无机化学精品课程范文
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篇1
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(b)-0141-02
精品课程建设是教育部实施“质量工程”的重要内容之一。通过开展精品课程建设,可以切实推进教育创新,深化教学改革,促进现代信息技术在教学中的应用,实现优质教学资源共享,并以此为契机,进一步规范课程管理,提高课程质量和教学水平,使学生得到好的教育,从而全面提高教学质量。
1 明确课程的教学目标定位
提高人才培养质量是课程建设的主要目标。因此,精品课程建设要根据学校人才培养目标,明确该课程的教学定位[1]。《无机化学》课程是为该校的药学、检验两个专业学生开设的专业基础课,根据该校培养合格的高素质技能型人才的办学定位,对该课程的教学目标进行准确定位:使学生通过无机化学的学习,掌握无机化学的基本概念、基本原理等基本知识,熟悉无机化学基本概念、基本理论及其在药学、检验等领域的应用。同时使学生熟练掌握无机化学实验的基本操作,学会使用常见的仪器及设备,培养学生的科学思维能力、严谨的科学态度和创新精神,为其它后续课程的学习及今后的发展打好基础。
2 修订教学大纲
针对该课程面向该校两个专业的教学实际,将课程授课内容分为两个层次,并制定相应的教学大纲及基本要求。第一层次面向药学专业,第二层次面向检验专业。例如,对化学动力学和化学热力学初步的内容,检验专业对这一部分内容应用不多,所以只讲授化学动力学的基本理论和要点,但对于药学专业的学生来说,化学动力学的内容是一个重点的部分,对学生的要求就比检验专业的要高。总之,就是在教学大纲的制定上结合人才培养目标,体现两个专业的差异。
3 加强师资队伍建设,更新教师教学理念
教学质量的稳定与提高有赖于一支优秀的教师队伍。因此,培养一支知识、学历、年龄、学缘结构合理,学术水平高,教学效果好的优秀教师团队是精品课程建设的前提。通过引进和人才培养并举的方式,精品课程建设等质量工程建设项目,着力打造一支年龄、职称、学历、专业等结构合理,教学、实践相结合的、引领职业教育方向的优秀课程特色团队。
科学先进的教学与育人理念是精品课程建设,实施教学改革的先导和保障。高职教育是技能教育,高职教育的教学应以教学质量为中心,以应用为目的,以学生发展为本,以“必需、够用、实用”为原则,培养学生的实践能力和创新能力。为实现高职人才培养的目标,就需要对教师传统的、固化的教学理念进行更新。传统的教学理念以“知识中心、教师权威、精英主义”为基石,在信息化背景下的高等教育大众化时期已显得陈旧落伍。现代教学理念突出了教师主导性、学生主体性以及知识构建性在教学中的作用和地位[2]。在教学过程中,基于现代教学理念的要求,要逐步实现教师主导向学生主体的教学理念转化;由传统的教学模式向现代教学模式转化;由知识单一型向知识复合型教师转化。
4 优化教学内容
高职药学专业无机化学的教学面对的困境是教材的教学内容较多,难度较大,课时较紧,学生对该课程的学习往往感到困惑,存在畏难心理。而且教材的内容多注重化学学科本身的系统性,强调化学基础理论知识,与药学专业结合的内容不足。在高职人才培养理念的指导下,我们对《无机化学》教学内容进行了优化。
4.1 突出专业特色
结合专业定位,从药学专业和检验专业的职业岗位群的角度来组织教材,力争做到既向学生传授科学知识,又给学生展现药学专业和检验专业技术的背景,不断激发学生学习的积极性,使学生尽早形成良好专业意识和专业情感。初步训练学生的科学合理地分析、解决工作中遇到的实际问题的能力。适当删减与专业联系不大的内容,例如热力学的部分内容,还有一些公式的推导过程,降低学生的学习难度。
4.2 渗透生物无机化学的内容
由于无机化学的理论学习比较抽象,比较枯燥,学生的学习兴趣不高,如果在教学中适时地、有计划地引进一些生物无机化学的新知识,将大大提高学学生对学习无机化学的兴趣。使学生在学习无机化学知识的同时,获得更多与药学和医学检验相关的知识。例如,在讲配位化合物时,可以重点地介绍治疗药物如铂类抗肿瘤药物和铋类抗溃疡药物[3],诊断药物如核磁共振造影剂、放射诊断药物以及中药研发方面遇到的实际问题。
4.3 渗透绿色化学
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品[2]。在课堂教学中,适当的增加了一些与绿色化学及环保方面知识有关的教学内容。例如:在溶液一章的教学中可加入水污染、水资源的保护及其应用、酸雨的知识及其治理;在氧化还原与电极电势一章中可加入废旧电池的回收与处理;在元素及其化合物一章中加入:重金属元素对人体和环境的危害、臭氧空洞、硫和氮的氧化物对空气的污染及其防治等。
4.4 充分引入学科前沿成果
在课堂教学中,及时地引入了现代化学研究领域最新的成果,开阔学生的视野,跟上现代科技发展的步伐。例如,在配合物的学习中,向学生介绍新型配合物特别是新型分子纳米磁体的知识;在元素部分介绍无机固体化学研究这一前沿领域的相关知识;在学习碳族元素时介绍富勒烯、石墨烯、碳纳米管等无机碳化学的知识。实践证明,把化学理论知识与当前无机化学的前沿领域结合起来,有助于培养学生们的学习兴趣和学习的好奇心,并取得良好的教学效果。
5 更新教学方法和教学手段
影响高职教学质量的因素是多维的,其中教师所采用的教学方法是一个主要的影响因素。为了确保无机化学课程的教学质量,最有效的措施之一就是改进教师的教学方法。教学过程中我们主要采用了以下的多种教学方法:项目教学法、情境教学法、任务驱动式教学法、小组合作学习法、自学指导法等教学方法,有效地提高了学生学习的参与度,同时有效地避免了“满堂灌”,给学生留有一定思维空间、自学空间。
现代教学手段和传统教学手段有机结合是精品课程建设的重要途径。课程组教师配合无机化学教材,结合课程特点,精心制作了优质的《无机化学》课件。在课程的教授过程中,采用多媒体课件和板书相结合的教学手段进行教学。积极打造精品课程的网络教学平台,将电子教案、课件、习题、实训指导、参考文献目录等上网开放,使优质教育资源共享,为学生自主学习、个性化学习提供丰富的网络教学资源。建立教学班级的微信群,通过微信这一平台布置作业、辅导答疑,与学生进行互动交流等。
6 改革实践教学
6.1 改革实践课程体系
在课程的教学体系上,为更好地达成高职教育以技能培养为主的人才培养目标,我们强化了《无机化学》课程的实践教学环节,并充实、革新实验内容,将理论课与实践课学时比例由原来的72:8逐步调整为现在的72:20。在注重基础训练和综合能力培养的基础上,注重与专业课衔接,选择有代表性的实践内容进行教学。对课程体系进行改革,减少验证性的内容,增加综合性和设计性的实践内容。
6.2 改革实践教学方法
在传统的无机化学实践教学中,指导教师在教学中不仅要告知学生实验的具体内容,对实验原理、仪器使用方法、具体操作步骤等细节进行详细讲解,而且还要为学生进行实验操作演示,而学生也就只照老师的示范实验“依葫芦画瓢”,糊里糊涂地就做完了实验。为了改变这种状况,首先,我们在实践课前要求学生认真预习。在课堂上,充分发挥学生学习的主动性,实验中的注意事项的归纳和一些操作演示交由学生来完成。其次就是在实践教学中引入多媒体教学手段,从而丰富教学方法,改进和激发学生对实验的兴趣。通过在实践教学中播放网络上搜集的和课程组教师自己制作的的视频资料,化静态为动态,化抽象为直观,省时省力地帮助学生领会操作方法和要领,并对一些精密仪器的使用方法有初步的认识。在学生实践操作结束后,加入实践结果讨论这一环节,组织学生分组讨论总结实践中的成与败,分析其原因并找出对策,有效地提高学生的实践操作技能。
7 改进考评机制
为了促进学自主学习能力的培养,全面衡量学生的学习情况,我们结合该课程的教学目标和特点,对课程的考核形式、评价方式、考核权重等方面进行了改进。期末闭卷考试的卷面成绩占60%;实验技能占20%,其中,实验报告的书写和平时的操作占10%,实验技能操作考核占10%;平时成绩占20%,学习态度占10%,平时作业和测验各占5%。
8 结语
无机化学精品课程作为红河卫生职业学院的院级精品课程,经过两年的建设,已逐步形成了合理的教学梯队,全面修订了教学大纲,对课程内容进行了优化整合,建设了立体化的教材,对具有高职特色的教学方法和手段做了一些有益的探索和实践,也取得了一些成效。但精品课程建设是一项系统工程,任重而道远,对如何形成自身的特色,如何将课程真正做成“精品”,这些问题是我们课程组一直在思考的,期待通过不懈的努力和探索,更好地实现无机化学精品课程建设的目标。
参考文献
[1] 刘长久,李延伟,刘勇平.《物理化学》精品课程建设的教学改革探索与实践[J].高教论坛,2010(1):21-23.
[2] 陈方红,欧阳子龙.改进教学方法:国外经验及启示[J].南昌工程学院报,2012(4):58.
[3] 魏涌标,冯洁,董敏.在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的思考[J].教学研究,2013(3):150-151.
