无机化学最新研究方向范文
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篇1
关键词:教学与科研融合;高等无机化学;应用型人才
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)13-0135-02
应用型人才培养是社会经济发展的客观要求[1],是高等教育大众化的结果。随着地方经济和行业经济快速发展,对应用型人才的需求大量增加,鞍山师范学院人才培养的目标也转型为应用型人才培养。改变传统教学格局,适应新时期社会、经济和建设的发展需要,培养创造型人才、应用型人才的教学改革势在必行[2]。基于化学专业高等无机化学课程实施研究性教学,以“教学与科学研究融合[3,4]”为切入点,积极探索如何发挥专业自身优势,着眼于培养具有多元知识结构和创新能力的高素质应用型人才,正是为实现提高高等化学基础教育质量,提高师范生的教师从业技能,增强本专业学生的就业竞争力,全面促进应用型人才培养的核心目标而进行的探索和实践。
一、应用型人才培养下课程科教融合教学改革的意义
人才培养目标的定位是大学教学改革的起点。应用型人才培养的重要特征就是应用能力,即学生的实践能力和职业素养。传统的本科人才培养体系偏重于基础知识教学和理论体系的完整,忽视应用能力的构建。学生是教学的对象,围绕学生能力拓展和知识结构开展实践教学,积极探索教学内容和方法的改革,系统构建、整体优化,以学科为支撑、以专业为基础、以岗位为核心,在人才培养中强调的是知识的集成和实践的应用能力。
在本科学习阶段开设的高等无机化学课程,是基础无机化学的后续课程,其知识体系的视点和深度要较无机化学有所提高,目前我院在化学(师范)专业第5学期开设。由于专业科研创新的深入和研究热点的涌现,对这些专业本科生的化学知识与高等无机化学教学不断提出新的挑战和要求。
从科学技术的发展看,知识的爆炸增长导致科技创新,更多地依靠学科的交叉,而人才培养则更多地依靠科学、教育的融合,用高水平的科学研究支撑高质量的高等教育。当然,学生参与科研是极有效的教学方式,但中国绝大多数高校并不具备让本科生实际投入真实的科研项目和资源环境的条件。因此,科研育人除了可以开发一些替代的模仿真实情景的虚拟科研项目外,更多地是借助教学,将教师的科研或者将最新的科技前沿问题通过知识和学术转化变成教学的资源,将科学研究的宗旨、方法和手段及成果体现于教学过程的各个环节,实现科研才能迁移的同时达到育人的效果。大学三年级的学生即将面对继续深造或就业的抉择,立足于学生发展的需要,帮助学生掌握专门知识、形成专门技能和态度,是高等无机化学教学改革的宗旨。
二、高等无机化学教学体系的改革
(一)教学内容的基础性和前沿性建设
鞍山师范学院作为师范院校,其化学专业要培养服务于地方、能在中等学校从事化学教学、研究、教学管理工作的教师及在企事业单位从事与化学相关工作的专业人才。高等无机化学教学内容必须针对本校学生的课程和科研特点进行取舍和优化,要研究课程的基础知识和前沿学术动态,把现代化的科学、技术、文化成果完整地、及时地反映在学科结构之中,更好地解决“社会需求”、“知识体系”、“学生发展”三者之间的关系,既保证课程内容的完整性的同时,确保教学效率及学生能力培养等因素。首先是基本理论的内容。剔除那些与其他课程内容重复、陈旧过时的教学内容,保留与学科特点、研究方向相关的基本理论。比如理论内容部分中离子极化理论的内容,虽然较无机化学中的理论有所加深,但知识难度不大,可以由学生自行学习完成,故从讲授部分去除掉;分子对称性与群论部分知识与物质结构有内容重复,重点讨论分子对称性在无机中的应用,由6学时删减为4学时;而其他部分则保留。增加化学元素的周期性和周期反常性的内容,选自关鲁雄的主编《高等无机化学》,介绍周期表中元素性质的规律性以及对无机化合物性质的影响。其次,对现代无机应用领域的内容进行很多的补充和优化。教师密切追踪学科、专业发展的前沿动态,收集相关文献资料,客观总结介绍生物无机化学、无机纳米材料、无机固体材料、稀土元素化学等领域的最近研究进展及化学各学科之间相互渗透的关系,增加部分与校研究方向相关的新内容,主要是研究进展中的新理论、新方法的评述和介绍,不断把科研成果、教研成果及时转化为教学内容,以“科学性、系统性、先进性”的目标,构建理论知识(X)+科研动态(Y)的高等无机化学教学内容,注重本科教育与研究生教育、就业实践的衔接。
(二)教学方式的互动式实践
和谐的教学具有动态性,是教师和学生互动交流的过程。在教学中,教师应以知识传授为依托、以能力培养为主要任务,引导学生高度参与,并充分发挥主观能动性,在讨论交流及实践中学习。
1.案例教学和多维讨论。现行的高等无机化学课程体系是典型的学科结构模式,理论部分有深度,系统性强,课堂理论讲授起来枯燥无味,对于无机化学基础相对薄弱的学生,学习难度大,不易激发学习兴趣。我们在教学中注意理论联系实际,增加了“案例教学”,将所学的知识与自己周围的生活环境、当今社会的热点问题联系起来,提高运用知识的水平和解决实际问题的能力。比如在讲授传统的配合物的异构现象时,我们列举了如顺铂等一系列抗癌药物。通过案例分析,说明配合物的顺反异构、面式、经式等异构现象对物质的性质有非常重要的影响,引导学生进一步讨论如何应用配体的反位效应在实际中可控合成顺反异构体,延伸出与配位化学联系密切的生物无机化学的发展。通过这样一个简单的案例分析和深入浅出的介绍,把最基础的理论知识与科研方向联系起来,紧紧抓住前沿与基础相关联这条主线,通过事实既能满足青年人的好奇心,又能拓宽知识面,收到了良好效果。
