师资队伍及质量保障等各方面提出了系统性的要求。随着我国推动创新驱动发展,伴随实施“中国制造2025”、“互联网+”、“绿色化工”、“新安全生产法”、等重要政策法规,对传统工科教育模式的改造升级刻不容缓[3];通过对企业的调研及毕业学生的回访,发现企业对化工人才的要求也逐年升高,不仅要求毕业生具备工程设计、生产运行、技术开发、信息智能化等多方面的理解运用,同时也要对政策法规、技术管理、合作创新等方面有所突破。然而,目前高校对学生设计创新能力和工程实践能力的培养明显不足,亟需开展系统化的改革与调整[4]。在这种情况下,为满足新时代企业对新型化工人才的需求,为提升地方院校本科生的工程能力,对化工专业的毕业设计环节进行综合分析和探索改革刻不容缓。因此,多举措全面提升毕业设计的质量对于完善人才培养模式,达标评价体系,提高专业教学水平具有深远的意义。

1化工专业本科毕业设计(论文)的现状及存在问题

1.1课程知识体系处于割裂状态,理论与实践不能同步

要做好一篇优秀的本科毕业设计(论文),学生需要对基础核心课程,如化工原理,化学反应工程,化工工艺学,化工热力学、分离工程、化工制图、仪表自动化、化工设备机械基础、化工过程模拟、化工原理课程设计、化工设计等课程的知识有整体及专业的认识和学习。目前各个课程教学情况是各自为政,学生学习只见树木不见森林,对于某一门课程对于整体项目设计中处于什么地位没有清晰的认识,各门课程与其他课程的联系与联动还很缺乏,教师在现有课时能够完成自己的教学任务已经很困难,想要与其他课程联系起来有难度。教师也满足于耕耘自己的一亩三分地,还不能够将专业涉及的各个方面串联起来,每位老师代课集中并且侧重一两门课,缺乏沟通和讨论。另外,课程教学内容偏重理论,教学理念及内容比较陈旧,缺乏现代工程的理念,也不适应工程实践需求[5]。

1.2毕业设计(论文)选题局限,单一化,课题数量偏少,且立意陈旧

化工专业学生真正进行化工设计的比例不高,以我院为例,最多达到50%,有一半学生跟随导师的科研项目做实验,这些导师从事的专业是化学相关的,对于化工设计并不精通。结合我们学院自身情况,前些年有相当一部分老师将课程设计的内容当作毕业设计来做,只对一种设备进行了设计,没有结合化工行业发展趋势设计选题;此外,一些课题由于涉及商业机密及技术细节等原因,不适宜作为毕业设计的课题,导致设计题目范围局限,模式化,单一化,甚至重复。有时只是改变设计产量,不能引起学生做设计的兴趣。其次,没有与化工设计热点和科研前沿焦点相结合,在选题方面没有目标。一些老师对自己指定的课题是否属于化工专业的课题持怀疑态度,需要在这方面进行推敲,学生也很迷茫,单方面依赖老师,自己不会选题。

1.3专业教师没有经过系统训练,缺乏企业工作经验,与实际生产实践脱节

近年来,各高校引进大量博士,表面看教师师资力量大幅增强,很多年轻教师虽然在研究生阶段获得了化工及相关方向的博士学位,但是真正从事化工设计方向研究的人少之又少;很多老师理论基础虽好,但是缺乏专业实践经验和企业工作经验,甚至与实际生产生活脱节。其次,专业教师自身的工程设计和生产实践技能还急待提升,而学校投入经费有限,使得针对青年教师的工程素养和工程设计方面的专业培训不足。指导教师的专业背景差异大,化工专业专任教师的工程背景与《化工类专业教学质量国家标准》中所要求的不符,远远达不到至少半年的工程实践经历(如企业工作、与企业合作项目、指导实习等)[6]。目前高校教师的年终考核要求及职称评定制度,迫使有些老师需要科研成果,发文章出专利,不得不花大量的精力去做科研,很难抽出时间精力提高解决企业生产技术问题以及工程实践能力。对毕业设计的学生处于一种放任的状态,很难静心指导学生毕业设计。

1.4指导模式陈旧,学习方法单一

新“互联网+”时代到来,随着新工科建设发展的需要,老师与学生都要紧跟时代脉搏,改变调整自己的指导与学习模式,新的方式和理念不断更新,新的工具软件层出不穷,如果不能与时俱进,就会被时代抛弃。有些指导老师还是用原来的手动计算的办法指导一个单元操作的流程,每一届学生都一样,只是变换原料、产品,生产任务量,换汤不换药,导致题目单一化,十几年如一日致使学生兴趣降低。毕业设计不仅应该包括工程项目必备的内容,还应具有创新和学生发展自己能力的部分,如何将这部分激发释放出来,是值得思考的。

1.5考核评价体系不完善,考核量化标准不明确

毕业设计(论文)制作时间周期长、教师指导涉及环节多,首先应该统一需要考核的环节;其次,应该对过程设计环节制定统一的评定标准[7]。仅仅以论文完成情况和答辩时的表现作为评定标准过于片面,过程控制和评价体系需要细化和完善,考核量化的标准也需进一步明确。1.6学生从事毕业设计时间不连贯,态度不端正(思想上轻视这项训练)学生在大学本科阶段第四年这个阶段本来应该专心撰写毕业论文的时候,同时面临实习、考研、考公务员、参加招聘会、就业等各方面的事务,学生无法专心致志地投入去完成毕业论文,时间和精力都无法保证,另一方面也有应付差事,得过且过的心理,有些学生认为学校不会因为毕业设计不过就不让毕业,最终为了应付差事,不顾完成作品的质量,胡乱拼凑,或请同学施以援手,匆忙赶出一篇毕业论文,可见态度上没有引起学生足够的重视。

1.7盲目降低毕业设计文本查重,导致设计质量下滑

近年来,学校出台了“关于毕业设计(论文)检测的指导性意见”,“意见”规定:在毕业论文答辩前,利用中国知网的检测系统进行检测,重复率低于30%(含30%),视为查重合格,高于30%,可以给一次机会,经本人修改并再次检测达到低于30%后才能参加答辩,而检测重复率大于30%的一律不能参加答辩。这就使得化工专业的学生盲目删减,最后出现图片表格多,文字少的现象;学生为了降低查重率,往往前言不搭后语、词不达意,文不对题,原本流畅的表述变得逻辑不通,读起来生涩别扭。

1.8优秀毕业设计名额太少,奖惩机制不完善

每年分配到化工专业的优秀毕业设计名额只有一到两名,这在一定程度上导致师生对高质量论文撰写的动力不足,再者评选出的优秀毕业设计(论文)需提交的材料多,流程繁琐,后期还会面临各项评估时准备的过程材料,使得有些师生不愿多花时间再提高毕业设计质量。学校对于毕业设计的经费投入较少,且教师投入时间长,长达几个月的指导时间,如果遇到学生以消极的态度不做或者基础差做不出来,更要投入大量的精力。现在指导每个学生折算约16课时,仅凭课时无法真正评价教师的工作量,优秀毕业设计仅多给两个课时,因此指导多少和指导优劣没有明显的区别,也缺乏有效的奖惩措施,这就挫伤了教师积极性,指导工作完全变成了一种良心活。

2多举措提升化工类专业毕业设计的措施

2.1交叉课程体系网,更新课程理念,拓展实践的广度和深度

化工毕业设计主要内容包括项目概述、技术路线的选择及确定、利用现代软件进行工艺流程模拟设计、工艺计算及典型设备选型及计算、带控制点工艺流程图、车间设备布置图等、换热网络优化、生产安全和环境治理方案的制定、经济分析评价等,这些项目内容织就了化工设计的课程体系网,在教学过程中应该将化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工制图、化工仪表及自动化、化工设备机械基础等课程联系起来,由点变线,以线带面,融会贯通。根据具体设计任务深化对专业必修课程知识的理解,全面建立设计内容间的内在联系。将Aspen软件的应用渗透进课程设计教学,通过课程改革,手动设计计算结合过程模拟设计的方式,加深学生对设计计算的理解。将Aspenplus软件应用于所设计的单元操作的参数选择和初步设计模拟,通过比较不同操作参数的模拟结果,优化设计结果,提高学生处理复杂工程问题的能力。将几何画法和机械制图、化工制图、CAD软件结合,进行课程改革,培养学生规范识图和绘图的能力。对培养方案和培养模式需要深入讨论,修订在教学过程当中出现的衔接不当,重复或者相互割裂的现象;形成教学团队,带同头课程的老师对知识点的交流和教学方式的交流改革,带不同课程的老师如何将相关知识承前启后,相互联系。

