以高水平教材建設為基礎推進化工基礎實驗課程建設

周愛東, 周　政, 李　磊

(南京大學 化學化工學院, 江蘇 南京　210023)

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以高水平教材建設為基礎推進化工基礎實驗課程建設

周愛東, 周政, 李磊

(南京大學 化學化工學院, 江蘇 南京210023)

適應高校“雙一流建設”重大戰略決策和南京大學“三三制”本科教學改革要求,編寫并出版了教材《化工基礎實驗》。該文從教材體系結構、建設背景、團隊建設、教材特色及課程進一步改革的方向對教材做全面介紹,最后指出:教材體現學校辦學理念與教學水平,既引導教師進行研究型教學,又引導學生樂于探索性學習,對促進教育教學質量持續提高、對國內同學科課程教材建設將起到很好的啟示作用。

化工基礎實驗； 教學團隊； 課程建設； 大工程觀； 科研素養

南京大學化工基礎實驗教學團隊歷經多年執著努力、潛心研究與持續完善,組織編寫的《化工基礎實驗》教材于2016年1月在高等教育出版社出版。該教材是在結合近年來教學改革實踐[1-3]、充分調研國內外同類教材[4-7]基礎上編寫而成的。教材建立了富有新意的知識體系和邏輯結構,將課程體系分為基礎知識、實驗誤差分析與實驗數據處理、化工數據的采集與控制技術、基礎實驗、綜合實驗、化工仿真與過程模擬等6個知識模塊進行深入淺出講解,立足基礎,面向發展。教材凝練了化工基礎實驗的基礎知識；在講清基本原理和方法的同時,闡明實驗的設計思路；注重培養學生的大工程觀、創新意識、科研素養。教材編寫團隊充分發揮學科特色,將本學科最新發展和教研成果納入教材編寫內容中,使課程內容處于理論研究和實踐的前沿,努力打造一部高水平、高質量的教材。

1　教材建設的背景

2009年南京大學拉開了創辦中國最好本科教育為目標的系統性、綜合性、全方位的“三三制”本科教學改革序幕[8],2014年“三三制”教學改革取得標志性成果。以學生發展為中心的“三三制”本科人才培養體系構建與實施項目榮獲第七屆高等教育國家級教學成果特等獎。當前南京大學進入“三三制”本科教學改革的第二階段,主要任務是提高課堂質量以及改革“第二課堂”,讓學生真正享受到學習高水平課程的樂趣。

編好教材是為適應國家高校“雙一流建設”重大戰略決策及南京大學“三三制”第二階段本科教學改革要求的重要工作,教材編寫團隊對課程的知識體系進行了適應時代要求的調整,及時將教學的成功經驗融入到教材編寫之中,使教材的知識體系、主要內容及教學理念與時俱進。

2　強化教材編寫團隊建設,為推進課程建設奠定堅實基礎

南京大學化工基礎實驗課程是南京大學國家級化學實驗課教學團隊的核心課程之一,依托于在國內有重要影響的南京大學應用化學學科。化工基礎實驗課程教學團隊成員從事綠色化工過程的理論探索、傳質與分離元件的開發、新型反應過程工藝設計、天然產物的綠色深加工等方面的科學研究。團隊成員開創的“超級浮閥塔板等新技術研發及其在工業節能減排方面的應用”項目獲得2011年度國家科學技術進步二等獎,成果已大規模用于石油化工原料和產品的分離、天然物質的開發應用,為相關企業創造了巨額經濟效益。雄厚的學科科研力量為教學提供強有力的支撐,團隊積極開展教學研究工作,近5年來主持或作為骨干成員承擔10余項國家級、省級、校級教學改革課題,在本學科內一流教育教學期刊發表10余篇教學研究論文,是一支師資雄厚、學科優勢突出的高水平教學科研復合型教學團隊。

教材建設工作注重結合課程建設要求,逐步培養和吸收一批學術造詣較高、具有豐富教學經驗的課程主講教師參與實驗教材建設工作,并構建一支以化工基礎實驗教學團隊為班底,由主講教師擔任主編、學科帶頭人擔任審稿人,科研和教學水平高、力量強、知識結構和年齡結構合理、能夠保持教學的高質量和長期穩定性的教材編寫團隊,著力編寫高水平教材、建設高水平課程、培養高水平名師。

