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关键词:资源环境与城乡规划管理;地理学;课程设置
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)04-0154-03
地理学经过长时间的学科建设和学科发展,教学课程体系早已相当成熟。随着全球性的资源环境问题、生态退化问题、城市化问题等的出现,传统的地理学已不适应当前的社会经济发展和科技水平发展。国家教育部于1999年对高等院校的专业设置进行了调整,地理学由原来以学科分化为特征的自然地理专业和人文地理专业,调整为以学科层次为基础、学科综合为特征的地理科学专业、资源环境与城乡规划管理专业和地理信息系统三大专业。资源环境与城乡规划管理专业的设置顺应了时展的要求,理论上可解决我国现阶段城乡发展过程中的资源配置和生态环境之间的矛盾。
一、资源环境与城乡规划管理专业发展介绍
资源环境与城乡规划管理专业作为地理学的二级学科,其目的在于培养具有资源、环境与城乡规划管理能力的综合性人才。该专业设立的时间短,但开设的院校数量相当多。据统计,自从1999年设立该专业开始至2006年底,开设该专业的学校已达125所。且开设的院校类型多样化,既有综合性大学、师范类院校、工程类院校,也有农林类院校和建筑类院校。该专业主要是面向如何正确处理、协调资源、环境以及城乡规划三者间的关系。已有的高校多建立在自然地理类、人文地理类、资源环境类、城市规划类、管理类等已有学科的平台上,并密切结合了地理科学、环境科学、城市规划与管理科学的核心内容,涵盖知识面很广。该专业的主要应用方向有:土地利用与规划管理、城市与区域规划、房地产开发与经营、地理信息系统原理及应用等。涉及的应用面相当广,且对学生的工程实践能力要求越来越高,包括面向管理层的应用——研究区域人口、资源、经济和环境等的协调发展;面向操作层的应用——工程化的趋势。近年来,随着城乡规划体系层次的发展需求不断深化,相关学科知识交叉性的日趋增强,资环专业相关学科的研究领域也不断拓广、拓深,可研究范围逐渐扩大、研究层面日益拓宽,具有特色的资源环境与城乡规划管理专业逐渐显示出其发展生命力。
二、资源环境与城乡规划管理专业发展存在的问题
受人才市场需求的影响,资源环境与城乡规划管理专业发展速度迅猛,设置该专业的高校数量在1999年仅有32所,2002年达到55所,2006年则增至125所。在该专业快速发展的同时,也出现了不少问题。多年的办学实践经验和日趋严峻的学生就业压力说明,资环专业的人才培养模式、专业课程体系的设置正受到多方面的挑战。尤其是逐渐增加的就业难度和近似饱和的人才需求市场对该专业造成了相当大的冲击。该专业发展中存在的问题越来越凸显:
1.资源环境与城乡规划管理专业,厚基础、宽口径。开设该专业的院校类型多样,如综合性院校、理工院校、农林院校、地矿院校。学校所依托的基础平台多元化,为了体现、突出学校特色,不少高校都基于优势学科和平台开设了一些方向模块课程,致使过早地脱离了地理科学这一专业的“母体”。但受传统的、经典的地理学专业课程体系的影响,多数院校在设立之初并无明显特色。
2.资环专业开设时间较短,各高校专业人才不足,师资短缺现象较普遍。开设的基础课程和专业课程杂乱无章,专业培养方向不够明确,课程教学体系结构不尽合理,实践性教学环节相对薄弱。课程体系构建较盲目和随意,大多院校基本上采用类似的专业培养定位、人才培养目标、人才培养模式、专业课程设置,将地理科学、环境科学、管理科学作为专业主干课程,片面的追求专业主干课程的细而全。有些高校的特色方向与依托的平台近似,并没有形成分流培养的课程体系和教学机制。实践性课程设置也大都依赖原有专业条件,缺乏实践创新体系。
3.现行课程体系培养的毕业生就业去向不明确,学生就业形势严峻。从专业的培养目标上看,资环专业的宽口径,可使该专业的毕业生能在城市建设、国土资源、环境保护以及相关教学研究机构等企事业单位就业。但由于该专业与其他专业有较大的专业课程重叠,致使该专业的毕业生与城市规划等老牌专业的毕业生相比,专业基础和实践能力较为薄弱,竞争力不强。虽然不少学校设置了几个特色专业方向,力图将学生送往对口的部门工作,但效果不明显,结果不尽如意,导致学生就业并没有固定的行业领域。此外,随着该专业就业对口单位对用人的学历门槛、综合素质能力要求的不断提高,社会对高校毕业生的需求存在很多不确定性因素,这更使得资环专业的毕业生就业问题愈加突显。
据调查,全国该专业毕业生就业去向多样化,去除考上研究生要继续深造的人数占较高比重外,其余的就业类型比例分布较均匀,分布在各类机关、企事业、科研设计单位、工程单位及部队等,毕业生就业方向呈现出“满天星”式的局面[3]。
三、当前地理学新技术介绍
近年来,地理学受到大量新技术的冲击,并逐渐与之相渗透、融合,逐步形成了有特色的专业方向[4]。新技术主要有:①地理信息系统(GIS)。地理信息系统以空间数据库为平台,可对地理空间数据进行实时采集、数据更新、数据处理、空间分析及为各种与空间位置有关的实际应用提供咨询和辅助决策,是空间信息技术的主要部分。它以空间分析和地学应用模型为支撑,实现各种信息的模拟与综合分析。GIS使得地理学家更加便利的分析、挖掘已拥有的地理资源和信息,为进一步的地理研究应用提供强有力的辅助决策支持。②遥感。遥感技术是指在远距离不接触目标物体前提下,可根据接收到的物体所反射、发射的电磁波来判定、测量并分析探测目标物体的性质。从资源信息获取、传输、处理,到实验室分析,遥感都为地理学家提供了主要的数据信息来源。随着遥感向“三高”(高空间分辨率、高时间分辨率、高辐射分辨率)的发展,大量复杂的地理问题都可直接或者间接地借助于遥感得以解决。③测量与地图学。测量和地图学提高了地理工作者对地理数据的获取、分析和结果输出等工作的效率,并对地理空间数据的深入分析和对数字制图的标准化、规范化等都产生了深远影响。④时间分析和空间分析。通过对长期积累的地理资料进行时间序列的分析,可以获得具有规律性的地理知识。空间分析是地理信息系统的核心功能,是GIS区别于其他类型系统的一个主要标志,可为地理知识的空间表达提供重要的依据。⑤计量地理学。该学科运用多种数学统计的方法,从更高层次上来分析、理解、解释地理现象,侧重于用多种经典数学模型来对地理学进行定量表达。
四、资源环境与城乡规划管理专业课程体系设置与优化
当前,关于资环专业课程体系设置与优化的研究并不多。要对资环专业课程体系的改革,必须认真分析社会人才需求、客观分析专业定位,要突出专业方向,体现学科特色。按照“厚基础、宽口径、适应面广”的原则培养具备资源环境与城乡规划管理基本理论、基本知识和基本技能的专门人才,结合现在通用的“平台+模块”的课程体系结构,在上述地理学科新技术支撑下,采取了相关优化措施。