2.2应用现代化信息技术辅助化工毕业设计传统设计

计算已经不能满足日新月异,发展迅速的现代化化工企业要求。毕业设计的完成不可避免地使用计算机联合众多模拟、数据分析、绘图等软件,不仅能快速得到计算结果、大幅降低手动计算的错误率,有效提高毕业设计质量,还能为毕生进入现代化、自动化、智能化的工作岗位做好铺垫。近几年的教学实践表明,学生计算机的应用能力提高了,对复杂工程问题的理解加深了,化工专业知识掌握地更扎实,化工毕业设计的质量也得到了较大的提升。在设计过程中,软件的应用随处可见,如在全流程模拟中,应用Aspen软件进行过程模拟[8],对工艺流程进行论证。可将Aspenenergyanalyzer软件应用于换热网络的优化及能量合理利用的过程中,在对塔设备进行设计及校核时,采用Cup-tower和SW-6等设计软件,当进行泵的设计及选型时还可使用智能选泵软件等。另外,学生利用MATLAB软件对反应器进行设计模拟,能快速得到不同年产量的计算结果。至于化工安全评价方面,用Aloha软件对化工生产中事故进行模拟,可以帮助应急救援人员快速准确预测影响区域,有效组织指挥危险区域人员疏散等。作图软件更是层出不穷,除了CAD软件用于绘制PID、PFD图,还有三维绘图软件帮助绘制车间、设备布置图及配管图等。三维软件做出的图生动逼真,不仅可以反映设备及管道的相对位置,还能激发学生的绘图兴趣,提高学生的工程实践能力。

2.3拓宽化工毕业设计选题广度和深度

针对化工专业毕业设计选题的局限性,可以通过多种渠道拓宽选题的范围,首先可以根据工程设计背景,企业背景、和科研背景几方面,结合生产实际和自身的科研项目给出毕业设计题目,同时还可以参考行业热点,由指导老师给出毕业设计题目或者有学生结合自身情况自拟题目。还可以考虑将全国大学生化工设计竞赛的题目设为毕业设计的相关题目,另外在学生出去实习或者见习时,参考遇到的生产项目和设备,对现有的生产项目进行优化设计,对设备进行优化设计改造。结合教师科研项目,可以将题目拟定为精细化工,材料化工等范畴的相关题目。

2.4加强师资培训和教师队伍的建设

首先新进教师除了听课、备课、学习核心课程知识的同时,应有累计不少于半年的工程实践经历(包括指导实习、与企业合作项目、企业工作等)。其次相关化工专业的老师应该自觉学习最新的国家标准,相关行业要求,最新的规范和标准,增强理论和实践结合的能力。再者,需要与时俱进,学习各种计算机软件,更新自身的知识体系,加深理论理解,如有机会可以去重点大学进修深造,或者在企业中锻炼,丰富理论知识的同时,将理论和实践更好融合在一起[5]。

2.5改变教学方法,转变学生的惯性学习方式

新工科的教学理念需要重视实践环节,而实践环节是激发学生创新能力、提升实践能力的关键所在。合理安排理论教学和工程实践教学,将工程理念和实践操作能力有机融合,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,实现综合能力的提升,激发主动性及尤为重要。课程教学的中心应从老师“教”转变为学生“学”,对设计类课程提倡做翻转课堂,由学生实践为主,在课上做设计相关的工作,并且分组汇报,由大家讨论点评。还可以推广案例教学,在课堂上实施案例教学法,通过具体的设计案例来讲解知识点,引导学生理论联系实际,巩固学习成果,加强工程思维的训练。其次推行线上线下指导相结合的模式,为了跟上时代的发展,网络资源非常丰富,包括讲义、视频、题库、课件等等,可以通过学习有些网络视频教学完成一些设计优化的工作,如Aloha报警的软件操作。除此之外,qq群、微信群等可用于交流设计出现的问题,促进了互相学习,沟通合作的新局面。

2.6校企合作提升学生实践能力

在学生的生产实习环节中,我们先后联系了现代化的化工企业,为学生提供实习机会,如刘家峡化肥厂,盐锅峡化工厂,白银银光公司,西北永新涂料有限公司,金昌化学工业集团有限公司等大型化工企业,这些实训基地提供的现场教学大大提升了学生的认知能力和专业知识。在实习基地,从化工安全到各工段的工艺流程以及工艺案例,再到设备的构造材质节能减排,产品分析包装运输等等方面的学习,大范围拓宽了学生对工程设计的思路。从以前对化工厂没有任何概念,到以实习的大型化工企业为设计背景,选择设计一个工段,从对原料及产品的认识到确定反应,及反应条件催化剂等,再到具体的工艺和设备设计,车间布置设备布置等等完成一个实际工段设计的全过程。企业实习不仅能给学生提供设计的素材还能让学生将设计优化的工艺和设备的设计优化改进落到实处。在实习时还能了解设备内部的构造,和化工厂的设计人员交流,提高绘图能力。

2.7依托全国大学生化工设计竞赛提高毕业设计质量

全国大学生化工设计竞赛今年已经举办了十五届。大赛自每年二三月份下达任务书到7月20号提交作品,制定一个当年大家聚焦的化工热点项目为设计主题,在此过程中需要五个同学为一组提交现代设计方法,文档和图纸三类作品,其中涉及了工艺流程的设计,过程模拟优化、换热网络优化、设备设计、自动控制、总图运输与平立面图、重大危险源分析、安全评价,三废及环境保护、经济分析等。最后要求学生现场答辩。从这个过程可以看出,化工专业的毕业设计和全国大学生化工设计竞赛的要求和主要内容及工作流程是一致的[9]。在专业课的教学过程和课程设计的实践课中加入大赛所需的课程知识,为竞赛和学生的毕业设计做铺垫。我校学生自2015年参加全国大学生化工设计竞赛以来,多次获得全国二等奖和三等奖。参加竞赛的同学在完成竞赛作品的过程中锻炼了工程设计能力,提高了专业技术,在后期的毕业设计环节中体现了对化工前沿和热点的理解和思考,实现了对工程问题的设计能力的全面提升。每年参加竞赛团队中的一些同学撰写的论文获得学校优秀毕业设计(论文)。所以全国大学生化工设计竞赛已经成为提升学生毕业设计质量的一个有效途径。进行化工设计大赛并不局限于一组或两组学生,通过老生指导新生的“传帮带”形式,可以惠及所有对化工设计感兴趣的学生,从而使化工设计竞赛成为化工专业学生的一种常态,让更多的学生参与进来,提前熟悉化工设计的流程,为第八学期的毕业设计做准备。

2.8细化毕业设计过程管理,环环相扣,提升毕业设计质量

针对学校对毕业设计每个环节考核管理不严,流于形式的问题,应该加强过程管理,健全管理制度。制定相应的监督管理制度,督促老师和学生认真研读,明确知道教师应担负的责任和学生在过程中应配合服从完成的任务。目前毕业设计的主要环节是开题、中期检查、毕业答辩;在此基础上,应该细化到毕业设计完成的各个阶段,每一次教师指导学生需要认真做好指导记录,及时了解学生遇到的难点和疑惑之处并落实解决。学校在现有管理制度基础上,规定各阶段完成时间,填写过程材料。学院配合学校,选派负责人定期抽查教师指导情况和学生毕业设计进度,及时发现不足并督促改进。学院对不服从管理及不按进度要求制作毕业论文的学生发出警告,若无改进时则须采取惩罚或处分措施,视情况推迟答辩甚至取消论文答辩资格等。

2.9完善毕业设计评价模式,建立多维评价体系

之前毕业设计评价模式相对单一,要先制定评价细则再根据各项细则提高质量。对于原评价体系由指导老师、评阅人分别打分,再加上答辩分数,按0.4、0.3、0.3三部分配比复合得到最终分数。对于此种评价体系,一是缺乏过程和平时的分数,其次评阅人打分一般参照指导老师分数,欠缺了客观性。为了改变现状,首先要设计各阶段的评分细节,如开题阶段包括文献综述,选题意义,设计方法,与本专业的热点相关性,解决问题的创新点等,中期报告验证路线的可行性,完成情况,毕业设计阶段包括论文结构、逻辑性、文字、图纸规范、标注明确等、答辩情况,每一项综合打分。建立的多维评价体系不仅从文字、程序、图纸、表达、对环保安全法规等的认识多维度进行评价,此过程更科学,细致、支撑性更强,可以切实提高毕业设计的质量。

