基于拔尖人才培养的化工基础实验教学改革研究

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　　摘要：人才培养是一个复杂的系统工程，其核心是创新意识和创新能力的培养。笔者对化工及相关专业的人才培养及化工基础实验教学现状进行分析，找出目前化工基础实验教学存在的问题，并提出改进方法，以期提高化工基础实验教学水平和人才培养质量。
　　关键词：化工基础实验；教学改革；拔尖人才
　　中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）14-0158-02
　　近年来，拔尖人才的培养已经成为高等学校提高人才培养质量的主流意识，但目前拔尖人才培养还处于探索阶段[1]。拔尖人才的培养对未来化工的发展起着至关重要的作用，针对目前化工基础实验教学中存在的问题，笔者对化工及相关专业化工基础实验的教学内容和教学方法提出改革，以期提高教学水平和人才培养质量。
　　一、化工基础实验教学存在的主要问题
　　笔者对中国矿业大学化工及相关专业的化工基础实验教学进行了研究分析，总结得到目前存在如下问题[2，3]。
　　（一）理论教学与实验环节联系不够紧密
　　化工专业人才培养对实践环节和教学环节的紧密结合尤其重视，本科生在校期间完成了专业课学习，但教学环节和实践环节之间缺乏紧密的联系。目前化工及相关专业的化工原理理论课和化工基础实验分散在不同的学期分别进行独立教学，二者未能形成相辅相成的穿插教学，不利于学生深入掌握各个化工单元操作。
　　（二）部分教师不明确具体的教学目标
　　化工基础实验教学虽然为培养学生的创新能力奠定了良好的基础，但由于部分老师具体的教学目标不够明确，还停留在方法的教学上，未能真正进入到将实践和方法应用到解决实际问题中。
　　（三）学生参与竞赛活动的比例和总体质量仍偏低
　　目前，我校化工专业每年参与江苏省、华东区和全国化工实验竞赛的本科生数量虽不少，但他们占学生总人数的比例相对较低，虽然不少同学在江苏省和全国化工实验竞赛中都取得了优异的成绩，但仍有一部分参赛同学未得到有效锻炼，未能获得良好的成绩。
　　（四）学生因材施教实施较为困难
　　我校化工专业已于2015年和2018年先后两次通过工程教育专业认证，专业认证要求教学过程标准化。然而学生个体发展不平衡，有些学生时间富足，希望得到进一步的培养和训练；如何在专业认证标准框架之下实施因材施教，也是目前化工基础实验教学和拔尖人才培养面临的问题之一。
　　（五）课程考核方式有待改进
　　考核是学生学习的一个指挥棒，目前，化工基础实验学生的成绩主要由平时成绩、实验报告成绩和闭卷考试成绩组成。其中，实验报告一般是由学生做完实验后，在课下完成，因此实验报告抄袭现象较严重，使得不少同学的数据处理能力和知识掌握情况较差；而闭卷考试的试卷题型主要是简答题和少量的数据处理题，对学生的工程思想和数据处理能力考核仍不够深入。
　　二、改革化工基础实验，培养化工拔尖人才
　　（一）强化理论教学与化工基础实验之间的联系
　　化工专业是理论与实际紧密相结合的专业，二者密不可分、相互促进[4]。因此，改革后我们安排课程时将统筹考虑教学内容、合理安排上课时间，使得二者相辅相成，产生“1+1>2”的协同效应。例如，化工原理和化工基础实验安排相互穿插教学，讲完化工原理《传热》理论课后，立即开展传热实验；讲解《蒸馏》理论课前先带学生去实验室观察一下精馏塔的结构和精馏现象，上完理论课后及时开展精馏实验等。
　　（二）因材施教及多元化培养
