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基于“课堂—竞赛—项目”三维联动的应用化学

 
来源:计算机与应用化学 栏目:期刊导读 时间:2021-04-14
 
近年来,大学生创新创业(简称“双创”)教育呈现强有力的发展趋势[1]。但是,与其他国家相比,我国大学生的自主创新、自主创业的现状还不尽如人意,主要表现在创业能力较弱,创业成功率以及创新成果转化率较低,这种现象反映出我国大学生“双创”教育系统还存在一些问题[2]。针对这些问题,国内学者对许多课程都进行了尝试性的改革。然而,大多数的课程改革均局限于某门课程范畴内,不能使整个学科的理论知识进行融会贯通[3,4]。如何增强学生对整个学科体系的正确理解和认识,促进理论知识的融会贯通,培养适合更高层次的、具备综合素质的应用化学专业人才已成为近年来高校改革探索的热点。 一、“课堂—竞赛—项目”三维联动的“双创”教育模式 本文提出“课堂—竞赛—项目”三维联动的“双创”教育模式。以竞赛促学习,以竞赛帮项目,以提高创新能力为目标,将“双创”教育贯穿融入各教学环节,并以此带动教学内容和课堂教学方法的改革,创建一种新的“教”与“学”的方式。 (一)课堂——专业理论讲授阶段 东华理工大学应用化学专业始建于1959年原华东地质学院为发展中华人民共和国铀矿地质勘探事业而开办的工业分析专业,随着学科的发展和社会的需要,于1996年按教育部统一要求更名为应用化学专业。经过近60年的艰苦创业,形成了具有质谱科学与仪器优势和核化学与放射化学特色的省级特色专业。本专业的学生要完成四大化学(分析化学、物理化学、有机化学、无机化学)和仪器分析等专业基础知识和实验技能的基本训练。在严谨、规范的理论课堂教学中,学生系统地学习理论知识,同时,教师会根据课程的教学内容,把竞赛、项目以及实际生产生活中的应用案例融入教学中,来提高学生对问题的理解。实践课堂则以培养学生的基本操作技能、规范的操作手法为目标,系统地训练学生运用规范的、安全的操作技术完成实验,使学生初步了解科学实验的研究方法。 (二)竞赛——竞赛与理论学习互相促进 通过政策引导,鼓励学生积极参加各类学科竞赛。通过竞赛激发学生学习的主动性,促进学生对理论知识的理解,加强实践与理论的联系;以“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划竞赛为平台,设立“院—校—省—国家”四级培育体系,推动“课内+课外”“双创”实践教学方式,将参与竞赛角逐过程中遇到的工程问题进行总结、归纳、研究,逐步上升为科学问题,训练学生对科学问题的敏感度和探索能力。 (三)项目——“双创”素质的综合培养 以我院教师所承担的省级、国家级和产学研项目为基础,派生出的一些适合作为本科生创新能力培养的驱动项目,开展有利于培养创新思维和创新能力的项目实践活动。在学生参与科研项目过程中,培养其发现问题、分析问题、解决问题的探索能力和创新能力。在项目的实施过程中,不仅要注重学生获取知识的能力,还要注重培养学生科研工作表述的能力以及对知识产权的重视,包括公开表述科研工作内容和撰写科技论文的能力,全面培养学生的“双创”综合素质。 二、教育模式的特色 我们遵循由“用”到“学”的目标,注重由认识到实践的循序渐进。本科一年级以夯实基础理论,掌握实验技术为主,在吸收专业知识的同时,通过听讲座、关注“科研圈”等公众号、深入企业进行社会实践等多种途径接触前沿科技。在二、三年级以学、赛结合为主,通过参与学科竞赛,使学生更深刻的了解学科领域的技术革新等内容,同时可以获取创新创业的宝贵资源和经验。从四年级开始,以项目活动为主,激发他们的潜能,将创意变为现实,帮助学生实现自我成长,提升自主创新的能力。 (一)课程宗旨和竞赛目标的升华与深化 以学科竞赛为驱动力,将培养具有“双创”综合素质的学生作为培养人才的重要目标。但是,能力的培养必须有基础理论知识作支撑。因此,以“知识是基础,能力是关键,创新是目标”作为课程设置的理念,构建以“教学为主体,实践为主导”,理论与实践及科学研究相结合的课程体系。理论课程注重科学性和前沿性;实践课程注重培养学生实践动手能力。开设综合应用型和设计研究型实验,这些实验中包括多种实验技术和方法,操作相对复杂,学生进一步掌握科学实验的研究方法和技术。 (二)学科知识体系融会贯通 为了有效地开展大学生“双创”活动,应用化学系分别建立了“大学生创新创业开放实验基地”“核燃料化学与吸附材料开放实验室”“高分子微纳材料制备开放实验室”等多个具有专业特色的学生科技创新基地。