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应用化学研究方向范文1
目的:探讨形象直观化教学方法在解剖学教学中的应用效果,让医学生更好地掌握解剖学。方法:选取我院2010年2月至2011年8月这段时期的新学生90名,将其分为实验组和对照组,对照组的45名学生进行常规的教学方法,实验组的45名学生在学习解剖学的时候运用形象直观化教学方法进行教学,授课半年后,考察两组学生的学习水平。结果:半年后,实验组的45名学生基本都已经很好地掌握了解剖学的知识,学习水平明显比对照组的学生高,两组比较差异具有统计学意义(p
关键词:形象直观化教学; 解剖学; 应用研究
【中图分类号】
R181.3+2 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763(2014)08-0321-01
形象直观教学方法是指老师在讲授的过程中,通过展示各种实物、进行实验和准备一些直观教具,学生通过观察客体的形象特征进行联想,获得感性认识和技能的一种教学方法。人体解剖学是理论和实践性都十分强的一门学科,是医学生的启蒙教育,因此在教学的过程中要通过形象化的客体让学生掌握这门学科。学生刚接触到这一学科时,如何让学生更好地掌握解剖学的知识是值得我们研究的课题。本次实验选取我院2010年2月至2011年8月这段时期的新学生90名,将其分为实验组和对照组,对照组的45名学生进行常规的教学方法,实验组的45名学生在学习解剖学的时候运用形象直观化教学方法进行教学,授课半年后,考察两组学生的学习水平,发现实验组学生的学习水平显著高于对照组的学生。现将具体报道如下 。
1 资料与方法
1.1 一般资料:选取我院2010年2月至2011年8月这段时期的新学生90名进行研究,年龄为24~28岁,男生48名,女生32名;90名学生均为第一次接触解剖学,学生的学历、智商、认知水平等方面具有统计学意义(p
1.2 教学方法:将选取的90名新学生随机分为实验组和对照组,每组45名。对照组的对照组的45名学生进行常规的教学方法,实验组的45名学生在学习解剖学的时候运用形象直观化教学方法进行教学。形象直观教学方法是指老师在讲授的过程中,通过展示各种实物、进行实验和准备一些直观教具,学生通过观察客体的形象特征进行联想,获得感性认识和技能的一种教学方法。半年后对两组学生的学习水平进行考察。
1.3 统计学分析:本研究SPSS 19.0统计软件进行统计分析,计量资料以均值加减标准差(X±s)表示,均值比较采用独立样本t检验;计数资料以百分比(%)表示,行χ2检验,p
2 解剖学形象直观教学的种类
2.1 直接的形象直观:直接的形象直观包括解剖模型、标本、图谱等。它们的特点是能够将所观察到的对象和其特征真实地反应出来。解剖模型是给学生一个类似真实的立体感觉,或者显示解剖的结构及其与局部的相互联系。要学会将教材、多媒体教学课件标本、挂图、图谱、等直观教具有效地结合起来,从而达到全面、正确地启发学生认识并记忆人体结构和形态的目的。当观察活的解剖时,时间和地点有可能有所限制,这时就要用标本来替代。学生通过观察解剖模型、标本、图谱等进行学习和记忆,能够更好地认识解剖学。
2.2 间接的形象直观:间接的形象直观教学方法,主要包括多媒体课件、教学录像、投影、挂图、板图等。多媒体教学的形象生动一直以来就很受学生和老师的欢迎,解剖学作为一门形态学科,是重要的医学基础课,老师自己尽可能做到形象生动也不能像计算机一样灵活,利用计算机辅助教学,可以运用图像处理对器官进行空间三维的展示,增加学生对器官结构形态和空间构造的认识。还可以运用一些动画将胃肠蠕动、神经系统的传递、血液的流动等动态过程完美地展现出来,增加了课堂教学的趣味性,使学生能够轻松的学习,提高学习效率和学习积极性。挂图是最常用的一种教学方法。能从微观和宏观等方面进行分析,能直观反映人体的结构形态。板图是随着教师讲授的进度,逐步地展示在学生面前,提高学生的认识和记记能力。录像在人体结构教学中也有重要的作用,能生动真实地再现所要观察的对象;可以利用定格摄影,把较长时间的生理过程,缩短到所需要的时间,能利用动画反映出人体的生理现象和发生、发展过程。
2.3 文字和语言的形象直观:在教学中,基本上都是教师在用语言叙述,为学生传授知识,因此,教师形象生动、准确的语言也是非常重要的一方面,会使学生容易理解和记忆。语言的直观要求词汇丰富、语言简练、有趣味性、生动活泼。文字的直观包括教师板书和有文字的图表等。设计板书时要条理清楚、突出重点、简明扼要。文字图表可以使学生更快地理解教材,并能对相联系知识进行对比、分析和综合。
3 结果
半年后,实验组的45名学生基本都已经很好地掌握了解剖学的知识,学习水平明显比对照组的学生高,两组比较差异具有统计学意义(p
4 讨论
解剖学的形象直观化教学,是直观性教学原则在解剖学教学中的具体体现,各种教学方法都要和直观教学密切结合,才能达到和完成教学的目的和任务。学生通过形象直观化教学方法学习后的学习水平有明显的提高。形象直观化教学是学生正确认识人体结构所必需,学生的感性阶段和理性阶段是一个相互作用、相互依赖的过程。在教学的过程中,学生必须要对已经学到的知识进行记忆。为了使学生的记忆迅速、准确和持久,都需要直观教学的参与。形象直观教学可以调动学生的学习积极性,通过解剖模型、标本、多媒体课件、教学录像、投影、挂图、板图等教学方法,都能使课堂变得有趣味,引起学生的注意力和让学生对学习产生兴趣,提高学习效率。
参考文献
应用化学研究方向范文2
关键词:应用化学专业实验;教学内容;教学方式
0引言
应用化学作为介于化学和化工之间的一门应用型学科,它培养的人才要具备化学的基本理论、基本知识和较强的实验技能[1].应用化学专业实验是高等院校应用化学专业学生必修课程之一,是帮助学生掌握化学化工的基本理论知识和提高实验操作技术技能必不可缺的环节[2].通过实验教学的实施,对培养学生的应用化学实验及其他相关学科实验的兴趣,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力,有着举足轻重的作用,可以有效地为学生走向就业岗位奠定基础,有利于实现学校、学生、企业三者共赢的局面.笔者多年承担应用化学专业实验教学工作,加之近几年接触一些应用化学专业毕业生的用人单位,了解企业的需求情况.反思教学现状,深深意识到必须斟酌选择应用化学专业实验项目,灵活选择教学模式.