1.调整课程结构。开设了该专业的高等院校,普遍存在选修课数量偏少、范围偏窄,在教学计划中占分值比重偏小的现状。应考虑适当压缩专业必修课的比重,加强专业选修课的比重,提高选修课在教学计划中所占的比重。经综合考虑,各类课程的学分结构可调整为:必修课(基础课、专业基础课)占60%~65%,选修课占35%~40%。选修课在专业培养中地位十分重要。
2.基础课模块。基础层次课程主要是让学生对专业有明了、宏观的认识。基础课程可为其他课程的开设提供铺垫,基础课程的开设对专业的建设方向意义重大。基础课主要有自然地理学、地图学、管理科学、环境科学、生态学、地球信息科学、测量学等。
3.专业必修课模块。资源环境与城乡规划管理综合性很强,其主干学科为地理学、环境科学、地球信息科学。为了明确专业定位,反映学科特点,突出专业特色,专业必修课模块应包含自然地理学、地理信息系统原理与方法、遥感技术与应用、地图学、经济地理学、人文地理学、区域分析与规划、生态学、管理学、GPS原理与应用、计量地理学等课程。突出地理科学和生态科学及相关科学的地位,培养学生基于人地关系和区域规划视角下对资源、环境等全面观察、深刻思考的能力。在信息技术时代,更应充分利用信息科学技术和地理信息系统、遥感、全球定位系统等“3S”技术,培养综合能力型人才,以适应社会快速发展的需要。
4.专业选修课模块。高校可根据已有的基础条件、学生对课程的多种客观需求以及社会对毕业生不断变化的需求状况,灵活开设“课程超市”,让学生有更多的课程选择范围。课程应多样化,明确方向性和灵活性,以拓宽学生的选择空间,让学生进行“自助式”的课程消费。
5.教学实践环节。教学实践环节是专业教学过程中非常重要的环节。实践环节主要包括分散性实习、集中性实习、教学实习、野外实习、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业论文。其中社会实习、生产实习和毕业实习均在企事业和政府部门中进行。学生通过在不同阶段的实习,将城乡规划与管理理论知识应用于实践,提高其综合运用知识的能力;通过各项实习环节培养学生的敬业精神、分析能力、沟通交流能力、团结协作能力和表达能力等。还可以酌情对兴趣浓厚、独立能力较强的学生增设具有高难度训练和科研双重性质的第二课堂,经过多层次多角度的全方位训练,培养和提高学生综合素养,增长见识,拓展视野。
资源环境与城乡规划管理专业,在专业培养、课程设置、技能培养等环节都大量的借助于地理信息系统、遥感、测量与地图学、计量地理学等地理学新技术的支撑。以社会市场对人才需求为导向,按照现代社会综合素质人才质量观,以“3S”技术应用和物质层面上的城乡规划管理为重点,将多专业学科交叉渗透、互相支撑、协调发展。为了培养既拥有扎实的地理学专业思想内核,又能掌握城乡规划管理基本知识、基本技能和应用能力的综合素质较高的复合型高级技术人才,在专业课程设置时,可以基于突出地理学科新技术,优化课程设置,建立多学科融合、分层次、多模块的教学体系,探索人才培养与生产实践、工程项目相结合的培养模式。
参考文献:
[1]吴云清,张莉.资源环境与城乡规划管理专业创新立体化模式的思考[J].地理教育,2006,(6):73-74.
[2]邹家红,袁开国,刘艳.资源环境与城乡规划管理专业课程体系构建与优化[J].湘潭师范学院学报(自然科学版),2006,28(1):110-113.
一、为什么选折化学工程与工艺专业
化学工程与工艺专业作为我们学习的专业,不禁会对自己的未来产生思考,之后的篇幅便是介绍本专业的未来发展路线:技术型路线、销售型路线及复合型路线。通过对三者的一一描述,产生纵向的说明展望及横向的对比思考。全篇从对化工专业的了解开始,止于对个人发展的归纳展望,展现化学工程与工艺专业的巨大潜能及良好的未来发展态势。化工科学体系庞大,其包括材料化学、材料物理、化学工程与工艺、环境工程、精细化工、生物工程等近二十个专业。而有调查显示,目前企业需求最大的三个抓也中,化学工程与工艺以19%的比例占据第一,其次是均为14%的高分子材料与工程和精细化工专业。由此可见,化学工程与工艺专业人才的市场需求大,就业前景好,对社会的贡献也大。选择化学工程与工艺专业的我们,也必将在祖国的建设中大展拳脚。
二、如何更好学习化学工程与工艺专业知识
学习化学工程与工艺专业的知识,我们可获得多方面的知识及能力。首先,我们可以掌握化学工程、化学工艺及应用化本文由收集整理学等学科的基础理论知识,掌握化工装置工艺与设备设计方法,掌握化工过程模拟优化的方法;其次,我们还可以熟悉国家对于化工生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针,政策和法规,了解化学工程学的理论前沿,了解新工艺、新技术、新技术与新设备的发展动态;最重要的是,我们学会了文献检索、资料查询的基本方法,具有一定得科学研究和实际工作能力,具有创新的意识及独立获取新知识的能力。
三、应该学会用所学知识解决实际问题
化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。其一重要的任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大的效应。以解决关于过程开发、装置设计和操作理论和方法等问题。它以物理学、化学和教学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。
化学工程包括单元操作、化学反应工程、化工热力学、化学系统工程、过程动态学及控制等方面,其研究对象通常是非常复杂的,主要表现在过程本身的复杂,物理的复杂及物系流动时边界的复杂性。而化学工程的研究范围也包括装置的大型化和新产品、新工艺工业化的问题,且化学工程在国民经济中的重要作用也是非常明显的。同时,化学工程也向着两个方向发展:一方面随着学科的成熟,不断向学科深度发展,另一方面是不断向新的领域渗透,研究和解决新领域的新问题。
化学工艺即化工技术或化学生产技术,指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这一转变的全部措施。化学生产过程一般地可概括为三个主要步骤:1原料处理;2化学反应;3产品精制。而以上的三步骤都需要在特定的设备中,在一定的操作条件下完成所要求的化学和物理得转变。而化学生产技术一般是对一定的产品或原料提出的,所以,它具有个
