劉美娜,何慧紅,葉 斌,張興華
(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,上海 201418)
高等教育是人才培養(yǎng)的搖籃,是我國經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ),為響應(yīng)國家政策,全國高等院校紛紛探索適合自身特色的發(fā)展之路。由于當今中國對人才素質(zhì)的要求不斷提升,傳統(tǒng)的本科教學(xué)模式已不再滿足社會需求,在新時代大教育背景下“校企聯(lián)動”的人才培養(yǎng)模式正在不斷完善,趨于成熟[1]。本文通過對高等院校本科教育中校企聯(lián)動人才培養(yǎng)的背景、校企合作模式的實例分析(以上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化工學(xué)院精細化工專業(yè)課《有機合成化學(xué)》為例)以及思考展開論述。
近年來,有機合成化學(xué)已成為不斷發(fā)展的應(yīng)用型學(xué)科,是有機化學(xué)的重要組成部分和有機化學(xué)的工業(yè)基礎(chǔ)。立足于應(yīng)用型本科院校的發(fā)展需要,結(jié)合化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院精細化工專業(yè)的實際情況與本門課程實施的過程化考核的教學(xué)特點,本課程引入了“校企合作”方式的教授和學(xué)習(xí),選取有機合成的重要反應(yīng)、選擇性反應(yīng)、反映當前的新反應(yīng)和新方法、有機試劑的合成與應(yīng)用、逆合成分析法、高選擇性反應(yīng)和不對稱合成的介紹;通過有機合成專業(yè)相關(guān)企業(yè)(上海天壇助劑有限公司)技術(shù)人員引入有機化學(xué)企業(yè)的生產(chǎn)實驗,同時還介紹有機合成操作中涉及的儀器設(shè)備和純化方法等,起到研究有機合成特點、性質(zhì)和規(guī)律的作用,旨在使學(xué)生由感性認識上升到理性認識,引申出有機合成化學(xué)的專業(yè)理論,再用理論進一步去指導(dǎo)實踐。
在此基礎(chǔ)上,采用教師授課與學(xué)生討論相結(jié)合的方式,以提高授課效果;安排答疑時間,以解決學(xué)生在課上學(xué)習(xí)討論以及課下討論過程中遇到的問題;課內(nèi)引導(dǎo)和課外輔導(dǎo)相結(jié)合提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,課程教學(xué)中注重對學(xué)生的循循善誘;進行專業(yè)理論教學(xué)時,選取的有機反應(yīng)要契合生活、生產(chǎn)實際,同時介紹它們的相關(guān)應(yīng)用價值,開拓學(xué)生視野,拓寬學(xué)生思維,使其不僅局限于單一的課堂,更要了解有機合成理論在企業(yè)生產(chǎn)中的重要作用[2]。 針對有機反應(yīng)中的新工藝、新技術(shù),邀請有機合成試劑企業(yè)專家結(jié)合對應(yīng)內(nèi)容開展課堂講授;并播放部分有機合成品的一線生產(chǎn)操作錄像。力求理論聯(lián)系實際,為今后立志從事有機合成的教學(xué)和科研工作的學(xué)生打下堅實的理論基礎(chǔ),同時提高有機合成教學(xué)考核的科學(xué)性,促進學(xué)生全面掌握專業(yè)技能,進而達到“以考促學(xué)”的目的。
由于有機合成化學(xué)是在有機化學(xué)基礎(chǔ)上系統(tǒng)介紹有機化合物合成的常用重要反應(yīng)和常用合成路線設(shè)計技巧的一門學(xué)科。在課程教學(xué)中,重點及難點是需要學(xué)生掌握各類有機物的性質(zhì)、反應(yīng)類型、相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ),學(xué)習(xí)設(shè)計合理的有機合成路線,掌握有機合成的反應(yīng)原理和反應(yīng)歷程,同時了解有機合成反應(yīng)所需的如真空系統(tǒng)、惰性氣體保護系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、減壓蒸餾、惰性氣體保護的反應(yīng)裝置、分離提純裝置等技術(shù)。針對目前有機合成化學(xué)課程知識點多、內(nèi)容比較枯燥、學(xué)時有限、導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高等問題,結(jié)合高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的特點和學(xué)生的實際情況,對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法進行逐步改進與建設(shè)。通過不斷學(xué)習(xí)有機合成化學(xué)的基本理論和概念,使學(xué)生對有機化合物官能團間的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)全面性的認識,理解有機合成的反應(yīng)過程和基本原則,掌握逆向合成法在有機反應(yīng)中的應(yīng)用,鍛煉學(xué)生逆合成分析的邏輯思維能力[3]。
