緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇化學工程師論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
2教學方法改革
2.1現代教育技術的應用多媒體教學課件以它圖文并茂、動靜結合的表現形式,達到增強了學生對抽象概念、圖形性質和學科定理的理解與感受,從而極大地提高了課堂的教學效果。石油加工工藝學課程具有專業性強,需要良好的專業知識鋪墊;知識綜合性強,涉及內容廣泛,內容復雜,新工藝技術、新標準繁多;應用性強,理論與實際密切結合等特點,決定了該課程的授課形式必須多樣化,達到最好的教學效果。所以授課中把新工藝、新標準等以多媒體的形式講授,既直觀、形象、又便于學生了解掌握,節省教師畫圖、畫表的時間,在有限的教學時間里實現了大容量、高效率的教學。運用視頻將理論與專業實驗、仿真素材等緊密聯系起來,如對實沸點蒸餾先進行理論介紹,再播放視頻,一動一靜,將枯燥的理論以實際過程表現出來,提高學生的學習效果。課外學習平臺也不斷完善,包括授課視頻、實驗視頻、課件、配套習題、實際問題解決方法等,用現代技術及豐富生動的內容吸引學生的學習興趣,提高學生自主學習的能力。
2.2啟發式與對比式教學相結合為了改變大學生在中學階段養成的被動式、機械式的學習方式,變被動為主動,增加學習的積極性,提高對知識的渴望與興趣,本課程的講授過程中大量采用啟發式教學。如在講授清潔燃料生產時,先通過圖片了解現在全球氣候變化帶來的影響,并給出具體數據,再討論導致的原因。汽車尾氣的排放就是源頭之一,為了改善全球氣候,減少汽車尾氣排放的污染物是當務之急,這就要求提高燃料的質量,即生產清潔的汽油和柴油。應用啟發式教學,從我們切實能體會到的事情出發,引導學生運用所學知識去解決實際問題,既可以把問題簡單化,又增加了學生的學習積極性和興趣。除了啟發式教學外,還并用對比式教學方式,兩者相互補充。如把汽油和柴油進行對比講解,找出異同點,便于學生的理解與掌握。先指出汽油機與柴油機的雖然都是活塞式發動機,工作過程都是由進氣、壓縮、膨脹做功、排氣4個過程構成,但兩者的壓縮比、進入氣缸的氣體、著火方式等不同,所以對燃料的要求不同。汽油和柴油在發動機中燃燒不正常時都會發生爆震,且爆震現象相同,但是產生爆震的原因及時期卻完全不同,兩者用不同的指標來表示其抗爆性,由此得出各自的理想組分。通過對比歸納,內容清晰,層次分明,相似的知識點不易混淆,便于理解與掌握,取得了良好的教學效果。
2.3小組討論形式進入課堂為了提高學生的學習積極性,我們會不定期的提出一些與石油相關的問題,鼓勵學生通過各種渠道(期刊、報刊、互聯網、電視等)收集資料進行了解,之后在課堂上進行分組討論,把枯燥乏味的理論知識結合到我們的生活中,學生積極性較高,課堂氣氛高漲。比如緒論講完之后提出問題:石油與你有多大關系,你一天消耗掉多少石油?在下次課中用部分時間進行分組討論,在激烈的討論中,同學們各抒己見,真正了解到了我們的衣食住行確實離不開石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我們想要的產品呢?有了疑問和好奇心,增強對本課程的興趣。
2.4培養獨立查閱并加工文獻的能力在授課過程中提出幾個比較熱門的課題,如原油價格對國民經濟的影響?煉化企業如何實現清潔燃料的生產?現代煉油工業發展趨勢?中國的能源安全及戰略問題等。學生根據個人興趣,選取某一個課題,獨立查閱文獻并經過整理完成一份報告,提高學生查閱加工文獻的能力,為以后畢業論文奠定良好的基礎,又加深對某一方面的深刻理解。
2.5加強工程意識與理論的聯系石油加工工藝學是一門專業課,除講授理論內容,還引入大量工業生產和科學研究案例,提升學生工程意識與理論聯系實際的能力,真正做到理論與工業生產緊密相連。如以遼陽石化加工原油-俄羅斯原油為例,根據原油性質、實沸點蒸餾數據及直餾產品性質,確定加工方案;以遼陽石化550萬t/a常減壓裝置為例,講授常減壓裝置工藝流程、主要設備、直餾產品性質等,運用實測數據進行產品實沸點切割計算,分離精確度計算等;增加解決實際問題的環節,如當某一側線產品出現頭重尾輕的時候應如何調節操作?本專業定期聘請工廠有經驗的專業技術人員到學校進行講課,介紹工廠相關裝置概況、原料及產品、市場需求、主要設備及生產工藝流程、從事化工行業要注意的安全事項等事項,使學生不但有了安全意識,也對實際生產過程有所了解,有利于理論知識的理解,引起學生對自己未來工作的興趣,提高學習動力。專業實驗最能反映專業特色,是與本專業學科發展關系最密的實踐性教學環節,因此我們不斷對專業實驗教學環節進行改善,除了開設傳統的驗證性實驗外,又增加了設計型、研究型實驗;建設煉油化工與自動化仿真培訓中心,強化學生的工程實踐與運行能力;鼓勵學生參加“中國石化-三井化學杯”大學生化工設計競賽,聘請設計院人員與教師共同指導,培養學生的創新思維和工程技能,培養團隊協作精神,增強學生的工程設計與實踐能力,實現“卓越工程師教育培養計劃”。
3教師實踐能力的提高
作為石油加工工藝學課程的老師,本人除了具有豐富的理論教學經驗,也具有實際生產經歷,曾在中石化滄州煉油廠催化裂化裝置工作兩年,每年參加知道學生下廠生產實習實踐教學環節,并于2012年在遼陽石化煉油廠進行為期一個月的實踐培訓,因此對煉油加工工藝過程及主要生產設備的操作及工作原理頗為了解。在理論教學過程中,能夠將實際生產與理論知識結合在一起,并對生產中遇到的問題作為實例進行分析、講解,提高了學生的學習積極性及理論聯系實際,分析問題和解決問題的能力。從事石油加工工藝學課程的教師除了擔任理論教學外,還擔任專業實驗、畢業設計論文、生產實習及實踐教學環節的指導工作。在學校、學院的推薦下,每年都有青年教師到中石油遼陽石化公司的生產一線進行實習,并派專業教師參加相應的技能培訓,定期聘請工廠專業技術人員到學校進行講座,以提高青年教師的工程實踐能力。
(一)校企合作形式與內容
校企合作形式是影響聯合培養的最重要因素。重點大學及行業特色型大學由于其品牌和行業影響力而在校企合作培養研究生方面有顯著的優勢。以中國石油大學為例,該校立足于石油石化行業和領域,面向東營勝利油田和青島近海油氣田及兩地相關產業開展人才培養,是國內化學工程專業碩士校企合作效果最好的高校之一。然而,國內大部分地方高校與企業之間的合作形式仍較為初級,特別是地方高校受到學校科研實力、學校辦學層次和軟硬件條件等因素的制約,校企之間的相互聯系多建立在項目合作和個人感情聯系的基礎上,未形成長效機制。如果企業負責人離職或合作項目中斷,則聯合培養將大受影響甚至停滯。此外,部分地方企業創新意識不強或過分追求“短平快”的項目,都將影響人才持續培養機制,無法實現良性循環。從人才需求角度來看,地方經濟狀況的優劣也會明顯影響企業的人才需求,進而直接影響校企合作的基礎。
(二)導師
