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关键词:水质净化;课程优化;应用化学
作者简介:牛微(1978-),女,辽宁本溪人,沈阳工程学院能源与动力工程系,讲师;毕孝国(1962-),男,吉林辽源人,沈阳工程学院能源与动力工程系,教授。(辽宁 沈阳 110136)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0065-02
应用化学(电站方向)专业主要培养面向电力行业的化学作业人员。其中,电力生产用水处理是电厂化学作业的重要组成部分,也是本专业毕业生的核心就业岗位。近年来,随着亚临界、超临界机组逐渐成为电力系统的主力型机组,热力设备的水、汽质量要求日益严格,使得电厂水处理技术迅速发展,水处理设备不断更新,水处理工艺日益完善。[1]因此,原“火力发电厂水质净化”课程教学内容已经不能满足新形势下水处理运行岗位的需要。本文在充分调研国电铁岭电厂、宣威电厂水处理运行岗位作业内容和所需知识要素的基础上,[2]对“火力发电厂水质净化”课程的内容进行了优化研究,删除现已不再使用的传统水处理工艺,增设能够拓宽专业知识面、介绍高新电厂水处理技术的章节,强化学生工程意识,提高学生的工程实践能力。
一、课程的性质和任务
“火力发电厂水质净化”课程是应用化学(电站方向)专业十分重要的一门专业必修课,同时也是本专业的特色课程。课程内容主要以火电工程水处理为主线,具体任务是使学生掌握火电厂补给水、循环冷却水、发电机内冷水、凝结水处理技术的基本理论、常用处理系统、主要设备的工作原理和运行工艺,使学生具备从事电力行业水处理设备运行与监督的基本技能和水务管理的初步能力,胜任电厂水处理设备运行及监督工作。通过本门课程的学习,学生同样可以胜任其他相关行业的水处理设备运行工作,可在化工、环保、煤炭等相关领域从事水处理设备运行与监督工作。
二、课程内容优化与设置
“火力发电厂水质净化”课程内容包括水质概论、补给水处理、凝结水处理、循环冷却水处理和发电机内冷水处理五个部分。课程内容设置应紧密结合电厂水处理技术的实际应用情况,减少电厂水处理技术的理论部分,补充与水处理运行岗位有关的实例和题目,做到理论部分以“必需”和“够用”为尺度,突出教学内容的实用性。
1.水质概论
水质概论部分主要介绍天然水的水质概况和水质指标,重点让学生了解水在火电厂中的作用,电力工业通常采用的水源及其特点,电厂日常检测的各类水质指标的含义及其测定方法。
随着水资源的日益紧张,地表水和地下水的储存量日益减少,建在城市的热电厂普遍以城市污水处理厂处理后的中水作为电厂补给水和循环冷却水水源。因此,在水质概论部分增加中水水质特点章节。
2.补给水处理
补给水处理部分按照水处理单元分为混凝、沉降、澄清、过滤、离子交换和膜分离六个章节。其中混凝、沉降、澄清、过滤是火电厂应用最广泛的预处理工艺,离子交换和膜分离是两种最普遍的除盐技术。
课程内容安排方面,删除了石灰处理、软化和降碱、蒸馏等陈旧工艺和絮凝反应动力学、沉降效率计算、半透膜透过机理等理论性较强内容,减少了混凝原理、过滤机理、离子交换动力学、树脂交换特性等原理性内容的学时,增加了水处理设备运行与管理,水处理设备常见运行故障及消除方法、出水水质不合格的原因和处置方法等应用性强内容,使学生真正学到实用的知识。
由于大多数新建电厂均采用反渗透等膜法除盐,或将离子交换和膜分离技术组合应用,因此,“火力发电厂水质净化”课程扩充了关于膜分离技术的教学内容,增加了超滤和连续电除盐章节,并注重对膜法除盐工艺的组合应用和超滤、反渗透设备的讲解。
3.凝结水处理
随着直流炉和高参数、大容量机组的投运,凝结水处理技术的应用越来越广泛。目前,30万千瓦的机组和冷却水水质较差的超高压机组都设置了凝结水处理系统。
凝结水处理部分主要介绍目前较先进水处理设备,如覆盖过滤器、电磁过滤器、高速混床等,增加了凝结水处理系统的运行章节。
4.冷却水处理
循环冷却水处理部分主要介绍敞开式循环冷却水系统易出现的结垢、腐蚀、微生物滋长问题和日常使用的水质稳定剂,删除了阻垢机理部分,增加了循环冷却水系统日常运行和维护章节。
5.发电机内冷水处理
《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》的和实施,对发电机内冷水水质提出了更高的标准,单纯加缓蚀剂的处理方案已不能满足新标准的要求。因此,“火力发电厂水质净化”课程增加了发电机内冷水处理部分,主要讲授发电机内冷却水控制的目的和目前发电机冷却水的常规处理方法。
此外,在内容讲授方面,教师应注重结合电厂水处理工艺实例讲解。如在讲授火电厂补给水处理工艺时,结合铁岭电厂、大连热电厂等各个电厂具体采用的补给水处理工艺进行讲解,并对各工艺进行对比,组织学生讨论各个工艺的选择依据及优点。教师讲授水处理设备时也一样,应明确告诉学生各个电厂所采用的具体水处理设备的型号及控制指标等,避免理论与实际脱节。结合理论讲授,课后多给学生布置综合性设计题目,培养学生查阅资料、独立思考、解决实际问题的能力。
三、相关课程的衔接
1.先修课程
“火力发电厂水质净化”的先修课程主要包括“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”和“物理化学”,各门课程中与“火力发电厂水质净化”课程相关的知识模块如表1所示。“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”和“物理化学”课程主要为“火力发电厂水质净化”课程提供必须的化学基础知识。
2.后续课程