3总结

化工原理论文范文4

关键词:“三三制”人才培养模式;化学实验课程;教学改革

1引言

为了培养符合时代以及国家发展战略要求的创新型化学人才,南京大学化学化工学院依托国家级化学实验教学中心[1],对化学实验教学进行了不断的改革和探索。

2改革的整体设计

南京大学化学化工学院首批进入国家“基础科学研究和教学人才培养基地”,首批入选“国家基础学科拔尖学生培养试验计划”,是国内外具有重要影响的人才培养和科学研究基地。中心秉承戴安邦院士“全面化学教育思想”[2],形成了一整套较为完善的实验教学课程体系,以及“提高–扬优–早期介入科研”三层次开放式实验教学模式[3,4]。但是,在新的形势下,针对“专业学术类、学术交叉类以及就业创业类”三类人才的培养,我们的实验教学尚存在一些不足:(1)三基训练、验证性的实验内容较多,创新性、研究性实验较少[5];(2)对学生研究能力的培养手段和方式单一,学生对化学的前沿研究领域的知识与技术掌握不够,学生的创新意识还不够强;(3)学科交叉实验内容及其相应的实验教学条件配备不足,培养能力薄弱;(4)就业创业课程及相应的实践手段较少,实训平台缺乏。针对以上问题,为满足不同类型学生个性化培养的需要,基于南京大学化学学科的优势和特色,结合南京大学推行的教学改革方向,确立了实验教学课程改革总体思路是:完善和提升“专业学术类”实验课程,加强“学术交叉类”实验课程建设,探索“就业创业类”实验课程。我们构建了多元的实验课程体系[6,7],丰富实验课程内容,加强了实验条件建设。

2.1完善“专业学术类”实验课程

针对“专业学术类”人才的培养,以“重视基础、加强综合、突出设计和科研训练”为建设思路,减少了验证性、单元性实验,增加综合性、研究型和自主式实验,按照“激发学生兴趣、启迪学生探索、训练学生科学思维和方法、引导学生创新”四个方面建设新实验项目,着重培养学生创新意识与初步的科研创新能力。在大学化学实验、有机化学实验、仪器分析实验以及物理化学实验等传统四大基础实验教学中引入反映学科前沿(新技术+新理论)的新实验,使学生尽早接触和熟悉学科前沿知识和技术。主要做法包括:(1)改进实验手段和方法,引入先进的实验技术。将传统的煤气灯加热方式改为电加热,既安全也更加可控;将在科研和实际工作中广泛运用的移液枪代替移液管,操作更为便捷、精准;物理化学实验“离子迁移数的测定”,通过引入分光光度法检测手段取代了原来陈旧的碘量法。(2)增加与学科前沿发展相关的新内容。有机化学新增“4,4,5-三甲氧基-[1,1’-联苯]-2-甲醛的制备”实验,该实验以2010年诺贝尔奖获得者铃木(Suzuki)命名的交叉偶联反应为基础,引入无氧反应和快速柱层析等在科研实验中常用的技术和手段。物理化学“流动法测定γ-Al2O3小球催化剂乙醇脱水的催化性能实验”使用了气相色谱分析技术替代原来陈旧的量气法,大大改善了对催化反应实验产物的检测;对反应装置和气相色谱仪进行进一步升级,构建了先进的微型反应评价装置替代了原来的设备,实现了与学科前沿技术的接轨。(3)有计划开放创新性实验,对学有余力的学生开设开放性实验,将科研课题内容引入,启发学生自主探索、单独设计实验。改变教学的方式,将验证性和探索性相结合,采用验证/探索两段式教学模式,培养学生的研究性思维、自主学习能力和创新精神。(4)增加“计算机与化学”课程及实验。近年来,计算机模拟研究已经成为与理论研究和实验研究同样重要的基本途径,我们开设了“计算机与化学”“计算量子化学”“统计热力学”等课程,增加计算化学方面的实验内容,提升学生的模型思考与创新思维能力及动手实践能力,促进他们将实验和理论计算的结合。例如在物理化学基础实验中开设了两个计算化学实验:甲烷生成热和燃烧热的理论计算,以及H·+CH4=H2+CH3·和D·+CH4=HD+CH3·反应动力学参数的计算。前者是热力学相关的计算化学实验,让学生初步掌握计算物质热力学性质的理论方法;后者是与动力学相关的计算化学实验,帮助学生加强对统计热力学、过渡态理论等知识的理解和具体应用。此外,在物理化学的设计实验中,部分学生运用Gaussian软件等设计出一系列与学科前沿密切相关的计算化学实验。通过此类实验的开设,培养了学生从原子、分子层次思考问题的能力,培养学生采用计算软件对各种化学材料、生物医药进行计算模拟,促进了他们对理论计算这种学科前沿技术的掌握。(5)为了提高学生自主学习和自主实验的能力,我们还加强实验教学课程建设,在网络精品课程的基础上,利用电化教学手段和数字模拟技术,拍摄实验基本操作以及大型仪器原理和操作的教学视频,规范实验操作,方便学生学习;开发课程预习软件,通过预习平台提交研究性实验方案,训练学生的科学思维和方法。

2.2加强“交叉复合类”实验课程

新知识和新学科的产生常常源于学科的交叉和融合。学科交叉融合发展的趋势,要求本科生实验教学必须注重学科交叉以及多学科复合。我们依托国家级精品课程“综合化学实验”,围绕着化学与生命、化学与材料等交叉领域进行课程设计和条件建设[8]。将教师科研中的成果转化为综合化学实验的教学内容,学生可以接触到更多学科的前沿和热点,综合实践能力和分析解决问题的能力得到提升,学生的科研素质和创新能力得到了提高[9]。首先,化学与生命交叉是目前蓬勃发展的研究领域。为了让本科生尽早参与并切实接触到交叉学科内各领域的前沿科学问题,对于跨学科知识和技术有更加深刻的领悟,我们在精品课程“综合化学实验中”增加化学与生物学科交叉融合的实验项目,并加大建设经费的投入,使之很快具备实验教学开展的条件,开设了“真核细胞的传代培养及转染实验”“生物大分子固相合成与质谱分析”等实验,让学生了解细胞培养和传代的过程,了解细胞转染的过程,使学生掌握基因工程、细胞工程等领域的实验技术和方法。其次,材料科学在社会发展、国防事业等方面起着非常重要的作用,我们以高分子材料为切入点,依托高分化学重点实验室,让本科生进入化学与材料科学交叉研究平台进行科研训练,开设了“高分子纳米复合先进材料制备与微加工成型及性能研究”“高分子柔性储能与应力传感器件制备及性能测试”“天然高分子改性絮凝剂研究”等实验,让化学专业的学生掌握器件制作、材料加工,以及光、电、磁等材料性能测定的实验技能。

2.3探索“就业创业类”实验建设

化学化工及相关产业是国民经济的支柱产业,其产值占国民经济生产总值的16.5%,人才需求广泛。教学实践及生产实习是培养“就业创业类”学生实践能力和创新意识必不可少的重要环节,是培养应用型人才的重要途径[10],我们在建设校外实践实训基地的同时,依托“中级应用化学”实验和“化工原理实验”课程,加强对“就业创业类”人才培养的实验课程建设及实践平台建设。首先,将“化工原理实验”结合化学工业生产过程综合化、装置规模大型化等特点,将化工操作培训安排在一定的工艺流程装置上进行,以锻炼学生的操作能力,培养工作操作中的分析和解决问题的能力(见图1);在大工程观的背景下,拓展化工基础实验内容,引入精馏实训装置及吸收与解吸实训装置,拉近课程教学与工程实践之间的距离,使学生了解工程的本质和特征(见图2);现代化工实训装置采用化工技术、自动化控制技术和网络技术的最新成果、实现工厂情景化、故障模拟化、操作实际化和控制网络化设计目标,体现健康、安全和环保的理念,实训装置流程、设备配置和操作方式与工厂基本一致。其次,“中级应用化学实验”引入化学、化工前沿的最新产品和工艺作为特色实验,开设的实验涵盖目前国内外市场上畅销的重要化工产品和过程,如特殊化学品、能源类化工产品、医药及医药中间体、胶黏剂、燃料、日化、香料、食品添加剂、催化剂等。例如:特殊化学品制备——室温离子液体的合成及物性研究;环境及能源类实验——垃圾无害处理及能源综合利用。通过以上实验的开设,让学生掌握市场常见化学品的合成方法,了解最新的科技发展动态,在就业创业时占领先机。第三,拓宽实践平台和基地。在扬子石化、梅兰化工等大型化工企业建立学生实践实习基地,充分利用虚拟仿真中心等优质资源,增加学生对于化工生产过程的了解,拓宽学生实践渠道和机会;利用校友资源和暑期社会实践,为学生提供更多的实习实践平台和机会,为学生的就业创业助力。

