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關(guān)鍵詞: 高分子材料與工程專業(yè) 有機化學 教學現(xiàn)狀 教學改革
有機化學是化學學科中的一個十分重要的組成部分,它的主要研究對象是有機分子,從有機物結(jié)構(gòu)入手,研究有機化合物的化學性質(zhì),在分子水平上探知未知世界的基礎(chǔ)學科。在我校,有機化學是面向化工學院、藥學院二年級,以及海洋學院一年級學生開設的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是“大類培養(yǎng)”的主干課程。通過有機化學課程的學習,可使化學類學生掌握有機化學領(lǐng)域的基本理論、基本知識和實驗操作技能,把握有機化學發(fā)展領(lǐng)域的新概念、新動向和新技術(shù),同時為后續(xù)專業(yè)課的學習打下堅實的基礎(chǔ)。
1.教學現(xiàn)狀
在工科院校,有機化學的教學課時“縮水”,如我校有機化學雖然是“大類培養(yǎng)”的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,但是其課時數(shù)被壓縮到64個學時,教師必須在一個學期之內(nèi)完成教學。而有機化學作為高分子材料與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課,是高分子化學、高聚物合成工藝學、高分子材料學等后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ),學生必須在有限的課時數(shù)里掌握《有機化學》這門課程,難度大,任務重。
另外,由于江蘇省高考制度,較大部分的學生高中階段選修的“物生”,進入大學后化學知識特別是有機化學基礎(chǔ)知識非常薄弱,一個教學班級里,學生的化學知識水平參差不齊。通常是剛進入大學的第一學期學習無機化學,對于選“物生”的學生來說,沒有化學基礎(chǔ),一開始就挫傷他們學習化學的自信心。學習有機化學時,多數(shù)學生對有機化學的學習有畏懼感。如果入校時對專業(yè)認知不夠,不能看到有機化學學習對高分子材料與工程專業(yè)學習的重要性,更是對有機化學失去興趣。
再者,有機化學課程自身的特點,由于有機物數(shù)量多,結(jié)構(gòu)多變,機理難掌握。而工科院校的有機化學課時數(shù)又被壓縮,教師為了教授完大綱的教學內(nèi)容,不得不采取“滿堂灌”教學方法,使得學生缺乏主動獲得知識的能力,被動“填鴨式”教學必然導致教學效果不理想。一學期教學結(jié)束,發(fā)現(xiàn)學生知識掌握不好,除了少部分拔尖的學生,大部分學生對這門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課一知半解,學到的有機知識很少。
2.教學改革
結(jié)合有機化學學科規(guī)律,針對高分子材料與工程專業(yè)特點,對教學內(nèi)容進行優(yōu)化、取舍;改進教學手段,選聘高年級本科生、研究生做助理班主任,讓他們參與本科生教學,形成多元化的本科生教學隊伍;改革考核方式,實現(xiàn)高分子材料與工程專業(yè)有針對性的考核方式,教考分離。
(1)改革教學內(nèi)容
有機化學的教學關(guān)鍵是引導學生“有機”這一學科,不同于其他幾門基礎(chǔ)化學課,有機化學基本不涉及計算,不涉及公式,說的是圖片的拼接,化學鍵的斷裂與重組,以構(gòu)建新的有機分子。那么,在教學過程中如何引導學生使用“有機思維”思考問題才是關(guān)鍵。當我們談到如何面對課時數(shù)被壓縮這個問題,如果抓住“引導學生進入有機化學這個學科”這個關(guān)鍵問題,就能依據(jù)高分子材料與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,深入分析研究教學大綱和教學目標,對教學內(nèi)容進行取舍。
在改革教學內(nèi)容時,還要考慮以下兩個方面問題:一是研讀多種版本的教材,最新版本的中、英文有機化學教材和專著等,從不同研讀、分析深度的教材方面,準確把握“基礎(chǔ)有機化學”教學重點、難點,結(jié)合高分子材料與工程專業(yè)的特點來取舍教學內(nèi)容。二是關(guān)注高分子領(lǐng)域的研究前沿,發(fā)展動態(tài),結(jié)合傳統(tǒng)的知識,推陳出新,把最新的知識信息教授于學生,引導學生了解最新的前沿,激發(fā)他們的興趣,使之感覺到目前所學知識的有用性。
(2)改革教學手段
我校近年實施了一項“班主任助理”制度,選派高年級本科生、研究生擔任本科生班級班主任助理,取得了很好的教學效果。高年級本科生、研究生參與本科生教學,形成多層次、多元化的本科生教學隊伍。
高年級本科生已經(jīng)學習了有機化學專業(yè)基礎(chǔ)課,經(jīng)歷過有機化學的學習和考核,有自己的學習方法和技巧;他們已經(jīng)進入高分子材料與工程專業(yè)課程學習,對哪些知識對專業(yè)課學習重要有切身體會;他們與低年級學生同屬于一個年齡階段,有更多的共同話題,溝通交流更容易,幫助學生及早發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)缺點,揚長避短。
