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【摘要】为使学科竞赛、创新实践活动与课堂教学有机结合,发挥学科竞赛、创新实践活动在学生的专业应用能力和创新能力培养中的重要作用,搭建了TCP人才培养模式下的多元化、梯度式人才培养平台,并应用于我院工业分析与检验专业的教学中,在完善课程体系和丰富教学内容的基础上,将学科竞赛、创新实践活动与课堂教学有效衔接、互动,在学生实践能力和创新精神的培养上取得了较好的效果。
【关键词】TCP人才培养平台;课堂教学;学科竞赛;创新实践
近年来,国内的多所高校通过研究并推进学科竞赛、创新实践活动等形式,在培养大学生的创新精神和实践能力方面取得了较大的成效[1-4]。但部分学科竞赛和创新实践活动没能与课堂教学过程有效的结合和互动,有的甚至仅以单纯追求评奖为目的,而尚未与课堂教学形成系统化与层次化的分工明确、互为补充浑然一体的有机整体,且缺乏与之配套的评价管理体系,大大降低了学科竞赛和创新实践活动的效果。因此,本课题组将学科竞赛、创新实践活动与课堂教学有机结合,提出了TCP人才培养模式的概念,并构建了该模式下的多元化、梯度式的人才培养平台,并在我院工业分析与检验专业的教学中进行了尝试。
一、工业分析与检验专业TCP人才培养平台构建
高等专科教育的目的主要是培养高级应用型人才和技术性人才,我院工业分析与检验专业人才培养目标定位,遵循“厚基础、宽口径、高素质、强能力”[5]的原则,培养基础理论扎实、专业知识面宽、综合素质强、能熟练运用化学分析和仪器分析等分析检验技术,熟练开展对化工生产原料、中间产品及成品等质量检验,及时监控、发现并解决质检过程中遇到的实际问题,初步具有现代分析仪器维护能力,掌握化验室组织与管理知识的高素质应用型人才。
TCP人才培养平台以提高学生的动手能力、专业应用能力和创新能力为目的,在提升学生的基础理论与专业理论水平的基础上,循序渐进地提高学生动手实践能力,培养学生的竞争意识与创新精神。其核心在于以课堂教学(Classroom-based teaching)为主线,学科竞赛(Subject competition)为依托,创新实践(Innovative practice)为平台,改变以往的为竞赛而竞赛、为实践而实践的割裂模式,将学科竞赛、创新实践与课堂教学相融合;强调学生实践能力的梯次递进。课堂教学(包括课内实验)注重“基础”和“基本”,体现内容的系统性和训练的全面性;学科竞赛和创新实践活动内容则注重学生兴趣的调动与创新意识的培养,用以扩展课堂教学,突出知识的实用性、新颖性。
就工业分析与检验专业的学生培养而言,对一年级学生重点培养熟练掌握化学实验的基本技能,对二年级学生重点培养自主确定一般性分析实验方案的能力,对三年级学生重点培养自主完成综合性实验的设计与操作的能力,并引导参与生产实践,提高学生发现和解决产品质量检验及化工生产过程实际问题的能力。
表1 工业分析与检验专业TCP人才培养平台
学期
培养目标
课程名称
课堂教学内容
学科竞赛
创新实践活动
要求
内容
一
构筑专业基础,夯实学生无机化学、分析化学、有机化学等课程的基本理论知识及实验室操作基本技能。
无机化学(含课内实验)
无机化学基础理论和基本知识;基础化学实验操作等
1.“元素”知识竞答;
2.“分子结构”动画制作比赛;
教师根据社会热点或学生兴趣命题,提供实验方案,学生实施。
1.彩色温度计的制作;
2.自制酒精探测仪;
3.由废铁屑制备FeCl3试剂;
4.草木灰中提取钾盐。
二
实验室基本知识(含课内实验)
实验室基本知识;化学实验室的基本管理知识
3.基础化学实验技能竞赛;
1.合成香精;
2.自制酸碱指示剂;
3.指纹检查实验;
4.自制干洗剂;
5.豆腐中钙质和蛋白质的检测;
6.透明肥皂的制作;
7.陡河水中Mn、Pb含量的测定;
8.蛋壳中Ca、Mg总量的测定;
9.西红柿中Vc含量的测定;