1巩固基本实验技能,现场验证实验结果
应用化学专业实验一般是在本科生的第6或第7学期开课,也就是说学生已经学习过基础化学实验,具备一定的实验技能.但是,其实际能力往往让用人单位失望.所以有必要在专业实验开课时进行巩固、强化,培养学生独立完成实验能力,教学方式要不同于基础实验的“照方抓药”.实验内容要强化目标要求,比如:配制一定物质量浓度的酸、碱、金属离子溶液,测定未知物的熔点、沸点、闪点等.受课时的限制,首先让学生课前预习、准备相关知识,课堂随机确定同学只做其中的一两项,让学生独立完成,教师不讲授具体实验步骤,加强巡视,随时记录学生的操作情况,务必用相应的仪器(如:离子浓度测定仪等)验证其实验结果,依据结果评定实验成绩.最后由教师集中点评本次实验中出现的问题,促使学生共同进步.其教学流程为:课前预习分配实验任务学生独立完成验证实验结果教师集中点评给出实验成绩.
2突出应用特色,贴近生活
开设贴近生活的应用型专业实验,可以较好地提高学生的学习兴趣,加深对“应用化学”的进一步理解.近年来食品安全问题,已引起各级政府及普通百姓的关注,应当开设相应的定性或定量的检测实验.例如:色谱分析技术是应化专业实验的必开项目,气相色谱法的经典实验是定性或定量测定苯及同系物,该实验与生活有一定距离且有较大的毒性,也不符合环境友好的理念,建议开设气相色谱法测定酱油、果汁、罐头等调味品或饮料中的山梨酸和苯甲酸,可以依照“芝麻油”国家标准GB8233-2008,测定其中某项理化指标.高效液相色谱的经典实验是定量测定苯甲酸甲酯、奈、吡啶等,完全可以依照GB14963-2011《食品安全国家标准蜂蜜》测定其中的葡萄糖、果糖、蔗糖.这里之所以选择芝麻油、蜂蜜作为检测对象,主要是这两类产品的市场尤其混乱,普通百姓难以判定其真假,通过开设该类实验,学生的专业自豪感油然而生,同时也拓宽学生的知识面.也可以利用课余时间开展一些兴趣实验,比如:掺假牛奶、面粉中有毒添加剂、问题松花蛋、食品中有害元素(或微量营养元素)鉴定等,不要以为该类实验档次低,不足以挂齿.创新意识、能力的培养没有高低之分,教学流程为:自带检材独立规范制样集中检测交流结果告知百姓.
3开设“三废”处理实验,培养环保意识
环境保护已引起人们的高度重视,基于化学学科特点,其生产过程中或多或少的要产生“三废”,如何降低“三废”的排放,或者说如何变“三废”为资源,是摆在化学工作者面前的长期课题.应当开设固体废弃物的再利用、废水的无害化处理、废气的资源化吸收实验,重在培养意识、拓展视野、养成习惯.当然,不同的地区其“三废”特色不尽相同,可以结合本地实际开设相应的实验,就淮北而言,固废物方面可以开设煤矸石制备净水剂、粉煤灰制备氧化铝、磷石膏制备化肥等实验,废水方面可以开设有色废水的脱色或降解、COD的测定、有害元素的去除等实验,废气方面可以让学生利用互联网查阅相关资料,借鉴市场上尾气吸收技术提出自己的新方案,然后开展模拟试验,重在培养解决问题的能力.
4合成化学实验,强化对实验产品的检测
传统的合成化学实验教学往往偏重于制备过程,只在表观上判定目标产物的质与量,这与化工企业的生产管理是不相符的,有一则广告语“药材好,药才好”,讲的是企业要严把原料的质量,好原料是生产出高质量产品的首要条件,上游企业的产品又是下游企业的原料,所以企业都严格把守“进”“出”两关,这里不是说生产过程不重要,对企业来讲其生产工艺、技术参数一旦确定,基本保持固定的操作方式,轻易不作变动,而原料、产品的批次不尽相同,相关人员要了解常用的检测仪器,掌握其检测方法.因此应把这一理念引入日常教学中,认真测定原料和目标产物的理化指标,在条件许可的情况下,让学生多见识相关的检测仪器(比如:旋光仪、卡尔费休水分测定仪、粘度仪、密度仪、白度仪等).
