大学化学, 2020, 35(10): 141-145 doi: 10.3866/PKU.DXHX202005061

专题

面向应用型人才培养的系列化学教材建设

姚开安, 方惠群, 孙尔康, 张剑荣,

Compilation of Chemistry Textbook Series for Cultivation of Applied Chemistry Students

Yao Kaian, Fang Huiqun, Sun Erkang, Zhang Jianrong,

通讯作者: 张剑荣, Email: jrzhang@nju.edu.cn

收稿日期: 2020-05-22   接受日期: 2020-05-27  

Received: 2020-05-22   Accepted: 2020-05-27  

摘要

为了适应应用型人才培养的需要,南京大学金陵学院化学与生命科学学院对专业课教材进行一系列改革创新,建设了一系列以应用为特色的化学基础理论课和实验课教材,并通过教材建设促进了教师队伍的成长,推进了教学内容和方式的改革。

关键词: 化学专业 ; 应用能力培养 ; 教材建设 ; 系列教材

Abstract

The reform and innovation of the chemistry textbooks for applied chemistry students by Jinling College of Nanjing University were introduced. A series of textbooks for both theoretical and laboratory courses with focus on training the problem-solving capacity of students are developed. The reform and composition of textbooks help the development of young teachers and improvement of the teaching pedagogy and contents.

Keywords: Chemistry major ; Application ability training ; Textbook compilation ; Textbook series

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姚开安, 方惠群, 孙尔康, 张剑荣. 面向应用型人才培养的系列化学教材建设. 大学化学[J], 2020, 35(10): 141-145 doi:10.3866/PKU.DXHX202005061

Yao Kaian. Compilation of Chemistry Textbook Series for Cultivation of Applied Chemistry Students. University Chemistry[J], 2020, 35(10): 141-145 doi:10.3866/PKU.DXHX202005061

1 引言

教材是教学的最重要支撑,教材建设水平也是衡量学校办学水平和人才培养能力的重要指标[1-3]。南京大学金陵学院化学与生命科学学院自成立以来,明确了推进产学研深度结合,致力于培养具有创新能力的应用型人才的办学目标[4]。在教学实践中我们发现,当前适合应用型人才培养的教材还十分短缺,而一所学校独立开展教材编写也存在诸多困难。为了解决这些难题,学院以江苏省高等教育教改研究立项“高校联合开展对重点化学教材建设的研究与实践”[5, 6]为契机,组织学院青年教师并联合多所地方院校,共同编写符合应用型人才培养需要的理论课和实验课教材,在完成符合学院特点的教材建设的同时,推进了教学内容和教学方法改革,促进了青年教师的成长和教学团队建设,获得学生、用人单位及教材使用者的普遍好评。相关经验可为今后开展相关教材建设提供有益的借鉴。

2 教材的改革思路

2.1 教材出版情况

该套系列教材一共31部,包括19部理论课教材和12部实验课教材。由我院牵头编写的7部教材已在科学出版社或者南京大学出版社出版。具体情况见表1

表1   系列化学基础理论课和实验课教材

教材名称出版社及出版时间备注
《仪器分析》南京大学出版社,2014、2017第2版“十二五”江苏高等学校重点教材
《大学化学》南京大学出版社,2014“十二五”江苏高等学校重点教材
《有机化学简明教材》南京大学出版社,2014、2019第2版“十二五”江苏高等学校重点教材
《高分子导论》南京大学出版社,2014“十二五”江苏高等学校重点教材
《大学化学实验》南京大学出版社,2012
《有机化学实验》科学出版社,2013
《精细有机合成化学与工艺学》南京大学出版社,2015

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在编写过程中,我们对教材内容和编排形式进行了全方位改革,强调既重视理论基础,又突出应用能力培养,努力将培养具有创新能力的应用型人才的理念贯穿于大学教学全过程。