别生产的特殊性,但其内容所涉及的方面一般有:原料和生产方法的则用,流程组织;所用设备的作用,结构和操作;催化剂及其它物料的影响,操作条件的确定,生产控制,产品规格及副产品的分离和利用,以及安全技术和技术经济等问题。
现代化学生产的实现,应用了基础科学理论(化学、物理和数学等),化学工程原理和方法以及其他有关的工程学科的知识及技术。而现代化学生产技术的主要发展趋势是:基础化学生产的大型化,原料和副产品的充分利用,新原料路线和新催化剂的采用,能源消耗的降低;环境污染的防止,生产控制自动化,生产的最优化等。
四、在了解了化学工程与工艺专业可以有哪些就业路线
1.技术型路线:技术员-工程师-总工程师(或创业)
化工行业是个讲究资历和积累的行业,很少有“一飞冲天”的特别机遇,初毕业的我们可以做些技术类的工作,踏踏实实,一步步积累技术资本和经验,然后到了一定程度后,便能获得比较好的机遇和地位。化学工程与工艺工作,一般需要一个相当长的时间来让自己的理论和实践得以充分的结合后,才能谋取个人职业的发展基础。所以,若要走技术路线,对于刚毕业的我们,必须在寂寞与微薄的薪水中提升自己,技术和经验是化学工程师的资本,基本可以替代金融资本进行创业,这也是工作最开始几年的寂寞和低收入换来的回报。有技术在手,想有高薪或者是创业,都不是问题。
2.销售型路线:业务员-销售主管-区域经理-销售总监
化工原材料的辨别必须是建立在扎实的专业基础之上,否则无法向客户解释产品的优劣。所以,化工贸易人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知外贸规则和单位业务,还必须具备贸易人才的耐心细致,语言表达能力强,开朗乐观,能吃苦耐劳等素质,若你具备以上的素质,那便在你涉足该行业做销售时,努力地工作。工作的前两年是收入和职业发展的关键期,因为,销售过程中最重要的渠道(人脉)和技巧在两年内基本定型。好的销售人才永远都不用发愁企业或行业的不景气,因为销售技能的通用性,跳槽转行都是非常轻松的。
经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。
二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势
本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。
三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式
山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。
四、我国化学工程与技术专业集群的路径
从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。
生物化学工程基础课程结合现代分子生物学及传统生物技术,不仅有扎实的理论基础,而且结合典型产品的开发过程进行阐述,反映了现代生物技术的发展方向,体现了生物技术发展和应用的最新前沿。生物化学工程基础是随着生物科学的发展而不断更新的课程,需及时调研最新的发展方向及研究热点。该课程全面阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程等课程的基础内容,其主要囊括以下几个方面。工业微生物工程:介绍微生物的特点、分类、生理、育种及培养等方面的技术和方法;代谢工程:介绍微生物次生代谢产物的代谢调控机制和方法;基因工程:介绍生物遗传的基本知识及应用现代基因工程技术改变微生物遗传特性的方法,并且介绍蛋白类药物的研发和生产过程;细胞工程:介绍应用植物组织培养和动物细胞培养生产高附加产值的花卉、药物等;酶工程:介绍工业用酶和药用酶的性质、结构、固定化及开发等方面的技术;生物反应器:介绍生物反应器的工作原理、设计方法以及应用;全面介绍生物技术的最新进展、应用以及生物技术应用过程中需要化工知识的范例。生物化学工程基础课程是在无机化学、有机化学、分析化学、生物化学基础上进行学习的。本课程对于非生物类专业学生进行了系统的生物学技术及最新研究进展的介绍,让学生了解生物学的基本思想及技术,同时将现代生物技术的应用与化学工程技术进行交叉讲授,重点说明了化学工程技术在生物工程领域可能的应用范围,使学生掌握现代生物技术的基本工艺流程及发展前沿。目前,化学工程与技术专业的学生普遍存在生物学基础知识薄弱的问题,如何在较短的学时内,将生物工程的关键基础问题讲解清楚,并且将生物工程技术和化学工程有机的结合起来,让学生充分感受到交叉学科带来的机遇和挑战,这无疑对授课教师提出了更高的要求,需要教师不断总结现有的教学模式,不断地改进教学过程和教学方法。
二、化工专业生物化学工程基础教学中存在的问题
鉴于该课程属于学科交叉,在教材选择、实验配套、讲解内容难易程度把握等方面,均需要不断地探讨和摸索。目前,该课程教学过程中存在的重点和难点问题主要有:如何在现有教材的基础上丰富教学内容,利用多媒体等手段,及时地更新课程内容并介绍最新的发展动态;如何把握教学过程中深度与广度的平衡;如何在现有基础上提高学生的学习热情,使他们能够主动深入地探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战;如何能够将课程讲解内容与生产实际结合起来,让同学们切实体会到化学工程在生物产品生产过程中的应用;如何鼓励学生在假期或平时寻找一切机会去生物制品生产企业进行实践,从中体会化学工程技术在生物产品生产中的具体应用。
1.教材很难在深度和广度间平衡
目前,本课程所选教材为化工出版社的《生物化学工程基础》(工科专业适用,李再资主编,2006年版本),该教材在国内高校化学工程专业有较为广泛的应用,具有简单明了、讲解清楚的特点,适合于生物工程专业以外的其他专业使用。但是该教材也存在诸多不足之处,如教材内容仍然没有摆脱理科教学的模式和框架,生物工程原理的讲解深度不足,同时,教材对于化学工程与生物工程如何结合方面的内容也讲解得太少。为了做好生物化工导论的教学工作,必需结合化学工程专业学生的特点和研究应用实例,选择相关学科的教材作为补充,以便在授课过程中增加相应的内容,进而提高学生的理解和吸收程度。
2.实验环节缺乏
现在的课堂教学仍然以教师讲授为主,学生处于被动接受的状态。由于生物化工导论是理论与实践紧密结合的课程,而教学实验环节缺乏,学生往往很难理解生化反应及其应用过程。所以,需要进一步改变传统的课堂教学模式,可以采用讲授与讨论相结合、课堂内外相结合、理论与实际相联系等多种教学形式,利用先进的多媒体技术和网络技术,丰富和活跃教学过程,激发学生的学习热情,提高整体教学质量。同时,也可以通过讲解学生身边的研究实例,调动学生的积极性,并且配备一些实验讲解及生产实习来提升学生的兴趣和理解程度。
