化工科技论文范文10篇

时间:2024-05-08 12:36:24

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化工科技论文

文献阅读与写作教学改革探讨

【摘要】《轻化工程专业文献阅读与写作》是为轻化工程创新班学生开设的一门专业课,其教学质量和效果对学生专业知识的学习和科研创新能力的培养有直接影响。本文重点从学习兴趣、教学方法以及考核方式等方面对该课程进行改革探索,通过多种形式激发学习兴趣,引入对比教学法、课题探究式教学法、文献追踪学习法、自主学习法以及完善过程性考核等方式,强化对大学生专业文献阅读与写作能力和创新能力的培养。

【关键词】轻化工程;专业文献;阅读与写作;教学改革

2017年9月,天津工业大学“纺织科学与工程”学科入选“建设世界一流大学和一流学科”名单,天津工业大学办学从此进入“双一流”建设时代。统计表明世界上约85%的科技资料是以书籍、期刊、专利和技术报告等形式用英语出版的[1]。一般而言,国际学术会议所规定的工作语言均是英语。另外,近年来轻化工程专业的毕业生进入外资、合资企业的数量逐渐增多,他们接触和使用专业英文文献的机会也随之增加。同时,印染行业的精密仪器、设备和技术工艺大多是从国外进口和引进的,企业订单中来自国外的占比也较高,这对从业人员的英文文献阅读水平提出了新要求。因此,具备扎实的专业文献阅读和写作能力,将为学生们的长远发展奠定坚实基础。而轻化工程专业文献阅读与写作正是专门为我校轻化工程专业创新班学生开设的专业课程。我校轻化工程专业以染整为主要教学方向,属于应用型学科,具有实践性和创造性强的特点。因此在“双一流”建设背景下,专业文献阅读与写作课程作为轻化工程专业创新班学生教学内容的重要环节,其主要目的是培养和提高学生的专业文献检索能力、文献阅读能力以及论文写作能力。尽管当前我校在轻化工程专业本科教学过程中已经增设了文献课内容,同时高度重视对大学生创新能力的培养,但目前的专业文献课教学内容、教学方法和最终的考核方式均不能适应新时代下的人才培养。因此,对传统的轻化工程专业文献阅读与写作课程的教学进行改革探索与实践势在必行。2017年2月,教育部印发了《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》,鼓励各个高校开展关于“新工科”改革的研究实践活动。由此我们认为,对《轻化工程专业文献阅读与写作》课程进行改革实践与探索,不仅是培养满足新时代社会需求的创新型人才的需要,也是顺应“新工科”改革下纺织高等教育发展的必经之路。

1激发兴趣,充分调动学习主动性

兴趣是最好的老师,课堂教学效果与同学们是否有稳定的兴趣投入两者之间具有直接关联[2]。针对目前在学生中存在的对轻化工程专业文献阅读与写作课程厌学、兴趣低这一现实情况,本研究拟从以下四个方面探讨如何有效地激发学生学好轻化工程专业文献阅读与写作课程的兴趣和主动性。教师在教学初始阶段应从多角度入手扭转学生对专业文献阅读与写作课程的排斥情绪。具体而言,比如可将英文原版科技动画安排在课间休息时段进行播放,让课堂处于轻松、活泼的氛围中,这样不仅可以提高同学们对专业文献阅读与写作课程的学习兴趣,还有助于提升同学们英文听、看能力。在课堂中适当介绍染整行业目前的现状、行业发展趋势以及学生们将来可能从事的就业领域等方面的情况,让同学们有较深入的了解。染整行业作为国民经济的重要基础,发展势头良好,要让学生们充满信心。然而,我国的染整加工技术的确与世界领先水平存在一定差距。因此,同学们只有掌握广泛、扎实的专业知识和技能,学好专业文献阅读与写作课程,才能够学习世界上发达国家的先进技术和工艺,将来能够在工作岗位上发挥自己的才能。通过讲解《轻化工程专业文献阅读与写作》课程与后续环节[如毕业论文(设计)]的关系,使同学们认识到学好《轻化工程专业文献阅读与写作》这门课程的必要性和意义。因为在毕业论文(设计)环节,同学们必须精读、理解并翻译一篇与本专业相关的英文文献,这部分表现会计入毕业论文成绩中。此外,学生们今后在欧洲、美国和日本等国家的外资企业中工作的机会越来越多,要想顺利入职这些大公司,就要求同学们务必具备扎实、丰富的专业知识以及良好的语言能力,以此来激发大学生学习《轻化工程专业文献阅读与写作》课程的主动性。当代大学生处于互联网时代,信息来源丰富,汲取新知识的渠道广阔,不满足于被动听讲,因此在教学过程中应注重激发他们的学习兴趣和主动性。