通过学科竞赛和科研项目,鼓励学生进实验室、进课题组、进科研团队,将教学与科研结合、课程与课题结合,帮助学生梳理专业课程知识之间的逻辑关系,使各课程间的联系脉络清晰,知识体系融会贯通,让学生建立起对整个化学学科的个人理解和感悟。无论是学科竞赛还是科研项目,学生均以小组的形式开展工作,小组成员必须积极主动地投入到工作中,培养学生沟通、交流,共享信息以及协作的能力。 (三)全面提升学生的“双创”综合素质 在科研项目实施过程中,坚持以学生为主导的原则,充分发挥学生学习的主体作用,极大地调动学生学习的积极性和主动性。在教师的指导下,学生要独立完成期刊资料的查找,项目申报书的撰写,实验方案的制订,这是一个独立运用多门专业知识的过程;而方案的实施与结果的论证是一个尝试与创新的过程;项目结题报告的撰写、论文的发表、专利的申请,以及项目结题的答辩等一系列工作是一个表达与阐述的过程。在此过程中,学生自身潜力逐步被挖掘,科学思维的习惯逐渐养成,较大地提高了学生的创造性。 三、结语 经过几年的培养,应用化学专业的“双创”人才培养取得了可喜的成绩。本专业学生2015—2018年期间成立创新团队55个,参与学生人数达到300余人,参加国家级、省级各类竞赛取得优异成绩。如,2015年“景新漆业杯”江西省大学生化学实验竞赛,荣获一等奖1项,二等奖1项,三等奖2项;2016年参加“第十四届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛”江西赛区自然科学论文类学术论文一等奖;科技作品类二等奖、科技发明制作三等奖。2019年有37名学生考取硕士研究生,占本届毕业生人数的40%,在考研复试中,100%的学生顺利通过实验操作考核。 [1]邹建良.探索大学生创新创业教育途径[J].中国高等教育,2015(5):56-58. [2]卫灵.关于中印人才培养与国际竞争力的认知与分析[J].教学与研究,2010(4):86-91. [3]王爱香.应用化学专业分析化学系列课程整合与优化研究[J].实验室科学,2016,19(2):159-162. [4]马建国,李芳清,谢宗波,等.以培养应用型人才为导向的应用化学专业实践教学模式改革——以东华理工大学应用化学系为例[J].东华理工大学学报:社会科学版,2018,37(1):88-92. 近年来,大学生创新创业(简称“双创”)教育呈现强有力的发展趋势[1]。但是,与其他国家相比,我国大学生的自主创新、自主创业的现状还不尽如人意,主要表现在创业能力较弱,创业成功率以及创新成果转化率较低,这种现象反映出我国大学生“双创”教育系统还存在一些问题[2]。针对这些问题,国内学者对许多课程都进行了尝试性的改革。然而,大多数的课程改革均局限于某门课程范畴内,不能使整个学科的理论知识进行融会贯通[3,4]。如何增强学生对整个学科体系的正确理解和认识,促进理论知识的融会贯通,培养适合更高层次的、具备综合素质的应用化学专业人才已成为近年来高校改革探索的热点。一、“课堂—竞赛—项目”三维联动的“双创”教育模式本文提出“课堂—竞赛—项目”三维联动的“双创”教育模式。以竞赛促学习,以竞赛帮项目,以提高创新能力为目标,将“双创”教育贯穿融入各教学环节,并以此带动教学内容和课堂教学方法的改革,创建一种新的“教”与“学”的方式。(一)课堂——专业理论讲授阶段东华理工大学应用化学专业始建于1959年原华东地质学院为发展中华人民共和国铀矿地质勘探事业而开办的工业分析专业,随着学科的发展和社会的需要,于1996年按教育部统一要求更名为应用化学专业。经过近60年的艰苦创业,形成了具有质谱科学与仪器优势和核化学与放射化学特色的省级特色专业。本专业的学生要完成四大化学(分析化学、物理化学、有机化学、无机化学)和仪器分析等专业基础知识和实验技能的基本训练。在严谨、规范的理论课堂教学中,学生系统地学习理论知识,同时,教师会根据课程的教学内容,把竞赛、项目以及实际生产生活中的应用案例融入教学中,来提高学生对问题的理解。实践课堂则以培养学生的基本操作技能、规范的操作手法为目标,系统地训练学生运用规范的、安全的操作技术完成实验,使学生初步了解科学实验的研究方法。(二)竞赛——竞赛与理论学习互相促进通过政策引导,鼓励学生积极参加各类学科竞赛。通过竞赛激发学生学习的主动性,促进学生对理论知识的理解,加强实践与理论的联系;以“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划竞赛为平台,设立“院—校—省—国家”四级培育体系,推动“课内+课外”“双创”实践教学方式,将参与竞赛角逐过程中遇到的工程问题进行总结、归纳、研究,逐步上升为科学问题,训练学生对科学问题的敏感度和探索能力。