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绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。
2绿色化工技术的开发
2.1原料的选用
绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。
2.2无毒害催化剂的选用
在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。
3绿色化工技术在化学工业中的应用
3.1清洁生产技术
清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。
3.2生物技术
生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。
3.3生产环境友好型产品
关键词 研究生 创新能力 人才培养 化学化工
中图分类号:G642 文献标识码:A
0 引言
国家的发展,城市的进步,以及人在社会中的生存,都应注重创新。所谓创新,概括地说就是继承前人但又不因循守旧,借鉴别人又有所独创,在工作上、学习上能根据不同的情况,从多个角度、多个方面进行思考,提出自己的解决办法,使工作和学习体现出时代性、创新性。党的十报告中强调指出:“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。”在当今知识经济时代,研究生作为比本科生更高层次的专业人才,肩负着历史和时代的重托,其知识和创新能力能否跟上时代迅猛发展的步伐,能否以优良的素质来应对当前全新的挑战已成为各高校新时期教育工作一个现实而又紧迫的课题。
现代化学化工行业影响着人们生活的方方面面,并成为国家屹立于世界先进民族行列的重要支撑。因此该行业对其研究型人才的理论知识、实践能力和综合素质提出了更高标准的要求。①培养化学化工类研究生良好的创新意识和科研创新能力,就是为国家经济命脉注入新鲜的血液,这不但是高等教育自身发展的需要,同时更是时代和社会发展的需求。
1 研究生综合创新能力现状
近年来我国的研究生教育虽然已经有了巨大的发展,且创新水平也不断提高,但同时也隐藏着很多不容忽视的问题。②如今研究生招生规模不断扩大,最新数据显示,2013年,我国研究生计划招生规模为60.8万人,其中硕士生53.9万人,博士生6.9万人。而在2003年,我国研究生招生总数还仅为26万多人,十年间翻了一番。因此研究生的学科知识水平和创新能力水平整体降低,研究生学术功底薄弱,学习风气浮躁,缺乏探索创新精神,甚至无法独立完成科学实验探究和毕业论文,导师学生比例严重失衡,教学资源的紧张也使得研究生创新能力的培养大大削弱,所以研究生的综合创新能力形势非常严峻,不容乐观。
化学化工专业由于涉及范围非常广泛,其创新能力的培养难度也大大增加。化学化工类研究生要想成为通晓化工生产技术与研究方法、从事化工领域的产品研制与开发的高素质科技人才,必须具备宽厚的理论基础知识和探索创新精神。因此,对化学化工类研究生创新人才的培养已刻不容缓。
2 新形势下化学化工类研究生培养面临的严峻挑战
2.1 研究生由学术型转向应用型的专业硕士
自2009年以后,全日制专业硕士作为一种全新的研究生形式出现并在逐步增加,学术型硕士逐渐减少。2013年的研究生招生计划中,专业硕士比例高达36%。专业型硕士重点培养研究生的工程研究和创新实践能力,并逐步培养其成为应用型高级人才。在经济全球化的21世纪,化学化工类研究生不但需要具有稳固广泛的专业基础知识,更需要具有创新意识、创新精神和综合创新能力,并将其应用在化工产业和社会的发展上。
2.2 化学由原来的高污染,高消耗能源的模式转向绿色化学
在可持续发展的大背景下,我国的化学工业正在逐步摒弃原有的高污染、高能耗和高排放的低端生产模式,不断将绿色和低碳作为化工产业的发展模式,并与建立资源节约型、环境友好型社会的目标高度一致。绿色和低碳发展是可持续发展的内在要求,是经济社会发展与生态环境保护双赢的一种发展形态,对我国现代化建设具有十分重要的意义。这更加需要化学化工专业人才不断通过技术创新、制度创新、理念创新来实现产业转型、新能源开发等,实施可持续发展的绿色化学工业。
2.3 化学与其他学科交叉范围逐渐增大,需要掌握更广泛的知识
无论是传统的化工、石化产业,还是新兴的电子、能源、生物等高新技术产业都需要化学的参与,化学专业范围不断扩大,各专业间界限越来越淡化,跨学科和交叉学科的发展越来越多。如今的许多问题必须综合两个甚至多个学科领域的知识才能得到问题的解决和突破,因此跨学科和交叉专业得到更多的发展,而这就要求化学研究生必须突破和摆脱本学科领域习惯性思维的束缚,具有更广泛的学科知识和创造性的思维方式。
3 化学化工类研究生创新能力培养的探索
3.1 研究生教育体制改革
(1)建立以科学与技术研究为主导的导师责任制和导师项目资助制,可以推行“双导师制”,从而减轻目前存在的一个导师无法兼顾多个学生的问题。
(2)着力构建产学研③相结合的技术创新协作式培养体系。完善和强化基础研究、前沿技术研究,提高科学研究水平和成果转化能力,构建化工企业和各大院校之间的互协互助机制,形成集研究生教学、课题研究、产品开发于一体的培养模式。这不但有助于企业产品的开发和研制,增加了导师用于科研项目的资金,使研究生的研究课题更加切合实际。
3.2 使教学方法灵活多样
(1)优化现有的教学模式。积极探索并实施适合研究生特点的授课方式,将原有的教师主讲式和汇报式更改为共同讨论式和启发式,鼓励学生随时发表创新的观点,从而使学生具有动脑思考和探索问题、解决问题的能力。
(2)改革教学内容。摒弃固有的陈旧的基础和实验内容,增加新兴技术产业的内容。积极采用国内外优秀的研究生教材,积极开展各类研究生精品课程建设。
(3)增加实验教学的比重。化学化工专业作为一门以实验为主的学科,应精炼理论知识讲授,强化实验教学,将创新教育观念渗透其中,培养出符合社会需要的创新型人才。
3.3 营造科研创新的大环境
增设和开展学术论坛④和学术报告无疑为研究生创造了一个积极创新的大环境。提供和鼓励研究生参加国内外的学术交流和专题讨论活动,不但拓宽研究生的学术视野,活跃研究生的学术气氛,也增强了研究生强烈的创新意识,提高了研究生的培养质量,激发研究生强烈的求知欲望和创新的火花。因此,营造浓厚的学术氛围和创新氛围的大环境,是培养研究生创新能力必不可少的保障条件。
3.4 加强导师引导
知识经济全球化的当代,不但是对研究生创新能力的考验,更是对研究生导师自身创新能力的挑战。对于研究生创新能力的培养,导师的作用举足轻重。
(1)导师自身应当具有优秀的实践经验和科研创新的能力,才能培养出具有创新意识和创新能力的研究生,如诺贝尔奖获得者著名物理学家汤姆逊有8个学生获诺贝尔奖,其中的学生卢瑟福又培养出13位学生获得诺贝尔奖。⑤
(2)对于研究生导师的遴选制度和评估制度应严格把关,只有这样才能督促研究生导师自我学习和自我提升。导师只有不断更新自己的知识体系,具有较高的学术造诣,提高学术水平,才能把研究生带到创新科技的前沿。
(3)导师招收研究生数量依个人能力决定。不能一味多收学生而不注重研究生的培养质量,鼓励集体指导和联合培养研究生,是研究生导师的一种新的模式。
4 结语
全球经济与科学技术迅猛发展的21世纪,创新是推动社会进步和人类通往更高层次文明的一把“万能钥匙”。作为支撑国家经济实力的化学化工产业,需要更多具有创新意识和科研创新能力的化学化工专业研究生。各高校也在逐渐意识到创新人才培养的重要性,不断出台各种举措和政策将创新意识和能力的培养融入到研究生教育的各个环节。坚信在不久的将来,会有大批的具有卓越创新意识和创新能力的化学化工人才进入社会的各个层面,从而推动中国乃至世界的科学技术、社会经济的飞跃发展。
注释
① 崔国星,张启卫,凡.化工类创新型人才培养教育教学实践与探索[J].高教论坛,2009.6(6):33-36.
② 袁本涛,延建林.我国研究生创新能力及其影响因素分析[J].北京大学教育评论,2009.7(2):12-21.
③ 吕建平,崔鹏,魏凤玉等.产学研合作培养化工专业研究生工程实践能力的探索[J].人力资源管理,2010(5):260-261.
