应用化学专业实验改革和创新型人才培养

2022-09-11

中国的经济、科技、文化近些年发展迅猛, 社会的进步对于各种类型人才的需求越来越迫切, 同时对刚刚步入社会的大学生提出了更高的要求:不仅要具备扎实的理论基础、熟练的操作等基本技能, 还要具备创新和竞争能力。中国共产党第十七次全国代表大会报告中也指出要提高自主创新能力, 增加国际社会竞争力的要求, 由此可见, 政府已经将创新能力和竞争力培养作为今后教育工作中的一个重点。高等院校作为培养人才的重要基地, 必须适应国际和国内形势的变化, 加快从应试教育向素质教育转变的步伐, 培养具有创新能力人才, 提高人才竞争力。在这个实践过程中, 实践环节起着重要作用, 因此, 根据我校应用化学专业实际情况, 为了适应新形势需要, 在实验教学和改革方面提出几点建议。

1 创新精神培养——构建新型实验教学模式, 提高自主实践能力

自主实践能力是对本科生实验教学的一个基本要求, 因为应用化学专业要求学生能够将所学课本中学到的化学原理应用到实际的生产生活中去, 属于应用型理科。所以, 作为大学要为大学生提供相应的实验环境和机会。建议在原来专业实验基础上, 增加大型综合实验, 将单个实验体系串联, 使实验系统流程化。这样使学生能够系统的接受一系列的科研知识, 并在理解的基础上, 能够达到举一反三的效果。

以我校现使用的应用化学专业实验教材为例:

实验教材设计了高压合成非离子表面活性剂实验, 非离子表面活性剂的定性分析, 非离子表面活性剂的羟值、脱脂力等测定, 紫外光谱, 高压液相色谱等对产品官能团的分析表症, 检测等。以上实验如果一天内同时进行, 需要大量的空间、人力和能源, 而且学生对实验的认识缺乏深度理解和整体感。因此, 建议将上述实验合并成一个大型综合实验。

合并前由于上述实验只是按照实验参考书重复实验, 对实验的最终结果和目的处于茫然状态。这极大的压抑了学生的自主思考和创新能力。实验串联合并后, 将实验结果、现象以及产品表征等和大型仪器分析实验连接起来, 同时适当的增加工程/工业化的内容, 这可以极大的引导并激发同学们的学习和思考热情。增加学生对实验方案质疑——验证的环节, 促使学生根据不同的结果, 分析并提出自己的一套或多套解决方案, 培养学生敢于创新的思想。

2 促进——开放式实验教学

开放式实验教学是将静止不变的“封闭式”教学改变为动态的“开放式”教学, 在动态中不断改进与完善。这样可以提高资源的利用率, 促进学生学习的积极性, 促进学生的独立工作能力和创新思维能力。具体的措施:

硬件设施方面建议应用化学专业实验室和仪器测试中心实行刷卡式管理。在实验室、仪器测试中心进出口处配备控制器系统, 这个系统其中包括电子钥匙识别器 (识别带有个人信息的ID Card) 、个人信息识别及记录器、智能电源控制器等。对每个同学进行仪器操作技能培训, 并且进行结业考试, 合格的同学发给合格证以及实验室/仪器分析中心的I D Card, 这样, 实验室和仪器使用权就下放给每个有资质的同学, 这个同学随时可以进入实验室和仪器测试中心。这样做可以带来很多益处:可以提高仪器的利用率;可以让每个研究者在他认为最最理想的工作时间, 最好的工作状态, 最佳的思维状态下进行研究;能够使每个同学, 每个研究者及时地把他的创新点转化为实际行动并得到验证。另外, 对于每个学生来说, 同一个样品, 使用不同的测试仪器, 或不同的测试标准得到不同的参数, 也是需要深入思考的, 这有助于促进学生的发散思维和创新思维的形成。

软件设施方面考虑。首先, 进一步提高仪器设备和实验室管理的科学性, 加快校园网及实验室网络的建设, 实现实验室管理资源共享。其次, 引进并建立外文全文数据库, 通过校园网内某个特定的IP或者口令, 随时可方便的访问外文全文数据库, 对于材料化工学院等理工类学科建议引进ACS, ScienceDirect, Springer Link等大型英文全文数据库或其中的某种类重要期刊, 如此创造一个有利于学生创新意识、能力培养和发展的良好环境。第三, 实验教材也应适应创新的要求, 对于已经不适于但前学科发展要求的实验进行更新和替换;在实验前和实验过程中想方设法引导学生大胆提出自己的疑问, 无论是对教科书的内容或是对教师教学过程的做法鼓励学生多问些为什么, 同时减少指导性的工作, 突出对学生创新能力的培养。

3 实战——专业实验与科研相结合

科研型实验重在培养学生的科研意识和创新能力, 要求学生具有扎实的理论基础知识和熟练的实验技能。因此, 建议增加提高性实验和科研型实验, 把实验室建成教学、科研基地。根据到本科学生的实际情况, 可以考虑在教师适当的指导下参加科研项目的子项目或者其中一小部分, 尝试自行设计方案, 由指导教师对学生的科研计划和可行性审核, 并且在实施过程中给与指导。实验完成后指导学生如何撰写研究报告, 如何整理并发布科研成果。例如天津是自然课学基金项目—生物酶催化特种聚醚合成, 这个项目将生物以及功能化的表面活性剂相结合, 即含有前沿技术也涉及到实用领域, 将其应用到本科生实验教学中引起了很多学生的兴趣, 由此可见, 学生对新兴的前沿技术充满了好奇和热情, 对于学生的这种倾向要加以适当的引导, 使本科生能提出自己的创新性设想, 并将其付诸科研。

4 启迪——走出去

大型专业实验要与生产实践相结合, 尽量做到与实际工厂生产衔接。建议我们结合专业实验的内容和工艺流程走出校园到工厂去实地“见学”。这里的提出的“见学”是不是流于形式的参观, 关键应在于调研和交流等互动性的活动。工厂里遇到的每个实际问题和解决办法都有可能会给学生带来启发, 使其对于实验中遇到的现象产生不同的思路来解决遇到的实际问题。这样让学生走出去到更广泛的空间去收集信息, 给学生创造机会去寻找灵感, 启迪学生去提出自己的新见解和新创意。

5 结语

在培养学生实践能力和创新意识上, 实验教学环节起着非常重要的作用, 成功的实验教学有助于培养学生的创新意识。所以教学过程中要以培养和提高学生的创造性、激发学生的潜能、发展和完善学生的个性为重心, 注重培养学生创新精神与动手能力。作为提高自主创新能力的另一个目的和结果就是提高了学生的社会竞争能力, 这也是值得进一步探讨的一个问题。

摘要：本文通过创新精神培养、促进、实战和启迪等四部分逐步地进行论述, 对天津工业大学应用化学专业实验改革和创新型人才培养的关系进行了讨论, 并结合学校实际情况提出了一些建议。

关键词：教学改革,创新思维,创新能力,竞争能力