篇2
关键词:化学概论;国家精品课程;精品资源共享课;转型升级;实践
一、对国家精品课程转型升级的认识
国家精品开放课程包括“精品视频公开课”和“精品资源共享课”,精品视频公开课属于人文素质教育课,我们暂且不谈,主要说说精品资源共享课。
精品资源共享课的建设重点是针对公共基础课、专业基础课和专业核心课,建设基本要求是课程资源要系统完整,课程要有全程教学录像,适合网络传播。建设目标是通过优质课程教学资源共建共享,转变教育教学观念,提高人才培养质量,服务学习型社会建设。由服务于教师的精品课向服务于师生和社会学习者的精品资源共享课转变。
“十二五”期间,教育部将在原有国家精品课程建设成果基础上,支持建设5000门国家级精品资源共享课。其中,2012年和2013年重点开展原有国家精品课程转型升级为国家级精品资源共享课的建设工作。
二、“化学概论”国家精品课程的建设与转型升级的实践
南开大学“化学概论”课程是申泮文院士1997年创建的,该课程是他依据多年教学改革的经验和在国内外教学研究对比的基础上提出的一整套高等化学教育教学改革方案中的第一门课程。经过多年教学改革的实践,该课程2004年被评为国家精品课程。多年来,围绕该课程在本科课程体系中的定位、教学内容、教学方法以及教材建设等多方面的教学改革工作,已经连续4次获得国家级教学成果奖的奖励,教学改革成果丰硕。在“化学概论”课程持续建设与转型升级的过程中,我们总结如下几点供大家参考。
1.树立明确和科学的教学改革指导思想
申泮文院士总结了过去60多年来我们教学改革的经验和教训,尖锐提出我国高等化学教育的几个历史性问题需要纠正:
(1)大一化学课程“General Chemistry”的译名错误地翻译成“普通化学”,导致教学内容和教学指导思想的失误,正确译名为“化学概论”,属化学一级学科。
(2)大一第一门化学课程错误定名为“无机化学”,“无机化学”属二级学科,是一门高年级的课程,错误定名违反了教学法规律,不能很好地启发学生的学习兴趣。
在上述教学改革思想指导下,我们修订了化学专业的教学计划和课程设置,一年级开设“化学概论”课,三年级开设“无机化学”课。化学课程体系改革新方案设计合理,知识结构定位正确,反映了当代科学发展的水平和需求。该方案受到徐光宪院士和西北大学史启祯等教授的充分肯定。
2.教学方式方法多样性
(1)我们首先对大一化学的教学难点“元素化学”开刀,利用计算机技术编撰了一部多媒体教学软件。提高了学生学习的兴趣,从教学方法和手段上改造了“元素化学”的传统教学,此项工作获得2001年国家级教学成果一等奖。此后,编写和出版了多部多媒体教学课件,参加了化学教指委和高教社组织的“高等化学教学资源库”开发建设工作,其中“普通及无机化学”子库素材就是本课程主要资源的来源。“高等化学教学资源库”的工作获得2005年国家级教学成果一等奖。
(2)课程的授课方式不断改进。最早使用自编的多媒体课件授课,上课内容按照教材中章节的先后顺序讲授。随着计算机技术的发展和教学内容信息量的增加以及教学内容的不断更新,转变为以ppt电子教案和教师黑板板书相结合的授课方式,讲授内容也由按照教材章节顺序讲改为按照知识点讲,这样教学内容的脉络更加清晰,重点更加突出。从完全由教师授课转变为引导学生自学后登台讲授和教师讲授相结合的方式。例如,在元素化学部分,组织学生分专题自学后,学生登台讲授与教师评价和总结相结合,这种方式调动了学生学习的积极性和兴趣,锻炼和培养了学生自主学习、归纳总结和演讲的能力,加深了学生对所学知识点的理解,提高了教学质量,有利于学生的素质教育。
(3)调整教学内容的先后顺序,使得知识的连贯性更加顺畅。例如最早课程内容是先讲“化学反应速率”一章,然后再讲“化学热力学初步”一章,但在讲化学反应速率时出现了反应焓变的概念,这是热力学第一定律要讲的内容,可这时热力学还没有讲,所以讲起来不顺。现在改为先讲“化学热力学初步”再讲“化学反应速率”,这样讲起来就很顺畅了。
(4)另外,2012年首次在第一学期增加了一次期中考试,及时帮助学生总结归纳学习的知识。使学生能尽快地适应大学的学习方法,加强自我约束的能力。
3.教学内容改革与时俱进,实时更新
(1)课程内容的改革适应时展,与时俱进。首先把化学分析中四大滴定分析内容简化为知识点,并入到“化学概论”课程中,与溶液中的化学平衡理论相结合,减少了教学内容的重复,节省了学时,增强了课程之间的有机联系。另外,增加了“化学的科学发展观和支持人类社会的可持续发展”等新的教学内容。
(2)课程内容的基本知识点一般是不变的,但每年讲授同一知识点的电子教案年年都会更新。例如NO2的结构按照常规判断,有一个三中心三电子的π键,后来根据最新的研究报道,NO2分子有顺磁性,它的sp2杂化轨道上应该有单电子,这样在它的结构中就是一个三中心四电子的π键了。根据研究报道,我们及时更正了教材和教案ppt中NO2分子的结构图。
(3)课程内容的更新,还表现在每年10月份诺贝尔自然科学奖揭晓的时候。秉承本课程教材的编撰原则,以百年诺贝尔自然科学奖为背景,展示化学未来发展趋势,展开本课程的教育任务。每年10月份也正是新生刚刚开始大学学习生活不久,把当年刚刚揭晓的诺贝尔化学奖、物理学奖和医学奖的内容言简意赅地介绍给学生,让学生了解当前科学发展前沿的最新内容,激发学生对学习化学的兴趣。例如,2011年诺贝尔化学奖颁发给以色列科学家丹尼尔・舍特曼,他发现了准晶体――固体物质的第三态,准晶体颠覆了传统固体材料的理论,从根本上改变了化学家对固体物质的认识。瑞典科学院以“非凡”一词形容准晶体的发现,颁奖词说“我们需要重写所有与晶体相关的教科书了”。这些最新的内容,我们及时补充到了课程有关晶体的教学内容里。
(4)课程内容的更新,还表现在讲授元素化学性质时,结合当前社会上出现的与化学相关的各种社会热点问题。如三聚氰胺、重金属污染、我国的稀土资源等内容,使学生对元素化学性质有更深刻的理解和记忆。例如2011年世界化学年期间,在学习镧系元素化学性质时,我们专门介绍了我国的稀土资源和稀土的重要性质以及在高新技术中的重要应用,自从2011年中国合理控制稀土出口、开发以来,西方国家对中国稀土政策进行各种攻击,这些内容激发了学生努力学习的热情和爱国主义的情怀。
4.课程教材建设立体化
(1)“化学概论”课程教材。为了配合“化学概论”课程,2002年出版了《近代化学导论》第一版;在教学实践中使用6年后,2008年出版了第二版,并获评普通高等教育“十一五”国家规划教材。化学学科进入21世纪后的迅猛发展以及它在支持人类社会可持续发展中的重要核心作用,促进了本课程教学目标和教材内容更新与时俱进,第二版在每章后增加了专题内容,介绍当前世界科技发展与化学有关的新鲜资料,以扩大学生的新知识领域。本教材第三版,现在已列入“十二五”国家规划教材。
(2)为给使用《近代化学导论》教材的学生和教师提供学习和教学的方便,2011-2012年期间,我们为第二版教材编写出版了配套的电子教案、习题解答和学习辅导。
(3)2009年,以《近代化学导论》教材为首的“南开大学近代化学教材系列”,获得国家教学成果一等奖。2010年,《近代化学导论》教材被教育部评为“2009年度普通高等教育精品教材”。
5.精品课程的推广
“化学概论”课程自1997年创建后,一直在南开大学化学学院材料化学系的两个小班做试点,经过10余年教学改革实践,该课程在本科教学中的定位和教学内容的改革得到充分的肯定。2008年,该课程在化学学院全面推广,化学、材料、分子、化生等专业大一化学课程的授课内容和教学学时均与“化学概论”课程统一,期末考试统一出卷考核,该精品课程网站向全院各专业本科生和教师开放。
6.课程教学团队建设
“化学概论”课程团队8位教师中有6名教授、1名副教授、1名讲师。其中申泮文教授是中科院资深院士,另外7名教师都有博士学位。老中青结合,团结协作,形成梯队,知识结构、年龄结构合理,重视青年教师的培养,在教学实践中锻炼培养课程主讲教师。
依据精品资源共享课对课程团队的要求,本课程团队新增两位擅长信息技术和计算化学的青年教师参加。他们为本课程的转型升级提供了技术支持,他们在计算化学领域的研究工作新颖前瞻,提高了课程团队科研与现代化水平,为本课程的教学理念、为化学学科培养既具备理论基础又掌握实验与软件技能的计算化学后备人才、为教书育人提供了新元素和新方法。
本课程团队教师热爱教学工作,对备课、讲课工作十分认真投入,对学生认真负责。多年来,本课程受到学生、学校和同行专家的一致好评。
三、问题和建议
(1)精品资源共享课的拓展资源建设问题。就“化学概论”类的专业基础课程而言,课程内容的知识点基本是固定的,变化不大,原有高等化学教学资源库的素材量已经足够多,笔者认为现在的重点不是再重新开发或建设大量新的资源,而是怎么充分利用好原有的这些资源以及对原有资源进行改造和更新。高等化学教学资源库里原有的一些技术性较强的动画或仿真资源,可以考虑作为拓展资源使用;而一些基本知识点的图片、动画演示、习题等素材,建议作为基本资源,免费放到网上供大家教学下载使用。
(2)课程共享在技术上实现容易做到,而可持续发展是不容易的,关键还是人的问题。需要教育部出台相关政策保障和支持共享的机制,调动广大教师和学习者参与的积极性,才可能保证可持续发展。例如,精品开放课程的建设工作,应与科研工作同等对待,计入教师的晋升和考核;外校学生或社会学习者选修了精品开放课程,并通过考试或考核,校际之间应该相互承认学分等。