知识上升为能力是学习知识的目的,也是应用型教育的客观要求。知识转化为能力的中间环节是实践,因为实践的结果既丰富了知识的内容,又使单个知识点之间建立了联系,从而使学生真正掌握知识。因此,为加强学生的工程实践能力,缩短毕业生的工程适应期,“火力发电厂水质净化”课程明确规定了实现能力目标所需的实践性教学环节,分别为水质净化课程设计和水处理工艺实训(见表2),时间均为2周。
水质净化课程设计的任务是结合“火力发电厂水质净化”课程的学习,指导学生自行设计一套符合要求的火电厂补给水处理系统,使学生对补给水处理方法、处理系统的设计和工艺计算、水处理工艺的合理布置有比较深刻的了解,加深对补给水处理系统整体概念的认识,并获得比较完整的工程设计知识。具体的设计任务包括原始设计资料的整理、预处理系统及相应设备的选择、除盐系统及水处理设备的选择、除盐系统的工艺计算、绘制补给水处理系统流程图、编写设计说明书和计算书。
水处理工艺实训是要求学生自行调试过滤、澄清、离子交换、反渗透和电渗析小型实验装置,并对离子交换、反渗透和电渗析实验设备的出水水质进行检测。通过水处理工艺实训,学生掌握过滤器、澄清池、离子交换器、反渗透、电渗析装置的结构、运行与监督方法,掌握电导率仪、钠度计、浊度计、pH计的使用方法,提高学生的实践能力,使其对水处理系统的工艺布置和水处理设备的运行有比较深刻的了解,为进入岗位从事相关工作打下必要基础。
四、结束语
电力企业是国民经济的龙头,须及时将新知识、新技术应用于生产实践,这就要求电力行业院校及时更新知识内容,实现教学、科研为社会服务三位一体的职能。因此,“火力发电厂水质净化”课程的教学内容重在面向目标岗位,强化实践技能。做到理论部分以“必需”和“够用”为尺度,强化学生工程意识,突出教学内容的实用性。
参考文献:
自学考试时间
辽宁锦州2020年上半年理论课考试时间为4月11日星期六、12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00),各专业考试课程和时间安排详见(附表四、五)。2020年上半年实践环节考核和论文答辩的时间由各主考学校确定,各专业实践环节考核课程及时间安排详见(附表六、七)。
停考专业和遗留问题处理
(一)停考专业
1.能源管理(专科和独立本科段)专业自2017年下半年起停止接纳新生报名,2020年下半年起不再安排课程考试。
2.会计、会计(会计电算化方向)、护理学、船舶与海洋工程(航海技术方向)、船舶与海洋工程(轮机工程方向)、法律、日语、机械制造及自动化(数控加工方向)、焊接、视觉传达设计、广告、环境艺术设计、饭店管理和信息管理与信息系统等14个专科专业和电厂热能动力工程(应用本科)、数控技术(应用本科)、园林(应用本科)、计算机器件及设备(应用本科)、英语、物流管理、日语、石油工程、机电一体化工程、采矿工程、珠宝及材料工艺学、模具设计与制造、广告学、旅游管理、工业工程和新闻学等16个本科专业自2018年上半年起停止接纳新生报名,2021年上半年起不再安排课程考试。
3.艺术设计(人物形象设计方向)1个专科专业和服装设计与工程(应用本科)、营养、食品与健康、应用化学、机电设备与管理(矿山方向)、电子信息工程和教育技术等6个本科专业自2018年下半年起停止接纳新生报名,2021年下半年起不再安排课程考试。
以上停止接纳新生报名的39个专业的专业代码和专业名称不进行调整,仍按照原专业名称和专业代码报名考试及办理转考、免考和毕业,2021年下半年起停止颁发毕业证书。
(二)停考专业遗留问题处理
停考专业停止安排课程考试后,该专业的考生可按下述办法选择遗留问题处理方式:
1、停考专业中未合格的课程,可选择其它专业中名称和课程代码相同的课程进行考试。
2、停考专业中,尚有二门以下(含二门)理论课没有合格成绩不能毕业的,可自主选择自学考试其它原则上相近专业的相关课程参加考试,取得原专业考试计划规定的课程门数和学分即可按原专业申请毕业,最后办理毕业时间为2021年6月30日。
3、停考专业中,尚有二门以上理论课没有合格成绩不能毕业的,可按自学考试相关规定转入其它专业参加考试,取得专业考试计划规定的合格成绩后,按照转入专业申请毕业。
开考专业
专科专业:汉语言文学、英语、连锁经营管理、汽车检测与维修技术、数控技术、机电设备维修与管理、文秘、学前教育、计算机应用技术和物联网应用技术等10个专业。
专升本专业:汉语言文学、旅游管理、电子商务、计算机科学与技术、动物医学、电气工程及其自动化、软件工程、视觉传达设计、机械设计制造及其自动化、市场营销、动画、土木工程、护理学、药学、中药学、眼视光学、公安管理学、社会工作、化学工程与工艺、过程装备与控制工程、自动化、交通运输、人力资源管理、汽车服务工程、学前教育、环境设计、数字媒体艺术、小学教育、国际经济与贸易、金融学、船舶与海洋工程、会计学、工商管理、工程管理、法学和物联网工程等36个专业。
根据《教育部办公厅关于印发〈高等教育自学考试专业设置实施细则〉和〈高等教育自学考试开考专业清单〉的通知》(教职成厅〔2018〕1号)文件精神,我省制定了《2018年辽宁省高等教育自学考试专业调整工作实施方案》,从2018年下半年起,开考的专业全部调整为《高等教育自学考试开考专业清单》(已下简称《专业清单》)内专业,原开考专业不在《专业清单》内的,专业调整后全部取消,并停止接纳新生报考,2021年下半年起停止颁发毕业证书。专业调整对照情况详见(附表一、二、三)。专业调整后,原本科专业“第二学历”专业计划文件已不适用,2018年下半年起停止接纳新生报考“第二学历”,不再按照“第二学历”专业计划给新生办理课程免考。
旅游管理、电子商务、市场营销、人力资源管理、金融学、会计学(AB计划)和工商管理(AB计划)等九个专业,按照教育部文件要求,计划中增加公共政治课“基本原理概论”(课程代码:03709)。2019年下半年起报考该九个专业的新生,须考“基本原理概论”(课程代码:03709)。符合《辽宁省高等教育自学考试学历认定和课程免考实施细则》(辽招考委字〔2009〕21号)要求的考生,可以申请课程免考。