2改革教学方法,提升学习效率

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化工专业创新创业素质培养与实践

[摘要]创新创业的素质教育对工科专业本科教育工作提出了新要求。以新疆师范大学化学工程与工艺专业课程教学实践中存在的问题为导向,利用大学生对计算机的兴趣,在化工专业课的教学过程中引入化工设计模拟软件———AspenPlus,引导和激发化工专业学生对专业课的学习兴趣,提高学生对“多而难”的化工专业课的理解和应用能力,培养学生在实践中寻找课本理论的自我学习能力,提升学生的化工行业素养。在毕业设计环节,采用团队形式实施完整的产品设计项目,锻炼学生融入工作环境的协同能力,促进学生创新创业素质的培养。

[关键词]化工专业课;AspenPlus;教学模式;素质教育

一、引言

当前是个知识大爆炸的时代。随着互联网时代的到来,人们获取知识的便捷性使得社会科技水平以几何级数向前推进,相应地,人类为了适应社会发展水平和满足对美好生活的向往,所需要的知识和技能也在不断递增,在有限的学制时间内学习尽可能多的生存知识,成为教育界顺应时展、与时俱进所必须面临的问题。高等教育事业的主要任务是培养服务于社会发展的人[1]。不同的培养目标所需要的知识技能、能力和素养要求也不相同。如图1所示,培养工程技术人才、创新型人才和创业型人才所需培养的知识素养和技能层次不断提高,越往金字塔顶部,所需培养的技能就越丰富,对本科生的知识和素养要求就越多。在工程领域,大量的工作是常规性的,维护产品线的正常运转,保证产品质量的合格,需要常规型技能人才,也就是工程师。还有一些岗位需要创新型人才,如改进生产线,进一步降本增效等。对于未来企业家和科学家,需要在大量实践中脱颖而出、逐渐起到领头作用的人才,是一个长久的实践培养过程。但这个过程不可能完全来自学校,高校工科教育不可能也没必要把每个大学生都培养成创新创业人才。这就要求面向创新创业的培养体系必须具备兼容性,以适应不同学习能力、性格素养学生的培养要求。不同层次的学生在同样的教学内容和环境下,达到自己知识和素养所能够达到的尽可能高的目标层次。这对教育培养体系的建设提出一个难度很高的课题。如何激发学生的内生动力主动学习,培养创新的习惯,在学习过程中学到专业之外的“科学家精神”和“企业家精神”,是教育工作者面临的问题。顺应国家区域经济战略布局及自治区产业战略规划人才培养布局,新疆师范大学化学化工学院于2012年开始招收化工类工科专业的本科生,虽然时间短,但在学校的重视扶持下,成功实现从理到工的转型,教学能力也从传统的培养基本化工技能人才向培养创新创业型人才转变,并保证课程教育质量符合工科生培养规范,成为自治区紧缺专业和一流专业。几年来,许多教育工作者对普通本科高校或地方院校实践教学与大学生创新创业能力的培养做过深入探讨和研究[2-9]。这些教育工作者从教育体系和平台建设的角度,对高校实践教学与大学生创新创业能力的培养进行了一些探索和实践,并取得了较好的效果。本文根据新疆师范大学化学工程与工艺专业教学实践,以问题为导向,从教学方式、教学内容以及毕业设计三个环节,针对化工专业工科教学中创新创业知识和能力培养进行实践性探讨。

二、化工专业教学存在的问题

(一)化工专业课学时压缩与创新创业素质教学内容增长的矛盾

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化学化工专业本科生科创能力培养模式

摘要:在新工科背景下,针对目前高校本科生科研创新能力不足的问题,构建“基础实验—综合训练—实践实训—科研创新”科研式反哺教学体系,让科研经验丰富的导师带领本科生实际参与学科竞赛及科研课题,构筑适合地方本科院校化学化工类本科生科创能力的培养模式。