2.2 理论教材建设

(1)精简理论内容,拓展实际应用。学院早期采用的课程教材,基本照搬了南京大学的教材。而南京大学化学专业主要培养基础扎实宽广,具有国际视野和创新能力的拔尖创新人才。所采用的教材起点高、内容多、重理论、重研究,这与学院培养应用型人才的定位不相适应,导致学生学习困难,应用能力培养不足。为了解决这一问题,我们决定编写符合学院人才培养目标的教材。教材编写时明确了重视理论基础的同时,大力突出知识应用并强化应用前景的理念,做到理论-应用-应用前景三结合。

要加大应用,必须首先压缩理论教学内容,降低难度。为此,我们减少教材间重复的内容,简化或删除某些理论公式的数学推导过程,增加了更多的原理应用实例。以《仪器分析》教材为例(见图1)。在电化学分析部分,我们减少了和《大学化学》教材重复的内容,简化了公式推导,简化了一些理论知识的讲解。增加了各种常用离子选择电极总结,如敏感膜材料、使用浓度范围、pH范围及干扰因素等应用性较强的内容,以及伏安法中更加环保的铋膜电极的内容。

图1

图1   《仪器分析》教材中电化学分析内容的增减


在《精细有机合成化学与工艺学》教材中,我们引入当前较热门的茚虫威、吡蚜酮、噻呋酰胺等品种的完整合成工艺。这些内容贴近生产实际,有利于提高学生的求职竞争力和就业后的适应速度。

(2)引入最新进展,强化应用前景。与基础理论相对稳定不同,应用通常拓展、更新很快。为了将相关学科的新知识、新应用等前沿知识和概念及时编入教材,使教材更好地体现先进性、时代性和前瞻性,我们通过增加应用介绍、推荐课外参考读物和建立二维码链接的方式改革了教材编写形式。首先,在每章最后专门开辟一节介绍应用,较全面地展示该领域的应用情况及其发展前景。其次,增加了课外参考读物部分,如电化学分析部分进一步介绍离子选择电极研究的新理论、新材料及在痕量检测中的应用(见图1)。为了在更新内容的同时节省教材篇幅,我们采用了二维码方式引入阅读材料。如通过扫描二维码,学生可以进一步学习“PVC膜离子选择电极检测下限的优化”等新知识(见图1),也可以通过阅读文献了解相关应用的发展前景,在让学生了解最新研究进展及今后可能的发展、应用方向的同时,促使学生自主学习能力的培养。再如,在《仪器分析》教材的色谱分析部分,我们引入了三聚氰胺、瘦肉精、环境污染物检测等一些社会热点问题,联系实际讲解各种色谱分析方法的特点、适用范围以及应用方法。在阅读材料部分介绍了多维色谱、集成色谱等新型色谱分析技术,以及新型色谱填料和色谱柱等最新发展内容。在光分析应用部分介绍各种联用技术、近红外光谱、核磁共振波谱法从发现到磁共振成像等内容。在阅读材料部分则介绍了超高分辨率荧光显微技术,以及该方法在生命科学中的应用前景。

2.3 实验教材建设

化学是一门实验性很强的科学,实验教学在人才培养中占据十分重要的地位。新实验教材按基础性实验、综合性实验和研究性实验三层次建设,由浅入深、由简单到综合。在实验教学改革方面,我们主要开展了以下几个方面工作:

(1)实验内容更加贴近社会实践、贴近生活、与健康和环境密切相关。如食醋质量检测、三废处理实验和“由鸡蛋壳制备食品防腐剂”等,可以很好地激发学生的学习兴趣。

(2)及时将科研成果转化为实验教学内容,使学生了解当前社会需求和应用的最新进展。如在《有机化学实验》中引入了教师科研成果转化的研究性实验:废聚酯瓶的综合利用,从废光盘中回收银,染料、双酚A及双酚A环氧树脂的合成,2-硝基-1, 3-苯二酚合成工艺改进,虾壳和蟹壳的综合利用,超分子主体化合物——杯[4]芳烃及其衍生物的合成、表征及应用以及天然降血脂药物香菇嘌呤的制备等30个实验,使实验教材紧密结合生产实践,为学生的工作和深造奠定了良好的基础。

