吳 鐸，龍俊霞

(蘇州大學(xué) 材料與化學(xué)化工學(xué)部 化工與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215123)

中國高等教育大眾化的進(jìn)程相對于西方發(fā)達(dá)國家發(fā)展得較為迅速。在20世紀(jì)90年代，僅有不到10%的高中生升學(xué)繼續(xù)接受高等教育，到了2009年這個(gè)比例超過了20%[1]。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》強(qiáng)調(diào)要著力培養(yǎng)高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才，對人才培養(yǎng)提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。大學(xué)作為專業(yè)化程度比較高的教育機(jī)構(gòu)，其主要工作內(nèi)容是知識的傳授和創(chuàng)新?，F(xiàn)代大學(xué)設(shè)置的教學(xué)與科研兩大職能就是分別對應(yīng)知識的傳授和創(chuàng)新。從大學(xué)發(fā)展的實(shí)踐表明，知識傳授的質(zhì)量直接影響知識創(chuàng)新水平，沒有高質(zhì)量的知識傳授，就不能培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才；而知識創(chuàng)新的水平也會(huì)影響知識傳授的進(jìn)行，沒有知識創(chuàng)新的源頭，就無法實(shí)現(xiàn)新知識的注入，使得知識傳授成為簡單的重復(fù)勞動(dòng)，影響知識的傳授質(zhì)量[2]。因此，加快教學(xué)與科研的互動(dòng)融合發(fā)展是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的必經(jīng)之路。

然而，教學(xué)與科研都需要大量人力、物力以及資金的投入，在實(shí)踐中，由于科研與教學(xué)及其相關(guān)支撐條件有時(shí)缺乏統(tǒng)籌管理，造成儀器設(shè)備等資源重復(fù)購置。另外，一些高校在對科研與教學(xué)投入方面需要做出決策選擇和輕重緩急的安排時(shí)，往往對科研以重點(diǎn)考慮。相對的，教學(xué)則經(jīng)常處于保證正常教學(xué)秩序的及格水平[3]。于高校而言，科研水平已經(jīng)成了評價(jià)一所學(xué)校綜合實(shí)力和辦學(xué)水平的象征。如果一所學(xué)校產(chǎn)出了一些重大科研成果、發(fā)表了相當(dāng)數(shù)量的高水平研究論文、擁有頂級的科學(xué)家，那么學(xué)校的知名度、地位、聲譽(yù)和排名將會(huì)快速上升，由此也會(huì)帶來更多的資源以及優(yōu)秀的生源。許多高校為了自身的發(fā)展和生存，對科研的重視程度日益增加。于教師而言，科研成果意味著職稱評定、工資待遇等一系列與教師切身相關(guān)的利益，而相反，教學(xué)成果通常見效慢且缺乏相關(guān)的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。教學(xué)與科研不對等的評價(jià)機(jī)制，也導(dǎo)致了個(gè)別教師消極對待教學(xué)工作，而投入大量時(shí)間精力在發(fā)表科研論文及申請項(xiàng)目課題上。綜上，如何有效推進(jìn)我國高等教育中的科教融合是十分值得研究和探索的關(guān)鍵問題。

以化學(xué)工程專業(yè)為例，國家對本科生的培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)相關(guān)自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論、化學(xué)與工程基礎(chǔ)及專業(yè)知識，掌握產(chǎn)品與工藝開發(fā)、生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)、過程安全與環(huán)境保護(hù)的理論和方法等，了解化工學(xué)科前沿方向及發(fā)展趨勢，具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力，成為能夠運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際的工程問題的復(fù)合型人才。高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)是通過專業(yè)結(jié)構(gòu)和課程體系實(shí)現(xiàn)的，人才培養(yǎng)的主要載體是各種專業(yè)課程，因此課程建設(shè)與改革是提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要方面。

