馬建國 劉淑娟 羅明標 彭道鋒 花 榕

(東華理工大學(xué)化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013)

研究生教育是高等教育中一個非常重要的層次，研究生培養(yǎng)質(zhì)量好壞與否決定了一個國家的高端人才教育水平的高低。研究生教育包括科研項目及課程教學(xué)，其中課堂教學(xué)著重培養(yǎng)和提高學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識水平，擴大知識范圍，它對確保研究生培養(yǎng)質(zhì)量，拓寬學(xué)生專業(yè)知識結(jié)構(gòu)、提升科研能力有著不可或缺的作用。然而，我國研究生課堂教學(xué)過程中依然存在教學(xué)內(nèi)容更新不足、教學(xué)方式陳舊不變等諸多問題[1]。為此，教育部在《關(guān)于加強和改進研究生培養(yǎng)工作的幾點意見》(教研[2000]1號文件)指出，“研究生教育的改革與發(fā)展必須緊密結(jié)合國家現(xiàn)代化建設(shè)的實際。根據(jù)社會對不同學(xué)科、不同類型研究生的要求進行改革和新的探索，不斷提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量和適應(yīng)社會需求的程度；并且根據(jù)區(qū)域、行業(yè)和學(xué)科的發(fā)展水平及其對高層次人才數(shù)量、質(zhì)量和類型的要求，對研究生工作進行分類規(guī)劃與指導(dǎo)”[2]。因而，為提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量，改變傳統(tǒng)的教育思想和課堂教學(xué)模式，積極探索研究生教學(xué)新方法，適應(yīng)時代的發(fā)展，是研究生教育不斷創(chuàng)新的永恒話題。

東華理工大學(xué)作為一所具有地學(xué)優(yōu)勢和核學(xué)科特色的多科性大學(xué)，該?；瘜W(xué)學(xué)科下屬應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)及教育是彰顯學(xué)校核特色教育的重要組成部分。60多年來為國防、核軍工企事業(yè)單位輸送了上千名核化學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域人才。為進一步適應(yīng)我國核能發(fā)展戰(zhàn)略以及國防、核工業(yè)對核化學(xué)領(lǐng)域高端人才的需求，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)碩士生培養(yǎng)不斷加大核化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)知識的傳授力度，從課堂教學(xué)、科研項目等方面提高學(xué)生對核燃料循環(huán)過程中所涉及的核化學(xué)基礎(chǔ)理論、實踐操作技能的掌握和應(yīng)用?！昂巳剂匣瘜W(xué)”課程作為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)碩士的一門專業(yè)課程，主要以核燃料作為研究對象，介紹有關(guān)鈾、釷、钚等放射性核素的基本性質(zhì)及鈾、釷、钚化學(xué)的基礎(chǔ)理論，還講述了核燃料循環(huán)前處理和后處理工藝，達到理論聯(lián)系實際的目的。該課程的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生深入了解核燃料循環(huán)化學(xué)理論及工藝的基本知識和基本原理。但是，過去的研究生專業(yè)課程教學(xué)方式和許多本科理論課堂教學(xué)相似，主要以教師講授，學(xué)生被動地接受知識為主，無法激發(fā)和帶動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，造成教學(xué)效果不佳，不利于人才培養(yǎng)[3]。因此，探討與改進“核燃料化學(xué)”課程課堂教學(xué)方法，對提高學(xué)生的專業(yè)水平和科研創(chuàng)新能力，突出學(xué)校人才培養(yǎng)定位和特色，具有重要的意義。