2.企业调研和实践。作为应用型人才教育,其培养过程离不开企业,企业要从学校寻找到合适的人才,学校则借助企业资源服务于人才培养。鞍山师范学院由于地处鞍山市,有鞍山钢铁公司这样的大型钢铁联合企业为依托,其以钢铁为主,还涵盖冶金、石油、化工等领域。例如无机材料领域,课堂的讲授和介绍,学生只能联想,缺少生机和实例,把学生带出课堂,走进企业,通过企业内的实际运作模式,让学生把课堂上学到的知识转化为生产实践,沉闷的制备、原理变得生机勃勃。在“高等学校大学生实践创新训练计划”支持下,我院的一大批优秀学生在大学第二年就开始学习并参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动中,这为发掘和培养大学生的创新精神,提高大学生的实践能力提供了较好的平台。高等无机化学课程中既有科研动态,又有当前的社会热点问题,非常适合作为大学生进行科研训练的选题。例如“含铁污水的净化与铁含量的测定”源于配合物的应用,鞍山作为钢都,工业废水的有效去污和利用一直是社会研究的热点。大学生将自己在课堂和书本上学到的知识与社会服务工作相结合,通过课程理论学习的推进训练,提高了实践能力。
3.渗入式的双语教学。当今世界最为通用的语言是英语,科技交流语言更是英语。科研的进步与发展,化学学科可以通过文献见识其日新月异的程度。通过双语教学能使中国学生更有效地检索科技文献、掌握最新信息和科技,对提升应用人才的层次具有重大的意义。若全部采用外语教学,由于学生化学基础和外语基础不同,不利于本专业学生牢固掌握专业基础知识,因此在授课过程中对高等无机化学中专业词汇采用中英文对照的方式,以增加学生的专业词汇量,同时结合科研方向让学生搜集和阅读一些相关的英文文献,既有助于学生理解教学内容,又提高了学生的专业外语应用水平,为以后学习专业外语和研究生学习提供基础。
(三)评价体系的多元化探索
高等无机化学在我院是一门考查类课程。考核学生对知识掌握的情况,其成绩由四部分构成,出勤考核(10%)+笔记成绩(10%)+专题报告成绩(30%)+期末笔试成绩(50%)。课程知识体系中的核心部分通过笔试成绩进行检查考核,其余部分均为过程考核。笔试采用开卷考试,以考核学生运用知识解决实际问题的能力,题目是开放性、综合性、应用性的。基础知识、基本原理类题目约占70%,分析推理型题目约占30%。专题报告的内容,由教师根据学科发展,指定参考方向,由学生通过自己所参与的科研项目或由图书馆、网络收集文献进行整理,写讲义,自制幻灯片和板书相结合,在课堂上进行10分钟的专题报告。让学生在继承传统、掌握原有知识的基础上学会迁移,学会运用,这种考核方式淡化了单一知识点的考察,从“考知识”向“考能力”转变,注重知识获取和问题的解决,以达培养能适应未来社会竞争的人才。
三、改革成效
在高等无机化学的课程改革中,教师获得了更大的教学自,乐于将承担科研课题的有关内容和实验验证融入到教学内容中教给学生,加深对本专业本学科的理解和认识;而学生在这个平台上,也有更大的学习自,只要他们具备了一定的基础知识,就可以在这样一个平台中学到他们感兴趣的最新的科学知识,做到学生化学知识的系统完整和熟练运用,调动培养了学生学习的主动性、积极性和创造性,实现了师生共同发展。
参考文献:
篇2
100年前,河南留学欧美预备学校在古都开封诞生,这便是河南大学的前身,与此同时,一大批自然科学学科也在封建王朝没落的钟声中开始了艰苦卓绝的发展历程。
化学化工学科是自然科学的中心学科之一,支撑着化工、环境、生物、制药、建筑、材料等诸多学科的发展。河南大学化学化工学科创建于1923年,她从建立之初就经历着风风雨雨,直至1959年化学系的重建,化学化工学科才真正开始一步一个脚印的发展。从1980年的河南师范大学化学系,到1984年的河南大学化学系,再到1995年的河南大学化学化工学院,化学化工学科在不断地创新过程中为河南经济社会的发展提供着源源不断的动力。
学科建设突出“重点”
2012年4月,在取得了化学博士后流动站、化学一级学科博士点之后,河南省多酸化学重点实验室成功获批,这已是河南大学化学化工学院成立的第3个省部级重点实验室。
1998年,中科院院士、材料机械摩擦磨损与专家、我国摩擦学学科的开拓者与学术带头人、“两弹一星”功臣党鸿辛院士举家从兰州来到河南大学,成为第一位在我省高校安家落户的“全职”院士。党鸿辛院士的加盟,大大提升了河南大学理工科的科学研究水平。
为了发挥优势学科,实现学科交叉互补,同时能够整合利用各学科的技术优势,更好地为经济社会发展提供技术服务,在党鸿辛院士的带领下,学院依托高分子化学与物理和凝聚态物理重点学科,在张举贤教授和朱自强教授于20世纪80年代建立的“高分子化学研究室”和“固体表面实验室”的基础上组建了河南省高等学校“与功能材料”重点学科开放实验室。2001年,河南省科技厅批准其组建河南省重点实验室,同时更名为“特种功能材料重点实验室”。2003年,该实验室被教育部批准成为省部共建教育部重点实验室。这是化学化工学科建设中首个部级重点实验室,也是不同学科相互交叉创新而产生的结晶。实验室自成立后,先后承担完成国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划(“863”计划)、国家重点基础研究发展计划(“973”计划)等国家级课题30余项,河南省重大(点)项目等100余项,胜利油田、洛玻集团等大型企业的横向课题多项。实验室成员发表学术论文600余篇,申请国家发明专利20余项,已有2个系列6种产品工业化生产。