3结语

近几年,中心围绕实验教学内容和教学方式改革,利用教育部改善基本办学条件建设项目、拔尖计划、985建设项目、江苏省品牌专业等项目,投入经费近千万元,极大地改善了实验教学条件,提升了实验中心的硬件环境,为实验教学改革提供保障和支撑。教师更新了教学观念,提升了教学水平,“大学化学实验”和“综合化学实验”入选国家级精品资源共享课。教师先后编写实验类教材6本,近五年发表教改论文22篇。学生参与科研的热情高涨,积极申请大学生创新训练项目,提前进入实验室以及参与发表学术论文的人数不断增加。2016届学生在本科期间在生科院老师指导下首次提出了自供氧光动力疗法,有望用于癌症治疗,并在Nat.Commun.上发表第一作者论文。学生在学科实验竞赛中成绩斐然。在近五届全国大学生化学实验邀请赛中获得一等奖8项、特别奖3项,居全国高校前列。自2010年设立江苏省大学生化学化工实验竞赛以来,获得一等奖11项;2017年参加首届全国大学生化工实验大赛全国总决赛获得团队二等奖。本科毕业生读研比例持续提升,境外知名高校读研学生超过1/3。本科毕业受到用人单位的欢迎,就业率达99%。毕业学生进入包括世界500强企业等一批国内外大型企事业单位,得到用人单位的一致好评。

参考文献

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[6]王志林,朱成建.中国大学教学,2013,No.10,19.

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[8]章文伟,李育佳,张剑荣,朱成建.中国大学教,2012,No.10,77.

[9]郭彩红,宋红杰,熊庆.实验室科学,2017,20(3),108.

化工原理论文范文5

关键词:应用型人才;工科化学;教学体系;改革

化学应用于很多技术领域,科学技术源源不断地转化为生产力。21世纪综合国力的竞争,重要的考量标准是科学技术,科学技术发展的基础是教育。高等教育的发展要与时俱进,适应社会的飞速发展,为此,必须深化教育思想及观念转变,不断提高教学质量和教学水平,工科化工教学体系的改革尤为重要。

一、基础理论课程教学体系

在工科化工类专业人才培养中,化学系列课程是培养方案中的重要基础之一。经过数十年的教学改革,国内主要形成了两种化工类化学基础理论课程体系,即以物理化学为枢纽的两阶段化学理论课程教学体系和以化学原理为先导的一阶段化学理论课程教学体系。两阶段化学理论课程教学体系第一阶段,以化学原理为基础,设置无机化学、有机化学、生物化学、分析化学等课程;第二阶段,以物理化学为基础,设置物理化学、化工原理、反应工程等基础课程[4]。一阶段化学理论课程教学体系首先设置物理化学课程,提高大一化学课程(无机化学、有机化学、分析化学等)的起点,减少内容上的重复。经过多年教学研究与实践,并结合国内部分院校实际情况,从教学实践和生产需要出发,在原教学体系基础上对化工类课程体系进行了调整(主要针对物理化学教学阶段进行了调整),使化工类化学课程体系基本与上述第一类课程体系对应。以无机化学、有机化学、分析化学为先导,为学生掌握基本的化学原理打下坚实的基础。在第二阶段开设了物理化学、化工原理、反应工程、化工设计等课程,使学生能更加系统地学习专业知识,不断融汇贯通。在教学过程中发现,物理化学教学存在着与无机化学、分析化学等课程内容重复问题,如化学平衡、热力学、动力学等知识在无机化学与物理化学当中都有介绍,分析化学、物理化学中都有关于溶度积等知识点;在物理化学课程中,缺少量子力学基础内容。针对这些问题有两种解决方案,方案一[5-6],对原来四大基础化学课程(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)内容进行整合,去掉内容重复部分,突破二级学科界限,以化学原理为主线,结合无机、有机、分析化学,严格按化学学科的科学性和系统性进行课程建设,使化学基础形成统一体,组成新的教学体系,可定名为化学基础教育。方案二[4,7],优化物理化学课程教学内容,做好与先修课程中相关内容的衔接与分工,调整物理化学与无机化学、分析化学等课程相重复的内容,加强与后续课程的联系,增添与后续课程相对应的内容。从化学理论课程教学体系整体出发,结合学校实际情况,第二种方案更具可行性。

二、实验课程教学体系

传统的实验教学模式存在诸多弊端:验证性实验多,综合性、设计性实验少;过分重视实验结果,不注重实验过程;实验内容比较陈旧,不适应现代科学发展的需要;实验内容与实际生产应用没有有效的结合[8-9]。重视实验过程中实验基本素养、科学思维、创造能力的培养.实现实验教学与理论教学的结合。实验原理来源于理论知识,理论知识指导实验教学,实验教学使学生掌握化学理论知识,补充理论教学无法实现的内容,将理论教学升华。

(一)改革化学实验课程教学体系

将所有实验课程整合成基础化学实验、专业实验、创新实验三大模块。在前两大模块中,设置验证性实验,综合性、设计性实验,研究性试验。验证性实验可以使学生掌握基本理论知识、基本实验技能;综合性实验使学生深入了解多个学科知识点,更全面地了解所学专业知识;设计性试验增加了学生的自主性,使学生对理论知识的认识和实验能力上升到一定高度;研究性试验具有一定的原创性和综合性,可以有效培养学生科学思维与创造能力。基础化学实验是将原有的四大化学实验体系重新编排与整合,合并四大实验当中交叉重合部分,做到实验教学与理论教学进度一致。基础化学实验更加注重学生对理论知识的掌握以及基本实验技能,以验证性实验为主,综合、设计性实验循续渐进。专业实验是指工科化学专业的专业课程当中所涉及到的附属实验,如化工原理实验,反应工程实验,分离工程实验。在专业实验中,降低验证性实验的比例,以综合、设计性实验为主。创新实验是利用课余时间,学生做一些自己感兴趣的研究课题。创新实验与科研类似,学生自行设计实验方案,学校提供仪器设备及药品,课题中遇到的疑难问题,可以查阅文献资料、请教老师。实验完成后提交论文,而不是简单的实验报告。工科化学实验教学新模式保留了原有验证性实验,增添了综合设计性实验、研究性试验和创新实验。根据教学阶段的不同,不同类型的实验各有侧重,从而保证学生的学习效果,培养全面发展的创新人才。

(二)科研与实验教学相结合

科学研究是指对一些现象或问题经过调查、验证、讨论及思维,然后进行推论、分析和综合,从而获得客观发现的创新活动,其基本任务是探索、认识未知[10]。大致分5个阶段,选择研究课题、搜集资料、研究设计实验、整理分析、得出结果。在本科工科化学教学改革的过程中,重视科学研究是社会发展的需要,是培养新时代创新人才的需要[10]。本校的实验设备齐全,教师大多都有自己的研究课题和经费,为学生进行科学研究提供了平台。科学研究主要针对大三及以上学生。大三学生开学之初,各学院举办师生见面会,教师向学生介绍自己的研究课题,学生根据自己的兴趣爱好选择1至3个课题。根据学生所选课题以及教师限定的学生名额,教师和学生之间协商、微调,确定学生的研究课题。在这个环节,改变了以往教师指定课题,学生被动接受的局面,调动了学生学习的积极性。学生通过阅读文献,根据研究课题,初步设计实验方案,教师对学生的实验方案进行可行性分析,做出评价和指导意见,师生之间进行广泛的交流和沟通,最终确定实验方案。在此环节,锻炼了学生搜索文献和阅读文献的能力,同时学生深层次考虑问题,解决问题的能力得到了充分挖掘。学生定期汇报实验过程中所遇到的问题,解决方法,以及下一步的实验计划,教师对学生进行指导。在学生将实验任务完成后,进行实验数据的整理及分析。此环节锻炼了学生的基本实验操作能力,发现问题,分析问题以及解决问题能力。整体把握学生在实验过程中发现、分析及解决问题能力,这也是考核的重点内容。与此同时,实验数据,以及课题前景也作为考量标准。

三、构建新的实践教学体系

应用型人才培养是社会经济发展的客观要求,社会经济发展需要大量实践能力较强的高级应用型人才,这方面德国、美国等有许多成功经验[11]。近年来,合肥学院在借鉴德国应用科技大学人才培养的成功经验方面进行了一些探索,引起世界500强企业如大众、博世、西门子等公司的兴趣,纷纷主动寻求与其合作[12]。作为工科专业,应当顺应时代的发展,注重实践能力强的应用型人才的培养。以培养工科化学学生实践能力为目标,围绕“学习理论知识-实验室基础实验-企业项目实践与应用”为主线,结合本科生专业所学核心基础课程和认识实习、生产实习、毕业实习、毕业论文等课内课外实践活动与创新创业活动,开发出以企业项目驱动下的实践教学体系。工科化学学生的毕业论文和毕业设计来自企业,真题真做,把设计落在产品上,从而做到能力培养与素质教育相结合、第一课堂与第二课堂相结合、校内与校外相结合、产学研相结合。学生在加深理论知识理解的同时,提高实验动手能力,独立思考、研究问题,学会合作解决问题,进而获得专业实践技能和创新能力。

