霍維濤，郝永超，李紅芳，袁洪晶，喬衛(wèi)葉

(邢臺(tái)學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，河北 邢臺(tái) 054001)

設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)是一門本科高年級(jí)開設(shè)的課程，目前國(guó)內(nèi)絕大部分高校都設(shè)置了這門課程。該課程一般由教師提前設(shè)定研究課題，學(xué)生依據(jù)課題檢索文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成操作、數(shù)據(jù)分析等教學(xué)環(huán)節(jié)，教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)。它培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的信息檢索、自學(xué)、總結(jié)概括、創(chuàng)新、溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力，是一門綜合性較強(qiáng)的課程[1]。與其他專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)不同，研究設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課并不關(guān)注于特定的專業(yè)知識(shí)理論驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)課題多種多樣，實(shí)驗(yàn)方案內(nèi)容并不確定，甚至實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也可能并不明確[2]。因此，這門課的教學(xué)并沒有太多教學(xué)資料可供參考，高校之間的教學(xué)效果差別較大，進(jìn)行此類課程的研究和探索就成為非常有意義的工作[1-4]。

CDIO是由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)構(gòu)成的工程教學(xué)模式，它強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、科學(xué)性和先進(jìn)性的統(tǒng)一，主張利用綜合性項(xiàng)目為載體，注重在教學(xué)工作中培養(yǎng)人才的實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、開拓創(chuàng)新等能力[5-7]。CDIO教學(xué)理念對(duì)工程人才的培養(yǎng)提出了詳細(xì)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)地方高校工程教育具有重要的指導(dǎo)意義[3,8]。邢臺(tái)學(xué)院目前處于向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，有工科專業(yè)10個(gè)，工科專業(yè)群建設(shè)已初具規(guī)模。CDIO教學(xué)理念引入到邢臺(tái)學(xué)院已有十余年的時(shí)間，學(xué)院師生通過不斷地學(xué)習(xí)、實(shí)踐、反思、改進(jìn)，不斷加強(qiáng)CDIO理念對(duì)教學(xué)的指導(dǎo)，使教學(xué)質(zhì)量得到很大的提升。

筆者為化學(xué)與化工學(xué)院的教師，所在的課程組已進(jìn)行化學(xué)類研究設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)十余年時(shí)間。近幾年課程組依據(jù)CDIO教學(xué)理念進(jìn)行該課程的改革與實(shí)踐研究，對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力取得了良好的效果。

1 課程要體現(xiàn)構(gòu)思與設(shè)計(jì)的思想

設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課程要充分體現(xiàn)CDIO理念中構(gòu)思、設(shè)計(jì)思想。學(xué)生依據(jù)教師給的課題，通過自主查閱文獻(xiàn)和專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，這一過程要在實(shí)驗(yàn)方案討論部分、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)部分體現(xiàn)出來，方案設(shè)計(jì)要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)文獻(xiàn)研究結(jié)果或反應(yīng)原理進(jìn)行，做到有理有據(jù)。教師盡量不引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)同一實(shí)驗(yàn)方案，要鼓勵(lì)不同實(shí)驗(yàn)方案的提出，并充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件滿足方案的實(shí)施。

2 完善教學(xué)過程，加強(qiáng)過程監(jiān)督

過程監(jiān)督是教學(xué)過程有效實(shí)施的重要保障。目前化學(xué)設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)施過程如圖1。

圖1 目前化學(xué)設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)施過程

在上述教學(xué)過程中，平時(shí)成績(jī)的評(píng)定主要通過三個(gè)階段進(jìn)行：

(1)成績(jī)?cè)u(píng)定1：主要考察學(xué)生查閱文獻(xiàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，創(chuàng)新性，目的在于促進(jìn)學(xué)生文獻(xiàn)檢索、專業(yè)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，監(jiān)督和指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行構(gòu)思與設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。

(2)成績(jī)?cè)u(píng)定2：主要考察學(xué)生實(shí)際操作的規(guī)范性，目的在于監(jiān)督和指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手能力的訓(xùn)練。

(3)成績(jī)?cè)u(píng)定3：主要考察學(xué)生數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)反思能力，目的在于監(jiān)督學(xué)生分析問題的能力。

3 課題設(shè)置要合情合理

良好的課題設(shè)置可以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但考慮到我校作為地方性高校，硬件條件有限，其課題設(shè)置也要切合實(shí)際，合情合理。經(jīng)過長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，良好的課題設(shè)置有以下一個(gè)或幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)課題要有一定的發(fā)散性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果本身就不具有標(biāo)準(zhǔn)答案。發(fā)散性的實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生依據(jù)自己的興趣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，提高授課效率，此類課題有常見金屬氧化物的制備及XRD表征等。

(2)結(jié)合地方工業(yè)發(fā)展特點(diǎn)。邢臺(tái)是華北地區(qū)重要的化工產(chǎn)品生產(chǎn)基地，用實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)問題作為課題可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此類課題有氧化鎂的制備及表征，鈦白粉的制備及表征，金銀花有效成分的提取，苦參堿的提取等。

(3)結(jié)合安全環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)。安全和環(huán)保是每一個(gè)化學(xué)人面對(duì)的問題，邢臺(tái)作為全國(guó)的重污染城市，學(xué)生安全和環(huán)保更是不可忽略。這類課程可使學(xué)生關(guān)注身邊的化學(xué)問題，提高安全和環(huán)保意識(shí)。此類課題有廢舊電池回收研究，空氣中揮發(fā)性芳烴的含量測(cè)定，農(nóng)藥殘留的檢測(cè)等。

(4)結(jié)合教師科研情況。學(xué)生接觸和了解一定的學(xué)術(shù)前沿知識(shí)，不僅可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也可以培養(yǎng)專業(yè)情感，課題組依據(jù)我院教師的科研情況開設(shè)的課題有固相萃取技術(shù)測(cè)定頭孢類抗生素，納米金屬粒子的合成及催化性能研究等。

總之，CDIO教育理念是一種先進(jìn)的工程教育理念，它致力于建立規(guī)范的工程人才教育體制，注重提升人才教育的實(shí)際解決問題能力，依此進(jìn)行的課程構(gòu)思設(shè)計(jì)，運(yùn)行評(píng)價(jià)等對(duì)設(shè)計(jì)類實(shí)踐課程的教學(xué)效果產(chǎn)生了極大的提高。

4 結(jié)束語

CDIO工程教育理念是國(guó)際公認(rèn)的工程人才教育規(guī)范，其理念的學(xué)習(xí)與實(shí)踐有助于提升我校工程類專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。利用CDIO理念指導(dǎo)化學(xué)設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)中，通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)思和設(shè)計(jì)，加強(qiáng)過程監(jiān)督，合理的課題設(shè)置等手段，極大提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量。