论文摘要:结合我校化学实验中心的建设,探讨了大学本科化学实验教学的创新教学模式的构建,提出了“四模块、分层段”的实验教学新模式,总结分析了新教学模式的实施效果。
在组织指导本科生学习基础理论知识的前提下,再进行相关实验课程的教学,这是化学及化学相关学科教学的特点。但是一般实验教材中的实验项目也均为经典的实验项目,从实验方法、内容、步骤到问题思考与讨论,基本上是预先设定的,学生没有太多选择和发挥的机会,难以调动学生学习的主动性和积极性。面向21世纪化学化工各学科的实验教学改革研究,现已形成了以“实验原理与技术”为主线和以“制备—分离分析—结构性能测试”为主线的2种主流的实验课程新体系,这对我国化学化工实验教学将产生深远影响。但在实验教学中如何加强实验教学改革,充分体现学生技能的训练和创新能力的培养仍是高校面对的新课题。
在实验室建设与实验教学改革方面,我院于2003年申报了山东省化学基础实验教学示范中心建设项目,从实验室建设到实验教学改革进行了较大的实践创新。
1化学实验中心的实验室设置与管理
曲阜师范大学化学科学学院原有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程与工艺等实验室,1999年重新组建为基础化学实验室、物理化学实验室、化学工程实验室和仪器分析实验室(测试中心)。化学实验中心建成后,经过优化调整,重新设置了9个实验室,其中应用化学实验室、绿色化学实验室、综合化学实验室、材料化学实验室和环境化学实验室为新设实验室(见图1)。
2实验课程体系和实验内容体系的改革
2. 1实验课程体系的改革
在实验课程体系改革方面,分析了高等师范院校化学实验教学现状,吸取综合大学的实验教学改革经验,从改革实验课程体系、优化实验教学内容、更新实验教学手段、实施新实验成绩考核办法等方面,探讨了高等师范院校如何培养学生的实验技能和创新能力,全面推进实验教学新体系建设。
打破原有课程设置体系,统筹安排实验内容,将无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验和仪器分析实验、化工基础实验等综合起来,重新设置为:基础化学实验I、基础化学实验n、物理化学实验、仪器分析实验、化工基础实验、综合与设计实验、现代分析测试技术、研究性实验(毕业论文)等(见图2)。
2. 2实验教学内容体系的改革创新
实验教学内容改革是本次改革的一个重点。在实验开设内容方面,按实验由简单操作到综合训练,从对基础理论的理解到理论的综合、应用的渐进过程,将大学本科化学实验教学的内容依次安排成4个层次的实验内容,即:化学基础实验技能、综合性实验、设计性实验和研究性实验,构建了“四模块、分层段”的实验教学模式(见图3)。化学基础实验技能训练内容包括基本化学实验操作等内容,在这一方面重点强调操作的规范性和实用性,使学生能够熟练、正确地使用各种常规仪器设备,充分体现教师教育特色。综合性实验提倡学科交叉,通过增加综合性实验的数量,提高学生综合运用知识、解决问题的能力。如“制备+性质测定”、“分离+分析+性质”等类型的综合性实验。设计型实验由学生根据实验课题,自己通过查阅资料完成实验内容的设计,经指导教师批准后实施,能够培养学生综合运用知识、自主研究创新的能力。研究型实验主要是以学生毕业论文或毕业设计形式体现,在这一环节中,强调学生的实验内容与教师和科研课题相关联,与应用开发相关联,通过研究性实验加强学生创新能力和实践能力的培养。
另外,学生除了在教学计划安排的时间内进行实验技能学习以外,还可利用开放实验室独立自主地进行强化和创新。所有实验室对学生开放,学生在教师指导下可以自由选择实验内容,利用实验室的开放进行实践创新活动,给学生更多的发展空间,提高自主创新的能力。
从实验时间安排上(见图4),基本实验技能方面的实验在一年级进行,综合性与设计性实验主要在二、三年级进行,设计性实验则是在进行了一定综合性实验的基础上安排,研究性实验与毕业论文环节相融合,一般安排在四年级,学生在指导教师指导下进行科研训练,并完成毕业论文。
3实验教学改革实践与人才培养成效
化学专业毕业生的去向主要有2个方面,一是直接就业,到中学担任化学教师;二是报考硕士研究生。根据这一现状,我院积极进行因材施教与分流培养,对准备直接就业的学生加大进行教育职业技能训练,增强社会竟争力,提高就业素质;对报考研究生的学生,加强化学专业知识和研究能力的培养,提高考研录取率。通过一系列措施,使本科毕业生的就业率和考研录取率一直保持在很高的水平。 2001至2005年化学专业共毕业本科生1164人,其中有761人考取硕士研究生,平均考取研究生的比率为65. 38,毕业生一次就业率5年平均达到90%以上。
关键词:石油化工;有机化学;综合设计实验;教学探索
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 我校是一所以石油化工为特色的省属综合性大学,有机化学实验是我校化学化工类专业的必修专业基础实践课之一,每学年全校有14个专业40多个班级开设此课程。有机化合物的合成是有机化学实验教学内容的重点,属于综合性实验,目的是使学生掌握并熟悉基本操作与典型的实验制备方法,学会一些难度较大的新的合成方法与实验技术,培养学生独立工作的能力,实事求是的科学态度,以及认真、细致、敏捷的工作作风,养成保护环境等意识。设计性实验,只给出实验目的与要求,学生必须通过查阅参考文献,撰写实验方案,经指导老师审查通过后独立开展实验,对于实验过程中发现的问题尽可能自行解决。该类实验完全摒弃了在以往实验教学中常用的保姆式教育,放手让学生去设计、思考,独立自主地解决实际问题,动手能力得到显著提高。我校学生开设的综合性与设计性实验的课时数占总有机化学实验课时数之比达到80%以上。教师和学生普遍反应该课程体系设计科学,学生在基础理论和实践技能培训方面得到全面、系统地训练。
一、课程的目的及要求
综合与设计性实验目的是训练学生对基本操作和理论知识灵活的综合运用,掌握有机化合物的合成、分离、提纯及鉴定方法;培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。以有机合成为主,教师给定目标产物,学生按照老师给定的实验要求,运用所学知识,通过查阅资料,独立(或在教师指导下)撰写实验方案,拟定实验步骤,准备实验所需物品,完成实验并写出完整的实验报告。
二、实验内容的选择
1.实验的类型。在选择实验内容时,实验的类型基本分为两类:(1)有机化合物的制备及表征。(2)植物中提取与分离天然有机物。有机化合物的制备,在课时数不多的情况下尽可能做到两个兼顾。首先是兼顾有代表性的有机化学反应类型,例如:(1)酰基化反应(乙酰苯胺的制备,阿司匹林的制备)。(2)酯化反应(乙酸正丁酯的制备,苯甲酸乙酯的制备)。(3)亲核取代反应(1-溴丁烷的制备)。(4)氧化反应(苯甲酸的制备)。(5)康尼查罗反应(苯甲醇和苯甲酸的制备)。其次是兼顾各种重要的合成装置及操作,涵盖了分别带分馏柱、带气体吸收、带电动搅拌、带分水器的回流装置;水蒸气蒸馏装置(从肉桂皮中提取肉桂油及其主要成分的鉴定),索氏提取装置(茶叶中咖啡因的提取),蒸馏装置,薄层色谱(薄层色谱法分离绿色植物天然色素)。有机物的鉴定既有物理常数测定(熔点、沸点,折光率),也有采用化学方法鉴定,有机波谱分析(红外光谱,质谱)。大部分实验都将合成、分离、提纯、物性的测定和波谱鉴定等环节串联成一体。
2.实验微量化。改变了部分实验的投料量,进行微量或半微量实验,降低实验成本,节约实验时间,大大减少实验污染,潜移默化地培养学生利用资源、绿色环保的科学发展观。
3.根据低毒的原则选择原料及溶剂。鉴于实验室的条件不太完善及实验班数及人数多的特点,在不影响实验效果的前提下,尽量选择低毒性的原料及低毒易回收再用的溶剂。如苯甲酸的制备我们采用苯甲醇替代甲苯;苯甲醇和苯甲酸的制备萃取剂我们采用石油醚替代乙醚;酯化反应的带水剂、茶叶中咖啡因的溶剂的种类也是基于这个原则去选择。
三、改进合成实验教学
合成实验教学安排在基本操作的教学之后,学生已具备了一定的技能,但不能熟练掌握,动手能力和独立解决问题的能力较差。以往的教学是教师先讲实验目的要求,分析实验原理和可能出现的问题,学生进行操作实验,教师巡视指导。此方法虽然使学生的基本操作得到训练,但仅仅是完成实验内容,缺乏良好的思维训练。学生在实验中遇到问题不会分析思考,动手解决,创造性得不到发挥,这在以后的毕业论文实践中充分暴露出来。针对教学实际,我们逐渐摸索出解决问题的方法。把科学的思维方法贯穿于教学中,形成“以学为主,以教为辅,思维训练为主线”的教学原则。
1.建立有机合成反应研究的基本思路。在合成与制备实验中,应培养他们树立以实验为基础的科学研究思想及设计实验的能力,逐步学会化学研究的实验方法。例如:由乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的实验,通过分析可知为平衡反应历程,根据平衡反应的知识,采用过量的醇,或除去反应生成的水的方法提高产率。
2.加强对学生实验预习的指导,提高预习效果。对学生预习要求认真阅读教材,独立思考,发现问题,提出问题,能够预知实验成败的关键。教师根据学生的讲解给学生判定预习成绩。一个有机反应能否进行反应条件(外因)的选择与应用十分重要,例如:由正丁醇、溴化钠和硫酸制备1-溴丁烷的实验。浓硫酸用量的大小。学生通过思考得出反应速度取决于两物质的浓度,这就要求有更高浓度的氢溴酸,因此需要过量的硫酸;硫酸的浓度和用量是否越多越好?引导学生进一步讨论,最后小结对硫酸量的要求:适当过量,浓度适中。
3.提高学生实验技能。我们把基本操作技能的训练摆在提高学生实验能力的首要位置,实验中耐心指导,严格要求,细心观察每一个学生的操作,发现不规范的及时纠正并给予示范。通过一些相关联(理论、装置、操作)但又有差别的实验进行反复练习,强化训练,达到规范化的要求。如制备实验做到装置合理,操作规范,台面整洁有序,实验习惯好,知道废物回收处理,防止有机物的挥发和毒性,认真操作,及时记录。积极互动、合作的实验也培养了学生的协作能力。实验过程中学生实验时间有时会相差到一个小时,教师应帮助他们分析原因,鼓励他们“胆大心细”,在做好预习工作的前提下,大胆实验,提高实验技能的目的。
四、教学效果
上述教学方法的实施极大地调动了学生做好实验的积极性和主动性,有效地培养和提高了学生独立分析问题和解决问题的能力,锻炼了动手能力,训练了思维能力。在实验的过程中,学生积极主动地动手操作,对出现的问题认真思考,分析原因想办法动手解决。一些实验结果不理想的同学,能在教师的指导下分析失败的原因。从实验报告来看,思路清晰较为严谨,个别同学还有独到之处,已初步学会了有机合成反应研究的基本方法,并使自身的科学素养得到一次系统的训练,这在以后学生课外科技创新及毕业论文设计中表现出良好的教学效果。
参考文献:
[1]王科志,申秀民,刘正平,等.化学综合设计实验教学模式的改革[J].化学教育,2010,(3):92-93.