高分子材料與工程研究方向的研究生,通常具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識,已經(jīng)接觸了專業(yè)的前沿研究方向,可以對高分子材料與工程專業(yè)低年級學生的學業(yè)、思想及心理等方面給予關(guān)心和指導。而且本科生可以在研究生的帶領(lǐng)下主動做一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,這使得本科生更清楚自己在課堂學習中哪方面有不足,增強本科生對基礎(chǔ)知識學習的熱情,使他們在有機化學課堂學習中更積極、努力。
(3)改革考核方式
良好考核方式可以極大地促進學生的學習熱情,提高他們學習的積極性。目前,我院不同專業(yè)實行統(tǒng)一考試,如環(huán)境工程、化學工程、安全工程和高分子材料與工程等專業(yè)統(tǒng)一出卷,流水閱卷、統(tǒng)一登分,做到公正、準確。但是,這種“統(tǒng)一”的方法抹殺不同專業(yè)對有機化學需求的不同,使得教師和學生忽視基礎(chǔ)課對后續(xù)專業(yè)課的影響,結(jié)果是為了考試而學習,不能真正掌握自己專業(yè)需求的有機化學知識。
為了提高學生的整體素質(zhì)和學習積極性,我們應實現(xiàn)不同專業(yè)單獨出卷、單獨考核的方式。卷面上可以體現(xiàn)出適合高分子材料與工程專業(yè)的題目,結(jié)合他們的后續(xù)專業(yè)課程。哪些知識是有機化學這門課程必須掌握的基礎(chǔ)知識,哪些知識是關(guān)聯(lián)高分子材料與工程的專業(yè)知識。同時,建立針對性的有機化學試題庫,使學生接觸更多不同的題型,拓寬知識面。建立適合高分子材料與工程專業(yè)的有機化學試題庫,有機化學課程理論考試按照一定的難度系數(shù)、教學要求、考試范圍等,統(tǒng)一從試題庫里抽調(diào),實現(xiàn)教考分離。
3.結(jié)語
為全面提升高分子材料與工程專業(yè)的有機化學教學質(zhì)量,我們要結(jié)合有機化學學科規(guī)律,針對高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)特點,從學生的實際出發(fā),認真分析總結(jié),精選教學內(nèi)容,創(chuàng)新教學手段,改革考核方式,不斷激發(fā)學生的學習興趣,以提高高分子材料與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。
參考文獻:
[1]黃杰,周冕,李又兵,王選倫.高分子材料與工程專業(yè)《有機化學》教學改革探索與實踐.廣州化工,2014(42):186-187.
[2]陶傳洲,劉瑋煒,曹志凌,史大華,王建,程青芳.環(huán)境工程專業(yè)有機化學課程教學現(xiàn)狀及改革.中國科教創(chuàng)新導刊,2010(34):78.
關(guān)鍵詞:卓越工程師;材料力學;改革方案
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)23-0102-02
據(jù)報道,截至2013年底我國開設工科專業(yè)的本科高校1047所,占本科高校總數(shù)的91.5%;高等工程教育的本科在校生達到452.3萬人,占高校本科在校生規(guī)模的32%。當前我國高等工程教育的目標是培養(yǎng)社會需要的高級工程技術(shù)人才,但是現(xiàn)階段的教育模式并不能滿足社會發(fā)展所急需要的專業(yè)技術(shù)人才,隨著城鎮(zhèn)化建設進程的加速,在今后很長時期內(nèi),工程建設領(lǐng)域?qū)?chuàng)新型高素質(zhì)工程技術(shù)人才的需求將日益迫切。[1]教育部2010年6月正式啟動的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量的各類型工程技術(shù)人才,為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。然而在實踐過程中,高校除了面臨著更新教學理念、提高教師能力、增加教育投入、加強學風考風建設等諸多問題之外,課程建設同樣面臨著配套改革的艱巨任務。
由于材料力學課程作為土木工程、輸電工程、給排水、工程管理、熱能動力、建筑環(huán)境、機械等相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,因此其課程體系、教學內(nèi)容與教學方法能否適應卓越工程師教育培養(yǎng)計劃要求對于后續(xù)專業(yè)課的開展具有深遠影響。本文以東北電力大學“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)開設的材料力學課程為背景,就教學改革的內(nèi)容和具體措施開展研討,旨在探索材料力學課程在卓越工程師教育培養(yǎng)過程中的改革途徑,提高教學質(zhì)量。
一、課程特點及改革的必要性