3　教材特色

3.1教材與實踐教學改革緊密結合

化工作為一門工程實踐性很強的學科,強調學生實驗動手能力和工程素質訓練的重要性。教材既注重基礎實踐能力的培養,又有新知識、新技術、新實驗方法和手段等的訓練；注重處理好傳統實驗與綜合設計性實驗、創新性實驗之間的關系；注重開發使用較為先進的實驗裝置；注重計算機技術在化工基礎實驗中的應用。

3.2引導學生樂于探索性學習

教材首先明確教學目的與目標,通過該教材(及課程),學生可以學到哪些知識,使學生產生求知欲望,進而激發學生學習的主觀能動性；通過循序漸進的知識體系結構,遵循學生的認知規律,使學生通過教師講解、動手實驗能夠基本掌握課程相關知識；通過適當的教材內容安排,明示教材的重點、難點、思路等；同時教材教給讀者解決問題的方法。這樣,學生就會有動力、有能力、有思路地對相關問題進行更深一步的探索。

教材(實驗部分)的每一章節后邊,都留有思考題。設計問題的出發點是啟發學生進行多向思維,引導思考性學習、探索性學習,在理解教材主要知識點的基礎上,去思考和探索本學科領域的前沿性問題,乃至思考、探索尚未解決的本學科難題。這些思考促進學生變得富有激情和想象力,有助于學生在今后的學習和工作中,不斷獲得新的靈感。

3.3注重大工程觀培養

一段時間以來,國內的理科教育在一定程度上偏向于學術化和系統性,使理論與工程實踐聯系不夠緊密,導致僅具有一些理論和狹窄的技術知識背景的學生難以掌握現代工程技術。進入當前以知識經濟為代表的信息社會,要求工程人才必須具備工程設計、工程實施、價值判斷、終身學習等多種能力,大工程觀成為指導和培養現代高素質工程人才的必然選擇。大工程觀的核心思想是思維整體性與實踐可行性的統一,工程必須與科學、文化、環境、藝術、經濟、管理之間進行密切關聯、有機融合。

在大工程觀核心思想指導下,將化工仿真實訓、化工模擬、科研素養訓練引入教材及課程建設,在實驗教學中更多地重視工程系統及工程背景,學生由此可以了解工程、科學和技術的內涵、本質和特征,認識創新在工程發展中的核心地位,樹立工程創新意識，了解工程思維與科學思維的區別,潛移默化中引導學生樹立正確的價值標準和職業操守,最終回歸工程實踐。培育大工程觀人才是化工學科教育發展的必然趨勢,亦是培養具有較強工程實踐能力和多學科背景、具備

整體性思維方式和人文情懷的復合型人才的客觀要求[9-10]。

3.4注重素質教育和創新能力的培養

教材是在教學過程中不斷積累而形成的,團隊成員平常的一些教案是所編教材最為原始的素材。教材不但傳承知識,還是指導學生獲取知識和方法的渠道。在教材編寫過程中,從培養行業未來領軍人物的目標出發,在培育學生大工程觀的基礎上,將素質教育放在核心位置,并將知識傳授、創新能力、素質提升三者有機地結合起來[11]。在傳授知識的過程中,傳遞給學生先進的科學知識與技術；在創新能力培養方面,提高學生獲取知識的能力、自我建構知識與拓展能力結構的能力；在素質提升方面,引導學生從科學和人文兩方面來思考和分析問題,使學生在獲得知識和能力的同時提高心理素質。

4　課程進一步改革的方向

在當今時代,教學內容的傳授方法和表達方式已發生巨大變化,出版和應用多媒體電子教材已是大勢所趨[12]。借助高等教育出版社和南京大學數字課程平臺,化工基礎實驗數字課程及課程資源的出版與運行正在緊鑼密鼓的籌備之中,可以預見，化工基礎實驗數字課程及課程資源更能增強吸引力、擴大信息量、增強學生的感性認識、促進學生的理性思維、培養學生的學習興趣。

