按照一体化实践教学体系要求,围绕应用型人才培养目标,形成从知识传授为导向的课程观向能力培养导向的课程观转变,构建新的课程观;从以教师为中心的知识传授观向以学生为中心的知识建构观转变,构建新的教学观。通过分层次递进式、网络互动式、自主开放式以及科教融合式等多种教学方法,提高学生的实践创新能力。具体思路如图1所示。
图1 教学方法改革思路示意图
1、层次递进式实验教学
根据构建主义观点以及学生的认知特点,按照一体化教学体系要求,将学生四年实践教学内容从知识流和能力流两方面,递进划分为四个层次:基础实验层、专业实验层、综合技术层和创新实践层。其中基础实验层主要包括四大化学实验和化工原理实验等,专业基础层包括认识实习、金工实训、电子电工实验、化工专业实验以及制图、化工仿真与模拟等、综合技术层主要包括课程设计、专业设计和综合专业实训等内容,实践创新层主要包括实施大学生创新计划项目、毕业设计、学科竞赛、创新创业大赛等实践环节。专业四个层次向化衔接、逐步递进,各层次分别依托不同的教学环节和教学模块来实现。在实践教学逐步推进过程中,循序渐进地完成基本技能、专业技能和综合创新能力的培养。
图 2 分层次递进式实践教学流程示意
2、自主开放式实践教学
多年来,中心着力改变以教师为中心、以课本为中心、以课堂为中心的“大一统”的教学行为,围绕“自主”与“开放”和“实践”三个关键词,不断构建自主开放式的实践教学环境。通过基础实验室开放,给学生提供基本技能训练时间;通过学科平台实验室开放,拓展学生实践训练空间;通过实施开放课题训练与专业选修课程学分互认,提高学生参与开放课题研究积极性。开放课程中,学生可以选做公布的开放课题,也可以自拟课题;可以单独完成课题研究,也可以多人合作完成课题研究。学生选择合适的课题后,经过资料查阅、方案设计、材料准备等环节的基础上,经教师审核以后,自主开展实验。通过实验室开放,逐步建立在学生自我意识发展基础上的“能学”; 建立在学生具有内在学习动机基础上的“想学”; 建立在学生掌握了一定的学习策略基础上的“会学”; 建立在意志努力基础上的“坚持学”。从而逐步形成以知识传授为主导的课程观向能力培养为主导的学习观的转变。学院12级许永艾同学自主申报获批了国家级大学生实践创新计划项目(2012JSSPITP2483)。项目根据痕量络合剂辅助的链式反应思路,合成单分散纳米金属。相关成果以第一作者发表在Materials Letters,2014,125:1-3。目前该同学已到某985高校进行硕博连读阶段的学习。
3、网络互动式实践教学
充分利用互联网技术,将翻转课堂和微视频等教学手段技术引入到基础实验和化工仿真教学过程中,通过教学方法改革,激发学生参与实验、实践教学积极性,提高实践学习效果。尝试将部分实验教学过程分为在线课堂、空间交流与课堂实验等三个环节。首先,教师将实验教学资料或微视频等材料上传到网上,学生通过网络进行预习,通过网络平台与教师进行互动、交流,学生在掌握有关实验操作的原理、流程、注意事项、操作规范了解以后,开展自主学习与测试、交流与讨论,再到实验室完成实验操作。通过网络互动,让学生学习及其与教师的讨论不受时间与空间的限制,使课堂无处不在。目前学院建有精品课程网站5门,实验实践网络课程22门,学生在进入实验室之前,可以通过网络看录像、多媒体课件等进行网上预习,熟悉有关实验原理和注意事项等内容,并按要求完成网上自测题,严格的预习训练,极大地提高了实验效率,改善了实验教学质量。
图 3 学生实验翻转课堂教学模式设计
4、科教融合式实践教学
中心充分利用学院学科基础好与教师科研能力较强的特点,鼓励学生参与教师课题研究,鼓励教师自制教学仪器,将最新的科研成果转化成学生实验项目,取得明显成效。近三年来,有60%以上的学生在毕业之前都进入教师课题研究,教师指导大学生申报各级各类大学生实践创新项目36项。褚效中博士在结果自己多年产学研实践的基础上,与企业一道,自行研发了“基于岩盐为原料生产氯乙烷”的中试装置,学院与南京工业大学科技服务有限公司共同开发的化工原理设备进行了升级和改造,取得了很好的效果。宋洁老师结合自己多年的实验教学经验,对传统的“饱和蒸汽压测定”和“电池电动势测定”实验进行了改进,相关成果获国家发明专利。