三、生物化学工程基础课程教学的几点体会
笔者从2001年开始一直从事生物化学工程基础的教学工作,课程面向对象主要为化学工程与工艺专业、过程控制专业及分子工程专业的学生,每年选修人数在200人以上。在授课过程中,注重以产品为例,说明化学工程技术在生物产品开发过程中的重要性,从而加强了学生对于化学工程知识应用于生物工程领域的信心。另外,注重将理论内容与本校化工学院及兄弟院系的科研内容进行融会贯通地讲授,大大提高了同学们对于该课程的理解和热爱,也促进了学生对于生物工程与化学工程有机结合的全新认识。在教学实践中,结合介绍天津市著名生物工程企业大量需要化学工程的实例,力求让同学们明白,生物工程的下游产业化的实质就是化学工程的应用。教学实践也使笔者体会到,要完成好该课程的教学任务,需要授课教师熟悉生物化学、生物工程、化工原理等教学内容,更需要授课教师不断总结教学经验,以便逐步提高教学质量。
1.建设教学团队,认真调研学习
授课教师需要组织强有力的课程建设小组,对国内外工科类生物化工导论课程进行调研,包括其他院校的教改情况、已有的化工类的生物化工导论教材、学生本人对课程内容及授课方式的期望、相关专业对该课程的反馈信息等诸多方面。授课教师还需要吸收先进的教学思想、技术与内容,借鉴国内外其他院校教学情况,结合专业设置的特点和实际,总结教学经验与效果。针对面向21世纪的教学和培养要求,要认真总结化工类本科生生物化学工程基础课程的教学内容、教学计划及教学方式及教学中的注意事项,要通过对其他优秀或重点课程的学习观摩或邀请教学经验丰富的老教授亲临课堂指导等多种途径,进行教育素质训练,以提高教师的授课水平。
2.提供并选好主讲教材和高水平的辅助教材
针对现有的试用教材,及时引入前沿科学和技术的最新成果,筛选、引进配套的辅助教材(包括国外教材),编写与之相配的教学大纲。李再资老师主编的生物化学工程基础教材知识点全面,重点内容详尽。除此之外,我们还注重推荐国内知名的生物化学、生物工程、工业微生物学等相关教程以及国外英文原版教材作为课外辅助教材,建议学生每人手里都有一本英文原版教材。另外,在每次授课结束时,都提前告之下次课程内容的基本点和重点,要求学生提前做好预习或难点标注,注重发挥学生自身学习的主动性和积极性,使他们永葆学习的热情和动力。实践表明,学生通过使用英文教材独立预习课程,他们的专业英语水平也会得到快速提高,为今后使用英语完成相关工作任务打下良好的基础。
3.探索新的授课模式和教学手段
多媒体教学可以让学生通过图和动画直观地理解生物过程和反应机理,也可以直观地学习生物工程科学研究和生产的各个环节。为此,要完善多媒体系统,适时增加课堂教学信息量。同时,可以采用启发式、讨论式、研究式等教学方法,将课堂讲授与课外辅导相结合,培养学生的创新与自学能力。如果能够将课程讲解内容与生产实际结合,将课堂讲授内容与具体的实验相结合,加强与学生交流,深入探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战,必将会进一步激发学生学习的积极性,提高教学质量。
4.课堂讲授内容与前沿性专业知识紧密结合
在大学课堂里,让学生随时了解相关学科的前沿进展是一个重要的授课内容。因此,在每节课学习重点知识的过程中,需要用最新发表的相关研究进展信息丰富课堂内容,使学生了解学科前沿和发展方向。比如,在介绍酶的开发过程时,可介绍量子力学、分子动力学和计算机工具在研究酶的反应过程和机理中的应用,并且把研究中的困难展示给大家,激发学生探究和追寻科学发展的欲望,吸引他们投入到生命科学的研究和生物技术的开发中去。同时,也可以介绍酶的生产过程中所面临的问题和挑战,鼓励学生用化工知识尝试解决生产中的问题。
5.鼓励课堂教学和生产实践结合
生物化学工程基础偏向实际应用,课堂讲授内容需要与具体的生产实践相结合,因此,要让同学们切实体会到化学工程的知识在生物制品生产过程中的应用。另外,要积极联系生物工程方面的生产企业,组织同学们进行参观,结合课堂教学内容,让同学们充分体会到化学工程技术与生物工程技术学科交叉的意义和重要性,鼓励感兴趣的同学去相关的生物工程企业进行短期实习,了解生物工程产品的生产原理、生产流程和注意事项,体会化学工程技术在生物产品开发和生产过程中的重要地位。
6.培养学生良好的学习方法
兴趣是最好的老师,要学好无机及分析化学,首先要激发学生的兴趣。第一,在无机及分析化学这门课的绪论课上,主要介绍化学的作用及学习方法。第二,阐明化学与人类生活之间密切联系,激发学生的学习。第三,无机及分析化学是化学、化工类相关专业的基础课,其作用无论是对以后的专业课学习还是将来从事工作都具有重要的意义。第四,在平时的课堂教学中,可以多讲一些贴近生活的例子,激发学生学习的兴趣。例如,在介绍影响化学反应速率的因素时,举例说明,夏天食物容易变质,我们可以将食物放进冰箱中保存,以防止变质。这是通过降低温度,达到降低食物变质的速率。汽车尾气CO和NO是严重的环境污染物,从热力学的角度讲,CO+NON2+CO2可以发生,但是遗憾的是,在通常状况下,该反应进行的非常之慢,以致不能有效地去除车道内的CO和NO。因此,有必要对化学反应的速率问题进行研究,必须考虑外界因素对反应速率的影响,由此可引出本节课要学习的内容。第五,在教学过程中,穿插介绍一些与知识点相关的科技发展新动态及前沿知识,以此调动学生学习的积极性。
2综合利用各种教学方法
现阶段的教学方法多种多样,而在实际教学中,各种教学方式应该相互结合、取长补短。根据我校无机及分析化学教学团队多年来教学中的经验,可以概括为以下几点:第一,增加课堂讨论。针对一些在学习过程中遇到的问题,教师应该指导学生搜集资料,进行课堂讨论。在讨论的过程中培养学生分析和解决问题的能力;第二,让学生走上讲台。让学生走上讲台不仅可以体验教师备课的准备过程,还可以锻炼学生的能力;第三,运用多媒体教学,可以使微观概念及理论形象化。例如,在物质结构基础这一章,学生一般较难理解,如果用多媒体课件和化学软件以动画的形式去展现,课程内容会更加形象、生动。这样的教学不仅有利于学生理解、记忆,还可以活跃课堂气氛。第四,对于公式推导,应该板书推理过程引导学生理解。在教学中应避免盲目使用多媒体教学,要将多媒体与其他教学手段结合起来,才会使学生理解公式的推导过程,并能较好的应用公式。
3培养学生能力