10.食盐中碘含量的测定;
11.检验尿糖实验。
有机化学(含课内实验)
有机化学基础理论知识;有机化学基本实验操作及有机化合物的基本鉴定方法等
4.“有机反应机理”动画制作比赛
分析化学(含课内实验)
分析化学的基本原理、方法;定量分析的基本操作技术;常用仪器的操作等
1.化学分析方法技能竞赛;
2.分析仪器操作竞赛
三
优化专业教育,加强学生化学专业知识与实验技能的应用能力,开阔学生视野,培养学生独立思考,解决问题的能力。
仪器分析(含课内实验)
仪器分析的基本原理;常用的仪器分析方法、结构及其操作等
教师结合社会热点或科研项目命题,提供实验原理,由学生确定实验方案并实施。
1.蔬菜中亚硝酸盐含量的影响因素研究;
2.钢铁中镍含量的分析; 3.几种常见品牌豆粉中铁、锌、铜含量的测定(原子吸收分光光度法);
4.散装白酒中乙醇、甲醇含量的测定(气相色谱法);
5.水果电池的制作;
6.饮用水中微量氟的测定;
7.电解用水的总碱度对酸化水主要指标的影响[6];
8.常见表面活性剂的碱度测定;
9.雪花膏的制备;
10.固体酒精的制备;
11.洗涤剂的制备;
12.免水洗手膏的制备;
13.文化污渍去除剂的制备;
14.环保社会调研。
物理化学(含课内实验)
物质化学运动形式的普遍规律;化学反应的本质;化学反应与变化的理论知识
精细化学品
精细化学品的定义、分类、化学结构、应用性能及范围;部分精细化学品的制备方法;精细化工的范畴、特点及发展方向
3.精细化学品基本知识竞赛;常见精细化学品合成、成分分析实验设计比赛
环境保护概论
环境保护、环境与健康、生态学基础知识;“三废”及其他重要污染物特征与防治;环境保护相关措施;可持续发展、清洁生产、绿色技术与绿色产品等
4.环保知识竞赛
四
环境监测(含课内实验
水、大气、固体废弃物,土壤、生物、居室环境中含有的主要污染物的监测原理、监测方法和监测过程中的质量控制
1.制定唐山市陡河水库水环境质量监测方案;
2.室内甲醛浓度监测;
3.针对唐山市某小区进行区域环境噪声监测;
4.针对唐山市某区域大气进行空气质量监测;
5.茶叶中微量元素的测定;
6.保健钙中Ca含量的检测;
7.钢铁中镍含量的分析;
8.市面上常用铝合金中铝含量的测定;
9.唐山地区水质环境分析;
10.水泥全分析
11.常见蔬菜中叶绿素的含量分析及其在酸碱中的稳定性研究;
12.火腿肠、阿胶枣中防腐剂的分析;
13.市售速冻鸡排的蛋白质含量的分析。
化工原理
化工单元操作的基本原理、典型设备及计算等
工业分析(含课内实验)
各种形式物料试样的采集、制备方法;常见生产项目所用原材料、半成品、成品等的分析原理和操作技术
5.工业原料、成品和食品中常见成分的分析与检验技能比赛
食品分析(含课内实验)
食品样品的采集和预处理;食品一般成分的检验;食品中微量元素、药物残留、天然毒素和激素、微生物及其他安全热点物质的测定等
五
注重学科交叉和研究性教育,培养学生善于发现、分析、解决问题的能力及理论联系实际的能力,引导学生开拓创新性思维,进行探索实践。
化工工艺学
化工生产过程的基本概念和基本知识;典型化工生产过程的原理与工艺及工艺条件的选择、工艺流程的配制评价等
1.分析分离操作技能竞赛;
2.化学检验工专业知识竞赛;
3.化学检验工操作技能大赛;
教师与学生共同拟定综合性实验项目,学生自主设计实验方案并实施。学生参与生产实践,分析解决工作中遇到的实际问题。
1.参观化工厂,了解生产工艺和流程;
2.茶叶中提取咖啡因;
3.天然色素的提取;
4.烟草中提取烟碱;
5.到煤化工企业参观实习;
6.煤的元素分析;
7.煤灰成分分析;
8.焦炭中全硫含量测定及磷含量测定;
9.市售花露水中某香精含量的测定;
10.市售染发剂中氧化剂含量的测定;
11.化妆品中铅、汞、砷含量的检测
分离技术
各种分离技术的方法、原理、特点等
煤化工产品检验技术
煤化工产品的测定原理、检测步骤和指标要求等
精细化学品分析技术