参考文献:
篇3
根据相关产业领域的新发展和新要求,建立科学优化的课程体系
课程是培养学生基本知识、理论、技能和素养的关键环节,加强课程建设是提高“教学质量”的重要途径。学校通过多年探索和实践形成了“教学名师+名课”、“资源集成+特色”、“历史积淀+创新”、“优势学科+条件”等4种典型创建模式,切实加强教学队伍建设,重视教学内容与课程体系改革,注重使用先进的教学方法和手段,实行理论教学与实践教学并重,建立切实有效的激励和评价机制,形成层次结构合理、课程内容先进、与国内外高校同类学科发展趋势相适应的课程体系。
一是调整课程体系和课程内容,形成4条清晰完整的课程链。包括“有机化学—高分子化学—精细化学品”构建出以精细化学品合成为主线的课程体系;“有机化学—高分子化学—涂料化学”构建出以树脂合成以及涂料配制为主线的课程体系;“物理化学—电化学科学—表面处理”构建出以表面处理为主线的课程体系“;分析化学—仪器分析—工业分析”构建出以工业分析为主线的课程体系。
二是通过三个注重、四个平台、三个转变来培养学生的工程实践能力和创新能力。其中,三个注重包括注重培养学生的特色意识,推崇创新,以创新为荣;注重培养学生积极的求异性、敏锐的观察力、独特的知识结构;注重培养学生的创新技能,包括信息加工能力、动手能力、熟练掌握和运用新技术的能力。四个平台即搭建“基础化学试验训练平台———应用化学实验训练试验平台———大型仪器分析测试训练平台———开放实验及化学化工技能训练平台”这样一个系统的、多层次的实验教学体系。三个转变指将传统的单一性、演示性、验证性实验转变为综合性、设计型实验,实验项目每年保证以不低于5%的比例更新;从以教师为中心转变成以学生为中心,重在培养学生的综合设计能力,提高学生的敏锐洞察力和创新设计能力;从强调学术性转变成强调理论与实践相结合的应用性,为学生提供理论与实践相结合、拓宽知识面的训练场所。三是把精品课程建设作为课程体系改革和创新的重点。目前,《化工原理》、《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》已经建设成为了校级精品课程,其中《化工原理》、《分析化学》和《涂料化学》已建设成为省级精品课程。学校下一步将成立精品课程建设实验室,加强对《无机化学》、《有机化学》和《物理化学》等课程的建设。
坚持“内培外引”,建设高水平的师资队伍
高水平的师资队伍是提高教学质量、加强特色专业建设的重要保证。学校通过压担子、加强“内培外引”制度,运用完善的师德师风激励、考核、监督机制等培养应用型师资队伍,以满足应用型人才对知识结构、技能结构的需求。“内培”主要是加强现有师资的对外交流与培训,有计划地派遣青年教师到工厂车间学习,建立常规化的交流机制,目的是培养一批“高职称”、“高学历”“、高水平”的双师型教师。学校在“内培”的方式上积极扶持建设专业优秀教学团队,通过建立有效的团队合作机制,实行教学工作老中青相结合,组织开展重大教学改革课题研究与实践,促进教学内容和方法的改革与研究,促进教学研讨和教学经验交流,建设一支教学水平高、结构合理、可持续发展的教师队伍。通过5年的师资队伍建设,学校应用化学专业形成了结构合理、教学水平高、以承担核心课程教学为主要任务的包括基础课程、学科基础课程和专业课程的本科教学团队,形成了在学校有显著优势的教学、科研群体,也进一步培养了教师的团队精神和合作意识。“外引”主要是通过聘请国内外一些知名专家和学者为客座教授,不求所有,但求所用。学校通过聘请对口合作院校的名师莅临学校指导专业、课程及实验室建设,合作开展科研活动,促使学校深化改革、加强管理,提高教学、科研和社会服务水平。近5年来,学校应用化学专业教研团队累计100多篇,其中被SCI、EI收录的论文13篇,编写教材2部,共完成和正在进行的各种科研项目33项,其中省级科研项目19项,累计科研经费近180万元。应用化学专业教师雄厚的科研实力大大促进了学校教学工作的开展,有力地推动了学校应用化学专业特色建设的进程。
实施“应用型学科专业组团工程”,构建特色鲜明的应用化学专业体系
目前,新建本科院校普遍存在办学条件紧张和优质教学资源紧缺,教育思想和观念落后,专业设置和结构不尽合理,学生的实践能力和创新精神亟待加强,教师队伍整体素质亟待提高,人才培养模式、教学内容和方法需要进一步转变等问题。面对这种现状,学校提出了“应用型学科专业组团工程”以构建特色鲜明的应用型学科专业体系的新思路。现在学校已经开始进行以化学学科为主轴,以相关专业为支撑的化工组团建设,注重不同化学学科之间专业的综合交叉、协调发展,大力加强学科建设对专业建设的支撑作用,为培养具有一定基础和技术能力的、能学以致用、实践能力较强的应用型高级专门人才提供良好的环境。太原工业学院已经启动工业发展与培训中心建设项目。本项目紧紧围绕市场和企业的需求,坚持“兼容并包、格局宽阔、共建共享、以人为本”的原则,按照机械、电子、化工、材料等学科专业组团的方式,采用实训创新平台统一控制的模式,周密规划,共建共享。工业发展与培训中心的建设将有效融合理论课堂与实践课堂;有效融合实验、实训、创新教育;有效融合科研、教学、产业,鼓励学生自主实验和创新实验,激发学生的创新创造精神,培养符合市场需求、专业技能扎实、岗位适应期短、职业素质较高的专才,为企业员工提供短期进修和培训;为科研和科技开发提供强大的平台;开展认证等各类培训;遵循主体多元、形式多样的指导思想,大力推进校企合作、校办产业反哺等模式,积极推动工业发展与培训中心的多元化发展。学校要营建创新文化,推进管理机制创新,促使工业发展与培训中心在实现应用型院校的目标过程中发挥更大的积极作用。#p#分页标题#e#
篇4
关键词:理工融合;应用化学专业;创新人才
应用化学是以化学理论为基础、跨学科、跨领域、具有活力的学科,在材料、能源、信息、环境等与国民经济密切相关的领域占有重要地位。目前全国有300余所学校设置应用化学本科专业,既有综合性理科院校或师范院校利用理科优势建立的与化学专业并存的理科应用化学专业,也有工科或单科性院校利用工科优势设立的工科应用化学专业。然而,应用化学专业缺乏大家公认的基本特征,在培养机制方面理工融合不足,由此引起的学生能力和优势单一的倾向已明显制约学生全面发挥创新思维,限制其解决问题的能力。如何彰显应用化学专业内涵,培养社会需要的具有扎实理论基础和实践创新能力的人才,是高等理工科教育不断探索和实践的重大课题。
北京化工大学应用化学专业始建于1986年,是多科性大学中的理科专业。经过二十多年的探索与实践,找到一条理工融合的应用化学专业办学之路,逐步形成了显著的理工融合专业特色,分别于2008年和2009年成为北京市、教育部特色专业建设点。
一、明确人才培养目标及专业定位,以理工同强的优势学科推进专业建设
高等学校承担着培养人才、发展科学和服务社会的三大职能,专业定位及人才培养目标的确定要同时考虑学术培养和社会需求。国家中长期科技发展规划纲要提出“企业要成为技术创新的主体”,而目前国内企业少有正规的研发机构,科技创新人员缺乏,人才缺口较大。北京化工大学是一所以“大化工”为特色的多科性大学,支撑应用化学专业的主干学科化学工程与技术是国家一级重点学科,应用化学是国家二级重点学科,化学学科是北京市一级重点学科。根据学科发展前沿、国家发展重大需要和企业创新对应用化学专业高素质创新人才的需求,确立了为学科发展及“企业成为创新主体”培养理工融合的创新人才的培养目标及定位。
培养理工融合的人才需要理工融合的“土壤”和条件。我校具有理工同校、化学化工同强的优势,拥有“化工资源有效利用”国家重点实验室、“新危险化学品评估及事故鉴定”国家发改委基础研究实验室、“环境有害化学物质分析”北京市重点实验室。应用化学本科专业依托强势的工科和迅速崛起的理科进行建设,以国家、北京市和学校教学改革项目和“十一五”期间各级质量工程建设项目为抓手,调整专业方向、规划课程设置、改革教学内容,依托国家精品课程群、高等学校教学名师奖获得者、国家级教学团队、国家级实验教学示范中心、大化工类创新人才培养基地以及校外实习基地等优质教学资源,实现高素质创新人才的培养目标。
二、造就一支教学水平高、科研能力强、理工兼备并具有国际视野的师资队伍
1.建设亦理亦工的师资队伍。结构合理的高素质师资队伍是育人的保障。我们坚持“引进与培养相结合、校内与校外相结合”的方针,建设一支理工融合、学缘结构合理的师资队伍。本专业教师的毕业院校既有北京大学、吉林大学、南开大学等综合性较强的院校,也有清华大学、北京化工大学、天津大学等工科背景较强的学校,具有工学硕士或博士学位的教师约占1/3。同时,注重从国内外企业和研究院所引进具有工程技术经验的高层次人才进入教师队伍。采用引进海外知名学者和输送优秀在职青年教师出国进修等多种方式,加强师资队伍的国际化视野,目前应用化学专业教师队伍中具有海外留学经历的占28%。
2.在理工融合的科学研究和技术开发实践中培养师资队伍。应用化学专业教师以国家重大项目为引导,遵循“基于国际学术前沿和国家实际需求凝练科学问题-基础和应用基础研究-工程化及产业化研究”模式开展科研工作,承担了多个国家级项目以及企业委托项目。充分发挥学科专业优势,在发表高水平学术论文的同时,加速科技成果向产业化发展,服务国家经济建设。理工融合的研究思想不仅造就了一支理工融合的师资队伍,也融入教学过程,为学生创新意识的养成创造良好氛围。
