有機(jī)化工與科創(chuàng)融合的教改探索與實(shí)踐*

魏文廷，田 慧

(寧波大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 寧波 315211)

有機(jī)化工是化學(xué)工程與工藝、化學(xué)、材料等相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，在新一輪科技革命及教育改革中它將在各領(lǐng)域發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用。高校高等教育中，有機(jī)化工是推動(dòng)建設(shè)創(chuàng)新型科技強(qiáng)國(guó)的核心學(xué)科之一。學(xué)科建設(shè)中，其是石油化學(xué)、化工工藝學(xué)、精細(xì)化工等眾多學(xué)科的奠基石，是一些新學(xué)科的增長(zhǎng)點(diǎn)與發(fā)展應(yīng)用方向。同時(shí)，它又與諸多學(xué)科相互交融、延伸、滲透。在生活中，有機(jī)化工在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，在保障人民基本生活的同時(shí)，又助力人民高質(zhì)量生活的發(fā)展。

有機(jī)化工課程的學(xué)習(xí)能夠提升學(xué)生實(shí)踐能力與探索能力。因而，該課程的學(xué)習(xí)常需理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)探究的有效結(jié)合[1]。在這個(gè)快速更新迭代的新興世界，創(chuàng)新是每個(gè)行業(yè)領(lǐng)先者的社會(huì)通行證，是結(jié)束“卡脖子”技術(shù)的底牌，是社會(huì)不斷前進(jìn)與發(fā)展的門檻。近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了有關(guān)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的系列文件與政策，其中，習(xí)總書記在《關(guān)于進(jìn)一步支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導(dǎo)意見》的講話，更是極大地體現(xiàn)了創(chuàng)新的重要性、關(guān)鍵性與迫切性。因此，在關(guān)注與提高學(xué)生的“實(shí)操”能力、分析與解決問題能力之外，學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)的提升，將是未來(lái)有機(jī)化工教學(xué)的一個(gè)研究重點(diǎn)與難點(diǎn)。本文將主要分析當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化工所面臨的問題，并結(jié)合當(dāng)下社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，提出有機(jī)化工“專創(chuàng)融合”的新式教學(xué)方案。

1 當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化工常見問題的研討

1.1 課程研討

有機(jī)化工課程的設(shè)置，有利于學(xué)生分析、解決問題能力的提升。有機(jī)化工課程是應(yīng)用化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)的核心課程，整個(gè)學(xué)科內(nèi)容較為豐富，知識(shí)全面，主要講授典型有機(jī)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、工藝條件優(yōu)化、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)和新的工化工藝等內(nèi)容，理論性與抽象性相互結(jié)合，整個(gè)學(xué)科體系前后有著較強(qiáng)的邏輯結(jié)構(gòu)。因此，這要求學(xué)生需循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)，若進(jìn)行跳躍性學(xué)習(xí)，將給學(xué)生增加一定的學(xué)習(xí)難度[2]。

1.2 學(xué)情研討

在傳統(tǒng)的有機(jī)化工教學(xué)中，學(xué)生很難高度集中或興趣性的主動(dòng)學(xué)習(xí)、接受知識(shí)。另一方面，大多高校學(xué)生在經(jīng)歷“寒窗苦讀”之后，開始渙散的學(xué)習(xí)模式，被動(dòng)的接受學(xué)習(xí)，缺乏對(duì)有機(jī)化工學(xué)習(xí)的興趣，而這種機(jī)械型的學(xué)習(xí)，不僅僅會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率、思考能力、團(tuán)結(jié)合作能力低下，一定程度上還會(huì)影響學(xué)生心理上的自我挫敗感，進(jìn)而出現(xiàn)厭學(xué)情況與自我否定情況。因此，教師的有效教學(xué)對(duì)學(xué)生高效學(xué)習(xí)起著關(guān)鍵作用。