精细化工产品的密度等项目的检验及表面活性剂、化妆品等日用化学品成分、性能的检测
文献检索
文献检索原理与技术;文献信息数据库的使用方法与技巧等
六
毕业实习
注:以上学科竞赛内容和创新实践活动项目应根据实际教学情况修订
根据工业分析与检验专业人才培养目标的定位,我课题组搭建了该专业TCP人才培养模式下的多元化、梯度式人才培养平台,详见表1。
二、TCP人才培养平台的实施效果
在我院11级和12级工业分析与检验专业的教学中,逐步推行TCP人才培养模式下的多元化、梯度式的人才培养平台,收到了预期的效果。将11级和12级工业分析与检验专业的学生与09、10级学生相对比,发现改革后,学生的专业实践能力、综合应用能力均有所提升,化学检验工技能考试的通过率逐年提高,多数毕业生得到了就业单位的认可与好评。同时,TCP人才培养平台的推行,有力地支持了我院工业分析与检验专业课程体系和教学内容的改革,不仅更新了课程教学体系,优化了教学内容,而且将学科竞赛、创新实践与课堂教学有机结合,彰显了学科竞赛与创新实践在人才实践能力和创新精神培养中的地位,并为我专业学生毕业后从事分析检测、化学化工相关工作打下了坚实的基础。
在今后的TCP人才培养模式研究中,还将建立与TCP人才培养平台相配套的评价体系,并改进课堂教学模式,使该培养模式更加健全、完善。
参考文献:
[1]刘巧芝.创新实践对大学生创新素质影响的调查与分析[J].思想教育研究2012.2:89-92
[2]赵娟,郝国成等.大学生创新实践平台研究与实践[J].实验技术与管理2014.31(3):20-22
[3]林木辉,张杰等.开展学科竞赛改进教与学方式[J].福建师范大学学报(自然科学版).2011.27(3):98-101
[4]刘长宏,戚向阳等.“四层次、三维度”学科竞赛体制的改革研究与实践[J].实验室研究与探索.2011.30(3):109-128
[5]唐冬雁,强亮生.应用化学专业实践性教学环节的优化改革[J].中国大学教学.2009.6:72-73
[6]郭丰艳,孟祥君.电解用水的总碱度对酸性氧化电位水主要指标的影响[J].唐山学院学报.2013.26(6):71-84
基金项目:唐山学院教育科学研究基金项目(140230)
【关键词】TCP人才培养平台;课堂教学;学科竞赛;创新实践
近年来,国内的多所高校通过研究并推进学科竞赛、创新实践活动等形式,在培养大学生的创新精神和实践能力方面取得了较大的成效[1-4]。但部分学科竞赛和创新实践活动没能与课堂教学过程有效的结合和互动,有的甚至仅以单纯追求评奖为目的,而尚未与课堂教学形成系统化与层次化的分工明确、互为补充浑然一体的有机整体,且缺乏与之配套的评价管理体系,大大降低了学科竞赛和创新实践活动的效果。因此,本课题组将学科竞赛、创新实践活动与课堂教学有机结合,提出了TCP人才培养模式的概念,并构建了该模式下的多元化、梯度式的人才培养平台,并在我院工业分析与检验专业的教学中进行了尝试。
一、工业分析与检验专业TCP人才培养平台构建
高等专科教育的目的主要是培养高级应用型人才和技术性人才,我院工业分析与检验专业人才培养目标定位,遵循“厚基础、宽口径、高素质、强能力”[5]的原则,培养基础理论扎实、专业知识面宽、综合素质强、能熟练运用化学分析和仪器分析等分析检验技术,熟练开展对化工生产原料、中间产品及成品等质量检验,及时监控、发现并解决质检过程中遇到的实际问题,初步具有现代分析仪器维护能力,掌握化验室组织与管理知识的高素质应用型人才。
TCP人才培养平台以提高学生的动手能力、专业应用能力和创新能力为目的,在提升学生的基础理论与专业理论水平的基础上,循序渐进地提高学生动手实践能力,培养学生的竞争意识与创新精神。其核心在于以课堂教学(Classroom-based teaching)为主线,学科竞赛(Subject competition)为依托,创新实践(Innovative practice)为平台,改变以往的为竞赛而竞赛、为实践而实践的割裂模式,将学科竞赛、创新实践与课堂教学相融合;强调学生实践能力的梯次递进。课堂教学(包括课内实验)注重“基础”和“基本”,体现内容的系统性和训练的全面性;学科竞赛和创新实践活动内容则注重学生兴趣的调动与创新意识的培养,用以扩展课堂教学,突出知识的实用性、新颖性。