5玻璃仪器向小型金属设备转换
基础化学实验是以玻璃仪器为工具完成的,若应用化学专业实验还是在玻璃仪器中实现制备、结晶、分离等操作,不能更好地让学生体会到专业实验的特色,况且应用化学专业的毕业生大部分就业到化工企业,大学期间若不储备一些常用化工设备的感性知识,不熟悉常见设备基本操作,就业后面对工业化的金属设备会一片茫然,用人单位自然会俯视我们的毕业生,以致他们在短时间内很难打开局面,不得不补习该类知识板块.因此专业实验应开设一定数量的用金属设备来完成的制备实验.重在丰富学生的实践阅历,为就业以后尽快适应工作岗位做铺垫.当然,也存在开课成本高及制备出的产品的去路问题,可以考虑无偿送给有需求的单位或个人,做到物尽其用,比如,生产(制备)的涂料可以送给学校后勤用于美化校园,若是制备某日化产品(如:洗衣粉等)可以让学生带回去享用自己的劳动成果.可以考虑开设如下项目,1)特色涂料的制备,2)天然色素的提取,3)特色洗衣粉的制备,4)建筑脱模剂的制备,5)建筑用胶的制备.
6用现代仪器完成传统实验
传统实验是化学研究的基石,是化学工作者的基本能力之一,随着时代的发展,实验手段也在不断更新,应让学生多了解一些现代的仪器,培养学生的创新能力.利用氧化还原反应原理可以制备多种精细化工产品,传统的方法是让氧化剂(无机物或有机物)与还原剂(有机物或无机物)在适当的条件下反应,最终获取某种目标产物,不仅成本高且对环境或多或少地造成污染(产生“三废”).有机电解合成是现代化工业尤其是精细化工中的一个“高效清洁”的新工艺.电化学不仅与有机化学、分析化学及无机化学有关,还渗透到环境科学、能源科学和生物科学等诸多科学研究领域.建议开设相关的实验,比如:由马来酸电解法制备琥珀酸,该实验周期短、现象明显.有机物的批量生产,其分离提纯是基本操作单元之一,传统方法是采用蒸馏、分馏(精馏)等方式来提高产品的纯度,受自身原理的限制很难制得更高纯度的产品.而现代的方法是采用“分子蒸馏”可以轻松得到高纯度目标产物,建议开设“分子蒸馏”实验.再如微电解处理污水、微波干燥、超声提取等,均可以引入应用化学专业实验中.切实做到从玻璃仪器实验为主向以机、电、光、磁等实验为主转变.
7结合实际开设不同方向的应化专业实验
应用化学专业在发展过程中逐渐形成天然产物化学及其应用、精细化学品化学以及应用分析技术3个专业大方向[3].而每个大方向又有多个分支.如精细化学品又分为表面活性剂、日用化学品、涂料与粘合剂、轻工化学品、纳米材料、工业催化剂等,受学时数等诸多因素的限制,不可能开设太多的实验项目,可以以选做或开放实验的方式将实验项目提前告知学生,学生结合自己的兴趣选做某方面的实验.项目来源要结合本校教师的研究方向及实验场所的具体条件进行确定,当然也要限定一定数量的学生参与,避免“冷热不均”现象的发生[4].
8专业实验依托毕业论文实验
应用化学专业实验不仅要训练学生熟练的实验操作技能,更重要的是培养学生的综合素质和实践创新能力[5].毕业论文实验可以较全面的锻炼学生查阅相关资料、设计实验方案、发现问题、解决问题的综合能力.本科学生可以自由结合成立课题小组,建立高年级研究生与本科生组合实验的模式,让高年级的研究生参与到相关的课题组,既可以锻炼研究生的组织协调能力,更有“教学相长”的功效,本科生可以借鉴研究生在科研思维、实验方法及实验技巧等方面的优势,通过小组内的讨论及交流,集思广益直至形成基本的研究思路,设计出具有探索性或启发性的实验方案,从理论及实践两方面论证其可行性,有选择地通过实践验证设计方案的科学性,并且不断完善实验方案,最终实现设计目标.建立本科生为主体、研究生参与其中、教师辅助指导的实验教学新模式.