材料力學課程是一門與工程實際緊密聯(lián)系的內(nèi)容體系成熟的經(jīng)典課程,具有較強的理論性、邏輯性和系統(tǒng)性。課程以桿件的變形破壞分析為主,要求學生掌握桿件的內(nèi)力、應力和變形的分析研究方法,能對桿件進行合理的強度、剛度和穩(wěn)定性設計。同時材料力學也是一門與工程實際緊密聯(lián)系的課程,有助于培養(yǎng)學生科學的思維方式和分析解決工程實際問題的能力。要求學生具備良好的高等數(shù)學基礎(chǔ)、大學物理基礎(chǔ)和理論力學基礎(chǔ),還要求學生具有良好的科學素質(zhì)和動手能力。在系統(tǒng)地理解基本概念和基本理論的基礎(chǔ)上,需要足夠的復習時間并完成一定量的作業(yè)題,同時結(jié)合課程內(nèi)容設計相應的實踐環(huán)節(jié)。
傳統(tǒng)的課程模式注重的是講授知識,教學偏向?qū)W術(shù)化、對授課效果和學生掌握程度的考量主要以卷面成績?yōu)橹饕侄?,而對學生工程實踐環(huán)節(jié)學習效果的評價多以考查方式進行。同時教師多是畢業(yè)后直接進入高校工作,工程背景不足且缺少深入施工現(xiàn)場的機會和時間,使得教師的課堂教學難以結(jié)合工程實例進行。因此造成多數(shù)教師和學生對實踐環(huán)節(jié)缺乏足夠的重視,經(jīng)常流于形式。
“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的重要內(nèi)容之一是強化學生的工程能力與創(chuàng)新能力,因此,傳統(tǒng)的課程模式嚴重影響了卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施效果。為了適應卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施需要,材料力學課程必須從理念、內(nèi)容、方法等各方面進行相應的改革,必須借助計算機等新技術(shù)手段及成果,強化學生的實踐能力、設計能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng),探索新的教學改革途徑。
二、課程改革途徑探索
1.確立“以學生為本”的現(xiàn)代教育理念
鑒于材料力學課程理論性較強,采用傳統(tǒng)以教師為中心的教學方法容易產(chǎn)生“枯燥、難懂、不生動”的不良效果。學生長期處于被動接受的狀態(tài)就會直接或間接扼制創(chuàng)新能力的發(fā)展。要在教學過程中充分發(fā)揮學生的主動性,必須樹立“以學生為本”、“以學生為中心”的理念。教學應以培養(yǎng)學生、發(fā)展學生為目的。教師以最專業(yè)化、最佳的服務促進學生最大限度的發(fā)展,才能體現(xiàn)教師勞動的最大社會價值。應以充分發(fā)揮教師的主導作用,突出學生主體地位,體現(xiàn)因材施教、個性培養(yǎng)和鼓勵創(chuàng)新的教學思想來指導教學改革。
2.設定合理的課程結(jié)構(gòu)
按照卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的目標要求,我?!白吭桨唷钡牟牧狭W課程最多安排84學時,其中理論學時72學時,實驗12學時;制訂了針對不同專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的教學大綱;開設討論課和綜合課,培養(yǎng)學生全局思路和解決方法,引入教學樓、電廠廠房設計等工程實例,引導學生的工程思維。實驗教學中增設了綜合性、設計性、創(chuàng)新性內(nèi)容,對培養(yǎng)學生的動手能力、科學研究能力、觀察能力、創(chuàng)新能力起到重要作用。安排如桁架設計等小型綜合性作業(yè),運用載荷計算、應力分析、截面尺寸設計、變形及穩(wěn)定性分析等材料力學知識提高學生的綜合能力。
3.整合及精簡教學內(nèi)容
根據(jù)工程需求整合教學內(nèi)容及結(jié)構(gòu)。將課程中一些繁瑣的理論推導進行部分刪減,如慣性積的轉(zhuǎn)軸公式、畸變能公式。內(nèi)容順序進行適當調(diào)整,如將軸向拉壓變形、扭轉(zhuǎn)變形及彎曲變形的超靜定問題歸納到一起講解,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。在縮減課時的同時突出了重點。
根據(jù)具體授課對象選擇教材及授課內(nèi)容。結(jié)合本校實際,調(diào)查各開課專業(yè)對材料力學內(nèi)容的職業(yè)需求,以及后繼課程的需要,進一步精選傳統(tǒng)內(nèi)容,拓寬基礎(chǔ)內(nèi)容,為引入當代前沿技術(shù)開設窗口與接口,并進一步強化基本知識、基本理論與基本方法對于卓越工程師人才培養(yǎng)的重要性。
根據(jù)最新科技發(fā)展對材料力學課程的要求及卓越工程師教育培養(yǎng)計劃需要,及時充實新的教學內(nèi)容。組合出單元式的課程內(nèi)容模塊,形成按需選用的開放式課程體系。
4.強化工程能力的培養(yǎng)
