段海寶

（南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京211171）

基于產(chǎn)學(xué)研合作的大學(xué)綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探討

段海寶

（南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京211171）

產(chǎn)學(xué)研合作教育是把課堂教學(xué)與實(shí)踐能力直接結(jié)合起來，在理論和實(shí)際結(jié)合的過程中啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。因此，開展創(chuàng)新性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)就顯得非常重要。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是理論與實(shí)際結(jié)合較強(qiáng)的一門專業(yè)實(shí)踐課程，開設(shè)該課程的主要目的是使學(xué)生加深對(duì)本專業(yè)所學(xué)理論知識(shí)的理解，并與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合，從而使學(xué)生成為適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。本論文從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方式等方面對(duì)大學(xué)綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了探討。

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；產(chǎn)學(xué)研合作教育；教學(xué)方法；教學(xué)方式

高等學(xué)校具有人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會(huì)服務(wù)三大功能，要使高校能夠?yàn)閲?guó)家的改革和發(fā)展源源不斷地提供高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，更好地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，高等學(xué)校就必須走出“象牙塔”，打破傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，探索產(chǎn)學(xué)研合作辦學(xué)的道路。產(chǎn)學(xué)研合作教育模式是一種以培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良素質(zhì)、提升學(xué)生綜合能力和增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力作為重點(diǎn)，在教育過程中充分利用學(xué)校、企業(yè)及科研單位等多種不同教育環(huán)境和教育資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢(shì)，把傳統(tǒng)的以課堂傳授知識(shí)為主的學(xué)校教育與直接獲取實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力為主的生產(chǎn)活動(dòng)、科研實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的人才培養(yǎng)體系[1]。產(chǎn)學(xué)研合作教育有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的啟迪，在傳統(tǒng)的應(yīng)試教育模式中，學(xué)生一般只知機(jī)械地接受老師所傳授的知識(shí)，不愿主動(dòng)去思考探索，在學(xué)習(xí)過程中缺少主動(dòng)性，沒有創(chuàng)新性的思維和意識(shí)[2]。產(chǎn)學(xué)研合作教育是把課堂教學(xué)與實(shí)踐能力直接結(jié)合起來，在理論和實(shí)際結(jié)合的過程中啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維[3]。因此，開展創(chuàng)新性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)就顯得非常重要。本人根據(jù)自己近年來的教學(xué)科研實(shí)踐，對(duì)如何開展產(chǎn)學(xué)研合作的大學(xué)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)談?wù)勛约旱膸c(diǎn)看法。

1 大學(xué)綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開展的必要性

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是我院（環(huán)境科學(xué)學(xué)院）應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的專業(yè)實(shí)踐必修課之一，是學(xué)生完成有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)后，理論與實(shí)際結(jié)合較強(qiáng)的一門專業(yè)實(shí)踐課程，開設(shè)該課程的主要目的是使學(xué)生加深對(duì)本專業(yè)所學(xué)理論知識(shí)的理解，并與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合，從而使學(xué)生成為適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。綜合化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的確定及開展需要結(jié)合目前企業(yè)急需而又長(zhǎng)期沒有解決的技術(shù)難題?？捎山處煛W(xué)生和工廠技術(shù)人員組成課題組，從實(shí)驗(yàn)方案的論證、實(shí)驗(yàn)課題的確定到論文總結(jié)、組織鑒定等過程盡可能讓學(xué)生參與到每一個(gè)環(huán)節(jié)。這些過程的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都涉及多學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用，是理論與實(shí)踐結(jié)合的具體體現(xiàn)。這種產(chǎn)學(xué)研合作的教育模式，在廠校合作中形成了教學(xué)、科研、生產(chǎn)的整體，既解決了工廠的難題，為企業(yè)創(chuàng)造了財(cái)富，又使教師在實(shí)踐中能長(zhǎng)期保持教學(xué)與科研的活力，使學(xué)生工程實(shí)踐能力的得到鍛煉。為了能夠切實(shí)鍛煉學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，可以從以下二個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)。

2 大學(xué)綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

在教學(xué)內(nèi)容上，本實(shí)驗(yàn)需要與教師的科研項(xiàng)目和相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際問題結(jié)合。解決一些前沿型的問題。鍛煉他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及獨(dú)立思考的能力。例如：在卷煙主流煙氣有害氣體組分中，CO的含量最大且毒性強(qiáng)，因此降低和消除卷煙煙氣中的CO含量對(duì)于提高卷煙吸食的安全性至關(guān)重要，而且有利于我國(guó)卷煙行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，特別是對(duì)于那些有出口任務(wù)的卷煙企業(yè)而言，有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。雖然，目前工業(yè)上對(duì)卷煙主流煙氣中CO的消除研究已取得了一定的進(jìn)展，但所報(bào)道的上述材料本身均存在一定缺陷，難以滿足工業(yè)化要求。因此，在工業(yè)上，設(shè)計(jì)和研發(fā)一種對(duì)CO具有較強(qiáng)吸附能力的新材料具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。金屬-有機(jī)骨架材料 （Metal-Organic Frameworks,MOFs）是由金屬離子或者含有金屬離子的簇（也稱為二級(jí)構(gòu)筑單元（SBUs）與多齒有機(jī)配體通過配位鍵形成一維、二維或三維周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)材料。由于這些材料具有高度有序的多孔性，高的比表面積以及可調(diào)的孔徑尺寸和功能化孔道表面，使其在多種領(lǐng)域內(nèi)存在廣泛的應(yīng)用前景，可作為催化劑、催化載體、氣體儲(chǔ)存和分離材料等。這類材料對(duì)絕大多少的本科生來說是一類沒有接觸到過的物質(zhì)，他們需要自己去了解和探索。而在我們的教師科研項(xiàng)目中，會(huì)涉及到這類結(jié)構(gòu)新穎可控的MOFs材料。我們可以將這類新材料與企業(yè)需要實(shí)際解決的問題相結(jié)合，在本科教化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展此類實(shí)驗(yàn)，既能夠開闊學(xué)生的眼界，又可以激發(fā)他們探索新世界的興趣。從而有效提高教學(xué)質(zhì)量和效率。此外，科研文獻(xiàn)中報(bào)道的一些與生命體相關(guān)的最新材料也可以嘗試開展。例如某些發(fā)光材料可以與生物體結(jié)合，生物體內(nèi)成像，即我們可以清楚地看到生物體的組織結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到研究生物體的目的。將這些最新的內(nèi)容補(bǔ)充到課堂教學(xué)中，可以讓學(xué)生覺得很有意思，讓他們認(rèn)識(shí)到化學(xué)不只是有毒、有害、危險(xiǎn)性大的物質(zhì)?；瘜W(xué)與我們生活、生命息息相關(guān)。