关键词:本科生;科研式反哺教学;实践实训;科研创新

“新工科”理念是当前高等教育改革的方向,以“新工科”建设为主体的高等工程教育改革进入新阶段[1],尤其是为地方高校的人才创新实践能力培养提出新的要求。坚持“以本为本”、推进“四个回归”是当前高等教育改革发展的基本遵循。在强化本科生科创能力提升方面,地方本科院校无论是从师资力量、学科建设还是学生素质、办学水平上,都与国家重点高校、研究型大学之间存在着较大差距。本科生的科研和创新能力培养也是衡量地方高校教学水平的重要指标。如何构筑适合地方本科院校化学化工类本科生科创能力的培养模式至关重要。

1培养模式的主要内容

1.1构筑科创能力系统性培养机制

[2]构筑符合新工科背景下地方高校化学化工类本科生科创能力系统性培养机制,以“科研导师全程引领-优秀学生创队-多年级学生参队”为模式,以“高层次科研项目-大学生创新创业项目-大学生科创竞赛”为载体,以“科技前沿知识研讨-导师课题进展报告-科研团队组会讨论”为路径,构建“模式+载体+路径”的三维立体式科创实践能力培养体系。

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环境工程专业科技创新实践研究

摘要:基于新工科环境类专业对应用型人才和创新型人才的培养要求,探索了由学生掌握课程主动权,教师辅助的科技创新实践教学模式。学生将全流程参与实验调研、设计、操作、总结及成果展示环节,充分锻炼信息获取能力、专业文本撰写能力、动手能力、沟通交流能力,以获得综合素质的提升。研究成果有助于提升环境类专业人才培养质量,提高毕业生综合素质,培养满足我国生态文明建设战略需求的环境工程专业人才。

关键词:新工科;环境工程;教学;创新实践

一、研究背景

新工科建设是为主动应对新一轮科技革命与产业变革,基于新时期国家发展需求、国际竞争形势,持续深化工程教育改革的重大行动计划,对加快我国产业转型升级、推动制造强国建设、实现高质量经济增长,都具有十分重要的战略意义[1]。这也对高校的工科教育提出了新的要求,一方面需推进新兴工科专业的建设,如大数据、云计算、智能科学与技术等,另一方面加快传统工科专业的升级改造,培养具备全球视野、实践能力、整合能力的综合性人才[2]。环境工程是一门典型的工科专业,旨在利用科学手段解决日益严重的环境问题、改善环境质量、促进社会发展。环境工程的研究对象复杂,专业的交叉性特征非常鲜明、对学生综合素质要求高,本科培养环节必须在传统教育模式的基础上增加创新课程,提高学生自主学习及创新能力,以满足能处理复杂问题的环境工程专业应用型人才培养需要。科技创新实践课程便是在该背景下开设的,用以对环境工程基础实验进行补充。通过让学生自主设计创新实验,完成资料搜集,制定实验方案、撰写研究报告以及展示成果等,使其全方位地参与科技创新环节,锻炼综合素质,以培养满足我国生态文明建设战略需求的环境工程专业人才。

二、传统实验教学的主要问题

环境工程人才培养中,实验教学是非常重要的一部分,本校环境工程专业培养方案中实验教学包括环境工程原理实验、环境监测实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废物处理处置工程实验等。实验课程的开设对学生加深理论知识的理解,增强实际动手能力起到了重要作用。但传统实验课程已无法满足处理当下复杂环境问题的需求,客观分析目前环境工程专业实验环节,对于培养新工科要求的创新型、应用型人才的要求还有一定差距。目前传统环境工程专业实验存在的问题如下。

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机械工程学科专业英语课程教学方法

摘要:在经济全球化大背景下,对专业基础扎实,同时具有良好外语能力的复合型人才需求越来越多。专业英语课程采用外语讲授专业知识,在培养复合型人才方面起到关键作用。但目前专业英语教学效果并不好,存在较多问题如学生不重视,教学方法陈旧、师资队伍不够完善,亟须采取措施提高教学质量,为我国制造业发展输送专业的国际化工程科技人才。