很多高校的校內導師過度倚重發表學術論文,或者一直從事基礎理論研究,缺乏應用研究項目和研究經驗。該類導師在指導專業學位研究生時往往延續過去的研究思路和方向,以學術型研究生模式培養專業學位研究生,最終導致畢業生與企業要求相差甚遠。此外,很多校外導師是企業的高管或主要負責人,日常事務繁忙,對自己負責的學生疏于管理和指導。學生在企業或淪為廉價勞動力,或實踐流于形式,達不到應有的效果。
(三)培養過程
國內各高校的化學工程專業碩士的主要管理和培養政策已經基本齊備,但仍有部分政策還在修改和制訂過程中。很多高校在課程體系構建、考核方式、實踐內容等方面沒有將專業學位研究生與學術型研究生加以區別,未能體現出專業學位職業性、應用性的特點。與企業生產實際密切相關的課程開設不足也是目前國內高校化學工程專業碩士培養普遍存在的問題。
(四)生源
對于重點高校,無論是學術型碩士或專業學位碩士均呈現“供大于求”的局面,學校可以從容擇優錄取。而地方高校的專業學位認可度普遍較低,直接導致部分優秀生源流失,畢業生質量也因此受到影響。
(五)其他問題
部分地方高校在導師激勵政策、學生獎勵機制等方面不夠完善,由此產生了導師因專業學位學生花費多、產出少而不愿意接受專業學位學生的情況;學生也因在獎學金等方面無法與學術型研究生競爭而影響了科研積極性。
二、方針與措施
鑒于以上問題,我們以山西大學與三維集團合作構建的“山西省催化技術研究生教育創新中心”為平臺,通過深入探索山西煤化工轉型對化學工程專業研究生教育的影響,從合作模式、導師管理、課程體系構建、健全和完善各項制度等方面進行改革,并力圖構建一種符合山西省化工行業需求的化學工程專業學位研究生培養模式。
(一)校企合作平臺的構建
構建校企合作平臺是穩定專業學位碩士培養質量的根本措施。2002年,化學化工學院的研究生就因項目需要而在三維集團進行數月至一年的工業側線實驗。隨著雙方項目合作的深入,進入企業實踐的學生人數不斷增多,而企業的技術人員也積極參加山西大學的博士或在職工程碩士考試,雙方實現了人才培養上的互動。在此基礎上,2004年雙方共建了“精細化工催化與反應工藝共建實驗室”,實現了校企層面的科研平臺構建。2007年底,經山西省經委、山西省教育廳、山西省產學研工程領導組批準,校企雙方通過政府層面建立了“山西省催化技術研究生教育創新中心”。隨著相關管理制度逐步完善,該中心不但成為研究生培養的創新實踐平臺,也逐漸成為高校和企業間的技術、人才交流平臺,并為企業技術帶頭人的知識更新和產業技術升級提供了支撐。近年來,山西大學積極開展“煤基資源高值循環利用協同創新中心”的建設,拓展多方合作關系。目前研究生教育創新中心的企業平臺已包括陽煤集團、潞安集團、河南煤業集團等大型煤化工企業,未來還將探索與中科院山西煤化所、中科院大連化物所、中科院過程所等研究所合作培養研究生的可能性。綜上所述,山西大學化學工程領域的校企合作經歷了如下發展歷程:校企合作項目牽引建立校企層面的科研合作平臺建立政府層面的研究生教育創新中心建立多方參與的校企科研教育合作平臺。其中,多方平臺的建立不但解決了科研項目延續性、科學性的問題,更有利于實現校企聯合培養的長效性和持續性。
(二)管理體制創新
為進一步提高專業學位研究生教育水平,我們就專業學位研究生的管理體制方面開展了改革創新。研究生院成立了“專業學位管理辦公室”,負責與專業學位相關的政策制訂、學科建設、品牌建設,以及對各培養單位進行管理、督導和服務等工作。學院成立了相關的“專業學位教育中心”,負責相關專業學位研究生的招生、培養、師資隊伍建設、實踐基地建設等工作。化學化工學院以“山西省催化技術研究生教育創新中心”為基礎,吸納了相關學科負責人和校外導師,共同承擔化學工程專業學位教育中心的職責。上述舉措有利于各培養單位積極發揮主觀能動性,形成符合各自專業實踐特點的培養模式。
(三)導師遴選及評聘制度改革
山西大學研究生院根據各專業學位培養單位的具體情況,制訂了詳細的校內導師、企業導師評聘制度。特別是對企業導師實行“一年一考核,三年一聘”的管理辦法。在學院教育中心層次上,化學化工學院成立了化學工程碩士指導小組,以“山西省催化技術研究生教育創新中心”為核心,吸納其他理科或相關學科導師,實現導師之間的理工優勢互補,在一定程度上解決了理科環境中開展應用實踐的問題。此外,學院教育中心強化了企業導師的歸屬感和責任感,通過讓企業導師參與課程設計及研究生選課、確定科研課題、開設學術講座和專業特色選修課程等方式,進一步讓企業導師融入學生培養過程。
(四)課程體系構建
2013年,山西大學根據教育部相關文件,結合各專業具體情況,對碩士研究生培養方案進行了詳細的修訂。在課程設置中,我們將課程分為公共基礎課、專業基礎課、專業應用課、選修課4類,各類課程均采用了教授授課、雙語教學等模式,特別突出工程應用類型的課程。由于化學工程專業碩士的導師的知識存在多學科、多研究方向的交叉,因此,我們在課程設置上采取豐富選修課的方法解決這一問題。為了避免重復設課或課程內容重疊,各專業領域均可選擇化學學科或其他專業領域的課程作為選修課。師資力量和師資水平方面,由于山西大學工科師資力量不足,我們采用“外校聘請+本校培養”的模式逐步提高師資水平。此外,學校還通過請企業導師或行業知名專家開設學術講座、特色專業選修課等方式,使學生獲悉國內外化工行業發展的最新動向。
(五)獎學金制度
現階段山西大學研究生獎學金主要為國家獎學金和學業獎學金,原有獎學金評價主要基于學生學習成績和科研成果的考量。化學化工學院將專業學位研究生與學術型研究生分開評比。專業學位研究生的科研成果可以是學術論文、專利、負責項目、實踐報告、調查報告等多種形式,特別強調學術論文、專利、項目等必須具有應用背景。此外,針對專業學位研究生科研結果無法量化的問題,我們采用“預審+集中答辯”的方式,由答辯委員會評出獲獎等級。上述評審制度的實施明顯調動了專業學位研究生的科研積極性。
三、發展與方向
盡管我們在化學工程專業研究生培養方面進
行了許多改革,但仍有很多方面需要高校、企業及地方政府進一步協調改進。我們將目前改革探索的方向歸納如下,這既是我們的努力目標,也希望能夠給予其他高校一些啟發。
(一)提高學科認可度,創出專業品牌效應
優質的生源是研究生培養和學科發展的大前提,沒有良好的生源,校企聯合培養將成為無本之木、無源之水。近年來,山西大學通過增加推免生名額比例,明顯提升了專業學位研究生的生源素質;與此同時,山西大學通過鼓勵校企合作科研,建立多方參與的協同創新中心,進一步擴大了學校、學科的業內影響力。未來,山西大學將以校企協同創新中心為發展核心,以高水平人才隊伍建設為發展動力,通過科研成果和科研團隊創出專業品牌效應。
(二)深化校企人才技術交流平臺建設,實現人才培養的良性循環
校企雙方只有真正實現技術流、人才流的雙向流動才能培養出真正的應用型人才。因此,我們需要建立完善的涉及項目合作、利益分配、人才交流等體制機制,進一步強化企業研究生實踐中心的構建,通過校企合作項目引領、擴大平臺的影響力,提升平臺自我“造血”能力,逐步引導校企合作由“項目帶動”發展到“人才+技術混合帶動”,最終實現人才培養的良性循環。
2注重學習環境塑造,培養工程意識