就工业分析与检验专业的学生培养而言,对一年级学生重点培养熟练掌握化学实验的基本技能,对二年级学生重点培养自主确定一般性分析实验方案的能力,对三年级学生重点培养自主完成综合性实验的设计与操作的能力,并引导参与生产实践,提高学生发现和解决产品质量检验及化工生产过程实际问题的能力。
表1 工业分析与检验专业TCP人才培养平台
学期
培养目标
课程名称
课堂教学内容
学科竞赛
创新实践活动
要求
内容
一
构筑专业基础,夯实学生无机化学、分析化学、有机化学等课程的基本理论知识及实验室操作基本技能。
无机化学(含课内实验)
无机化学基础理论和基本知识;基础化学实验操作等
1.“元素”知识竞答;
2.“分子结构”动画制作比赛;
教师根据社会热点或学生兴趣命题,提供实验方案,学生实施。
1.彩色温度计的制作;
2.自制酒精探测仪;
3.由废铁屑制备FeCl3试剂;
4.草木灰中提取钾盐。
二
实验室基本知识(含课内实验)
实验室基本知识;化学实验室的基本管理知识
3.基础化学实验技能竞赛;
1.合成香精;
2.自制酸碱指示剂;
3.指纹检查实验;
4.自制干洗剂;
5.豆腐中钙质和蛋白质的检测;
6.透明肥皂的制作;
7.陡河水中Mn、Pb含量的测定;
8.蛋壳中Ca、Mg总量的测定;
9.西红柿中Vc含量的测定;
10.食盐中碘含量的测定;
11.检验尿糖实验。
有机化学(含课内实验)
有机化学基础理论知识;有机化学基本实验操作及有机化合物的基本鉴定方法等
4.“有机反应机理”动画制作比赛
分析化学(含课内实验)
分析化学的基本原理、方法;定量分析的基本操作技术;常用仪器的操作等
1.化学分析方法技能竞赛;
2.分析仪器操作竞赛
三
优化专业教育,加强学生化学专业知识与实验技能的应用能力,开阔学生视野,培养学生独立思考,解决问题的能力。
仪器分析(含课内实验)
仪器分析的基本原理;常用的仪器分析方法、结构及其操作等
教师结合社会热点或科研项目命题,提供实验原理,由学生确定实验方案并实施。
1.蔬菜中亚硝酸盐含量的影响因素研究;
2.钢铁中镍含量的分析; 3.几种常见品牌豆粉中铁、锌、铜含量的测定(原子吸收分光光度法);
4.散装白酒中乙醇、甲醇含量的测定(气相色谱法);
5.水果电池的制作;
6.饮用水中微量氟的测定;
7.电解用水的总碱度对酸化水主要指标的影响[6];
8.常见表面活性剂的碱度测定;
9.雪花膏的制备;
10.固体酒精的制备;
11.洗涤剂的制备;
12.免水洗手膏的制备;
13.文化污渍去除剂的制备;
14.环保社会调研。
物理化学(含课内实验)
物质化学运动形式的普遍规律;化学反应的本质;化学反应与变化的理论知识
精细化学品
精细化学品的定义、分类、化学结构、应用性能及范围;部分精细化学品的制备方法;精细化工的范畴、特点及发展方向
3.精细化学品基本知识竞赛;常见精细化学品合成、成分分析实验设计比赛
环境保护概论
环境保护、环境与健康、生态学基础知识;“三废”及其他重要污染物特征与防治;环境保护相关措施;可持续发展、清洁生产、绿色技术与绿色产品等
4.环保知识竞赛
四
环境监测(含课内实验
水、大气、固体废弃物,土壤、生物、居室环境中含有的主要污染物的监测原理、监测方法和监测过程中的质量控制
1.制定唐山市陡河水库水环境质量监测方案;
2.室内甲醛浓度监测;
3.针对唐山市某小区进行区域环境噪声监测;
4.针对唐山市某区域大气进行空气质量监测;
5.茶叶中微量元素的测定;
6.保健钙中Ca含量的检测;
7.钢铁中镍含量的分析;
8.市面上常用铝合金中铝含量的测定;