“化工基礎實驗”翻轉課堂建設獲得2015年南京大學教學改革立項。課程部分內容將采用翻轉課堂教學方式,教學方式的改變會將化工基礎實驗教學水平提升一個新臺階,在教學手段上是一次新突破,無疑會不斷提升學生學習的興趣、提高思維能力、激發創新意識,達到培養創新人才的目的。

5　結語

《化工基礎實驗》教材加強基礎、體系先進、聯系實際、引領創新、層次清晰、利于教學,體現學校辦學理念與教學水平,既引導教師進行研究型教學,又引導學生樂于探索性學習。教材適應國家高校“雙一流建設”重大戰略決策、南京大學“三三制”本科教學改革要求,對促進本課程的教育教學質量持續提高、對國內同學科課程教材建設將起到很好的啟示、輻射作用。

References)

[1] 周愛東,周政,李磊,等. 化工基礎實驗中智能儀表教學改革的探索實踐[J].化工高等教育,2015(6),71-73.

[2] 周愛東,李磊,周政,等. 面向創新型大工程觀人才培養的多元化化工實踐平臺構建[J].實驗技術與管理,2014,31(4):25-27.

[3] 趙蕾,周愛東. 化學實驗教學團隊建設中的工作輪換分析[J].實驗技術與管理,2012,29(12):136-137.

[4] 丁立,彭勇,崔琳,等. 分層次化工實驗與實踐教學體系的設計與實踐 [J].化工高等教育,2014(4):13-16.

[5] 田宜靈,朱榮嬌,楊秋華,等. 基礎實驗教學中的創新教育[J].中國大學教學,2012(2):74-76.

[6] 段遠源,馮婉玲. 研究型大學教材建設相關問題思考[J].中國大學教學,2008(12):80-83.

[7] Warren L. McCabe,Julian C. Smith,Peter Harriott. Unit Operations of Chemical Engineering[M]. 7th Edition New York: McGraw-Hill,2004.

[8] 陳駿. 推行“三三制”創新本科教學模式[J].中國高等教育,2010(11):12-14.

[9] 韓如成. 工程實踐能力培養的探索與實踐[J].中國大學教學,2009(6):77-79.

[10] 國家教委工程教育赴美考察團. “回歸工程”和美國高等工程教育改革[J].中國高等教育,1996(3):37-39.

[11] 王靜康. 綠色化學化工發展前景與人才培養[J].中國大學教學,2013(1):9-12.

[12] 李輝. 以高水平教材建設工作為基礎全面推動精品課程建設[J].中國高教研究,2006(12):84-85.

Advancing curriculum construction of basic experiments of chemical engineering based on construction of high level textbook

Zhou Aidong, Zhou Zheng, Li Lei

(School of Chemistry & Chemical Engineering,Nanjing University,Nanjing 210023,China)

In order to adjust to colleges’ major strategic decision,which is the double-rated construction,and the reform requirement of Nanjing University’s “Three-Three System” in undergraduate education,BasicExperimentsofChemicalEngineeringis compiled and published in higher education press. This article introduces thoroughly this teaching material in terms of system architecture,backgrounds for this book’s construction,team building,special features and the further direction of course reform. Finally,it needs to be pointed out that this book reveals the school’s educational philosophy and teaching level. Not only does it lead teachers to research-based teaching,but also guides students to enjoy exploratory study. This teaching material will play a leading role in contributing to continuous improvement of education quality and constructing similar domestic courses.

basic experiments of chemical engineering; teaching team; curriculum construction; a sense of macro-engineering; scientific literacy

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.07.004

2016-02-25

2010年國家級教學團隊項目“南京大學化學實驗課教學團隊”；2015年江蘇省高校品牌專業建設工程項目；2016年南京大學翻轉課堂建設項目

周愛東(1973—)，男，江蘇淮安，博士，副教授，主要從事傳質與分離工程研究及化工基礎實驗教學工作.

E-mail：zhouad@nju.edu.cn

G423.3

A

1002-4956(2016)7-0011-03