附表四:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(开考专业)(点击链接查看)
附表五:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(停考专业)(点击链接查看)
自学考试时间
辽宁朝阳2020年上半年理论课考试时间为4月11日星期六、12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00),各专业考试课程和时间安排详见(附表四、五)。2020年上半年实践环节考核和论文答辩的时间由各主考学校确定,各专业实践环节考核课程及时间安排详见(附表六、七)。
停考专业和遗留问题处理
(一)停考专业
1.能源管理(专科和独立本科段)专业自2017年下半年起停止接纳新生报名,2020年下半年起不再安排课程考试。
2.会计、会计(会计电算化方向)、护理学、船舶与海洋工程(航海技术方向)、船舶与海洋工程(轮机工程方向)、法律、日语、机械制造及自动化(数控加工方向)、焊接、视觉传达设计、广告、环境艺术设计、饭店管理和信息管理与信息系统等14个专科专业和电厂热能动力工程(应用本科)、数控技术(应用本科)、园林(应用本科)、计算机器件及设备(应用本科)、英语、物流管理、日语、石油工程、机电一体化工程、采矿工程、珠宝及材料工艺学、模具设计与制造、广告学、旅游管理、工业工程和新闻学等16个本科专业自2018年上半年起停止接纳新生报名,2021年上半年起不再安排课程考试。
3.艺术设计(人物形象设计方向)1个专科专业和服装设计与工程(应用本科)、营养、食品与健康、应用化学、机电设备与管理(矿山方向)、电子信息工程和教育技术等6个本科专业自2018年下半年起停止接纳新生报名,2021年下半年起不再安排课程考试。
以上停止接纳新生报名的39个专业的专业代码和专业名称不进行调整,仍按照原专业名称和专业代码报名考试及办理转考、免考和毕业,2021年下半年起停止颁发毕业证书。
(二)停考专业遗留问题处理
停考专业停止安排课程考试后,该专业的考生可按下述办法选择遗留问题处理方式:
1、停考专业中未合格的课程,可选择其它专业中名称和课程代码相同的课程进行考试。
2、停考专业中,尚有二门以下(含二门)理论课没有合格成绩不能毕业的,可自主选择自学考试其它原则上相近专业的相关课程参加考试,取得原专业考试计划规定的课程门数和学分即可按原专业申请毕业,最后办理毕业时间为2021年6月30日。
3、停考专业中,尚有二门以上理论课没有合格成绩不能毕业的,可按自学考试相关规定转入其它专业参加考试,取得专业考试计划规定的合格成绩后,按照转入专业申请毕业。
开考专业
专科专业:汉语言文学、英语、连锁经营管理、汽车检测与维修技术、数控技术、机电设备维修与管理、文秘、学前教育、计算机应用技术和物联网应用技术等10个专业。
专升本专业:汉语言文学、旅游管理、电子商务、计算机科学与技术、动物医学、电气工程及其自动化、软件工程、视觉传达设计、机械设计制造及其自动化、市场营销、动画、土木工程、护理学、药学、中药学、眼视光学、公安管理学、社会工作、化学工程与工艺、过程装备与控制工程、自动化、交通运输、人力资源管理、汽车服务工程、学前教育、环境设计、数字媒体艺术、小学教育、国际经济与贸易、金融学、船舶与海洋工程、会计学、工商管理、工程管理、法学和物联网工程等36个专业。
根据《教育部办公厅关于印发〈高等教育自学考试专业设置实施细则〉和〈高等教育自学考试开考专业清单〉的通知》(教职成厅〔2018〕1号)文件精神,我省制定了《2018年辽宁省高等教育自学考试专业调整工作实施方案》,从2018年下半年起,开考的专业全部调整为《高等教育自学考试开考专业清单》(已下简称《专业清单》)内专业,原开考专业不在《专业清单》内的,专业调整后全部取消,并停止接纳新生报考,2021年下半年起停止颁发毕业证书。专业调整对照情况详见(附表一、二、三)。专业调整后,原本科专业“第二学历”专业计划文件已不适用,2018年下半年起停止接纳新生报考“第二学历”,不再按照“第二学历”专业计划给新生办理课程免考。
旅游管理、电子商务、市场营销、人力资源管理、金融学、会计学(AB计划)和工商管理(AB计划)等九个专业,按照教育部文件要求,计划中增加公共政治课“基本原理概论”(课程代码:03709)。2019年下半年起报考该九个专业的新生,须考“基本原理概论”(课程代码:03709)。符合《辽宁省高等教育自学考试学历认定和课程免考实施细则》(辽招考委字〔2009〕21号)要求的考生,可以申请课程免考。
附表四:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(开考专业)(点击链接查看)
附表五:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(停考专业)(点击链接查看)
关键词:现代纺织技术;专业建设;教学改革
南通纺织职业技术学院“现代纺织技术”专业于2001年12月获准成为国家级专业教改试点专业,2002年12月被列为国家级精品专业建设项目。近几年来,课题组在学院专业教改试点工作领导小组的领导下,认真制定本专业教学改革方案,勇于探索,大胆实践,扎实地开展了一系列专业建设和教学改革工作,取得了显著成绩,该项目于2004年底荣获江苏省优秀教学成果一等奖。
一、以教学观念改革为先导,积极探索产学研合作教育人才培养模式
