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基于科研视角的化工类创新人才培养实践探索(3)

来源:化工设计通讯 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-06-11

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】(7)科研能够促进实验教学改革 实验教学是化学化工专业实践教学的关键一环,如何提高实验教学质量也是本科培养创新人才的重要环节。目前大学的化学

(7)科研能够促进实验教学改革

实验教学是化学化工专业实践教学的关键一环,如何提高实验教学质量也是本科培养创新人才的重要环节。目前大学的化学化工实验教学倾向于基础性、验证性的实验,而研究性、创新性、开放性的实验很少,不利于学生将知识与实验结合起来,不利于培养学生的知识转化实践能力。

因此,增加研究性、创新性、开放性的实验成为了实验教学改革的方向,而科研可以为实验教学改革提供新思路,新方法,这是因为科研本身就是研究性、创新性、开放性的。学生通过参与科研项目,可以更好的熟悉实验全过程,并能通过实验认识到化工化工知识的魅力,体验到实验才是真正的创造创新过程,从而激起学生对知识奥秘的探索。因此,科研实验应当是一种常规实验教学的有效补充,也是实验教学改进的方向之一。

3.结束语

科研是高等学校的三大职能之一,通过科研促进创新人才培养,是高等教育立德树人、实践育人总目标的关键举措,是增强学生工程实践能力、实现“卓越工程师教育培养计划”的重要抓手,特别是对于化工创新人才培养中,科研能够在唤起爱国主义情怀、增强学习兴趣、开阔专业知识、培养团队合作精神、提高实践创新能力、从事本行业等方面起到一定积极作用,实现化工类高等教育人才培养的质量革命,为培养符合新时代中国特色社会主义建设需要的新时期化工创新人才提供了路径参考。

[1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学,2018(12):4-9.

[2]宋凌云,王嘉毅.教育改革发展的新理念新思想新要求—学习习近平总书记关于教育工作的重要论述[J].教育研究,2017,38(02):4-11.

[3]田维亮,葛振红,汪河滨,张红喜.关于化工专业建设与发展的几点思考[J].化工高等教育,2014,31(04):17-19+8.

[4]付红红.工程教育背景下的校企合作人才培养探索研究[J].大学教育,2018(04):128-130.

[5]温静,王树荫.爱国主义教育的方法论思考[J].中国高等教育,2019(Z1):46-48.

国家自然科学基金();塔里木大学创新群体项目(TDZKCQ);新疆建设兵团中青年科技创新领军人才项目(2020CB019);塔里木大学教改项目(TDGJYB2010);塔里木大学《化工原理实验》一流课程(TDYLKC)