3.多种方式增强师资队伍的工程能力。通过聘请企业高层次专家为我校兼职教授、邀请高级技术人员来校授课和讲学交流等方式,充实师资队伍力量。通过定期组织青年教师去大庆石化、辽化、吉化等企业参加工程实践培训和暑期科技服务及社会实践学习团,为青年教师提供深入企业、走进基层的实践机会。这些措施的实施,使教师能够了解企业的实际需求,从而找到与企业结合的科研方向和课题。教师将生产实践中的实际问题、示例引入课堂教学中,学生受益匪浅。
师资队伍在教学和科研工作中不断发展壮大。目前,应用化学专业拥有中科院院士1人,高等学校教学名师奖获得者2人,国家杰出青年基金获得者3人,教育部新(跨)世纪人才6人。“超分子结构功能材料的插层组装”团队被列入教育部长江学者和创新团队发展计划,“工科化学系列课程教学团队”被批准为首批国家级教学团队。
三、构建理工融合的应用化学人才培养方案
基于理工融合、理论与技术结合、知识和能力并重的人才培养理念,构建了以学习知识、培养能力为核心的应用化学专业人才培养方案以及与之相适应的课程体系。应用化学专业课程体系包括:强化理论基础的化学课程群,强化工程意识和培养工程能力的课程群,体现特色的专业方向课程群,拓展性的第二课堂。如图所示。
其中有机化学、物理化学、仪器分析、计算化学、大学化学实验、化工原理等被评为国家精品课程,无机化学、分析化学等被评为校级精品课程;无机化学、有机化学、仪器分析等被评为国家双语示范课程,物理化学等被评为校级双语示范课程。
依据专业发展历史和学科发展趋势,凝练出具有鲜明理工融合特色的分析科学与技术、功能材料科学与技术、有机合成化学和精细化学品化学四个专业方向。其中,分析科学与技术方向是我校应用化学专业的传统特色专业,教师队伍具有优秀的教学实践能力和浓厚的学术研究氛围,在国内外具有良好声誉。该专业方向特色专业课程有分离科学与技术、复杂物质剖析、分析测试质量保证、商品检验基础等,教学内容既包含分析科学领域的基础知识、基础理论,也包含专业技术、技能,还有最新研究成果介绍和技术进展报告等。功能材料科学与技术方向骨干教师主要来源于“化工资源有效利用”国家重点实验室研究人员,这些教师着眼于满足社会需求的无机功能材料设计与开发,已形成了无铅热稳定剂、耐老化沥青紫外阻隔剂、焦化脱硫废液资源化技术等工业化生产技术。产学研一体化的平台成为具有理工融合创新意识的人才培养沃土。
四、构建多方位、立体化人才培养平台
1.构建理科化学基础精品课程平台,强化理科基础。依托首批国家级化学基础课程教学团队和多名教学名师,建设化学基础理论必修课群和选修课群,加强化学基础理论。在教学内容中融入工业实例,强化理论对实践的指导作用。
2.依托校内工科教学平台,强化工程意识。依托化工原理、电工电子和机械工程三个北京市实验教学示范中心,开设化工原理、工程制图、应用电工学、电子电工实习、金工实习等理论与实践课程,使学生具有进行应用性研究和科技开发的工程能力基础。
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关键词:无机及分析化学;教材;编写;课程建设;教学
对于近化学专业如生命科学、材料、环境、农学、医学及药学等专业的学生而言,学习无机及分析化学课程对他们学习基础知识和专业知识都是不可或缺的。将无机化学和分析化学两门课程合并为无机及分析化学一门课,经过二十多年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可。由南京大学陈荣三教授主编的《无机及分析化学》是我国最早正式出版的教材,2006年本书的第四版作为普通高等教育“十五”国家级规划教材正式出版。本文对该教材第四版的编写进行简要介绍,提出一些肤浅的体会和大家交流,以期起到抛砖引玉的作用。
一、《无机及分析化学》教材编写的回顾
由陈荣三教授主编、黄孟健教授等人参编的《无机及分析化学》一书,从1975年由南京大学自编讲义,到1978年人民教育出版社作为全国高等学校生物系通用教材正式出版至今已有三十年的历史了,这是1977年恢复高考后国内第一本《无机及分析化学》教材,最初主要供生物系及农医等院校相近专业使用。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。由于生物及相关学科发展的需要,以及全国读者对这本书的厚爱,在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,全国许多综合大学和师范院校,如北京大学、南开大学、复旦大学、厦门大学、兰州大学、四川大学、武汉大学、山东大学、暨南大学、西北大学、华东师范大学、南京师范大学、华中师范大学、福建师范大学、河北师范大学等数十所高校任课教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”。研讨会先后举办过五次。第一次于1983年6月由南京大学承办,第二次于1984年6月由云南大学承办。这两次研讨会对此书的编排和内容的选取进行了积极的讨论,并提出将化学热力学和化学动力学内容加入到教材中的必要性和可行性,认为用简明扼要的阐述,适度地引入化学热力学和化学动力学的基本概念和基本理论,有利于学生更好地学习物质结构和掌握元素化学的知识。于是在1985年出版的第二版中,首次将热力学引入无机及分析化学教材,同时为适应当时高等学校的实际情况(无机化学和分析化学分属两个不同的教研室),又将无机化学和分析化学分开编写。其后,于1986年10月,1989年10月及1993年10月分别由南开大学、武汉大学和厦门大学承办了第三、四和五次研讨会,会议对这本教材的第二版提出了不少中肯和有益的意见,同时也为修订第二版酝酿第三版做了大量的准备工作。1998年,南京大学为了博采众长,分别邀请南开大学和复旦大学教学一线的袁婉清及杜岱春两位教授参加第三版的写作。迄今该书已为全国许多高等院校生物系以及农、林、医等院校有关专业所选用,受到全国广大师生的欢迎。
历次“‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”对无机及分析化学教材建设和教学中存在的问题都进行了广泛深入的讨论,对提高无机及分析化学课程的教学质量及《无机及分析化学》教材的编写起了十分重要的推动作用。
2006年8月,为了深入贯彻落实教育部第二次全国普通高等学校本科教学工作会议精神,大力推进校、省、国家三级精品课程建设,及时总结国内高等学校无机及分析化学课程的教学改革经验,在浙江大学召开了“无机及分析化学”课程建设与教学研讨会。此次会议通过广泛、深入的讨论和交流,与会者普遍认为“无机及分析化学”是为实现课程结构和教学内容整合、优化而由原来的无机化学和分析化学两大基础课程合并而成的一门重要的基础理论课程,是教学体系改革的结果。它又是近化学类专业一门重要的必修基础课程,是建立相关技术人才整体知识结构、能力结构的重要组成部分,同时也是后续化学课程的基础。
“无机及分析化学”课程建设与教学研讨会是一种很好的教学研讨形式,它能集思广益,有效促进无机及分析化学课程的建设,提高高校基础课程教学的质量,建议在现有的基础上可以采取民办公助,企业资助的形式把研讨会延续举办下去。
“无机及分析化学”对高等学校近化学类专业学生而言是一门重要的基础课程。无机化学和分析化学原本是两门独立的课程,定性分析“合”在无机化学的元素化学中已为多数人所接受。可是无机化学和定量化学分析是“合”是“分”,化学分析和仪器分析的比例和安排等问题,一直是教学改革中的争论点。“无机及分析化学”顾名思义,应和分立的无机化学和分析化学有所不同,可是在课程设置、教学安排、教材内容等方面一直存在着“合”与“分”的问题。经过近三十年的摸索与实践,这一问题亦日趋明显,已达成初步共识。因为,为了解决内容和学时的矛盾,“合”是必要的手段;无机化学和分析化学原本就是两门相近的学科,“合”也顺理成章;以“合”为上,“合”是进步,是学科发展的需要和方向,实践中已显示出“合”的优点。这方面浙江大学主编的《无机及分析化学》教材就做得较好。
二、《无机及分析化学》(第四版)的编写和体会
当前,生命科学及近化学类学科的发展一日千里,化学在这些学科中的重要性更为突出。为适应当前教学改革的形势,编者在第四版的修订过程中努力遵循“加强基础,趋向前沿,反映现代,注意交叉”的现代课程建设理念。“加强基础”就是注重基本理论和基本概念,教学中让学生在学时较为紧张的情况下很好地掌握化学的基本知识和基本实验方法,为他们日后的专业学习和科研工作打下良好基础。“趋向前沿”则是在教材的编写中增加最新的科学研究的成果,引导学生在学习知识的同时了解当前科技发展的最新动态,为进行创新型思维奠定基础。“反映现代”:在生命科学步入分子水平的今天,其重要标志就是分子生物学、分子医学、遗传组学、蛋白组学、代谢组学和纳米材料科学等学科的相继出现。如何不失时机地将化学学科作为一个整体介绍给学生,与时俱进,并在此基础上,搭建一个现代化学的教育平台,以此“反映现代”,这是我们追求的一个目标。“注意交叉”:新兴交叉学科的出现,是当今科技发展一大趋势,适应这一发展的需要,则是高校从事化学教学的教师们的一项重要任务,同时也是一个具有共性的教学研究的新课题,这需要根据各自学校的具体情况,对整个教学体系和教材建设进行必要的改革和调整。第四版的