“产学研”合作教育是高职教育发展的必由之路,也是加强专业建设与改革的必由之路,深刻认识“产学研”合作教育的本质内涵,就是要求社会、企业真正参与到学校人才培养的全过程。为此,学院联合纺织行业主管部门、企业以及科研院所成立了“学产研”合作教育领导小组。本专业一开始就建立了具有广泛行业和地区代表性的专业建设指导委员会。并定期开展活动。他们帮助分析本专业岗位(群)应具备的职业素质与专业技能,确定人才培养的具体业务规格,按照知识、能力和素质结构的要求来设置课程、构建课程体系,直至形成专业人才培养方案,保证了人才培养方案的科学性。他们还参与对人才培养方案的动态修改,自2001年专业教改以来,先后对专业人才培养方案进行了三次调整,保证了专业教学改革的顺利进行。专业建设指导委员会对专业人才培养过程的直接参与表明,他们是行业最新发展状况和社会对人才需求的信息员;是学校设置新专业、调整专业结构,确定专业培养目标和人才规格的指导员:是学校加强与企业联系的联络员;还将是学校人才培养工作和毕业生质量的评判员。
南通市经评估招标在我院设立的“南通市纺织服装技术服务平台”,下设的“纺织工艺技术中心”、“纺织品设计技术中心”、“纺织品检测技术中心”三个技术服务中心,与本专业三个专业方向相对应,保证专业教学内容与生产实际紧密联系,成为“产学研’:合作教育的一个窗口。目前,省级“家用纺织品实训基地”、省级“家用纺织品工程中心”又相继在本院建立,为本专业的建设与改革提供良好的平台。同时与纺织行业有代表性的企业签订合作协议,本着“真诚合作、优势互补、互惠互利、共同发展”的原则,建立了校企合作机构,将专业实训基地、暑期社会实践基地、就业基地、技术开发与服务基地相结合,建立了十多家“四合一”的综合基地。其中与南通东帝色织有限公司合作,成立了色织新技术研究开发室;.,与南通英瑞集团合作,成立了新型纱线开发室;与南通华业纺织有限公司合作,成立了纺织产品研究开发室,为专业教师进行工程实践创造了良好的环境。校企合作机构的建立,不仅扩大了学校的影响,提高了教师对企业的渗透力,而且也密切了与行业、企业的联系,形成了校企双赢的机制.成为紧密型校企合作关系,初步成为“利益共同体”,企业更加主动地关心并参与到学校人才培养工作中来。本专业教师主动服务地方经济,近年来对社会和企业开办了十多期的“纺织品知识”、“色织工艺”、“剑杆织机维修”等各类技术培训班,为企业和社会培训了近千名技术人员和生产骨干。经批准设立了“国家职业技能鉴定所”,为纺织企业和在校学生提供职业技能鉴定。在课程设计、毕业设计等实践教学环节中,明确要求学生从企业生产实际中寻找课题,目前学生的毕业设计基本上做到“产品化”设计,不少毕业生的设计课题已被企业采纳,其中01级学生的毕业设计获省首届优秀毕业设计二等奖。
二、以就业为导向,设计专业人才培养方案
“现代纺织技术”专业采用大类化招生,分设“纺织工艺”、“纺织品设计”和“纺织品检测与经贸”三个专业方向。以技术应用能力和综合职业素质为主线, 采用“CPTM”(Communal Platform& Technology Model目p公共平台与技术模块)模式进行课程体系设计。CP为三个方向的基础性和公共课程的组合,以满足素质教育与专业基础的基本要求。TM是以技术应用为主线的确定专业方向的课程组合。以职业核心技能为基础,构建核心课程模块与就业方向课程模块相结合的选修课程组合模块,将校园文化与企业文化有机地融合,促进课程与职业资格证书在课程体系上的结合,构建综合素质、职业能力、岗位技术“三位一体”的课程目标模式。在教学组织上采用“1.5+l+0.5”三段式,第一阶段为一年半时间,主要学习三个专业方向公共平台的内容;第二阶段为一年时间,在学生根据社会需求确定专业方向后,学习技术模块内容.进行针对性专业内容学习和技能培训,完成上岗前的知识和能力准备,达到本专业方向“精”,其它专业方向“通”的要求;第三阶段集中半年时间,让学生到企业进行岗位实习,努力达到毕业生就业的零适应期。这样不仅能更好地满足社会需求,主动适应地区产业结构的调整,而且有利于解决好专业口径的“宽”与“窄”问题,拓宽学生的就业适应面。
三、以教学内容改革为核心,加强课程建设
教学内容的改革是人才培养模式改革的主要落脚点,也是教学改革的重点和难点。本专业在确定专业基础课和专业课教学内容时.做到以纺织产品为龙头,以典型产品为分析对象,根据产品风格的特征、生产过程的技术要素来分解、梳理相关的专业理论知识点,对教学内容进行大力度的增删,改革教学内容体系,整合成相应的课程。建立课程建设负责人制和重点课程建设立项制,《纺织机械基础》、《纺织应用化学》、《纺织应用数学》、《纺织纤维》、《现代织造技术》等课程或课程群的建设项目作为院级教科研项目立项。其中《纺织纤维》课程代表学院参加省厅优秀建设课程评选,并获“省优秀课程二等奖”。
在教材建设方面,本专业的许多专业基础课和专业课程采取先自编讲义,经试用并修改成熟后再逐步过渡为教材的办法。在教材编写过程中,我们按照职业岗位技术应用能力的要求,尊重学科但不恪守学科化,在广泛听取专业指导委员会委员们意见的基础上,重组教学内容体系,精选教学内容,突出介绍企业需要的实用生产技术、经验和方法,并增加大量的生产实例。《纺织应用化学》打破了传统的化学课程体系,大量增加了与专业密切相关的诸如纤维、浆料、染料等内容,并以专业需要为体系编排章节,大大地增加了应用性;《纺纱工艺与设备》、《新型机织工艺与设备》、《色织物设计》等教材在编写过程中,对于一些计算公式,淡化公式的理论推导,强调公式的具体运用,并增加了简单实用的经验公式.更好地与企业实际生产相接轨;《纺织品性能与检测》直接将一些实验实训的要求与方法编写在有关章节中,作为教学内容的一个重要组成部分,从而使教材更具有针对性、实用性。目前已完成了《纺织机械基础》、《纺织应用化学》、《毛纺概论》、《棉纺产品设计与质量控制》、《纺纱工艺与设备》、《新型机织工艺与设备》、《纺织纤维与纱线》、《色织物设计》、《纹织CAD教程》、《纺织品性能与检测》等一系列校本教材,在专业教学中广泛应用。其中《纺织应用化学》和《新型机织工艺与设备》等教材施教数轮经修改后已正式出版。与此同时,还积极开发了一系列多媒体课件类的电子教材,完成了《纺织纤维》、《纺纱设备》、《机织设备》、《织物 CAD》、《机织工艺》和《纺织品性能与检测》等电子教材的编写与制作工作,其中有多只课件在省级课件比赛中获奖。