应用化学研究方向范文3
关键词:民族地方院校;产业人才培养;实践教学;优化
中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0170-02
应用化学专业产业人才培养属于订单(定向)式培养人才,培养的是直接面向地区战略性新兴(支柱)产业发展所需要的本科层次应用型、复合型、技能型专门人才。其必须具备扎实的理论基础知识、良好的科研基本素质和进行化工新产品、新工艺设计与开发的工程实践能力,必须受到基础和应用开发研究方面的科学思维和科学实践的训练[1]。实践教学环节是学生认识世界、认识自我、发展能力的重要途径,是强化学生创新和工程实践能力培养的重要措施,也是与科研生产实际相联系的重要纽带。为此,必须深入推进实践教学体系的不断更新[2-6]。现以我校湖北民族学院为例,探讨民族地方院校应用化学专业产业人才培养之实践教学体系的优化与实践,以期为相关兄弟院校提供一定的理论指导和参考价值。
一、实践教学体系优化的必要性
传统应用化学专业是介于化学与化工工艺之间的一个应用性理工科专业,主要研究化学理论在各个相关领域中的应用,属于应用研究型专业,在培养模式选择上可理可工。由于民族地方院校多处偏远落后地区,属少数民族聚居地,如我校地处武陵山区,前期区域经济、社会发展相对滞后,应用化学专业建设之初虽选择工科模式,但走的主要是理科路线,其在实践教学上形式单一,内容陈旧,缺乏特色和创新,而现有的应用化学专业产业人才培养方案是在传统的应用化学专业基础上发展起来的,在学生创新和实践能力培养上仍然比较薄弱,不利于充分体现民族高校的特点、学生工程实践能力和科研开发能力的实际需要。伴随着国家西部大开发战略和我省武陵山少数民族经济社会发展试验区建设等富民兴区举措的大力推进,给武陵地区特别是恩施州的工业发展创造了前所未有的机遇,但面临的却是高级应用化学人才十分匮乏的尴尬境地。因此,应用化学专业产业人才培养应该综合考虑民族院校的特点,紧密跟随民族区域内重点产业的发展趋势,以民族地区特有的资源为依托,制定切实可行、便于操作、有特色的专业实践教学体系。
二、优化实践教学体系的措施
为了制定切实可行的特色专业实践教学体系,我们紧紧围绕“一个目标,两条主线,三个强化”这一总体思路,即以培养高素质应用型、复合型、技能型的应用化学专业产业人才为目标;以强化科研开发能力和工程实践能力的培养为两条主线;三个强化即强化学生的创新实验能力、科学研究能力和技术开发能力等创新能力培养,强化学科之间的交叉和校内外实践教学资源的整合,强化有利于区域经济发展的专业办学特色。
(一)“两条主线”
1.工程实践能力培养主线。优化我院应用化学及相关专业现有单元操作设计、机械设备设计、毕业设计内容,整合相关专业,如化工、制药工程的工程设计技能训练平台,进行工程设计的现代化和信息化建设,结合企业实际项目开展学生工程实践设计训练,提升学生的工程设计能力。
整合认识实习、顶岗实习和毕业实习内容,辅以面向湖北省支柱产业与新兴产业的材料类、制药类、矿业类的操作仿真实训等实践教学环节,强化学生的实践技能。
2.科研能力的培养主线。在科研能力的培养中,根据本专业人才实践能力形成的条件和规律,精心确定各类实验(实践)性课程的内容和运行方式。实验教学内容包括基本实验、提高性实验(综合性、设计性)、研究创新型三个层次。面向生产、科研实际,不断优化和改革实验教学内容,要在实验教学内容中体现最新的生产需求和科研成果;探索新的实验教学方式,确保实验教学的质量;对实验选题、方案设计、指导过程、考核办法等环节进行改革,特别是在各实验教学模块中渗透工程意识和创新意识。
(二)“三个强化”
1.在实践教学中发掘、调动和培养学生对研究与实践的兴趣,培养在科研和工程实践中仔细观察、积极思考、大胆探索的科学品质,激发创新欲望。培养创新能力包括创新思维能力、创新实验能力、科学研究能力和技术开发能力。采取灵活多样的课内实践与课外实践相融合的方式,实践教学内容密切联系科研、工程和社会实际,注重传统与现代相结合。
2.在实践教学内容的选择上不仅推进了化学与化工的结合、化学与制药工程的结合,而且实现了与生命、医药、材料、能源、农业等学科领域的交叉与渗透。以应用化学专业实验建设和我院化工、制药工程等专业实验实训平台的建设为契机,整合校内外实践教学资源,在师资队伍、研究方向等方面相互依托支撑,高度共享。加强同恩施清江生物工程有限公司、湖北省宝石花工艺品有限公司、咸丰县三鑫矿业有限公司等企业的合作,让学生多渠道参与科学研究和创新实践。
3.充分利用矿物、天然产物等地域资源优势,以教师科研项目为依托,同企业建立联合的研发机制,在指导上实行“双师”制,将学生的创新实践活动与当地企业新产品、新工艺开发相结合,让学生直接参与服务于地方经济发展的研究活动,发挥地方民族院校的特色和特长。
通过学生科研开发能力和工程实践能力的培养,科学构建应用化学专业产业人才培养的专业实践教学体系,优化各专业实践教学模块的教学内容,强化学生的科研开发实践能力、创新思维和创新能力的培养,逐步形成自己的专业特色,并服务于地方经济发展。
三、结论
