化學化工專業本科生科創能力培養模式
時間:2022-09-02 08:48:48
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摘要:在新工科背景下,針對目前高校本科生科研創新能力不足的問題,構建“基礎實驗—綜合訓練—實踐實訓—科研創新”科研式反哺教學體系,讓科研經驗豐富的導師帶領本科生實際參與學科競賽及科研課題,構筑適合地方本科院校化學化工類本科生科創能力的培養模式。
關鍵詞:本科生;科研式反哺教學;實踐實訓;科研創新
“新工科”理念是當前高等教育改革的方向,以“新工科”建設為主體的高等工程教育改革進入新階段[1],尤其是為地方高校的人才創新實踐能力培養提出新的要求。堅持“以本為本”、推進“四個回歸”是當前高等教育改革發展的基本遵循。在強化本科生科創能力提升方面,地方本科院校無論是從師資力量、學科建設還是學生素質、辦學水平上,都與國家重點高校、研究型大學之間存在著較大差距。本科生的科研和創新能力培養也是衡量地方高校教學水平的重要指標。如何構筑適合地方本科院校化學化工類本科生科創能力的培養模式至關重要。
1培養模式的主要內容
1.1構筑科創能力系統性培養機制
[2]構筑符合新工科背景下地方高校化學化工類本科生科創能力系統性培養機制,以“科研導師全程引領-優秀學生創隊-多年級學生參隊”為模式,以“高層次科研項目-大學生創新創業項目-大學生科創競賽”為載體,以“科技前沿知識研討-導師課題進展報告-科研團隊組會討論”為路徑,構建“模式+載體+路徑”的三維立體式科創實踐能力培養體系。
1.2凝練“篤實”人才培養理念
[3]構建“基礎實驗—綜合訓練—實踐實訓—創新創業”遞進式創新實踐教學體系。
1.3構筑創新驅動模式
實施“自主選題、自主研究、自主管理”的多元化構建創新實驗項目體系,構建“任務驅動、項目驅動、競賽驅動”的實踐創新驅動模式[4]。
1.4搭建實踐教學平臺
搭建實驗教學、綜合訓練、工程設計、創新創業等多維度創新實踐教學平臺,健全創新人才綜合評價與保障機制,實現校內外資源高效融合和統籌利用。
2主要解決的教學問題及解決教學問題的方法
2.1主要解決的教學問題
2.1.1科創能力培養的理念認識教育理念更新滯后,存在著重灌輸知識而輕思維訓練,重創新結果而輕創新過程的理念認識誤區。實驗教學中綜合性、設計性、自主性實驗偏少,忽略對學生動手及創新能力培養,導致學生所學知識與實踐需求脫節,解決實際問題及創新創業的能力不足等問題。2.1.2科創能力培養的氛圍營造學生的創新氛圍乏善可陳,科研實踐環節不完善,學生的創新意識薄弱,可持續發展后勁不足,科研興趣有待提高。實踐教學方法單一,忽視學生主體地位,學生學習積極性不高,導致學生自主學習能力不足、綜合素質訓練不足等問題。2.1.3創新實踐教學平臺體系的構建實踐教學方法單一,忽視學生主體地位,學生學習積極性不高,導致學生自主學習能力不足、綜合素質訓練不足等問題;真實性、工廠化實踐教學平臺體系不完善,學生實習參與度低、實踐教學過程與生產過程脫節,導致綜合能力訓練與崗位需求不對接,學生的工程實踐能力不足等問題;實踐教學質量保障及激勵體系不健全,校內外資源配置、共享和開放不足,導致資源利用效益低下。2.1.4創新實踐教學質量保障機制實踐教學質量保障及激勵體系不健全,校內外資源配置、共享和開放不足,導致資源利用效益低下。
2.2解決教學問題的方法