多數(shù)高?；瘜W(xué)工程專業(yè)本科生培養(yǎng)是以《化工原理》《化工熱力學(xué)》《化學(xué)反應(yīng)工程》《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》《化工工藝學(xué)》《化工設(shè)計(jì)》等主要課程以及與課程配套的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課作為核心課程，組建化學(xué)工程專業(yè)核心課程群。隨著科技的發(fā)展，化學(xué)工程已經(jīng)滲透到工程學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域，形成了多個(gè)化學(xué)工程的基本分支學(xué)科，而且形成了多個(gè)應(yīng)用學(xué)科，如環(huán)境化工、材料化工、食品化工等，化工專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)領(lǐng)域越來越廣泛，所有這些變化要求化學(xué)工程的本科生教育要不斷擴(kuò)大視野。國內(nèi)的一些高校也進(jìn)行了一些切實(shí)可行的教學(xué)改革，比如廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的化工專業(yè)開設(shè)了化工新產(chǎn)品開發(fā)課程[4]，從培養(yǎng)未來化工工程師的角度出發(fā)，以化工新產(chǎn)品的開發(fā)為切入點(diǎn)，向?qū)W生闡述化工產(chǎn)品的開發(fā)過程，通過實(shí)際案例調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以提高學(xué)生的自主探究能力為主，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和解決問題的能力，取得了良好的教學(xué)效果。天津大學(xué)化工學(xué)院的沈美慶等人依托環(huán)境保護(hù)這項(xiàng)基本國策，認(rèn)為環(huán)境保護(hù)和資源的有效利用需要依托物理、化學(xué)和生物學(xué)的新成果的注入，開設(shè)了生態(tài)環(huán)境材料這門課程[5]，生態(tài)環(huán)境材料是多學(xué)科交叉的新領(lǐng)域，通過這門課程的學(xué)習(xí)能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，當(dāng)學(xué)生將來進(jìn)入企業(yè)之后或能改變之前相對陳舊的生產(chǎn)工藝?yán)砟睢还苌a(chǎn)，不計(jì)后果和資源再利用等，著重培養(yǎng)學(xué)生在綠色化工與可持續(xù)發(fā)展上的大局意識。電子科技大學(xué)在精細(xì)化工課程設(shè)計(jì)教學(xué)中引入教師的在研項(xiàng)目，開發(fā)新型的課程設(shè)計(jì)過程，克服了傳統(tǒng)使用課程教材設(shè)計(jì)課題的固定模式[6]，通過課程與工程應(yīng)用項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)基礎(chǔ)知識，全過程參與精細(xì)化工產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐的綜合素養(yǎng)。

結(jié)合學(xué)院自身的學(xué)科研究特色，從2014年起蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部面向化工本科生在大三下學(xué)期開設(shè)了《顆粒技術(shù)》專業(yè)必修課。顆粒技術(shù)是一門與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密、涉及到多學(xué)科知識交叉的課程。根據(jù)課程特點(diǎn)靈活設(shè)計(jì)教學(xué)方案，通過教學(xué)與科研相結(jié)合，讓學(xué)生不僅能夠加深對化學(xué)工程基礎(chǔ)知識的理解，也能夠通過這個(gè)“窗口”了解前沿科技。教學(xué)內(nèi)容中引入工程實(shí)踐以及科學(xué)研究中用到的大型生產(chǎn)設(shè)備、先進(jìn)科研表征設(shè)備的理論講解以及實(shí)踐操作，讓學(xué)生對大型設(shè)備有著更好的了解。利用科研實(shí)驗(yàn)室的資源，通過理論講解結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的方式，將課堂理論學(xué)習(xí)與科研活動(dòng)結(jié)合，采用科教融合的方式促進(jìn)知識的理解與內(nèi)化，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)邏輯思維能力，以強(qiáng)化教學(xué)質(zhì)量。其主要實(shí)施方案如下：

1 課堂教學(xué)—精選教學(xué)內(nèi)容，啟迪科研思路(24學(xué)時(shí))

1.1 課程內(nèi)容的模塊化設(shè)計(jì)，增加教學(xué)深度

根據(jù)課程性質(zhì)，將生產(chǎn)實(shí)踐與理論教學(xué)相聯(lián)系，增加教學(xué)深度，將多學(xué)科的知識進(jìn)行融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生在解決復(fù)雜的工程實(shí)踐問題時(shí)能夠熟練運(yùn)用或創(chuàng)造性地應(yīng)用這些基本概念及原理的能力。顆粒對許多學(xué)生來說并不陌生，藥物、奶粉、塑料粒子等都是顆粒物。以應(yīng)用為導(dǎo)向，從不同材料配方和工藝技術(shù)選型出發(fā)，涵蓋顆粒產(chǎn)品質(zhì)量，包括物化性質(zhì)與性能的表征評價(jià)方法，聯(lián)系工程實(shí)際，使學(xué)生融會(huì)貫通并可以靈活掌握和運(yùn)用所學(xué)知識。

1.2 結(jié)合前沿技術(shù)和科研成果，強(qiáng)化教學(xué)質(zhì)量

從大學(xué)發(fā)展的實(shí)踐表明，知識傳授的質(zhì)量直接影響創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。組織高質(zhì)量的課堂教學(xué)，科研也是重要保證之一。教師從事科研工作，能夠了解知識創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)，使自己的教學(xué)內(nèi)容不斷更新，緊跟時(shí)代的發(fā)展。此外，科研工作使教師在創(chuàng)造知識的過程中，了解其來龍去脈，在教學(xué)時(shí)也更好地做到深入淺出。而化工領(lǐng)域的科研成果日新月異，在為學(xué)生打好化工基礎(chǔ)理論的同時(shí)，向?qū)W生講解一些前沿技術(shù)進(jìn)展，有助于啟發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生們學(xué)習(xí)新的知識，掌握新的理論，更好地適應(yīng)社會(huì)對人才的需求。