四、以“教学做一体化”为主要教学形式,努力提高教学效果
积极探索教学方法及教学手段的改革。教师根据各课程的特点采用导课式、案例式等教学方法的同时,大力推行“现场教学、讲练结合、精讲多练”为主要形式的“教学做一体化”的教学模式,不但可以让学生在最短的学习时间内学到更多有用的知识,而且能挤出更多的时间来充实实践教学环节.培养学生的技术应用能力,本专业学生职业技能社会化考核合格率达到100%。在教学过程中做到了“三个淡化”,即理论教学与实践教学内容的淡化、理论教学教师和实践指导教师身份的淡化、教室与实验实训室场所的淡化。《纺织纤维》课程不再分理论课和实验课,整个教学过程在实验室进行.在专业基础课和专业课教学中,尽可能地做到能在车间或实训基地讲的课就决不在教室里讲。《纺纱设备》、《机织设备》、《纺织机电技术》等课程,通过在现场结合设备、结合实际操作的讲解,起到了事半功倍的效果。对于在生产现场无法看清楚的机构及其运动情况则通过现代化的教学手段来实现,如剑杆织机剑头运动速度极快,肉眼根本无法看清其动作过程,通过多媒体课件反复慢速播放,看清其动作过程,获得很好的教学效果。
五、以提高技术应用能力为重点,大力加强实训基地建设
实验实训室建设是提高高职教育质量的物质保证。高职教育强调实践教学,努力提高学生的专业实践能力和综合技术应用能力。本专业国际先进水平的新型织机实训中心.织物CAD实训中心等,在此良好实验实训条件的基础上,近两年又投资数百万元,购置了电脑测色配色仪、电子显微镜、电子提花小样机、电子大提花剑杆织机、毛巾织机、喷气织机等中高档仪器设备,建成纺织标准实验室等。在努力保证仪器设备先进性的同时,兼顾了设备的台套数。纺材基础实验室是目前为止全省高职院校中首批申报并获得通过的基础实验室,实验室内不仅可以完成六十多项纺织品性能的检测训练,而且还能进行纺织新材料、新产品的科学研究,承接社会和企业纺织材料的各类测试任务。充分利用新落成实训大楼的良好条件,高起点地进行实验实训室的规划设计。专业实验实训室在布局上模拟企业生产实际,按工艺流程布置设备.体现了“从低级到高级,从简单到复杂,从单一到综合”的特点,从而有效地提高了校内实践教学的效果。如纺纱工艺实验室规划建立一个从梳棉、并条、粗纱到细纱的生产模拟车间;机织工艺实验室规划建立一个从计算机产品设计到小样试制再到大样投产试制的全过程模拟工厂。加上各实验实训室之间采用通透式设计,具有宽敞明亮的视觉效果,让人产生前后衔接、上下配套、浑然一体的感觉。这不仅能对实际生产流程一目了然.让学生产生“身临其境”的感觉,也有利于学生的综合职业能力的培养.还能从总体上更好地熟悉生产工艺和操作。
在已有良好的校内实验实训条件的基础上,充分利用社会资源,进一步加强了校外实训基地建设,努力提高实践教学效果。与江苏大生集团、南通二棉集团、江苏联发集团、中国华芳集团等十多家企业签订协议,使之成为稳定的校外实训基地,这样有效地弥补了校内实训基地受实验实习设备投资大、更新快、训练项目单一、缺少企业氛围、不利于综合职业能力培养等的缺陷。
六、以“三个一”为突破口.加强师资队伍建设
关键词:化学生物学;教学;教学改革
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)09-0192-02
随着生物医学领域的发展和学科交叉的深入,化学生物学应运而生。化学生物学利用化学的技术和手段,从分子角度观测生命活动并开展主动干预。系统的化学生物学研究起始或学科产生应该追溯于20世纪90年代中期,领军人物为美哈佛大学的Stuart L.Schreiber教授和Scripps研究所的Peter G.Schultz教授。在我国,北京大学化学与分子工程学院最早成立了化学生物学系,涌现了一批国内化学生物学领域的领军人物。之后,越来越多的高校化学院相应成立化学生物学系和开展化学生物学的教学科研工作。如清华大学开设了“化学生物学基础科学班”,武汉大学化学院硕、博学位增设了化学生物学专业,本科应用化学专业增设化学生物学方向,目的在于培养一批即有深厚的化学知识储备并能掌握现代生物学动向和技能的综合性人才。
但是,我们也面临这样一个问题,现有化学生物学教学是否可以支撑化学生物学专业学生的培养方案,完成培养目标,顺应蓬勃发展的生物医学学科和产业需求?作者在学院承担了部分《生物化学》和《化学生物学概论》等课程的教学工作,在教学过程中,普遍发现学生对“化学生物学”相关课程选修兴趣不大,课后反馈学习难度较大、知识内容繁多复杂,难以激发起学习兴趣。因此,如何提升化学生物学教学质量,提高化学专业学生对化学生物学学习的兴趣,笔者通过教学实践中的研究探索和思考,提出以下几点想法:
一、立足化学视角,摒弃专业和学科概念
在作者教学和科研过程中,经常被询问的一个问题是什么是化学生物学,有了生物化学和分子生物学,为什么还要学习化学生物学。而且,此问题不仅来自授课的本科生对象和实验室的研究生,还包括身边的化学和生物专业的同行们,甚至一些参与授课的老师们自身也存在这种疑问。因此,在教学开始先与学生探讨如何看待化学生物学,通过介绍科学的整体发展讲述化学生物学出现的必要性非常必要。
化学生物学并没有明显的定义,目前比较广泛使用的理念是通过化学的理论和方法在分子水平上去探索研究生命现象,并通过化学的手段去干预并解决重要的生命和生物医学问题。对于化学专业的学生来说,首先要传递的信息是化学生物学是立足于化学的学科,利用化学的理论、方法、手段及策略去补充、改进现有生物医学技术所面临的技术性难题,解决现有生物医学技术还不能解决的瓶颈性问题,体现化学专业和化学手段的重要性和优越性,增加化学专业学生的归属感和责任感,从而与生物化学、分子生物学学科进行区分。化学生物学通过化学知识去干预生命活动,解答生物医学问题,体现了化学学科的科学魅力和应用潜力。
