汪存東，程　原，杜拴麗，謝　龍

(中北大學化工與環(huán)境學院，山西　太原　030051)

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化工專業(yè)多層次實踐教學體系的構(gòu)建與實施*

汪存東，程原，杜拴麗，謝龍

(中北大學化工與環(huán)境學院，山西太原030051)

針對高校培養(yǎng)的理工科學生實踐能力差，創(chuàng)新能力弱的特點，以化工專業(yè)為例構(gòu)建了一套新的多層次實踐教學體系，詳細介紹了新實踐教學體系的實施過程，并比較了新舊實踐教學體系的不同點。新的實踐教學體系增加了實踐理論的學習，加強了創(chuàng)新能力和研究意識的培養(yǎng)過程，具有更好的系統(tǒng)性，更注重學生的實踐和科研能力的培養(yǎng)，實施后取得了很好的效果。

理工科；實踐教學體系；實踐能力；化工專業(yè)

隨著社會經(jīng)濟建設的發(fā)展，社會對人才的要求也越來越高，為了適應社會發(fā)展對人才需求的變化，各高校開始重視學生培養(yǎng)模式的改變，目的是讓自己的學生不但理論知識扎實，而且具有一定的實踐和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的高等教育模式培養(yǎng)出的人才，重理論輕實踐，缺乏創(chuàng)造力，已越來越難以適應現(xiàn)代經(jīng)濟建設的需要，高等教育迫切需要加強創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[1-4]。

理工類的很多學科都是以實踐為基礎的自然科學，實踐能力是高校理工科學生能力結(jié)構(gòu)中不可缺少的重要組成部分。培養(yǎng)學生的實踐能力，是社會對高校理工科專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格的客觀要求，是高校理工科專業(yè)理所當然的重要教學目標之一[5]。然而，傳統(tǒng)理工科專業(yè)開設的實踐教學主要有課程實驗和專業(yè)實驗，大多數(shù)實驗都是一些驗證性實驗，實驗的目的主要是驗證課本上所學的一些理論知識，模式單一，實踐教學過程中對學生的科研實踐能力的培養(yǎng)重視不足。在這種模式培養(yǎng)下的理工科學生缺乏獨立思考問題，解決問題和分析問題的能力，具體表現(xiàn)在學生在做科學研究時不知道科學的實驗方法，不會實驗設計，數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析的能力也較弱，缺乏獨立科學研究的能力。為了在本科階段培養(yǎng)理工科學生的實踐能力和科研能力，促進學生知識、能力、素質(zhì)的全面提升和協(xié)調(diào)發(fā)展，增強其社會競爭力，有必要對現(xiàn)有的實踐教學體系進行改革和完善。

針對現(xiàn)有實踐教學模式分散、獨立、對能力培養(yǎng)要求不高，實踐教學處于學科理論教學的附屬地位的特點，重新構(gòu)建出新的循序漸進式的系統(tǒng)化的實踐教學體系。在新體系中重新定位實踐教學，把培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力放在實踐教學的首位。分層次的系統(tǒng)化的培養(yǎng)學生的實踐能力，在教學中不但注重基本操作，還得注重學生科學研究意識、科學思維方法、科學研究方法和數(shù)據(jù)處理能力的訓練與培養(yǎng)。

1　系統(tǒng)化實踐教學體系的構(gòu)建

實踐能力是提高學生科研能力和創(chuàng)新能力的切入點。一般來說，實踐能力包括基本實踐能力和創(chuàng)造性實踐能力兩方面[6]?；緦嵺`能力體現(xiàn)在實驗安排、基本操作技能、實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)的觀察與記錄、分析與處理的能力；而創(chuàng)造性實踐能力則體現(xiàn)在實驗前的方案確定、實驗中的分析研究以及實驗后的綜合提高等方面。通過實踐能力的培養(yǎng)，使學生掌握基本實驗技能，學會實驗設計、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析，是提高學生科學研究能力的必要途徑。

以本?；瘜W工程與工藝專業(yè)的學生為例。目前化學工程與工藝專業(yè)招四個班，三個普通班，一個實驗班?；瘜W工程與工藝專業(yè)原有的實踐教學是四大基礎化學實驗，然后就是化工原理、高分子化學等專業(yè)實驗，模式分散、獨立，不能從培養(yǎng)學生的綜合能力出發(fā)形成一個完整的實踐教學體系。為了提高學生的科學研究能力，構(gòu)建了一種較為系統(tǒng)化的實踐教學新體系，具體可以分為四個層次。

第一層次，以鍛煉學生的基本專業(yè)操作能力為目的，培養(yǎng)的途徑是四大基礎化學實驗，通過這些實驗讓學生掌握比較規(guī)范的專業(yè)基本操作技能。

第二層次，掌握必要的實踐理論知識，也就是教會學生科學研究方法，如查閱中英文科技文獻的能力、實驗方案的制訂、試驗方法的選擇、實驗數(shù)據(jù)的處理能力，以及掌握現(xiàn)代分析儀器工作原理和基本操作等。