1.3 形式研討

本科階段的有機(jī)化工教學(xué)，對(duì)學(xué)生“科創(chuàng)”能力的培養(yǎng)局限在課堂及畢業(yè)論文階段，不能滿足培養(yǎng)“科創(chuàng)”人才的需求。一個(gè)國(guó)家的欣欣向榮、蒸蒸日上，離不開科技的創(chuàng)新，更離不開斗志昂揚(yáng)的青年，通過開展各類“科創(chuàng)”活動(dòng)，有效培養(yǎng)激發(fā)青年學(xué)生的科創(chuàng)意識(shí)與創(chuàng)新精神，能更好地提高當(dāng)代大學(xué)生的“科創(chuàng)”能力、環(huán)境適應(yīng)能力以及快速適應(yīng)工作角色的能力[3]。同時(shí)，處在本科階段的學(xué)生，大多創(chuàng)新意識(shí)相對(duì)薄弱，針對(duì)現(xiàn)有的學(xué)情狀況，從課程內(nèi)容設(shè)置與教育方法出發(fā)，結(jié)合目前存在的問題提出相應(yīng)的對(duì)策。

2 有機(jī)化工與科創(chuàng)融合的理念

2.1 滲透化工理論知識(shí)，筑牢科創(chuàng)實(shí)踐基礎(chǔ)

扎實(shí)學(xué)習(xí)理論知識(shí)是學(xué)生投入科創(chuàng)實(shí)踐的基礎(chǔ)，學(xué)生須在課堂上認(rèn)真學(xué)習(xí)有機(jī)化工相關(guān)知識(shí)，將其滲透才可運(yùn)用到實(shí)踐中。近兩年高校授課受到“新冠疫情”的影響，很多課堂被迫由線下課堂教學(xué)變?yōu)榫€上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。對(duì)于這種授課方式的改變，教育工作者應(yīng)當(dāng)思考在無(wú)法面對(duì)面交流的情況下如何讓學(xué)生集中注意力聽課、扎實(shí)地掌握專業(yè)知識(shí)。首先，授課老師應(yīng)當(dāng)不斷拓寬豐富自己的專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域，學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用網(wǎng)路教學(xué)的工具，在線上視頻教學(xué)中插入PPT做演示。其次，在此基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)知識(shí)可運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)視頻上，讓學(xué)生在視覺上受到一定程度的沖擊，以此可以產(chǎn)生濃厚的興趣。再者，在課堂上給予學(xué)生足夠的時(shí)間提出問題并相互之間討論，讓學(xué)生掌握解決問題的主動(dòng)權(quán)，在學(xué)生討論過后教師再給出專業(yè)的答案。這樣的互動(dòng)方式既讓學(xué)生集中注意力聽課又發(fā)散了學(xué)生的思維，學(xué)生掌握理論知識(shí)后才能在實(shí)驗(yàn)課中靈活運(yùn)用。運(yùn)用既包括學(xué)校開設(shè)的有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)中的原理理解與實(shí)驗(yàn)操作，也包括學(xué)生在跟隨導(dǎo)師進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)時(shí)的應(yīng)用。

2.2 教學(xué)帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)，提升教學(xué)水平

現(xiàn)如今將發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與高校教育課堂教學(xué)相互融合，開辟了許多新型的教學(xué)模式，以移動(dòng)終端為平臺(tái)開展微教學(xué)逐步成為課堂教學(xué)不可缺的補(bǔ)充模式[4]。這些新出現(xiàn)的課堂模式代表著對(duì)各高校教師需要更高的職業(yè)要求，因?yàn)樵谛滦偷木W(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式下，教師教學(xué)水平直接聯(lián)系學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。部分教師在改革上意愿不是很強(qiáng)烈，他們更習(xí)慣于易于操作的傳統(tǒng)教學(xué)方式，這種現(xiàn)象在教學(xué)中需要盡量避免才可以高質(zhì)量高水平地提高教學(xué)水平。在提高教學(xué)水平的基礎(chǔ)上，教學(xué)才可以充分帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)學(xué)生科創(chuàng)能力，樹立將課程與實(shí)驗(yàn)融合的理念，有利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

因此，教育工作者將提高教學(xué)水平的理念融入到有機(jī)化工理論課程與有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)中，這種改革與探索必將提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，同時(shí)提高教師與學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)以促進(jìn)雙方共同進(jìn)步。

2.3 設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐課程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