9.唐山地区水质环境分析;
10.水泥全分析
11.常见蔬菜中叶绿素的含量分析及其在酸碱中的稳定性研究;
12.火腿肠、阿胶枣中防腐剂的分析;
13.市售速冻鸡排的蛋白质含量的分析。
化工原理
化工单元操作的基本原理、典型设备及计算等
工业分析(含课内实验)
各种形式物料试样的采集、制备方法;常见生产项目所用原材料、半成品、成品等的分析原理和操作技术
5.工业原料、成品和食品中常见成分的分析与检验技能比赛
食品分析(含课内实验)
食品样品的采集和预处理;食品一般成分的检验;食品中微量元素、药物残留、天然毒素和激素、微生物及其他安全热点物质的测定等
五
注重学科交叉和研究性教育,培养学生善于发现、分析、解决问题的能力及理论联系实际的能力,引导学生开拓创新性思维,进行探索实践。
化工工艺学
化工生产过程的基本概念和基本知识;典型化工生产过程的原理与工艺及工艺条件的选择、工艺流程的配制评价等
1.分析分离操作技能竞赛;
2.化学检验工专业知识竞赛;
3.化学检验工操作技能大赛;
教师与学生共同拟定综合性实验项目,学生自主设计实验方案并实施。学生参与生产实践,分析解决工作中遇到的实际问题。
1.参观化工厂,了解生产工艺和流程;
2.茶叶中提取咖啡因;
3.天然色素的提取;
4.烟草中提取烟碱;
5.到煤化工企业参观实习;
6.煤的元素分析;
7.煤灰成分分析;
8.焦炭中全硫含量测定及磷含量测定;
9.市售花露水中某香精含量的测定;
10.市售染发剂中氧化剂含量的测定;
11.化妆品中铅、汞、砷含量的检测
分离技术
各种分离技术的方法、原理、特点等
煤化工产品检验技术
煤化工产品的测定原理、检测步骤和指标要求等
精细化学品分析技术
精细化工产品的密度等项目的检验及表面活性剂、化妆品等日用化学品成分、性能的检测
文献检索
文献检索原理与技术;文献信息数据库的使用方法与技巧等
六
毕业实习
注:以上学科竞赛内容和创新实践活动项目应根据实际教学情况修订
根据工业分析与检验专业人才培养目标的定位,我课题组搭建了该专业TCP人才培养模式下的多元化、梯度式人才培养平台,详见表1。
二、TCP人才培养平台的实施效果
在我院11级和12级工业分析与检验专业的教学中,逐步推行TCP人才培养模式下的多元化、梯度式的人才培养平台,收到了预期的效果。将11级和12级工业分析与检验专业的学生与09、10级学生相对比,发现改革后,学生的专业实践能力、综合应用能力均有所提升,化学检验工技能考试的通过率逐年提高,多数毕业生得到了就业单位的认可与好评。同时,TCP人才培养平台的推行,有力地支持了我院工业分析与检验专业课程体系和教学内容的改革,不仅更新了课程教学体系,优化了教学内容,而且将学科竞赛、创新实践与课堂教学有机结合,彰显了学科竞赛与创新实践在人才实践能力和创新精神培养中的地位,并为我专业学生毕业后从事分析检测、化学化工相关工作打下了坚实的基础。
在今后的TCP人才培养模式研究中,还将建立与TCP人才培养平台相配套的评价体系,并改进课堂教学模式,使该培养模式更加健全、完善。
参考文献:
[1]刘巧芝.创新实践对大学生创新素质影响的调查与分析[J].思想教育研究2012.2:89-92
[2]赵娟,郝国成等.大学生创新实践平台研究与实践[J].实验技术与管理2014.31(3):20-22
[3]林木辉,张杰等.开展学科竞赛改进教与学方式[J].福建师范大学学报(自然科学版).2011.27(3):98-101
[4]刘长宏,戚向阳等.“四层次、三维度”学科竞赛体制的改革研究与实践[J].实验室研究与探索.2011.30(3):109-128
[5]唐冬雁,强亮生.应用化学专业实践性教学环节的优化改革[J].中国大学教学.2009.6:72-73
[6]郭丰艳,孟祥君.电解用水的总碱度对酸性氧化电位水主要指标的影响[J].唐山学院学报.2013.26(6):71-84
基金项目:唐山学院教育科学研究基金项目(140230)