第三層次，實踐能力的訓練，通過實際操作來鍛煉學生的實踐創(chuàng)新能力。

第四層次，科學研究能力訓練階段，通過畢業(yè)論文以及一些競賽等來綜合鍛煉學生的實踐能力。

新的實踐教學體系的具體情況如圖1所示。通過新的實踐教學體系的培養(yǎng)，使學生具有一定的實踐能力和科學研究能力。

圖1　多層次實踐教學體系示意圖

2　實踐教學體系的實施

實踐能力的培養(yǎng)是一個逐步漸進的過程，所以實踐教學的計劃和安排也要遵循這樣的規(guī)律。新的實踐教學體系的實施情況是大一和大二上學期完成第一層次的培養(yǎng)，即通過四大基礎化學實驗以培養(yǎng)學生的基本操作能力；大二下學期和大三上學期完成第二層次的培養(yǎng)，開設一些關于科學實踐方法方面的課程，如“文獻檢索”、“現(xiàn)代分析測試技術”、“實驗設計與數(shù)據(jù)處理”等，教會學生如何進行實驗并能規(guī)范地處理實驗結(jié)果；大三和大四上學期，完成第三層次的培養(yǎng)，通過專業(yè)課程實驗以及專業(yè)綜合實驗如“化工原理實驗”“高分子化學實驗” “化工專業(yè)綜合實驗”等，另外為了進一步培養(yǎng)學生的實踐能力和興趣，我們還申請開設了“高分子的合成及結(jié)構(gòu)表征”選修課，讓學生接觸一些現(xiàn)代分析測試儀器。通過以上各種途徑來達到提高學生的綜合實踐能力，并在此階段開設了“科技論文寫作”課程，使學生不但會實驗而且有能力表達出實驗的研究成果；大四下學期，完成第四層次的培養(yǎng)，通過畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)進一步鍛煉學生獨立進行科學研究的能力。另外，除了這些本科培養(yǎng)計劃里規(guī)定的教學內(nèi)容之外，化工學院每年還有一些科技活動，如“大學生創(chuàng)新實驗”，在老師的指導下，利用兩年內(nèi)的課余時間，由幾個同學組成的各個創(chuàng)新小組獨立去完成一項科研項目，學校給予一定的科研經(jīng)費的支持，結(jié)題時要進行答辯，并要求發(fā)表相關研究論文一篇，這極大的激發(fā)了同學們參入科研活動的興趣，每年都有20多組的實驗創(chuàng)新項目申報，有100多名同學參入到活動當中。還有每年主辦的全國化工設計大賽，在老師的號召下，化工專業(yè)大四的同學幾乎有一半的同學參入其中，按照組委會的要求，每個參賽小組設計出自己的作品。這兩年通過同學們的努力，每年都有三組進入了全國化工設計大賽的總決賽，并獲得一等獎和二等獎等，比賽成績優(yōu)異，同學們也得到了很好的鍛煉。

3　新舊實踐教學體系的比較

新的實踐教學體系在舊的實踐教學體系上進行了一些改進，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，調(diào)整了實驗項目，在專業(yè)課程實驗的基礎上增加了專業(yè)綜合實驗。專業(yè)課程實驗如高分子化學實驗，化工原理實驗、精細化工實驗開設的實驗主要是一些驗證性實驗，驗證性實驗能夠使學生熟練掌握實驗設備和儀器的安裝和使用程序，學生通過親自動手操作和觀察實驗結(jié)果，使其動手能力得到提高，并對所學的專業(yè)知識有了進一步了解。但驗證性實驗多是相對獨立的，每個實驗只對應于某個知識點，彼此之間聯(lián)系不大，由于其固定的實驗模式而在一定程度上滋養(yǎng)了學生的惰性，不利于發(fā)揮學生的主觀能動性，特別是不利于學生的求異意識和創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。因而，在保留課程專業(yè)實驗的基礎上，我們又增開了專業(yè)綜合實驗。如高分子方面的綜合實驗有“環(huán)氧樹脂的制備及性能研究”， “聚醋酸乙烯酯的制備及醇解”，“苯丙共聚乳液的制備及性能測試”等，在“環(huán)氧樹脂的制備及性能研究”的實驗中包括:① 環(huán)氧樹脂的制備；② 環(huán)氧樹脂的提純；③ 環(huán)氧樹脂的粘接性能測試等內(nèi)容。以上實驗項目從高分子化合物的合成、提純、甚至性能研究都有涉及，都為綜合性實驗和設計性實驗，通過設置這些類型的綜合型實驗，可以使學生進一步加深對理論知識的理解，提高學生綜合運用知識分析和解決問題的能力，從而提高學生的綜合素質(zhì)。