Seminar教學(xué)法是目前流行于歐美大學(xué)研究生教育的一種新模式，“Seminar”，顧名思義為研討會，原指專門針對行業(yè)領(lǐng)域或具體討論主題在集中場地進行研究、討論交流的會。經(jīng)過不斷改進和吸收轉(zhuǎn)化，目前已作為新興教學(xué)方法被世界上大多數(shù)高校廣泛采用[4]。該方法將課堂教學(xué)由教師在講臺上講授改變?yōu)閷W(xué)生主講與師生討論相結(jié)合的形式，即由授課教師就課程內(nèi)容協(xié)助學(xué)生選定某一討論議題，由學(xué)生自行查閱文獻，準備材料，然后作為該議題的主講人，將自己查閱資料獲得的知識給大家做一個詳細的講授，然后再與教師、同學(xué)相互之間共同討論，形成一種交互式交流學(xué)習(xí)過程。Seminar教學(xué)模式使教師教授的課程由過去的教師講授，學(xué)生聽課記筆記的單向被動方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸v授-討論”的雙向互動模式，既有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性，拓寬學(xué)生的知識面，強調(diào)學(xué)生之間協(xié)作學(xué)習(xí)的能力，又能促使教師教學(xué)重心由教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心和以實用能力為中心。同時，還間接促進教師努力提高自身的教學(xué)水平、科研能力以及專業(yè)知識面[5，6]。目前，我國“Seminar”教學(xué)模式的研究與實踐尚處于初級階段，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)碩士課堂教學(xué)過程中采用“Seminar”教學(xué)的還較少見[7]。

為調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，建立以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)模式，我們針對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)碩士“核燃料化學(xué)”課程的教學(xué)，嘗試采用Seminar教學(xué)法進行了課堂教學(xué)，具體實施過程如下圖1所示幾個階段完成：

圖1 Seminar的實施階段

一、Seminar題目設(shè)計與準備

在Seminar開始之前，先由教師幫助學(xué)生一起根據(jù)課程不同章節(jié)知識的側(cè)重點及特點，選定討論的題目，并讓學(xué)生在課余通過網(wǎng)絡(luò)資源如搜索引擎、圖書館文獻數(shù)據(jù)庫等自行查閱、收集準備相關(guān)資料。在“核燃料化學(xué)”課程中，鈾、釷、钚化合物的性質(zhì)、采冶、分離、提純及后處理工藝是重點知識，老師可以引導(dǎo)學(xué)生選擇鈾、釷、钚的絡(luò)合物化學(xué)、鈾、釷、钚的氧化還原反應(yīng)、鈾、釷、钚的萃取化學(xué)、鈾、釷的生產(chǎn)工藝以及核燃料的后處理工藝等章節(jié)選定6～8個討論議題，讓學(xué)生去查閱相關(guān)資料，詳細了解這些放射性核素的提取、分離應(yīng)用技術(shù)及分離處置辦法。

二、Seminar的組織與實施

1.教師介紹：由任課教師先將學(xué)生進行分組，每組5～8人，每組選出一個主講報告人。然后教師需簡要介紹討論議題的基本問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，但不做任何詳細和深入評價，以免影響學(xué)生的自我判斷，學(xué)生需認真記錄議題的重點和難點，方便指導(dǎo)資料查詢。

2.主講學(xué)生報告：由各組主講報告人針對選題查閱文獻資料后，結(jié)合所學(xué)的基本理論知識，在分組討論會上以多媒體課件的形式對選題開展報告主講，通過主講人對主題內(nèi)容進行較為深入、系統(tǒng)地闡述和分析，提出自己的觀點。

3.討論與交流：各組學(xué)生圍繞交流主題，報告人與參與者之間開展互動討論和交流，提出各自的觀點和意見，在此過程中，學(xué)生的知識積累和表達能力等得到充分展示，加深對知識點的理解和掌握。

4.教師引導(dǎo)：Seminar開始后，教師通常也會參與到各小組的分析、解決問題的過程中，當(dāng)有的學(xué)生發(fā)言不積極或不參與議題時，教師就會提醒他們或向他們發(fā)問，當(dāng)他們跑題時，教師應(yīng)將他們引回原題。

5.教師總結(jié)：由教師針對專題開展評點，指出討論的不足之處，簡短地總結(jié)討論。

6.總結(jié)報告：Seminar過程結(jié)束后，主講學(xué)生根據(jù)議題討論過程中其他同學(xué)及老師提出的意見，進行歸納、總結(jié)，撰寫總結(jié)報告，并提交給老師。

7.成績評定：教師將Seminar課堂研討成績分成以下三個方面按不同權(quán)重記分(百分制)：

(1)學(xué)生的準備情況(30分)，如是否查閱了與課堂Seminar內(nèi)容相關(guān)的文獻?是否能夠提供紙質(zhì)材料？

(2)Seminar過程的表現(xiàn)(40分)，如在討論議題時是否積極主動?提問或回答同學(xué)的提問是否確切?是否提出了切中要害的關(guān)鍵問題或針對議題建立了合理有效的解決方案?