[2]于秀兰,杨桂秋,任保轶,等.有机化学综合性设计实验的教学探索[J].化工高等教育,2009,(4):55-57.
[3]徐红,刘红,席晓岚,等.有机化学综合性设计实验的教学探索[J].教育教学论坛,2013,(33):268-269.
关键词 化学 本科教育 科研创新
中图分类号:G420 文献标识码:A
The Cultivation of Scientific Research Innovation Ability in
Undergraduate Education of Chemistry
LANG Leiming
(Biochemical and Environmental Engineering College, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing, Jiangsu 211171)
Abstract Undergraduate education is the basis of education for the cultivation of a person with innovation ability. The innovation ability cultivation of chemistry undergraduate can be achieved by means of interest cultivation and skill practice including the reformation of teaching modes and construction of good scientific research circumstance, which can improve the comprehensive quality of undergraduate.
Key words chemistry; undergraduate education; scientific research innovation
本科教育是关系到学生发展的重要阶段,一个人的能力素质和发展后劲很大程度上取决于本科阶段的熏陶和训练。本科生参与科研实践是培养其创造力的重要途径,国外众多知名大学都将本科生的科研活动纳入教学计划中。但在我们国家很多高校仍存在如只重教师传授、轻学生研究;重学习结果、轻学习过程;重书本知识、轻实践操作;重考试成绩、轻整体素质等弊端。这些都极大地抑制了学生的学习兴趣,不利于学生创新能力的培养。因此,化学本科教育中应实施新的教学模式,增设研究型课程和讲座,以激发学生的学习兴趣,开阔学生学科视野、增强学习兴趣与动力,并对其进行全面、系统、规范的科研思维训练和科研方法的培养,使学生在掌握化学理论知识的同时也能初步形成科学的思维方法、养成良好的治学和科研态度,培养创新意识和科研能力。
1 改革课程教学模式,努力培养科研意识
1.1 调整教学内容和教学方法
科学研究是在不断探索和尝试之中寻找新的客观规律,而科研兴趣的培养不仅与每个学生息息相关,而且也与我们教师平时教学内容,理念,方法,手段密不可分,如何保证在正常讲授基础知识的同时努力培养学生科研兴趣,这就需要在教学内容和教学方法上进行一定的改革。
(1)教学内容上,在讲授基础课程时,结合书本知识有针对性的穿插当前国家社会中与化学密切相关的热点、前沿问题如绿色合成、食品添加剂、新型催化剂等,在较短的时间里,加大重点资料的信息量,激发学生的求知欲。另外,开设相关的研究型课程和增加实验教学中的研究型实验,以无机化学实验为例,传统实验教材只是让学生照书做实验,只是简单的重复,少有真正的探索与创新,如此学生做完实验课后,收效甚少,从而不能独立设计实验开展科研工作,不具备真正的创新力,也很难解决新的实际问题。因此,在实验课的讲授中,将以往的重复性实验改为探索性实验和综合性实验,如:三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备。三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的合成是无机化学中的一个基本实验,通过实验改进,使学生不但了解三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备方法和性质,而且还可理解制备过程中化学平衡原理的应用,同时掌握水溶液制备无机物的一般方法并要求学生对产物不但用化学分析方法进行分析,还要用红外光谱进行表征。该实验是集无机合成、分析化学和仪器分析于一体的一个综合实验,实用性较强。此外,也可以结合教师自身的科研课题讲解制备无机材料的一些新的方法和表征手段,虽然此时大部分同学可能一时还无法认知和接受这些新的东西,但只要有意识的灌输科研的思想和理念,潜移默化中接受并且朝着该方向去努力,达到创新能力培养的目的。
(2)教学方法上,应视学生为学的主体,在课堂上不仅是老师传授知识的过程,也有学生参与课堂教学活动的过程,尤其是在一些研究型课程中要更注重学生自主性、独立性和创造性的培养,通过采取学生自学、教师辅导或组织小组讨论、师生共同研究的方式学习,使学生经过质疑、判断、比较以及相应的分析、综合、概括等认识活动获得结论,从而培养学生科研的思维方法和发现问题解决问题的能力。
1.2 开设系列科研讲座,激发学生科研兴趣
本科生平时除了忙于各种课程的学习外,接触科研工作的机会较少,尤其是在二本高校中开设科研方面的讲座就更为不多,这就阻碍了学生创新能力和科研兴趣的培养。因此,为了进一步调动学生的科研兴趣,邀请本专业的教授,重大课题负责人等老师介绍当前化学领域所从事的各类科学研究工作如何为国家战略与社会需求服务,如何在国民经济的主战场中发挥重要作用,拓展本科生视野,展望本学科发展的美好未来,并且还邀请年轻有为的教师和科研成果丰厚的硕博士学生代表讲述自身的求学和科研之路,让学生在羡慕之余也有了很好的学习榜样,进一步激发了学生的科研兴趣。此外,还可开设常规的科研知识讲座,就科研工作的基本要求和基本过程,科研工作者应具备的基本科学素养及科研风格,本专业的科研方法、研究手段等内容进行系统全面的阐述。
1.3 对学生进行科研岗前培训
化学类的本科生尤其是刚入学的学生虽然进行过实验基本操作的训练,但接触研究型的实验较少,对科学的思维方法和如何从事科研活动还知之甚少,因此,有必要对从事科研活动感兴趣的同学进行科研岗前培训,讲解如何查阅文献,如何选题和进行课题调研,如何分析现在的热点问题,并在指导教师的带领下参观实验室的各种仪器,了解和熟悉科研实验室的规章制度以及主要仪器的使用方法,对科研活动的前期准备工作有个直观和深刻的认识。
2 加强实践活动,培养科研能力
2.1 开放实验室,提供实践平台
为了能使学生得到全方位的科研素质和创新能力训练,实验室的开放为其提供了很好的途径。作为基础实验课的有力补充,开放实验室为广大有兴趣参与科研活动的同学提供了一个很好的施展自己才华的平台。相比较基础实验课,它在培养学生创新能力方面显示出独特的优势,如实验课上只是照着书本原有实验机械操作,缺乏自主创新和思考,而且由于人数较多无法保证一对一的指导和讨论,另外由于实验课程的局限性不能保证部分失败的实验再次重做,这就进一步限制了学生创造力的发挥。因此,开放实验室一方面可以对操作较差的同学进行补差,通过重复实验达到实验教学的要求。并且允许基础好的同学自己任选实验,进入实验室完成整个过程,验证自己的设想。另一方面,实行导师制,鼓励低年级的同学尽早进入实验室,跟随高年级同学参与导师的研究项目,熟悉从文献查阅、课题选择、设计实验方案、确定实验步骤、优化实验条件、选用实验仪器设备、评价实验结果及撰写论文等全过程,培养了认真仔细,刻苦专研的科研精神,学会如何用所学知识解释科研中出现的问题,并树立牢固的团队意识。经过一段时间的训练,在导师的指导下自己撰写课题申请书,参与学校或省级项目的申请,掌握课题申报的整个流程。通过这些创新与实践活动,充分发挥了学生的潜能,激发了学生学习化学、探求真理的兴趣,对科学研究有了较全面的了解,大大提高了实践能力和探索创新精神,也深化了化学实验教学的改革。
2.2 强化毕业论文工作,增强创新能力