2007年4月,化学化工学院以有机化学、分析化学学科为基础组建河南省天然药物与免疫工程重点实验室,研究方向涵盖化学、药学、医学等多个学科。实验室面向国家重大战略需求,针对恶性肿瘤等重大疾病,运用化学、生命科学和药学学科的最新理论和实验技术,从天然生物活性分子及其类似物中寻找和发现可能开发成为新药的先导化合物,进行新药开发并进行相关的研究。依据天然药物与免疫工程重点实验室这个研究平台,实验室的科研团队已经在天然产物及中草药研究、合成药物、抗体药物及肿瘤免疫等方面积累了良好的研究基础。
河南省拥有丰富的钼钨矿产资源,2008年,针对我省的这一状况,化学化工学院领导班子广泛调研,科学决策,以无机化学、化学工程、环境科学等学科为基础,联合我省钼钨生产企业组建了钼钨化学与化工实验室。
省级特聘教授、博士生导师、无机化学化工学科带头人牛景杨教授,带领研究团队以钼钨矿产资源的生态化、高值化利用为突破口,组织多学科队伍联合攻关,先后在该领域的多个前沿方向进行深层次研究,在较短的时间内取得了突破性的进展。
2009年,该实验室被评为河南省重点实验室培育对象,并获批河南省重点学科开放实验室。在此基础上,2011年,化学化工学院开始组建多酸化学实验室,2012年4月,该实验室成功获批为省级重点实验室。多酸化学重点实验室的建立,为多酸化学及钼钨新产品的开发与应用研究提供了一个坚实的研究平台。这在推动我省多酸化学研究水平进入国际前列、提升钼钨产品技术含量、促进经济社会发展方面具有重要的意义。
服务社会硕果累累
化学化工学院原名誉院长党鸿辛院士经常说这样一句话:“多年来,我想得最多的就是把科研成果转化为现实生产力。”化学化工学院始终把科技创新、服务社会作为化学化工学科发展的目标,积极引导教研人员走向社会、面向企业、服务地方经济发展,鼓励教师和研究生从生产实践中寻找课题,多方融资、合作研究、协同攻关。
沿着产学研这条道路,化学化工学院加强校企联合,增强与社会经济实体的联系,把学院的科研成果及时推向工业化,既为社会建设贡献了力量,也使河南大学在社会上产生了广泛影响。
早在20世纪80年代,张举贤教授开创的皮革化学品研究在国内皮革行业就居领先地位,他研制的系列皮革化工材料荣获国家星火二等奖,KS系列产品被评为国定“八五”重点推广项目在全国广泛应用,获得了良好的经济效益。赵瑾教授开展的在烟草中提取茄尼醇工艺、王彦林教授开发的系列阻燃剂等应用类技术均已实现工业化,为我省经济发展作出了突出贡献。
篇3
关键词:生物化学;改革;实践;探讨
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)23-0050-02
生物化学是生物类专业最重要的专业基础课之一,在开课之前要求学生具有一定的有机化学、无机化学知识基础,一般在大二上学期开课。生物化学课程内容大体由两个部分组成:(1)生物大分子结构、性质和功能的静态部分;(2)生物大分子代谢和生物氧化过程的动态部分。通过学习建立这种思维方式和掌握这些知识不但对于后续课程分子生物学、微生物学、环境生物学等其他专业课程的学习具有铺垫作用,同时对于培养科研思维方式也具有促进作用[1]。
我院海洋资源与环境、农业资源与环境等专业为本科生开设了生物化学这门专业基础课,如何在有限的时间范围内,提高课程的教学质量,培养学生主动获取知识的能力和解决实际问题的能力,这是目前一项非常艰巨的任务,在教学时数少与教学内容多的情况下,要讲好这门课是很困难的。为了能够在学校现有条件下圆满完成各项教学任务,提高生物化学的教学质量,我们从教学内容、教学方法、教学环节等几方面进行了改革探索。
一、教学内容的合理安排
据有关调查表明,多数学生认为生物化学课是一门难度较大的课程。生物化学实质上是研究生命现象的化学本质,它可以揭开我们身边许多神奇生命现象的奥秘,因此容易激发学生的兴趣,但它对初学者而言,又因为引入了大量新而抽象的概念,而使人望而生畏,这也导致一些学生觉得它是一门枯燥乏味、死记硬背的课程,使这些学生处于被动学习的状态。同时由于教学课时有限,而生化课教学大纲对知识点要求较多,因此,在有限的时间内保证教学效果的前提下讲授完课程知识,就必须对教学内容进行优化整合。首先,按基本知识体系进行讲解,突出生物化学的重点与难点,注重基础知识的深度和广度,鼓励学生去思考,为生物化学课程节省出学时用于课程的实践。其次,教师要注意发掘教材的科学性,在教学中选择性地介绍典型有效的解决问题的方法和思路,保持生物化学课程的系统性和完整性。课程内容的调整,对学科知识的广度、深度和跨度都会有很大的提高[2]。
生物化学具有知识更新快的特点。传统教材上的知识跟不上时代技术的更新步伐,也满足不了学生对知识的渴求,需要不断被补充和更新。因此,教师要及时介绍生物化学前沿性研究方法和研究成果,使学生能了解和掌握生物化学学科发展的最新动态和成就,开拓学生视野和思维,扩大知识面,为学生日后的专业学习打下坚实基础[2-3]。
二、教学方法的改革