3 大學(xué)綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不可替代的教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能以及提高解決實(shí)際問題的能力。它要求學(xué)生具備一定的綜合知識(shí)，通過查閱國(guó)內(nèi)外資料，總結(jié)歸納文獻(xiàn)，篩選出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)路線方案，核算最優(yōu)原料成本，繪制最簡(jiǎn)流程圖，解決實(shí)際問題。通過實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的鍛煉，加深學(xué)生對(duì)理論課程的理解，鞏固和提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力，增強(qiáng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，能夠?qū)W(xué)生所從事專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和理論聯(lián)系實(shí)際的能力產(chǎn)生重要的影響。擺脫過去常用的教師只是簡(jiǎn)單講述實(shí)驗(yàn)過程的模式。可以利用一些輔助手段進(jìn)行教學(xué)，譬如可以利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)資源來提供最新科研成果的鏈接，以便學(xué)生隨時(shí)瀏覽和下載。目前，我們學(xué)校圖書館的電子資源比較豐富，很多高水平的最新文獻(xiàn)均可以下載。對(duì)于一些理論知識(shí)較淺的科研成果，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行口頭報(bào)告并相互講述與評(píng)價(jià)。通過這種方式既能夠加深學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域的全面理解，又能夠增強(qiáng)他們對(duì)新問題的求知欲望。查閱文獻(xiàn)并歸納總結(jié)后，與指導(dǎo)老師一起探討實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中的主體性。這樣可以真正調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中來。因此，將科研工作融入到教學(xué)內(nèi)容中，是一個(gè)很好的方法，關(guān)鍵在于如何把握這個(gè)度。此外，鼓勵(lì)一些對(duì)科研有興趣的學(xué)生盡早加入科研實(shí)驗(yàn)室，與指導(dǎo)老師多交流，將理論課程學(xué)習(xí)與科研工作相結(jié)合，對(duì)學(xué)生的高標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)多鼓勵(lì)，能夠激發(fā)他們的創(chuàng)造力。

4 大學(xué)綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程安排

該課程作為一門應(yīng)用化學(xué)專業(yè)高年級(jí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)必修課，一般都安排在第6-7學(xué)期，是常規(guī)實(shí)驗(yàn)課程的一個(gè)延伸。該課程通過具體的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，來強(qiáng)化和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，以及增強(qiáng)對(duì)科學(xué)前言的了解。同時(shí)，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生動(dòng)手能力、研究素質(zhì)、分析問題和解決問題能力得到提高，為學(xué)生的畢業(yè)論文、就業(yè)和深造打基礎(chǔ)。然而,就目前而言,有的高校還沒有開設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課,有的高校盡管開了實(shí)驗(yàn)課,但實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以傳統(tǒng)的驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)為主。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)條件、藥品、儀器都是教材規(guī)定的,而且有些實(shí)驗(yàn)工藝陳舊落后,常常是讓學(xué)生依照講義,按部就班地進(jìn)行,不利于提高學(xué)生科研主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力,作為高年級(jí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,還存在一定的不足。

5 結(jié)束語

結(jié)合我校建設(shè)地方性應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)宗旨以及環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)建設(shè)特色，面向應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開展綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不僅與當(dāng)前精細(xì)化學(xué)品行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)一致，同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)精細(xì)有機(jī)合成理論知識(shí)的掌握和運(yùn)用，在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、服務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有重要的實(shí)際價(jià)值和理論意義。

［1］刁麗琳，朱桂龍，許治．國(guó)外產(chǎn)學(xué)研合作研究述評(píng)、展望與啟示[J]．外國(guó)經(jīng)濟(jì)與管理，2011(33)：48-57．

［2］林偉連．產(chǎn)學(xué)研合作共同體:內(nèi)涵特征與構(gòu)建路徑[J]．高等工程教育研究，2013 (4)：47-51．

［3］劉繼紅，金雯．高校在產(chǎn)學(xué)研合作中的角色定位與戰(zhàn)略選擇——基于演化博弈的視角[J]．黑龍江高教研究，2016(8)：18-20．

［4］劉樹恒，劉長(zhǎng)霞，周立梅．滄州師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)[J]．設(shè)計(jì)創(chuàng)新型綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試，2009(2)：110-111．

［5］王科志，申秀民，劉正平，蔣福賓，歐陽(yáng)津．化學(xué)教育[J]．化學(xué)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革，2010(3)：92-94．

［6］趙祥華，周莉，王莉敏．廣州化工[J]．應(yīng)用型綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革及其人才培養(yǎng)，2016(5)：205-206．

［責(zé)任編輯：李書培］

段海寶（1978—），男，安徽六安人，博士，南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院，副教授，研究方向?yàn)槌肿硬牧稀?/p>