在化工學(xué)科傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新層面的能力迫在眉睫。在有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以利用有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)綜合性的設(shè)計(jì)過程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生在此方面的創(chuàng)新能力。雖然有機(jī)化工屬于工科，但是教師也是可以依據(jù)這些不同類型的實(shí)驗(yàn)來(lái)給學(xué)生講述與生活有關(guān)的實(shí)驗(yàn)趣事，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)的濃厚興趣，尤其是與學(xué)生在生產(chǎn)生活中緊密相連、息息相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，能夠更大幅度地提升學(xué)生的主觀能動(dòng)性性和創(chuàng)造性，也可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，讓他們具有設(shè)計(jì)開發(fā)能力與創(chuàng)新理念，更能培養(yǎng)學(xué)生具備從事化工生產(chǎn)和工藝調(diào)節(jié)的能力，在操作上得到一定程度的鍛煉，最后成為一名多能型人才[5]。

教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過程中，首先應(yīng)該遵循化工實(shí)驗(yàn)的綜合性以及科學(xué)性，此外為了保證實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)將每一個(gè)單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)緊密的聯(lián)系起來(lái)，這樣可以使整個(gè)實(shí)驗(yàn)具有連貫性、嚴(yán)謹(jǐn)性。學(xué)生在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐的過程中，通過理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)得到有效反饋。讓學(xué)生將探索有機(jī)化工相關(guān)知識(shí)從被動(dòng)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)，拓展豐富學(xué)生所學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因此綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3 教學(xué)與“科創(chuàng)”相融合的實(shí)行方案

3.1 “科研實(shí)驗(yàn)-學(xué)科競(jìng)賽-課程創(chuàng)新”相互支撐

隨著有機(jī)化工不斷地發(fā)展，高校大學(xué)生對(duì)于該學(xué)科的學(xué)習(xí)不能僅僅只停留在掌握理論知識(shí)。在此之前，高校培養(yǎng)注重于將實(shí)驗(yàn)融入教學(xué)中。然而，有機(jī)化工的科研實(shí)驗(yàn)不止是做完一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)就結(jié)束了，而是學(xué)生真正地進(jìn)入科研生活的體系。各高校大學(xué)生均有對(duì)應(yīng)的導(dǎo)師，在學(xué)有余力的時(shí)間里，學(xué)生跟隨導(dǎo)師著手研究科研項(xiàng)目，在科研實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)思維和解決實(shí)際問題的科研素養(yǎng)。

對(duì)于本科階段的學(xué)生，課余時(shí)間比較充足，各省各高校積極組織開展知識(shí)競(jìng)賽例如化工競(jìng)賽，鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生參與其中。教師在平時(shí)傳授知識(shí)的同時(shí)，可以開設(shè)知識(shí)競(jìng)賽培訓(xùn)的相關(guān)課程，給予參賽學(xué)生一定的指導(dǎo)，該指導(dǎo)可以包括專業(yè)知識(shí)的鞏固，也可以是學(xué)習(xí)現(xiàn)代化工實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法。學(xué)生就可以在知識(shí)競(jìng)賽的準(zhǔn)備過程中，更好地扎實(shí)應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。

在原有的傳統(tǒng)有機(jī)化工教學(xué)模式基礎(chǔ)上，新型的課程可以由學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況增設(shè)研討性課程，不僅是師生之間討論交流，更要滲透到學(xué)生與學(xué)生之間。將課程的重要目標(biāo)定位為不斷提升學(xué)生的科創(chuàng)能力，培養(yǎng)高水平人才。同時(shí)在互動(dòng)的研討性課程中，教師能更好地傳授理論知識(shí)以及發(fā)散學(xué)生固有的思維方式。

3.2 “重視實(shí)驗(yàn)操作-學(xué)術(shù)交流-教學(xué)一體”相互協(xié)同

在實(shí)踐教學(xué)中，保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作基本技能嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的前提下，以學(xué)生為主體，在實(shí)驗(yàn)課程中采用引導(dǎo)式教學(xué)方式，讓老師在實(shí)驗(yàn)過程中充當(dāng)一個(gè)啟發(fā)者。高校開設(shè)有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)課時(shí)，不僅要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的操作技能，同時(shí)要鍛煉學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中學(xué)會(huì)提出問題、敢于質(zhì)疑、主動(dòng)思考、探索實(shí)驗(yàn)過程的多方面能力，而這往往比學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)操作更重要更具有挑戰(zhàn)性。