编写中,我们也只是做了初步的尝试,有待听取大家更多的意见和建议。现将第四版中课程建设十六字理念的体现作进一步说明。
加强基础:较全面地介绍化学基本原理。在第一次介绍化学原理时是具有化学总论性质的,要使学生对化学有一个系统全面、较中学化学有更深入一步的了解。具体地说就是要较全面地介绍化学原理三个主要部分:化学变化方向和限度问题(化学热力学);化学反应速度和机理问题(化学动力学):物质结构和性能之间的关系,使学生能把握和初步利用这些基本观点处理化学问题。
趋向前沿:第四版中将“环境污染和环境化学”以及“核反应和放射性同位素的应用”增加进来,而我们在课程教学中,结合可持续发展及最新的生物技术的研究手段包括同位素技术的应用等,已在课堂教学中作为实例介绍给学生,这也是在教学中体现“趋向前沿”这一理念。这既培养了学生的学习兴趣,也引导学生进一步认识到所学知识的实际应用,从而起到一个培养兴趣及探索创新精神的作用。
反映现代:虽然第四版教材中增加了“拓展知识”这一部分内容,实际在我们的课堂教学中就已经或多或少地在相关的章节中把一些与课程内容有关的最新知识和进展增补进去,除此之外还有针对性地邀请有关专家作报告,介绍与所学基础知识有联系的新知识、新理论、新进展以开拓视野,明确方向。为更好地“反映现代”,如对物质结构部分的学习则按历史进程来讲授,不仅使内容更为生动,也可使学生领会科学家的思维方法和他们解决问题的正确途径。
注意交叉:本教材名为“无机及分析化学”,但不少学校在实际的教学中则是分为“无机化学”和“分析化学”两部分来讲授,这两者之间就有许多交叉和重复之处,如何更好衔接这两部分,是很多教师关心和需要研究的问题,如“元素化学与定性分析”、“四大平衡”与“化学滴定”处理得当,就会取得减少课时、相得益彰的效果。各校教师也可根据各自不同的见解采取行之有效的做法,我们亦愿意得到大家的指点。交叉学科的出现,是当代科技发展一大标志,徐光宪先生2006年4月在大学化学化工基础课程建设论坛的致词中就曾指出,以化学为一级学科,再到无机、分析、有机、物化、高分子、化工等二级学科,最后细分下来可分出六、七级学科,如最新的“大环化学”、“纳米材料化学”、“组合化学”等,这些都是学科交叉的结果,传统的化学分类已完全不再适用。注意到化学学科发展的这一趋势就可以同步培养学生自学和独立解决问题的能力,也只有这样才能适应社会发展的需要。
启发式教学历来是老一辈教育家所推崇的教学模式,从南京大学戴安邦院士开始就是一直崇尚启发式教学,并在当时的条件下进行了许多实践,形成了一整套完整的理念。例如在第一次研讨会上,戴先生就讲了《启发式教学八则》,后来陈荣三教授、黄孟健教授秉承了这一理念,在实际教学中又做了许多尝试。例如:注意理论化学与描述化学相互沟通,使理论化学的知识在描述化学的学习中得到运用和巩固;注意结合生物、医学及相关学科的知识来介绍化学基础知识;课后习题与课堂学习的紧密结合,使习题能起到巩固、消化和运用课文内容的作用等。
《无机及分析化学》(第四版)于2002年初被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材,为了使第四版适应目前教学的需要,编者进行了下列改进:
1.淡化化学“数学化”倾向,如省略或减少复杂体系化学平衡的计算。
2.创新内容,为现代科学前沿预留“接口”。
3.理论联系实际,加强化学理论知识在相关专业和生产实际中的应用。
4.改革分析化学部分的编写,完善化学分析的内容,缩减较复杂而应用较少的计算。由于仪器分析已独立成一门课程,故删去第三版仪器分析部分内容,但仍保留比色法等最常见方法,为学生今后学习仪器分析打下一定基础。
第四版教材的编写,我们采取了以下步骤:
1.广泛调研国内外有关教材,选择国内外其他无机化学及分析化学教材,汲取其所长为我所用,特别关注了近年有特色的国外教材。
2.编写伊始先编写了第四版的《编写大纲》,向全国若干所大学寄发并征求意见、交流、补充第三版之不足,听取各方教师的意见。
3.先期完成了部分书稿,在2003年中南大学举办的教育部非化学化工类化学基础课程教学指导委员会的生物医药类化学教材建设研讨会上进行交流,进一步听取大家的意见和建议。
在其后的反馈中,我们陆续收了许多教师的信件,特别是武汉大学的潘祖亭教授、陕西师范大学的韩维和教授、海南师范大学的黄闻新教授等同仁的来信,这些都对第四版教材的编写起了一定的作用。
在《无机及分析化学》(第四版)的编写中,我们编写组的教师相互协作,取长补短,群策群力,围绕着编写基本要求,力争达到一个新的高度。
这本教材从自编讲义开始就有一个重要的特色,即力求与生物化学、生物医学、生产实践密切联系和结合,当初的讲义就是“开门办学”的结果,成书出版后这一特色仍然保留,编写的内容都围绕这一特色来展开。结合实际、贴近生活是第四版遵循的一个基本要求,新增的拓展知识也都是近期化学学科的一些热点,以此作为素材提供给学有余力的同学以更多的施展空间。
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论文摘要:本文指出专业教学计划制定是统领专业课程建设的纲,是学生学习能力、实践能力、创新能力培养的宏观框架。通过用人单位的反馈说明我校应用化学专业毕业生基本达到了专业教学计划要求的知识和能力。
关键词:西安工程大学 应用化学专业 专业教学计划 课程建设 学生能力
新形势下人才需求的多样性及人才培养模式的多样化对高校课程建设与改革提出了新的要求。随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要》[1]的制定与实施,培养造就适应我国经济建设发展需要的高质量多样化人才成为新形势下我国高等教育教学改革的重点。专业教学计划是学生学习能力、实践能力、创新能力的培养的宏观框架。专业建设是通过教学计划的制定和计划中的课程的设置来实现的,而课程是人才培养的基本单元。所以专业教学计划的制定是统领专业课程建设的纲。
目前,国内外的高校对教学计划的制定主要采取了两种形式。一种是由学生自己选课,自己制定自己的教学计划;而另一种是由专业统一制定教学计划。前一种可以照顾学生的兴趣,更能体现以人为本,但对学生的素质要求更高,但是也要有学校的框架性指导。我校根据自己的特点,采取的是后一种形式。
我校应用化学专业2001年开始招生,目前已有七届毕业生。我校应用化学专业特色是以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大化学为基础;已形成材料物理与化学、界面与胶体化学、精细化学品化学与工业分析四个专业方向;拥有博士后1人,博士6人,教授1人,副教授8人,教学和实验人员共19人的稳定合理的教学团队,(团队绝大多数成员出身是211大学),在教学科研上取得了省级化学实验教学示范中心一个,校级特色专业,校级精品课程一门,两项国家自然科学基金,几十项省部级科研项目,发表数十篇sci科研论文,申报数项专利的显著成绩。七年来学生年就业率平均为90%。我校应用化学专业(本科)培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要、德智体美全面发展、具备较坚实的化学基础理论、较宽广的应用化学知识、较强的基本实验技能、现代实验技术及初步科研能力,并具有一定的化学工艺生产知识和化工技能,能从事化学、化工应用基础研究、科研开发与管理、解决一般化工生产问题的应用型人才。业务培养要求为本专业学生,主要学习化学及其应用方面的基础知识、基本理论、基本技能及相关工程技术知识,使学生受到化学基础研究和应用基础研究方面的科学思维方法和科学实验的训练,具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科研管理的基本技能。毕业生应获得知识和能力。
(1)具有本专业所需的数学、物理等自然科学基础知识和基本理论,较强的计算机应用能力和外语综合能力,具有良好的专业外语文献阅读能力,并熟悉文献检索方法。
(2)掌握化学及化学工程的基础理论、基本知识、基本实验技能和方法;受到较为系统的科学研究训练;具有较为宽广的知识面和适应能力,能够分析解决与化学有关的生产、科研与开发过程中的技术问题。
(3)了解一般化工过程特点及单元操作工业基础知识;具有化工制图的基本技能。
(4)了解化学的理论前沿、应用前景、发展动态及相关学科的发展状况。具有新产品、新工艺、新技术研究开发的初步能力。
(5)了解计算机基本原理,具有运用计算机进行计算、图文处理和信息管理的能力,能熟练上机操作。