充分利用富有特征的校園物質環境和精神文化環境對學生進行耳孺目染的感性教育,培養他們的工程意識。例如在實驗室墻壁上張貼實驗室安全規范細則,告知電、水、氣、火的安全使用,化學藥品使用,藥品撒撥的處理,三廢的處理,事故應急處理等。讓學生在實驗過程中能提高警惕,重復的學習鞏固這些規范,不要局限在閱讀實驗室安全手冊。此外,還可以通過張貼重大化工安全事故的照片海報,讓學生時刻樹立安全、質量、遵紀守法等意識,這對學生的工程意識培養也是意義重大。
3增加綜合性、設計性實驗,培養工程意識
傳統的化學實驗教學安排的都是驗證性實驗,實驗方案、實驗方法、實驗條件和操作步驟等都是事先安排,學生只是按照教材的既定方案,按部就班地操作,沒有思考的空間,學生不明白實驗原理以及為什么要這樣做。學生實驗前預習過程也是敷衍了事,完成實驗后也沒有理解實驗原理,長此以往,實驗就流于形式,學生對實驗失去興趣,不重視實驗課,更無從談起工程意識的培養。因此,在實驗教學計劃安排時,可根據實際情況,減少驗證性實驗,豐富實驗類型,增加探究性,設計性實驗和綜合性實驗,調動學生的學習主動性,在實驗的設計、探究、操作過程中,培養學生的創新意識和創新能力、提出問題和解決問題的能力、合作精祌和人際交往能力、獲取和應用科學知識和方法的能力。學校在實驗課程開設的時候,要確保實驗時間,讓學生有充足的時間完成實驗過程,并在實驗中思考實驗中存在的問題,以及解決問題。這樣,實驗就不再流于形式,當然也要具體學生具體對待,對于低年級學生可以驗證實驗為主,通過驗證性實驗,強化概念及知識的理解,掌握實驗原理,規范實驗操作,提高實驗技能,為對高年級學生開設探究性、設計性及其綜合性實驗做準備。
4精心設計實驗考核形式,培養工程意識
傳統的實驗考核方式主要取決于平時學生的表現,包括出勤率,預習報告與實驗報告的完成程度,忽視學生在實驗過程中的表現,不能全面考核學生。為了更全面綜合考查學生,調動學生的主觀能動性,必須改變考核方式。實驗考試方法和成績評定可采取口試、筆試和操作相結合,即平時成績、期末筆試和操作考試,各部分的比例可根據實際情況加以調整,成績評定注重平時的考核,因為實驗能力是通過實踐環節的訓練培養形成的。為測定學生的實際操作能力,正確評價學生成績,檢查學生是否掌握了化學實驗基本操作的技能,考核方法可安排如下:在每一個操作內容經多次練習之后進行,對學生進行綜合技能考試,以實際操作為主體,理論與技能相結合,在規定的時間內每個學生獨立完成,并用百分制評定成績。
2數據處理的程序編制
2.1數據輸入。化學工程與工藝實驗的數據輸入主要依靠提示的函數input實現,比如以溫度為例子,則其輸入函數為:t=input(‘請輸入實驗的溫度(攝氏度):’),其中輸入函數大多是以矩陣的輸入形式為主。
2.2處理和作圖。化學工程與工藝實驗中得到的數據時常會存在離散的情況,必須經由多種擬合的方法將它們結合成一條或多條連合的曲線,而其中最常用的擬合方式是最小二乘法,因此本實驗設計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。設實驗的離散數據(x1,y1)通過最小二乘法將其擬合成因變量y,自變量x,輸入的函數關系為y=f(x),函數關系的主要思路是讓離散數據中的x1的殘差平方以及Σ(f(x1)-y1)2達到最小值。因為在得出化工實驗數據中多少會因為外界的因素存在著一些誤差,因此最小二乘法可以無需使輸入函數y=f(x)必須經過全部的離散數據(x1,y1),但是殘差平方和必須達到最小值。根據最小二乘法的擬合方法可知,最小二乘法可以滿足化工實驗數據處理中的擬合應用需求。在化學工程與工藝實驗中會涉及到流體的流動阻力研究,研究主要是通過測試流體的流動阻力,在經過特定的計算之后得出摩擦系數(λ)和雷諾準數(Re)的離散數據,再同理,經過最小二乘法擬合出連續的曲線,并根據其畫出相對應的圖形。得出上述式子之后可以將MATLAB里的函數polyfit()進行線性的擬合,以作為化工數據處理的程序原理。
2.3建立數據庫。因為經過上述的設計,化學工程與工藝實驗數據處理只能得知在特定的溫度下(比如10℃、20℃以及30℃等)實驗的物性數據,但是在實際的生產中,工業生產所涉及的溫度多變,不單單只停留在設計好的溫度當中,因此,這就需要我們在數據中選擇最相近的數據,假設它們屬于線性的關系,再利用內插或者外推的方式計算出實驗的物性數據常數。在本文的化工實驗中,編寫的程序已經將實驗溫度和密度以及實驗的溫度與黏度進行多次的實驗擬合,建立出了一個相對完整的數據庫,在工作中只需將溫度輸入進系統,則程序可以自動跳出在特定溫度下的物性數據,提高數據處理效率。
3程序的運行
在編制完成化學工程與工藝實驗的數據處理程序,且建立數據庫之后,便應該輸入數據以驗證程序是否能有效地處理實驗數據。在化學工程與工藝實驗的數據處理中,MATLAB軟件的應用是十分重要的,經過實驗可知,在化工實驗當中會出現大量的離散數據,必須經過擬合的方式進行處理,其處理過程中不僅工作量大,而且十分繁瑣,一旦出現差錯則必須重新重來,浪費大量的人力物力資源,而且在處理好實驗數據之后,在查看實驗當中還要將化工實驗數據重新計算一次,看結果是否與原先的計算結果相同,工作量十分重,但是如果運用MATLAB軟件則大大降低了數據處理難度,只要在MATLAB軟件中輸入相應的化工實驗數據,就可以得到結果,節省了時間,提高了工作效率。
實驗教學大綱是保證和檢驗實驗教學質量的重要依據。根據專業規范的要求,參照國內兄弟院校的相關專業,結合本校的實際情況和要求,采用“化學化工基礎實驗+專業實驗+創新實驗+課程設計”(三實一設)實驗教學體系,撰寫實驗教學大綱,規定實驗課程的性質、教學目標、教學內容、學時安排、教材及參考書等,經教研室與實驗室討論、修改,再由學院、學校職能部門調研、審核、批準后執行,并不斷改進和更新,切實保證實驗教學的順利開展。
1.2購置實驗裝置,營造科研氛圍
化學是探索自然規律的實驗性學科,化學工程與工藝實驗設備的好壞,直接影響學生在實驗過程中觀察現象和操作,探究反應本質規律。我校化學工程與工藝實驗設備為20世紀90年代產品,使用年限已經接近20年,普遍出現生銹、變形、跑冒滴漏現象,而且測試和自動控制技術已經落后于現代技術水平,不能適應當前教學改革的基本要求。基于目前現狀,化學工程與工藝實驗室以安徽省高等教育振興計劃為契機,以博士點建設為導向,通過充分調研、認證論證購置一批化工基礎實驗設備,提高學生的儀器操作和實驗動手能力。為了營造良好的科研氛圍,每學期對部分學生增加開放性實驗,實驗教師采用啟發式教學模式,將主要精力放在學生實驗細節,及時提出存在的問題,針對實驗原始數據與學生共同討論,從而達到鞏固理論知識,增強實踐能力,逐步培養和挖掘創新能力。
1.3優化教學方法,全面提高工程能力