(1)強化工程應用能力的實踐訓練。以基礎(chǔ)性、綜合性、設計性實驗為主體,將實驗內(nèi)容進行模塊化整合。開展“創(chuàng)新性”實驗教學活動,提高學生的綜合能力和素質(zhì)。綜合性實驗培養(yǎng)學生具有良好的團隊精神;設計性的實驗鍛煉學生自主設計方案解決工程實際問題的能力;創(chuàng)新性實驗則由學生提出課題,在教師指導下進行,旨在提高學生的動手能力、分析問題及解決問題的能力。
(2)強化工程創(chuàng)新能力的實戰(zhàn)訓練。圍繞“能力”與“創(chuàng)新”,要求學生積極參加大學生創(chuàng)新活動計劃項目及國家或省市技能競賽,接受創(chuàng)新意識和工程能力的訓練。讓學生學會找出問題、分析問題和解決問題的方法。[2]與材料力學課程直接相關(guān)的競賽(如結(jié)構(gòu)設計競賽、機械設計競賽、大學生力學競賽等各種大學生科技競賽)可以作為實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的重要實踐平臺。以2013年吉林省高校聯(lián)合舉辦的結(jié)構(gòu)設計競賽中,學生根據(jù)所學的力學知識查閱桁架結(jié)構(gòu)的設計資料,從結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點出發(fā)對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式、截面選擇及節(jié)點的受力分析做了大量的工作,設計出了多種高蹺方案,并取得了良好的競賽成績,讓所學知識能夠?qū)W以致用,通過實戰(zhàn)培養(yǎng)了學生的工程創(chuàng)新能力。
(3)強化綜合應用能力的先導性訓練。材料力學課程是多專業(yè)共享的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。在許多相關(guān)專業(yè)中,結(jié)合工程實際問題的畢業(yè)設計選題都會涉及到材料力學知識的綜合運用,如對火力發(fā)電廠主廠房建筑物的結(jié)構(gòu)選型、對結(jié)構(gòu)中的梁、柱的結(jié)構(gòu)計算均要用到材料力學知識。因此,在課程教學期間提前組織先導性訓練,結(jié)合畢業(yè)設計題目需求進行適當內(nèi)容的鋪墊能夠激發(fā)學生的學習興趣,同時還能促進學生理論與實際的結(jié)合,使學生學以致用。
5.改革考試、考核方法
科學的考試制度有助于良好教風、學風的形成,有利于教學質(zhì)量的穩(wěn)步提升?!白吭桨唷钡目己思纫疾閷W生掌握知識的情況,更重要的要考查學生運用知識解決實際問題的能力和認知創(chuàng)造能力。以考核來引導學生不拘泥于書本,不迷信權(quán)威、獨立思考、大膽探索的精神。
實踐中,采取分解考核項目,加大平時考核力度,筆試和面試相結(jié)合的形式,增加學生課堂上的參與意識,注重學生綜合能力的培養(yǎng)。加大平時成績在總成績中所占的比例,將實驗成績記入到學生的考試總成績中。安排有興趣的同學參與教學課件制作及課堂教學評價來提高學生的學習積極性。對于參加與相關(guān)的競賽取得好成績的學生,按照一定的比例計入學生的平時成績或替代實踐成績,取得了滿意的考核效果。
6.積極運用現(xiàn)代化教學手段,探索新的教育模式
由麻省理工學院和哈佛大學發(fā)起的慕課(MOOCs)是新近涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式,具有時間空間靈活、使用客觀、自動化的線上學習評價系統(tǒng),運用大型開放式網(wǎng)絡處理學生的互動和回應,學生自我管理學習進度、自動批改、相互批改、小組合作等,保證教學互動、全天候開放等優(yōu)勢,為學生提供了更大的選擇權(quán)。但“慕課”的出現(xiàn)對授課教師也帶來了更為嚴峻的挑戰(zhàn),教師需要更快地提高自己的教育技能??傮w來看,“慕課”的出現(xiàn)為卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施提供了更廣闊的空間,“慕課”良好的教育資源與培養(yǎng)工程技術(shù)人才所需要的實踐環(huán)節(jié)有機結(jié)合,必將為材料力學課程改革注入新的生機與活力。
三、結(jié)束語
卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的主要目標是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。本文提出的基于卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的材料力學課程改革方案,經(jīng)近兩年的實踐,在更新教育觀念、改進教學方法、探索新的考試、考核方式以及采用新的教學手段方面進行了廣泛探索,對課程進行了大膽改革和實踐。東北電力大學材料力學課程2005年榮獲吉林省優(yōu)秀課程稱號,2007年被評為吉林省省級精品課程。但新的課程體系還需要經(jīng)過更多的實踐和驗證,今后還將繼續(xù)更新和完善,以培養(yǎng)更多高素質(zhì)的卓越工程師后備人才。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:教學―科研一體化;實踐能力;創(chuàng)新精神