随着民族高校办学规模的不断扩大,教学资源极其有限,而且伴随民族地方经济产业结构的调整和升级,对毕业生的工程实践能力、科研能力和创新能力等综合能力的要求将越来越高。结合民族地域经济和民族高校特点,对应用化学专业产业人才实践教学环节进行改革和优化,采用多种方式着力培养学生的实践创新能力,对于提高本科教学质量、促进民族地方经济社会的发展具有重要意义。本研究的成功实施,对于其他民族地方院校应用化学专业产业人才培养方案,尤其是实践教学体系的制定和优化有着重要的理论指导和实践价值,同时对于化学、制药工程、化学工程与工艺专业等相近专业的建设也具有很好的推广价值。
参考文献:
[1]刘雁,蓝岚翎,许云丽,等.地方高校光信息科学与技术专业产业人才培养初探[J].中国电力教育,2012,(31)
[2]黄文胜,翟琨,向东山,等.地方民族高校基于学生创新能力培养的环境科学专业实践教学模式构建[J].教育教学论坛,2014,(43)
[3]李辉.大学生创新能力培养中的创新实践教育平台建设[J].中国大学教学,2013,(9)
[4]梁文耀,陈武喝.基于创新能力培养的自主性实验教学改革探讨[J].实验室研究与探索,2012,(8)
应用化学研究方向范文4
朱家华,2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获得者。1983年出生,2006年获扬州大学应用化学工科学士学位,2009年获南京工业大学化学工程硕士学位。同年起于美国拉马尔大学攻读化学工程博士学位。博士期间主攻先进纳米聚合物复合材料的制备、表征以及在能源储存和环境保护方面的应用。目前已在Macromolecules、Chemical Communication等SCI期刊40余篇。参与《半导体纳米技术百科全书》等书籍的编写工作。多次在国际会议上介绍研究成果并作口头报告。
获得自费生奖学金对我是一项崇高的荣誉。在国外攻读博士学位期间,遇到了种种的困难,包括语言障碍、仪器操作、撰写论文等,但是在导师的指导、家人的关爱和朋友的帮助下,克服了所有的难题。在此特别感谢所有帮助过我的人,尤其要感谢祖国的支持与培养。——白振华
白振华,2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获奖者。1983年出生,2005年获内蒙古大学电子科学与技术专业学士学位,2008年获河北工业大学微电子学与固体电子学专业硕士学位,2012年获日本神户大学光学工程专业博士学位。毕业后在新加坡南洋理工大学进行1年博士后研究,目前在美国艾奥瓦州立大学继续研究工作。研究方向为开发高效的可见及红外光区域荧光纳米材料,应用于激光及生物成像方面。留学期间,在国际知名学术期刊上发表文章13篇,其中7篇为第一作者。
在美国留学的5年,是学业充实的5年,也是充满艰辛和坎坷的5年。能够获得自费生奖学金,我十分感激国家对海外学子的殷切关怀。它不仅是对我们学业成就的一种肯定,更激励着我们今后在科研的道路上披荆斩棘,有朝一日运用自己所学为祖国的繁荣发展添砖加瓦。——盛
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盛,2011年“国家优秀自费留学生奖学金”获得者。1985年出生,2007年于南京大学化学化工学院获得理学学士学位,分别于2010年、2012年获美国加州大学洛杉矶分校化学与生化系硕士、博士学位。研究方向为锰超氧化物歧化酶的结构与机理,铜锌超氧化物歧化酶的沉淀机理以及其诱发肌萎缩性侧索硬化症的原因。留学期间,研究成果发表在Proc. Nat. Acad. Sci.,J. Am. Chem. Soc.等国际学术期刊。
应用化学研究方向范文5
(济宁学院化学与化工系,山东曲阜273155)
摘要:我们从无机化学实验内容体系、预习系统的建立、教师监督指导机制和实验评价等方面进行改革,突出应用型人才培养目标,强化学生的基本实验技能,使之形成求实创新的意识,具备一定的科研意识和思维方法,掌握初步的科研方法,以适应不断变化发展的社会需求。
关键词 :无机化学实验;应用型;实验改革;人才培养
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)12—0060—02
基金项目:山东省教育科学规划课题项目(2013GG040);济宁学院教学改革项目(2013JX32)。
收稿日期:2014—06—11
作者简介:苑壮东(1970— ),女,山东济宁人。济宁学院化学与化工系,副教授,研究方向:无机化学。
韩丽娟(1978— ),女,内蒙古赤峰人。济宁学院化学与化工系,讲师,硕士,研究方向:无机化学。
王静霞(1976— ),女,山东济宁人。济宁学院化学与化工系,讲师,硕士,研究方向:化学课程与教学论。
当下,高等教育已经进入大众化教育的时代, 社会对人才的需求和要求发生了深刻的变化。在经济全球化的时代,化学化工行业对人才素质的要求越来越高,传统的精英教育和专业化培养模式已难以满足现实的要求。现代化学化工行业门类之多, 专业技术发展之快, 同行业竞争之激烈, 对化学化工从业人员提出了很高的专业性要求,[1]化学化工行业对能够迅速解决生产实际问题、适应社会多样化需求的应用型人才的需求量大大增加。