(3)總結(jié)報告(30分)，根據(jù)Seminar報告的合理性、分析透徹與否，是否有自己的見解等方面相應(yīng)加分。

三、核燃料化學(xué)”課程Seminar教學(xué)應(yīng)用實例

在應(yīng)用化學(xué)碩士的“核燃料化學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容組織上，可根據(jù)本學(xué)科的基本知識、基本理論或發(fā)展的前沿動態(tài)開展交流討論，學(xué)生可自行收集文獻資料，在Seminar上相互討論交流，Seminar可采用多種形式，既可以用1小時討論，也可以用幾分鐘討論；既可以是全班討論，也可以分組討論；而且課程教學(xué)地點不限。同時，也可就課程中遇到的問題難點或是工藝設(shè)計方案進行討論，有助于提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力?，F(xiàn)將Seminar教學(xué)法在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)碩士的“核燃料化學(xué)”課程教學(xué)中的實際應(yīng)用舉例如下：

實例1：討論主題-鈾的水冶化學(xué)中鈾的酸、堿浸出法的區(qū)別及影響因素。

目前鈾的生產(chǎn)工藝中酸浸出法和堿浸出法是常用方法。這兩種方法有很大差別，而且影響這兩種鈾浸出方法的因素很多，如礦物的特性、巖性、鈾的存在狀態(tài)、組分和圍巖的分散狀況等，是實際工作中需要解決的問題。在Seminar實施過程中，主講學(xué)生從包裹鈾的圍巖組分、裂變產(chǎn)物對鈾浸出的影響、浸出的溫度、酸度和浸出時間等條件分析浸出效果，并舉實例如砂巖鈾礦、瀝青鈾礦、次生鈾礦物、鈾釷共生礦、含鈾頁巖等鈾礦的不同浸出方法加以說明，在討論過程中，其他學(xué)生們提出的問題，由主講學(xué)生解答，教師給予引導(dǎo)，通過學(xué)習(xí)、討論，學(xué)生們對酸、堿浸出法提取鈾有了一個較全面的認識。由于討論的內(nèi)容很多在教科書上沒有，需要參加者預(yù)先針對議題的內(nèi)容查閱國內(nèi)外專業(yè)期刊文獻，這樣既了解了專業(yè)理論知識，又鍛煉了學(xué)生文獻閱讀及歸納能力，能取得更大的收獲。

實例2：討論主題-高選擇性萃取鈾礦冶廢液中鈾酰離子的實驗方法設(shè)計。

在鈾礦冶過程中含鈾廢水主要來源于生產(chǎn)中的工藝廢液、排放的沉淀母液和吸附尾液、工藝過程用水、礦井或露天采場的外排水以及地表堆積的廢礦石或表外礦石和尾礦的浸漬水等。鈾礦冶廢水中鈾質(zhì)量濃度約為天然水體中濃度的10000倍。通常廢水中的鈾較易以鈾酰根離子(UO22+)等形式發(fā)生彌散、遷移。高含量的鈾將會產(chǎn)生輻射能量，導(dǎo)致生物體的放射性病變，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成極大危害。若直接排放會造成水和土壤污染，將對環(huán)境和人類造成嚴重危害。因此，對含UO22+廢水的處理刻不容緩。因為操作簡單、高效、低成本，溶劑萃取成為去除鈾礦廢水中UO22+的常用有效方法。但是高選擇性萃取分離鈾過程中萃取劑的選擇非常關(guān)鍵。超分子是基于分子間的作用力(即非共價鍵形式，如氫鍵、靜電作用、氧鍵、范德華力和短程斥力等)，通過兩個或兩個以上的模塊依靠分子間力的協(xié)同作用而締合起來的結(jié)構(gòu)化合物，其最重要的特點就是分子識別能力非常強。利用超分子化合物的分子識別特性，可以達到對UO22+的高選擇性吸附。主講學(xué)生結(jié)合萃取UO22+時的萃取劑濃度、UO22+的初始濃度、硝酸濃度、鹽析劑、稀釋劑、雜質(zhì)離子以及溫度等影響因素，設(shè)計出了四叔丁基硫代杯[4]芳烴/NaHCO3/NaOH萃取體系、5，11，17，23-四(二丙基甲基次膦酸)25，26，27，28-四丙氧基杯[4]芳烴/TBP/三己基四癸基膦-六氟磷酸鹽離子液體、間-叔丁基杯[8]芳烴/H2O-HNO3等萃取體系，以上幾種方案讓學(xué)生分組實驗，比較其優(yōu)缺點，然后對實驗結(jié)果進行分析討論。通過教學(xué)充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，拓寬了知識面，加強了實驗?zāi)芰Γ瑸榻窈髲氖骡櫟V分析打下良好的基礎(chǔ)。