2.2.1探索“導師+學生+團隊”的科研創新能力培養模式,激發科研興趣[5]在本科生人才培養過程中,全面突顯本科生的科研和創新能力的培養。探索本科生創新團隊在人才培養過程中的作用,通過科研導師引領,使學生充分感受科研氛圍、樹立科學的創新意識,通過優秀學生創隊,多年級學生參隊,使學生通過科研團隊的形式接受科研方法及實踐技能等多方面的嚴格訓練。通過獨立的思考能力、豐富的想象力和匪夷所思的創造力的培養,最大限度地挖掘出本科生潛在的能量。以提升實踐教學質量和培養高素質應用型人才為目標,頂層設計,優化實踐教學體系,改革實踐教學模式和方法,將校內實驗教學、綜合訓練、工程設計、科研創新有機銜接,搭建多維立體、虛實結合的保障平臺,構建“基礎實驗—綜合訓練—實踐實訓—科研創新”科研式反哺教學體系。2.2.2培育“任務+項目+競賽”的科研創新能力培養載體,加強創新實踐驅動力以導師的高層次科研項目為源頭,銜接大學生創新創業項目和大學生科創競賽,構建完整的科研創新能力培養載體,突出“以生為本”,形成導師科研項目不但保證科研經費的充足,而且實現科創反哺教學,形成“一導師一項目”、“一項目一團隊”和“一團隊一競賽”的科研創新能力培養載體。2.2.3構建“研討+報告+討論”的科研創新能力培養路徑,促進成果產出改革人才培養方案和教學模式,突出科研創新能力培養。形成以“科技前沿知識研討-導師課題進展報告-科研團隊組會討論”的科研創新能力培養路徑。2.2.4整合學校優勢資源,內引外聯,搭建創新創業實踐教學平臺按照資源優配、功能集群原則,組建網絡互動實驗教學平臺;研制3套虛擬仿真實訓軟件,自研乙酸乙酯校內微工廠,組建智能高效綜合訓練平臺;建成13個實習基地,組建校企共建工程設計平臺及創新創業教育基地,組建師生聯動創新創業平臺。完善實踐教學質量評價體系,建立師生互評、企業方評價等動態評價機制,建立并推行目標激勵、獎懲激勵等激勵機制,充分發揮多方的積極性,確保實踐教學運行平臺高效運作。
3培養模式的創新點
3.1理念創新:凝練科創能力培養理念
濃縮多年實踐教學改革經驗,凝練成科創能力培養理念,指導實踐教學“實學、實練、實用、實創”,構建“四層次、四模式、四平臺”多維立體實踐教學體系和模式[7]。按照“基礎實驗—綜合訓練—實踐實訓—創新創業”四層次,優化實踐教學內容和教學模式,搭建實驗教學、綜合訓練、工程設計、創新創業多維立體資源平臺,全面提升學生的專業知識應用能力、專業技術能力、工程實踐能力、創新創業能力。
3.2模式創新:實施多元化科創實踐教學模式
以實踐教學的關鍵環節為靶向,探索實施“首扣意識、夯實基礎”的實驗教學模式、“虛實結合、四化合一”的綜合訓練模式、“引企入校、產教融合”的實踐實訓模式、“任務驅動、競賽載體”的創新創業模式,有效解決學生專業基礎薄弱、校內實驗眼高手低,現場實習走馬觀花,創新探索束手無策,設計內容與工程實際脫節等問題。
3.3平臺創新:搭建校內微工廠
根據化工產業特點,搭建2D—3D智能高效綜合訓練平臺,推進“以虛輔實、虛實結合”的實踐教學環節[8],實現課堂教學、實驗室教學、工業實踐能力培養的無縫對接。通過工學結合,產學合作,研發校內微工廠(乙酸乙酯生產實訓裝置)圖2為乙酸乙酯生產綜合實訓虛擬仿真操作流程圖,開發實訓教學職場化、結構及運行可視化、操作控制多元化、實訓項目綜合化“四化合一”的實訓教學技術,實現實訓教學、技能鑒定、社會培訓和產品中試“四位一體”,校內實訓與校外實習的無縫對接,有效解決現場實習缺乏系統性和完整性的問題。
3.4路徑創新:建立科創能力培養路徑