四、加强师资队伍建设

在课程改革的过程中,教学效果和质量的好坏,主要取决于教师的教学水平,应当注意教师队伍的建设和教学水平的提高。根据国务院《关于加强教师队伍建设的意见》,以形成一支师德高尚、业务精湛、结构合理、充满活力的高素质专业化教师队伍为教师队伍建设的总目标,大力加强教师思想政治教育和师德建设,不断提高教师专业化水平,为国家和社会培育品学兼优的人才。青年教师是学校的未来和希望,为进一步提升青年教师的教学能力,建设一支师德高尚、素质精良、教学和科研能力兼备的高水平青年教师队伍,试行青年教师导师制,为青年教师配备专门的指导教师,由导师在师德、教学、科研诸方面对青年教师进行指导和培养。与此同时,提供青年教师出国留学深造机会,学院每年都有一定的名额供青年教师申请。

参考文献:

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[2]胡英,叶汝强.工科化学系列课程改革探讨(Ⅱ)[J].化工高等教育,1996(3):11-14.

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[12]胡建华.大学科学研究与创新型人才培养[J].现代大学教育,2009(4):1-4.

化工原理论文范文6

本文简述了高校培养安全工程专业化工安全方向复合型人才的重要性,从教法、培养模式和多元化考核三方面深入探讨了该方向的教学改革方案,以期为化工行业培养具有扎实工程基础的安全工程专业复合型高级人才。

[关键词]

安全工程;化工;教学;复合型人才

随着新技术、新工艺的开发与运用,化工生产工艺流程变得越来越复杂,自动化程度也越来越高,生产过程正朝着综合利用的方向发展。然而对于一个化工企业而言,安全生产是企业发展的根本保障,是在生产经营中需要贯彻的一个重要理念。[1]这就对安全生产相关人员提出了更高要求,尤其是安全工程专业技术人才。因此,掌握化工过程及安全技术相关知识是安全工程专业学生从事该行业生产与管理工作必不可少的职业技能。安全工程专业化工安全方向作为一门专业学科,具有内容涉及面广、知识点多、实践性强的特点。对于安全工程专业的教师而言,如何让学生在有限的校园学习阶段较好地掌握化工安全方向相关知识,[2]如何将安全工程专业特点融合到化工生产的教学中去,是教学的难点。本文以培养安全工程专业复合型人才为立足点,探讨如何推进安全工程专业化工安全方向的教学问题。

一、教法探讨

(一)教学观念的改革

要提高教学效果,更新教师的教学观念是根本。随着科技的进步及社会经济的发展,网络已成为人们生产生活中密不可分的重要部分,这也给人们带来了各方面的信息资源,教师已不再是学生获得专业信息的唯一有效途径。与几年前相比,同一年龄层次学生的心智、储备的信息量及获取知识的途径已远远超越以往的学生。以90后学生群为例,他们在课堂上更具活力和自主性,有很强的表现欲和求知欲,对于知识的前沿性和综合性有更高期待。“教师讲,学生听”的常态上课模式已不能完全满足学生的需求。学生的整体知识结构水平不断提高,而教师依旧采用同样的教学模式,这势必使师生产生代沟。因此,教师应不断更新教学理念,充分尊重学生的选择权和自主权,树立顺应时展的教学理念,从以教师为主变成以学生为主,从灌输式变为引导式,从以理论学习为主向实践教学为主转变,扮演好引导者、合作者的角色,让学生在全新的教学模式下激发学习兴趣。

(二)教学技能的提升

化工专业课程内容相对抽象,习题教学更是枯燥、乏味,且单凭文字和公式的阐述难以形象表达具体的科学过程,难以加深学生的理解。这就要求教师在教学方式和方法上进行创新,充分调动学生的学习兴趣,发挥其自主性和能动性。以化工原理课程为例,它以化工过程中的单元操作为研究对象,是引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习的一门工程技术基础课,包涵了大量的专业术语和计算公式。从以往的教学回访来看,学生认为老师的讲授太过抽象和枯燥,自己难以在短时间内理解和掌握相关概念和公式,学习的积极性受到了极大的影响。因此,笔者认为可从以下几个方面提升教学质量。第一,重视绪论的讲解,引领学生入门。绪论是一门学科的开篇,也是学生开启学习兴趣的一把钥匙。教师需要在绪论课上多做功课,将化工原理这门课程与社会经济发展的重要性、前沿性及化工工艺过程的危险性联系起来,对学生熟知和比较关注的热点案例进行归纳和讲解,让学生还没开始相关内容的学习,便已产生浓厚的学习兴趣。第二,精选教学内容,教与学相结合。对于少学时课程而言,课堂教学时给学生讲得过多、过细会造成学生过分依赖教师的局面,学生的独立思考与创新能力得不到发挥,克服困难与创新的精神也显得不足。教师在教学过程中应重概念理解,抓理论本质;优化教学内容,针对重点内容开展有层次的教学;合理精简理论内容,突出基本概念与共性规律,抓主线和重点,对非重点问题采用监督自学的形式,做到少而精。如教师将课堂提问的形式引入教学,针对关键内容、难懂内容及易犯错的内容进行提问,注重让学生用自己学过的知识来解决遇到的新问题,充分发挥学生的主观能动性,激发其学习热情,培养学生思考问题和解决问题的能力。第三,采用科学的教学方法。教师应从单纯的书本知识灌输转变为多方位、多角度的教学,将知识的传授过渡到培养学生的能力和素质上,让学生在学习理论知识的基础上树立工程观念,培养工程思维能力,用工程观念分析和解决工程问题。[3]此外,教学工具也是非常重要的。多媒体和板书相结合、PPT中融入生动的flash及视频等方式,[4]可有效地帮助学生理解知识,提高教学效果。开展课堂辅助案例教学、分组主题讨论并结合学生自主讲解,能够让课堂教学更立体、更直观,同时能够提升学生的学习兴趣,锻炼学生的表达能力。第四,加强与学生的互动。教师自身的文化素养和科学研究方法论意识是师生进行互动的重要基础。教师要经常下企业接触实际生产,丰富自身的化工领域知识体系,将安全工程专业与化工专业知识体系融合起来,及时更新课程内容,避免教学与实际生产部分脱节。教学过程中倡导师生合作、生生合作、共同探究创新的教学模式,鼓励教师在求异创新中主动构建自己的知识体系。如教师课上可采取提问题、做游戏、小组讨论的方式与学生进行互动,增强课程的趣味性与学生的自主性;课下多与学生沟通交流,征求学生意见,及时获得教学反馈,掌握教学效果,以便根据学生的学习情况改进教学内容及方法。

二、培养模式

(一)渐进式课程群结构

处理化学工程问题常常要求把简单问题做严格的数学处理,复杂问题进行简单的数学处理。在教学过程中,我们应遵循此规律,激发学生的学习兴趣。[5-6]由于化工知识体系庞大,非化工专业学生想要在短时间内掌握专业相关知识,难度很大。以我校安全工程专业为例,为了让学生在掌握安全工程专业知识的同时,逐步消化和深入学习化工知识,我们从大一到大四递进式安排了学生的化学化工相关教学课程(见表1)。化工安全方向以无机及分析化学为入门课程,以化工原理、流体力学与流体机械、化工安全工程三门主干课为基础,以危险化学品管理、设备腐蚀与防护、燃烧与爆炸学等限选课为辅,结合实验、课程设计和实习,以化工过程中的单元操作为研究对象,引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习,将安全工程管理与技术融合到化工知识的学习中。种递进式的课程安排实现了由点到面的过渡,学生对化工知识掌握得较好,教学效果显著。

