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构建地方应用型本科院校精细化工方向课程体系的几点建议*

2022-11-20陈忠平张雪梅

广州化工 2022年18期
关键词:精细化工化学品应用型

陈忠平,张 婷,张雪梅

(安徽科技学院化学与材料工程学院,安徽 凤阳 233100)

对基本化学工业生产的初级和次级产品进行深加工,制得具有特定功能、特定用途和小批量生产的系列产品,称之为精细化学品,生产精细化学品的工业则简称为精细化工[1]。精细化学品品种繁多,已经渗透到人们日常生活的各个方面,影响到工农业生产的许多部门。1986年,我国化学工业部将精细化学品分为农药、染料、涂料(包括油漆和油墨)、颜料、试剂和高纯物、食品和饲料添加剂、黏合剂、催化剂和各种助剂、化学药品(原料药)和日用化学品、功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)、信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品)等11大类[2]。人类社会对精细化学品的需求和精细化学品生产过程中包含的新技术、新工艺及产品所带来的的高附加值等因素使得很多国家在上世纪70年代开始就将化学工业发展的战略重点转向了精细化工,精细化工率(精细化工产值占总化工产值的比例)已代表一个国家化学工业发展水平,美国等发达国家的精细化工率已高达70%左右,我国的也达到了45%左右[3]。

精细化工如此重要,而我国的精细化工行业又存在企业分散、缺乏竞争力、利润低、环境污染严重、安全隐患严重、产品性能差、自动化程度低等问题,因此,精细化工曾是很多高等教育院校开设的专业,力求通过人才培养改变精细化工行业的现状。在这些院校中分为3个不同的类型[4]:高职院校、普通院校和重点院校。高职院校主要是培养实用型操作人才,如广东轻工职业技术学院,这些院校更注重实践操作能力的培养和训练,理论知识学习不深,开设的课程大多是操作类的专业课程;重点院校更注重化学理论基础和其它学科的交叉融合,如华东理工大学[5],探索基于分子工程的“精细化工”新兴工科专业教育的新理念和新思路,将精细化工教育与生命医学教育、分子工程教育等交叉融合,使毕业生能在分子层面上对化工产品进行调控和功能化,所以开设的课程主要是研究类高水平课程为主。我校是一所地方高水平应用型本科院校,毕业生既要有一定的实践操作技能,又要有一定的理论深度,能够胜任地方化工企业的科学研究、技术开发、工程设计、生产管理等方面的工作,因此,构建我校的精细化工方向课程体系要基于以下几点考虑。

1 符合学校的人才培养目标

作为一所地方本科院校,是区域人才培养的重要基地,其主要任务是为区域经济社会发展培养应用型人才[6],人才培养、社会服务、科学研究、文化传承是其承担的神圣使命[7]。因此,立足地方、面向安徽、辐射长三角,是我校精细化工方向确定的服务区域,而培养“德智体美劳全面发展、富有社会责任感的高素质应用型专门人才”是我校的培养目标。精细化工作为应用化学专业的一个发展方向,为了适应区域经济发展和行业发展对精细化工方面人才的需求,结合地方精细化工支柱产业,确定了相应的专业人才培养目标,根据培养目标构建课程体系。

2 理论和实践并重,强化应用型

我校是一所高水平应用型院校,不能等同于高职院校,其师资和其它条件也无法与重点院校相提并论。虽然按照学校应用型人才培养目标,将实践动手能力和创新创业能力要求贯穿于人才培养全过程,突出实践创新在应用型人才培养中的重要地位,进一步强化实践能力和创新创业能力培养,但不能忽视理论课内容的广度和深度。因此,在课程设置上,既要增加应用型课程的比例,让学生能够熟练地进行操作和实践,也要让学生掌握较深厚的专业理论知识。