傳統的實驗教學方式都是以教師為主體,學生是知識的被動接受者,教師設計好實驗方案,準備好實驗器材,安排好實驗程序,學生只觀察現象和記錄數據等。處在這種氛圍中的學生,往往不善于主動思考和主動汲取知識。我校化學工程與工藝實驗中心力求實驗教學改革,將學生推到實驗教學的前臺,使學生真正成為實驗教學的主體,實驗教師成為學生的“導學者”。這可以充分學生調動其積極性,不僅能夠發散學生思維,提高學習興趣,還鍛煉了針對具體問題處理技巧能力。另外在課程設計過程中將歷屆學生大賽作品和工廠設計作為案例分析,學生分組研究討論,評析其優缺點,不僅能有效地提高學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力,而且在獲得知識與智慧的同時,學生的質疑力、觀察力、協同力、領導力等多種素質也能同步得到提高。
1.4規范考核標準,綜合評定成績
化學工程與工藝實驗考核采用傳統考試,或放在相應的理論課程中占成績的一部分,不能夠全面反映學生的實驗操作、工程素質和創新能力,根據實驗教學大綱和實驗教學內容,采取分項考核積分的方式,綜合評定學生每次實驗成績,考核環節包括實驗預習(20分)、實驗設計與操作(40分)、數據處理(25分)和思考題(15分)四部分。實驗預習促使學生查閱大量科技資料獲知反應原理、反應物物性參數,提高學生收集信息的能力;實驗設計與操作敦促學生主動參與實驗裝置的搭建、反應設備的開啟順序等,考核實驗方案的合理性和操作的正確性,從而提高學生的創新能力;數據處理和思考題主要評定原始數據的正確性、數據處理與實驗結果的合理性。而對于提高學生工程素質和創新能力的綜合性實驗和創新實,考查不應只看重實驗結果,而注重實驗的設計環節與實驗操作,指導教師通過討論和啟發等多種形式,逐步培養學生掌握現代科技的能力;事實證明規范的考核標準是提高化學工程與工藝實驗教學質量的有力措施。
1.5加強實驗教師的工程實訓,組建優秀的教學團隊
高校師資隊伍建設是高等教育改革與發展過程中的關鍵問題,它關系到卓越工程師培養的具體執行力。化學工程與工藝實驗是一門專業性、實踐性較強的課程,要求教學團隊除了要具備高校教師應具有的基本教師素質外,還必須擁有扎實的化學基礎知識、良好的創新能力、優異的工程科學研究能力。目前化學工程與工藝實驗教師12人,每位教師具有高學歷、高職稱和專業知識扎實等優勢,但是大部分教師都是從學校到學校,缺乏應有的企業鍛煉,如何提升教師隊伍的工程能力,是實施“卓越工程師培養計劃”必須要解決的問題,應該采用引進與培養、兼職與專職相結合的機制,組建優秀的教學團隊機制。引進一些具有化工工作背景的教師,特別是有企業工作站經歷的博士后,他們擁有化工單元操作、化工工藝流程和化工設備等工程實踐經驗,但是每年入職的新教師人數是有限的,應重點培養在職教師,從2014年安徽省組織實施高校中青年教師到企事業單位掛職計劃,增強教師的工程意識和工程能力,同時適應“卓越工程師”培養要求、推動學校可持續發展的關鍵因素之一。
2加強師資力量
《食品化學》雙語教學的順利開展,教師的作用非常重要,只有兼具廣博的專業知識、豐富的教學經驗和較高的外語水平,才能保證雙語教學的質量。盡管目前從事《食品化學》教學工作的教師均獲得博士學位,具有很強的專業知識或一定的專業英語閱讀和寫作能力,但大多數教師不具備國外研修經歷,況且在我國的英語教學模式及環境下,口語訓練較少,很難順利開展《食品化學》雙語教學。加強雙語師資培訓是解決雙語教學困難的根本途徑。然而,雙語師資的培養過程是一個系統工程,應該得到學校和教育部門的高度支持,有步驟地推進雙語教學、持證上崗。首先要遴選一批基礎較好的專業教師,通過請學校的英語教師對其講授一些常用課堂用語,或組織雙語教師聽觀摩課向英語教師學習,或聘請有豐富教學經驗的外籍教師對其進行聽、說訓練,參加校外雙語教學課程培訓班或到國外優秀高校進行教學研修,全面提高雙語教師的口語水平。
3選用切實可行的教材
科學合理地選用教材能保障雙語教學的順利開展。國內高校(尤其是重點院校)多使用近幾年出版的、在國際上使用廣泛的國外優秀原版教材。因為原版教材可以提供原汁原味的英語和專業知識,便于教師和學生了解學科發展的前沿,拓寬國際視野。然而,國外原版教材價格較高,一般學生很難承擔,而且涉及面廣,內容豐富,國內高校安排的課時一般無法完成。考慮到實際情況,只對任課教師購買Fenne-ma'sFoodChemistry第4版原版教材,并從中選取授課內容所需的章節,供學生復印,既保證了教材的原版性,又降低了成本。同時,學生還可以將Fennema主編的王璋等人翻譯的《食品化學》(第3版)的中文版作為參考書,對所學知識進行補充。
4創新教學模式
基于雙語教學的特殊性,只有不斷創新教學模式,才能保證《食品化學》雙語教學任務順利完成。建立一種“預習、聽課、復習、討論”的4階段學習模式是非常有必要的。為了保證教學效果,學生應對《食品化學》課程中的專業詞匯和教學難點進行課前預習;認真聽取教師的課上講解是確保學生理解并掌握課程知識點的關鍵環節,這就要求教師英語講授應清晰,便于學生接受并掌握新知識;課下復習是非常重要的過程,能保證學生消化吸收課堂教學內容;討論是學生就一個專題發表自己的觀點,能及時反饋學生掌握知識的程度,完整地實現教學目標。食品化學涉及食品的組成、營養及加工過程中各物質的變化及相應防護措施等,內容繁多,單純理論講授,不足以引起學生的興趣。然而,食品與現實生活結合非常密切,如烹飪過程中蔬菜顏色的變化與葉綠素變化條件以及護綠技術相關;面包、烤鴨等食品的誘人色澤及風味與美拉德反應相關聯;水果顏色的變化與酶促褐變緊密結合等。因此,在《食品化學》的實際教學過程中,采用案例教學法可以增加學習的趣味性,加深學習印象,提高學習效果。
2構建相適應的教學體系
2.1教研活動從單一、被動轉變為自主、合作和分享
教研研究往往以活動為中心,活動的質量和效益是教研工作的生命力之所在,也是教師必須始終關注的問題。以往的教研活動較為普遍的問題是:缺乏專題研究,滿足于茶館式的泛泛而談;缺乏整體規劃,基本是每門學科進行自己的教學研究,缺乏整個專業的群體意識。為此開展教研活動就注意以下幾點問題。
1)力求教研與科研相結合,使教研活動課題化和系列化。教學研究重在“研究”兩字,應確立教研與科研相結合的思路,在廣泛開展調查研究的基礎上,確立每一階段研究的主題,針對學科研究中的重點、難點問題,力求通過專題研究加以突破,并圍繞這些專題,開展一系列的教研活動加以深化,把小型的研討活動與大規模的匯報、交流、推廣活動結合起來。
2)構建資源共享的平臺。教師職業的一個很大特點是單兵作戰,而教師間的相互合作與學習是教師成長最直接的資源之一。教研活動就應該為教師間的合作、研討搭橋鋪路,所以教研活動就可以發揮教研組集體的力量,借助于現代教育技術,把一些優秀的案例放在公共的資源庫中,教師隨時可以瀏覽、調用,從而發揮資源共享的優勢,讓教師能主動、自覺地提升教學實踐中合理的成分。
3)開展專題報告。學院每年對不同年級的學生舉行專題報告,使學生掌握相關的農業機械化與自動化的最新知識,發展趨勢等。使用學生對學科有一定的認識、興趣,進一步加強學生的主動學習的意識。
2.2加強實踐教學