为了调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程的兴趣,可以积极组织各类化学竞赛活动。我省有各类化学竞赛,例如:化学视频大赛,化学实验竞赛和趣味化学竞赛等。近年来,教育部门坚持开展国家级、省部级大学生创新实验项目,有望培养大学生的创新能力,推动全民创新。此外,为了鼓励和培养大学生创新激情及能力,我们学校也开展了大学生创新实验项目。该项目均是由学生亲自撰写项目申请书,申请答辩ppt,中期考核表,结题报告和结题答辩ppt等资料。这不仅培养了学生创新能力,还为学生日后工作和学习培养科学合理的方法和实践能力提供了基础。
4适应专业要求
能源化学工程专业的技术性和实践性较强,在无机及分析化学的教学中,要把握专业的特殊要求,认真学习我校能源化学工程专业人才培养方案,深入研究教学大纲,充分了解无机及分析化学在整个专业课程体系中的作用,明确教学过程中的内容和重难点。例如,化学热力学和化学动力学章节的内容应该详细讲解。这部分内容对于能源化学工程专业的学生而言,可以更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为高效、低碳环保使用能源奠定基础。
5结论
校企联合培养模式将高校的教育科研优势与企业的工程实践优势结合起来,兼顾了化学工程专业硕士在基础知识水平及应用能力上的培养要求,并已在专业硕士培养中起到了突出作用。但不可否认的是,目前校企联合培养仍存在一些问题。
(一)校企合作形式与内容
校企合作形式是影响联合培养的最重要因素。重点大学及行业特色型大学由于其品牌和行业影响力而在校企合作培养研究生方面有显著的优势。以中国石油大学为例,该校立足于石油石化行业和领域,面向东营胜利油田和青岛近海油气田及两地相关产业开展人才培养,是国内化学工程专业硕士校企合作效果最好的高校之一。然而,国内大部分地方高校与企业之间的合作形式仍较为初级,特别是地方高校受到学校科研实力、学校办学层次和软硬件条件等因素的制约,校企之间的相互联系多建立在项目合作和个人感情联系的基础上,未形成长效机制。如果企业负责人离职或合作项目中断,则联合培养将大受影响甚至停滞。此外,部分地方企业创新意识不强或过分追求“短平快”的项目,都将影响人才持续培养机制,无法实现良性循环。从人才需求角度来看,地方经济状况的优劣也会明显影响企业的人才需求,进而直接影响校企合作的基础。
(二)导师
很多高校的校内导师过度倚重发表学术论文,或者一直从事基础理论研究,缺乏应用研究项目和研究经验。该类导师在指导专业学位研究生时往往延续过去的研究思路和方向,以学术型研究生模式培养专业学位研究生,最终导致毕业生与企业要求相差甚远。此外,很多校外导师是企业的高管或主要负责人,日常事务繁忙,对自己负责的学生疏于管理和指导。学生在企业或沦为廉价劳动力,或实践流于形式,达不到应有的效果。
(三)培养过程
国内各高校的化学工程专业硕士的主要管理和培养政策已经基本齐备,但仍有部分政策还在修改和制订过程中。很多高校在课程体系构建、考核方式、实践内容等方面没有将专业学位研究生与学术型研究生加以区别,未能体现出专业学位职业性、应用性的特点。与企业生产实际密切相关的课程开设不足也是目前国内高校化学工程专业硕士培养普遍存在的问题。
(四)生源
对于重点高校,无论是学术型硕士或专业学位硕士均呈现“供大于求”的局面,学校可以从容择优录取。而地方高校的专业学位认可度普遍较低,直接导致部分优秀生源流失,毕业生质量也因此受到影响。
(五)其他问题
部分地方高校在导师激励政策、学生奖励机制等方面不够完善,由此产生了导师因专业学位学生花费多、产出少而不愿意接受专业学位学生的情况;学生也因在奖学金等方面无法与学术型研究生竞争而影响了科研积极性。
二、方针与措施
鉴于以上问题,我们以山西大学与三维集团合作构建的“山西省催化技术研究生教育创新中心”为平台,通过深入探索山西煤化工转型对化学工程专业研究生教育的影响,从合作模式、导师管理、课程体系构建、健全和完善各项制度等方面进行改革,并力图构建一种符合山西省化工行业需求的化学工程专业学位研究生培养模式。
(一)校企合作平台的构建
构建校企合作平台是稳定专业学位硕士培养质量的根本措施。2002年,化学化工学院的研究生就因项目需要而在三维集团进行数月至一年的工业侧线实验。随着双方项目合作的深入,进入企业实践的学生人数不断增多,而企业的技术人员也积极参加山西大学的博士或在职工程硕士考试,双方实现了人才培养上的互动。在此基础上,2004年双方共建了“精细化工催化与反应工艺共建实验室”,实现了校企层面的科研平台构建。2007年底,经山西省经委、山西省教育厅、山西省产学研工程领导组批准,校企双方通过政府层面建立了“山西省催化技术研究生教育创新中心”。随着相关管理制度逐步完善,该中心不但成为研究生培养的创新实践平台,也逐渐成为高校和企业间的技术、人才交流平台,并为企业技术带头人的知识更新和产业技术升级提供了支撑。近年来,山西大学积极开展“煤基资源高值循环利用协同创新中心”的建设,拓展多方合作关系。目前研究生教育创新中心的企业平台已包括阳煤集团、潞安集团、河南煤业集团等大型煤化工企业,未来还将探索与中科院山西煤化所、中科院大连化物所、中科院过程所等研究所合作培养研究生的可能性。综上所述,山西大学化学工程领域的校企合作经历了如下发展历程:校企合作项目牵引建立校企层面的科研合作平台建立政府层面的研究生教育创新中心建立多方参与的校企科研教育合作平台。其中,多方平台的建立不但解决了科研项目延续性、科学性的问题,更有利于实现校企联合培养的长效性和持续性。
(二)管理体制创新
为进一步提高专业学位研究生教育水平,我们就专业学位研究生的管理体制方面开展了改革创新。研究生院成立了“专业学位管理办公室”,负责与专业学位相关的政策制订、学科建设、品牌建设,以及对各培养单位进行管理、督导和服务等工作。学院成立了相关的“专业学位教育中心”,负责相关专业学位研究生的招生、培养、师资队伍建设、实践基地建设等工作。化学化工学院以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为基础,吸纳了相关学科负责人和校外导师,共同承担化学工程专业学位教育中心的职责。上述举措有利于各培养单位积极发挥主观能动性,形成符合各自专业实践特点的培养模式。
(三)导师遴选及评聘制度改革
山西大学研究生院根据各专业学位培养单位的具体情况,制订了详细的校内导师、企业导师评聘制度。特别是对企业导师实行“一年一考核,三年一聘”的管理办法。在学院教育中心层次上,化学化工学院成立了化学工程硕士指导小组,以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为核心,吸纳其他理科或相关学科导师,实现导师之间的理工优势互补,在一定程度上解决了理科环境中开展应用实践的问题。此外,学院教育中心强化了企业导师的归属感和责任感,通过让企业导师参与课程设计及研究生选课、确定科研课题、开设学术讲座和专业特色选修课程等方式,进一步让企业导师融入学生培养过程。