(三)项目——“双创”素质的综合培养以我院教师所承担的省级、国家级和产学研项目为基础,派生出的一些适合作为本科生创新能力培养的驱动项目,开展有利于培养创新思维和创新能力的项目实践活动。在学生参与科研项目过程中,培养其发现问题、分析问题、解决问题的探索能力和创新能力。在项目的实施过程中,不仅要注重学生获取知识的能力,还要注重培养学生科研工作表述的能力以及对知识产权的重视,包括公开表述科研工作内容和撰写科技论文的能力,全面培养学生的“双创”综合素质。二、教育模式的特色我们遵循由“用”到“学”的目标,注重由认识到实践的循序渐进。本科一年级以夯实基础理论,掌握实验技术为主,在吸收专业知识的同时,通过听讲座、关注“科研圈”等公众号、深入企业进行社会实践等多种途径接触前沿科技。在二、三年级以学、赛结合为主,通过参与学科竞赛,使学生更深刻的了解学科领域的技术革新等内容,同时可以获取创新创业的宝贵资源和经验。从四年级开始,以项目活动为主,激发他们的潜能,将创意变为现实,帮助学生实现自我成长,提升自主创新的能力。(一)课程宗旨和竞赛目标的升华与深化以学科竞赛为驱动力,将培养具有“双创”综合素质的学生作为培养人才的重要目标。但是,能力的培养必须有基础理论知识作支撑。因此,以“知识是基础,能力是关键,创新是目标”作为课程设置的理念,构建以“教学为主体,实践为主导”,理论与实践及科学研究相结合的课程体系。理论课程注重科学性和前沿性;实践课程注重培养学生实践动手能力。开设综合应用型和设计研究型实验,这些实验中包括多种实验技术和方法,操作相对复杂,学生进一步掌握科学实验的研究方法和技术。(二)学科知识体系融会贯通为了有效地开展大学生“双创”活动,应用化学系分别建立了“大学生创新创业开放实验基地”“核燃料化学与吸附材料开放实验室”“高分子微纳材料制备开放实验室”等多个具有专业特色的学生科技创新基地。通过学科竞赛和科研项目,鼓励学生进实验室、进课题组、进科研团队,将教学与科研结合、课程与课题结合,帮助学生梳理专业课程知识之间的逻辑关系,使各课程间的联系脉络清晰,知识体系融会贯通,让学生建立起对整个化学学科的个人理解和感悟。无论是学科竞赛还是科研项目,学生均以小组的形式开展工作,小组成员必须积极主动地投入到工作中,培养学生沟通、交流,共享信息以及协作的能力。(三)全面提升学生的“双创”综合素质在科研项目实施过程中,坚持以学生为主导的原则,充分发挥学生学习的主体作用,极大地调动学生学习的积极性和主动性。在教师的指导下,学生要独立完成期刊资料的查找,项目申报书的撰写,实验方案的制订,这是一个独立运用多门专业知识的过程;而方案的实施与结果的论证是一个尝试与创新的过程;项目结题报告的撰写、论文的发表、专利的申请,以及项目结题的答辩等一系列工作是一个表达与阐述的过程。在此过程中,学生自身潜力逐步被挖掘,科学思维的习惯逐渐养成,较大地提高了学生的创造性。三、结语经过几年的培养,应用化学专业的“双创”人才培养取得了可喜的成绩。本专业学生2015—2018年期间成立创新团队55个,参与学生人数达到300余人,参加国家级、省级各类竞赛取得优异成绩。如,2015年“景新漆业杯”江西省大学生化学实验竞赛,荣获一等奖1项,二等奖1项,三等奖2项;2016年参加“第十四届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛”江西赛区自然科学论文类学术论文一等奖;科技作品类二等奖、科技发明制作三等奖。2019年有37名学生考取硕士研究生,占本届毕业生人数的40%,在考研复试中,100%的学生顺利通过实验操作考核。参考文献[1]邹建良.探索大学生创新创业教育途径[J].中国高等教育,2015(5):56-58.[2]卫灵.关于中印人才培养与国际竞争力的认知与分析[J].教学与研究,2010(4):86-91.[3]王爱香.应用化学专业分析化学系列课程整合与优化研究[J].实验室科学,2016,19(2):159-162.[4]马建国,李芳清,谢宗波,等.以培养应用型人才为导向的应用化学专业实践教学模式改革——以东华理工大学应用化学系为例[J].东华理工大学学报:社会科学版,2018,37(1):88-92.

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