关键词:机械工程;专业英语;教学方法;师资力量

2017年2月,教育部《教育部高等教育司关于开展新工科研究和实践的通知》,启动了“新工科研究与实践”项目,各高校相继加快工程教育改革创新,要逐步形成中国特色、世界一流的工程教育体系[1]。同年,报告中也指出“要培养造就一大批具有国际水平的战略科技人才、科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队”[2]。在新工科和世界经济全球化的大背景下,机械工程技术人员接触其专业领域内的英语文献,参加国际技术交流合作的机会越来越多,社会对掌握双语的,并能与国际接轨的高级复合型科技人才需求越来越大[3-4]。另外,大部分科学技术资料来源于欧美国家,技术人员要想从大量的英语信息中提出精华[5],同样需要具有良好的专业外语能力。学生若要继续深造攻读硕士或博士学位,需要大量阅读其课题相关的科技论文,了解最新的发展技术,而这些大部分都是英文资料。专业英语采用英文教授专业知识,旨在提高学生阅读英文科技文献和进行技术交流的能力。它在工程教学改革中承担了加强对外交流与合作、培养具有国际竞争力的创新型人才的重要角色[6]。学好专业英语是机械工程学科学生专业学习、继续深造、职业发展等各方面的优势技能之一。因此,提高机械工程学科学生的专业英语水平,加强学生专业英语的应用能力,是当今经济全球化、科学技术国际化的迫切要求。本文结合多年教学经验,总结了机械工程学科专业英语教学中存在的问题,并提出几点改进措施。

1专业英语的特点

专业英语是机械工程学科学生的一门专业必修课,教师采用英文讲授的方式使学生获取专业知识。它与大学公共英语不同。公共英语属于基础课程,学习素材往往来源于大众生活,比较通俗,而专业英语一般来源于国外英文专业科技文献[2],具有很强的专业性,专业词汇较多,需要具备一定的学科专业基础。这也是专业英语课程大多安排在第6-7学期的原因,学生在学习专业英语之前,需要先学习一些机械学科基础课程,积累一定的专业基础知识。另外,专业英语大多采用被动句式,含有较多的状语或定语,句子长,结构较为复杂,进一步增加了阅读难度。总之,专业英语在学习时由于有大量的专业词汇,复杂的句子结构,学习十分枯燥、晦涩难懂,学生只有具备良好的英文阅读能力,同时掌握专业基础知识,学习时才能做到游刃有余。

2存在的问题

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能源化工实验教学平台改革探索

[摘要]上海电力大学按照“立足电力、立足应用、立足一线”的办学方针和“务实致用,明理致远”的办学理念,以“突出理论基础,强化生产应用,着力科技创新,服务地方经济”为指导思想,进行了新工科背景下能源化工实验教学平台的教学改革探索,构建了多层次实验教学体系,推进了实验教学模式改革,这对培养学生的工程实践能力和创新能力具有良好效果。

[关键词]能源化工;化学工程与工艺;专业实验;教学改革

近年来,随着国家能源结构的调整,国家大力发展低碳经济、环保产业、绿色经济等关系到未来环境和人类生活的重要战略新兴产业。为培养适应国家经济建设需要和符合未来化学工业高速发展要求的合格人才,上海电力大学在2012年组建环境与化学工程学院后,成立了以化工为基础、能源化工为特色的化学工程与工艺新专业,并于当年开始招生,目标是培养国家战略性新兴产业需要的人才。该专业涉及可再生能源技术、节能减排技术、清洁煤技术、节能环保和资源循环利用等战略性新兴产业领域。由于实验教学是工科院校重要的实践性教学环节,是理论教学的继续和延伸,在新专业的课程体系建设中,一个重要的任务就是构建能源化工实验教学平台[1-4]。通过建立专业实验教学体系、内容及实施方法,加深学生对专业课的理解和掌握,巩固学生的实验操作技能,提高学生观察、分析、解决问题的能力,为学生掌握专业理论知识和实践技能奠定基础。经过多年的建设与探索,实验平台已初具规模,但在实验教学过程中仍存在一些问题,主要表现为:1.实验项目演示型和验证型多,综合型和设计型少;2.实验项目“能源化工”特色不明显;3.教学方式单一,无法充分调动学生学习的积极性;4.实验室开放利用率不高。针对上述问题,以新工科建设为背景,以高水平地方应用型大学建设为契机,结合专业工程教育认证和学科评估,充分发挥学院和学科特色,上海电力大学探索能源化工实验教学平台的教学改革势在必行。