根據農業機械化及其自動化專業的培養特點,以主干課程為重點,確定各門課程的教學范圍和具體內容,合理設置相應的理論教學和實踐教學環節,優化課程結構,整合實踐教學資源。確定實踐教學各環節的具體安排。實踐教學體系是培養學生創新能力和綜合實踐能力的重要手段,是教學過程的重要環節和實現人才培養目標的重要保證。然而,實踐環節并不是零散的教學單元集合,只有將課程實驗、綜合實驗、畢業設計等各環節進行系統設計,構成與理論課程有機結合的實踐教學體系,才能達到培養具有創新精神和實踐能力的高級復合型人才的培養目標。
1)在課程設置中,理論學習時間占1/3,生產實踐占2/3,理論實踐交替進行,更好地培養學生的實用性。學生在校期間,需要完成課程實驗、基本工程能力實習、基本專業設計能力實習等實踐內容。結合課程學習需要完成的實驗內容包括:物理實驗、機械原理實驗、電路測試實驗、電子線路設計測試實驗、微機原理實驗、機械設計實驗、汽車拖拉機測試實驗、機電一體化實驗、農業機械學實驗等。基本工程能力的實習內容包括:金工實習、電工實習等。基本專業設計能力的實習內容包括:機械設計課程設計、機械制造工藝課程設計、專業方向課程設計等。
2)企業聯合培養環節。在企業聯合培養環節,學生需要完成專業實習、企業實習與專題設計、工程實踐、學位論文等實踐內容。所有內容以企業聯合中的真實科研項目需求為背景,具有極強的實踐性和指導性。通過在企業的不同部門(如售后服務部門、測試部門、研發部門等)分別安排一定的實習時間并定期輪換部門完成實習。專題課程設計題目來自于企業技改項目,學生完成項目設計與試制,并測試技術指標,撰寫專題設計報告。
2.3教學評價
在農業機械專業“卓越工程師教育培養計劃”中實行淘汰制培養,這就要求有恰當的培養效果評價體系。目前高校的評價體系中,形式過于單一,基本上采用閉卷筆試考試,注重應試指標,注重定量檢測,忽視定性評價或分析,這種單一片面的評價體系限制了學生的思維能力和學習能動性的發揮,制約了學生的創新意識和創造能力的培養,這種培養模式對拔尖創新人才尤為不利。因此必須根據“因材施教”的原則,建立靈活的、綜合的評價方式,以保證學生有更寬松的自我發展空間。
1)課程考核成績實行百分制,由平時考核成績和課終考核成績兩部分組成。應提高平時考核成績所占的比重,如核心骨干課程的平時考核成績可占60%以上。
2)理論課程平時考核成績由課程習題、課程論文、課程心得、課程討論、讀書報告、課外實踐等綜合考核成績組成,課帶實驗課程的平時考核成績還包括每次實驗的成績;單列實驗課的平時成績由每一次實驗的考核成績組成。
3)理論課程的課終考核包括閉卷、開卷、抽題答辯、案例分析、上機考核、口試、課程報告、課程論文等形式;單列實驗課程的課終考核包括閉卷考核、實驗設計、實驗操作、實驗報告、課程論文等形式。原則上,課終考核的理論部分以閉卷筆試或上機考核為主。
4)教學實習考核成績由實習周記、實習報告、實結、實習態度、任務完成情況、實習單位鑒定等方面的綜合考核成績組成。
3提高學生綜合實踐能力
3.1綜合實踐可以培養學生的創新能力
隨著網絡的快速發展,學生可以通過網絡獲得各種信息,當對其有用的信息轉換為知識的時候,教師的作用就是教會學生獲取、加工、運用知識的能力,特別是創新能力。而綜合實踐活動是培養學生創新能力有效途徑,合理開發和綜合利用各種課程資源,優化綜合實踐活動的設計。綜合實踐活動是教師針對學生的綜合實踐活動的指導,調動學生的創造性的想象力,鼓勵學生以靈活多樣的、獨特的活動方式進行探究活動;綜合實踐活動既沒有規定的教材,也沒有規定活動場所。因此,綜合實踐活動的實施具有很大的靈活性,能給學生提供一定的創造空間。例如第六屆全國大學生機械創新設計大賽(2014年)的主題為“幻夢課堂”;內容為“教室用設備和教具的設計與制作”;整個比賽的題目貼近生活,都是同學們上課時要用到的工具。所以我們在組織學生參加比賽時,要求學生對日常課堂進行觀察,同時對未來課堂的教學環境和狀態進行想象,設計出使教學課堂更加豐富和實用的機械裝置。實踐性是綜合實踐活動最突出的特點;因為全國大學生機械創新設計大賽要求提供完整的設計說明書和主要設計圖紙以及作品的實物樣機或放縮的實物樣機;這要求學生需要把平時學習到的機械制圖、機械原理、機械設計及制造工藝等多門課程知識進行理解,運用,最后轉換為實際加工的實物。整個過程強調學生通過觀察、調查、選題、學習、制作、反思等一系列的活動,得到體驗,使學生在現實生活和社會實踐的基礎上開發出課題,學生通過親身的實踐探求出問題的結論。
3.2以學生綜合實踐活動為平臺,提高學生的創新能力和綜合素質
學生科技創新活必須有相應的場地、設備等物質條件,也需要一定的資金支持。否則,學生科技創新就是無源之水、無本之木。而我校每年開展“科研興趣小組”和“創新實訓項目”兩項活動。通過學生的組隊,基于自身興趣,選擇和研究問題進行調研,完成申報書,學校組織相關專家教師的答辯,選擇具有創新性和實際性的項目,在實踐經驗豐富的教師和教學輔助人員指導下,給予一定的資金支持。學生在項目完成科研任務的過程中,撰寫論文,申請專利等,使學生具備扎實的理論基礎和專業技能。同時通過這一系列的綜合實踐活動使學生獲得了自信心。
2、摘要:要有高度的概括力,語言精練、明確,中文摘要約100200字;3、關鍵詞:從論文標題或正文中挑選3~5個最能表達主要內容的詞作為關鍵詞。
4、目錄:寫出目錄,標明頁碼。
5、正文:專科畢業論文正文字數一般應在3000字以上。
畢業論文正文:包括前言、本論、結論三個部分。
前言(引言)是論文的開頭部分,主要說明論文寫作的目的、現實意義、對所研究問題的認識,并提出論文的中心論點等。前言要寫得簡明扼要,篇幅不要太長。
本論是畢業論文的主體,包括研究內容與方法、實驗材料、實驗結果與分析(討論)等。在本部分要運用各方面的研究方法和實驗結果,分析問題,論證觀點,盡量反映出自己的科研能力和學術水平。
結論是畢業論文的收尾部分,是圍繞本論所作的結束語。其基本的要點就是總結全文,加深題意。
6、謝辭:簡述自己通過做畢業論文的體會,并應對指導教師和協助完成論文的有關人員表示謝意。
7、參考文獻:在畢業論文末尾要列出在論文中參考過的專著、論文及其他資料,所列參考文獻應按文中參考或引證的先后順序排列。
8、注釋:在論文寫作過程中,有些問題需要在正文之外加以闡述和說明。
9、附錄:對于一些不宜放在正文中,但有參考價值的內容,可編入附錄中。
環境工程專業卓越工程計劃的教學改革
摘要:“卓越工程師計劃”是基于傳統教學模式基礎上的工程實踐教學改革,更注重大學生工程素質和能力的培養。以學校環境工程專業為改革對象,全面分析與探討實施環境工程專業卓越工程師計劃的必然性、基礎與措施。通過改革與完善現有的課程教學體系與校內外多維實踐教學基地的建立,實現了學校培養工程應用型人才的目的,滿足了國家培養人才的需求。研究結果對于卓越工程計劃及在其它專業方面的教學改革,具有一定的參考價值。
關鍵詞:卓越計劃;環境工程;教學改革