中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)15-0008-02
一、引言
高校本科實驗教學是鞏固理論知識、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和高素質(zhì)工程技術(shù)人員的重要環(huán)節(jié),然而傳統(tǒng)實驗項目多以基礎(chǔ)教學為主,即使是和專業(yè)知識最為緊密相關(guān)的專業(yè)綜合實驗等實踐內(nèi)容也僅涉及到基礎(chǔ)的實驗操作、簡單合成方法和成形工藝實驗,學生完全不能觸及本專業(yè)發(fā)展的各個領(lǐng)域,更無法拓展對本專業(yè)深層次、系統(tǒng)地了解。實驗教學缺乏引導性,無法激發(fā)學生自主探索和創(chuàng)新意識。為了改變實驗教學現(xiàn)狀,各個高校開展了對實驗室教學模式的改革和探索,并取得了一定的成效[1-4]。
本校高分子材料與工程專業(yè)經(jīng)過幾十年地發(fā)展,已形成了相對穩(wěn)定的科研團隊,如生物醫(yī)用高分子材料、光電高分子材料、3D打印材料、凝膠高分子材料等,引領(lǐng)著本專業(yè)的不同發(fā)展領(lǐng)域。如何在公共實驗室資源有限的條件下,按照學校發(fā)展和人才培養(yǎng)的總體需求,將科研項目和科研室納入本科實驗教學環(huán)節(jié)中,建立教學―科研一體化的綜合實驗室教學管理體系,以科研帶動教學,使大學生都能涉及本專業(yè)發(fā)展的各個領(lǐng)域,了解本專業(yè)最新發(fā)展動態(tài),從而激發(fā)潛能和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),是解決實驗教學最積極有效的途徑。
二、存在的問題分析
1.教學內(nèi)容設置缺乏引導性、自主性和創(chuàng)新性。由于實驗室建設的滯后性,高校本科教學中設置的實驗多以基礎(chǔ)性和驗證性為主。傳統(tǒng)實驗項目的設置總是選取固定的幾個實踐操作項目讓學生進行實際操作,實驗內(nèi)容局限且簡單[5-7]。傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容缺乏引導性、自主性和創(chuàng)新性的培養(yǎng),因此將本專業(yè)各科研實驗室研究項目納入到本科實驗教學,是目前迫在眉睫的事情。
2.實驗室設置缺乏系統(tǒng)規(guī)劃。由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,目前大部分高校的公共實驗室和專業(yè)教師的科研室相對分散,科研室相對獨立,大部分本科生很少接觸到教師的科研項目和科研實驗室,無法觸及專業(yè)精密儀器和設備及專業(yè)發(fā)展的前沿領(lǐng)域。將科研實驗室納入到本科教學中,依據(jù)科研項目設計綜合性、設計性、探索性等可行的教學實驗項目,提高科研實驗室專業(yè)精密儀器和設備利用率,提高學生對本專業(yè)研究領(lǐng)域的認識,從而引導學生的創(chuàng)新意識。因此,系統(tǒng)規(guī)劃基礎(chǔ)教學實驗室和科研室的布局,起到了優(yōu)勢互補和綜合利用的最佳效果[8]。
3.實驗教學缺乏有效的管理和考查機制。目前,實驗實踐教學以學分制作為對學生的考查機制,學生按照規(guī)定時間參加安排的實驗教學環(huán)節(jié),并完成實驗指定的內(nèi)容即可獲得學分。實驗教師往往在實驗前安排好所有的實驗細節(jié),學生被動的按要求做完實驗,既沒有對實驗內(nèi)容做相關(guān)了解,也沒有進行前期的查閱資料等準備工作,更無法談及探索和創(chuàng)新精神。無需思考和挑戰(zhàn)的實驗考查機制無法達到自主性和創(chuàng)新性的培養(yǎng)。
三、解決措施
1.建立教學―科研一體化的綜合實驗室。本著以科研帶動教學、教學和科研相互促進的理念,并結(jié)合本專業(yè)的研究領(lǐng)域采用統(tǒng)籌的思想規(guī)劃教學和科研實驗室的安排,形成教學和科研室的有利結(jié)合。學校正在籌劃整體搬遷事宜,新的實驗大樓已準備就緒,借搬遷的好時機系統(tǒng)籌建和規(guī)劃的教學―科研一體化的綜合實驗室如圖1所示。公共實驗室和科研室設置在同一區(qū)域,既方便教師科研實驗時高效利用公共實驗室資源,又利于學生對專業(yè)研究領(lǐng)域的認識和了解,也解決了科研室科研項目轉(zhuǎn)化為實驗教學項目提供的容納空間。
2.建立教學―科研一體化實踐項目計劃。科研項目納入本科實踐環(huán)節(jié),應制訂完善的科研教學實踐項目計劃:(1)對科研項目納入教學環(huán)節(jié)的實踐教學內(nèi)容要進行科學的論證和認定,重點考察實驗目的的明確性、實驗裝備的利用性、實驗效果的顯著性、能力培養(yǎng)的遞進性和激發(fā)創(chuàng)新意識的能動性,尤其要考察是否代表本領(lǐng)域最精簡、核心和是否具有完整系統(tǒng)性的引導項目。(2)科研教學實踐項目申請,鼓勵專業(yè)教師及其研究生對研究領(lǐng)域的科研項目進行提煉,制訂適合本科教學的實驗項目,對實驗目的、方案、可行性和創(chuàng)新性等進行充分論證,由院學術(shù)委員會審核通過后進行實施。(3)根據(jù)科研項目的變化積極更新實驗項目。國家級、省級等縱向和校企聯(lián)合的橫向科研項目代表當前該學科發(fā)展的最新方向和社會的最新需求,應根據(jù)在研的科研項目及時更新科研教學實驗項目。