应用型人才的培养离不开实践教学环节,化学是实践性非常强的学科,因而,化学实验教学是培养高素质应用型人才的重要途径。无机化学实验是化学专业、应用化学专业和化学工程与工艺专业的大学生接触到的第一门专业实践课程,对于培养学生良好的实验室工作习惯和素养,训练学生的基本实验技能,培养学生的综合能力,启发学生的科学思维方法,使其逐步树立乐于学习、勇于开拓的科学精神,真正达到应用型人才培养目标起着非常重要的作用。因此,非常有必要加强和改进无机化学实验课程的教学。
为适应社会发展的需求,各高校结合自身特点和培养目标,都在积极地进行无机化学实验教学改革探索,主要体现在实验内容和实验教学手段等不同方面的改革。[2][3][4]我们在无机化学教学实践中也进行了一系列的改革探索,力求培养高素质的应用型人才。
一、精选内容,优化实验教学体系
通过实验内容的改革,认真解决学生在实验中“照方抓药”的弊端。删减、调整重复性的实验内容;改变单一、教条的实验模式,强化实验技能的培养;注重培养学生认识问题、解决问题的能力,构建以提高实验技能为主导,多层次、逐步提高的实验教学体系。以培养应用型人才为根本出发点,我们将实验内容划分为基本操作实验、基本原理和元素化学实验、应用型综合设计实验以及开放性设计实验四个层次,力争将实验技能及能力培养贯穿于实验教学的全过程。
首先,细化实验室工作规范,强化基本操作实验,使学生具备较强的职业技术能力。将仪器的认领与洗涤、试剂的取用、溶液配制、过滤、蒸发结晶、气体发生、仪器安装与操作等分单元列为基本操作实验项目。细化、量化、标准化每一个基本操作的要求,以训练和强化学生的操作技能。例如,在试剂的取用实验中,首先,让学生明确试剂取用规范的重要性和必要性;然后,将实验要求分解为液体试剂和固体试剂的准确取用和粗略取用、取用量的控制、滴管操作等更细致的基本操作,并明确操作要求和标准,严格要求学生反复练习,使学生打下扎实的基本功。
其次,在训练基本操作的基础上,注重基础原理和元素化学实验的学习。重视理论与实验的相互促进,让学生通过实验进一步领悟化学原理,巩固相关知识,培养其观察问题、分析问题、解决问题的能力。在这一层次的内容中,适当加入一些与内容相关的讨论或者安排一些小的设计实验,让学生尝试运用所学知识解决实际问题,为后面进行综合设计实验奠定基础。例如,在元素实验中安排了这样的设计实验:设计实验说明卤素单质的氧化性,设计实验说明H2O2的化学性质等。这样不仅能够逐步培养学生思考问题、判断问题和解决问题的能力,还能激发学生的科研兴趣。
再次,在应用型综合设计实验部分,除选取应用性强的实验,如由海盐制备试剂级氯化钠、水中溶解氧的测定等,还将教师科研中的部分实验纳入教材,如某种配合物的制备及结构表征等。并逐渐将综合设计实验设计为“思路引导”的模式,即实验中只给出实验设计的一般思路,由学生自行查阅资料,设计并完成实验,从而系统训练和培养学生独立进行实验的能力和综合分析的能力。
最后,开放性设计实验是培养学生能力的重要环节。我们主要采取开放基础实验室和科研实验室两种形式。在基础实验室,除实验室提供的实验内容外,还可以根据学生的兴趣,从生活实践或实验中的“疑惑”取材,鼓励学生思考,并通过实验探究解决疑问,培养学生敢于质疑、勇于探索的科学精神,训练学生查阅文献、比较分析和综合判断的能力。开放教师的科研实验室,采取“导师制”培养模式,鼓励学生积极参与、体验科学研究的过程,逐渐熟悉科学研究的方法,培养其基本的科研能力,实现由掌握基本技能到熟练进行基础实验,再到独立设计实验、进行科学研究的提升。
二、优化预习网站,提高预习效果
预习是无机化学实验的重要环节,决定着实验的成败,更直接影响学生能力的形成。为此,我们对实验预习方案的优化进行了探讨,建立了无机化学实验预习系统,将枯燥的实验文字结合视频、录像呈现出来,不仅激发了学生的兴趣,而且从根本上改善了学生的预习效果。
预习网络评价系统的组成及流程可以用图1来表示。[5]
三、建立实验监督指导机制,构建科学的实验考核体系
规范实验教学管理,建立健全实验监督、指导机制——“无机化学实验教学环节质量标准及工作规范”,明确指导教师的责任,使学生在实验过程中能够得到适时、恰当、有效的指导。由同行教师和学生共同为实验指导教师评定成绩。
构建科学的实验考核体系,注重对学生操作能力和解决问题能力的考查,全面地反映学生的综合能力。我们对学生实验的综合评价包括实验预习成绩、实验室规范成绩、平时实验操作成绩、实验报告成绩和实验操作考核成绩等五个部分,根据应用型人才培养目标细化各部分的评分要求、评分标准和评分等级。同时,在考核中突出学生的基本实验技能训练,加大基本操作实验环节成绩的比重,基本操作合格才可以进行后续部分的实验。
为培养高素质应用型人才,我们针对基础无机化学实验进行了相关的改革尝试,虽然取得了一些明显的成效,但仍然需要继续努力。
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参考文献]
[1]冯绍杰,刘瑾,潘洁松.地方院校应用化学人才特色培养的认识与实践[J].高等建筑教育,2009(3).
[2]李向清等.大学无机化学实验教学改革探讨[J].化工高等教育,2011(5).
[3]李庆全,陶二红.浅谈无机化学实验改革[J].科技致富向导,2012(2).