在树立专业概念之后,作者认为随后应反其道行之,让学生模糊专业和学科的概念和界限。从科学研究的整体目标来讲,科学研究是为了更好的推动社会发展,解决人类所面临的能源、环境和健康等问题。既然有了一致的目标,学科和专业的概念就显得不重要了。化学、生物、物理或者化学生物学,终究都是为了人类健康和社会发展服务。学生在解决问题的推动下,不把自己局限在某一学科界限中,避免人为划分该学和不该学的知识范围,多学科多角度的掌握知识储备和拓展学习视野,不仅对这门课程的学习有帮助,对其自身学习能力的提高也有潜移默化的作用。
所以,新课程的绪论课需要精心准备,通过宏观介绍,加强学生学习的主观能动性。同理,在化学生物学教学初期,强调化学生物学的重要作用和化学本质,对后续教学会有事半功倍的效果。
二、精炼内容,与科学前沿紧密联系
化学生物学由于其前沿性和时效性,并不像其他化学二级学科有相对成熟的理论体系和系统的知识结构,作为新兴学科,其内容广泛、结构复杂、知识点散乱,对学生的学习造成了困难,容易让学生失去兴趣。在学者们的努力之下,已经有少量相关参考教材面世,但是有些教材虽较系统,但与生物化学及分子生物学基础知识重叠较多,有的参考书采用论文合集的形式,太过分散,化学生物学专业教材的短缺增加了教学难度。为了让教学过程充实生动,需要教师在准备过程中,精炼各教材的精华内容,构建独立的授课逻辑和思路,从而吸引学生根据自己的思路来展开学习,尽可能的向系统化靠拢。
新兴学科的另一特点是知识内容更新迅速。生物体系的复杂众所周知,细胞虽小,却蕴藏了万千变化,而人类目前只能窥探一二。随着人们的认识的深入,一些经典的结论也可能会被。化学生物学也是如此,随着化学家对生物医学兴趣与日俱增,化学遗传学、多样性导向合成、蛋白进化、分子成像、生物催化、合成生物学等化学生物学技术蓬勃发展,化学手段在基因组学、蛋白质组学、疾病诊断和治疗等重要生物医学研究领域也起着越来越重要的作用。因此,如果在教学过程中密切联系科学前沿,对平时教学内容进行适当衍生,不仅能激发学生们的课堂学习热度,也能促进学生课后加强思考、进行资料查找等必备技能的锻炼。反之,若授课内容不能与时俱进,那么课程也必然会被学生边缘化。
三、提升自我,授课过程中不断自我学习
众所周知,课堂基础教学需要密切联系科研前沿,这就需要授课教师不断的提升专业素养,了解最新科研动态,并能以通俗易懂的语言转化到课堂教学中。
专业素养的提升需要教师持续不断的自我充电,尤其对于科研型院校来说,学生将来从事技术科研领域的人数众多,更需要了解较新的科研动态。作为高校教师,若专业水平停滞不前,那么学生能学到的只有教材上的基础知识和教师多年之前的专业认识。若授课教师在专业领域有着高深的造诣,同样会在整体学科发展方面有突出的大局观,对教学过程产生潜移默化的促进作用。此外,教师高度的责任心和授课态度也非常重要,四十五分钟的课堂教学需要大量的课前备课时间,才能在课堂教学游刃有余介绍知识的同时,穿插更多科研前沿来提升教学效果。对于化学生物学这种新兴交叉学科,知识的更新尤为迅速。若授课教师不能及时提升自己,势必会影响到课堂教学对学生的吸引力。反之,若学生们在掌握基础知识的同时,又受到了前沿科学进展的洗礼,教学效果将会大大提升。
四、改革模式,引导学生思考激发学生兴趣
教师有着强烈的责任心和授课态度,自然开始考虑如何在授课过程中激发学生兴趣,开展教学过程中教学方式和考核方法的改革。基于作者多年的教学经验,可以从两个方面着手改进,一是利用多媒体技术辅助教学过程多样化,二是改进传统模式,让学生参与教学过程。
多媒体技术对教学的帮助是显而易见的,尤其是对于与生物医学密切相关的各N课程。化学生物学课程涉及到大量蛋白、核酸结构以及它们与探针的相互作用,加上不断涌现的现代生物学技术,凭借传统板书已难以满足教学需要。因此教师与时俱进利用多媒体教学手段,并且借助软件或者动画短片的辅助,将大大加深学生对讲解内容的理解。第二点就是在教学过程中,虽然讲授过程占主体,若能让学生们参与到课堂教学过程中来,往往会有意想不到的效果。作者在教学过程中,尝试课程开始随机挑选学生用五分钟时间复习上次课所学内容,比仅仅由我来回顾复习的效果要好很多。其次,作者也曾经让学生自拟题目进行与化学生物学课程相关的演讲,学生表现出极大的热情,既得到了查阅资料的锻炼,无形中也加深了对课程的理解和兴趣。
总之,虽然我国的科研水平在这二十多年的励精图治的改革和发展,已经取得了飞速的进步,但是离美国的一流院校还有距离。尤其是化学生物学学科,虽然在国内已成燎原状态,但是发展势头仍然落后于国际先进水平。教学和科研相辅相成,互相促进,因此化学生物学教学还有非常大的提升空间。在化学生物学教学过程中,提升教师的自我修养,联系前沿科研进展,改进教学方法模式,才能保证教学质量和效果的提升,培养出适应时展的化学生物学人才。
Thinking on How to Improve the Undergraduate Education of Chemical Biology in Department of Chemistry
WENG Xiao-cheng
(College of Chemistry and Molecule Science,Wuhan University,Wuhan,Hubei 430072,China)
关键词:大学生 分析化学课程 认知 教改
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0114-02