1.采用多媒体教学,提高教学质量。传统的板书的教学模式是教学的必要手段,但是已经不适应时展的需要。以前教师在黑板上绘制或利用挂图等形式用于教学,对教师来讲在黑板上绘制立体结构示意图,准确度不高,而且这样普遍缺乏动态感,加上生物化学本身具有抽象性和复杂性,这样的教学对生物化学的学习往往有一定的难度。近年来,随着我国的经济水平得到较大提高,网络、计算机在现代教育中迅速发展和较大范围地普及运用,大大增加了课堂教学的生动性和直观性。生物化学中的一些基本概念、作用机理和过程都可采用多媒体以图片或者动画的形式,使其图文并茂生动形象地描述和展示,让抽象难懂的理论知识变得具体清晰,有利于取得良好的教学效果[3]。如:在课件中对DNA、RNA及蛋白质的结构以及生物合成过程都可以用3D动画图片展示给学生。运用多媒体技术不仅可以克服教材内容更新的相对滞后性,而且可以明显改善教学效果,增强学生运用生物学理论解决实际问题的能力[4-5]。
2.理论教学与实践结合,提高学习兴趣。理论性强、内容抽象是生物化学课程的一大特点。纯粹的理论讲授没有趣味性,枯燥乏味,学生处在被动学习的状态。因此,理论与实践教学相结合是教学改革的重要内容,也是提高教学质量的重要途径之一。在教学中,把握学生心理,促成主动学习态势,要调动各种因素激发学习兴趣。兴趣是人的意识对一定事物或活动的内在趋向性和选择性。从教育心理学的角度来说,兴趣是一个人倾向于认识、研究获得某种知识的心理特征,是可以推动学生求知的一种内在力量,提高学习动力,使学生对课程有充分的心理重视,形成学习主动性开展理论和实践教学相结合,穿插经典实验和生活实例,可将单调乏味的理论与应用实践紧密地结合起来,会增加对所学理论知识的感性认识,同时把所学理论知识运用到实践中解决实际问题,使学生加深生物化学理论的理解,提高学习兴趣,改变传统的被动学习的状态,调动学习的主动性和积极性,促进学生对生物化学基础理论知识的掌握[4-6]。
3.坚持启发式教学,激发学生好奇心。教师应在教学过程中根据教学任务、内容和学生学习的规律,从学生的实际出发,把握学生心理,采用多种方式,以启发学生的思维为核心,调动学生的学习主动性、积极性和学习热情,促使他们主动地学习,这就是启发式教学。将本领域的最新动态穿插于教学中,启发学生自主地去思考、理解。在教学中介绍一些生物化学实验技术应用的实例,以启迪学生如何发现问题和解决问题。传统的教学方法以教师的教为主,学生则处于被动接受的地位,这种教育方式虽然可以在短时间内传授较多的知识,但却使得学生的学习缺乏情趣,不利于学生创新能力的培养。启发式教学在一定程度上便可以弥补传统教学方法的不足,可以调动学生的学习积极性,启发他们积极思维,激发学生的学习兴趣,提高学生分析和解决问题的能力。
启发式教学,是由学生运用自己所学的知识对教师所提出的问题进行分析、判断和解答,让学生积极、自主地钻研从而达到举一反三、触类旁通的教学目的。启发式教学可以充分调动学生的学习积极性,创造良好的学习氛围,使学生从被动学习转变为主动,而且通过对解决问题方法的探索,不仅可以激发学生的创造热情,而可以培养学生的创新能力。在坚持启发式教学的同时,可以采用组合式的教学法。组合式的教学法是指在课堂教育的过程中采用两种或两种以上的教学方法综合地应用,其关键是做到自主化,即在教师指导下,学生主动参与,以学生为主体,充分发挥学生的主观能动性。在课堂教学中,我们注意创造问题情境,巧妙设疑,并及时地引导学生质疑、设疑、释疑,从而点燃学生思维火花,充分发挥学生主体的作用。例如:采用归纳法讲授,在讲解相关的新概念、新理论时,先举出大量的事实和观念,引导学生自己归纳出要领甚至结论,锻炼学生的思维能力。另外互动式讨论:鼓励学生提问、讨论和交流。在教学过程中还要及时听取学生意见,及时检验教学效果,以便及时调整教学方法,便于提高教学质量[5-6]。
三、考试方式的改革
考试是考查学生学习效果的常用方法,是教学的重要环节,考试在教学过程中起着指挥棒的作用,对教学内容、教学方法、教材选取、教学管理、师资队伍建设等都有明显的导向作用。传统的生物化学课程考试方式主要采用闭卷的考试形式,这种考核方式一般以书本为标准,内容更新慢,不利于考查学生对前沿科研发展动态的掌握情况。而且有些学生通过在考前突击记忆也能蒙混过关,甚至取得较高的分数,这常常会导致学生“唯分是图”,不利于学生创新能力的培养。因此必须改革考试制度,将应试教育转向素质教育,培养合格的人才,避免高分低能。我们对考试记分进行了改革。期末总评成绩包括:平时成绩30%和期末考试成绩70%。其中平时成绩主要依据平时出勤率、平时作业完成情况、课堂表现情况而定。然而这样根本无法反映学生分析问题、解决问题能力的高低。因此在日常教学中,引导学生阅读科技期刊,让学生选择自己感兴趣的与教学相关的题目或者研究热点撰写文献综、读书报告、实验报告,以此作为学生的平时作业成绩。这样既可以培养学生素质和能力,又为以后学习科研打下坚实的基础[6-7]。
随着生物化学的不断发展,生物化学的知识也将不断更新,所以要充分注重教材的建设与改革,在多方面进行进一步的探索,以不断提高该课程的教学质量。教师自身要不断地提高业务素质,不断探索、不断实践、不断总结,把教学工作开展得更有生气、更有效果,为国家、社会培养更多的高素质人才。
参考文献:
[1]尹幼明.生物化学教学理念的更新[J].中国现代医学,2004,14(20).
[2]图雅.生物化学教学改革与实践探索[J].中国科教创新导刊,2012,(23).
[3]朱素琴,季本华.生物化学教学改革的实践与探索[J].微生物学通报,2010,37(8).
[4]何幼鸾.浅谈生物化学教学改革[J].武汉生物工程学院学报,2008,4(2).
[5]魏素珍.环境生物学教学方法探讨[J]中国西部科技,2011,10(21).
[6]陈银萍,陶玲,汤萃文.“环境生物学”课程教学改革与实践[J].中国科教创新导刊,2008,(4).