第二，新的實踐教學體系在原有的教學體系的基礎上增開了三門非常重要的新課程，一是“實驗設計與數(shù)據(jù)處理”課程，通過本課程的學習可以使學生掌握科學的實驗方法和實驗數(shù)據(jù)分析與處理的能力，從而具有非常好的實踐理論基礎。二是開設了“科技論文的寫作”，通過本課程的學習，可以讓學生掌握規(guī)范的科技成果表達能力，這也是作為一名科學研究人員必須具備的基本素質(zhì)。另外，還開設了一門選修課 “高分子的合成和結(jié)構(gòu)表征”，在內(nèi)容設計上，我們考慮到激發(fā)同學們的研究興趣，挑選了一些大家比較熟悉的高分子化合物作為合成對象，如有機玻璃的合成及表征、環(huán)氧樹脂粘合劑的合成及表征等，在對產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)表征時我們利用學科上新購買的現(xiàn)代分析儀器對學生進行開放，如紅外光譜分析，差示掃面量熱分析、熱重分析等，通過這些現(xiàn)代儀器實驗，可以加深學生對這些現(xiàn)代分析儀器的了解，為其以后的科學研究打下很好的基礎。

第三，加強了課外科技實踐活動，每年開展的化工技能大賽、大學生創(chuàng)新項目以及化工設計大賽等活動，具有覆蓋面廣、同學們參入積極性高、活動質(zhì)量高等特點，給同學們提供了非常好的實踐機會，這對學生的實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了很好的促進作用。

4　新實踐教學體系的特點

新的實踐教學體系從專業(yè)基本操作，實踐理論學習，實踐能力的提高，科研能力的訓練幾個方面循序漸進，使學生從被動實驗狀態(tài)進入到主動實驗狀態(tài)，倡導以學生為主體，全面調(diào)動學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，使學生逐漸掌握思考問題、解決問題的方法，提高其創(chuàng)新實踐的能力。所以從新實踐教學體系的內(nèi)容設置和實施情況來看，新的實踐教學體系突出特點是：具有更好的系統(tǒng)性，實踐教學的目的不再僅僅是培養(yǎng)學生的基本操作能力，而更注重學生的實踐和科研能力的培養(yǎng)。通過新實踐教學體系的實施，可以促進學生知識、能力、素質(zhì)的全面提升和協(xié)調(diào)發(fā)展，彰顯優(yōu)良的教學效果，造就一大批具有較強實踐能力及競爭能力的高層次創(chuàng)新人才。

5　實踐教學效果

(1) 在新的實踐教學體系下，同學們的實踐能力明顯提高，參入科研活動的積極性明顯增強。

(2) 取得的科研成果明顯增多，每年同學們有多項專利申請，并發(fā)表科技論文數(shù)十篇。

(3) 同學們多次入圍全國化工設計大賽的總決賽，并獲得一等獎。

(4) 有些同學考入了研究生，老師們對同學們實踐能力的給予了較高的評價。

6　結(jié)　論

通過以上實踐教學的建設和探索，我們逐步完善了化工專業(yè)的實踐教學體系，豐富了教學內(nèi)容，在培養(yǎng)學生的實踐能力方面取得了明顯的效果。

[1]江艷瓊,林梅.淺談大學生科學研究能力的培養(yǎng)途徑[J].科技教育, 2011(6):215.

[2]陳麗珍,王建龍,曹端林,等. 基于行業(yè)需求的化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式[J]. 廣東化工,2014,41(12):207-208.

[3]王天仕,宋純鵬,尚富德,等.構(gòu)建能力培養(yǎng)型實驗教學新體系[J].實驗室研究與探索, 2011,30(5): 97-100.

[4]李玉賢,張佳樂.大學生科學實驗能力培養(yǎng)的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備, 2011(15): 144-149.

[5]陳支武,張德容.完善實踐教學體系培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才[J].實驗室研究與探索,2012,31(8): 167-169.

[6]鄭春龍,邵紅艷.以創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為目標的高校一體化實踐教學體系的構(gòu)建與實施[J].中國高教研究,2007(4):85-86.

Construction and Implement of Multi-level Practical Teaching System for Chemical Engineering Specialty*

WANG Cun-dong, CHENG Yuan, DU Shuan-li, XIE Long

(School of Chemical Engineering and Environment, North University of China, Shanxi Taiyuan 030051, China)

Aiming at the characteristics of poor science and engineer students’ practical ability and weak innovation ability, a new multi-level practical teaching system was constructed in the chemical engineering specialty. The implementation process of the new practical teaching system was introduced in detail, and the difference between the old and the new practice teaching system was compared. The new practical teaching system was better, and paid more attention to the cultivation of students’ originality consciousness, practice and scientific research ability. After the implementation it had achieved good results.

science and engineering; practical teaching system; practical ability; chemical engineering specialty

中北大學教改項目。

汪存東(1977-)，男，副教授，碩士生導師，主要從事功能高分子的合成及性能研究。

G642

B

1001-9677(2016)01-0183-03