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        基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制的電化學實驗課程改革初探

        2021-05-17 01:57:22李菲暉鞏運蘭高鏡涵孫萌萌張弘青
        電鍍與精飾 2021年4期
        關(guān)鍵詞:實驗課電化學考核

        李菲暉,鞏運蘭,高鏡涵,孫萌萌,張弘青

        (天津商業(yè)大學生物技術(shù)與食品科學學院,天津300134)

        1 電化學實驗課程改革目的

        目前,隨著電化學學科的不斷發(fā)展,電化學技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于化工、冶金、機械、電子、航空、航天、輕工、儀表、醫(yī)學、材料、能源、金屬腐蝕與防護、環(huán)境科學等眾多科技領(lǐng)域,且全球關(guān)注的研究課題,如能源、材料、環(huán)境保護、生命科學等都與電化學有著密切的聯(lián)系。電化學知識及其相關(guān)技術(shù)在各個領(lǐng)域的前沿科學研究中已成為必不可少的工具,需求在大幅提升。通過多年來的教學實踐我們也發(fā)現(xiàn),學生在大創(chuàng)實驗研究、畢業(yè)論文實驗、考研復(fù)習及面試等多個環(huán)節(jié)中都會涉及到電化學的知識、電化學技術(shù)的應(yīng)用及電化學儀器的使用。因此,迫切需要通過合理的實驗課程來完成對于學生電化學技術(shù)素養(yǎng)的綜合培養(yǎng)和全面提升。

        《電化學實驗》課程是面向應(yīng)用化學專業(yè)學生開設(shè)的一門專業(yè)實驗課程。該課程是通過實驗的手段,研究物質(zhì)的電化學性質(zhì)以及這些性質(zhì)與化學反應(yīng)之間的關(guān)系,從而形成規(guī)律的認識[1‐2]。隨著電化學新技術(shù)的不斷發(fā)展和需求的提升,迫切需要對電化學實驗課程現(xiàn)有的教學內(nèi)容、教學手段和考核方法進行重新的審視和思考,對該課程的課程設(shè)計和教學實踐提出更高的要求,從而更充分的發(fā)揮好《電化學實驗》這門課程在培養(yǎng)學生電化學素養(yǎng)和綜合實踐能力的作用[3‐7]。

        2 電化學實驗課程改革思路

        筆者通過長期的教學實踐和經(jīng)驗總結(jié)發(fā)現(xiàn),電化學實驗課程的改革應(yīng)重點圍繞課程結(jié)構(gòu)框架、課程實驗內(nèi)容及綜合考核方法幾個方面進行調(diào)整和改革,可將實驗課程設(shè)計成為模塊式培養(yǎng)的方式,分層次分階段的鍛煉和提高學生的基本實驗技能、工程試驗素養(yǎng)和綜合實踐能力,并改革現(xiàn)有的課程考核方式,同時可嘗試將企業(yè)資源計劃模擬引入實驗課程之中,使實驗課程不僅限于獨立的實驗技能的培養(yǎng),而是覆蓋從實驗生產(chǎn)環(huán)節(jié)延伸到生產(chǎn)資源計劃、制造、銷售、采購、質(zhì)量管理,實驗室管理等的全鏈條,以期達到學校對學生“商學素養(yǎng)”和綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求和培養(yǎng)目標。通過創(chuàng)新設(shè)計,精準構(gòu)筑和合理改革本課程的體系框架、實驗內(nèi)容和考核方式,將極大的有利于提升課程對于學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng),拓展學生的技能和競爭力。

        3 電化學實驗課程改革內(nèi)容

        電化學實驗課程改革是以提升學生綜合創(chuàng)新實踐能力為目標,以建設(shè)全方位立體化實驗課閉環(huán)為思路,主要圍繞以下四個方面展開:

        (1)實驗課框架結(jié)構(gòu)重組:原“電化學實驗”課程框架采取的是“基本技能性實驗”+“綜合實踐性實驗”+“綜合分析性實驗”+“畢業(yè)實習”的“三個層次+探究型”實驗?zāi)J?。重組后的“電化學實驗”課程采取“五模塊+自主創(chuàng)新”的實驗?zāi)J?,“五模塊”包括“基本技能型實驗”、“測試分析型實驗”、“綜合測試性實驗”、“工程工藝實驗”以及“綜合設(shè)計實踐型實驗”,“自主創(chuàng)新”重點體現(xiàn)在最后的實驗考核中。各個模塊的實驗既相互獨立又有遞進式的密切關(guān)聯(lián),每個模塊有明確的培養(yǎng)目標,圍繞相應(yīng)的實驗培養(yǎng)學生相應(yīng)的技能,模塊設(shè)計如圖1所示。