本校企合作課程的主要特色及創(chuàng)新如下:
(1)課程教學(xué)團隊。課程校內(nèi)、校外負責(zé)人均在海外留學(xué)、工作多年,在教學(xué)與科研過程中已積累了大量有關(guān)有機合成化學(xué)的相應(yīng)知識體系和企業(yè)經(jīng)驗的教學(xué)素養(yǎng)。教師不斷提高自身專業(yè)能力,不斷進行課程改革創(chuàng)新,將教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法三者有機融合,才能使學(xué)生學(xué)會思考問題和分析問題的方法,學(xué)會從有機合成專業(yè)知識來解決問題的能力,讓學(xué)生領(lǐng)略到有機合成這門學(xué)科的魅力和內(nèi)涵,繼而實現(xiàn)教學(xué)目標。
(2)提升有機合成化學(xué)的起點,對教材體系進行調(diào)整,增加前沿知識。本課程校內(nèi)、校外負責(zé)人都在教學(xué)和科研崗位上不斷提升自身業(yè)務(wù)素質(zhì),在教學(xué)工作的同時也在科研工作方面做出了很多成績,并在國際高影響力期刊發(fā)表累計20篇國際學(xué)術(shù)論文。這就意味著我們的教學(xué)團隊成員能持續(xù)掌握學(xué)科前沿的專業(yè)動態(tài)和新型學(xué)術(shù)成果,并能靈活自如地應(yīng)用到課堂教學(xué)中去,做到精益求精。例如:苯環(huán)上氫原子的裂分經(jīng)驗?zāi)P停皇褂醚趸瘮?shù)法來確定有機基團順序的大?。痪G色有機合成等知識點。增加章節(jié)“有機合成的實驗裝置及技術(shù)”,使得學(xué)生在理論課程中也能學(xué)習(xí)到動手操作之前所必備的基礎(chǔ)知識。
(3)加強專業(yè)英語訓(xùn)練。增加國際IUPAC命名、Common命名和Chemical Abstract命名,加強化學(xué)專業(yè)英語的書寫和識別;課后習(xí)題盡量使用英文形式完成等。
(4)增強課程內(nèi)容發(fā)散性。通過網(wǎng)絡(luò)平臺資源查詢文獻資料;用已知的有機合成條件和方法模擬出相似化合物的制備,在生產(chǎn)實際中會經(jīng)常遇到;化學(xué)專業(yè)工具如Scifinder、chemdraw、NMR分析軟件的原理介紹和使用操作;激勵學(xué)生從問題的反面來逆向思考問題,如對馬氏、反馬氏規(guī)則熱力學(xué)問題的統(tǒng)一解釋等。
(5)加深學(xué)科之間的交叉溝通??衫脭?shù)學(xué)方法來解決化學(xué)中有機異構(gòu)體的個數(shù);經(jīng)典有機反應(yīng)中無機物的消耗等。
(6)總結(jié)有機合成規(guī)律,促進學(xué)生在理解中記憶。
由于本課程屬于專業(yè)理論課,內(nèi)容相對枯燥欠生動;課程設(shè)置僅有32課時,其中16課時由企業(yè)專家授課,瑣碎的知識點要在有限的課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),使得學(xué)生不能面面俱到地掌握重點及難點;授課過程中會涉及到大量的反應(yīng)機理和逆合成路線設(shè)計,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高等問題。
要求學(xué)生在學(xué)習(xí)有機物性質(zhì)時,不能脫離結(jié)構(gòu)而孤立地記憶其性質(zhì)與反應(yīng),而應(yīng)抓住“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-用途-制法”的主線,系統(tǒng)掌握有機合成的知識體系。
例如醛酮和烯烴官能團分別為羰基和碳碳雙鍵,結(jié)構(gòu)相似,屬于不飽和化合物。醛酮會像烯烴一樣容易發(fā)生加成反應(yīng);但由于碳碳雙鍵是非極性鍵,容易發(fā)生離子型的親電加成反應(yīng);而醛酮的羰基中氧原子電負性比碳原子大,碳氧雙鍵屬于極性鍵,所以醛酮羰基更容易發(fā)生親核加成反應(yīng)。醛酮的結(jié)構(gòu)雖然相似,但化學(xué)性質(zhì)仍然存在差別,醛有一個氫原子直接與羰基碳相連,能夠發(fā)生氧化反應(yīng),而酮通常情況下不能發(fā)生此類反應(yīng)。這種相似類比的方法,可使學(xué)生對易混淆的有機合成知識能夠清晰掌握[4]。
