基于拔尖人才培養的化工基礎實驗教學改革研究

朱俊生 胡光洲 鞏冠群 孟獻梁 秦志宏

摘要：人才培養是一個復雜的系統工程，其核心是創新意識和創新能力的培養。筆者對化工及相關專業的人才培養及化工基礎實驗教學現狀進行分析，找出目前化工基礎實驗教學存在的問題，并提出改進方法，以期提高化工基礎實驗教學水平和人才培養質量。

關鍵詞：化工基礎實驗；教學改革；拔尖人才

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）14-0158-02

近年來，拔尖人才的培養已經成為高等學校提高人才培養質量的主流意識，但目前拔尖人才培養還處于探索階段[1]。拔尖人才的培養對未來化工的發展起著至關重要的作用，針對目前化工基礎實驗教學中存在的問題，筆者對化工及相關專業化工基礎實驗的教學內容和教學方法提出改革，以期提高教學水平和人才培養質量。

一、化工基礎實驗教學存在的主要問題

筆者對中國礦業大學化工及相關專業的化工基礎實驗教學進行了研究分析，總結得到目前存在如下問題[2，3]。

（一）理論教學與實驗環節聯系不夠緊密

化工專業人才培養對實踐環節和教學環節的緊密結合尤其重視，本科生在校期間完成了專業課學習，但教學環節和實踐環節之間缺乏緊密的聯系。目前化工及相關專業的化工原理理論課和化工基礎實驗分散在不同的學期分別進行獨立教學，二者未能形成相輔相成的穿插教學，不利于學生深入掌握各個化工單元操作。

（二）部分教師不明確具體的教學目標

化工基礎實驗教學雖然為培養學生的創新能力奠定了良好的基礎，但由于部分老師具體的教學目標不夠明確，還停留在方法的教學上，未能真正進入到將實踐和方法應用到解決實際問題中。

（三）學生參與競賽活動的比例和總體質量仍偏低

目前，我校化工專業每年參與江蘇省、華東區和全國化工實驗競賽的本科生數量雖不少，但他們占學生總人數的比例相對較低，雖然不少同學在江蘇省和全國化工實驗競賽中都取得了優異的成績，但仍有一部分參賽同學未得到有效鍛煉，未能獲得良好的成績。

（四）學生因材施教實施較為困難

我校化工專業已于2015年和2018年先后兩次通過工程教育專業認證，專業認證要求教學過程標準化。然而學生個體發展不平衡，有些學生時間富足，希望得到進一步的培養和訓練；如何在專業認證標準框架之下實施因材施教，也是目前化工基礎實驗教學和拔尖人才培養面臨的問題之一。

（五）課程考核方式有待改進

考核是學生學習的一個指揮棒，目前，化工基礎實驗學生的成績主要由平時成績、實驗報告成績和閉卷考試成績組成。其中，實驗報告一般是由學生做完實驗后，在課下完成，因此實驗報告抄襲現象較嚴重，使得不少同學的數據處理能力和知識掌握情況較差；而閉卷考試的試卷題型主要是簡答題和少量的數據處理題，對學生的工程思想和數據處理能力考核仍不夠深入。

二、改革化工基礎實驗，培養化工拔尖人才

（一）強化理論教學與化工基礎實驗之間的聯系

化工專業是理論與實際緊密相結合的專業，二者密不可分、相互促進[4]。因此，改革后我們安排課程時將統籌考慮教學內容、合理安排上課時間，使得二者相輔相成，產生“1+1>2”的協同效應。例如，化工原理和化工基礎實驗安排相互穿插教學，講完化工原理《傳熱》理論課后，立即開展傳熱實驗；講解《蒸餾》理論課前先帶學生去實驗室觀察一下精餾塔的結構和精餾現象，上完理論課后及時開展精餾實驗等。

