教育教学论文:研究生“催化原理”课程建设及教学改革实践
周华从 白杰 杨柯利 洪海龙 丁大千
[摘 要] 依托内蒙古工业大学化工学院研究生“催化原理”核心课程建设和教学改革实践经验,分析了研究生多学科、薄基础、偏工科的实际学情和知识背景,在此基础上阐述了“催化原理”课程建设的基本理念和建设思路,并将课程思政融入课程建设和课堂教学。总结了实际教学中课程改革的具体举措,基于研究生在课程学习中的表现和实际教学效果,客观分析了不同改革措施的改革成效。最后基于现存问题,分析并指明了未来课程建设和教学改革的努力方向,有望为课程建设、教学改革及研究生培养实践提供有利借鉴和参考。
[关键词] 研究生教育;催化原理;课程建设;教学改革
[基金项目] 2019年度内蒙古工业大学研究生核心课程建设项目“催化原理”(YHX2018005);2019年度内蒙古工业大学第二批“混合式教学示范课程”建设立项项目“制药反应工程”(2019009);2020年度内蒙古工业大学绿色化工创新创业教育平台建设项目(JWC2020001);2019年度内蒙古工业大学教学改革研究项目(2019214)
[作者简介] 周华从(1982—),男,安徽亳州人,博士,内蒙古工业大学化工学院校聘教授,制药工程系主任(通信作者),主要从事生物质催化转化和低阶煤非能源化利用等领域的研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)27-0069-04 [收稿日期] 2021-01-29
研究生培养是我国高层次专业技术人才培养的重要途径,研究生培养质量关系到各个领域优秀高层次专业技术人才的供给,进而关系到各行业产业的长远发展[1-4]。研究生培养往往是从各类基础课程和专业课程的学习开始,研究生课程教学质量和学习效果对后续研究生培养过程有着至关重要的影响[5,6]。因此,开展研究生课程建设和教学改革对提升研究生培养质量具有重要意义[7-9]。
在化学化工行业,化工产品生产中80%以上的化学反应过程都需要用到催化剂[ 10 ]。因此,在化学化工专业研究生培养方案中,“催化原理”或催化相关课程通常是重要的学位选修课或学位必修课[ 11,12 ]。如何结合先进的教育理念,针对研究生的具体学情开展“催化原理”课程的建设和教学改革,提升课程教学效果和学习效果,是“催化原理”任课教师亟须思考的问题和面临的挑战。本文依托内蒙古工业大学化工学院研究生(硕士)学位选修课“催化原理”校级核心课程建设项目,结合近5年来的教学实践经验,阐述了“催化原理”核心课程建设思路和教学改革举措,分析了课程改革成效和现存的问题,指出了进一步实施课程改革的方向。本文对研究生核心课程建设和课程教学改革具有参考意义。
一、研究生学情分析
客观而准确的研究生学情分析是进行课程建设和教学改革的基础。在近5年的研究生“催化原理”课程教学实践的基础上,对内蒙古工业大学化工学院研究生学情进行了深入分析,发现研究生实际学情主要包括以下三个特点:(1)多学科:从本科阶段知识构架的角度来看,研究生本科专业涉及化工、应化、生物、制药、安全、环境等多个学科,研究生本科学科背景分布呈现“散而广”的特点;从研究生在3年内要从事的研究课题来看,主要涉及煤化工、催化、能源、电化学、材料、有机合成、生物化工、环境工程等领域,研究课题涉及多个学科。因此,研究生现有知识体系和未来从事的研究课题均具有“多学科”的特性。(2)薄基础:在教学实践和研究生培养过程中发现,学院所招研究生整体上专业基础知识薄弱,研究生入学时在学习能力、科研素养和综合素质等方面相对较弱;从催化相关知识体系角度来看,仅有约20%的学生在本科阶段学习过催化相关课程或知识,大部分学生没有学过与催化相关的基础知识。因此,研究生在專业知识和课程基础知识储备方面均比较薄弱。(3)偏工科:约90%的研究生本科阶段为化工、材料等领域工科专业;研究生课题90%以上为应用基础研究或应用研究;部分研究生直接参与横向项目研究,为工程实践性质课题。因此,研究生本科阶段专业知识体系和研究生阶段研究课题均具有“偏工科”甚至“纯工科”的特性。
二、核心课程建设理念与建设思路
基于研究生学情分析,结合学科发展需求和学院研究生人才培养方案,在教学实践的基础上开展“催化原理”研究生核心课程建设(见图1)。(1)针对研究生多学科的特性,在课程建设时要挖掘学科共性、引导学科交叉,在教学过程中重点进行不同学科共性能力、共性素养的培养,引导学生了解其他学科,培养学生的学科交叉意识和能力。(2)针对研究生基础薄弱的问题,在教学过程中重点进行催化相关的基础知识的学习,完善研究生的知识体系,着重引导研究生在课题开展和走向工作岗位后具有自我学习和终身学习的意识和能力。(3)针对研究生的工科特性,在课程建设时注重对研究生科研思维和工程素养方面的提升,并把服务高层次工程技术人才培养作为课程目标,在教学过程中结合催化领域的基础研究重点培养研究生的科研思维;结合工程案例和催化产业发展,培养研究生工程项目研究和实施应具备的工程素养。通过在课程中融入思想政治元素,实现了专业教育与课程思政相融合,课程教学中落实“立德树人”,发挥课程对高层次专业技术人才培养的服务和支撑作用。
三、课程改革具体举措及成效
(一)调整教学内容,满足多学科研究生的学习和科研需求
课程改革具体举措如图2所示,根据研究生的学情特点,对“催化原理”课程教学内容进行了适当调整,在教学内容选取上重点考虑学生的实际学情和在今后科研过程中的“实用性”,按照各部分知识之间的内在逻辑关系,围绕催化基本概念、催化剂制备、催化剂结构表征和催化剂性能评价等开展课程教学,注重对催化基本原理和概念的讲授,弱化对抽象、复杂、深入的基础理论的介绍,使不同专业、不同基础的研究生对催化相关知识体系有基本认识,且在学习过程中能够对课程保持较高的学习兴趣,将学生“领入”催化这一研究领域。教学实践表明,所选教学内容与研究生多学科、薄基础和偏工科这一实际学情相适应,完善了不同专业研究生的催化相关知识体系,从而基本满足研究生在今后学习和科研过程中对催化知识的需求。
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