(二)实践教学

相对于理论教学,实践教学更具直观性、综合性和创新性,更能激励学生的好奇心和创造性,能使学生初步掌握科学研究的方法,是培养学生岗位工作能力的重要途径,是理论联系实际的一个重要环节,能为学生尽快适应工作岗位打下坚实基础。[7]对于安全工程专业的学生而言,动手操作能力显得尤为重要。我校安全工程专业化工安全方向的实践教学环节包括基础实验、教学实习、仿真实训、课程设计、工厂实习、创新性项目及毕业设计(论文)。基础实验是针对专业基础理论课程的实践教学。我们根据理论课程各章节的内容,有针对性地设计了多个系统性实验。以化工安全工程基础实验为例,我们针对化工安全工程理论课程中的危险化学品安全管理、化工燃烧爆炸及控制措施和化工单元操作安全技术这三章重点内容,分别开设了物质自燃点的测定实验、气体/粉尘的爆炸特性参数测定、易燃建筑材料的燃烧性及危险性分析实验及流化床干燥过程的安全技术分析实验等。课程设计是学生学完课程后,综合利用所学知识进行设计的实践教学环节,由教师出题,学生在教师的指导下进行设计。通过课程设计,学生的工艺计算、绘图等能力得到了真正提高,能够把零散分布在各门课程中的知识有机结合起来,创造出有自己特色的设计成果。课程设计达到了综合训练的目的,提高了学生分析和解决化工实际问题的能力。[8]化工安全工程课程设计要求学生对某硫酸厂的厂区平面布置及特定工艺进行设计、计算和绘图,并从安全管理、安全技术措施、事故应急管理等方面提出安全对策。在整个设计过程中,学生以安全学原理和技术指导硫酸化工厂的设计,在化工工艺流程的布置过程中进一步加深了对化工安全知识的理解。教学实习安排在理论课程结束后,学生到相关厂矿企业进行为期一周的教学参观,例如参观中粮可口可乐有限公司的生产车间,了解该公司的厂区布置及安全管理模式等。教学实习以参观为主,专业工作人员带领学生参观,并进行演示和讲解。该环节可调动学生的学习积极性,提高其感性认识,使其进一步将理论知识与实际生产应用联系起来。仿真实训是在计算机上直接操作,模拟化工生产过程。以精馏过程为例,学生可任意改变参数,主动引发生产事故,进行探索性试验,但不会造成实际的损失。学生通过仿真实训可汲取教训,及时更正操作,强化安全意识。工厂实习是在专业主干课程之后开设的为期一个月的进厂跟班实习。工厂实习能加深学生对相关工艺技术流程的基本认识和理解。工厂实习不仅要求学生全面了解化工生产类别,熟悉工艺参数、单元操作、设备操作与管理,掌握化工的工艺流程,懂得分析和控制设备的原理,而且要求学生能够辨识化工厂车间危险源并提出安全对策,强化自己对化工生产的认识,明白安全生产与管理对于企业生存的重要性。通过实习,学生能直观地接触化工生产过程,真正体会到安全生产、安全管理与技术在化工行业中的重要地位,实现理论与实际的进一步紧密衔接。

三、多元化考核

社会发展要求人才具有良好的动手能力、表达能力和创新能力。在教学过程中,我们注重智商和情商的共同发展及科学思维方法的培养。我们将考核形式多样化,减少应试闭卷考核,引入论文写作、动手操作、答辩等多种考核手段,使学生注重知识的探索与运用,并非单纯为了考试才学习,从而与社会对人才的能力需求接轨。以化工实验考核为例,根据前期实验内容,老师拟定数个实验考核项目,学生随机抽取考核内容,进入考核现场独立完成实验,并离开现场。考核由现场实验操作技能和实验报告撰写两部分内容组成。操作技能包含实验预习情况、实验记录、操作手法及实验台面整洁程度;实验报告撰写包含实验步骤、实验数据处理及结果分析和实验报告的规范性。操作过程中教师还需对学生解决问题的能力、实验室工作习惯等进行考核。这样的考核方式使学生在前期实验教学过程中由被动学习转为主动学习,同时提升了学生实验操作的独立性,培养了学生严谨的工作作风,提高了学生的综合素质。实习的考核也分为两部分内容,一是当日主题答辩及当日工作总结,二是实习报告的撰写。在石油化工企业实习过程中,老师根据工作性质,每天布置实习任务,采取“师傅引导制”,使学生在工人师傅的监督和指导下,完成工作任务;学生下班后撰写当日工作总结并答辩。在答辩环节中,老师对学生遇到的问题和困惑进行正确引导,对于优秀的实习成果给予肯定和表扬,及时指出学生实习中存在的不足之处并分析原因。通过这种考核方式,学生在下厂工作和后期答辩过程中会注意对所发现的生产薄弱环节及存在的安全风险提出改进意见。这样既提升了实习成效,也让学生真正懂得了如何处理现场突发情况及提出安全防范对策等。通过将安全科学知识与化工生产过程融为一体,学生的综合工程素质及工作竞争能力均得到了提升。

四、结语

我们以教学方法、培养模式、考核方式为教改切入口,充分利用科技发展和教改带来的机遇,加强安全工程和化学工程的结合,让安全工程专业的学生在学习和实践中感受化工过程理论指导实践的重要地位,建立工程意识,树立工程观念,掌握化工安全方面的知识和技能,以期为国家培养更多敢于探索、勇于创新的安全工程专业化工安全方向的复合型人才,为有效促进化工行业的健康、稳定发展输送力量。

作者:廖婵娟 魏祥东 卢丽丽 苏龙 蒋娇莲 杨冕 单位:湖南农业大学资源环境学院

参考文献:

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[6]谢艳,姚方.化工原理理论教学的改革[J].广州化工,2012(10):178-179.

化工原理论文范文7

关键词:工程教育专业认证;轻化工程;毕业设计;教学改革

0背景

培养高素质、创新能力强、具有国际竞争力的工程技术人才,是我国高校面临的重大课题。轻化工程专业是一门涉及领域广泛,多学科交叉的学科。轻化工产品是国民经济各相关部门不可缺少的物质材料和人们日常生活的必需品,因此轻化工程专业所扮演的作用非常重要。国际工程教育认证制度以学生的学习产出(Out-basedEducation)为中心,通过工程教育质量考核来对各大学的轻化工程专业水平进行评估。[1]我国自2006年正式启动工程教育专业认证试点工作,宗旨是提升工程教育质量和实现我国工程教育的国际互认,在2013年中国成为《华盛顿协议》的预备会员后进入快速发展时期。[2,3]江南大学纺织服装学院轻化工程专业计划2018年申请参加并工程教育专业认证,希望通过该轮认证,对轻化工程专业学科的发展有了更清醒的认识,在进一步提高教学效果和专业建设方面起到积极作用。

1毕业设计现状和存在的问题

调研发现近年来毕业环节训练主要是毕业论文(占比90%),毕业论文针对某个具体问题研究,对于本科生来说是属于局部训练。在工程认证过程中要求设计类占多数,这主要是设计类训练可让学生得到全面的知识训练。在工程教育认证标准中对毕业设计标准为:结合所学运用相关知识以及经验积累,培养学生综合能力,尤其是在遇到相关专业工程问题可以随机应变加以解决。[4]工程毕业设计是每个大学毕业生必备的技能,是学校对于培养学生质量的检测,是学生四年来学到知识的总结,是每个学生踏向社会的关键环节。这就要求学生能够综合运用四年所学专业知识(例如高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、纤维化学与物理、染整工艺原理、染整设备、染整助剂、颜色科学、环保概论、染整工厂设计、表面化学、皮革工程概论、造纸工程概论、新型纺织纤维、文献检索利用、纺织品贸易实务、功能整理、纺织生物技术基础、仪器分析、纺织品性能测试与检验、特种印染、毛织物染整),对某一轻化工程所面临的问题进行解决,提升学生的综合能力和专业素养。为培养学生工程问题的解决能力,本专业已采取了部分措施:相对于以前的轻化工程的教学计划,已在原来传统教学计划上变成一年三学期(包含一个三周的短学期),这能提高工程教育效率,更好的发挥专业知识和技能培训优势。以前因为缺少前期工程训练而严重影响大学生在毕业设计时的工作效率和相关工程意识,导致毕业设计不达标。想要真正的解决这类问题,必须让广大学生去生产一线实践,亲身体会,因此需提供给学生更多的实践机会。此外,其它的主客观因素,例如选题与工程实际问题脱钩,指导老师工程经验缺乏,学生面临找工作、考研、留学等,也影响毕业设计环节的培养效果。[5]通过问卷调研,并结合自身毕业设计教学指导经验,目前遇到的毕业设计的常见问题总结为如下三点:(1)选题内容陈旧,时效性及创新性差。虽然这样的选题能在一定程度上对学生的综合能力起到锻炼效果,但无法让学生了解到最新的行业发展动向。这种关门办学,老旧的高校教育模式与产业需求有很大的偏差。(2)选题来源单一,与工程实际脱节。目前的选题模式为教师定题,学生选题。由于教师特别是青年教师工程经验相对缺乏,难以给出与当前工程问题密切相关的选题。此外,教师定题只能让部分学生选到自己感兴趣的研究内容和师生间沟通不畅的因素,使学生对选题不感兴趣,导致最终毕业设计失败。(3)到了大四下半学期,学生马上离开学校,大量精力投入到找工作中,无法定心完成最后一项重要的毕业设计任务,致使毕业设计训练质量降低。