篇4
1.1课程设计理念
“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。
1.2课时安排
在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。
1.3课程体系
近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。
(1)基础性实验
共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。
(2)综合性实验
2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。
(3)创新性实验
该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。
(4)实践实训
为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。
2仪器分析实验课程内容
为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。
2.1从生产生活实际出发选择实验内容
仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。
2.2删除陈旧的内容,增加新技术新方法
传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。
2.3提高综合性实验和创新性实验的比例
不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。
2.4及时将教师的科研成果转化为实验内容
课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。
3结语
篇5
关键词:实验技能;创新思维;实践能力;应用型人才
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)36-0112-02
基础实验课是理工科大学生进入高校后的第一门动手实践课,是教学过程中以实验论证理论知识并完善理论知识的重要环节,是实施素质教育的有效途径。基础实验课的开展既可以巩固学生的专业技能,又可以培养大学生的创造性思维与科研缜密精神,同时也为学生的就业之路打下良好的实践基础,因此高校中实验教学质量的好坏将直接影响到学生的发展方向及就业前景。但目前由于高校扩招、实验经费和学时压缩等原因,导致大学生缺少扎实的实验基本技能的学习与训练,更谈不上定期地集体性进入相关专业的企业进行社会实践学习;此外,由于学生没有养成良好的实验规范操作,缺乏严谨求实的科学态度,缺乏自主性学习的能力,导致我国大学生在基础实验方面普遍存在着实验技能差、缺少自我探究的能力等问题,致使一批大学生面临毕业时,根本不具备或缺乏就业能力。以江苏省为例,2012年高校毕业生总就业率达到91.76%,其中包括研究生就业率为84.72%,本科生就业率为90.78%,专科生就业率为93.92%,截至11月份尚有4万多大学生还没有找到工作。相比较2011年江苏省毕业生就业率为91.92%,2010年就业率为90.07%,2009年就业率为92.72%,2008就业率为94.95%,2007就业率为96.89%,历年基本持平。
如何培养大学生的基础实验技能,特别是在实验中培养大学生的职业能力和综合素养,提高大学生的就业能力是摆在高校教学工作者面前急需解决的重要问题。
一、当前制约高校大学生实验技能发展的主要因素
(一)教学模式陈旧,人才培养方式单一
基础实验的目的是通过实验来调动学生学习的积极主动性,使学生有效地掌握基础知识,培养学生的实际动手能力和思维创新能力。课本知识的掌握固然重要,但基础实验技能的培养却可以使大学生更好更快地适应社会的需求,这不仅仅关系到学生将来的职业发展,更重要的是关系到学校的教育是否真正地体现了“以学生为本”。但眼下的实验教学模式仍然是老师在台上口若悬河地讲,学生在台下奋笔疾书地记,老师讲完原理及实验步骤后学生就开始按照黑板或书本上的操作过程进行,基本上教师仍然是整个实验室的统帅者,处理着学生的一切事项,甚至是一切实验用品都准备好之后只让学生进行一个操作,导致实验过程中一旦出现什么问题,学生根本无法自我分析并进行处理,只能完全依赖老师。这样的实验教学过程只是在巩固学生的专业书本知识,培养学生的机械模仿能力,不是在培养学生的综合实验技能。
(二)学生学习方式单一,阻碍自身能力的发展
杨振宁说过:“我觉得学习有两个办法,一个是按部就班,一个是渗透性的。”而当前我国基础实验的学习方式过于单一,学生的学习方法仍然是以老师的教学为主,不能够做到在学习上自我学习、自我分析、自我提高及自我创新的独立性;基础实验过程只是在实验课上按照书本或者教师的讲授过程来进行步骤,课后再根据实验结果重述理论,很少人做到提前预习,提前思考实验各种问题。另外,在实验过程中学生的思维方式也是固定不变,遇到问题抬头直接向老师寻求帮助,很少去自己主动探究解决问题的办法。这样的学习方式束缚了学生自由发展的空间,也让学生失去了自我创造的能力,自然不可能取得良好的教育效果。
(三)重视智力素质,忽视实践能力,制约学生创新思维的发展
部分高校存在重理论、轻技能的思想,只注意学生书本知识的学习,忽视了培养学生基础实验技能方面的工作,很多基础实验教材内容过于传统陈旧,书中学习的仪器已是社会上淘汰不用的仪器,且主要为验证型、操作型实验;此外,由于高校近年来的不断扩招,大学生人数迅猛增加,很多高校面临着实验室经费不足的问题,无法保证大型仪器设备数量的及时增设,难以满足实验教学的需求,导致上实验课时,常常会出现四五个同学围着一台仪器转的现象。这样一种实验模式怎能做到发展学生思维的空间?又怎能培养出一名适应社会发展的合格毕业生?
二、培养大学生实验技能的途径
(一)改变教学方法,引导学生独立思考,促进学生个性发展
高校实验教师要根据时展的需求,树立以学生为本的教学理念,重新设定自己的教学角色,将自己定位为实验教学过程中的协助者和引导者。作为教师,自己也要在教学实验技能方面做到自身思维的创新,不断充实自己的知识储备,如订购当前知名院校所使用的基础实验教材,登陆其他院校的实验教学网站,学习企业常用的大型实验设备的使用操作方法,了解国内基础实验的最新研究方向,等等,使自己首先做到与时俱进。