毕业论文是化学类本科生在校期间最后的也是极为重要的实践教学环节,是培养学生运用所学知识解决实际问题,提高实践能力的重要手段。某种程度上,毕业论文工作也是对学生四年来基础理论知识,综合创新能力地综合评价。因此,毕业论文在培养学生的科研创新能力方面显得尤为重要。毕业论文工作是本科生在校期间从事的最长的一项科研创新活动,它在前期实验课和开放课题的基础上进一步提升和强化的学生的科研创新能力,但目前毕业论文工作存在着诸多问题,比如学生的重视程度不够,认为毕业论文只是走个过场,最终老师还是会让其通过;大四学生的考研压力会严重影响其毕业论文的工作时间,学生的创新活动得不到时间上的保障;另外由于本科学生人数的众多,师资力量的不足也会影响毕业论文最后的效果。因此,必须采取一定的措施以确保毕业论文工作顺利有效的进行:(1)针对不同学生的兴趣爱好有针对性的进行选题,指导教师必须尽心尽责的指导并对其严格要求,让其知道毕业论文的重要性。(2)针对考研的学生可以提前让其进入实验室开展毕业论文工作,这就避免了考研阶段时间上的冲突。(3)增加经费投入,保障毕业论文所需药品和仪器的及时到位,打通各专业仪器的限制,使其能为全院师生服务。通过一系列的举措,使全体师生感受到毕业论文工作的重要性,并形成良好的科研氛围,只有这样才能保障学生科研成果的不断涌现和创新能力的不断提高。
2.3 积极参与社会实践,提升科研创新能力
社会是个大舞台,学生参与社会活动和工作能有效拓宽学生的知识面和提高学生的综合素质。为此,应积极组织学生利用寒暑假时间参与社会调研和实践,比如,与社会环保组织联系定期组织学生到周边湖泊、河流采集水样,熟悉整个采样过程,并将样品带回实验室在老师的指导下进行分析处理,对出现的问题进行详细的分析和总结并提出可行的解决方法,最后形成水质报告供环保部门参考。通过这样一个过程不仅增强了学生积极参与社会公益事业的意识,而且从中也能使其将所学知识运用到实际生活,培养了分析问题解决问题的能力,并在不断地总结中提升自己的创新能力。此外,还可通过与社会企事业单位合作,组织学生到质监部门和化工企业等单位实践并将所学技术带回实验室进行进一步分析和改进,优化实验条件,提出更好的技术方案,这就经历了从理论到实践,再由实践上升到理论的创新过程。虽然这个过程对本科生来说并不是那么简单,但只有在不断的尝试中才能提升其科研创新能力。
总之,只有通过多方面的努力,不断调整教学模式和手段,加强实践教学环节,努力营造出良好的科研氛围,才能不断提高学生的科研创新能力。
参考文献
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[2] 刘经南.研究型大学本科教育质量战略与管理特色探讨[J].中国高等教育,2007(Z1):18- 21.
[3] 裘立群,殷焕顺,艾仕云,汪建民.建立开放实验室,培养学生的科研能力[J].实验科学与技术,2010.3(8):119-120.
关键词:植物化学;化学专业;教学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)48-0195-02
植物化学是应用现代化学理论和方法研究植物中的化学成分的一门学科。其研究内容包括植物成分(主要是具有生理活性的次生代谢产物)的提取、分离纯化、结构鉴定、理化性质以及主要结构类型化合物的生物合成途径和生物转化等。植物化学是植物学与有机化学相结合而形成的一门交叉学科,是天然有机化学或天然产物化学的重要组成部分,是在分子水平上揭示植物奥秘的学科,也是植物资源合理利用的基础。植物成分不仅是天然药物的重要组成部分,是发现新药或药物活性先导化合物的重要来源,而且还广泛应用于农业、工业、日用化工、食品、染料和化妆品等行业。我国对植物资源的利用有着悠久的历史和传统,涉及社会生活的方方面面。化学专业的学生毕业后许多会从事与植物成分有关的深造学习、技术、管理和服务工作。学生在本科学习阶段进行植物化学基本知识和实验操作技能的学习,对将来的深入学习和工作无疑具有重要的意义。鉴于这种情况,结合云南丰富的植物资源和地域特点,为了让学生尽早了解社会的发展和需求,拓宽知识面,改善知识结构,更好地融入社会,投身经济建设主战场,围绕国家“西部大开发”和云南建设“绿色经济强省”的战略目标,我们于1996年开始为化学专业高年级学生开设“植物化学”课。现根据十多年来的教学工作,谈谈教学中的几点体会。
一、课程定位与目标
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要》,培养造就适应我国经济社会发展需要的高质量多样化人才成为新形势下我国高等教育教学改革的重点。植物化学课程以“培养厚基础、高素质、强能力的复合型人才”为人才培养的基本目标。由于我校的学生多数来自云南,结合云南的资源特点、社会、经济发展的实际,课程定位于培养的学生具有宽广的化学基础知识,不仅可以胜任传统的中学化学教学,而且能够根据自身情况和当地社会经济发展的需要,进行与植物成分相关的研究工作和产品开发,或者为进一步的深造提高打下坚实的基础。植物化学的课程目标是让学生认识植物化学的应用领域,了解植物化学研究的内容、目的、意义、发展现状和趋势;了解植物化学成分研究的程序及纯化合物的结构鉴定方法;了解各类重要植物化学成分的生物活性及应用;掌握植物化学成分常用的提取、分离方法,理解提取分离的原理;掌握各类重要植物化学成分如:糖、苷、萜、甾体、生物碱、芳香族化合物(香豆素、木脂素、黄酮)等的化学结构特征、性质和提取分离的方法。为继续学习以及毕业后从事与植物成分相关的工作打下理论和实践基础。通过植物化学实验,锻炼学生在植物化学领域的实验操作技能,通过实验加强理解理论知识,培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。进一步要求通过植物化学课程的学习,让学生感觉学到的知识就在自己的身边。通过开放实验、大学生课外科技活动、毕业论文设计等,锻炼学生的创新思维、动手能力;培养学生从提出问题,到分析问题和解决问题的能力;强调合作学习,包括师生之间的合作、同学之间的合作,培养学生严谨求实的科学态度、团结互助的团队合作精神;培养学生适应现代知识体系发展的综合能力。
二、教学内容设置
与其他化学专业课相比,植物化学课在化学专业中开设较少,无专门的教材。国外有的院校为学生开设“天然产物化学”,课时不多,无专门的教材;国内药学专业、中药专业等有“天然药物化学”、“中药化学”等教材。植物化学只有农林院校主编的两本教材,侧重于农林专业。为了编写适合化学专业使用的植物化学教材,我们于1998年编撰印刷“植物化学”讲义,在教学中使用。2004年,我们组织云南高校植物化学研究领域的科技人员,又是奋斗在教学一线的教师一起编写了《植物化学成分》一书,由化学工业出版社出版。该书内容既包括了植物化学成分的基本知识,又兼顾学科最新进展。尤其具有中国(包括云南)天然产物的特色,与社会的需求和发展紧密,便于学生把握植物化学的研究趋势和发展脉搏。《植物化学》课程由四大知识模块构成。第一部分,植物化学概论。包括植物化学的研究内容、意义、目的、研究程序、研究形势和发展趋势;植物化学成分提取、分离、结构鉴定的方法。第二部分,各类常见植物成分的结构特征、理化性质、提取分离、纯化精制以及结构鉴定的基本方法。第三部分,自主学习。每名同学就自己家乡特色的药用植物1~2种,对其活性成分的提取、分离方法及在医药、保健品、染料、色素和化妆品等领域的应用通过查资料后,写成小论文进行讨论。第四部分,植物化学实验。培养学生植物化学领域的实验操作技能,通过实验加强理解理论知识,培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。部分同学通过进一步的开放实验、大学生课外科技活动、毕业论文设计等,锻炼创新思维和动手能力。理论课授课共54学时,植物化学实验共36学时。
三、教学方法
采用课堂讲授、课堂讨论、实验、课外互动及学生课外查阅资料、阅读、归纳总结、报告、课外科技活动等方法进行教学。
1.课堂讲授。课堂讲授中注重经典内容和学科发展的有机结合;注重热点植物化学成分和云南特色药用植物的有机结合。采用多媒体授课,既有效地利用了课时,使学生在单位时间内获得较大的知识量,又能将植物图片、复杂的植物成分结构等一些比较抽象的内容形象化、具体化,生动地表现出来,加深学生的理解。将植物化学课件上网或打印出来提供给学生,使学生能够课前预习,课堂上能够跟得上教师的思路。通过课堂讲授,使学生系统地获得了各类植物化学成分的结构特征、主要理化性质、提取、分离方法、生物活性等知识。