一、实验教学体系构建

(一)指导思想。为了更好地对接国家新能源战略,适应化学工程与工艺学科发展对人才培养的要求[5-7],结合国家和上海市教育发展规划纲要,以提高学生学习能力、实践能力和创新能力为核心,按照上海电力大学“立足电力、立足应用、立足一线”的办学方针和“务实致用,明理致远”的办学理念,平台建设以“突出理论基础,强化生产应用,着力科技创新,服务地方经济”为指导思想,突出电力工业发展特点,以满足目前学生在夯实基础、提高动手能力和创新能力方面培养的要求。(二)教学理念。平台的实验教学理念是:以学生为主,“厚基础、重能力、强实践”三位一体。“厚基础”即在实验教学过程中加强学生基础知识和基本操作的培养和巩固,注意理论联系实际;“重能力”即在实验教学过程中重视培养学生的学习能力、动手能力和综合实验能力;“强实践”即在实验教学过程中鼓励学生不受实验室、实验学时和实验教材的限制,自行设计实验方案和完成实验,以培养学生的创新意识和创新能力。(三)实验教学体系构建。实验教学是人才培养过程中的重要环节,以平台建设的指导思想和教学理念为准线,在实验教学中,平台按照学生认识、理解、掌握知识的规律,遵循促进学生实践能力梯级递增、注重学生个性发展的原则,构建分层次的实验教学体系,将实验项目分为基础认识、技能训练、综合实践和应用创新四个层次。1.基础认识:主要学习掌握最根本的基础理论知识,认识各种仪器的构件、工作原理,如二氧化碳临界状态观测及气体p-V-T关系测定。2.技能训练:主要通过仪器的使用,体验实际操作过程,掌握操作技能,增强动手能力,如煤的发热量测定、石油产品馏程测定等。3.综合实践:主要结合实际任务,使学生面向工程实际应用,提高学生的自主学习能力、对知识的融会贯通能力、独立思考问题的能力和团队合作协调能力,如鼓泡反应器中汽泡比表面及气含率的测定、碳分子筛变压吸附气体分离实验等。4.应用创新:主要鼓励学生根据自己的兴趣爱好参加科研项目和科技创新活动,全面培养和提高学生的科研能力、探索能力和创新能力,如能源与环境催化材料制备和测试实验,包括碳基复合催化材料的合成实验(发展以碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯负载金属氧化物催化体系)、新型多孔功能催化材料以及环境催化材料的合成与应用实验等。通过增加能源化工相关的应用创新型实验项目,进一步突出能源化工特色,提高人才培养质量。另外,通过课程设计、毕业实习、毕业设计、课内与课外、校内与校外的实践和科技创新活动,鼓励学生积极参加,自主思考,勇于探索,构建一个从认识、掌握、应用到创新的实验教学体系。平台对外积极开展校企合作,与上海高桥石油化工有限公司、华能上海石洞口第二电厂、上海石油天然气有限公司、宝山钢铁股份有限公司等多家大型企业建立了长期合作关系,提高了学生的现场分析、解决实际问题的能力,真正实现了产教融合、学以致用。

二、实验教学模式改革

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高校材料专业工程实践教育体系探索

摘要:地方高校工程实践教育体系在工程教育理念、课程内容与工程实践结合、教师工程实践能力和课程评价等方面存在诸多不足,这要求地方高校面向新工科理念进行应用型人才实践能力培养的改革。文章以湖南人文科技学院材料类专业的工程实践教育体系构建为例,从人才培养目标、实践体系、育人平台、教师团队、工程实践能力评估和运行与保障机制等方面进行了实践探索,取得了较好的效果与经验。

关键词:材料类专业;教育体系;地方院校;实践;探索

为了围绕国家创新驱动发展、“中国制造2025”等重大发展战略,依托区域传统特色产业,对接新材料等战略性新兴产业转型升级和产业布局,湖南人文科技学院构建了材料化学、材料科学与工程和材料成型与控制工程等一批适应于地方产业的材料专业群[1]。然而,地方高校由于实践教育体系不完善、教学资源不足等先天劣势,导致了其人才培养模式不适应转型发展需求、人才培养目标与产业需求契合度低等方面的问题,严重影响了人才培养的质量。2017年2月,《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》指出:“以人才培养方案改革为抓手,全面落实新工科理念,主动布局地方支柱产业、主导产业、新兴产业和高新技术产业,推动学科交叉融合和跨界整合,深化产学研政协同育人,培养满足未来新工业需要的应用型、技能型和创新型高素质人才。”[2-3]这要求地方高校面向新工科理念,加快以培养满足地方产业需求应用型人才为导向的教学改革[4],其中,提高实践能力培养是应用型人才培养改革的重要内容。本文以湖南人文科技学院材料专业为例,阐述了地方高校工程实践教育体系的建设现状与困境,近年来在工程实践能力培养目标、模块化实践体系、立体化育人平台、学科交叉融合的教师团队、运行与保障机制等工程实践教育体系方面采取的举措与成效,以期为其他地方院校人才培养改革提供借鉴。