實例3：討論主體-鈾的生物堆浸生產(chǎn)技術(shù)。

生物礦化技術(shù)是利用微生物細菌氧化黃鐵礦或Fe2+得到Fe3+，然后利用H2SO4和Fe3+作為鈾的浸出劑，從花崗巖等低品位巖石中提取鈾的方法，它是一種將細菌浸出技術(shù)與鈾礦石堆浸工藝相結(jié)合的新穎的鈾礦冶生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)彌補了酸法堆浸的不足之處，提高了鈾的浸出率，縮短了生產(chǎn)周期，并降低了生產(chǎn)成本，減少了環(huán)境污染，可用于大批量提取鈾的生產(chǎn)。主講學(xué)生結(jié)合生物堆浸生產(chǎn)鈾的國內(nèi)外研究進展，以嗜酸氧化亞鐵硫桿菌、嗜鐵鉤端螺旋菌、嗜酸性氧化硫硫桿菌等為例，針對浸礦菌種、酸度、硫酸用量、堆浸過程中Fe3+和氧化還原電勢的動力學(xué)變化，以及生物堆浸動力學(xué)等影響因素提出自己的見解和觀點，然后大家展開討論。通過從篩選浸礦菌種、菌種馴化、細菌堆浸工藝參數(shù)等幾方面初步建立合理的生物堆浸生產(chǎn)工藝方案，深入了解生物堆浸生產(chǎn)的工藝方法和關(guān)鍵技術(shù)的解決方案。

四、結(jié)語

在碩士研究生教學(xué)課程中引入Seminar教學(xué)法，不僅提高了學(xué)生的參與度，也加強了老師與學(xué)生在課堂上的交流以及互動，對教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)生綜合素質(zhì)的提升都大有益處。通過一年的實施和學(xué)生評價，發(fā)現(xiàn)主講學(xué)生通過認真準備，對“核燃料化學(xué)”知識基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)理論在專業(yè)中的應(yīng)用有了更深入的理解，演講能力也得到了提升，參與的學(xué)生通過準備資料，由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)，積極思考，提高了合作和溝通能力，聽報告的學(xué)生積極提問，課堂教學(xué)變生動有趣，不再枯燥乏味，培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實際以及解決實際問題的能力。因而學(xué)生對Seminar教學(xué)法整體評價較高。此外，任課教師通過在Seminar實施過程中的輔助和引導(dǎo)，積極聽取學(xué)生的反饋意見，并認真歸納總結(jié)，和碩士生之間加深了師生感情，更促進了教師的教學(xué)方法的改進和教學(xué)水平的提高。

但是，Seminar教學(xué)法也存在著一些問題亟待改進，首先，該教學(xué)方法有一定的局限性，對于一些理論性較強的章節(jié)內(nèi)容如離子交換動力學(xué)和熱力學(xué)等不合適，傳統(tǒng)教學(xué)方式則更有效。其次，Seminar法要求學(xué)生準備時間較長，如果有的同學(xué)準備不充分，則造成Seminar實施效果不理想。同時，學(xué)生對Seminar報告的總結(jié)歸納能力需要進一步提高。最后，本方法對老師的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，不僅要求老師基礎(chǔ)理論知識扎實，而且還要有較好的對課堂的把控能力，善于從學(xué)生的問題中得到啟迪，及時準確地講解學(xué)生難以理解的知識點，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。