2.课堂讨论。通过课堂讨论培养学生对植物化学基本理论和基本知识的归纳总结及综合应用的能力。启发学生从应用的角度综合地去掌握植物化学知识。如生物碱的提取,根据所学生物碱的结构特征、理化性质,让学生归纳其提取分离有哪些方法等。学生发言踊跃,对各种不同的提取方法提出自己的见解和质疑。
3.课外互动。课程教学中要求每个学生就自己熟悉的药用植物1~2种,自己出题,在课外进行资料查阅、归纳总结、小论文写作和幻灯片制作。这个过程,增加了学生与老师的互动和同学之间的交流讨论。弥补了植物化学内容多、课时少、辅导答疑时间有限的缺陷,也有利于学生释放自我,激发潜能,培养综合能力。学生将自己的课后阅读资料做成PPT进行汇报,一方面引导学生“走出书本”,扩大学生的知识面,锻炼了其查阅文献、分析和解决问题的能力;另一方面,提高了其专业交流的水平。
4.科研反哺教学。教学中,紧密结合云南特色药用植物成分或课程组教师的科研工作进行案例探讨,让学生觉得所学知识联系实际,有用,加深学生对所学知识的理解。如在结构鉴定、黄酮、二苯乙烯、环烯醚萜、二萜、三萜等内容的教学中,结合课程组教师的工作进行讲解,深受同学欢迎。既让学生对自己老师的工作有所了解,又收到了良好的教学效果。
为了培养学生的实际动手能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力,安排了6~10个植物化学实验,培养学生对常见植物化学成分提取、分离、鉴定的实际操作能力。为进一步加强对学生创新能力、实践能力、思维能力的培养,充分利用课程组教师科研课题较多、科研能力较强、科研方向与云南省地方经济发展紧密结合的特点,鼓励学生根据自己的兴趣,参加教师的科研活动,或在教师的实验室进行毕业论文实验,或自主申请省、校课外科技活动资助进行探索学习,以激发学生的学习兴趣,实现科研反哺教学。每年均有二十多名同学参与植物化学课程组老师的科研项目研究,在老师的指导下进行课外科技活动。
四、教学效果
植物化学课程由于贴近生活,与社会、经济发展密切相关,深受学生喜爱。学生的学习兴趣和主观能动性大大增强,资料查阅、综合分析、实验操作、论文或报告写作、科学思维等能力有很大的提高。自主申请学校的大学生课外科研基金,或参与老师的科研项目进行研究的热情高涨。相当一部分学生考取植物化学方向的硕士研究生进一步深造,作为人生的进一步追求。一些同学通过自主学习或参加课外科技活动,发表了学术论文,一些同学的课外科技作品获得了全国大学生“挑战杯”课外学术科技作品竞赛三等奖等奖励。
参考文献:
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[4]陈业高.植物化学成分[M].北京:化学工业出版社,2004:1-283.
一、培养高师化学专业师范生科学素养的意义
科学素养,又称科学素质或科学技术素养,它是现代公民必备的基本素质之一,是基础教育阶段科学课程改革的出发点和落脚点。公民科学素养的培养主要依赖于基础教育。在教育部颁发的基础教育“课程标准”中,科学素养都是重要的教育目标。教师作为科学知识的传播者,其自身科学素养的高低,直接影响着学生科学素养的高低。高师院校承担着为基础教育培养合格教师的基本任务,它所培养的师范生也应该具备较好的科学素养,应该能在基础教育教学中为提高我国公民的科学素养作出贡献。因此,从长远的角度看,师范生的科学素养水平对我国的未来发展起着举足轻重的作用。那么,如何培养师范生的科学素养,就是摆在高师院校师范生教育面前的重要课题。在高师院校中,化学教育的任务是培养具有创新精神的高素质的化学类专业人才,同时还要培养高素质的化学或科学教师。戴安邦教授曾指出,全面的化学教育是指“不仅传授化学知识、技能,而且要训练科学思维和科学方法,培养科学精神和科学品德”。现代科技的发展离不开化学化工技术的发展,也离不开化学学科的教学工作。化学教学在高质量人才培养过程中发挥着重要作用。因此,高师院校化学专业的师范生,是一名准教师,毕业后将承担着我国基础教育发展的重任,他们既要具备较高的科学素养,又要为基础教育培养人才奠定基础。受传统教育影响的化学专业师范生,亟待更新观念和方法,既要具有前瞻性的广阔眼界,又要提升自身科学素养,努力使自己适应当今基础教育中学生发展个性的需要。
二、培养高师化学专业师范生科学素养的内容
1966年,美国学者根据调查,揭示了科学素质的六个范畴:即概念性知识,科学的理智,科学的伦理,科学与人文,科学与社会,科学与技术。但是,科学素质的内涵也在发展,1996年,美国一些学者认为科学素质包含以下内容:(1)概念性知识;(2)科学的研究方法;(3)科学的精神或态度;(4)科学与人文的关系;(5)科学与社会的关系;(6)科学与技术。由此,现代西方学者对科学素质的认识,以及对学生的教育理念,则更为深入:培养学生从科学与社会的角度主动地思索社会问题的解决方法并付诸行动的技能,这是每个社会公民不可或缺的基本素养[2]。在我国,大多数学者认为,21世纪的教育是知识、能力、素质教育并重、协调发展的教育。我国理工科的课程目标之一就是提高全体学生的科学素质。教师是教育活动的组织者,教育的成功与否直接取决于教师。面向未来的化学师范生是从事知识、能力、素质全面教育的基础教育教师,时代要求他们,应具备全面的化学科学素质,全面的化学科学素质主要包含:(1)基础科学知识和化学专业知识;(2)专业实践能力;(3)化学科学意识;(4)现代教育理论和理念。这就要求高师院校在制订师范生的培养方案时,要充分考虑国家的长远战略、人才的培养目标,也要切合教育发展的规律,能够较好促进师范生的全面发展;高校教师要认真履行职责,不仅要传道授业,更要授生以渔,做好师范生的表率,帮助学生实现健康成长;师范生则要努力学习,充分利用高师院校的教育资源,提高自身的科学素养。总之,要在高师院校的各种教育实践活动中,利用各种资源性因素,努力营造培养师范生的科学素质的有利条件。
三、高师化学专业师范生科学素养的培育
近年,教育部基础教育的“化学课程标准”和“科学课程标准”,其中,均强调“以提高学生科学素养为宗旨”,“以探究学习为核心”。作为师范生,自身的科学素养也必须达到甚至要高于“课程标准”的要求。
1.加强理论知识学习,奠定坚实的知识基础在日常教学中,教师的教育实践,应该贯彻“以生为主”的教学理念,把课程与课堂紧密地联系在一起,作为培养学生科学素养的重要渠道。其中,我们要使学生掌握常用的、基础的知识,通过对化学知识的系统学习,形成对化学现象的基本认识;务必学习科学与技术、化学化工技术应用与人类发展、社会进步的关系;也要引导学生自觉地关心自然、社会、科技以及生产、生活中的化学问题,了解化学学科研究的最新成果,帮助学生学会运用已有知识对现实问题进行初步研究,逐步形成对社会、对自然的正确的情感、态度和价值观,这些都有利于培养学生科学素养。要提倡情景化教学,理论联系实际,从生活走进化学,从化学走进社会。如,根据生活中有不法商人利用化学技术进行非法活动,可传授学生识假的常识和办法;食品安全中,炸油条的面粉中掺放洗衣粉发泡膨胀的事实,使学生们认识到生活中的化学,化学源于生活,要有意识地向学生渗透可持续发展的观点和绿色化学意识。我们应该更多地传授“生活和社会中的化学”,以此来增加学生探究和创造的兴趣。这就要求教师要把问题置于学生的日常生活和社会背景下来加以处理,也要利用化学技术的新发展在我们社会日常生活的应用及影响的案例,使学生能从科学技术的角度理解社会,从社会的角度去认识科学技术,从而激发学生的科学兴趣,拓宽学生的知识面。
2.以专业实践能力为主,培养热爱科学的情感化学是一门实验的科学,化学实验作为化学课程教与学的重要内容和方式方法,对于提高化学教学质量,全面落实培养科学素养的目标,具有其他化学教学内容和形式所不能代替的特殊作用。通过实验可以培养师范生实事求是、严谨认真的科学态度。实验常常跟假设、条件控制、观察、测量、收集和运用数据、资料加工整理等科学方法和思维方法密切联系。在实验中,学生会受到严谨的科学方法的熏陶和训练,认识和理解科学过程,学会如何“从事科学”研究。教师还要经常组织学生参观工厂、农村的种植大棚、生态产业园区、高新科技园和科技馆等,还组织师范生开展生态环境调查、水污染调查、空气质量监测等实践活动,指导师范生动手调研,撰写调研报告。所有这些,不仅增长了他们的知识,开拓了视野,更主要地是促进他们了解社会,培养了他们的科学素养。在实践活动中,教师一定要给学生充分的思考时间和空间,要尽可能多地增加学生动脑思考、用眼观察、用口表达、动手操作的时间,让他们独立地进行实验准备,独立分析实验数据,独立分析实验结论,独立想办法解决实验过程中出现的各种问题,让学生积极地思考:目标是什么,该准备什么,该怎样设计方案和过程;怎么做才能更好地达到实验目标;这么做的原因是什么,如果发现问题,怎样去解决。以此激活他们的思维,使他们的潜能和创造性都表现出来,从而完善和提高师范生的科学素养。