一、地方高校工程实践教育体系建设现状与困境

(一)工程教育理念的缺失,缺乏人才培养整体考虑。在制定专业培养目标并将其转化为课程目标的过程中,“知识本位”理念根深蒂固。传统材料类教育按知识传授的循序渐进原则组织课程和课程内容,形成了基础课、专业基础课到专业课纵向叠加的课程体系,这种课程体系存在诸多弊端。而新工科教育理念,要求从培养学生实践能力的视角提出培养需求,进而将培养需求与课程目标有机衔接,重点强调对工程科技人才前期培养的整体考虑。(二)课程与工程实践相结合的内容极为缺乏。工程案例在教材里踪迹难觅,新工科实践所引发的新问题与新思考几乎为空白。各专业课程自成闭合体系,不利于学科交融汇合,与新工科实践要求的复杂性和综合性格格不入。实践实验类课程教学内容中按给定方案验证科学理论居多,毕业实习难于落实;毕业论文(设计)与指导教师的科研项目结合的居多,与工程实践联系的较少。因此,实践教育内容与形式已不能满足工程实践能力培养的基本需求。(三)教师工程实践能力不强。地方院校引进教师大多来自学校,很少有在企事业单位进行实践锻炼的经历,工程实践能力较弱。引进的教师擅长传授工程教育的相关理论知识,对于进行工程实践很难给予有效的指导。(四)课程评价不能适应新工科改革需要。传统的试卷考试成绩难以体现是否达成实践能力培养目标、是否培养综合能力,课程要求是否达到教学目标。而新工科理念要求更新课程评价理念,构建科学的课程评价体系,创新评价方式方法,注重评价方式的针对性、有效性与创新性;课程评价要能准确客观地反映教学效果、学生的工程训练过程和训练成效。

二、对接产业职业能力要求,构建融合产教的模块式实践教学体系

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安全工程专业实践教学改革研究

[摘要]安全生产事关经济社会发展大局,具有创新实践能力的安全工程应用型人才是企业安全可持续发展的人力资源保障。如何培养符合行业发展需求的创新实践型人才是新工科背景下应用型本科院校安全工程专业实践教学改革需要思考的重要问题。当前,应用型本科院校在安全工程专业人才培养过程中,往往面临课程体系创新实践环节相对薄弱、专业实践基地和平台相对欠缺、大学生自主创新实践意识不强等问题。针对这些共性问题,文章以江苏海洋大学为例,提出了相应的解决措施,包括推进虚拟仿真赋能的课程教学体系改革、多渠道建立虚拟仿真实验实训基地和服务平台、大力推进产学研用合作、引导学生自主创新实践等,以推进安全工程专业创新实践型人才的培养。

[关键词]创新实践型人才;虚拟仿真;安全工程;产学研用

创新是高校本科教学改革的第一动力。虚拟现实是继大数据、云计算技术之后在教育教学中应用广泛的新型技术,旨在提供沉浸性互动体验。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”“实践是检验真理的唯一标准。”虚拟仿真技术所呈现的实景感受和交互体验,与知行合一的教学理念不谋而合,也是陶行知做中学思想在科技时代的灵活运用。正因如此,虚拟现实技术正成为新工科教育背景下助推本科专业教学改革实践的重要驱动力之一。2012年3月,教育部印发《教育信息化十年发展规划(2011—2020)》,规划建设1500套虚拟仿真实训实验系统[1]。2017年7月,《教育部办公厅关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》要求“各高校应将建设和使用虚拟仿真实验教学项目作为推进完善现有实践教学体系、提高实验教学质量的重要举措”[2]。2018年8月,教育部、财政部、国家发展改革委印发《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》的通知,要求积极构建面向实践、突出应用的实践实习教学体系[3]。安全工程是应用实践性较强的工科专业,但是部分实验和企业生产实践涉及高危或极端环境、高成本、高消耗和事故风险问题,在真实实验条件下较难开展现场实践教学。因此,基于知行合一的教学理念,打造虚拟仿真教学空间,创新仿真实验教学资源应用模式,推进安全工程专业实践教学的研究,对于切实锻炼安全工程专业学生的创新实践能力,全面提高安全工程专业本科实践教学质量具有十分重要的推动作用。