3.完善實驗室實踐教學監(jiān)督、管理和考核評價體系。一方面,對納入到教學實踐中的高校科研室進行考核和績效評估,促進實驗室管理體制及運行機制改革;另一方面,強化對學生能力的培養(yǎng),必須整改對學生實驗環(huán)節(jié)的考查機制。完善教學―科研綜合實驗室實踐教學監(jiān)督、管理和考核評價體系,應從以下三方面入手。(1)實驗室實踐教學監(jiān)督、管理和考核體系的設計。①學校應建立合理、高效的激勵機制,鼓勵科研實力強的專業(yè)教師將科研項目成果濃縮為實驗項目,應用于本科教學;②教務管理人員制訂教學監(jiān)督、管理措施,切實落實科研項目在實驗教學中的實施和運行;③制訂出合理的考核體系和獎勵措施,實施平時常規(guī)檢查與年終考核相結(jié)合的績效評估機制。(2)科研教師的考核與績效評估。①為了激勵科研教師向本科教學的傾斜力度,把實驗室建設與教師的科研方向結(jié)合起來,與實驗室績效評估結(jié)果結(jié)合起來,績效高的研究室加大投入力度;②為了鼓勵專業(yè)教師科研成果為本科實踐教學服務,學校除了在工作量上考慮專業(yè)教師本科實踐教學方面付出的詼外,把此項工作作為職稱評審的重要方面。(3)學生實驗環(huán)節(jié)的考查機制??蒲袑嶒烅椖繉W生的綜合素質(zhì)要求較高,需制訂合理的考查機制才能夠充分調(diào)動學生的積極性。學生實驗環(huán)節(jié)的考查包括前期準備、實驗進展和實驗完成情況三個部分。前期準備方面的考核包括對實驗目的的認知、實驗方案設計、實驗準備等;實驗進展情況方面的考核包括分析問題和解決問題的能力;實驗完成方面的考查包括對實驗結(jié)果的分析和處理、實驗報告的撰寫等。分別從實驗前期準備報告、實驗進展報告、實驗結(jié)果報告和實驗室制定的成績考核辦法四個方面進行成績考核。
四、結(jié)語
高??蒲许椖亢涂蒲袑嶒炇壹{入本科實踐教學環(huán)節(jié),在提升大學生實踐創(chuàng)新能力素質(zhì)培養(yǎng)的同時,也給實驗室科學規(guī)劃和實驗室教學管理帶來了新的問題。專業(yè)教師、教務管理人員和實驗管理部門必須對教學―科研一體化綜合實驗室教學管理體系進行積極探索,充分整合教學、科研資源,加強科研成果向日常教學的滲透,實現(xiàn)實踐教學質(zhì)量的提高。
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材料化學工程是由化學工程學科和材料學科交叉滲透所形成的一門分支學科,其研究方向主要有兩個:一是以新材料為基礎(chǔ),不斷發(fā)展反應過程的反應技術(shù),比如吸附過程、膜過程、催化過程等。該方向主要是通過材料的特征將其分離并進行反應,其目的是揭示材料微觀結(jié)構(gòu)中物質(zhì)進行傳遞和反應機理,進而總結(jié)出適用于材料設計和反應過程優(yōu)化的理論方法和工藝技術(shù)。二是在材料制備的過程中,用化學工程的理論方法解決所遇到的關(guān)鍵問題,比如如何運用微結(jié)構(gòu)的性能關(guān)系來實現(xiàn)對材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的控制,從而完成從材料制備到定向制備的轉(zhuǎn)化。新材料的開發(fā)是材料化學工程發(fā)展的關(guān)鍵和先導,直接可以衡量出國家的材料化學發(fā)達與否,因此,開發(fā)新材料對于材料化學工程的發(fā)展至關(guān)重要。材料化學包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化學傳感材料、電子材料、超硬材料、無機非金屬材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,這些材料很大程度上豐富了材料化學工程的領(lǐng)域,對其發(fā)展做出重要貢獻。
2新材料的開發(fā)
我國在新材料的開發(fā)領(lǐng)域取得了很多亮點,這些新材料的開發(fā)成為分離和反應過程的重要基石。一些研究所和大學正在開發(fā)一種非晶態(tài)的金催化材料,這種材料很有發(fā)展前途,因為它具有非常明顯的催化特性,而且其催化活性還具有特殊的選擇性,具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對這種材料進行流程綜合和技術(shù)集成,可以有助于我國新型石油化工技術(shù)的構(gòu)建。石油化工科學研究院也開發(fā)出一種新型的鈦硅分子篩催化材料,這種材料具有定向氧化催化作用,可以實現(xiàn)“原子經(jīng)濟”,使“零排放”工藝成為可能,而且也具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。而在新材料的分離技術(shù)方面,我國也取得了很大的進步,其中南京工業(yè)大學發(fā)展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術(shù),同時加強了對集成單元技術(shù)的開發(fā),這些研究不僅使我國陶瓷技術(shù)更加趨于成熟,而且還形成了陶瓷膜新產(chǎn)業(yè),為我國帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益。