保持專業(yè)課程體系的邏輯性、科學(xué)性、系統(tǒng)性和完整性,適當引入和生產(chǎn)實際相關(guān)的成果來豐富和補充教學(xué)內(nèi)容,使得教學(xué)中的重點及難點更加貼近實際應(yīng)用。例如:有機合成中講到酯化反應(yīng)章節(jié),傳統(tǒng)上使用硫酸等作為催化劑,但在實際工業(yè)生產(chǎn)中會存在設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染、后處理復(fù)雜等消極問題;而新型催化劑如固體雜多酸等對環(huán)境友好且原子經(jīng)濟化的特性已被廣泛使用。這些實例不但激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,還有助學(xué)生理解有機合成的實際價值與意義[5]。
教學(xué)活動是師生互動的過程,教師和學(xué)生都需要彼此的信息反饋,學(xué)生學(xué)習(xí)效果也會在雙方不斷反饋的基礎(chǔ)上得到升華。學(xué)生對課程的滿意度調(diào)查是利用統(tǒng)計調(diào)查方法來捕捉學(xué)生信息,深入開展教育研究和反思評價,知曉學(xué)生角度感受到的教師表現(xiàn)情況,促進學(xué)生不斷發(fā)展。
表1 學(xué)生滿意度調(diào)查問卷統(tǒng)計
調(diào)查問卷發(fā)放時間: 2019/12/12
調(diào)查問卷收回時間:2019/12/12
調(diào)查方式:深入班級發(fā)放紙質(zhì)問卷填寫后收回,發(fā)放49份,收回問卷49份,回收率100%。
問卷內(nèi)容:選擇題——對本課程的評價、企業(yè)授課專家總體評價、對授課內(nèi)容興趣與否、企業(yè)一線知識獲得情況、企業(yè)教師有無互動、是否開設(shè)更多校企課程六個方面的課程感受進行調(diào)查;問答題——對校企課程的建議(見表1 學(xué)生滿意度調(diào)查問卷統(tǒng)計)。
調(diào)查結(jié)果及分析:
(1)選擇題1:通過本學(xué)期的學(xué)習(xí),學(xué)生對本門課程較滿意。學(xué)生總體評價滿意度和一般分別為85.7%、14.3%。(2)選擇題2:教師的態(tài)度、上課的方式和語言的運用等方面讓學(xué)生覺得比較滿意。對該門課程企業(yè)授課專家總體評價感到滿意學(xué)生比例為77.6%。(3)選擇題3~5:對企業(yè)專家授課內(nèi)容的安排滿意度為67.4%;通過企業(yè)專家講授是否獲得一線企業(yè)知識的認可率為59.2%;課程學(xué)習(xí)過程中與企業(yè)專家互動交流的頻繁率僅為40.8%;以上三道選項從企業(yè)授課教師的課堂關(guān)注、內(nèi)容安排、課堂氣氛等方面進行了調(diào)查,感到興趣或滿意度的比例顯示企業(yè)授課教師在課堂教學(xué)中仍有較大提升空間。通過調(diào)查問卷分析,部分學(xué)生略感內(nèi)容太難,老師講解不夠透徹清晰;另有部分學(xué)生感覺課堂互動氣氛不足。校內(nèi)和企業(yè)教師都應(yīng)考慮授課方法和技巧上的改進措施。(4)選擇題6:是否希望今后開設(shè)更多的校企合作課程的學(xué)生期望率為91.8%,這一比例我校絕大部分學(xué)生對“學(xué)習(xí)與實踐相結(jié)合”的教學(xué)模式相當滿意也有濃厚興趣,可大幅度提高學(xué)生對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)積極性和認知力。(5)問答題:與此同時,學(xué)生建議中有部分學(xué)生提議應(yīng)當增加學(xué)生企業(yè)參觀實踐時間,也有部分學(xué)生希望教師尤其來自有機合成相關(guān)企業(yè)的企業(yè)教師能再多講授介紹些企業(yè)生產(chǎn)實踐中的經(jīng)驗和知識。
校內(nèi)和企業(yè)教師通過本課程的校企聯(lián)動建設(shè),總結(jié)歸納貫穿合成化學(xué)的教學(xué)主線,把結(jié)構(gòu)-規(guī)律-反應(yīng)活性連成一線,精講各章節(jié)有機化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系,歸納可適用于精細化工專業(yè)的校企合作課程建設(shè)。企業(yè)技術(shù)人員作為校外教師參與到教學(xué)中,為校企結(jié)合打下堅實基礎(chǔ),在教學(xué)過程中穿插應(yīng)用生產(chǎn)實例,有助于學(xué)生建立實踐應(yīng)用的概念,講授與企業(yè)密切聯(lián)系的有機合成反應(yīng)知識,帶學(xué)生到校企合作的實習(xí)基地參觀體驗,邀請企業(yè)技術(shù)人員講授相應(yīng)的教學(xué)課時內(nèi)容,拓展學(xué)生思維和視野,使學(xué)生了解有機合成化學(xué)在實踐中的應(yīng)用。
真正意義上實現(xiàn)與有機合成相關(guān)企業(yè)的“零距離”接觸,深化精細化工專業(yè)課程教學(xué)改革,由企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員、授課教師共同輔導(dǎo),在課余時間,以學(xué)生為主,力爭開展認知實驗的參觀教學(xué)和輔導(dǎo),繼而切實強化有機合成化學(xué)課程在化工類專業(yè)中的作用。