建构主义是一种重要的学习哲学,它的观点包括认知的建构主义、社会的建构主义和激进建构主义,这些观点的共同点是:强调科学知识只是对现实的一种更可能正确的解释,但不是绝对正确的最终答案,它在被个体接受之前,对个体来说是毫无权威可言的。学生的学习不仅是对新知识的理解,而且是对新知识的分析、检验和批判。因此,学习不是知识由教师向学生的传递,而是个体建构自己的知识的过程,这意味着学习并不是简单的信息的积累,它同时包含由新、旧经验的冲突而引发的观念转变和结构重组;学习过程并不是简单的信息输入、存储和提取,而是新旧经验之间的双向的相互作用过程。因此,教师不是简单的知识的呈现者,他应该重视学生以往在日常生活和学习中已经形成的丰富经验,小到身边的衣食住行,大到宇宙、星体的运行,从自然现象到社会生活,并把学生现有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。
根据建构主义的观点,要对一门课程进行教学改革,必须先了解学生对该门课程的认知及其对教学内容与方法的建构,才能有针对性地提出教学改革方案,达到提高教学质量、培养综合创新型人才的目的。分析化学课程包括分析化学理论与分析化学实验两部分,是高等院校农业科学和生命科学各专业的一门基础课,它对于培养学生的实践能力、分析和解决问题的能力,以及养成严谨的科学态度和提高创新能力等具有非常重要的作用。传统分析化学教学方法以教师为中心、以传授书本知识为主,而现代教学方法则主张以教师为主导、学生为主体。在新课程改革中,“从学生已有生活经验出发”已成为化学新课程的共同理念,这是对原有的课程与教学的突破和超越。然而,教学实践中,教学内容却远离学生的实际生活,给学生的学习设置了太多的障碍,使学生对学习化学望而生畏,对生活中的化学现象产生陌生感、距离感和恐惧感,长此以往,学生将失去实践的意识和能力。因此,教师必须首先通过调查,了解学生在自己已有的学科背景、生活经验中积累的经验的基础上,对分析化学课程重要性、内容、教学方法等方面的认知与建构现状,才能找准教学改革的起点,切实提高教学质量。为此,本研究以西北农林科技大学为调查地点,以讲授分析化学课程的不同专业大一和大二年级学生为调查对象,做了相应的调查研究,并提出了针对性的教改方案。
1 研究方法与样本分布情况
在西北农林科技大学,采用整群抽样法,抽取样本,采用问卷调查法发放问卷,回收问卷,并对问卷进行筛选、整理、编码和录入,最后采用统计描述法进行统计分析。其中单项选择题采用分布、集中离散趋势等统计分析法加以分析;对多项选择题,采用多重二分法,统计量为应答次数和应答百分比,应答次数表示某个选项一共被选了多少次,应答百分比则表示某个选项被选的次数占所有选项被选择的总次数的百分比。
于2012年共发放问卷350份,回收有效问卷320份,有效回收率为91.4%。320份有效问卷中,学院分配分别为资环学院1.3%、理学院0.4%、动医学院6.6%、园艺学院15.9%、葡萄酒学院11.9%、食品学院14.7%、创新学院11.3%、生命学院11.3%、动科学院9.4%、林学院9.4%、植保学院7.8%。专业分配为:水土保持1.3%、资源环境与城乡规划管理0.3%、应用化学0.6%、动物医学6.3%、园艺15.9%、葡萄与葡萄酒工程11.9%、食品质量与安全7.8%、食品科学与工程6.9%、生工基地1.9%、生技基地9.4%、生物技术8.1%、生物工程3.1%、草业科学2.5%、动物科学0.6%、水产养殖学6.3%、林产化工8.4%、林学0.9%、制药工程7.8%。年级分布为大一93.4%、大二6.6%。农村43.8%、城镇与县城29.1%、一般城市18.8%、省会或直辖市8.4%。被访者年龄介于9-23之间,其中18~21岁者居多,人数都超过10%,正态P-P图检验结果表明,年龄均值为19.59岁,标准差为1.21岁,年龄服从正态分布。
2 结果与讨论
2.1 大学生对分析化学课程的整体性认知与建构
大学生认为分析化学课程中最最重要的环节是化学分析23.4%、仪器分析11.6%以及化学分析与仪器分析65.0%,可见,超过六成的学生认为化学分析与仪器分析同样重要。被访者最感兴趣的内容是化学分析35.0%、仪器分析42.2%和化学分析与仪器分析22.8%。这体现了分析化学课程在化学分析和仪器分析两大知识板块的异质性较高,他们分别对学生产生一定的吸引力,但是同时对这两个板块感兴趣的人很少。认为教学方法最需要创新的是化学分析37.2%、仪器分析36.9%以及化学分析与仪器分析25.9%,认为教学内容最需要创新的内容是化学分析37.8%、仪器分析31.6%和化学分析与仪器分析30.6%。
大学生认为分析化学课程教学内容“完全不适合未来发展、小部分适合未来发展、半数适合未来发展、大多数适合未来发展”和“完全适合未来发展”的分别占1.6%、23.8%、28.8%、44.7%和1.3%。说明六成以上学生认为目前分析化学课程的教学内容符合未来发展,但是仍有20%以上的学生认为需要对教学课程内容加以修改以符合未来发展。分别有21.9%、27.2%和50.9%的被访回答“不需要、无所谓”和“需要”重新组织理论课的教学内容。可见,现有教学内容亟待改进和调整。
对于分析化学课程现有安排的合理性的评价,采用五个指标进行评价,这五个指标均采用5分制,学生对这五个指标的评价对的评价,均采用5分制,被访学生评价平均分(标准差)分别为:“分析化学课程新颖度”3.20(1.00)、“实验数量充足度”3.98(0.98)、“实验顺序合理度”3.55(0.97)以及“训练操作目的的实现度”3.81(1.00)、“实验与理论的契合度”3.85(0.92)。说明学生对分析化学课程新颖度的评价不高,教学内容、教材编排需要更加灵活。
2.2 大学生对分析化学实验课程的认知与建构