一、安全工程专业人才的培养目标

根据专业教学质量国家标准,安全工程专业的培养目标是根据现代经济和技术的发展要求,培养能从事安全领域的科学研究、技术开发、工程设计、风险评估、监察与监管、检测与监控、组织管理、教育培训、应急救援等方面的高级工程技术和管理人才。江苏海洋大学地处江苏省北部沿海城市连云港,当地化工和医药产业聚集,拥有全国知名的石化产业基地和医药生产基地。安全工程专业根据地方产业特色,结合自身优势,凝练学科方向,确定了化工安全、危化品安全与应急处置、火灾爆炸防治、安全评价和海洋安全应急技术5个培养方向,以培养德、智、体、美、劳全面发展,掌握化工安全科学和技术,能从事安全技术及工程、安全科学与研究、安全监察与管理、安全健康环境检测与监测、企业安全评价、安全设计与生产、安全教育与培训、化工生产与管理等方面的应用型人才为己任。近年来,安全工程专业以工程教育认证为契机,通过优化专业课程体系设置、提高师资队伍水平、改善实践教学条件等,使专业人才培养质量得到了稳步提升,然而在创新实践型人才培养方面与其他院校同类专业存在一些共性问题。

二、安全工程专业人才培养中存在的主要问题

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化工基础课程教学改革研究

[摘要]基于新工科建设对化工专业技术人才的迫切需求以及化工高等教育在人才培养上的重要地位,针对我校《化工基础》课程教学目前存在的问题,本论文讨论了该课程的教学改革。作者基于OBE教育理念,结合《化工基础》的课程特点、学生情况、行业需求、国际前沿技术,对该课程的内容体系、教学模式、考核方式进行全面改革。通过教学改革实现《化工基础》课程教学质量的提高和学生综合能力及素质的提升,并为化工专业的课程教学改革提供新思路。

[关键词]新工科;OBE教育理念;《化工基础》;教学改革;化工专业课程;化工专业人才培养

全球范围内新一轮的科技革命和产业变革对工程教育的改革和发展提出了新挑战。为了主动应对这一挑战,支撑服务创新驱动发展、“一带一路”、“中国制造2025”等一系列重大国家战略,教育部提出了新工科建设的要求[1]。新工科建设的内涵是以立德树人为引领,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程技术人才[2]。化学工业在国民经济中占有举足轻重的地位,对提升我国国际地位、改善人民生活质量均起到至关重要的作用。新工科建设背景下化学工业的发展更显得尤为重要。因此,培养卓越的化工专业人才既是化工行业发展的关键,也是新工科建设的重要内容。依据新工科建设的内涵和要求,卓越化工专业人才应具备过硬的专业知识技能、卓越的工程实践能力、优异的自主创新能力、良好的职业道德以及一流的工程伦理素养等知识、能力和品质[3]。高等教育是人才培养的关键。《化工基础》是化工高等教育中最基础、最重要的课程之一,是诸多高等院校中开设的第一门化工专业课程。该课程担负着由理科到工科、由基础到专业的特殊使命,是工程教育中联接理论与实践的纽带,在开发学生逻辑思维能力、专业知识应用能力以及化工专业的人才培养中均发挥着重要作用[4]。《化工基础》是我校化学与药学学院本科生的专业必修基础课,授课范围涵盖化学、应用化学、制药工程三个专业,每学年授课学生人数约为220人。该课程开设的目的是为了使学生能够掌握基本的化工专业技能、工程实践能力、工程思维能力以及工程伦理素养等化工行业必需的能力和素质,并为学习更高阶化工专业知识奠定基础。该课程在学生学习了《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《有机化学》等基础化学课程后开设,是学生由理科知识学习转向工科知识学习的第一门课程,其重要性不言而喻。