此外,实验教师要在实验教学过程中注重培养学生思维的延伸发展,训练学生的实践动手能力,培养学生思维发展的独立性及创新性。教师可以根据教研室的科研项目和学生的实际能力,适当地增设综合性、开放性的实验课题,让学生们自行分组,并根据自己喜欢的方向选题。要求学生在规定时间内明确实验目的,在图书馆查询文献,进行实验思路的安排设计并完成实验的步骤操作。在整体过程中,教师可以预先规范学生的实验操作,监督学生如实记录实验数据,并协助学生解决实验中出现的问题。学生在自己设计的实验过程中培养了思维创新能力及团队合作能力,真正成为教学的主体。
(二)多种培养模式并存,充分调动学生积极性,促进学生全面发展
学校要想从根本上提高学生的实验技能,就要选择那些紧密结合当今工业发展特色而编写的最新的基础实验教材,并每年花大力度进行相关中小型仪器的采购,使实验仪器设备不断得到补充和更新。扎实做好学生基本操作的训练工作,让学生有更多机会接触当今社会最新仪器,保证将来进入社会时与企业不脱轨。学校也可以充分利用现有的资源,集体性地组织学生参加相关专业企业的校外学习活动,尽量提供学生社会实践的机会,在社会实践过程中了解学生所学专业在社会中的需求,避免出现高校的人才培养方向与毕业时企业的实际需求脱节的问题。作为江苏省首批实行完全学分制试点的常州大学怀德学院,本着发展人才贴近社会的办学理念,从学生大一入学开始,每年进行集体性的社会专业实践,如组织学生对常州水质进行氧溶解实验、赴扬子石化公司参观学习设备及工作流程、研究开发古镇古迹的保护工作、参观学习常州博物馆历史文化、亲身体验船舶制造生产工作、走进港华燃气有限公司进行见习参观等。在实践过程中,同学们彼此分享社会活动经验,不仅做到了丰富课余生活,激发学习的热情,强化集体意识,也为将来的就业生涯奠定了扎实的基础。此外,有条件的高校还可以专门建立突出学生实践能力与素质,尤其是突出创新能力培养的实验课程体系。强调基础实验技能、素养个性化、创新精神协调发展的培养宗旨,力求培养基础扎实并具备较强工作能力和创新能力的实用型人才。
三、培养大学生科研实践能力
随着高等院校本科教学质量与教学改革工程的不断深入,教学实践环节正在大学教学中逐步展开。江苏省常州大学怀德学院为培养学生在科研方面的实践能力,在基础化学实验教材中引入两个实践探索实验。通过实验中自我探索研究,使学生了解以实验室原料制备磷酸盐,并进行产品质量分析,学习溶液的配制和标定方法。对于基础化学实验这样的专业基础课而言,实践探索是一种有效的辅助教学手段,既可以辅助和促进课程教学,培养学生创新能力的设计性和研究性,同时也为后续课程的学习提供了扎实的实践创新能力,使其具备初步的科学研究能力。
四、结语
培养适应企业发展的实用型人才是当今高等学校的目标,而对于大学生基础实验能力的培养,提高学生动手实践能力是高校办学目标中非常重要的环节。培养大学生的基础实验能力,已经引起了广大教育学者及专家们的重视。如何在办学过程中强化对学生基础实验技能的培养,建设专业的教学标准工作,推进高校教学改革的开展,是需要学校、学生乃至全社会共同关心的课题。目前许多高校针对学校自身实验室的教学特点,已经制订了相应的基础实验培养方案,在课程改革、学生素养培养等方面都开展了探索与实践,这些成果可作为各大院校的研究探索基础。但是由于基础实验改革与实践仍处于探索阶段,适合我国的成功模式尚不成熟,仍需要广大教育工作者结合实际情况进行积极地探索,需要高校全体工作人员的不断研究和创新。
参考文献:
[1]黄宏妙,易蔚,李灵,等.在无机化学开放性实验中培养学生创新性思维和能力的实践[J].广西中医学院学报,2012,(15).
[2]童红兵,武时龙,张秀平,等.高职学生自主探究性学习存在的问题与对策[J].宿州学院学报,2010,(25).
篇6
1留学目的地:伊利诺伊大学
伊利诺伊大学是“莫里尔法案”(由林肯总统在1862年签署)生效最初十年期间通过公用土地赠与方式创立的全美37所高校之一,于1868年正式开学。其座落于美国伊利诺伊州南部安静幽雅的姊妹城镇-厄巴纳和香槟,占地1458英亩,拥有272座主要建筑。此外,学校还拥有一个机场、433英亩森林保留地以及占地1765英亩的阿勒顿公园。
经过近140年的发展,伊利诺依大学已经是全美国最好的大学之一,位居全美公立大学的前五位。该校拥有仅次于哈佛大学和耶鲁大学的美国第三大大学图书馆,图书资料达一千七百多万册。此外,学校还有自然史博物馆、世界传统文化博物馆以及一个美术馆和一个表演艺术中心。该校能提供一百五十多个专业方向领域的四千多门课程,每年授予一万五千多个学位,其中每年授予的博士学位获得者人数稳居全美前五名。目前,该校拥有近两千名教授和四万余名学生。其中,学生由近三万名大学生和一万一千余名研究生组成,含外国留学生近五千名。
伊利诺伊大学以理工科尤称翘楚,稳居全美大学排名前六位。进一步讲,有十余个本科专业位列全美前二十五名,其中会计学、材料学、农业工程、土木工程、环境工程、计算机科学、核工程、机械工程等并位居前五位;有超过六十多个研究生专业位列全美前三十名,其中图书馆学、土木工程、材料学、微生物学、计算机科学、计算机工程、无机化学、分析化学、冷凝物质、逻辑学、数论等并高居前五位。该校共有11位教师及校友荣获过诺贝尔奖,18位教师及校友荣获过普利策奖。其中,该校教授巴丁因发明晶体管和提出低温超导理论而成为历史上在同一领域(固体物理学)两次获得诺贝尔物理学奖的第一人。另外,尼龙的发明者卡罗瑟斯、集成电路的发明者杰克科勒比、第78届奥斯卡金像奖最佳导演获得者李安等均为该校毕业生,我国前著名科学家竺可桢早年也曾在该校攻读农学。
非常幸运和特别值得一提的是,此番留学团队组成成员的研究兴趣或主攻方向均属伊利诺伊大学的优势学科方向,这为各位老师的学习和提高创造了非常重要的基础和前提条件,同时也从侧面反映了国家教育部留学基金委的工作非常到位和值得肯定。
2计算机学科课程设置的比较
我是北京交通大学计算机学院的一名专业基础课程任课教师,主要讲授本科“操作系统”和研究生“安全操作系统”,有幸被分派到久负盛名的伊利诺伊大学计算机科学系进行访问学习。网络神童马克・安德森曾在那里设计了互联网浏览器软件Mosaic及Netscape,著名的微软IE浏览器至今还是构建在Mosaic的基础上。留学期间和回国后,我曾对伊利诺伊大学计算机学科课程设置进行了较为粗浅的分析和对比性研究。