(四)课程体系构建
2013年,山西大学根据教育部相关文件,结合各专业具体情况,对硕士研究生培养方案进行了详细的修订。在课程设置中,我们将课程分为公共基础课、专业基础课、专业应用课、选修课4类,各类课程均采用了教授授课、双语教学等模式,特别突出工程应用类型的课程。由于化学工程专业硕士的导师的知识存在多学科、多研究方向的交叉,因此,我们在课程设置上采取丰富选修课的方法解决这一问题。为了避免重复设课或课程内容重叠,各专业领域均可选择化学学科或其他专业领域的课程作为选修课。师资力量和师资水平方面,由于山西大学工科师资力量不足,我们采用“外校聘请+本校培养”的模式逐步提高师资水平。此外,学校还通过请企业导师或行业知名专家开设学术讲座、特色专业选修课等方式,使学生获悉国内外化工行业发展的最新动向。
(五)奖学金制度
现阶段山西大学研究生奖学金主要为国家奖学金和学业奖学金,原有奖学金评价主要基于学生学习成绩和科研成果的考量。化学化工学院将专业学位研究生与学术型研究生分开评比。专业学位研究生的科研成果可以是学术论文、专利、负责项目、实践报告、调查报告等多种形式,特别强调学术论文、专利、项目等必须具有应用背景。此外,针对专业学位研究生科研结果无法量化的问题,我们采用“预审+集中答辩”的方式,由答辩委员会评出获奖等级。上述评审制度的实施明显调动了专业学位研究生的科研积极性。
三、发展与方向
尽管我们在化学工程专业研究生培养方面进
行了许多改革,但仍有很多方面需要高校、企业及地方政府进一步协调改进。我们将目前改革探索的方向归纳如下,这既是我们的努力目标,也希望能够给予其他高校一些启发。
(一)提高学科认可度,创出专业品牌效应
优质的生源是研究生培养和学科发展的大前提,没有良好的生源,校企联合培养将成为无本之木、无源之水。近年来,山西大学通过增加推免生名额比例,明显提升了专业学位研究生的生源素质;与此同时,山西大学通过鼓励校企合作科研,建立多方参与的协同创新中心,进一步扩大了学校、学科的业内影响力。未来,山西大学将以校企协同创新中心为发展核心,以高水平人才队伍建设为发展动力,通过科研成果和科研团队创出专业品牌效应。
(二)深化校企人才技术交流平台建设,实现人才培养的良性循环
校企双方只有真正实现技术流、人才流的双向流动才能培养出真正的应用型人才。因此,我们需要建立完善的涉及项目合作、利益分配、人才交流等体制机制,进一步强化企业研究生实践中心的构建,通过校企合作项目引领、扩大平台的影响力,提升平台自我“造血”能力,逐步引导校企合作由“项目带动”发展到“人才+技术混合带动”,最终实现人才培养的良性循环。
(三)改革奖励制度,激励学科发展
[关键词]优化实习条件;提高;化学工程与工艺专业;学生;实习教学质量
[DOI]1013939/jcnkizgsc201703239
在工科类院校的教学大纲中,对于学生毕业之前都设置有实习教学,实习教学的主要目的是使学生们通过亲自动手实习,将所学的理论知识与实践良好地结合在一起,并对本专业相关的机械设施、设备的操作以及生产流程和工艺等进行了解,同时,还能够对今后的工作环境及行业有一个初步的了解。化学工程与工艺专业的学生在毕业前就需要进行实习教学,利用实习教学不仅能够对学生们的专业素质和能力进行培养,而且有利于学生建立对工程意识,进而提升学生独自解决问题的能力。但想要切实保证化学工程与工艺专业学生实习的教学质量,就一定要对实习过程中的各个条件进行优化。本文针对化学工程与工艺专业学生实习教学中存在的不足进行分析,并提出优化措施。
1化学工程与工艺专业学生实习教学中存在的问题11实习方式与环境对学生实习质量的影响
化学工程与工艺专业学生实习教学的模式有集中参观和分散自主两种,本校通常情况下都是采用教师带队,组织学生集中实习的方式。在实际实习教学以前,学生应对各种知识理论进行整理和复习,并对各种仪器设备的操作方式进行学习,在实习教学的过程中,学生根据教师下达的任务进行观察,结束后对实验结果进行报告撰写,并进行交流。这种实习方式的优点在于方便教师的管理,学生之间也可以随时进行学习和沟通,其中的缺点在于参与实习的学生数量非常多,实习场地的噪声比较大,教学效果达不到预期标准,这样就会导致学生在实习教学中获得的知识和技能少之又少。
12难以联系到合适的实习企业
学校在安排学生进行实习之前,需要联系相关企业,因为实习资金和其他条件的影响,想要找到一个适合学生实习的企业非常困难,学校周围的企业虽然方便了学生们的出行,但专业差异性较大,化学专业的企业学生实习资金就会增加。此外,很多企业对学生实习也存有很大的顾虑,比如说实习的学生过多,增加企业的住宿负担,在实际生产的过程中,学生可能因为专业能力不足导致产品的生产出现问题,最为关键的就是企业担心学生的安全,进而致使寻找实习企业非常困难。
13学生没有动手操作机会
科学技术水平的不断提高,促使目前的化工企业的现代化程度非常高,并且工作现场的危险性也比较大。学生在实习阶段只依靠眼睛和耳朵进行学习,对相关工艺使用的设施设备的内部构造是不了解的,这样就会导致学生根本没有机会进行实际操作,进而影响了学生们实践能力的提升。
14学生重视程度不够
在通常情况下,学生实习是在学校学习最后学期的开始阶段进行,这时的学生对于专业知识的掌握程度以及今后的发展方向都没有进行确立,而且我国就业压力又非常大,很多学生将精力放置在继续深造以及考取各种证书方面,导致学生对实习非常不重视。
15实习组织管理有难度
因为实习的时间较短,实习资金也不够充足,学生的数量又非常多,实习地点的危险系数非常高,进而导致对学生的管理组织非常困难。想要使学生实习顺利完成,教师就需要对学生的整个实习过程全部负责,其压力会有所增加。
2优化实习条件,深层次提高学生实习教学质量21多种实习方式结合,改善生产实习效果
学校在安排学生实习的过程中,应将集中实习和分散自主实习良好地配合起来,并对其中的重点内容进行实际操作和参观,这样不但能够提高学生的学习兴趣,还可以提高教学质量。另外,还应该将实践与仿真模拟结合起来,让学生们在实际操作之后,使用仿真模型进行演练操作,这样既能够提高学生们的综合实践能力,也可以保证在实习过程中不会出现安全问题。同时,教师还可以把校外实习和校内观摩放在一起,使学生无论在校内还是校外,都能够进行专业素质的提高。
22建立稳固实习基地,解决联系企业难问题