        (2)實驗課實驗內(nèi)容的拓展:原“電化學實驗”課程共包含七個實驗,以電化學測試類實驗為主。拓展后的“電化學實驗”課程計劃包含十個實驗,內(nèi)容設(shè)計全面,將涵蓋電化學體系構(gòu)筑、化學電源、電化學腐蝕、電解、吸附、電化學氧化、電化學鈍化、電極過程動力學、電鍍工程等多個方面。此外,課程計劃引入ERP系統(tǒng)模擬,將其與綜合設(shè)計實驗進行有機結(jié)合,使學生能夠掌握從實驗生產(chǎn)環(huán)節(jié)延伸到生產(chǎn)資源計劃、制造、銷售、采購、質(zhì)量管理,實驗室管理等的全鏈條,提升教學效果。

        圖1 電化學實驗課程培養(yǎng)模塊圖Fig.1 Training module diagram of electrochemical experiment course

        (3)實驗課講授方式的創(chuàng)新:本項目的研究重點和創(chuàng)新之處即擬突破原有的傳統(tǒng)實驗課授課方式,對部分實驗采用線上視頻觀看線下課堂講授結(jié)合的方式進行實驗原理、實驗儀器使用方法、實驗技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的講解和介紹。學生也可以參與到實驗準備和預(yù)做的環(huán)節(jié)中,提前了解實驗細節(jié),實驗中部分環(huán)節(jié)的講授可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓪W生進行講解,部分實驗的拓展應(yīng)用或研究背景可以鼓勵學生進行課前分組討論和課上分組介紹,從而強化學生對實驗從實驗背景,到實驗具體實施細節(jié),再到技術(shù)應(yīng)用的全面熟悉和掌握。此外,嘗試與實習基地進行聯(lián)合,部分實驗可與實習基地進行視頻連線,由實習基地專業(yè)人員進行線上指導(dǎo)和現(xiàn)場答疑。

        (4)實驗課考核方式的改革:本項目研究擬對實驗考核方法進行以下創(chuàng)新性改革:一方面擬加強平時成績考核的占比,細化平時成績的考核方法,即加強對于學生日常學習效果和監(jiān)督和考量,包括學生線上觀看視頻資料、課前查閱文獻資料、進行實驗預(yù)習的情況;課上的討論、講解以及實驗操作情況;實驗后的數(shù)據(jù)處理、分析、報告完成情況均要記入平時成績之中,項目研究要對以上各個部分制定詳細的量化和評價標準。另一方面,在期末考核中不再采取閉卷+操作的考核方式,擬將最后一個綜合性實驗作為考核,考核采取開放式,給予學生一定的準備時間,學生要通過查閱資料、設(shè)計實驗、方案實施、制備產(chǎn)品、報告書寫、ppt 講解等多個環(huán)節(jié)完成整個考核。在完成該考核實驗的過程中,學生將會用到之前實驗課程中學習到的各項實驗技能和數(shù)據(jù)分析方法,同時對于實驗方案設(shè)計、產(chǎn)品制備和ppt 的制作和講解還要求有創(chuàng)新性的思考,從而能夠全方位的考核學生經(jīng)過本課程學習后的綜合實踐創(chuàng)新能力。

        4 結(jié)束語

        為了充分調(diào)動學生對電化學實驗課程的學習興趣和學習動力,對電化學實驗課程的課程結(jié)構(gòu)、講授內(nèi)容和考核方式等進行了重新設(shè)計和改革,以期能夠全面實現(xiàn)對天津商業(yè)大學應(yīng)用電化學專業(yè)學生“商學素養(yǎng)”和綜合創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)和提升。新的課程改革方案計劃從2020 年開始應(yīng)用于本校應(yīng)用化學專業(yè)學生的電化學實驗課程中,未來計劃將課程中與實際應(yīng)用聯(lián)系密切的實驗設(shè)計為開放性實驗,面向全校各個專業(yè)的學生開放,進一步擴大實驗改革成果的應(yīng)用領(lǐng)域和受眾學生范圍。

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