卓越工程師教育培養計劃是教育部提出的提高教育質量的重大改革項目和重要舉措,旨在為國家的經濟發展輸送大量創新型的工程類人才,進而實行強國富民的目的,這將對國家全面人才培養質量具有十分重要的指引作用。①②本文以安徽建筑大學環境工程專業卓越工程師培養計劃的實踐教學改革為例,探討在本校開展卓越工程師的人才培養模式,對卓越工程師教育培養計劃的在全校乃至全國的全面開展將具有重要的參考意義。本文將從環境工程專業培養模式改革的必然性、改革的基礎、改革的具體實踐等幾個方面展開敘述。
1環境工程專業培養模式改革是國家和地方發展的必然性
1.1國家人才的需求傳統經濟不顧環境健康的飛速發展,導致了環境污染越來越嚴重,由此導致的環境危害事件頻繁發生。因此,環境問題已成為制約社會經濟發展的重要因素,引起了全世界各國政府的高度關注。目前,我國環境污染形勢尤為嚴峻,面對嚴重的環境污染現狀,國家正加快轉變經濟發展方式和實施生態文明建設戰略,社會對環境工程學科專業研究及應用型相關人才的需求將急劇增加。③作為高校的環境工程專業,面對日益嚴重且更為復雜的環境污染現狀,需要通過不斷改革才能適應國家發展的需求,培養出的人才才能更好地為國家服務。
1.2支撐地方經濟社會和支柱產業、戰略性新興產業發展的需要隨著安徽省經濟的快速發展和工業化、城市化進程,生態環境問題將日益突出,我省所頒布了《安徽省生態強省建設實施綱要》,④實施重點目標為將我省基本建成生態環境優美、生態經濟發達、生態家園舒適、生態文化繁榮的宜居宜業生態強省。因此,不僅要培養環境工程專業方面的人才,更需要培養創新型、高端的環境工程工程類人才以從事生態環境保護和環境治理工作,才能使人才培養真正地更好地服務于地方經濟。
2本校環境工程專業實踐教學改革基礎
安徽建筑大學環境工程專業2001年正式開始招生,2009年,水污染控制與廢水資源化實驗教學中心批準為國家級實驗教學示范中心;2012年,水污染控制與廢水資源化實驗室被批準為“安徽省重點實驗室”,2013年通過國家審核;2012年環境工程學科被批準為“安徽省重點學科”。從2005年至今,環境工程專業已有10屆畢業生,為社會輸送大量專業人才,有的直接進入環境方面的工作崗位,其中相當一部分畢業生已成為工作單位的技術骨干或管理骨干,有的繼續進行深造讀研或讀博以便將來從更高層面服務于國家的經濟社會發展。
環境工程專業是一個“朝陽專業”,在長期的發展過程中,學校領導和老師非常重視學科的創新型,通過不斷輸送教師外出調研、學習和參加會議交流的形式,進行專業人才培養計劃的修訂和培養模式的改革;與企業進行產學研合作;同時組織多人次成功申報國家教育部、建設部、安徽省教育廳等各級各類教研教改項目幾十項,其中十余項獲省級和校級優秀教學成果獎。經過多年的探索與改革,在培養方案的設計、課程與教材體系構建、師資隊伍的建設、課堂教學手段的轉變、校內外實習實踐基地的建設等方面取得了一定的成績,為本專業卓越工程師建設奠定了堅實的基礎。
3卓越計劃人才培養過程的研究與實踐
3.1制定以工程項目為導向的培養方案培養計劃的制定是實現環境工程卓越計劃人才培養的方向和指針。工程項目是以工程建設為載體的項目,以建筑物或構筑物為目標產出物,需要支付一定的費用、按照一定的程序、在一定的時間內完成,并應符合質量要求。按照CDIO標準⑤來制定培養計劃,卓越工程師教育計劃需要培養出適于社會發展的工程型人才,那么就需要考慮在制定環境工程培養計劃時以工程項目為導向。
3.2根據工程項目需求,建立模塊化課程體系工程項目需求建立模塊化課程體系是實施卓越工程師培養計劃人才培養的必備條件。工程項目將理論與實踐相結合的具體實踐。卓越工程師培養計劃培養出來的工程型人才,必須全面系統地了解工程項目的相關知識。因此,環境工程專業需要建立以“通識課程、工程基礎課程、專業核心課程、特色課程”有機結合的模塊化課程體系,并通過課程設計和畢業設計,學生可將課本知識與社會條件等有機地融合在一起,全面提升自己,以便于學生后期從事工程實踐的時候真正做到理論結合實際。
3.3根據卓越工程培養計劃的需求,進行教學內容及教學方式的改革卓越工程培養計劃需要改變傳統的說教方式,提倡自主和引導式學習,樹立以學生為本的思想,并通過實行導師制,讓學生跟隨老師進入實驗室、進入工廠企業進行大學生科技創新方面的活動。通過實地學習,完成一系列項目的方案的構思、項目設計、項目的實施和項目運行結果的考核等,使學生真正地從課本走向實際。
3.4加強教師隊伍建設,提升教師業務水平教師隊伍的建設是卓越工程師培養計劃實施完成的前提。在堅持高學歷高水平的基礎上,充分考慮科研學術梯隊和專業課程團隊建設的需求,培養和引進1~2名具有相關工程背景高水平學術帶頭人和骨干2~3名,聘請一些有企業生產和管理經驗、職稱較高的技術人員作兼職導師,同時擴大對外交流力度,設立專項資金,繼續加強與國內外知名高校學術交流與合作,建立教師交流互訪、項目合作等合作制度,不定期聘請國內、外知名學者、專家開設講座與進行學術交流。
3.5加強實踐教學內容建設和改革,實現理論與實踐教學的有機結合實踐環節是實現卓越工程師培養計劃的關鍵。環境工程專業的實踐教學環節近幾年改革較大的是實驗教學,對所有開設的實驗進一步整合、優化,按照“必做、選做、綜合設計”開設,使學生不僅掌握實驗基本技能,更重要的是培養學生知識應用能力、實驗能力、分析和解決實際問題能力。畢業設計(論文)環節將緊貼未來工作崗位、緊貼實際工程項目展開。既可在學校進行,也可在企業進行,主要根據學生的個人志向、就業前景而定。
3.6強化教學與科研基地建設強化教學與科研基地的建設是實施環境工程專業卓越工程師計劃的保障。在鞏固和完善“國幀環保集團”、“皖維集團”、“安徽豐源生化有限公司”等相對穩定的實習基地的基礎上,聘請企業業務水平較高、責任性強的工程師作為實習指導老師,選派青年教師參與企業或設計院項目,加強與“合肥水泥設計研究院”、“安徽省電力設計研究院”、“江淮汽車”等單位的廣泛聯系與合作,擴大實習基地。與“中冶華天工程技術有限公司”、“煤炭工業合肥設計研究院”、“安徽省化工設計院”等單位共同建設2~3科學研究和新產品開發基地,實現產學研有機結合,促進科研成果轉化。同時加大現有教學、科研平臺的建設力度,打造本專業省內一流的教學和科研平臺。
3.7完善教學質量監控體系和人才質量跟蹤體系完善教學質量監控體系和人才質量跟蹤體系是實施環境工程專業卓越工程師計劃的另一保障。設立院專業教學工作委員會,加強對專業教學過程的指導和督查,完善專業教學質量監控體系和人才質量跟蹤調查機制。
4結束語
卓越工程師培養計劃是工程類院校專業培養的必然趨勢和要求。本校環境工程專業通過建立教師隊伍、課程體系改革、教學手段的變革、建立校內外實踐建設平臺,有力地推動學校環境工程專業的卓越計劃的改革實踐,這對探索出一種適合安徽省地方土建類大學的實踐教育新模式提供了案例。
注釋
①李愛玲,申少華,胡忠于等.“卓越工程師教育培養計劃”教學管理模式的改革與創新研究[J].廣東化工,2014.41(10).
②楊子江,姚大飛,郭波.基于“卓越工程師計劃”的地方高校土木工程專業實踐教學研究[J].湖北工程學院學報,2014.34(3).