3 课程体系的设置符合人们的认知过程,同时要有安全、绿色发展理念

精细化工方向对理论和实践的要求都较高,专业理论课程内容丰富而深厚,实践操作训练也较多,同时还要包括人文、社会科学素养和工程方面的内容,因此在构建课程体系时要循序渐进、科学合理地安排课程的先后顺序,既要符合人们的认知过程,也要注意遵循教育学和心理学的相关原理。另一方面,精细化工行业为人们带来多种多样、方便实用的产品的同时,也是一个高能耗、高污染、高安全隐患的行业,对环境的破坏也是有目共睹,因此,要在课程体系中考虑到安全、绿色的发展理念。

4 课程内容与地方经济紧密结合,构建科学的课程群

我校应用化学专业设置的精细化工方向主要为当地的精细化工支柱产业服务,因此在构建课程体系、设置具体课程及安排课程内容时与当地的精细化工行业密不可分。在修订人才培养方案时不仅广泛调研了我校毕业生在当地精细化工行业的就业状况,而且特别邀请了企业行业的相关人员参与到人才培养方案的修订工作中,针对他们提出的意见和建议,结合企业的具体需求构建精细化工方向的课程群,确定每一门课程的具体内容。

通过梳理前期精细化工方向课程体系和师资力量、客观硬件设施等,发现存在以下几个方面的主要问题。

(1)理论课程体系设置缺乏科学性,即课程安排的先后顺序不够合理。如精细化工方向课程不仅需要基础有机化学知识,还需要高分子化学的相关知识。在前期的人才培养方案中,高分子化学开设的学期偏后,导致方向课程的讲授中花了一些时间讲授高分子的相关内容,使课时更显紧张。

(2)缺乏系统的精细化工实践课程体系。精细化工实践课程体系应该既包括常规的训练动手能力的基础实验,也应该有与实际生产相关的制备、检测等综合性或设计性实验和实训等,能够为企业解决具体问题。前期的实践课程主要是课程实验,缺乏创新实践,也没有与企业相联系。

(3)内容衔接不够紧密。这既体现在理论教学内容与实践教学内容不同步方面,也体现在各门课程内容衔接方面。如当地精细化工企业偏向于生物有机方面,不仅需要烷烃、烯烃、芳香烃、醇酚醚、醛酮醌等基本的有机化学理论知识,还需要杂环化合物、脂类、碳水化合物及氨基酸、蛋白质等方面的相关知识。由于学时有限,前期的有机化学课程并没有深入涉及到这方面的内容,导致学生在企业实践时理论知识跟不上。再如在《精细化学品合成》中涉及到农药、药物中间体、香料等精细化学品的合成,虽然从原理上都是有机合成的内容,但学生明显出现知识储备不足的情况,这说明后期课程与前期课程在内容上没有紧密衔接。

(4)实践教学师资力量薄弱。受社会大环境影响,前期师资储备主要来自于学术型院校或研究型院校,理论研究深入,生产实践经验不足,缺乏实践教学环节的专门训练,难以胜任相关的实践指导工作。

(5)实践教学基地建设薄弱。实践教学基地主要还是以校内的实验室为主,校外实践教学基地远远满足不了实践教学的需求,这一方面是企业不欢迎学生的短期实践扰乱他们正常的生产秩序,一方面学生缺乏吃苦耐劳精神,也没有更专业的能力帮助企业解决生产中的实际问题。

(6)教学评价机制不够完善。教师的实践教学工作量难以定量核定,教师的积极性不高;学生的实践教学往往是小组形式,指导老师可以评判一个组的成绩,却很难对组内的每个同学做到全方位了解,评判成绩难免有失客观公正。

针对以上问题,在新的精细化工方向的课程体系及体系的保障实施中作了如下一些改变。

首先,重构精细化工方向的理论课程体系。精细化工是应用化学专业的一个方向,离不开《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》和《物理化学》四大基础化学,这四门课程与其它化学专业安排一致,分别在大一上下学期和大二上下学期,包括《波谱分析》也提前到大二下学期,比《有机化学Ⅱ》稍前。第五学期到第七学期,一方面安排理论内容更深的化学课程,如《中级有机化学》、《有机合成》、《生物化学》、《高分子化学》、《化学工艺学》等,另一方面与精细化工产品生产过程相一致,按照产品介绍—产品合成—产品设备—产品检测的流程安排相应的课程,分别有《精细化学品化学》、《精细化学品合成》、《精细化工过程与制备》、《精细化学品检测和分析》等。兼顾安全、绿色、可持续发展理念,在核心课程中特别增加了《化工环保与安全》,时刻强调安全生产和绿色发展。