对实验课内容的评价,分为两个指标,均采用5分制,第一,操作性强弱,取值1~5的含义分别为非常不强、不强、一般、强、非常强;第二,实用性强弱,取值1~5的含义分别为非常不实用、不实用、一般、实用、非常实用。分析化学实验包括返滴定法测定NH4HCO3的含氮量、EDTA的配制、标定及自来水硬度的测定、酸碱溶液的配制、酸标准溶液的配制、标定及混合碱的测定、胶体、电解质溶液及配位化合物的性质、K2Cr2O7标准溶液的配制及FeSO4片含Fe量的测定、氧化还原和电化学及化学反应速率和化学平衡、乙酸电离常数和电离度的测定及镁摩尔质量的测定、KMnO4标准溶液的标定及H2O2含量的测定、碱标准溶液的配制、标定及食用白醋酸度的测定、分光光度法测Fe、分光光度法测P等12个,被访大学生对各实验操作性强弱评分的平均值(标准差)分别为:3.43(0.82)、3.62(1.01)、 3.43(0.88)、3.50(1.02)、3.30(0.89)、3.57(0.92)、3.39(0.94)、3.33(0.97)、3.55(0.87)、3.41(0.97)、3.32(0.92)和3.23(0.92);被访大学生对各实验实用性强弱评分的平均值(标准差)分别为:2.55(0.94)、2.42(1.00)、2.59(1.03)、2.50(0.10)、2.71(0.87)、2.56(0.92)、2.64(0.90)、2.81(1.01)、2.63(0.86)、2.50(1.03)、2.73(0.95)和2.84(1.00)。大学生对实验操作性强度的评分都较高,大于3.3分,而对实验实用性强度的打分则比较第,均低于2.9分。可见,大学分析化学的实验编排,在保障操作性的基础上,尚需增加实用性。
大学生认为目前分析化学实验课程存在的最大的问题是(总应答次数640):生搬硬套19.7%、缺乏主动思考14.7%、实验问题认识不深14.1%、只重视实验结果13.1%、敷衍了事12.5%、操作不规范不熟练10.8%、课时太短4.1%、教师讲解过于详细3.9%、重要性认识不足2.8%、教材内容枯燥2.5%、实验设备不足1.9%。大学生认为实验课最需要的能力包括(总应答次数1160):独立分析解决问题能力20.7%、实验操作能力17.5%、综合创造能力15.1%、数据处理能力11.0%、思维能力10.9%、仪器设备应用能力9.6%、研究能力8.5%和观察能力6.6%。
因此,在实验教学过程方面,25.0%的被访倾向于“先讲后做”,而75.0%的被访则倾向于“讲做结合”。说明实验教学还是以边讲边做的方式比较理想。因为有学生反映,先讲后做,容易忘记某些实验操作细节。在实验课教师指导方式方面,选择“每班一个老师”和“每班两个老师”的分别占38.4%和15.6%,还有45.9%的人选择“每个实验内容一个老师”。这些教学方式的教学效果需要在实际教学中进一步进行比较研究。当然,也要考虑到是师资资源分配等方面的条件。
2.3 大学生对分析化学理论课程的认知与构建
对理论课内容的评价,分为三个指标,均采用5分制,第一,内容繁琐或不足,取值1~5的含义分别为非常不足,不足,合适,繁琐,非常繁琐;第二,内容重要性,取值1~5的含义分别为非常不重要,不重要,一般,重要,非常重要;第三,内容实用性,取值1~5的含义分别为非常不实用,不实用,一般,实用,非常实用。分析化学课程理论课的章节包括:溶液和胶体、化学反应方向与能量、化学反应速率与化学平衡、物质结构基础、分析化学概论、酸碱溶液与酸碱滴定、沉淀溶解平衡与沉淀滴定、配位化合物与配位滴定、氧化还原与氧化还原滴定、电位分析法与电位滴定、吸光分析基础等11章,学生对各章内容繁琐或不足程度评分的均值(标准差)分别为3.08(0.76)、3.08(0.95)、3.08(0.91)、3.13(1.13)、3.09(1.10)、3.12 (0.88)、3.14(0.90)、3.15(0.93)、3.09(0.95)、3.04(0.95)和2.96(0.98);对各章内容重要性评分的均值(标准差)分别为3.34(0.79)、3.50(0.91)、3.72(0.93)、3.45(1.06)、3.34 (1.11)、3.79(0.95)、3.64(0.97)、3.61(0.92)、3.77(1.01)、3.49(1.00)和3.29(0.98);对各章内容实用性评分的均值(标准差)分别为3.39(0.89)、3.30(1.02)、3.55(1.10)、3.28(1.25)、3.30(1.24)、3.76(1.04)、3.69(1.04)、3.52(1.01)、3.69(1.06)、3.41(1.13)和3.19(1.02)。大学生对理论课内容的评价呈中等偏上水平,对各章内容三个指标的评分均为超过4分,理论课内容需大力改进。大学生认为分析化学理论课需要改进的方面(总应答次数为945)分别为:实际课题及技术22.0%、教材把握学术前沿21.0%、新技术新仪器介绍20.3%、教材重点突出有趣16.9%、计算机软件学习11.0%、实验顺序编排8.8%。
3 结论与教改建议
通过调查发现,大学生对大学分析化学课程重要性的认知度较高,也具有较高的学习兴趣,六成以上学生认为目前分析化学课程的教学内容符合未来发展。但是对目前分析化学课程的内容、教学具体环节上,大学生有自己的建构:大学分析化学的实验编排,在保障操作性的基础上,尚需增加实用性。理论课需要在课程内容上增加实际课题及技术、学术前沿、新技术新仪器介绍,在编排上增加趣味性。实验课的编排,应该在保障操作性的基础上增加实验的实用性,同时,在实验教学方式设计上,以边讲边做的方式进行实验课教学,强调学生在实验课上的主动思考,在注重实验结果的基础上更注重实验过程的设计,如果条件许可,实验课多增加几个教师。通过大学生对分析化学实验课的认知和建构,构成了大学分析化学课程教学改革的方向,以此出发,必将会提高大学分析化学课程的效果,培养综合创新型分析化学人才。
参考文献
[1]温彭年,贾国英.建构主义理论与教学改革―― 建构主义学习理论综述[J].教育理论与实践,2002(5):17-22.