1.3 引入研發(fā)平臺硬件的教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)展學(xué)生知識儲(chǔ)備

顆粒產(chǎn)品會(huì)涉及實(shí)驗(yàn)平臺、中試設(shè)備及質(zhì)量檢驗(yàn)檢測設(shè)備，結(jié)合學(xué)院科研平臺的資源優(yōu)勢，對這些大型儀器進(jìn)行介紹，并在實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)合開展的課題，展示這些設(shè)備的使用方法與操作過程。如制粒過程中的大型設(shè)備噴霧干燥塔、分析顆粒粒徑分布時(shí)需要用到粒度儀、分析顆粒形貌需要使用掃描電鏡、分析顆粒結(jié)構(gòu)會(huì)用到物理吸附儀等設(shè)備。了解這些設(shè)備的功能和作用，有利于擴(kuò)展學(xué)生的知識面，對于學(xué)生畢業(yè)后無論進(jìn)入生產(chǎn)一線，還是進(jìn)行讀研深造都有很大幫助，而且通過對儀器分析數(shù)據(jù)的解讀，也能加深對理論知識的理解和應(yīng)用。

2 科研實(shí)踐—理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)科研素養(yǎng)(12學(xué)時(shí))

利用科研平臺的資源優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。從課程初期啟迪學(xué)生的科研思路，到課程中期學(xué)習(xí)各種實(shí)驗(yàn)操作技能，課程后期自己提出研究性問題，查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，開展實(shí)驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行分析。讓學(xué)生在這個(gè)過程中初步體驗(yàn)科學(xué)研究的全過程，將課堂上學(xué)習(xí)的理論應(yīng)用于實(shí)踐，使知識得以升華，使學(xué)生的科研素養(yǎng)和綜合能力得到明顯提升。根據(jù)開展科研工作的幾個(gè)中心環(huán)節(jié)，將實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐教學(xué)分為以下幾個(gè)階段：

2.1 確定研究課題和分組

實(shí)驗(yàn)實(shí)踐以小組的形式進(jìn)行，首先需要確定研究課題和分組。教師提出適合課程內(nèi)容的較寬范圍的研究課題，或者以教師從事的科研項(xiàng)目為例，選擇符合學(xué)生水平的小型研究問題進(jìn)行展開。由學(xué)生根據(jù)興趣和背景，查閱資料，與教師討論后確定具體研究內(nèi)容；確定研究課題的過程中，教師共同參與，學(xué)生充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)。學(xué)生之間自由組合分組，每組5-6人。

2.2 制定研究方案

確定好研究課題及分組后，以小組為單位，共同搜集資料，討論確定研究方案。研究方案需要進(jìn)行充分論證，以確保方案的合理性。制定方案的過程中，教師需要進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)。

2.3 開展研究實(shí)踐

執(zhí)行研究方案是整個(gè)過程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，開展實(shí)驗(yàn)前期對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)以及操作技能培訓(xùn)，確保學(xué)生規(guī)范操作，避免發(fā)生實(shí)驗(yàn)室安全事故，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)科學(xué)可靠。教師安排研究生助教一起參與，督促各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)，按期完成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合，在課堂教學(xué)中加入實(shí)驗(yàn)成果的集體交流討論，由教師對實(shí)踐過程中學(xué)生遇到的問題進(jìn)行答疑解惑，促進(jìn)學(xué)生知識能力的快速提升。

2.4 準(zhǔn)備最終報(bào)告

本階段的工作是學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以總結(jié)，向全班進(jìn)行匯報(bào)。要求學(xué)生的匯報(bào)在符合教學(xué)要求的同時(shí)，采用多角度的方式呈現(xiàn)實(shí)踐成果及個(gè)人在課程實(shí)踐中的收獲，盡量保證每個(gè)人都有展示自己的機(jī)會(huì)。

3 結(jié)語

顆粒技術(shù)課程的教學(xué)組織方式，受到了同學(xué)們的廣泛歡迎和一致認(rèn)可。通過課程的學(xué)習(xí)，不僅融合了多學(xué)科的基礎(chǔ)知識，而且鍛煉了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，培養(yǎng)了良好的科學(xué)素養(yǎng)，對學(xué)生今后的發(fā)展有很大幫助。在科技日新月異飛速發(fā)展的今天，對于化工高素質(zhì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)，不僅要使其掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識，而且要使學(xué)生了解專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展前沿。如何進(jìn)行課程設(shè)置的改革，提高資源利用率，促進(jìn)教學(xué)與科研的良性互動(dòng)，在具體實(shí)踐中的探索比理論研究更復(fù)雜、更艱難，需要不斷地嘗試、磨合與完善。