伊利诺伊大学计算机科学系可提供三种不同的大学学位教育(即工学院的计算机科学专业理学学士以及文理学院的数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士)、五年制本硕连读学位教育、辅修计算机科学专业学位教育及软件工程学历证书。本科学位教育主要由校院教学要求和专业教学要求两部分构成。前述计算机科学专业理学学士、数学与计算机科学理学学士、统计学与计算机科学理学学士的主要区别就在于学院要求和专业要求的不同。例如,工学院要求物理与化学,而文理学院则不要求,同时两个学院的一般教学要求也略微有所不同。不同专业间的教学要求区别在于数学与计算机科学专业要求多上三门不同的数学类课程,同时又比计算机科学专业少上五门计算机科学类课程。统计学与计算机科学专业和数学与计算机科学专业的要求大致相同,只是用统计学类课程替代了某些数学类课程。对于三个专业来讲,有15门数学类或计算机科学类课程是相同的,所以共性大于不同。需要指出的是,计算机科学类课程由计算机科学系负责开设和讲授,课号、名称及要求完全一致。这和国内的大学是不一样的,至少北京交通大学是如此:和计算机专业较为相似的理学院的信息与计算科学专业的某些计算机类核心课程(如“操作系统”)的要求和讲授就与计算机学院无关。此外,国内大学本科培养方案则由通识教育、学科门类教育、自主教育三部分教学要求构成,它们与伊利诺伊大学的学院级或专业级教学要求间的对应关系并不明晰。其中,通识教育由综合基础和基本技能组成,为面向全校本科生的公共要求(伊利诺伊大学在这点上似乎不太明确或较弱);学科门类教育由学科门类基础课程、大类专业基础课程和专业课程构成;自主教育包括全校通识教育与各学科门类教育课程与实践、系列讲座、竞赛、证书、科研论文、自主和开放实验、就业实践、科研实践等,是我国高校为加强实践环节和推动就业竞争力而引入的具有中国特色的课程学分组成,国外自然无等同物。
具体以计算机科学专业培养方案为例对比来讲,伊利诺伊大学总共要求128学分,含学院级要求39-51学分、专业要求76-85学分(参表1所示);北京交通大学总学分要求为190学分,含通识教育必修40学分和选修20学分、学科门类教育必修97.5学分和选修22.5学分以及自主教育选修10学分(参表2所示)。后者比前者高出62学分,主要包括必修类的英语16学分(国外对外语的要求为0-12学分,注意其并未指定特定语种)、选修类的自主教育10学分。国内通识教育综合基础部分(必修22学分、选修14学分)近似等同于国外的人文社会科学类课程(18学分),但多出18学分的教学要求。另外,国外大学专门设立写作课程(含4学分写作I、3学分高级写作)来传授和培养学生的写作技巧与能力,国内大学则主要通过毕业设计环节的论文写作(毕业设计共16学分)来达到相同的目标。国外大学把普通化学I和普通化学实验I(共计4小学分)作为工科专业的公共基本要求,而国内大学如计算机科学专业在内的工科专业则可以不选修化学类课程;同时,国内大学设定数学、物理类课程同为学科门类基础课程,而国外大学则把其中的微积分、概率论或统计学作为计算机科学专业的专业要求。
表1 伊利诺伊大学计算机科学本科专业培养方案
注:表中大类专业基础理论与实践(必修)主要包括计算机科学技术导论、电子技术类课程(电路分析基础3学分、模拟电子技术3学分、模拟电子技术实验1学分、数字电子技术3学分、数字电子技术实验1学分)、计算机数学类课程(离散数学8学分)、计算机软件类课程(数据结构4学分、高级语言程序设计4学分、操作系统4学分,编译原理3学分)、计算机硬件类课程(计算机体系结构2学分、计算机组成原理3学分、计算机组成原理实验1学分)等;专业主修(必修)课程主要包括数据库系统原理、接口技术、计算机网络原理、接口技术实验、计算机网络原理实验、毕业设计等。专业特色课程(选修)则划分为四个方向给出可选课程:1、计算机软件类(软件测试、统一建模语言、高性能计算导论、软件工程、Web程序设计、Unix/Linux环境下程序设计、XML程序设计、软件类综合实践);2、计算机硬件类(计算机控制技术、硬件类综合实践);3、计算机网络类(计算机安全保密、网络安全与管理);4、计算机应用技术类(人工智能、人机交互技术、计算机辅助造型与动画设计、数字图像处理)。
伊利诺伊大学要求学生学习和掌握数字计算机的理论、设计和应用的广博深厚的知识。前两年主要学习数学与物理以及入门性计算机科学基本原理。第三年完成基本的计算机科学课程,并要求选修和拓展学生的理论基础。第四年鼓励学生就自己感兴趣的方向和课题进行学习和深入的理解(均为选修课)。进一步说,国外大学计算机科学专业关于计算机专业特色课程的公共要求简单明晰,仅包括计算机科学导论、数据结构与软件原理、计算机体系结构I/II、系统编程、大程序设计项目、计算理论入门,等,而多达24-27学分允许学生可按计算机科学、科学计算(计算机科学与工程)、数学三大方向分轨选课(参表3所示);而其中在计算机科学方向并给出系统、数据库、图形学、人机交互、编程语言、人工智能、信息安全、网络等八个子方向,在科学计算方向上并给出航空宇宙工程、应用数学、天文学、大气科学、生物学、生物医学仪器、生物分子工程、化学工程、化学、控制、电子工程、工程机械学、环境工程学、遗传学、地质学、制造工程、材料科学、机械工程、建模与仿真、神经系统科学、原子工程、运筹学、优化、物理学、等离子工程、心理学、放射学工程、机器人学、信号与图像处理、统计学、结构工程等三十多个子方向上给出细化且较为明确的各6-分的选课指导和教学要求。
表3 伊利诺伊大学计算机科学专业按方向分轨选课
相比较之下,国内大学计算机专业设立的公共特色专业课程则较多,有时即便划分出一些方向,要么方向太大,要么选课思路和教学要求不太明确。
3教学科研、学生素质培养及其他
在伊利诺伊大学,我主要选择了三门与我在国内所授课程及研究方向关系密切的计算机科学专业课程(包括CS 423 Operating System Design“操作系统设计”,CS 523 Advanced Operating Systems“高级操作系统”和CS498DM Software Testing“软件测试”)进行旁听学习。