1.2教學內容的與時俱進分析化學課程的主要內容是各種分析方法的基本理論、基本知識和基本技能。因此在教學內容的構建過程中,一方面既要強調學科整體基礎教學,教好“傳統”知識。滴定分析、重量分析都是傳統方法,但其理論和實驗技能卻是做好分析工作的基礎。另一方面,隨著科學技術的發展和學科間的不斷交叉和融合,分析化學發展突飛猛進,新儀器、新技術、新方法不斷涌現,分析化學課程又要應盡量反映學科的發展前沿,不斷更新教學內容,使學生了解當代分析新技術發展的動向,經常接觸到分析化學學科的前沿,知道現有的教學內容和學科前沿的差距,以培養學生的創新思維當調整教學內容,增加一些分析化學最新的分析技術,如超高效液相色譜,高效毛細管電泳以及各種色譜-質譜聯用技術等,讓學生不僅掌握了基礎知識,而且獲得了學科最新的發展趨勢。
1.3體現藥學特色藥學專業的分析化學課程既要強調分析化學本學科的基本內涵,又要突出藥學專業的專業特點。在授課過程中,筆者注意將藥學學科的熱點問題滲透和融化到分析化學的教學中,使課程顯出蓬勃的活力和鮮明專業特色。在教材的內容和選擇上,特意選取藥學專業學習和卓越工程師今后的科學研究及生產實踐中廣泛應用的方法和技術,合理刪減與藥學專業聯系較少的純化學理論及在藥學領域實際應用較少的內容。在教學過程中始終強調化學與藥學的緊密聯系,以培養卓越工程師為目的,重視理論和實際的結合,適時地引用一些應用實例,使學生感到學有所用,從而激發他們的學習興趣,達到提高教學效果的目的。如講解色譜法的理論塔板數、分離度等概念時,聯系到藥典的“色譜系統適用性試驗”中對這些參數都有要求,讓其課后查閱藥典,了解其用途,學生的學習熱情大為提高。實驗課內容的選擇也同樣緊密結合藥學專業的需要,突出藥學專業中分析化學的特點。總之,要使學生認識到分析化學是藥學研究的基礎。
2基于藥學類的卓越工程師培養的分析化學教學方法的改革
2.1采用研究性教學。研究性教學(Research-orientedTeaching),是指在教師的指導下,學生從學習生活和社會生活中選擇并確定研究專題,用類似科學研究的方式,主動地獲取知識、應用知識、解決問題的教學模式。在教學中,強調“教師的教”與“學生的學”兩主體的融合,在強調提高教師自身教學水平的同時,注重發揮學生在教學中的主體作用。①結合分析化學新方法、新技術更新性快等特點,開展學生綜述講座,讓學生自主檢索與課程相關的新技術、新方法,并整理成綜述性文章,作PPT報告會,師生共同討論,提高學生自主性學習能力及科研的基本能力的培養。②以研究性教學為指導,強化實踐教學環節,重點培養學生創新意識。結合自身科研實驗條件,給出某一指定的科研命題,讓學生利用自己學過的分析化學相關知識,自行設計方案,通過實驗驗證。
2.2充分利用現代教育技術輔助教學適當應用多媒體教學設備與傳統的方式相結合進行理論課教學,利用教學軟件和教學錄像帶配合理論和實驗教學,使學生在有限的課堂時間內,獲得最大量的信息。利用多媒體教學圖文并茂的特點,通過圖形、文字、動畫等多種媒體信息,可使枯燥的理論變得形象和直觀,可以增強學生的感性認識,幫助學生理解一些抽象問題,活躍課堂氣氛,激發學生的思維和學習興趣,使信息量更加豐富,提高教學。如在講到紅外光譜的振動形式的時候,我們就做了動畫來模擬幾種振動形式,學生們學得很形象,且容易記住。如講到幾種常見的色譜法時,用動畫形式描述吸附色譜、分配色譜、分子排阻色譜和離子交換色譜,簡單易懂。
2.3考核形式與評價體系的改革積極探索與研究性教學相適應的教學評價。改變單一的以筆試為主要形式的學業評價方式,改變單純依據考試分數的評價標準,積極探索多樣化、多重標準的評價方式。充分發揮評價的判斷、反饋、改進、激勵和強化功能,以評價促進學生個性的全面發展。目前過于注重知識記憶和考試的評價、篩選功能,忽略了學生實際能力和綜合素質的培養。將實行形成性評價和終結性評價相結合、課內教學與課外自主學習相結合的全程評價。全面科學評價學生的學習狀況和綜合素質能力。學生成績以考試成績、平時成績(由階段學習中布置的課題與調研報告)、實踐成績(seminar匯報與討論)綜合評定。目前筆者已實行考教分離,建立了分析化學試卷庫、試題庫。考核的形式也相應變化,如采用機考的形式,依據已有的試卷庫和習題庫,隨時可讓學生參加小測驗和期中、期末考試。
3重視實踐教學,注重能力培養分析
化學是一門實踐性非常強的學科,實驗教學尤為重要。為了培養學生良好的科學研究素質和創新能力,必須對實踐教學做適當改革和創新,以滿足培養卓越工程師的目標要求。
3.1加強學生分析化學實驗基本技能的訓練筆者把分析化學實驗中,涉及的操作都由本教研室教師親自做了示范操作并錄像,在學生開始做分析化學實驗室,都會讓他們觀看操作錄像,然后討論總結。并且在以后的實驗中,針對性的對相關操作再講解,糾正,加強學生的基本實驗技能操作。
3.2優化實驗講義學生每次上實驗課,都會按照實驗課本來做實驗,因教材自身的特殊性,內容較多。筆者精心為每個實驗內容都做了實驗掛圖PPT,給出通俗易懂的實驗步驟及計算公式。
3.3實驗內容的改革保留經典,刪除重復,更新內容。如在化學分析實驗中,筆者刪除了一部分重復的滴定分析,如酸堿滴定中涉及重復實驗較多。針對卓越工程師班的自身特點,增加了設計實驗和綜合實驗。由教師根據學生們的所學的理論知識,給出適當選擇性命題,讓學生自主設計方案,通過此方式,鍛煉學生查閱文獻、歸納總結的能力,并通過動手操作來驗證方案。在儀器分析實驗中,增加綜合性實驗和一些較先進的儀器設備的示教實驗。在綜合性實驗方面,筆者讓學生在有機化學實驗室合成的樣品,拿到儀器分析實驗室來作樣品的定性、定量及定結構的分析,讓學生們掌握系統的實驗技術和方法。同時,增加了一些較先進的儀器設備的示教實驗,如GC-MS,LC-MS,CE,ICP等。
3.4開展開放性實驗和創新性實驗大學生實踐創新活動以學生為主體,教師指導發揮導航引路作用。學生通過學習專業知識拓寬知識面獲得啟迪,通過自學研討產生想法并發展為課題,再通過申報競爭獲得資助,在教師指導下將學到的儀器分析新技術和文獻檢索等基礎知識應用到科研活動中。在學習中加強聯絡交流,也對項目要求的團隊精神有促進作用。
3.5加強企業實踐環節充分利用校外實習基地,強化理論知識與工業實際應用的結合,這正是卓越工程師培養計劃的特點有意義所在。為配合“卓越工程師”項目工程實踐需要,教育部批準本校與國藥集團醫工研究總院、石藥集團、先聲藥業3家共建“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地。實踐模式采用三段制(累計1年),由1個月的工程見習,3個月的企業實踐和6個月的畢業實習組成。通過這三個階段的實踐,讓學生對藥企的認識從感性認識上升到理性認識,從書本知識到車間實踐,真正鍛煉了學生畢業后能擔負起工程師的綜合能力。
分會面向化工學院、機電學院、材料學院、理學院、信息學院相關專業本科生。
分會目前正籌建獨立學生創新工作室,用于后續創新實驗工作,主要創新項目為Chem-E-Car(化學工程車)。
能源化學工程專業是研究利用化學與化工的理論和技術來解決能量轉換、能量儲存及能量傳輸問題的戰略性專業。能源的高效、清潔利用將是21世紀化學科學與工程的前沿性課題,也是當前社會急需的具有廣泛發展前景的新興產業。我國于2010年開始設置了能源化學工程戰略新型專業,并于2011年進行試點招生。目前針對能源化學工程專業并結合學校實際情況,對能源化學工程專業的培養模式進行了有益的探索。例如:
(1)東北石油大學對能源化學工程專業課程體系進行了構建,專業按照“通識教育+學科專業基礎+專業教育+實踐教學”四個層面對課程體系進行了設置[1];
(2)沈陽工程學院對能源化學工程專業學生的實踐能力的培養進行了教學探討,制定了一系列實踐教學的相關規章制度,如《實驗室開放制度》《實驗室守則》《校內外實習管理辦法》《課程設計、畢業設計管理辦法》等實踐教學的規章制度[2];
(3)北京化工大學對能源化學工程專業人才的培養注重學科發展的國際化交流與合作。每年邀請國際上著名的學者到能源化學工程實驗室進行訪問和交流,通過學術報告和互動交流,拓寬學生的國際化視野。并與多所國際著名大學建立了密切的科研合作關系和聯合培養學生機制,為學生搭建了國際交流平臺[3];
(4)哈爾濱工業大學能源化學工程專業教學主要側重于學科研究方向的改革,主要包括太陽能電池材料的制備及性能研究,功能晶體材料的制備,生物質能源的開發,生物質能源與化工原料的轉化研究,多晶硅高效回收新技術,發光二極管(LED)用熒光粉的研制,LED新型散熱器材料的合成及LED封裝材料等研究方向[4]。菏澤學院是一個應用型的地方本科院校,2012年菏澤學院化學化工系緊扣菏澤市煤炭石油資源豐富和能源化工基地建設的需要,成功地申請了能源化學工程專業,并于2013年開始招生。構建一個適應社會發展需求、具有地方特色的人才培養模式,是能源化學工程專業健康發展的基礎。在高等教育大眾化的背景下,應用型本科人才成為高等教育的重要對象,并占據了主導地位[5]。近年來,菏澤學院根據地方資源特點、經濟發展需求和學校的師資結構特點對應用型本科能源化工專業的人才培養模式進行了構建。主要從人才培養規格、理論課程體系構建、教學方式方法革新、實踐教學和學生科技創新體系的完善、考核評價方式的改進、師資隊伍建設等方面進行了探索。
1人才培養規格的建構
人才培養規格是教學的前提和基礎。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》明確提出:要遵循教育規律和人才成長規律,深化教育教學改革,創新教育教學方法,探索多種培養方式,形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面[6]。為此應構建以學生為主體、以創新應用人才為核心,以學生全面發展為中心的多規格本科人才培養模式。為制定切合實際的應用型人才培養規格,我系深入菏澤市及周邊地市各個能源化工企業進行調研,與人力資源招聘部門進行接觸、對已畢業的學生進行調查反饋等,多方收集相關信息,并結合菏澤學院化學化工系師資結構特點,對我們的人才培養規格進行了定位。在調查過程中,我們發現:社會對能源化工專業的人才需求有三種類型:科研創新性,動手操作技術性和管理經營性人才。考慮到我系師資力量和學校發展目標,我們把能源化學工程的人才培養目標定為培養動手操作技術性和能源化工企業管理經營性人才。采用“一個專業兩個方向”進行培養,實行“5+3”分流培養方式,即前5個學期在一起上通識課和專業基礎課,后3個學期按照學生的意愿進行分開培養,主要開設專業課。同時對經營管理型的學生聘請經濟系的老師開設經濟管理型方面的課程。
2課程培養體系的構建
課程體系直接關系到培養人才的質量。能源化學工程是一門內容豐富而又廣泛的科學,是涵蓋能源、化工、環境和材料的交叉學科。課程體系按照“通識教育+學科專業基礎+專業教育+實踐課”四個模塊設置,注意學科前沿和知識體系的完整性,構建具有地方特色的厚基礎、寬口徑、重視學科交叉的課程體系。應用型人才培養必須重視實踐課的建設。在課程體系構建中,我們十分重視實踐課的比例,規定不少于總課時的20%。課程除了基礎課程實驗、專業課程實驗、暑假實習、畢業實習、生產實習,畢業論文設計外,還應增加大學生挑戰杯競賽、大學生科研基金項目、大學生創業計劃項目、開放實驗室等項目。教學是基礎,是傳授知識;科研是創造知識,是教學的延伸和發展[7]。組織學生積極參加全國大學生化工設計競賽、數學建模競賽、機械設計競賽、結構設計競賽、大學生挑戰杯賽等競賽項目。其目的是以競賽為載體,把探索精神、創新技能、動手能力、合作能力、針對具體實際問題提出解決方案的能力作為培養目標。這些競賽對于培養我國本科生的科研實踐能力和創新精神起到了積極作用[18],加強了學生應用型能力的培養。
3教學方式方法的革新
緊密結合人才培養目標,構建全方位的教學改革模式。在教學方法上,根據“多元智力理論”和應用創新型人才成長規律,進行教學方式的改革,結合企業生產實例,采用范例教學改革模式,使學生在實踐體驗中感受應用創新型人才成長的過程,倡導“做中學”,使學生在小組合作比賽中體會自己的成長。在教學實踐中可采用“項目活動法”,在項目設計過程中,教師僅起指導作用,學生可以自主查閱資料并開展與項目有關的研究性活動和合作學習。
4實踐教學和科技創新體系的完善
實踐教學和學生科技創新是培養應用創新型人才的重要環節。構建多層次的包括校內實驗、實訓、課程設計、參加科技創新競賽、畢業設計,校外工廠見習、項目合作導師制、校外實習的“雙導師”制以及校企合作協同培養制度,切實加強學生實踐能力和科技創新能力的培養[9]。“雙導師”制是指學生的實習過程中,由學校教師和企業老師共同指導,使學生對工廠實際生產的流程和工藝有一個全面清楚的認識,培養學生運用所學知識分析工程問題和工程實踐應用能力。現在我們已與菏澤市的玉皇化工集團、洪業化工集團、多友科技等企業合作建立了10多處校外實習基地。雙導師制的實行,加強了校企結合,有力地培養了學生解決工程問題的能力,避免了學生“所學”和企業“所需”脫節的問題,實現了學校培養和企業所需人才的對接。
5考核評價方式的改進
評價是學科教學的指揮棒。在能源化學工程專業課程評價過程中,采用過程評價與終結性評價相結合的評價方式[8]。對于通識課和專業基礎課程,采取以閉卷考試(70%)和平時成績(作業、小論文、實踐報告)相結合為主;對于專業課,可采用閉卷考試、開卷考試和設計(論文)相結合的方式進行考核;對于選修課,采取教師自主考核與院系抽查相結合的方式;對于實習和實踐課程,結合“雙導師制”,采用化學化工系與企業共同考核的方式;對于實踐課程,采取小組提交實踐報告并答辯的方式進行評價。變單一評價為多元評價,從而調動學生的學習積極性。
6“雙師型”師資隊伍的建設
教師的“復合”能力(高深的專業理論和豐富的工業實踐操作技能)是培養學生應用創新能力的前提和基礎。為培養學生的實踐創新能力,結合專業發展實際,構建“外引+內培+實踐鍛煉”相結合多渠道的“雙師型”教師的培養方式,加強與高校、科研院所和企業的聯系,切實提高教師的業務水平。近三年來,我系派出4位教師到能源化工企業進行業界鍛煉,培養教師的工程實踐能力,使教師明確企業對人才規格的需求,同時加強與企業之間的科研合作。我們還聘請企業的業務骨干為我們的兼職教師,不定期地給學生開設講座和實踐課。同時,我們鼓勵年輕教師考取化工安全評價師、化工工程師、設備設計工程師等相關專業的職業資格證書。這些措施有力地培養了教師的工程實踐應用能力,加強了“雙師型”師資隊伍的建設。總之,根據社會發展對能源化學工程人才的需求和菏澤學院建設應用型地方特色明顯建設的目標,化學化工系根據師資結構特點,對能源化工人才培養模式進行了探索和改革,目前取得了一定的經驗。而對如何更高效的進行校企合作,建設產學研聯合協同創新體系,打造有能源化學工程專業特色的培養模式和體系,是我們繼續努力和探索的目標。
參考文獻
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