3材料化學工程技術(shù)的進展
材料化學主要是對產(chǎn)品微結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,其主要手段是在加工材料時,將化學方法引入進去,這樣我們就可以通過宏觀條件來調(diào)控產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu),從而為材料的加工和制備提供理論和技術(shù)指導。因此,化學工程技術(shù)的改進將直接促進材料化學工程的發(fā)展。我國在化學工程技術(shù)改進方面已經(jīng)取得了非常大的進展。清華大學在碳納米粉體材料的制備過程中,引入了傳統(tǒng)的流化床技術(shù),大大降低了生產(chǎn)成本,從而使此生產(chǎn)技術(shù)可以用于工業(yè)化生產(chǎn),帶來巨大的經(jīng)濟效益。北京化工大學則用超重力場技術(shù)來放大納米材料生產(chǎn)過程中的形貌控制問題,這樣就可以通過調(diào)節(jié)超重力場的強度來調(diào)節(jié)和改變產(chǎn)品的粒徑,。通過這種方法,我國已經(jīng)成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系,為我國帶來巨大的經(jīng)濟效益。
4展望
材料化學工程作為一門交叉學科,不僅促進了材料工業(yè)的發(fā)展,而且也豐富了傳統(tǒng)化學工程學科的內(nèi)容,因此,具有非常重大的研究意義。我國材料化學工程的研究已經(jīng)取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于領(lǐng)先水平。但是,材料化學工程中仍然有很多問題需要我們解決,因此,我們需要再接再厲,爭取使材料化學工程的研究更加深入,使其更好地為人類服務。
5結(jié)語
【關(guān)鍵詞】高分子材料與工程專業(yè);現(xiàn)狀;發(fā)展前景
一、簡析高分子材料與工程專業(yè)及其發(fā)展現(xiàn)狀
(一)高分子材料與工程專業(yè)的演變過程
高分子材料又稱為聚合物材料,它是高分子化合物和其他添加劑混合構(gòu)成的單元共價構(gòu)成。早在1953年,我國就設置了高分子類專業(yè),很多高校陸續(xù)設置了高分子類專業(yè),比如:化學纖維、高分子化學、復合材料等專業(yè)。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,為高分子材料和工程專業(yè)的結(jié)合和發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件,為了培養(yǎng)具備高分子材料和工程方面的高素質(zhì)人才,教育部于1998年將與高分子材料相關(guān)的工科類專業(yè)統(tǒng)一稱為“高分子材料與工程專業(yè)”,這一歷史性的創(chuàng)新將迎來嶄新的發(fā)展,期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領(lǐng)域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業(yè)的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識,力圖造利于我國在科學研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設備設計、生產(chǎn)及經(jīng)營等領(lǐng)域的發(fā)展,推動我國新領(lǐng)域的開發(fā)、研究,增強國力,在世界經(jīng)濟中站穩(wěn)腳跟。
(二)高分子材料與工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