根据以上原则,我们专业的教学计划的课程结构体系包括公共基础教育、学科基础教育和专业教育三大部分。公共基础教育涉及人文社科管理系列、体育系列、校公共选修课,外语系列,自然科学系列。其中外语系列包括大学英语和自然科学双语课程;自然科学系列包括高等数学、大学物理和计算机应用等理论和实验课。学科基础教育涉及工程基础系列、技术基础系列、专业基础系列和选修课。工程基础系列包括化工原理、化工制图及化工(厂)设计、金工实习;技术基础系列包括电工学、仪器分析、波谱分析基础及应用;专业基础系列包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和结构化学;专业教育包括界面与胶体化学、材料化学基础、有机合成、化学反应工程、专业实习、专业综合实验、毕业设计与专题等。这个教学计划保质保量的实施可以达到重基础、宽口径、学生实践能力和创新能力培养的目的。我们专业建设这几年取得了比较大的成绩,从反馈途径了解到学生的能力得到了用人单位的肯定。但我们并不能掉以轻心,今后我们要突出品德和业务能力两个方面培养,培养目标也要与时俱进,向更高、更好的方向发展,在研究生培养方面,要着重通过毕业论文环节进一步加强品德教育和创新能力的培养,使我校的应用化学专业能突飞猛进,走入全省乃至全国先进行列。
参考文献:
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关键词:材料化学 课程体系 建设
一、引言
材料化学专业是材料科学与工程下面的一个二级学科,是1998年国家教育部对本科专业目录进行调整后产生的新专业。材料化学专业不同于传统的材料科学及化学专业,是材料科学与现代化学相结合的新兴学科,涉及物理、化学和材料工程学的边缘学科,主要研究内容不是材料的化学性质,而是材料制备、组成、结构和性能等方面涉及的化学问题[1-6]。目前国内已有140多所高校建立了材料化学专业。材料化学专业是目前社会需求量比较大的专业,其主要涉及的行业包括材料、化工、生物、医药等。
电子科技大学中山学院是由电子科技大学和中山市政府共建的高校,学校定位教学型大学,依托地方,借力总校,培养适应中山乃至珠三角需求的应用型人才。我校的材料化学专业是理学专业,于2004年开始招收第一届本科生,现已招收九届,已成为我校“十一五”规划中重点发展的8个专业之一。2012年以前,材料化学专业主要定位于高分子材料方向。随着中山市及珠三角地区电子与信息产业蓬勃发展,在经过多次调研和细致的分析、讨论的基础上,2012年我们将材料化学专业调整为电子与信息功能材料,目的是培养在电子、信息和新能源等行业的新材料的开发、生产及应用领域具有创新精神和实践能力的应用型人才。专业方向的调整需要在培养方案、课程体系等方面进行调整和优化,以适应专业建设和发展。本文简述了在课程体系的调整和优化方面所做的工作,以期与同行交流。
二、材料化学专业课程体系构成
课程体系是由相互联系、相互影响的若干课程按一定的结构组成的具有实现人才培养目标功能的统一整体。课程是由具有相关性的教学内容有机结合而成的结构体系。课程与课程体系是相互联系、相对划分的两个不同的结构层次。教学内容和课程体系的整体优化,就是要求从人才培养模式的总体设计和人才知识、能力、素质结构的整体走向出发,合理地更新与选择教学内容,恰当地处理内容之间和课程之间的逻辑与结构关系,使课程内部结构和课程体系结构的诸要素达到最佳的组合与平衡,以充分发挥内容与课程服务于人才培养的系统功能。
近年来,我校在人才培养方面进行了多样化应用型人才培养模式改革,要求我校专业人才培养遵循“以人才需求为导向,以能力培养为核心,以知识――能力――素质为主线”的指导思想,构建包括“综合培养阶段、专业培养阶段和多元培养阶段”的三段式培养体系。材料化学专业课程体系就是根据这三段式培养体系构成。
(一)综合培养阶段课程
综合培养阶段课程是由教务处安排设置,主要包括通识教育课程、素质教育选修课程两部分。其中,通识教育课程包括思政、英语、体育和军事实践、理工类通识、大文科类通识、计算机基础、创业教育、信息检索与利用以及健康教育,共计58学分课程。素质教育选修课程分经济管理类、人文社科类、外语类、艺术类、自然科学类和其他类六方面内容,由教务处确定课程目录,每学期面向全校学生开放,共计8学分。这部分课程主要是鼓励教师利用研究成果,开放有利于文理交叉渗透、培养学生综合素质的选修课程。
(二)专业培养阶段
专业培养阶段课程包括学科基础课程和专业主干课程两部分。材料化学专业的学科基础课程包括《无机化学》《有机化学》《分析化学》《物理化学》《化工原理》《工程制图基础》和《现代仪器分析》,共计33学分。专业课程包括《高分子化学与物理》《材料化学》《材料科学基础》《电子材料》和《印制电路材料与工艺》。其中,选择《无机化学》《有机化学》《分析化学》《物理化学》《化工原理》《高分子化学与物理》《材料化学》《材料科学基础》和《电子材料》为专业核心课程,突出专业培养的方向和特色。为了提高学生的动手能力,培养高素质应用型人才,我们在部分需强化实践能力的课程中设置了课内实践教学内容,如现代仪器分析、工程制图基础、化工原理和高分子材料课程中均设置了课内实践课程内容。
(三)多元化教育课程
多元化教育课程包括专业提升类、跨专业选修类、创新创业类和国际交流类四大部分。这些课程旨在为推进我校多样化人才培养模式改革,满足社会对人才多元化的需求和学生个性化发展的需要,实现分层、分流教学而设置,供学生选修。材料化学专业的提升类课程主要包括《微生物学》《生物化学》《基础实验技能》《专业英语》《半导体材料》《工业分析》《材料物理基础》《大学生数学提高课程》和《大学生英语提高课程》等14门课程,共计18学分。另外三部分则根据其他专业和教务处设置相应的课程内容,学生可自由选修。学生可以在专业提升类、跨专业选修类、创新创业类和国际交流类中任选一个部分,也可以在各模块间实行学分互换。
(四)实践教学课程
随着我校明确应用型人才培养方向,实践教学改革力度逐渐加大,在培养方案和课程体系设置中实践教学内容比例明显增加。实践教学安排以体现“理论教学与实践教学并重,更加注重实践教学”的指导思想,按照“课程单项性实验、课程综合性实验、专业综合性实验、跨专业综合性实验和创新创业实践应用开放性实验”分层次展开。材料化学专业不仅是理论性强的学科, 而且也是实践性和应用性很强的学科,需重视培养和提高学生的实践能力。我校材料化学专业实践教学安排包括基础实践,即无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验和物理化学实验,与学科基础理论课程相配套的学科基础实验;专业实践,即综合实验;综合实践,即毕业(论文)设计和生产实习;综合素质,即军事实践、思政社会实践、就业指导和素质拓展,这部分学分是36学分。通过实施“一体化、分阶段、多层次”为特征的阶梯式实践教学体系,不断提高学生的动手能力,使学生自主地将学到的理论知识运用到实际的工作中, 提高实践能力。
三、结语
随着教学工作的逐渐深入,课程体系的探索和完善将是我们今后多年的一大工作任务。更新观念,深化改革,加强建设,强化管理,精心打造精品课程和优质课程。“以质量求生存”,努力提高办学的经济效益和社会效益,将材料化学专业办成省内优秀、富有独立学院特色的品牌专业,为社会输送基础扎实、技能优良、创新能力较强的材料化学专业人才。
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【关键词】教学内容 改革 材料物理与性能
1.引言
教学质量是高校赖以生存和发展的重要保证, 而加强课程教学改革, 则是提高教学质量的重要途径。近年来,以电子、生物、航天和能源等为应用对象的材料科学已经从过去的单一性金属材料、无机非金属材料和高分子材料转向以功能材料、复合材料、纳米材料等高性能、多功能为主的发展趋势, 对材料科学人才也提出了新的、更高的要求。1997 年国务院学位办颁发了新专业目录, 材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料,而是横向融合金属材料、无机非金属材料和高分子材料的基础理论于一体, 纵向充分强调理科与工科的结合。为满足社会对材料专业的需求,并与国内外“材料科学与工程”学科发展接轨, 北方民族大学制定了材料类专业的长期规划并制定了2008 本科专业培养方案。材料物理与性能学课程作为2008 培养方案中材料科学与工程本科生的专业基础课, 其教改方案已列入2009年宁夏高等教育教学改革项目。
本文从教材建设的意义与目标、课程教学内容改革、课程教学方法改进及教改初步成果等几个方面对材料物理与性能学课程建设思路进行阐述。
2.教材建设的意义与目标
《材料物理》是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课,其主要内容是利用物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系。
对于材料专业的学生来讲,化学方面的基础知识学习得较多,包括有机化学、无机化学、分析化学和物理化学等,但物理方面的基础知识却较少涉及,只有普通物理课程,而物理本身所包含的基础知识比化学更多,例如光、电、磁、热、力、辐射等。因此,给材料专业的学生补充更多的物理知识,尤其是材料物理方面的知识非常必要。而当前材料物理教材的诸多版本多数偏重理论指导,要求学生对物理分支的知识掌握太多,这不能完全适应现行本科生教育的需求,对研究生来说相对更适合一些。个别相对合适的材料物理教材因为有些内容太深无法讲透,而有些内容又太浅,对本科生来说,作为参考书使用较为适合,这是一个方面的原因。另一方面,大多材料专业都开设了材料物理性能课程,此课程包含的材料物理的基本概念又都比较缺乏。编写这本《材料物理与性能学》教材的目的就是一方面给材料专业本科生增加一些有关材料物理的基础知识,另一方面将材料物理性能方面的内容合并到一起,减少学生的课程数目。