校方应该与一些相关企业进行协议的签订,并保持持续的合作,这样就能够有效降低寻找实习企业的困难程度。相关企业应对实习学生的食宿、工作等进行统一安排,并制定专门人员对实习学生的问题进行解答,并把实习学生的工作情况进行记录,进而提高实习教学的质量。校方应允许企业定期在学校进行学习和培训,并为企业提供技术支持,这样就可以逐渐加深学校和企业之间的联系,加深实习的整体效果。
23注重培养学生兴趣,提高综合素质
展现专业特色,激发学习兴趣。解决技术难题,感受成功乐趣。学生深入工厂实习,参与教师与企业间的新产品研发或帮企业解决技术难题等。通过这一有目的的实习,使学生了解企业现状,找出问题所在,为企业解决技术难题出谋划策,使学生在发现问题和解决问题中得到锻炼,提高业务水平和技术素质,在为企业解决技术难题中切身体会成功乐趣,为毕业后干化工、刍工奠定基础。
24加强组织管理,保证实习质量
提前计划和落实生产实习教学内容,充分发挥教师指导作用。按照实纲要求,教师对学生进行下厂前的课堂教学指导,使学生对该企业有所了解,做到有备而来;按照企业生产工艺编写实习指导书,供学生实习参阅;对年轻教师来说,应采取教师先一步到企业参观学习,提高专业教师的业务水平,以保证生产实习指导质量。
严明实习纪律,加强实习过程管理。严明实习纪律、保证实习时间是达到实习目的、提高实习效果的前提。为使学生按时、正点到岗,实施了班前会点名、排队到岗的军事化管理,保证了学生的在岗时间;实习中,随机抽查学生实习笔记及收集整理其他资料的内容,重点观察学生实习表现,及时发现并随时解决存在问题。
3结论
想要深层次提高化学工程与工艺专业学生的实习教学质量,就必须对实习条件进行优化,并对传统的实习模式进行创新,不能够在实习的过程中只流于表面,应让学生们亲自动手操作,并进行逐个检查,同时,企业也应该对实习的学生进行严格的要求和管理,不能因为他们是学生就对其松懈,进而使化学工程与工艺专业的学生实习教学质量得到有效的提高,保证学生能够将理论和实践充分结合起来,提高自身的专业素养和能力,为化学工程与工艺领域提供高技术人才,促进我国化学工业的发展和进步。
参考文献:
[1]曹刿,秦毅红,李青刚生产实习――一项复杂的系统工程[J].现代大学教育,2013,10(5):104-106
无机及分析化学不是无机化学、分析化学两门课程的叠加,教学内容丰富,概念和理论知识较多,各章节之间的独立性较强。因此合理安排教学内容,帮助学生转变学习方法及思维方式无疑是大一第一学期开设这门课的关键。在内容的安排上,前两章首先回顾高中的一些化学基础知识,并介绍了误差及数据处理,稀溶液的依数性和胶体溶液。然后,第三和四章主要介绍化学热力学、化学动力学及化学平衡,让学生掌握反应三要素:反应方向即吉布斯函数变,反应快慢即反应速率常数,反应限度即反应平衡常数。第五章主要介绍物质的结构,离子键及共价键理论和晶体结构。第六、七、八和九章分别介绍酸碱平衡、溶解沉淀平衡、氧化还原平衡和配位平衡及其对应滴定分析法,让学生掌握测试固体或溶液中某种元素含量的分析测定方法。最后,第十、十一和十二章主要介绍一些简单仪器分析法及原理,例如:第十章吸光光度法,不仅要介绍该方法的原理朗伯-比尔定律,还要介绍目视比色法、示差法和标准曲线法三种常用的吸光光度法分析法。内容上总体上是先讲理论原理,再介绍知识点,将理论原理融入生产实践中,使学生较快地掌握化学理论,再通过课堂上的一些练习题,使学生加深教学内容的记忆,知识更加系统。这样不仅可以将无机和分析化学知识点有机的融合,还可以将理论应用到生活实践中。在一学年的学习中,总共80学时,第一学期学习前六章共计48课时,第二学期学习后六章共计32课时。在教学过程中,应该精选教学内容,使学生掌握化学基础理论知识并具备较宽的知识面,为后续课程学习打下了扎实的基础。与此同时,教师要熟悉该课程的教材,根据学生的专业,合理制定教学大纲和教学培养方案,精炼教材的内容,对于中学已经学过的化学知识或者与专业联系较少的理论知识可以简略讲解。比如:第四章的化学反应速率和反应平衡,化学反应速率的定义,影响化学反应速率的因素以及化学平衡的移动;第八章氧化还原反应的定义,配平,得失电子,氧化剂和还原剂等概念知识。这些知识点中学都已经涉及过,教师在授课时只要简单介绍即可。对于能源化学工程专业而言,水煤浆的开发和利用是近年来的一个热点,也是煤炭清洁利用的重点。因此,对于第二章分散系的内容应该详细讲授,再介绍水煤浆分散系。
2激发学生兴趣
兴趣是最好的老师,要学好无机及分析化学,首先要激发学生的兴趣。第一,在无机及分析化学这门课的绪论课上,主要介绍化学的作用及学习方法。第二,阐明化学与人类生活之间密切联系,激发学生的学习。第三,无机及分析化学是化学、化工类相关专业的基础课,其作用无论是对以后的专业课学习还是将来从事工作都具有重要的意义。第四,在平时的课堂教学中,可以多讲一些贴近生活的例子,激发学生学习的兴趣。例如,在介绍影响化学反应速率的因素时,举例说明,夏天食物容易变质,我们可以将食物放进冰箱中保存,以防止变质。这是通过降低温度,达到降低食物变质的速率。汽车尾气CO和NO是严重的环境污染物,从热力学的角度讲,CO+NON2+CO2可以发生,但是遗憾的是,在通常状况下,该反应进行的非常之慢,以致不能有效地去除车道内的CO和NO。因此,有必要对化学反应的速率问题进行研究,必须考虑外界因素对反应速率的影响,由此可引出本节课要学习的内容。第五,在教学过程中,穿插介绍一些与知识点相关的科技发展新动态及前沿知识,以此调动学生学习的积极性。
3综合利用各种教学方法
现阶段的教学方法多种多样,而在实际教学中,各种教学方式应该相互结合、取长补短。根据我校无机及分析化学教学团队多年来教学中的经验,可以概括为以下几点:第一,增加课堂讨论。针对一些在学习过程中遇到的问题,教师应该指导学生搜集资料,进行课堂讨论。在讨论的过程中培养学生分析和解决问题的能力;第二,让学生走上讲台。让学生走上讲台不仅可以体验教师备课的准备过程,还可以锻炼学生的能力;第三,运用多媒体教学,可以使微观概念及理论形象化。例如,在物质结构基础这一章,学生一般较难理解,如果用多媒体课件和化学软件以动画的形式去展现,课程内容会更加形象、生动。这样的教学不仅有利于学生理解、记忆,还可以活跃课堂气氛。第四,对于公式推导,应该板书推理过程引导学生理解。在教学中应避免盲目使用多媒体教学,要将多媒体与其他教学手段结合起来,才会使学生理解公式的推导过程,并能较好的应用公式。
4培养学生能力