3.培育校园科技文化,提高师生科学素养培育浓厚的校园科技文化氛围,大到教学楼、科技馆、图书阅览室、各类实验室、实践实训基地的建设与完善;小到各种校园环境的优化,如举办科普画廊、开设科普和科学讲座等活动,应大力鼓励学生社团举办科普文化活动,激励学生参与各种科技实践或调研活动、参与组织任课教师科研项目,从而促进化学专业师范生科学素养的培养。坚持把化学学科专业和师范性特点结合,认真组织、指导学生动手制作教具,积极开展各项课外实践活动。许多大学通过举办“化学科技文化节”活动,对学生的思维能力及创新意识的培养起到了重要作用,同时这些活动的举办将促进学生更好地掌握与应用专业知识,顺应未来教育的发展趋势。学生自行拟定科技活动内容和方案,结合实验室条件和指导教师的帮助,开展科技表演活动和小发明、小制作、小论文写作等。几年来,信阳师范学院学生社团“青年化学研习社”在实验室多次进行了化学魔术设计和演练,在学校成功举办了“奇幻魔术”、“化学话剧”、“魅力化学科技艺术节展演”、“趣味化学知识竞赛”、“化学实验奇思妙想”等表演,编印出版了《化学青年》内部期刊10多期,激发了学生学习和探索的兴趣。开展课外科技活动要突出科学性、示范性、趣味性等特点,也要注重培养师范生学科技、用科技的意识,锻炼师范生组织科技活动的能力。通过参与各种科技实践活动,更好地领悟和掌握科学知识,了解科学方法,培养科学精神,从而提高自身的科学素养。
4.装备现代教育理论,全面提升科学素养现代教育理论也是一门科学。教育理论是指教师有意识地运用教育理论知识指导教育教学实践的意识和能力,主要包括教育理论知识、教育观念以及运用教育理论知识解决教育教学问题的思维和方法,它作为教师教育的主体性内容,对提高教师素质、促进教师的专业发展具有重要的作用。在教育理论的指导下,重视师范生教学实践能力的锻炼。化学专业师范生,应该完善现代教育理念、教育方法。化学教学系统,是一个综合复杂的运作体系,它包括了基于全面育人、促使学生个性特长发展的教育目标,以教育媒体为中介而运作的教育动力系统,也包括以学生和教师为双主体、和谐互动的学习系统,还包括师生双方交互作用的反馈系统。这就要求,教师不应是单纯的知识传授者,更应是一名指导者、促进者的角色;学生不仅仅是知识的接受者,更应该是学习对象的探索者、研究者。为此,师生双方应互动合作,实现“教学相长”:理解化学学科或相关自然科学学科;学习化学科学或统合学科的探究过程;谙熟化学科学知识与技术、自然、社会的辩证关系;理解运用有关知识和技能进行创造性的学习等。
5.以科学精神为主,培养科技伦理观科学精神是科学家在长期的科学实践中形成的,它具体体现在科学家奋斗的历史中,化学史是科学家认识世界、改造自然、创造发明的奋斗史。化学史上的每项重大发现都是经过科学家们反复地争论、验证后才建立起来的。科学家们追求真理的精神,可以让学生切实感受到“真理贵在坚持”的道理。例如,“燃烧的氧化学说”的建立就是一个典型实例。瑞典化学家舍勒、英国化学家普利斯特里都曾发现并制得了氧气,也对其性质进行了初步研究,但由于受“燃素说”思想的影响,因而未能提出“氧气”这个概念。化学家拉瓦锡从1771年9月开始研究燃烧现象,他敢于质疑“燃素说”,正确地使用定量分析实验的研究方法,通过分解氧化汞后得到了普利斯特里和舍勒所描述的助燃性气体,并于1777年正式把这种能助燃的气体命名为氧,首创了“燃烧的氧化学说”,从而彻底地了“燃素说”,并使化学蓬勃地发展起来。在教学过程中综合运用化学史中的故事,能够使学生认识到科学技术的发展永远不会停滞,人类社会将不断前进,从原始、愚昧、落后逐步走向进步、文明、富裕、繁荣。通过了解现代化学科技发展中的重大事件以及化学家的科研事迹,帮助师范生树立科学的世界观,学习他们善于观察、善于思考分析、勇于实验的科学精神,学习他们发现问题、分析问题和解决问题的科学方法,学习他们尊重事实、尊重真理的科学态度,学习他们团结友爱和互相帮助的科学精神。
四、结语
论文摘要:由教育部与国家外国专家局联合发起的“高等学校学科创新引智计划”实施五年来,通过聘请海外学术大师、学术骨干来基地从事短期科研合作、人才培养,取得了很多成果。本文从一位学院外事秘书,即最基层服务者的角度,结合在基地工作中实际情况,阐述如何做好高校创新引智基地的服务工作的一些体会,旨在能够对创新引智基地的相关政策制定者和高校同行今后的工作有一定的借鉴和辅助作用。
为进一步推进科教兴国、人才强国战略,充分发挥海外高层次人才在高校合作科研方面的作用,2005年,教育部与国家外国专家局联合实施“高等学校学科创新引智计划”。计划的总体目标是瞄准国际学科发展前沿,围绕国家目标,结合高等学校具有国际前沿水平或国家重点发展的学科领域,以国家重点学科为基础,以国家、省、部级重点科研基地为平台,从世界前100位的大学及科研机构的优势学科队伍中,引进、汇聚1000余名海外学术大师、学术骨干,配备一批国内一流的学科创新引智基地,努力创造具有国际影响的科技成果,提升学科的国家竞争力,提高高等学校的整体水平和国际地位。五年来,在引智计划政策和资金支持下,全国陆续建成126个“高等学校学科创新引智基地”,这些基地的建成极大程度地促进了我国高校国际交流与合作工作的开展,有力地推动了高校的国际化进程,在学科建设、科学研究、人才培养等方面起到举足轻重的作用。
天津大学绿色化学化工学科创新引智基地作为2006年首批参与计划的26个引智基地之一,围绕能源、资源、环境等与国民经济发展密切相关的领域开展国际合作研究,通过聘请海外学术大师、学术骨干来基地从事科研合作、人才培养,开辟了国内以化工学科优势为依托,建设高校学科创新引智基地的先河。
学科创新引智基地作为中外双方进行科研合作、学术交流的平台,旨在为海外学术大师、学术骨干和国内科研骨干提供良好的合作环境,使他们能够顺利并且身心愉悦地投入工作。那么,如何做好高校创新引智基地的服务工作,如何使基地的功能得到最大程度地发挥,使海外优秀人才“引得进、留得住、用得好”,就成了一个值得探讨的问题。
高等学校是创新引智基地建设的依托单位,一般由校级领导牵头,由科技处、人事处、国际合作与交流处、财务处及相关下属学院共同参与日常工作和建设。在学院这个层面,从事教学和科研的骨干教师是与海外人才交流合作的主体,引智的成果也将会在他们身上得以显现,但他们往往容易忽略那些程序上的细节问题,加之中外双方理念、文化、语言上的差异,出现分歧或不愉快就难以避免了。为了减少此类情况的出现,学院外事助理或外事秘书就必须增强服务意识,提高责任感,本着“外事无小事,事事需请示”的原则,在遵守各项法律法规的前提下,合理地安排、协调、处理好这类外事活动,给来访人员留下良好的印象,为日后更加深入地开展交流合作谋求可能,争取更多的机会。
一、防微杜渐、提前预防
无论是海外学术大师,还是学术骨干,在来访之前都会与基地方面有关教师或工作人员联系沟通,安排日程。基地海外引智人员的工作性质与普通外教有本质上的区别,他们来访的目的并不是来给学生授课,也没有与基地签订劳动合同,所以,来访前双方通过电子邮件联系时,就应该为其详细地解释相关的法律、法规,明确其来基地工作期间享有的权利和所要履行的义务。在沟通过程中(尤其是初次来访之前),有些人会对某些规定或条款诸如涉及薪酬、外汇支付、税收、保险、居留等问题问得很细,很“抠”,对我们来讲甚至“不可思议”,对此,外事助理或外事秘书要充分理解他们的心情,不厌其烦地与之反复沟通,反复研究,本着“宜细不宜粗”的原则,才能达成共识,得到双方满意的结果。一旦双方认可,基地方面必须严格履行承诺,才能保证来访人员安心开展工作,收到良好的效果,使得国家资源得到最大限度地利用。