应用化学研究方向范文6
关键词:轻化工程;生物技术;学科交叉;专业硕士;培养策略
专业硕士与学术型硕士不同,其目的是培养具有扎实理论基础,并适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专业人才。教育部、人力资源和社会保障部于2013年11月公布了《关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》,强化了专业硕士应以实践为导向,重视理论水平与实践的综合应用[1]。江南大学轻化工程专业硕士培养侧重于染整方向,即以纺织纤维制品为原料,探讨、研究与纤维制品相关的前处理、染色、印花及功能化整理新方法与新技术,以培养染整专业知识和实践技能兼备的人才。
1培养学科交叉复合型人才的必要性
染整作为纺织产业链中的重要环节之一,对提升纺织产品质量和附加值有重要影响,但近年来在发展中也暴露出不少问题,并日益成为制约本行业发展的瓶颈[2]。这主要包括:(1)染整企业生产中水、电、汽能耗高,导致能源紧张和生产成本不断上升,企业净利润下降,影响了可持续发展;(2)染整废水排放量大(占纺织行业污水排放量的60%),且废水处理成本较高;(3)部分企业仍以粗放型和低水平方式生产,产品多为常规中低档产品,附加值不高。因此尽管国内染整行业产能水平不低,但从纤维制品前处理到染整废水处理各环节成本不断上升,导致多数染整企业利润走低。为解决上述问题,有必要将相关学科的新技术与传统染整生产技术相融合,借助于信息技术、数字技术、应用化学技术、生物技术等来改造和提升传统的染整生产,通过新技术、新工艺、新设备和新助剂的应用,促使染整行业向着高效率、低能耗、少污染的方向发展[3]。近年来江南大学发挥学科门类较齐全的优势,在轻化工程专业硕士教学中推行了基于学科交叉互融的教改研究。目前通过与机械工程、颜色技术、应用化学、生物技术等学科交叉,培育出了包括新型染整装备、纳米印染技术、纺织生物技术等多个轻化工程专业硕士的教学和研究方向。其共同点在于培养具有复合技能的应用型专业硕士人才,立足于从纺织纤维制品前处理、染色、印花及功能化整理环节,最大程度地减少生产过程中水、电、汽等资源的消耗,降低生产排放,实现纺织品的清洁化生产。
2轻化工程与生物技术交叉复合型专业硕士的培养策略
生物技术是利用生物体制,以生物工程技术加工底物为原料来提供所需的各种产品或达到某种目的的新型跨学科技术。生物技术与纺织纤维制品的染整加工具有相关性,尤其在最近30年得到了快速发展。轻化工程与生物技术交叉研究的思路是借助于生物酶进行纤维前处理、染色后处理和功能整理。与传统纺织品化学加工相比,生物技术与轻化工程相结合后能降低染整生产排放,实现温和条件下高效节能加工。江南大学在生物工程、生物技术学科方面具有教学与科研优势,其中生物工程为国家级一类特色专业、江苏省首批品牌专业。为顺应生态染整的发展要求,我校结合这一优势将轻化工程与生物技术相交叉,形成了纺织生物技术研究方向,并构建了应用型轻化工程专业硕士人才培养体系。具体包括下述四个方面。
2.1导师队伍建设
由于生物技术在染整中的应用以酶技术为主,因此对导师队伍组成也提出了较高要求。一方面要求导师熟悉纤维的原料特点,染整加工原理,工艺和设备,纤维制品质量评价;另一方面也要求导师对生物技术的相关专业知识(如生物酶种类、酶学特性、应用效果评价方法等)有相当的了解,力求同时拥有两个学科的知识结构。通过近10年的建设,我校纺织生物技术研究方向已建成了符合上述要求的导师队伍。目前纺织生物技术方向的导师队伍由10人组成,其中教授4人,副教授6人,具有轻化工程专业背景的博士4人、具有生物技术相关发酵工程专业的博士3人。在与生物技术交叉的纤维制品染整加工研究中,能从生物酶的菌种筛选、酶作用机理与酶学特性等方面,与纤维制品酶法加工很好地结合起来。在专业硕士培养过程中为提高人才培养质量和企业课题实施效果,鼓励专业硕士导师走进染整企业,与学生一起分析和解决企业遇到的现场技术难题。另一方面依托企业设立的省企业研究生工作站、博士后流动站,聘请企业内硕士生导师共同参与到课题实施中,以充实师资队伍。
2.2课程体系和平台建设