形成以“科技前沿知識研討-導師課題進展報告-科研團隊組會討論”的科研創新能力培養路徑,從加強引導啟發,激發科研興趣、利用業余時間、促進成果產出等多個方面融入培養路徑,讓給學生創造了與科研接觸的機會,讓學生在理論知識學習之余還能夠在自身興趣下進行科研創新研究,鞏固了課堂上所學的知識,培養了學生的創新精神與實踐能力。
4推廣應用效果
4.1淬煉品牌,培養高素質科創人才
通過對化學化工專業學生統計,近五年考研平均錄取率為33.8%,其中考入985、211高校的學生數占總錄取人數的43.9%。應用化學專業組建的“江蘇鋰安科技服務有限公司”獲第十屆“挑戰杯”全國大學生創業計劃競賽金獎(2016年)。2016~2020年連續五屆獲全國大學生化工設計競賽二等獎;2016年華東區大學生化學化工實驗競賽特等獎,2018、2019年連續二屆獲江蘇省大學生化學化工實驗競賽特等獎,學生的知識儲備—遷移—應用—創新能力接受了系統檢閱。近年來,學生完成省級及以上大學生創新項目15項(國家級4項),獲得多項專利授權,學生參與發表文章34篇,并多次獲省級優秀畢業論文獎和省級優秀畢業論文團隊。
4.2篤實”育人,人才質量社會認可程度高
基于“篤實”理念的實踐教學綜合改革系統工程在我院應用化學專業試點應用以來,“實學、實練、實用、實創”多維度全面提升學生實踐和創新能力,收益學生近3000人。推進大學生創新項目、開放性實驗項目、縱橫項目轉化實驗項目等各類訓練課題200余項,“以虛輔實、虛實結合”建成包括網絡課程、2D—3D虛擬仿真化工實踐教學平臺、校內微工廠在內的各類資源,年利用近萬人次。依托校企產學戰略聯盟整合資源,打造13個實習基地,年接收學生、教師5000人次開展實驗教學、實踐實習、創新創業與科學研究活動。近年來,學生在課外學術科技作品競賽、創業計劃競賽、化工設計競賽、化學化工實驗大賽等在內的高層次競賽中獲得國家級獎勵7項、省級獎勵30余項。專業對用人單位(江蘇輝豐農化股份有限公司、江蘇八巨藥業有限公司、江蘇太湖新材料控股有限公司、江蘇豐山集團股份有限公司、江蘇大華化工有限公司、鹽城市甌華化學工業有限公司等)跟蹤調查顯示:用人單位普遍反映,本專業學生思想素質高,專業基礎扎實,業務過硬,能吃苦耐勞,勤學好問,上進心強,具有成長為業務骨干的潛力,特別是對學生的專業基礎知識、創新能力和動手操作能力給予很高的評價。
4.3導師引領成長,前期成果顯著
化學與環境工程學院一直倡導本科生進入教師科研室進行科研訓練。近年來,在大學生創新項目、學生、申請專利等方面取得較好的成績。導師在科研指導方面積累了一定的經驗。課題組形成“自信、勤奮、誠信、感恩、創新”的學生科研能力培養的以生為本的核心理念[9],其主要內容為自信是培養科研能力的前提;勤奮是培養科研能力的基礎;誠信是培養科研能力的底線;感恩是培養科研能力的動力;創新是培養科研能力的源泉。產生1個省級優秀畢業論文團隊,4篇省級優秀畢業論文,完成1項國家級大學生創新項目,3項省級大學生創新項目。
5結語
通過構筑適合地方本科院校化學化工類本科生科創能力的培養模式,根據對研究院校化學化工專業的培養結果分析,該培養模式有利于本科生科創能力的提高,將化學化工專業的學生培養成為基礎知識扎實、實踐技能過硬的高級專門人才。
參考文獻
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[9]朱長江,郭艾,楊立洪.以生為本多元融合推進大學數學教學改革[J].中國大學教學,2015(5):59-62.
作者:李萬鑫 單位:鹽城師范學院 化學與環境工程學院
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