另外,基地工作人员应充分了解来访人员的文化背景尤其是饮食上的喜好和禁忌。例如,穆斯林通常不吃猪肉,并且不喝酒;一些信奉观音的佛教徒在饮食中尤其禁吃牛肉,这点要招待港澳台及海外华人同胞时尤要注意;英美国家的人通常不吃宠物、稀有动物、动物内脏、动物的头部和脚爪。在宴请外宾时,尽量少点生硬需啃食的菜肴,因为他们在用餐中不太会将咬到嘴中的食物再吐出来,这也需要顾及到。往往像炸春卷、煮元宵、蒸饺子、狮子头、宫爆鸡丁等,在我们看来虽不是佳肴美味,但因为具有鲜明的中国特色,所以受到很多外宾的推崇。当然,菜品的选择还要考虑到来访者的年龄、身体状况等其它因素,在不造成浪费的前提下,充分体现我们的诚意和盛情,使来访人员有宾至如归的感觉。
还有一点需要注意的是,必须提前考虑来访人员的需要,为其制定来访日程,并尽量做到内容丰富。有些老师经常忽略这一点,认为基地请这些学术大师、学术骨干来,就是为了搞学术研究,而事实上很多来访人员都是一些国外知名大学、科研机构的领导或负责人,他们来访的目的往往是希望能够继续拓展在基地的合作深度和广度,吸引人才,寻求更大的合作空间。来访日程中应多安排一些学术交流、宣讲会、参观等,使来访人员在较短的时间内获得最多的信息,达到他们的心理需求。从基地方面讲,这样做也有利于工作人员充分准备接待活动,使工作有条不紊地展开,避免忙中出错。·
二、健全制度,动态调整
高校海外引智工作会涉及到科研、人事、外事、教学、财务等多个层面,具有一定的复杂性,所以必须有健全的规章制度,才能保证计划的有效执行。一个问题往往不是靠单一部门就可以解决,加之中外文化和语言上的差异,经常会使来访人员感觉到“和中国人打交道很困难”。从情理上讲,也不可能让他们自己出面和这些部门去直接交涉。作为联系中外双方的纽带,学院外事助理或外事秘书必须兼顾双方的利益,本着公正、公平的原则去协调各部门间的关系,得出令中外双方均能认可的处理方案。院级、校级乃至国家级的部门之间既要明确分工,又要精诚合作,才能将基地的服务功能功能发挥到最大程度。
另外,在基地成立之前,引智基地办公室已经根据外专局的要求,结合学校的实际情况,制定过本校引进海外人才的相应政策。但是随着工作的不断展开,相当一部分政策和规定是需要进行调整的,所以外事助理或外事秘书需要在实际工作中多观察、多动脑、多总结,密切跟踪已有的政策是否符合中外双方的需要,是否需要进行改进或调整;之前规定的办事流程是否可以简化,使得办事效率得以提高;有哪些条款容易引起质疑,还需要进一步细化和解释……这些问题往往是学校层面政策制定者更需要了解的,只有他们得到了反馈意见,才能在现有基础之上不断健全制度,并且将基层意见和基地的运行情况及需要及时反馈给教育部、外专局,形成上下贯通、整体联动的海外引智体系,与校外单位共同推进工作,争取打造以引进海外人才为核心的“一站式”服务平台,简化工作流程,减少“出现问题找不到能解决”的情况,提高海外引智工作的有效性和成功率。
三、充分准备,遇事不慌
无论我们前期考虑得多么周全,也难免有意外或随机事件发生。诸如天气、交通拥堵等原因造成的航班晚点;来访人员因不能适应异国气候等变化而生病,致使原定计划必须变更或取消;来访人员因个人意愿突然改变计划等等。
在日常工作中,这些状况随时可能出现,并且因人而异,具有不可预见性。因为服务的对象是外籍学术大师、学术骨干和基地的科研骨干,时间都很宝贵,遇到这种意外事件难免会出现焦急、歉疚的心理。这时,外事助理或外事秘书首先要保证自己心态平和,千万不能产生情绪上的波动,一方面要做好来访者的心理疏导工作,另一方面要及时向基地参与工作的人员做好解释工作,获得他们的理解,再根据情况的变化适时、合理地调整接待日程。如果需要更改航班班次或帮来访者联系治疗、陪护,情况就会变得更加复杂,这时可以安排语言过关、热心细致的学生来协助工作,千万不能有“凑合”、“差不多”的想法,因为这种意外如果处理得好,不但可以使损失或尴尬减少到最小程度,而且会在外宾身处异乡、感到无力的时候给予他们最及时的帮助,为中国人争取良好的印象,使他们喜欢中国、喜欢中国人、相信中国人,并愿意和中国人打交道,为日后开展进一步交流与合作创造可能。
四、人文关怀,倾注感情
根据我的个人体会,创新引智基地不单单是一个代表国家之间学术上进行合作交流的工作场所,更是外籍学术大师、学术骨干和基地的科研骨干进行感情碰撞、思想交流的平台。
随着国内高校教育的国际化进程地不断推进,高校教师的海外经历不断丰富,中外教师之间的联系愈加紧密,正在由工作关系向朋友关系过度,这种朋友关系的建成势必会改善以前单打独斗、闭门造车的陈旧局面,使教师们的眼光更加开阔,在教学、科研上遇到问题时能够灵活地到更大范围内寻求解决方案,朋友越多,范围也就越宽。
为了帮助双方更顺利地建立和谐的关系,外事助理或外事秘书需要在工作上倾注更多的感情,加强对来访者的人文关怀。例如在西方重大节假日时安排联谊活动,当然,活动的规模要根据来访人员的数量和基地的承载能力而定。我们曾经接待过美国德州农机大学化工系三位教授带十八名本科生来基地进行为期三周的访问,并开设合作课程,考虑到师生的心理需求,我们联合学校国际教育学院给外国学生免费开设了中文课程,还利用课余时间组织中外师生到学校食堂包饺子、做中国菜,搞联欢;组织海河景观、古文化街一日游;给外籍学生安排生日舞会等。这些活动既给中外师生提供了训练语言、增进了解的机会,又加深了彼此的情谊,使大家成为很好的朋友。课程结束回国时,双方师生均表现出依依不舍之情,都希望今后能有机会再来中国,外方也欢迎中国师生访问该校,这种做法为将来吸引留学生、派出学生出国进修以及巩固学校之间的学术交流关系,都是大有好处的。
五、材料齐全,以备查阅
在基地建设及运行的过程中,从来访人员的前期邀请、经费预算到后期的成果总结和经费决算,都要经过很多道严格的手续,相应地,会有大量的材料需要随时进行整理。这些材料也许在来访人员离开后没有任何意义,但作为基地的工作人员,一定要妥善地保存,定期地整理,以备上级部门和有关教师查询。对于预算环节中的每一笔经费支出和执行情况,学院外事助理或外事秘书有责任进行跟踪和监督,并最终配合进行经费决算,协助财务、外事部门做好相关经费的管理工作,保证经费的每笔支出都有必要的原因与合理的去处,使国家资源得到充分、合理地运用。
此外,对于来访者可能像基地工作人员索要的各种材料,我们要有充裕的准备,比如,各项国家政策性法规,教育部、外专局相关规定,学校层面的规章制度等,做到问题出现时能够有法可依、有理可讲。另外,一定要随时准备创新引智基地的宣传材料,在合时宜的情况下积极向来访人员介绍基地的政策和运行情况,宣传我们的创新引智基地,并请来访人员将书面介绍材料带回国,使更多的人了解我们的学科创新引智基地,这有利于与外方寻求更多的契合点,吸引更多更好、契合度更高的人才来基地工作。当然,宣传材料的内容要写得丰富,肯定得益于之前对每为来访者的成果报告的收集和整理,宣传材料的内容要定时定期地更新,才能保证宣传的时效性。
引智工作是高校国际交流的重要组成部分,是提高高校教学、科研水平的直接、有效方法之一。通过聘请海外学术大师、学术骨干与国内高校科研骨干进行交流与合作,有利于弥补国内科研领域力量上的不足,帮助我们解决一些科研教学的瓶颈问题,进一步推动国内高等教育的国际化进程。
以上是作为一名学院的外事秘书,一个创新引智基地的基层工作者,结合天津大学绿色化学化工创新引智基地的运行情况和在实际运行过程中遇到普遍问题产生的一些思考,旨在总结自己过去一段时间的工作,希望能够对创新引智基地的相关政策制定者和兄弟院校同行们今后的工作有一定的辅助作用。
总之,我们我们要跳出引智看引智,跳出学校看学校,以开放的视野、开阔的心怀,主动吸纳借鉴国内外一流高校引智发展的新理念、新经验、新方法,主动走出校门和国门,既将引智工作放到全国、全球的维度中去考虑、去谋划、去把握,又要将基层工作做精、做细,使国外智力与基地智力资源形成强有力的互补,通过良性互动,形成一个不断优化的学术科研体系。
参考文献:
[1]教育部、国家外国专家局.高等学校学科创新引智计划“十一五”规划(2006-2010)
[2]唐健吾.论高校引智工作中存在的问题及其对策,湖南第一师范学报, 2008(1)
[3]刘璟洁,王雨轩.金融危机形势下高校海外引智工作的思考,江西科技师范学院学报,2009(4)
[4]杨明星.合理引智推进高等教育国际化,实践与探索,2010(3)
[5]陈瀛.高校外国文教专家管理模式探讨,高教与经济,2009(3)
[6]余玉娴.高校外籍教师的聘请和日常管理,吉林教育,2009(19)
生物质能不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的大规模开发将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,它们必将成为今后替代能源主流。
