章 峻
(南京師范大學化學與材料科學學院,江蘇南京 210097)
高校化學專業本科生實踐教學研究
章 峻
(南京師范大學化學與材料科學學院,江蘇南京 210097)
在前期實踐教學的基礎上,采取教師提出方向,學生在教師組織和指導下,通過自主選題,設計實驗路線,支配研究經費,確定和調整研究步驟,完成一些切實可用的化工小配方,用于解決生產、生活中的實際問題.在上述研發的進程中,通過教師的全程疑問解答和關鍵技術的指導,提高學生應用已學知識解決實際問題的能力,提高學生的實際動手能力和創新能力.
創新能力;自主選題;化學教學
化學是一門理論與生產實踐緊密結合的課程.如何將理論應用到實踐,提高學生的自主創新能力是化學教學的關鍵所在.近年來,隨著就業市場對高校畢業生實際工作能力和創新能力要求的不斷提升,如何提高學生的就業競爭力,已成為高校化學教學急需解決的重要問題.高校化學教育必須將實踐教育融入教學課程中,提高學生的實際動手能力和創新精神.
大學導師制度來源于中世紀的英國劍橋和牛津大學,其核心就是在教師和學生相互選擇的基礎上,由導師對個體學生進行的定向、單獨的指導,它是根據學生個體特征和需求因材施教、培養教學個性化的重要手段[1].本文結合自身的教學經驗,以興趣培養提高學生的自主性,選擇學有余力的學生,建立3~5人/組的科研小組,并采取師生雙向選擇的專業導師指導制,讓學生在教師指導和組織下自主選題,安排實驗方案和研究計劃,完成一些具有實際應用價值的課題或配方,達到提高學生科研能力和自主創新精神的目的.
興趣是最好的老師,要想實現學生的自主創新,必須激發學生的興趣.因此,在專業課程的講授中,教師應當將所教授的課程內容與生產、生活中的實際應用相結合,從而使學生對所學知識及其應用方向有直觀的了解,以激發學生對所學知識的興趣,加深理解深度[2].
如在介紹界面改性時,可以從生活中最常見的洗滌劑、洗發水、涂料、油墨、玻璃鋼、改性塑料入手,讓學生對界面改性的原因、方法、用途及功能化選擇有直觀的了解;告知學生不同的界面改性產品在實際應用中,界面改性所遵循的原則、改性的要求和難點,并就一些生產、生活中的實例對學生提問,誘導學生進行思考,促進學生運用所學知識嘗試解決生產、生活中的一些實際問題;教會學生自己查閱文獻、資料,了解當前這些生產應用領域在界面改性中所存在的問題和可能的改性方法;最后,通過課堂討論讓學生篩選出自己最感興趣且可能完成的課題,并在教師的指導下學會如何組織研究小組、選擇課題目標和制定研究方案[3~5].
此過程主要培養學生的科研興趣,尋找自己最感興趣的課題方向,同時也可以對導師有所了解,為今后選擇導師提供依據.
研究小組由學生自由組合而成,組員可為大三或大二的學生,研究小組一般以3~5人為宜.組長以大三學生為優.一方面這些學生已經完成基礎課程及必要的實驗培訓,具有從事科研的理論基礎和實際操作能力;另一方面他們具有較為充分的科研時間.研究小組導師主要選擇具有豐富應用研究經驗的有機化學、應用化學或材料方面的教師,且已完成三個以上應用類課題的研究.
研究小組的建立有兩種方式.一是由指導教師根據自己的實際工作或研究展望設置研究課題,課題可以是導師項目的分支或一些前瞻性的研究,但其研究難度必須適合本科生.課題確定后將公布在網上,由學生根據自身興趣組織研究小組,并進行申報.導師在申報的小組中選擇一個研究小組.二是由學生根據自己的實際興趣和對社會需求的預判提出課題并聯系自己心目中理想的導師,導師則根據自身的經驗審核、修正課題,建立研究小組.為保證導師對研究小組的指導效果,導師指導的研究小組最多不超過3個.
在組建研究小組并確定課題和指導教師后,研究小組將在指導教師的幫助下,學習查閱、篩選相關文獻資料,并根據所查閱的文獻內容結合以往課堂學習的知識,擬定研究思路和實施方案.研究思路和實施方案由指導教師審核、修改,提出建議,并組織討論.研究小組根據指導教師的建議修改研究并最終確定研究思路和實施方案.確定研究思路和實施方案后,組長組織小組成員根據研究方案擬定人員分工、實施路線、研究進度、經費預算及產品成本核算.上述工作完成后,研究小組與指導教師共同商討修訂上述方案,即可申請經費,開展課題.研究經費可采取指導教師與學校聯合提供的方式進行(即兩者各提供總研究經費的50%).在研究過程中,小組成員在組長的組織協調下充分發揮自己主觀能動性,自主安排實驗時間,進行課題研究.在研發期間研究小組成員與指導教師一周內至少討論3次以上,每周至少1次向指導教師書面匯報研究進展,并和指導教師討論、確立下一個研究階段的研究步驟的安全性和可行性,修正進一步實施方案.直到獲得基本合格產品或配方.
產品性能鑒定是產品開發的關鍵環節,也是課題教學最為薄弱的環節.因此,指導教師在該方面的指導工作最為重要.
首先,指導教師必須確定產品的主要技術要求和參數,這可以根據國家標準或國際標準實行,也可以根據市場調研,獲得市場使用的該類產品的基本技術要求.在上述工作的技術上,指導教師還需根據具體產品確定技術參數的測試方法.該方法盡可能根據國標或企業標準實行,如無法實行,也可以根據實際情況自行設計測試方案,但該方案必須具有合理性和可執行性,其誤差范圍也必須在可以接受的范圍內.在此基礎上,研究小組需在教師的指導下,對獲得的產品或配方的必要性能進行測試,并通過測試結果分析產品或配方的缺陷和需要提高改進的部分;重新查閱文獻,改進配方,重復以上的過程,獲得性能達標的產品.最后,研究小組還需通過成本核算,嘗試選擇更加便宜的原料或更加簡便的技術路線進行替代,以降低產品或配方的原料成本.
此過程主要培養學生產品性能鑒定和測試方法的選擇,并建立成本核算等市場經濟觀念.
在獲得所期望的研究結果后,通過課堂所學的知識,對整個研究過程從理論上進行總結,使學生從理論上得到進一步提升.如有可能還可以指導學生通過專利或成果轉讓等形式實現研究成果的轉化,進一步提高學生的自主創新的積極性.此外,組織學生參加實踐創新、創業大賽,或挑戰杯、節能減排等比賽也是研究成果認定的重要手段.
[1] 楚增勇,歐璇.從牛津大學的本科生導師制看我國高校拔尖創新人才的培養問題[J].高等教育研究學報,2012(3).
[2]閆順利.理論與實際關系的辯證解讀[J].河北科技師范學院學報,2005(3).
[3]鄭蘭松.理念聯系實際科學開展工作[J].改革與開放,2010(14).
[4]饒曉輝.中國教育發展、實際投資與實際收入的動態關系[J].當代經濟科學,2006(4).
[5]吳建業.以實際問題為線索進行化學教學設計[J].江蘇教育學院學報,2013(2).
(責任編輯 印亞靜)
2014-06-15
章 峻,男,江蘇南京人,南京師范大學化學與材料科學學院副教授,博士.
G642.0
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1671-1696(2014)11-0044-02