从专业课程教学内容组织安排及教学环节课堂组织可以看出,国外大学始终贯彻教学过程以“学生”为主体的宗旨和理念,强调学生的自主学习,要求学生在课前完成充分的预习准备、课后完成复习思考或上机作业,否则课堂根本就是听天书,学不会是学生自己的事情且归因于其自身的问题);授课教师在课堂上主要扮演组织者的角色,引领学生在操作系统设计概念原理或软件测试基本理论与技术的知识海洋中畅游,或快速前行或停下来慢慢品尝,或提出问题让学生分组讨论和自己给出答案,或启发式般把教学话题引向研究前沿进而开阔学生的课程视野和激发学生的学习兴趣与热情。相比较之下,国内课程教学则把更多的责任赋予教师,要求教师关于课程教学内容组织的科学性并深入浅出地讲清楚、讲彻底,对学生的要求不是非常强调。
同时,国外大学授课教师关于课堂组织的自主性更为灵活多样。其间,软件测试授课教师并邀请了知名计算机软件开发公司的资深测试师就软件测试的公司组织运作方式和软件测试技术及实用技巧,使学生实现了与社会公司及实用技术的零距离接触;操作系统设计授课教师并委托她的两个研究生分别就他们当前所作科研课题项目阶段成果的主题报告,使学生对操作系统领域的研究前沿及自己将来可以利用本门课程所学知识在实业界有所作为的方向有了感性和更为明确的认识;高级操作系统授课教师更是针对研究生授课对象、采取自己在课程前后把关、指定不同主题和分发文献资料由所有学生依次轮流课堂汇报的形式,既完成了课程内容的深度挖掘拓展及学生关于课程内容全面掌握的教学任务,又培养了学生的自主学习意识和锻炼了学生的自主学习能力,还提高了学生的科研文献阅读水平、科研调研能力和演讲报告能力。另外,我还在伊利诺伊大学强化英语学院参加了教学术语与教育学(Professional Language and Pedagogy, 简称PLP)和美国文化与交流( American Culture and Communication, 简称ACC)等两门课程的学习,其课堂组织形式和授课方式则更为多样化,或让学生自己走上讲台实践和体验课堂讲授和组织技巧,或实地参观访问当地图书馆、校园问路、到餐馆点菜用餐、到咖啡屋品尝咖啡,甚至安排了与当地居民配对、每周定时交流谈话一次的环节,这对于日益国际化的国内大学的语言教学的开展无疑具有非常重要的借鉴作用。
从课程评分环节而言,国外课程强调实践环节并以较高权重计入课程最终成绩,鼓励分组协作但应通过团队演讲或逐个交流等来细化组员得分等级,课程最终成绩由期中考试成绩、平时成绩(考勤与平时作业)、实践环节成绩和期终考试成绩综合构成从而避免单纯依靠期终考试成绩计分机制可能造成的期末突击风与无法真正掌握知识等弊端,其中平时成绩、实践环节得分和期中成绩的计算充分利用和信任研究生助教,当然,从另一方面讲也起到了培养研究生工作态度和能力的效应。国内大学特别是计算机专业关于课程实践环节的教学要求也在逐步增强,但课程成绩更多地取决于期末成绩,大多数课程不在设立期中考试(这在一定程度上可归因于近年来一直不断扩招的客观现实及由此引发的庞大工作量、教学资源等条件的限制),学生当中抱有凭借期末突击过关心态的现象较为普遍,对教学质量和教学效果的负面影响不可忽视。
当然,这并不是说国外大学不重视课堂教学质量;相反,国外大学对课堂教学和成绩考评的重视程度较之国内大学有过之而无不及(只不过其更遵循“学生”作为主体的客观教学规律并据此开展课堂教学活动而已),这从其在各门课程最后一节课给学生分发和要求填写课堂教学评价表、学年末由学生自主推选产生“我最敬爱的老师”以及学校专门常设有考卷测评研究机构等可见一斑。国内也有类似的课堂教学评测手段,只不过基于校园网在网上展开而已,同课堂分发为听课者有份的评价机制相比,网上硬行要求每一位同学参与测评的方法存在部分不听课同学随意评价的问题。
另外,我觉得伊利诺伊大学同一专业课程(主要指本科高年级专业课程,如CS 423和CS498DM)在本科生和研究生之间打通的做法非常值得借鉴。一方面,研究生本来就存在跨专业报考和录取的现实,自然而然地某些专业课程需要补修;另一方面,即便是本科和研究生读的是同一专业,也可能由于兴趣或研究方向的改变而使得需要选修某些本科阶段就曾开过但不曾选修的专业课程。况且,国内为研究生和本科生开设的同一类型课程的教学内容往往也是大同小异,只是掌握深度和难度有所区别而已;而从实际技能与水平而言,本科高年级学生与课程学习阶段的研究生本来就没有什么大的区别。如果专业课程在本科和研究生之间打通,则可以节省教学资源并便于统一专业课程体系与教学安排。至于相关专业课程的本科与研究生要求的区别对待,则可采取补充针对研究生的课程要求、增强研究生实践动手环节或论文演讲环节等措施。同样地,硕士研究生和博士研究生的专业课程(如CS523)同样可以打通。
如前所述,伊利诺伊大学的科研实力是非常强的,科研氛围自然也非常浓厚。另外,从整个校园、工学院乃至计算机科学系层出不穷、从不间断的各种类型的学术报告、研讨会或研讨班,大厅或楼道里相关单位最新科研成果的展示、科研项目或相关人员的获奖快报以及包括微软研究院、谷歌、摩根斯坦利等参与的主题活动日与信息技术讲座中也验证和说明了这一点。
现今美国社会有其好的一面,也有其不好的一面,我们在改革开放的过程中应该学习其好的地方,但同时必须坚持自己好的方面。换句话说,应该在坚持自己的好的方面的基础上吸收世界文化的精髓,而非完全抛弃自我和全盘吸收他国的无论精华还是糟粕。我国从古至今一直赋予教育机构道德教育的责任,这是非常重要和必要的,应予坚持、加强。“十年树木,百年树人”,无论家庭,学校还是社会,要关注青少年的道德教育,付出再大也不为过。
另外,我们还利用春假参观了著名的哈佛大学和麻省理工学院,给我的深刻影响是哈佛校园(建设)非常一般,草坪光秃秃的居多,难道真的是老牌名校不在乎这些?不过,其诺贝尔获奖者人数又是非常之多。果真是“山不在高,有仙则灵;水不在深,有龙则灵”吧!国内高校是否应该由此得到启发,把本不富足的经费优先用于人才引进和真正的科研资助上,而非老是富丽堂皇的表象第一。
三月份的一个周末,伊利诺伊大学曾举办了一场规模庞大、全校各单位甚至外联单位一并参与、面向全社会(老少与年轻人皆有“节目”可看)的学术活动节,展示了该校相关的科研学术成果、学生科技成果及与日常生活紧密相关的科普演示实验等,活动节全体总动员和面向社会开放的举措值得国内高校借鉴,这其实是拉近市民与高校距离,并向社会宣传学校的一次大好机会。
参考文献
[1] 北京交通大学教务处编制.北京交通大学本科教学一览.2006.