1当前《化工基础》教学中存在的问题

从目前我校《化工基础》课程的教学情况来看,学生在通过该课程的学习后仍难以达到既定的教学目标。主要问题有:(1)由于知识繁杂、难度较大,该课程通常采用传统以教师讲授为主的教学模式。而这种“满堂灌”的授课方式导致课程枯燥乏味,学生兴趣度、主动性不高,因此教学效果差;(2)所用教材内容知识陈旧,与国际先进前沿技术严重脱节,导致学生创新性、前瞻性不足;(3)教学重理论轻实践,理论与实践脱节,不利于学生实践能力的培养;(4)欠缺对工程实践能力、工程伦理素养等系统工程观的培养,导致学生工程思维薄弱、工程观念淡薄;(5)缺乏对课程达成度、学生能力的量化评价,难以对课程教学进行持续改进。此外,我校师范院校的属性使得工科学习氛围薄弱,师范生对工科课程的兴趣度低,也造成了该课程教学效果不良、学生培养效果不佳的状况。

2OBE教育理念在课程教学改革中的应用OBE教育理念

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工科类专业物理化学教学改革研究

摘要:在新工科建设的背景下,以培养应用型、创新型的新工科技术人才为目标,对工科类专业的物理化学教学进行改革与探索。将课程思政理念融入到教学过程中,建立全方位的教学改革体系及全流程的教学考核体系,以期能树立学生的理想信念,夯实学生的专业知识,培养学生的工程意识及科研素养,为国家培养具有更强实践能力、更强创新能力的高素质型新工科人才。

关键词:物理化学;教学改革;新工科

为积极应对世界范围内的新一轮科技革命与产业变革,支撑一带一路”、“互联网+”、“中国制造2025“等国家重大战略,我国积极推进“新工科”建设,先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,着力培养实践能力更强、创新能力更强、并具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[1-3]。在新工科建设的背景下,高等学校工科类专业应以培养创新型、应用型高素质人才为宗旨,大力推动专业内涵建设,加快人才培养方案、课程设置、实践教学环节等的改革创新。物理化学是基于物理和化学两大基础学科发展起来的,运用物理学的基本理论方法去研究化学体系的性质和行为,并建立化学体系中的特殊规律的学科[4]。物理化学课程是工科类专业必修的专业基础课程之一,是后续学习更高层次专业课程的基础,在工科类人才培养体系中有着举足轻重的作用[5]。因此,在新工科建设的背景下,为培养符合社会需求的创新应用工科专业人才,对物理化学课程教学的改革与探索势在必行。

1融入课程思政内容

在建设新工科的背景下,高校工科类专业应着力于以科学教育、人文教育、工程教育的有机融合方式,培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高且能实现跨界整合的人才[6-8]。因此,高校教育不仅要培养学生的专业知识技能,还要重视对学生职业素养、道德情操的培养[8]。物理化学课程作为化学工程与工艺、制药工程、环境工程、材料科学与工程等专业的专业基础课程,同样也是高校工科类专业的思政育人主阵地。为培养思想过硬,德才兼备的新工科人才,在物理化学课程教学中,要牢牢把握课程思政的内涵,以相关的知识理论为载体,充分发掘课程中的相关思政元素,将课程思政有机融入到教学中。例如在讲授单组分三元相图的相关知识时,介绍水的三相点是由我国著名化学家黄子卿老先生精准测量的,并将黄子卿老先生的爱国事迹引入到课堂教学中[9]。在上世纪30年代,为了建设祖国,黄子卿老先生毅然放弃了在美国的优渥待遇,回到祖国不懈奋斗,体现了为祖国发展不计个人得失的家国情怀,以此培养学生的爱国精神。在讲授卡诺循环时,可以引入科学家从提出卡诺定律到找出提高热机效率的根本途径,孜孜不倦的钻研了55年的故事[8],鼓励学生们要有理想信念,要有奋斗不息的精神。还有在讲授化学平衡的内容时,可以介绍发明了大规模合成氨技术的化学家哈伯的故事[6,10]。哈伯不仅是发明合成氨技术的诺贝尔奖得主,还是研制氯气、芥子气等毒气的战争魔鬼。通过他的故事,告诫学生务必要恪守科学伦理的底线,保持高度的社会责任感。通过将思政元素融入教学过程中,有助于培养兼具专业素养及理想信念的新工科人才。

2建立全方位教学改革体系

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