材料是人們賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),高分子材料與我們的生活息息相關(guān),小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆,大到汽車輪胎、防彈衣,玻璃鋼等等,都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段,高分子材料的生產(chǎn)量無法滿足市場的需求,高分子材料的品種、制造工藝、技術(shù)等等都遠遠比不上世界發(fā)達國家的水平,資源的浪費和低利用率,以及對環(huán)境的污染等等都亟待解決。同時,高分子材料與工程專業(yè)人才的就業(yè)情況不是很好,截止到2012年,全國以高分子材料與工程專業(yè)招生的學校達到145所,其中教育部直屬院校18所,國防科學技術(shù)工業(yè)委員會院校5所,地方院校119所,其它3所,主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區(qū)、直轄市,招生人數(shù)也在逐年增加,但是畢業(yè)人員的就業(yè)情況卻與之不匹配,很多學習這個專業(yè)的人才在畢業(yè)以后卻沒有從事與該專業(yè)有關(guān)的行業(yè)。此時,我們需要重新審視,如何保證培訓質(zhì)量和就業(yè)問題,培養(yǎng)怎樣的高級工程技術(shù)人才,才能滿足社會對高分子材料與過程專業(yè)人才的需求。與此同時,我們還需要從環(huán)境、能源方面去考慮,節(jié)約能源、利用新能源、回收利用可降解的產(chǎn)品,保護環(huán)境,減少資源的浪費。
二、高分子材料與工程專業(yè)的發(fā)展前景
高分子材料獨特的結(jié)構(gòu)決定了它很容易被改變結(jié)構(gòu)和再加工,這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優(yōu)異性能,從而被廣泛應用于科學技術(shù)、國防建設和國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域,并已成為現(xiàn)代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業(yè)的結(jié)合是任何行業(yè)不可或缺和取代的,小到穿衣吃飯、電腦手機,大到建筑樓房、航空航天。直觀數(shù)據(jù)顯示,高分子材料與工程專業(yè)的就業(yè)率還是很高的,達到了92%以上。21世紀以來,中國高分子材料工業(yè)取得了令世人矚目的成就,實現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè),合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長,從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業(yè)日益廣泛的應用發(fā)展來看,也顯示了中國高分子材料與工程專業(yè)強勁的發(fā)展勢頭。盡管高分子材料與工程專業(yè)還存在著很多的不足,但是它的發(fā)展前景還是很好的,市場的需求量也很大(包括橡膠、塑料制品、復合材料等等)。在當今的新形勢下,我們面臨的是挑戰(zhàn),同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發(fā)達國家之間的差距,需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產(chǎn)、投入和應用,教育部門應當規(guī)范化辦學,適當?shù)目刂普猩?guī)模,提高教學質(zhì)量,調(diào)整高分子材料與工程專業(yè)的技術(shù)知識結(jié)構(gòu)體系,模擬創(chuàng)業(yè)訓練,培養(yǎng)科學研究、應用研發(fā)、生產(chǎn)工程技術(shù)、營銷管理等方面的人才,以此來適應社會經(jīng)濟的發(fā)展。據(jù)調(diào)查顯示,72%的高分子材料與工程專業(yè)學生可以在科研、教學、企業(yè)等領(lǐng)域得到很好的發(fā)展,他們在畢業(yè)以后能很快找到工作,既可以從事高分子材料的研究,也可以從事加工工藝技術(shù)的開發(fā)或者是在商檢、質(zhì)檢等部門從事材料的檢測等等,其薪資也屬于中等水平。
總結(jié):
高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國人民的可支配收入逐漸增加,城市化的進程不斷加快中,人們對更高水平、更高科技化的產(chǎn)品需求加大,綠色環(huán)保成為未來發(fā)展的需求,因此,社會需要高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)性人才。有關(guān)高分子材料與工程專業(yè)的行業(yè)有很多,而且涉及范圍很廣,高分子材料與工程專業(yè)的就業(yè)前景廣闊,影響著我們的日常生活(包括生產(chǎn)、教育、建筑、電子計算機、軍事等領(lǐng)域),并發(fā)揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業(yè)存在著很多不足,需要我們與時俱進,在教育、科學、汽車、軍事等各個領(lǐng)域加大投入和創(chuàng)新,運用新材料、新技術(shù),適應社會經(jīng)濟的發(fā)展,不斷改革和創(chuàng)新,從而帶動我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,提高我國的生產(chǎn)力和科技水平。
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