田维亮(1977-),男,汉,山东莒县人,副教授,博士研究生,塔里木大学生命科学学院;研究方向:无机功能材料。

李仲(1985-),男,汉,河南通许人,讲师,硕士研究生,塔里木大学生命科学学院;研究方向:新疆特色矿产资源综合利用。

随着当今经济与科技的飞速发展,化工行业对创新人才的要求也越来越高。化工人才的创新能力集中体现在工程实践活动中创造新技术成果的能力,包括新产品和新技术的研发、新工艺和新装置的设计以及生产过程操作运行新方案等[1],而化工创新人才培养是把所学的理论基础知识与实际应用相结合,促进学生运用理论知识的创新与创造。我们对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切,对科学知识和卓越创新人才的渴求比以往任何时候都更加强烈[2],高等教育是国家创新人才培养的基石,为了培养化工专业学生的创新思维和创新技能,必须探索适合我国化工行业建设发展的创新人才培养教学方法,培养符合新时代中国特色社会主义建设需要的新时期化工创新人才。1.化学工业发展现状和需求化学工业是国家经济体系的支柱产业,是工业、农业、国防、航空航天和新型战略等产业发展的重要支撑,是人类战胜病魔的武器,是与人类生产生活关系最密切的产业之一,虽然我国已成为全球化工大国,但仍存在一些瓶颈问题,比如:化工仍是以基础和大宗原料生产为主,处于产业链中低端;化学工业的技术创新仍是以追赶式、模仿式的创新为主,具有自主知识产权的核心技术十分稀少等。其中制约我们化学工业发展的主要瓶颈问题的是创新技术人才严重匮乏,主要表现在创新技术人才资源总量不足,全行业缺乏各类创新技术人才近百万,同时国外发达国家对我国化工行业技术进行封锁,这就需要我国高等教育发挥人才培养优势,大力培养化工创新技术人才,为我国由“化工大国”转变为“化工强国”输送人才资源[3]。因此,面对化工新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新时期化工产业发展趋势,高等教育教学迫切需要进一步解放思想、创新模式培养适合新时代中国特色社会主义建设需要的化工创新人才。2.化工创新人才培养中科研的新视角和新思路科研是指为了增进知识包括关于人类科学文化和社会的知识以及利用这些知识去发明新技术而进行的系统的创造性工作,包括基础研究、应用研究、开发研究,其培养目标就是培养为社会主义建设服务的创新性复合人才[4],对化工专业来说就是运用所学习到的化工基础理论知识去认识化工生产过程,并能创新性分析和解决实际问题,进而创造出新的工艺技术。基于上述考虑,本文探讨了在化工创新性人培养中科研的实际作用效果。(1)科研能够唤起化工学生的爱国情怀爱国主义是中华民族薪火相传并始终保持旺盛生命力的精神基因,也是中国共产党栉风沐雨、砥砺前行的优良传统和宝贵经验,“弘扬爱国主义精神,必须把爱国主义教育作为永恒主题”[5]。因此,唤起学生的爱国主义情怀必将成为新时代高等院校爱国主义教育的重要任务。高等院校要培养满足新时代要求的化工创新人才,就必须先培养他们的爱国主义精神。“弘扬爱国主义精神,必须尊重和传承中华民族历史和文化”。因此,在科研实践训练中,可以借助中华民族发展历史中化工学科取得的重大科研成果,培养大学生的爱国主义精神,同时也可以激起他们从事科研的动力和热情。我国的化工技术成果曾经遥遥领先于世界详见图1,图1中列举了我们耳熟能详的火药,造纸术,陶瓷等古代先进技术以及著名人物如唐朝的茅华是世界上第一个发现氧气的人,比英国的普利斯特里(1774年)和瑞典的舍勒(1773年)发现氧气约早1000年;著名化工专家侯德榜提出了“侯氏制碱法”并完成世界上第一部纯碱工业专著《制碱》等。通过我国历史上的重要科研成就以及著名人物,使化工专业学生认识到我国在化工技术上曾遥遥领先于全世界和我国在科技发展方面具有巨大的历史底蕴,从而唤起学生的爱国主义情怀,自觉承担起中华民族伟大复兴中国梦的历史责任。图1 我国发展史上化工学科重大科研成就(2)科研能够增强化工学生学习兴趣爱因斯坦说:兴趣是最好的老师。因此,如何激发学生学习的兴趣成为化工专业培养创新人才的难点之一。化工专业知识体系很抽象、覆盖面又广,在实际教学中,学生往往处于被动接受过程,有的甚至有抵触情绪,严重影响教学效果。而科研是创造性、探索性的活动,能够让学生体验到未知领域的奥秘,能够将其带入到充满惊奇的空间,能够让其感受到所学知识可以创造丰富多彩的世界。我们围绕参加科研实践的益处,对2018、2019级化工和应化专业116名参加过科研实践的学生进行问卷调查,结果见表1。从表中可以看出科研训练对提高学习专业知识的兴趣、探索知识的兴趣具有较大的促进作用,同时对增强学习学习的信心和学习能力的提高也有一定的促进作用,在调查中有位学生的话很具有代表性,他说:“科研训练让我认识了另一个世界,让我对未来充满了好奇和期待”。因此科研训练能够增强学生学习的信心和乐趣,增强其探索和学习专业知识的兴趣。表1 参加科研实践的益处(3)科研能够开阔学生的专业知识随着现代化信息技术的快速发展,化工知识体系也迎来了日新月异的发展,比如纳米反应分离技术,膜分离技术,反应分离耦合技术和多尺度反应体系等新技术新工艺的先后涌现以及模拟软件、虚拟仿真软件等计算机辅助工具的开发和应用。因教材编写的局限性和时效性,大部分教材没能囊括这些新知识、新技术,造成学生自学没有合适的教材,同时受课时限制,课堂上又不能讲解过多,导致课堂教学知识体系不全、前沿性不强。而科研恰恰处于科技发展的最前沿,通过科研的参与可以弥补教学知识体系不全、前沿性不强的问题。同时让学生参与到科研中,可以让其感受到化工学科发展的最前沿,并熟悉化工新技术新工艺新材料的发展与发开发过程。