在專業(yè)知識(shí)課堂授課教學(xué)的基礎(chǔ)上，各高校在有條件的情況下，每學(xué)年定期為學(xué)生開展化工專業(yè)不同方向的學(xué)術(shù)報(bào)告和講座，可以涉及到日常生活例如化工廠如何操作運(yùn)轉(zhuǎn)或者模擬化工仿真實(shí)驗(yàn)，這些知識(shí)必然引起學(xué)生濃厚的興趣，也可以做到不同方向之間相互滲透，營(yíng)造崇尚學(xué)術(shù)、投身競(jìng)賽的氛圍，這樣既做到了豐富了學(xué)生的知識(shí)面，還可以讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)學(xué)習(xí)的熱情和興趣。

引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科研項(xiàng)目訓(xùn)練，師生做到教學(xué)一體化，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，組織學(xué)生在不同的研究方向進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，再由個(gè)人興趣和發(fā)展意向決定合適的研究方向，減少盲目性地實(shí)驗(yàn)操作。在科研實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的過程中，學(xué)生需要思考如何選擇原料路線，如何評(píng)比不同的生產(chǎn)方法，積極探討工藝參數(shù)，再根據(jù)技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)對(duì)比、能源消耗，“三廢”治理情況判別項(xiàng)目可行性，從而制定合理工藝流程[6]。這些學(xué)術(shù)交流可以讓學(xué)生在潛移默化中樹立自己的學(xué)術(shù)理想，培養(yǎng)專業(yè)認(rèn)同感，提升自我科學(xué)素養(yǎng)。

3.3 “創(chuàng)新項(xiàng)目-科創(chuàng)競(jìng)賽-導(dǎo)師課題”相互銜接

通過“本科生導(dǎo)師制”制定“一人一方案”，鼓勵(lì)學(xué)生科創(chuàng)實(shí)踐，借此提高學(xué)生對(duì)于科研的創(chuàng)新精神，讓學(xué)生具有獨(dú)立思考的能力，并且根據(jù)具體情況來(lái)開展多方面的課題項(xiàng)目。

結(jié)合導(dǎo)師的研究課題，以學(xué)生成長(zhǎng)為中心，積極探索不同的科研方向，學(xué)生積極參與科創(chuàng)競(jìng)賽，并在此基礎(chǔ)上盡可能高質(zhì)量地開發(fā)創(chuàng)新項(xiàng)目，這樣便構(gòu)成了較為整體能相互聯(lián)系的科創(chuàng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生以此基礎(chǔ)或根據(jù)自己的興趣，自主申報(bào)各類創(chuàng)新項(xiàng)目和參加各類學(xué)術(shù)科創(chuàng)競(jìng)賽。在此過程中，團(tuán)隊(duì)將會(huì)不斷完善科創(chuàng)項(xiàng)目，提高成員們專業(yè)能力以及各方面水準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，教師指導(dǎo)本科生在高水平學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究論文，至此能系統(tǒng)性的培養(yǎng)學(xué)生科創(chuàng)能力。

4 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)今時(shí)代各高校在不斷進(jìn)行教育改革，有機(jī)化工教學(xué)模式也在不斷推陳出新。面對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)化工教學(xué)所出現(xiàn)的問題，教師有責(zé)任有義務(wù)對(duì)其進(jìn)行解決。對(duì)于有機(jī)化工教育模式的改革與探索之路任重而道遠(yuǎn)，教育工作者在做好本職工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)、不斷開拓出創(chuàng)新型的教學(xué)方式，豐富拓展更深層次的教學(xué)內(nèi)容，在科研實(shí)踐中給予學(xué)生更多學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，更深層次的指導(dǎo)，培養(yǎng)其更綜合性的能力。將科研實(shí)踐融合其中，將理論知識(shí)與科研創(chuàng)新相結(jié)合，也必將讓學(xué)生在有機(jī)化工的學(xué)習(xí)上更加深入、更具有針對(duì)性。