经过重构的这一理论课程体系,内容由浅入深,循序渐进,生产流程一目了然,学生在每一阶段的学习就如同进入生产的每一环节,完成学习也就完成了产品从设计到合成、检测的全部过程,与人们的认知过程相吻合。

二是构建系统而科学的实践教学体系。应用型本科的特点之一就是更突出实践技能的训练,通常要求实践类学分比例不得少于总学分的35%,因此实践教学是应用型本科院校人才培养方案中非常重要的一环。实践教学体系分为校内实践和校外实践两个部分。校内实践以实验室为主,大一大二主要是与理论课程同步的课程实验,训练学生扎实的动手能力和实验素质及吃苦耐劳的精神。大二暑期以后的校内实践包括课程的综合性实践周、企业、老师的课题等,校外实践以进入企业锻炼为主,选定一家企业,分批次分阶段进入不同生产环节,通过实际生产达到实践教学目的,同时帮助企业解决实际问题。大四的创新实训和毕业设计或毕业论文是所有实践能力的一个综合训练,创新实训报告和毕业答辩是检验实践能力的有效手段。

三是修订所有课程的教学大纲,包括实践教学环节。课程只是整个课程体系的框架,课程教学大纲才是课程内容和教学模式、教学手段及考核方法的明确指导。修订教学大纲的过程不再是课程老师一个人的事情,而是要和相关课程老师统筹协商,如主讲《有机化学》的老师要和《中级有机化学》、《合成化学》、《精细化学品化学》、《波谱分析》及《精细化学品合成》等主讲老师一起讨论,确定讲授什么内容,深度、广度讲授到什么程度,包括实践性环节,开展哪些实践性项目,实践性项目怎样和理论课程最大程度匹配等等。新的教学大纲修订以后,极大地改善了学时有限、内容衔接不紧密等现象。比如,《有机化学》中的波谱分析部分全部放在《波谱分析》课程中,为了保证学生及时掌握相关知识解决《有机化学》中的相关问题,《波谱分析》提前到大二下学期,在《有机化学Ⅱ》稍前一点时间。类似这样的内容调整还有很多,在此不再一一列举。

四是多种方式培养实践性师资队伍,大力拓展校外实践基地。鼓励教师通过多种方式到企业进行锻炼,培养教师自己的实践能力。到企业挂职,担任企业专家顾问,指导企业生产,与企业进行项目合作,与企业联合指导学生毕业设计、毕业论文,聘请企业专家为学生授课等等,为企业解决生产中的实际问题的同时,也拓展了校外实践基地,许多企业因此和学校有了实质性的深度合作,教师的实践能力得到极大提高。

五是改革教学模式和教学手段,完善教学评价机制。2020年的新冠疫情迫使老师不得不采用线上教学模式,当初被迫的模式现在却显示出了意想不到的优越性,网络教学平台给广大教师提供了更广大的教学空间,原来受限于课堂学时的内容可以发布到网络教学平台供同学们自主学习,各种交流软件也得以让师生之间的沟通几乎不受时空的约束。同时,网络平台的记录也更客观地反映着老师的教学轨迹和学生的学习轨迹,给教学评价提供了有效依据,老师教学的积极性和学生学习的主动性都得到极大改善。

5 结 语

基于以上,根据我校课程“平台+模块”的结构体系,重新构建了精细化工方向的理论课程体系和实践课程体系,理论体系由浅入深,循序渐进,符合人们认知过程;实践体系从基础的动手能力训练到最终的企业实践锻炼、帮助企业解决实际问题,使学生的实践能力得到极大提高。同时通过修订教学大纲、改革教学模式和教学方法、完善评价机制、培养实践性师资队伍、拓展校外实践基地等一系列措施保障教学体系顺利实施,使培养出的学生既具有深厚的理论水平,又具有很强的动手能力,真正实现“高素质应用型专门人才”的培养目标。

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