同时,从表1中我们也可以看出,参加科研增强了学生对专业知识和前沿实施的兴趣,这也有利于学生主动学习获取知识,从而增加自己的阅历和知识体系,因此,通过科研可以学到更多、更前沿的专业知识体系。(4)科研能够培养学生的团队合作精神如今的学科已经进入相互交叉的快速发展期,同时专业性也越来越强,因此为完成一项具体任务,团队合作必不可少。但现在的大学生大部分是独生子女,他们通常以自我为中心,缺乏必备的团队合作精神。因此,在大学本科教育中必须培养学生的团队合作精神。好的团队必然有好的团队合作能力,而科研正是一种需要团队合作的项目,通过参与科研项目,学生不仅能够学习专业知识和实践能力,更能够在完成项目过程中,培养锻炼其相互配合、相互协作的团队合作精神。团体式竞赛能够较好的考察参赛人员的团队合作能力,因此我们分析了2017年-2019年我校化工学科(团体)竞赛的134支参赛队伍获奖情况及其队员参与科研实践情况,结果见表2。表中显示有过科研实践经历的队员组成的队伍获奖概率要远远大于没有过科研实践经历队员的队伍,同时也可以看出,队长有科研实践经历的队伍的获奖概率也会明显提升。我们在带队的过程中也明显感觉到,有过科研实践经历的队伍分工明确、配合得当、效率更加高效。所以通过科研实践,在一定程度上能够很锻炼学生的团队合作能力,提高其团队合作意识。表2 化工学科竞赛参赛队伍获奖及队员参加科研情况(5)科研能够提高学生的实践操作能力化工专业人才培养核心目标就是培养具有一定创新能力和工程实践操作能力的技术人才,但由于目前高等院校教学资源和条件的限制,大部分化工专业毕业生的工程实践操作能力偏低,这也是目前教育部出台《关于深化本科教育教学改革 全面提高人才培养质量的意见》的目的之一。提高学生的工程实践操作能力的关键之处就是要有将所学理论知识加以应用的实践场所,若将学生分散到各个生产企业显然不符合实际,因而科研成为高校最好的选择途径,同时表1数据显示97.4%的同学认为参加科研实践能够提高自身动手实践能力,这说明科研可以很多的提高学生的实践操作能力。因此学生可以利用业余时间,参与相关的研究课题,即解决了实践场所的问题,又为学生提供了利用所学专业知识施展自己才能的机会,这对于提高化工专业学生的工程实践操作能力具有良好的促进作用。(6)科研能够引导学生从事化工行业受大环境影响,优秀的高中毕业生,大都选择经济、金融等热门专业,主动选择化工专业的学生不多,大多数是凭感觉选择或父母帮选择等非主动选择,这说明学生对化工行业的重要性和发展前景认识不够。特别是由于近几年,化工安全事故频发,给化工学生造成一大困惑就是化工是危险、污染行业,造成部分学生一毕业就转行,这可能也是我国高等教育培养了大批量的化工人才,而化工行业仍感觉人才短缺的原因。因此,在高等教育中如何引导学生从事本专业工作成为了教学方向目标之一,而实现这一目标的有效途径之一就是科研,通过科研的参与与实践,可以让学生更加深入的了解化工行业的重要性和广阔的发展前景,认识到从事化工产业是可大有作为的,是可以实现人生价值的。同时通过科研,学生们可以真正了解到化工生产的实际过程,才能明白化工生产的安全性能是可控的,化工行业的安全是相对的概念,从而解除对化工行业安全性能的误解,提高学生对化工行业的深层次认识,进而引导化工类学生积极从事化工产业,为我国化工行业发展输送合格的技术人才。我们围绕毕业后去向为内容,对参加过科研的2018、2019级化工和应化专业的116名学生(同表1调查对象)和同专业班级的其它164名学生进行调查,未参加过科研的学生转行的概率要远远高于参加过科研的同学,这在一定程度上也表明科研能够促进学生从事化工行业。(7)科研能够促进实验教学改革实验教学是化学化工专业实践教学的关键一环,如何提高实验教学质量也是本科培养创新人才的重要环节。目前大学的化学化工实验教学倾向于基础性、验证性的实验,而研究性、创新性、开放性的实验很少,不利于学生将知识与实验结合起来,不利于培养学生的知识转化实践能力。因此,增加研究性、创新性、开放性的实验成为了实验教学改革的方向,而科研可以为实验教学改革提供新思路,新方法,这是因为科研本身就是研究性、创新性、开放性的。学生通过参与科研项目,可以更好的熟悉实验全过程,并能通过实验认识到化工化工知识的魅力,体验到实验才是真正的创造创新过程,从而激起学生对知识奥秘的探索。因此,科研实验应当是一种常规实验教学的有效补充,也是实验教学改进的方向之一。3.结束语科研是高等学校的三大职能之一,通过科研促进创新人才培养,是高等教育立德树人、实践育人总目标的关键举措,是增强学生工程实践能力、实现“卓越工程师教育培养计划”的重要抓手,特别是对于化工创新人才培养中,科研能够在唤起爱国主义情怀、增强学习兴趣、开阔专业知识、培养团队合作精神、提高实践创新能力、从事本行业等方面起到一定积极作用,实现化工类高等教育人才培养的质量革命,为培养符合新时代中国特色社会主义建设需要的新时期化工创新人才提供了路径参考。【参考文献】[1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学,2018(12):4-9.[2]宋凌云,王嘉毅.教育改革发展的新理念新思想新要求—学习习近平总书记关于教育工作的重要论述[J].教育研究,2017,38(02):4-11.[3]田维亮,葛振红,汪河滨,张红喜.关于化工专业建设与发展的几点思考[J].化工高等教育,2014,31(04):17-19+8.[4]付红红.工程教育背景下的校企合作人才培养探索研究[J].大学教育,2018(04):128-130.[5]温静,王树荫.爱国主义教育的方法论思考[J].中国高等教育,2019(Z1):46-48.

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