2问题思考及改革方案探索

针对这些问题,按照学校毕业设计要求及相关标准,结合工程教育强调以学生为中心的教学理念,提出几点毕业设计改革措施。比如建立师生互动选题模式,这样学生有了自主性,导师也愿意全身心的帮助学生,这样毕业设计更以学生为中心,可更好培养学生独立思考,科学研究能力和实践能力。另外在选题方面一定要涉及本专业的工程领域,并有一定的工作量。当然选题需进行课题筛选,使其具有工程性,实践性,广泛性。因此,轻化专业工程毕业设计选题可来源于以下几个方面:(1)在轻化工程专业的毕业设计教学中,可从用人单位的角度出发,根据用人单位的人才市场部规划有针对性的进行人才培养,以便培养出能够直接适应公司需要的人才。此外,为培养出的学生能够更加适应将来人才市场,可让学生进入到企业进行实习,提前进行企业培训,使得大学生够更好更快的适应并将学校所学的理论知识和专业技能运用到实践中。(2)在轻化工程专业的毕业设计教学中,老师们在上课时应该将实践与知识理论相结合,而且应该让学生们能够学到企业中较为先进的知识理论,为未来进入企业打下良好的基础。近5年,江南大学轻化工程专业老师承担的国家重点研发项目、国家自然科学基金、江苏省产学研等课题,为毕业设计选题提供最新研究方向和充足的经费保障,其中2013年至2017年间有36%课题出自学科前沿研究。(3)鼓励学生针对工程实际问题进行研究。毕业设计选题过程中,例如学生打算参加的项目,要写出项目申请书,经与指导教师讨论、修改、定题后系部讨论,确定申请项目具备专业性知识训练的设计。以此更大程度的发挥学生在毕业设计中的综合训练为中心的作用,从而在设计中发现具体不足的问题,不断完善学生的知识水平,为将来进入社会做好专业知识储备。虽然高校培养工程人才的目的是为了服务于社会生产,但目前我国传统的高校工程教育模式与企业需求有一定的偏差。因此为提升大学生的专业知识技能,需在学校老师的引导下,进行社会实践,在企业的实践工作中运用所学的专业知识,能够很好地升华所学的专业知识技能,使所学知识技能与社会生产相适应,弥补传统教学中与企业人才需求的偏差,使学生更好的适应社会,更好的服务社会生产。此外在带有指导性目标的实践过程中,学生还能总结各自的实践经验,为学校和其他师生留下宝贵经验教训,推动学校本专业的整体的进步与发展。要培养出优秀的工程教育背景学生,首先离不开优秀的教师指导,因为只有好的专业技术知识的传授,学生们才能够在实践中去运用这些专业知识,在实践中不断完善不断改进,才能够推动专业知识技能不断向前发展。老师们掌握的先进的专业知识技能,有助于学生能够跟上公司的发展脚步,不至于落后于时展。教师进行教授时都是系统性的传授专业知识,更利于学生们学习和理解,可以更加容易的运用到实践中,所以师资的强大是大学生学好专业技能的首要因素。除了学校导师之外,还可以在企业中优选合适的企业导师。当然在企业导师遴选方面,要求企业导师具有中级以上职称,并且其提供的毕业设计题目需具有成熟的理论研究、知识技能,也能进行一对一的专业指导,使得研究更加方便和深入。通过企业专家、学校教师的讲学和汇报,能够使学生更为深入的了解前瞻性专业知识,拓宽学生们的知识面,更加容易构建工程背景的专业知识体系。结合工程教育专业认证标准对毕业设计的要求以及OBE教育理念,在毕业设计中采用全过程管理模式,保证毕业设计质量。(1)在毕业设计命题环节,要强调结合工程实际问题和以学生为主体,并提供大于学生数2倍的毕业设计题目,让学生有足够的机会选择自己喜欢的设计。(2)在毕业设计执行环节,采用督导抽查占比20%的设计课题,以此实现毕业设计选题的严格管理,以确保毕业设计的完成质量。(3)在答辩环节,除专业教师外,邀请企业技术专家(应该至少为中级职称以上,拥有雄厚的专业技能储备,能够真正对学生的课题研究提出实质性的建议)参与答辩,以确保毕业设计的工程实用性。(4)在答辩评判标准中,很重要的一点是要考察学生是否有自己的专业方面见解,是否能在专业知识方面进行延伸及创新思维。(5)在时间节点上,可将选题时间提前到大三下半学期,并将开题时间提前到大四上半学期,从而为课题开展提供足够时间。通过企业的评价干预,促进毕业设计与工程应用需求的良性对接。

3结论

轻化工程专业毕业设计是本科教学十分重要的一个环节。借助工程认证契机,推进轻化工程专业培养人才适应当今企业要求,培养合格的工程技术人才是本次教学改革的出发点,根本目标就是使学生在很好的掌握纺织染整、皮革、制浆造纸、精细化工等方面的专业知识基础之上,具备良好的社会适应能力,独立的专业知识和技能思维以解决实际工程问题,能将来能在轻化专业领域有所建树,从而获得行业的认可。因此在毕业工程设计中,科学的选题能够确保毕业设计的可行性、创新性和工程实用性;充足的时间和科学的评价方法,前瞻性的毕业设计以及专业的企业指导老师能够为学生在完成毕业设计环节提供宝贵的建议,也能帮助学校指导老师持续改进毕业设计指导方法。

参考文献

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化工原理论文范文8

关键词:地方高校;化学;化学实验;实验教学

学校的根本任务就是培养人才,作为地方高校,应培养适应基础教育和地方经济社会发展需要的、专业基础扎实、知识面宽、综合素质高、具有创新精神的高级专门人才[1]。化学院系是实施化学教育的主体,作为学校教学部门,基本任务就是化学教学,它分为理论、实验二部分。化学是一门以实验为基础的自然学科,化学中的定律和学说都源于实验,同时又为实验所检验。早期的化学也被称为实验化学[2],化学教育家戴安邦曾专门撰文“化学实验教学是实施全面化学教育的有效形式”[3],可见化学实验教学在化学教学中的重要地位,所以化学实验教学就应该是教学研究的重要课题。

1基础化学实验教学的目标任务

基础化学实验教学在学校化学教育中承担培育化学专才的目标任务,可具体分解落实在以下四个部分:①所谓的“专业基础扎实”,是指掌握实验基本原理、基本知识和基本操作,对实验能规范操作并得出正确的数据和结论,现行的专业基础课对应的基础实验都担负着这样一个任务;②“知识面宽、综合素质高”,则指通过较为复杂的综合实验,熟练掌握上述“三基”,并在实验过程中加进一些综合性、开拓性知识经验,以锻炼学生综合技能及拓展思维;③通过某些综合实验及其模仿实验逐步为设计实验,创新实验铺路引导,以培养学生“解决问题的能力和创新能力”;④在设计实验、创新实验里精选出好的题目,作为毕业论文题目,从而构建出一个“完整的实验教学模式”,也为化学系有“50%以上的毕业论文在实验室中完成”的目标贡献份额。总而言之,化学实验教学的目标和任务就是通过基础实验、综合实验、设计实验、创新实验、毕业论文(优选的创新实验)一套化学实验教学运行模式来完成培养化学专才的任务。

2基础化学实验教学存在的问题

地方院校传统的基础实验教学模式,重视化学理论教学,一般是教授理论主课的老师制定实验教学计划,下意识地把实验教学变成了理论教学的一部分,使得实验教学体系变得不够完善,忽视了综合性、设计性、创新性实验的开设,严重地制约了学生关键素质—能力的培养,加之实验教学人员非专技所长,致使实验教学质量难以得到保障。如果学校实验管理顶层设计不理顺,那么实验教学四个基本要素“内容”、“人”、“财”、“物”就无法协调安排;如果实验教学的内容、考核、激励不合理,书面考试完全代替,那么真正需要考察的“能力”和“素质”就容易出现得不到训练、体现和考核等表象问题[4]。