　　根据工程教育专业认证的要求，目前我校各专业的化工基础实验由一名老师总负责，多名老师协助共同完成实验教学，一般1名老师指导1-2个实验项目，而所有化工基础实验的老师都是具有较高科研水平的博士，除了教学外，还在指导学生开展科研项目。然而，由于指导老师较多、科研和教学任务较重，一部分老师虽然对实验内容和具体实验操作非常熟悉，但具体的教学目标不是特别明确，因而影响了教学效果。因此，我们将加强对每名任课教师的培训，要求其务必明确化工基础实验课程的培养目标和所带实验的培养目的，从而更好地提升学生的综合素质。例如吸收实验，以往实验老师在学生检测吸收物质浓度前就会打开、调试好气相色谱仪，学生在实验过程中往往只需采样、向气相色谱仪中进样，处理一下峰面积即可。对于气相色谱仪的开机、参数设定、关机等都不太清楚，因此不利于学生综合水平的提升。改革后我们将要求吸收实验老师不仅仅要教会学生如何使用气相色谱仪测试气相浓度，而且要教会学生气相色谱仪的开、关机、参数设定等操作。
　　随着素质教育的推进，学生的课余时间逐渐增多，与此相对应，许多老师，尤其是指导化工基础实验的年轻老师，因研究生较少，也需要本科生来辅助做科研。因此，化工基础实验的老师要加强与学生的交流。我们将对学生进行分类指导和培养，达到因材施教的目的。对于基础扎实、有钻研精神的学生，我们鼓励其参加化工实验竞赛，并重点培养其发表高水平论文的科研能力；对于动手能力较强但科学思维不够的学生，我们鼓励其参加化工设计竞赛，重点培养其申报国家发明专利、解决实际问题的能力；对于热衷于就业和创业的学生，我们鼓励其参加各类创新创业大赛，重点培养其服务企业的能力。
　　（三）培养学生的创新思维和工程思想
　　在指导化工基础实验的过程中，我们要求学生不断提高自身的创新意识，交叉集成，重点培养学生的创新思维。鼓励学生从以下四个方面进行创新：（1）结合新工具、新技术。例如学习使用Materials Studio、Gaussian、Excel等软件，用于对实验数据的模拟、计算和预测。（2）借鉴其他领域的技术。例如我们开展化工基础实验和相关科研研究可以借鉴冶金领域、建材领域的一些技术，对其进行借鉴、改进并为我所用。（3）借鉴先进国家。例如多看文献和世界专利，借鉴国外的先进技术。（4）深入研究世界重大需求。例如深入研究生产、生活中的需要，找到需要改进和突破但目前还缺少研究之处，将来重点在此处开展研究，取得突破和创新。
　　在实验过程中，我们还将加强对学生工程思想的培养，从实验开始到最后的数据处理，我们都将向学生渗透工程的观念。例如做乙醇-水二元体系精馏实验时，我们先让学生检测xD和xF，并结合平衡曲线和相关知识算出最小回流比，然后让学生根据工程经验选择一个适宜的回流比，在实际回流比下进一步开展实验，实验结束后的实验数据处理，需要学生查找很多数据和图表，然后才能求出q值、理论板和全塔效率等。
　　（四）改革化工基础实验考核方式
　　以前化工基础实验大多数的实验报告都是学生在课后完成的，批改报告时发现雷同的数据处理较多，有的甚者连标点符號错误都一样。为避免学生抄袭现象，今后将要求学生在实验过程中必须完成实验数据的处理，坚决遏制部分学生不动脑思考、直接复制的行为。此外，考试试卷的题型和内容也需要进一步改革，我们要加强对学生的工程思想和数据处理能力的考核，全面提高学生的综合素质。
　　三、结语
　　以上即为笔者结合本校化工及相关专业近几年化工基础实验教学和拔尖人才培养得到的一些体会和认识，特此撰文，以期进一步提高化工基础实验教学水平和人才培养的质量。
　　参考文献：
　　[1]夏春明，范圣法，刘田，等.华东理工大学工科人才培养质量现状分析及思考[J].化工高等教育，2016，（4）：5-14.
　　[2]胡秀英，文颖频，姚鹏飞，等.工程教育专业认证背景下化工原理实验教学改革探索[J].化工时刊，2018，32（2）：44-46.
　　[3]王智娟.实践型人才培养引领下的化工原理实验教学改革探索[J].化学工程与装备，2018，（1）：312-313.
　　[4]杨培培，陈惜明，陈菲菲，等.基于创新性应用型人才培养的化工原理实验教学探索与改革[J].高师理科学刊，2017，37（4）：101-104.
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