培养与生物技术交叉的轻化工程专业硕士,课程体系和研究平台建设是基础工作。为体现专业硕士课程的实用性和学科交叉性,教学改革中对原有课程组成、学时分配、课程考核方式进行了优化。除了与纺织化学相关的专业课程外,增加了纤维素与蛋白质化学、纺织生物技术基础、仪器分析等,其中纤维素与蛋白质化学区别于一般的纺织材料学,更多从分子和超分子结构层面分析其结构组成与其化学加工、生物酶处理的相关性;纺织生物技术基础是专业知识交叉的主要课程,阐述生物酶种类、酶学特性、酶对纤维的作用机制、纤维结构与酶整理效率相关性、纺织品生物酶应用等内容;仪器分析课程除介绍常见的高分子及纤维材料分析方法外,还补充介绍了与生物技术相关的测试手段如凝胶电泳、氨基酸分析等。通过上述理论课程学习,为后续纤维制品化学和生物酶加工研究奠定了理论基础。在平台建设方面,依托我校生态纺织教育部重点实验室,建立了纺织生物技术研究室,为基于生物技术交叉的轻化工程专业硕士培养提供了保证。纺织生物技术研究室不仅拥有常规的纤维材料相关实验设备与仪器,还建立了与生物技术相关的检测与评价手段,满足了常规从菌种筛选到纤维制品酶处理应用研究的大部分实验需求。以纺织生物技术研究室为基础,我校还联合葡萄牙米尼奥大学成立了生态染整国际联合实验室,通过定期召开纤维生物加工技术学术会议,拓展了轻化工程专业硕士生的研究视野。
2.3构建以染整企业需求为导向的论文选题策略
由于轻化工程专业硕士不同于学术型硕士,论文选题应强化理论与应用实践技能的结合,优先考虑源于工程实际且对节能、减排和降耗有促进和引领作用的课题。我校论文选题立足于企业需求的酶法纤维制品染整加工研究,确立了纺织生物技术研究三个子方向:生物酶前处理;生物酶染色后处理;酶促功能化改性加工。(1)生物酶前处理包括纤维制品的酶退浆、酶煮练和漂白脱氧加工等。其中酶退浆是指采用商品淀粉酶和自主菌种筛选得到的PVA降解酶,取代烧碱法或氧化法进行棉型织物退浆,通过酶制剂水解布面淀粉或PVA浆料来降低前处理废水的COD值。酶煮练应用于棉麻织物和彩棉织物,不仅可达到用碱法精炼的果胶去除效果,而且还避免了传统碱煮练易造成的纤维损伤,对彩棉织物还可减少碱法易造成的色素流失和布面色变现象。在真丝织物加工中,生物酶前处理主要是借助于蛋白酶去除桑蚕丝表面的丝胶。(2)生物酶染色后处理旨在去除深色织物表明的浮色,提高织物的湿处理牢度。与传统高温皂煮相比,采用漆酶与较少用量的净洗剂复配,不仅能有效去除织物表明未固色或结合力较弱的浮色染料,而且生物酶能有效对水洗液进行脱色,在一定程度上降低了染色水洗残液的色度值,降低了染色废水处理的负担。(3)生物酶功能化改性是借助生物酶进行纤维制品的功能化加工,以提高产品的附加值。酶法纤维制品功能化改性的内容较广泛,包括以纤维素酶改善棉麻织物外观光洁度和织物仿旧整理;以蛋白酶提高羊毛纤维制品的防毡缩性能,以谷氨酰胺转移酶催化接枝氨基整理剂进行羊毛抗菌阻燃整理加工;以酪氨酸酶进行真丝织物抗菌防皱整理等。相较纤维制品的化学法功能化加工如高温焙烘(如阻燃整理)、含氯整理剂(如羊毛防缩)、含醛树脂(如防皱整理),尽管酶法加工成本略高,但在赋予纤维功能性的同时,能减轻化学法整理易造成的纤维损伤和环境不友好性。在上述子方向论文选题和实施前,专业硕士要先制定课题初步实施方案,探究酶法纤维制品染整加工工艺的可行性并开展预研工作。在此基础上再制定详细的工作计划,并定期汇报课题进展情况。在研究中既要考虑纤维制品酶法加工的效果,同时也要兼顾在企业应用中工艺设备、生产成本和加工效率的匹配性。
2.4构建学科交叉复合型轻化专业硕士质量评价体系
传统上对硕士质量与水平高低的评价主要是参照论文,包括完成的硕士论文、发表的期刊论文(SCI、EI、CSCD)的数量与等级。而轻化工程专业硕士是要培养掌握染整专业坚实的理论基础和宽阔专业知识、拥有较强解决实际问题的能力,满足实际工作需要的应用型高层次专门人才。因此专业硕士在培养质量评价方面要与学术型硕士有所不同,不能简单照搬其评价体系[4]。参照既有部分高校实践经验[5-6],结合本专业实际情况,我校主要从专业知识能力、实践动手能力、学术研究能力和创新应用能力四方面进行综合评价。专业知识能力是指在研究生阶段专业理论课程的学习成绩,在实验工作中表现出的对染整、生物技术知识的掌握与运用能力;实践动手能力是指在实验室或生产现场,对纤维制品酶处理加工过程合理安排和现场操作的技能,此方面企业导师的评价也是重要组成部分。学术研究能力评价侧重于两个方面:一方面评价学位论文阶段性进展和完成情况,从开题报告、中期检查结果、预答辩和答辩情况四阶段,结合平时例会课题汇报来综合评判课题工作量与论文水平;另一方面考察是否有与课题相关的学术或发明专利申请。由于多数论文课题与染整生产的相关度较高,因此专业硕士是否可公开或专利需与课题合作企业商榷确定。创新应用能力是指专业硕士在课题研究、实验实践中表现出来的个人综合拓展能力。在纤维酶处理研究和实践中,对能提出新方法、新工艺并有突出业绩表现的创新型专业硕士,纺织生物技术研究室会给予适当的激励与表彰。
3交叉复合型轻化工程专业硕士培养成效