3基础化学实验教学改革的实施

3.1以基础实验教学目的为导向,确立“能力”是关键

在教育部为本科教学质量评估和保证实验教学质量而设计的一套体系中,明确要求应以培养学生关键素质—“能力”为目的,采取增加综合性和设计性实验比例,加强创新型实验教学项目建设,最大可能性改善实验条件,加强实验教师队伍的建设等措施。这是基础化学实验教学应该坚决实施的措施,具体是使学生掌握实验基本原理、基本知识,加深对化学理论的理解,熟练地进行规范操作,进而得出正确的结论。为培育学生的知识和经验获得的能力、查阅资料能力、实验动手能力、完成实验的观察能力、协调合作能力、运用多学科知识解决问题的能力、预见和判断能力、数据处理能力、总结和评价能力、文字报告能力等设计好路线,这是人才培养更深层次必然要求,是人才培育精髓实质[2]。为了这个根本目标,我们必须积极推进化学实验教学改革。

3.2推进实验教学内容的改革

化学教育培养的人才目标是:基础知识扎实、基本技能出色、创新能力强,能独立解决实际问题化学专门人才。落实到基础化学实验教学中,可分解成4个单项:①理论验证、基本操作的实验,我们可以优选一些现行实验,验证性的诸如《羧酸及其衍生物的性质》、《氧化还与电化学》、《环己酮、糠醛与氨基脲的竞争反应》实验等等,基本操作的诸如《常用玻璃仪器使用及玻璃管的简单加工》、《五水硫酸铜结晶水的测定》、《物质熔点沸点测定》实验等等;②培养一般研究方法的开拓知识面的实验,我们设计成综合实验,包括运用多种实验技术,需要理论宽泛的《4-苯基-2-丁酮的制备》,《配合物键合异构体的红外光谱测定》综合性实验等,旨在培养学生的规范操作及分析、推理、归纳、总结并形成报告的能力,它能培养学生解决问题的能力,比例应当加大;③培养创新能力的实验,如:《苹果中钙的提取及测定》、《四苯基异二醇光化学合成及表征》的实验……设置成设计实验,在教师的引导下,相对独立地提出问题、查阅资料、设计方案、完成实验、分析数据、得出结论和成果,充分发挥学生的主观能动性,综合运用所学的理论知识和实验技能,来完成设计实验,进而培养兴趣、探索未知、发展个性、解决问题,从而真正提高素质,这种真正培养学生核心素质—能力设计实验应该增加;④培养学生的创新能力,写出逻辑严谨、情理并茂而又科学的毕业论文,通过2~3年实验训练和增多的专业理论知识,学生掌握了基本操作、基础知识及实验报告和小论文等科研性文章的写作技巧,懂得了文献调研、确定实验方案工艺、实施物质合成、分离纯化、物质表征,进而弄清组成、结构、性质及相互关系等科学研究的基本流程,这样基本化学科研范式,结合具体课题(学生自选,导师命题),就自然而然地写出好的毕业论文(因为上述环节涵盖了论文所有过程),再加上学生按自己的个性意向,选择导师,导师又以自己的优势方向指导学生,导师优势学术与学生志趣双向耦合,既调动了指导教师发挥优势才干的积极性,又利用了他们掌握的研究项目、实验室、资金、物质设备、数据信息等方面的优势。学生按兴趣选择,他们学习研究的积极性高、思维活跃、动力强劲,那么师生的优势叠加自然会产生施教者希冀的效果,高质量的毕业论文或成果便会不断涌出。事实上,2018-2020年学生的论文质量比起往年有大幅度提升(教育部专家对教学质量评估的结论)。所以,应推广“化学基础实验—综合实验—设计实验—毕业论文实验(导师的科研项目实验、自选或命题实验)”一条龙式的独立实验教学模式。这样便可将“学习知识和技能”、培养“能力”贯穿于整个实验教学之中。

3.3加强创新型实验和项目建设

创新型实验能培养学生的创新精神和能力,可独立地设置成实验教学环节,也可列入选修课或课外科学技术活动的实践环节。创新实验项目从查阅文献、收集资料,到提出课题、设计方案、确立方法、选用仪器,完成实验,到分析结果等,都完全由学生自行确定。这种由想法到结果的实验,是一种设计性创新实验,难度较大,为增加成功概率,我们一定要选择适当的时机进行,在做好基础实验、练习综合实验、实践设计实验的基础上,具备了深厚的实验功底后,经学生、老师、项目及经费四项匹配后实施,万万不可流于形式。课题的内容和形式不限,可使学生感受科研工作的全部内涵和乐趣,掌握科学研究的基本规律和科学的思维方法,培养学生钻研、探索、创新精神,以达到学生自我发展能力的目的[5]。经过多方努力,成果也较为显著:各科研课题组(每个组2-7名)中都有同学积极参加,不同课题组除了完成本项目外,自己又开创了一些实验,三年累计16项“大学生研究性学习与创新性实验计划项目”均结题或完成,参加“山东省大学生化学实验大赛”(省科协、省教育厅、省共青团、省发改委及省人社厅共同主办),近三年都获得了好成绩,袁兆朔《有机模板剂导向的金属卤化物低维钙钛矿材料的发光性能研究》、李正进《有机卤代小分子给体材料的设计、合成及光伏性能研究》等7个项目在“学生科创大赛”中分别获得省级一、二或三等奖,曹晓雨《酯交换法制异丙醇》、吴玉芳《低维钙钛矿新型白光LED发光材料的研究与应用》等3个项目被推荐为“省青创”项目,并获得获中国化工学会、中国化工教育学会表彰奖励。

3.4革新实验教学管理模式

紧扣学校培养人才的中心任务,化学实验教学应以学生为中心,不能以教师为中心。教师是主导,是服务于学生学习的,不能为教师而设置实验,如满足工作量,满足哪个实验室容量,这是本末倒置的现象,学生是教学活动的主体,应以学生为本,紧紧围绕中心任务设置实验教学体系及管理模式。完成学校培养人才的中心任务,首先采取独立的实验教学体系,兼顾理论知识体系。可以根据不同的实验培养目的,设计不同的模块,和相关课程保持协调一致,基本原理、基本知识及基本操作的实验,规定时间、地点、指定教师;对综合性实验实行预约制,一天设置多个时段,使学生根据自己的情况自主选择实验的时间和内容,增加实验课的灵活性、选择性等,尽量向按需教学的方向靠拢,这是教育大趋势;对于设计性实验、毕业论文项目的实验,要开放实验室,师生互选,使实验研究及能力兴趣优势叠合,易出成果及高质论文;其它实验项目、竞赛要在开放实验室的情况下进行。其次是实验人员专职化,我们要固定实验教师,实验人员不一定是全才,但必须是专才,因此我们要固定人员,用其所长,辅以一定政策及激励措施,使其在专职领域“钻研实验教学,专心实验教学,服务实验教学”,培养他们成长为高效完成实验教学的群体[6]。第三要推行实验中心下的实验课程规划(如若课程附属于教研室,则一定破坏实验技术完整体系,必不能达到培养人才的目的)、教职、经费、实验室、物质统筹安排,恰到好处地使其物尽其用,人尽其才,协调一致,化学实验教学效率更高。一个好的实验教学模式,可高效率的完成教学目标。

3.5重视实验教学队伍建设

培养人才是学校中心任务,主导“教”的关键是教师,实验教师又是培养学生“能力”的强有力的依托,因此建设好实验教师队伍是关键点。化学实验教学的高质量主要取决于实验教师的能力、经验、积极性和责任心,还取决于对实验教学目的和意义的认识程度,所以,建设好一支实验教师队伍至关重要。措施如下,第一、要建设一支稳定的“教”有专攻的实验教师队伍,只有人员专职固定,才有人专注于研究实验教学问题,这是提高实验教学基础,还有实验教师在学校环境、实验运作、实验器材上的经验,能帮助学校提高教学效率。第二、要培训提高实验教师能力,实验教师成长需要学校培养扶植,实验教学技能、实验技术知识、实验管理等,可到相关高校考察学习进修或学术交流,增长本行业知识技能。大型仪器到有同类仪器设备的学校或科研单位或厂家进行培训。支持鼓励青年实验教师学业进修,更新拓展知识结构,提高实验教学水平和实验技能。第三、设计一些项目促进实验教学的深入,如设立实验技术的研究、大型仪器设备功能再开发,增加实验教师技能,提高教学技艺。第四、要采取激励措施,总结实验教学工作,开展评比活动,设立实验技术成果奖等。专职实验教师与理论课教师要有相同待遇,实验技术人员的职称评定要着重突出实验技能和实际工作业绩,让实验教师有期望,这样才能稳定队伍,提高积极性。第五、用一些特殊人才政策吸引具有博士学位或具有教授职称、理论知识扎实、动手能力强的优秀教师或科研能人进入实验教学一线,这是实现高素质实验教师队伍最简单便捷方式。总之采取一系列措施,努力建设一个钻研实验教学,潜心实验教学,用心实验教学的教师群体,这是搞好实验教学前提和保障[7]。