（二）因材施教及多元化培養

根據工程教育專業認證的要求，目前我校各專業的化工基礎實驗由一名老師總負責，多名老師協助共同完成實驗教學，一般1名老師指導1-2個實驗項目，而所有化工基礎實驗的老師都是具有較高科研水平的博士，除了教學外，還在指導學生開展科研項目。然而，由于指導老師較多、科研和教學任務較重，一部分老師雖然對實驗內容和具體實驗操作非常熟悉，但具體的教學目標不是特別明確，因而影響了教學效果。因此，我們將加強對每名任課教師的培訓，要求其務必明確化工基礎實驗課程的培養目標和所帶實驗的培養目的，從而更好地提升學生的綜合素質。例如吸收實驗，以往實驗老師在學生檢測吸收物質濃度前就會打開、調試好氣相色譜儀，學生在實驗過程中往往只需采樣、向氣相色譜儀中進樣，處理一下峰面積即可。對于氣相色譜儀的開機、參數設定、關機等都不太清楚，因此不利于學生綜合水平的提升。改革后我們將要求吸收實驗老師不僅僅要教會學生如何使用氣相色譜儀測試氣相濃度，而且要教會學生氣相色譜儀的開、關機、參數設定等操作。

隨著素質教育的推進，學生的課余時間逐漸增多，與此相對應，許多老師，尤其是指導化工基礎實驗的年輕老師，因研究生較少，也需要本科生來輔助做科研。因此，化工基礎實驗的老師要加強與學生的交流。我們將對學生進行分類指導和培養，達到因材施教的目的。對于基礎扎實、有鉆研精神的學生，我們鼓勵其參加化工實驗競賽，并重點培養其發表高水平論文的科研能力；對于動手能力較強但科學思維不夠的學生，我們鼓勵其參加化工設計競賽，重點培養其申報國家發明專利、解決實際問題的能力；對于熱衷于就業和創業的學生，我們鼓勵其參加各類創新創業大賽，重點培養其服務企業的能力。

（三）培養學生的創新思維和工程思想

在指導化工基礎實驗的過程中，我們要求學生不斷提高自身的創新意識，交叉集成，重點培養學生的創新思維。鼓勵學生從以下四個方面進行創新：（1）結合新工具、新技術。例如學習使用Materials Studio、Gaussian、Excel等軟件，用于對實驗數據的模擬、計算和預測。（2）借鑒其他領域的技術。例如我們開展化工基礎實驗和相關科研研究可以借鑒冶金領域、建材領域的一些技術，對其進行借鑒、改進并為我所用。（3）借鑒先進國家。例如多看文獻和世界專利，借鑒國外的先進技術。（4）深入研究世界重大需求。例如深入研究生產、生活中的需要，找到需要改進和突破但目前還缺少研究之處，將來重點在此處開展研究，取得突破和創新。

在實驗過程中，我們還將加強對學生工程思想的培養，從實驗開始到最后的數據處理，我們都將向學生滲透工程的觀念。例如做乙醇-水二元體系精餾實驗時，我們先讓學生檢測xD和xF，并結合平衡曲線和相關知識算出最小回流比，然后讓學生根據工程經驗選擇一個適宜的回流比，在實際回流比下進一步開展實驗，實驗結束后的實驗數據處理，需要學生查找很多數據和圖表，然后才能求出q值、理論板和全塔效率等。

（四）改革化工基礎實驗考核方式

以前化工基礎實驗大多數的實驗報告都是學生在課后完成的，批改報告時發現雷同的數據處理較多，有的甚者連標點符號錯誤都一樣。為避免學生抄襲現象，今后將要求學生在實驗過程中必須完成實驗數據的處理，堅決遏制部分學生不動腦思考、直接復制的行為。此外，考試試卷的題型和內容也需要進一步改革，我們要加強對學生的工程思想和數據處理能力的考核，全面提高學生的綜合素質。

三、結語

以上即為筆者結合本校化工及相關專業近幾年化工基礎實驗教學和拔尖人才培養得到的一些體會和認識，特此撰文，以期進一步提高化工基礎實驗教學水平和人才培養的質量。

參考文獻：

[1]夏春明，范圣法，劉田，等.華東理工大學工科人才培養質量現狀分析及思考[J].化工高等教育，2016，（4）：5-14.

[2]胡秀英，文穎頻，姚鵬飛，等.工程教育專業認證背景下化工原理實驗教學改革探索[J].化工時刊，2018，32（2）：44-46.

[3]王智娟.實踐型人才培養引領下的化工原理實驗教學改革探索[J].化學工程與裝備，2018，（1）：312-313.

[4]楊培培，陳惜明，陳菲菲，等.基于創新性應用型人才培養的化工原理實驗教學探索與改革[J].高師理科學刊，2017，37（4）：101-104.