在教材的编写过程中,注意突出了以下几方面的特色。
(1)以实际应用实例讲解材料物理学的一些基本概念和物理效应,例如:位错的运动形式分为滑移和攀移,滑移的运动形式是像蚯蚓一样以局部带动全部进行运动;为什么钢铁进行淬火后会变硬?是因为加热加速了原子的运动,突然冷却使原子来不及运动到正常格点位置就停止了,使得原子排列紊乱,阻止了位错的滑移,所以会变硬。以这样的方式来介绍材料物理学的一些基本概念和物理效应,使学生便于理解、掌握和记忆。
(2)以实验的手段讲解各种材料的性能。如:通过拉伸实验,讲解金属材料、无机非金属材料、高分子材料的力学性能的异同等;通过对不同材料进行电阻测量,讲解如何利用电阻绘制材料的溶解度曲线,将此曲线应用到实际研究中。采用这样的方式设计实验,达到真正锻炼学生动手能力和创新能力的目的。
(3)加入现代新材料的内容,介绍其应用与发展。例如:复合材料、纳米材料、能源材料、生物材料等。
3.教材知识体系改革
根据材料相关行业发展需求进行教学知识体系的改革。目前材料科学发展的趋势是新型功能材料(特别是电子、光电子材料)、新能源材料、环境友好材料、生物活性材料的研究与开发,本课程针对材料发展的总体趋势和行业需求,结合我校2008本科生培养方案的指导思想,在设置材料的热学性能、力学性能和电学性能的基础上,设置了材料的介电性能、缺陷物理与性能、铁电物理与性能、磁性物理与性能、非晶态物理、高分子物理、薄膜物理。在内容的编写上,略去了大量的公式推导,注重基本概念、基本原理的讲解,同时,结合生产、生活和材料前沿科学研究中的实例对材料物理与性能进行阐释。
在每章的开始,教材以实际案例开篇来提高学生对本章内容的学习兴趣,如从材料的导热性角度解释“9.11事件”对纽约世贸中心造成毁灭性破坏的原因;从材料的导电性能与硅材料的薄膜化对太阳能发电在解决能源危机方面的重要地位与应用现状等导入案例。在每章的结尾,设置了拓展性内容,主要将章节内容相关的前沿科学发展现状、需要解决的关键科学问题呈现给学生,为学生在学完章节基本内容后进行深层次的思考和进一步利用所学内容阅读学科领域前沿知识提供了引导,如教材引入纳米材料(如碳纳米管)的热学、力学性能来拓展学生对纳米材料独特性质的认识;以超导材料的发展历史、研究现状、和应用(如磁悬浮列车)来引导学生对材料的导电性进行探求。
另一方面,针对我校2008本科生培养方案加强实践教学的指导思想,在内容设置上,教材还考虑通过学习基本内容的基础上,可以为本科生开设一些基础实验和创新性实验。结合本课程的学习,我院对本课程开设了材料的力学性能检测、硬度测定、材料热容的测定、材料热导率的测定、材料导电性能的测定、陶瓷热稳定性测定等基础实验,同时通过新建设的新能源、电磁学专业实验室,为学生提供创新性实验平台。
4.教学方法改革
教学过程是通过教师与学生之间的互动配合完成的,教学方法在教学活动中的作用至关重要,在《材料物理与性能学》的教学过程中,注重学生能力的培养,摒弃传统“填鸭式”灌输的教学方法,而采用“启发―引导―互动”式的教学方法,以此来实现传授知识、培养学习能力和创新能力的目的。在教学方法的改革中,采取了以下具体的教学方式
(1)采用板书与多媒体结合的方式进行知识讲解。对较为抽象的概念、模型,采用动画演示帮助学生理解,如对于位错的两种基本类型―螺型位错和刃型位错以及它们的运动方式―攀移和滑移,很难用易于理解的语言表达清楚,而采用动画演示的方式,学生很容易理解并在脑海中留下深刻的印象;如三极管的放大作用,采用动画演示即可让学生在较短时间内对其放大机理和对发射极、基极、集电极材料的不同要求了然于胸。
(2)学生讲授,集中讨论的方式。针对有些能引起学生兴趣的内容,采取学生讲授、课堂讨论的方式实现对知识的接受与消化吸收。比如关于铁电物理的内容,通过讲解基本理论,让学生通过查阅文献资料来挖掘铁电物理的知识在我们生活中的应用,而学生通过文献资料,利用磁性物理知识讲解了以“卡的世界”为题的关于存储卡的相关原理和技术前沿、利用材料的压电效应讲解了打火机的原理,这不仅加深了对知识的理解,还极大地调动起学生对铁电物理知识的兴趣。
(3)开放式作业题目。对于有些基本观点,随着科学的不断发展,可能遇到一些无法解释的现象,对此,鼓励学生通过查阅文献发现此类问题。例如,将块体材料的一些基本理论应用于纳米材料去解释其性能显然是不正确的,不同点有哪些?为什么不同?针对这些问题,让学生自己去解决,然后在作业中写出自己的观点。这样做的好处是,既启发了学生的主动性和创新思维,又防止了抄袭作业的现象发生。
5.初步成果与展望
《材料物理与性能学》课程已作为“21世纪全国高等院校材料类创新性应用人才培养规划教材”由北京大学出版社于2010年1月出版。《材料物理与性能学》课程是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课,授课学时为理论48学时,实验16学时。该教材已被东北大学、郑州轻工业学院、北方民族大学,以及江苏、湖北、浙江和山东等省的高等院校选用,受益学生3000多人,反映良好。
通过教学内容和教学方法的改革后,学生对材料专业产生了极大的兴趣,出勤率和听课率大大提高,学生对本课程的课堂听课率创历年新高接近100%,根据校教务系统所提供的学生对教师的教学评价结果表明,课堂满意度在90%以上,同时通过对材料物理与性能学课程的学习,我院学生申报创新性实验和挑战杯的数量明显增加,与往年相比,增加的项目主要来自与本课程相关的内容。
虽然,通过教改,我们在教学中取到了良好的初步成果,但对本课程的双语教学、精品课程建设的工作以及课程考核体系、质量监控等方面的创新还是今后对本课程改革的主要方面。
今后,我们通过总结《材料物理与性能学》的教学实践,搞清存在的问题,进一步明确课程定位,形成以贯彻向“宽基础、宽口径、重实践”的培养模式上转变的新课程体系。通过充实和丰富教学内容,完善和增加案例教学,制作和搜集影像资料,研究和制作优质课件,完善相关实践环节,使该课程教学做到目标明确、基础扎实、内容丰富和方法多样。
[参考文献]
[1]万红,白书欣.材料物理课程建设的思考[J].高等教育研究学报,2009,32:21-23.
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关键词: 化学制药 基础化学实验 形成性评价
基础化学实验是化学制药技术专业的职业素质课程,内容涵盖无机化学实验、分析化学实验和有机化学实验。基础化学实验是化学制药技术专业学生步入大学后接触的第一门实验课程,基础化学实验课程的教学目标是习得基础实验知识,掌握基本实验技能,养成良好的实验态度与习惯,并为后续的药物分析、药物合成等后续课程打下坚实的基础。
一直以来,化学制药技术专业的基础化学实验的评价考核中都是作为相应的理论课程学业考评的一部分进行,考核的形式以试卷书面为主,考核的内容主要是实验的现象与数据的处理与运算。但基础化学实验作为实践课程,仅仅依靠对学生试卷完成情况进行评价并不能客观、准确地反映学生真实的学习水平。为此,笔者探索在化学制药技术专业的基础化学实验课程的学业评价体系进行改革,以使考核的结果更能真实地反映学生的实际学习情况,提高基础化学实验的教学质量。
1.引入形成性评价体系
在化学制药技术专业的基础化学实验考评中引入形成性评价体系代替传统的终结性评价。引入形成性评价的目的是通过师生共同监控、反思与调节教学的全过程,开发学生的潜力,改进学生的学习方法,提高教育教学质量[1]。形成性评价可以动态反映学生学习状态的评价体系,持续性地从知识、能力、素质等三个方面动态评价,既重视学生基础化学实验最基本知识和能力的掌握的情况,又体现以人为本,关注不同学生的接受程度,使学生的培养不拘泥于单一死板的考核指标,全面科学地对学生的学习情况进行评价,从而有助于提高学生的专业素质。
2.实验教学内容革新
基础化学实验考核革新作为化学制药技术专业课程改革的组成部分,其思路是知识、能力和素质并重,以考核的革新推动整个化学制药技术专业课程的全面革新。在基础化学实验课程中进一步加强对基本知识和基本技能的掌握程度考核,2009―2014年我系每年都组织全系性的大型实验基础技能大赛,以初赛、决赛和总决赛的形式进行层层选拔,对基本技能掌握优异的学生进行奖励和表彰,并将优胜者的成绩记入学业考评成绩,极大地提高学生对原本单调、枯燥、重复的基本技能训练的兴趣,学生间的相互比拼能让学生发现自身实验技能上存在的不足,更好地帮助学生提高操作技能。
在加强学生基础化学实验的基本技能培养的同时,增加综合型与设计型实验所占的考评比例,由于基础化学实验是大一阶段开设的课程,学生开展综合性和探究性实验的经验还比较欠缺,这个阶段一般可以采取PBL教学模式,由教师的设定需要解决的问题,学生以学习小组的模式开展探究,由小组设计初步的实验方案,师生共同对方案进行讨论完善,教师提供创新型实验活动的平台,在教师的辅导下学生小组配合共同完成实验的探究。教师根据学生实验方案的设计、团队协作和具体实验操作与数据处理分析情况进行评价,并将评价结果记入学业成绩,督促学生自觉参与到实验探究过程中,增强学生运用自身知识与技能解决问题的能力。