为了调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程的兴趣,可以积极组织各类化学竞赛活动。我省有各类化学竞赛,例如:化学视频大赛,化学实验竞赛和趣味化学竞赛等。近年来,教育部门坚持开展国家级、省部级大学生创新实验项目,有望培养大学生的创新能力,推动全民创新。此外,为了鼓励和培养大学生创新激情及能力,我们学校也开展了大学生创新实验项目。该项目均是由学生亲自撰写项目申请书,申请答辩ppt,中期考核表,结题报告和结题答辩ppt等资料。这不仅培养了学生创新能力,还为学生日后工作和学习培养科学合理的方法和实践能力提供了基础。
5适应专业要求
能源化学工程专业的技术性和实践性较强,在无机及分析化学的教学中,要把握专业的特殊要求,认真学习我校能源化学工程专业人才培养方案,深入研究教学大纲,充分了解无机及分析化学在整个专业课程体系中的作用,明确教学过程中的内容和重难点。例如,化学热力学和化学动力学章节的内容应该详细讲解。这部分内容对于能源化学工程专业的学生而言,可以更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为高效、低碳环保使用能源奠定基础。
6结论
课程设置关系到人才培养的质量。IChemE鼓励发展化学工程科学各分支的全面进步。IChemE认证具体要求被认证院校在化工专业课程设置上既要有深度同时需注重广度。在深度上,可以引进源于该学院科研优势的课程,让学生在某些具体技术领域获得“钻进去”的化工知识,着重培养学生的独立学习能力、开放式思维、分析问题及综合运用所学知识的能力。在广度上,可以引进更多基于该学院科研方向的课程,利用教授的强项开设一些前沿课程,拓宽学生的化工知识面。但无论是核心基础课,还是高层次专业课,课程内容都要不断完善,动态更新。我国的化学工程教育改革也非常强调学科交叉,扩大学生视野,使学生在更高的起点上突破原有知识体系,另辟蹊径,为学生的创新思维打下基础。同时提倡化工课程设置要注意吸收当代国内外化工发展的重大成果,反映化工发展的最新成就,减少陈旧、过时的化工知识。化工教育改革在确定培养目标、设置专业课程时提倡综合考虑几个平衡,即科学教育和工程教育之间的平衡、工程设计和研究项目之间的平衡、课堂教育和工程实践之间的平衡、知识和能力之间的平衡等。而我国传统化工教育则是重书本、轻实践,重知识、轻能力,重科研、轻教学。因此,IChemE国际专业认证工作在国内相关院校的开展,将促使各院校对传统的化工课程结构进行调整,以适应培养具有市场竞争力的合格化学工程师的需求。同时,IChemE严谨的监督工作及动态的认证周期(五年一次)为中国化学工程教育国际化改革的连续性提供保证,使国内的化学工程教育始终与时俱进,面向世界,面向未来。
二、IChemE认证推动教学模式多样化
长期以来,国内的教学都是沿袭前苏联凯洛夫的五环节课堂教学模式,即教师以传授知识为主要目标,认为学生学习是认识真理,不是发现真理,忽视学生智力的开发和能力的提高;只考虑教,不考虑学,学生处于被动地位。IChemE鼓励新颖创新的教学方法,以促进化学工程教育的改进。比如IChemE提倡三类教学模式:诱导式教学(提问式教学):多问开放性问题和反问式问题。让学生在大一第一学期就开始接受开放性问题的挑战,并将这种挑战在整个本科生培养计划中延伸和扩充。启发式教学:多用案例分析和多问“为什么”及“如果不”的问题,也可把真实的工程问题带进课堂,让学生思考和提出解决方案,调动学生学习的积极主动性。以项目为主的教学:学生自我管理,导师提供咨询,培养学生的自学能力、交流沟通能力、团队合作能力和解决问题能力。对学生的评估方法,IChemE更看重学生课外作业和项目作业的完成情况。IChemE提倡根据课程本质,明智地使用不同类型的考试方法,以及书面课外作业、口头报告等组合的评估方法,并在考试、书面课外作业及口头报告中都要而且多包括开放式的、具挑战性的问题。中国素质教育倡导广大教师勇于突破“教师中心”、“课本中心”、“课堂中心”的陈旧模式,采用启发式、开放式、多元化的教学方法积极进行教学研究和教育改革。教学模式应以培养学生能力为中心,尊重学生主体,真正做到因材施教。这样才可能使传统的课堂教学实现本质转变,即变只重学习结果为注重加强学生能力的培养;变教师主宰课堂为以教师为主导,学生为主体,训练为主线;变只重知识传授为同时重视学习过程;变一讲到底为讲学结合。同时,现代化学工程教育提倡建立科学的教育评估模式,为学生个性发展创造有利环境。强调构建复合式、全程性、多元化的考核体系,使课堂教学与课外自学有机结合起来,注意在考评学生学习能力和效果的同时重在提高学生的综合素质。
三、IoChemE认证强化学生的工程设计训练
目前国内高校的工科学生一般都缺少对工程设计和运用综合知识解决问题的重要性的理解,他们一般认为科学比技术更重要,这正是中国传统工程教育不重视工程设计的误区,导致学生缺少工程设计和实践的经历。有的学校即使设置了工程设计和实践教学环节,也大都形式重于内容,很难激发学生主动学习的积极性,达不到工程设计教学的目的和结果。事实上,学生必须在做设计的过程中学习如何将理论知识创造性地应用于解决现实工程问题,并且采取积极的学习态度和通过团队的合作来学会如何做设计。IChemE强调学生的工程设计训练不能仅限于大四的工程设计项目,而是要将工程设计训练深埋于整个本科阶段的培养方案,见诸于相关专业课的课程规划中。比如大一就需要对学生进行工程设计介绍,大二阶段给学生布置简单的质量和能量守衡设计任务,大三进行个体设备设计的训练,大四安排学生完成包括工艺和设备的设计项目。同时,大四设计项目是学生工程设计训练的重中之重。对学生项目的管理要科学有计划,项目评分要控制质量,力求整个专业每组学生的工程设计项目的难易程度相当,以保证评分的一致性。IChemE认证的这些工程设计要求与中国工程教育的国际化改革理念不谋而合。国际化的化学工程教育提倡学生的工程设计训练不要纸上谈兵、脱离工程实际。学生在工厂实习中应多参与生产环节,而不仅仅是走马观花的参观,以加深学生对化学工程的理解,提高他们的动手能力。同时,学校要主动与企业联合,启动合作培训项目,有条件的学校,应建立综合的工程训练中心,锻炼学生的设计和制造能力。IChemE认证在国内的开展,可以成为这些工程教育理念得到系统实施的强大推动力。教师是实施工程教育改革的重要一环,教师素质的高低也直接影响到教改的质量。目前国内高校青年教师普遍存在工程实践经历少、项目设计经验缺乏的情况,因此很难做到联系工程实际问题开展教学,造成在教学时更多的是理论到理论,培养的学生往往缺少解决实际问题的能力。因此,化工教育改革强调在强化学生的工程教育同时,也要注重青年教师的工程实践训练。而IChemE倡导来自企业的会员到高校讲学,或邀请杰出校友和工业界朋友以讲座方式向学生和教师介绍工程技术应用实例,以弥补高校教师工程实践方面的不足,在拓宽学生工程认识视野的同时,也为青年教师提供了工程实际的学习机会。