风力发电
目前,我国已超过美国,成为全球风电装机容量最大的国家,同时也成为风能设备最大的生产国。随着国内风电产业链日臻完善、研究规模不断扩大,成本下降非常显著,竞争力也逐渐增强,但是在产业链最上游的新型材料及半导体器件(控制芯片、电力电子器件等)研究方面仍较落后,主要研究工作集中在中下游的风电整机制造、关键零部件配套(发电机、电控、传动系统等)以及并网技术领域。
沈阳工业大学在风电整机制造方面具有很强的实力,是我国最早从事风力发电技术研究的少数高校之一,设置有风能技术研究所,师资力量完善,先后承担过多项大型横、纵向课题,成果显著。其设计的具有自主知识产权的1.5MW风电机组实现了产业化,占据一定的市场地位,产学研结合能力很强。
华北电力大学作为教育部直属高校中唯一的以电力为学科特色的大学,成立了国内首家“可再生能源学院”,下设风能与动力工程专业,未来还将筹备生物质发电和太阳能利用专业。研究内容以大容量风力发电接入,对电力系统安全、稳定运行的影响为主,主要研究包括:风电场建模与仿真、风能资源测量与评估、风力发电机组状态监测与故障诊断、风力发电机组只能控制与优化运行、低速风能利用策略与先进风力发电理论,充分发挥了其在电力系统方面的优势。
重庆大学机械传动国家重点实验室,借助其在机械传动领域的优势,在风电机组齿轮箱设计、动态特性研究、工作模态测量及制造工艺方面有深入的研究,并且产学研结合。
汕头大学新能源研究所在大型风电机组空气动力学、结构强度及结构动力学研究方面颇有作为,自行开发了大型风力机优化设计系列软件。
浙江大学流体传动及控制国家重点实验室对风力发电系统中的液压技术有深入研究,包括风机制动系统、定桨距控制和变桨距控制等。
同济大学机械工程学院在风电机组叶片动力学分析、结构优化设计、刚柔耦合系统模型分析方面经验丰富。
东南大学在风力发电机研究、设计方面走在前列。近期又集合学校优势学科,建立了风力发电研究中心,致力于以风力发电为核心的可再生能源发电及应用技术的基础研究。
电控方面,清华大学、北京交通大学、中科院电工所都有很强的实力。清华大学电机工程与应用电子技术系原名电机工程系,历史悠悠,师资力量雄厚,在风电接入对电力系统影响、风电机组建模仿真、风电变流器设计及控制等方面有深入研究。北京交通大学电气工程学院早期隶属于铁道部,主要服务于我国轨道交通电传动装备产业,在大功率电力电子技术领域积累了丰富经验,研究实力在国内高校处于领先地位。新能源研究所成立后从事大功率风电机组(直驱或双馈)并网变流器、中大功率光伏发电逆变器、风电机组仿真及主控系统、微网技术研究,产学研结合能力很强。中科院电工所新能源发电技术研究组是国内最早研究风力发电、太阳光伏发电的单位之一,其大型并网风电机组控制及变流技术、变桨距控制技术以及风电场集中和远程监控技术等较成熟,还有一些特色研究工作包括:风/光互补、风/柴系统及其控制逆变技术、控制逆变技术等。
光伏发电
光伏发电具有系统简单以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电。太阳能发电主要分为并网电源系统和离网电源系统,目前大规模使用的主要是并网系统,一般包括光伏电池组件、光伏逆变器、配电柜、监控系统等。其中光伏电池组件将太阳能转化成电能,光伏逆变器与风能变流器类似,可以将光伏电池组件产生的不稳定电能变成稳定的电能并入电网。
我国光伏业正处在爆发式增长期,中国大陆和台湾的光伏电池厂商占全球总电池产量59%的份额。与风电产业链类似,除了最上游的化合物、硅片提纯、加工外,我国已形成了较完整的光伏产业链,包括晶体硅、薄膜电池片及组件加工、光伏逆变器、系统集成、能源投资商等。
国内高校对于光伏系统研究主要集中于工程应用方面,合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心是我国迄今为止唯一的专门从事光伏系统技术研究的国家重要的科学研究基地,挂靠合肥工业大学电气与自动化工程学院,主要从事光伏组件建模及仿真、光伏逆变器设计及控制、工程化应用等研究工作,产学研结合较好,承担多个大型光伏电站设计工作。
海外院校
由于新能源行业涉及领域多、范围广,以及我国新能源行业开始起步,人才的缺乏已经成为极为突出的问题,国家、社会、高校、企业都在积极努力培养这方面的人才,学生的择校就业也因此变得十分灵活。同时,也因为刚刚起步,目前面临的多是工程应用技术类问题,因此我们的相关研究工作主要分布在中下游,从前面的介绍也可以看出,在新能源上游高端领域,由于技术壁垒很高,国内的研究工作相对较少,但是可以选择留学欧美高校,得到更进一步的提高。
澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心,由有着“太阳能之父”之称的马丁·格林教授领导,专注光伏电池的研究,自上世纪80年代起,30年间毕业于新南威尔士大学光伏中心的中国留学生已经撑起了中国光伏产业的半壁江山。如今,在屈指可数的几大领头光伏企业中——尚德、中电光伏、英利、赛维LDK都有新南威尔士大学毕业生的身影,其科研实力可见一斑。
在欧洲,各国都十分重视新能源的开发利用。作为生态村理念的首创国,丹麦是能源问题解决得最好的国家之一。早在2006年,我国就与丹麦签署了“可再生能源”合作项目,国内许多高校分别与丹麦高校开展联系。丹麦奥尔堡大学能源技术学院在风力发电、分布式发电、电力系统、电力电子及控制技术等领域有深入研究经验,并且与许多国家和组织开展合作,产学研实力很强。特别是在风力发电领域优势突出,核心研究领域包括:风力发电机组及风电场的控制与监测、仿真、设计、优化。
随着新能源技术发展以及各项政策效应的逐步显现,开发利用新能源的成本将明显下降,为人类清洁能源利用和产业结构升级带来历史性机遇,新能源终将成为今后世界上的主要能源之一。
Tips:新能源材料与器件专业优势院校
文/南京航空航天大学 郭栋梁
该专业重点是研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件(如通讯、汽车、医疗领域的动力电源),发展“新能源材料”(新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料)的学术研究方向。
新能源材料与器件专业设置,主要依托化学化工学院,跨能源科学、材料科学、化学等多个学科,拟培养能掌握新能源材料专业基本理论、基本知识和工程技术技能,掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法,了解新能源材料科学的发展方向,具备开发新能源材料、研究新工艺、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料专门人才。毕业生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作,也可继续攻读新能源材料及相关学科高层次专业学位。
新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设立的,是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉,以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。
高校特色:
华东理工大学
以半导体材料技术、化学电源技术、太阳电池技术等为特色。未来就业集中在光伏太阳能、新能源开发和利用以及半导体材料器件的设计、化学电池开发等。
东南大学
依托电子科学与技术大类专业背景,专业内容侧重光电子材料及其应用方面,主要针对太阳能材料制备、检测和应用,可以拓展到生物能等其他新能源。
四川大学
光电功能材料与器件方向,在新型能源材料与技术、化合物半导体晶体材料与制备技术、介电功能材料与制备技术、固体波谱学等方面的研究取得了国内外同行公认的成就。光电信息功能晶体碘化汞和硒镓银的研制两项成果分别获得(1992年度和2000年度)国家发明二等奖和两项部省级科技进步二等奖;铁电薄膜研究获得一项四川省科技进步一等奖,还获得两项部省级科技进步二等奖;薄膜太阳电池研究获得一项中国高校发明二等奖。每年发表在国内外著名学术刊物和学术会议上的为《SCI》、《EI》所收录的高水平论文40余篇次。