3.开放实验室改革
基础化学实验由于其内容局限于无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验,各实验室所配置的仪器基本都是以玻璃仪器为主,辅以少量的检测、合成设备的,不能高精度的测定与大型的综合合成实验。一直以来基础化学实验室的开放仅限于相关课程的使用和少量的学生课外活动,实验室的开放率和设备的利用率都很低。在基础化学实验考核的改革中,要想真正取得实效必须坚持以人为本,灵活开放实验室,切实提高实验室的有效利用率,除保证正常实验课的使用要求外,合理设置实验室值班教师和学生助理,配合完成实验内容的革新的学生自主设计完成实验或者学生个人针对自身实验技能欠缺所进行的针对性训练。
4.改革基础化学实验的日常教学与教材
基础化学实验的考核革新要取得实效,不仅考核的内容与形式要革新,而且日常的实验教学也要革新。目前的基础化学实验教学由于实验涉及的科目与范围广,实验需要完成的内容繁重,实验指导教师在有限时间内要完成规定的教学任务,多采取实验室现场讲解与示范的教学形式。学生按照教师的示范完成实验,缺乏独立思考与反思,长此以往,学生对教师的讲解与示范产生依赖性,懒于预习实验,机械地模仿教师完成实验,看似规范的操作与合理的数据处理,实则缺乏独立自主的动手能力及思维能力,完全流于形式,更谈不上培养学生的创新意识,学生并没有真正掌握应该实验目的所要求的知识与技能。
为了改变这种学习状况,实现基础化学日常教学的革新,首先必须对实验教材进行革新,在实验教材作为实验进行时的指导教材的基础上,教师根据实验项目所涉及的基本操作和实验项目所必须掌握的相关理论知识编写讲义,在配合实验室开放的前提下,在实验开始前教师对于学生以学习小组的形式在实验室进行讲解与示范,学生利用课余时间自行在实验室操作练习和查阅相关资料学习相关理论知识,在实验正式开始前完成指定的预习任务。实验教师在实验正式开始前对学生以抽问的形式检查学生的预习情况,并进行记录作为评价成绩的组成部分,督促学生自觉完成相关预习任务。在实验项目正式开始时,实验教师将主要精力放在实验设备用法、解答学生在课前练习中出现问题的提问、监控学生独立完成实验结果的验收和评定上。这样的改变既能照顾学生对于技能掌握的个人差异,实现以人为本,为不同层次的学生提供充分的练习机会,又能有效利用课堂教学时间,实现基础化学实验课设定的教学目标,提高实验课堂教学效率。
5.形成性评价比例的构成
为确保基础化学实验的教学质量,体现化学制药技术专业应用型的特征,我们在设计基础化学实验的形成性评价分值构成按照2∶3∶2∶3的比例进行评价。其中20%为课前的预习情况评价,主要对学生对实验项目所必需的技能与知识的预习掌握情况进行评价;30%为实验项目的具体操作的评价,主要是学生实验项目的操作流程的规范性、科学性及实验相关的专业素养的评价;20%为实验报告的评价,主要是学生对实验现象的观察与记录,实验数据分析与计算能力,以及科研态度的评价;30%是学生完成综合性和设计性实验的评价,主要是学生运用已有知识与技能,开展科学探究与团队合作情况的评价。
6.新型考核评价的效果
通过化学制药专业的基础化学实验的形成性评价体系的革新,更突出了对学生的学习过程的评价,督促学生养成良好的实验态度与习惯,提高学生的专业素养,为后续的实践课程的学习打下坚实的基础。2010年基础化学实验作为重庆第二师范学院院级精品课程《基础化学》的实验部分接受有关部门的考核合格。2009―2014年化学制药专业学生的基础化学实验部分成绩稳步提升,在历年的学院教学年度评比中学生满意率保持在98%以上,相关教师参加学院各种比赛获得一、二等奖三次,取得了优异的成绩,有力地促进了化学制药专业的教学改革,提高了教学质量。
经过几年的不断探索与完善,在化学制药技术专业基础化学实验的考核评价体系取得初步成功的基础上,我们在该专业的其他职业素质课也逐步开始推广,并根据具体的课程特征对本考核评价方案进行调整,以适应现代社会对化学制药专业人才提出的新要求。
参考文献:
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关键词: 物理化学实验 教学改革 人才培养
化学是以实验为基础的科学,实验教学在人才培养中的作用举足轻重,而物理化学实验的教学改革又是实验教学体系改革的重要方面。近年来,地方本科院校结合实际在物理化学实验改革方面都做了不少尝试。我们针对学生轻视实验、重理论、实验热情不高,自主性、能动性和创造性难以发挥等问题,以提高动手能力和创新能力为抓手,在物理化学实验教学中进行了改革探索与实践,提高了教学效率和人才培养质量,现总结如下,供大家参考。
1.加强课程教学改革,确保理论课与实验课同步进行
物理化学实验是化学化工类专业学生必须掌握的一门基本技术课程,教学内容综合了化学领域中无机化学、分析化学、有机化学等各基础学科的基本研究工具和方法。目前,由于理论课与实验课单独设课,受传统教学模式的限制,加之实验课一般又由不同的老师分小组指导,致使理论课与实验课经常出现脱节现象。往往理论还没有讲完,实验课就要先行开展,而实验课中涉及的理论知识受课时所限,不可能讲深讲透,导致学生在实验过程中对相关理论知识理解不透,只能依照教科书机械地进行实验,学生不能理解实验现象与内容间的内在联系,应付了事,实验课成了走过场。为此,我们重新审核理论课与实验课之间的内在承接关系,调整实验开设时间,确保在完成按时实验教学任务的前提下,做到理论指导与实验操作的步调一致。同时,改革一些过去不符合“绿色化学”观念的污染严重、毒害较大的实验内容,取而代之的是绿色、环保,又具趣味性和应用性的实验项目。实践证明,正因为学习了相应的理论知识,学生对实验过程中出现的不同现象才会有自己的理解和思考,实验的成就感大大增强。
2.更新实验教学理念,改革实验教学方法
为培养学生的创新能力,我们探索实施了“以学生为主,以教师为辅,注重综合素质培养和创新能力训练”的教学方法,在实验过程中,要求学生仔细观察实验现象,引导学生深入思考问题,激发学生的参与热情和主观能动性。如在实验过程中发生意外或出现突发故障,鼓励学生大胆提问,独立思考,对实验中发生的情况提倡相互讨论和争辩等。这样既加深了学生对实验过程的印象,又使学生对所学知识有了更深入的了解,并做到了举一反三,融会贯通;又如随着计算机技术的发展和普及,我们结合新仪器和新方法制作出与教学紧密相关的多媒体课件,使教学活动更具互动性和形象性;再如我们实施以小组为单位分批进行实验的教学方法,要求组内每个学生都要熟知实验的全过程,这样先做的同学可给下批实验的同学进行示范和指导等。上述方法的实施既可节约教学资源、提高实验效率,又可提高学生的自主性和协作精神,也给予学生足够的空间发挥实验技能和主观能动性,突出学生在实验过程的主体地位等。
3.建立开放实验室,实施开放式实验教学
自2010年物理化学实验被立为院级精品课程建设以来,我们开始尝试开放式教学,实验室全面向学生开放,给予学生充足的实验时间和空间。我们的具体做法是:对实验时间实行开放,学生可根据自己的安排,自主选择时间到实验室做实验,有足够的时间和自由度“准备、思考、消化、完成”实验内容;对实验仪器设备实行开放,把实验室闲置的仪器设备集中在一起,供学生了解仪器结构和工作原理,并鼓励他们维修和改装用,增强他们的动手能力。这样既给学生练就了一套过硬的实验技能提供了条件,又提高了仪器设备的使用率;对实验项目实行开放,学生结合自己的专业方向和兴趣爱好,自主选择课程大纲规定的实验内容,同时还根据实际需要选择实验内容,学生通过自学和与教师交流,独立完成实验。此外,对参与开放式实验的同学,我们还在文献查阅、实验方案设计、实验操作规范、实验仪器仪表组装及其调试、实验数据计算机处理、实验论文撰写和交流答辩等方面进行系统训练,进一步拓宽学生的知识面,激发他们的求知欲和好奇心等。
4.开设综合性和研究设计性实验,培养学生自主创新能力
为了能有效地培养学生的综合分析、研究创新能力,我们通过开设综合性和研究设计性实验来实现。综合性实验是物理化学实验课程知识的综合体现,其中包含大量的基础知识和基本技能的综合运用;研究设计性实验是教师只给出一个实验题目和实验目的,学生根据已有的知识,结合相关文献资料设计出实验方案,与教师讨论认为可后方可独立实施。研究设计性实验对学生的实验技能要求更高,往往被安排在综合性实验完成后再进行。这时基本实验技能课已上完,学生也做过了一些综合性实验,做研究设计性实验的基础已经具备。学生从教师那里得到实验题目后,通过到图书馆和互联网查阅相关的资料设计出实验方案,交给教师审阅,带审核通过后学生可进入实验室独立完成实验。实验结束后,教师会与学生一起讨论实验的得失,提出相应的问题,以求下次改进。例如在“微量热法测定药物对细菌生长代谢的抑制作用”研究设计性实验中,学生通过查阅资料和文献,可设计出多种实验方案,内容涉及药物和细菌的筛选、微量热数据收集与分析,细菌生长代谢环境的设置与控制,将多个单元操作串联在一起,并包含大型表征仪器的使用。实践证明,开设综合性和研究设计性实验使学生掌握了科学研究的一般方法和程序,巩固了理论知识,实验技能得到了锻炼,创新能力得到了培养。