(3)用新技术、新方法改革经典实验。将经典实验与学科前沿相结合、常规实验技术与现代实验技术相结合、实验内容与社会实践相结合、常规仪器设备与近代大型仪器相结合。如将微波辐射及超声方法等新技术引入有机实验,利用现代光谱、色谱技术对实验产品进行分析等[7]

(4)实验内容的绿色化改造。使用无毒或低毒的药品或试剂,体现绿色化学的教学理念。如在有机实验中利用水作为反应溶剂,以水相Barbier反应合成庚-1-烯-4-醇;大学化学实验中用过氧化氢或空气中氧代替浓硝酸制备五水硫酸铜等[8]

(5)加强实验的综合性和研究性。调整基础性实验、综合性实验和研究性实验三者的比例,减少验证性实验,适当增加综合性、研究性实验,强调由学生自主选择实验内容和实验方法,自主探索解决问题的方法。如《大学化学实验》《有机化学实验》均开设绿色果蔬中叶绿素含量的测定;食醋质量检测;利用壳聚糖的生产废弃液制备双乙酸钠;从废光盘中回收银、染料、双酚A及双酚A环氧树脂的合成等[8]开放性设计实验。

3 教材改革特色和效果

此套教材在以下几方面具有特色:(1)突出应用型人才培养特色。对教材内容进行了全方位改革,在筑牢理论知识的基础上突出应用、实践、自主学习、研究式和讨论式教学,将培养具有创新能力的应用型人才的理念贯穿四年教学的始终。(2)多所院校合作编写。联合江苏省及部分省外共24所高校,共同编写了分层次、多元化的系列教材。这种编写形式的创新有多方面优势,包括使用学校多,量大面广,教材修订、改版周期较短,可以比较快地充实相关学科的新进展、新成果和新理念。容易建立以老带新的编写模式,年轻教师既能继承本校优良教学传统,很好地促进教师队伍成长,又能与其他高校教师互相讨论、交流、学习,汲取各校教学改革的成果,共享优质资源。联合编写,集体讨论编写大纲,减少了不同课程中的内容重叠,有利于学生连贯学习。(3)促进教学方式的改革与创新。理论课教材突出“理论-应用-应用前景三结合”,实验教材突出基础性实验-综合性实验-研究性实验三结合和应用的特点,带动理论课教学采用多种教学方式(见图2),充分激发学生的学习热情,培养锻炼学生表达、查阅文献、总结文献的能力,及分析问题、解决问题的能力,以及创新精神及自主学习的能力。实验课推进了研究式、讨论式教学,个性化培养。

图2

图2   教材建设促进教学方式的改革创新


本套教材出版5年来已被国内数十所地方院校选用。其中,《仪器分析》和《有机化学简明教材》销量分别达7200和9000余册,其余教材销量也都超过2千册。通过教材的编写和出版,我们凝聚建设了一支适合本学院理论课、实验课教学的青年骨干教师队伍,引导教师完成金陵学院教改项目11项,发表相关教学论文12篇,多人被选为江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师培养对象、金陵学院先进工作者、优秀青年骨干教师,并在金陵学院授课竞赛中多次获奖。新教材的使用,提高了学生自主学习的兴趣和能力,也培养了学生独立思考和分析解决问题的能力。所培养学生在5届江苏省化学化工实验竞赛中共取得4次一等奖、8次二等奖和13次三等奖。在40余所参赛院校中处于前列。完成江苏省大学生创新创业训练计划项目16项。毕业生进入工作岗位后,能够自主查阅和总结文献,制定方案,解决问题,解决复杂问题的能力明显增强,得到用人单位的普遍好评。

4 结语

通过对教材内容和形式的全方位革新,我们编写出版了适应应用型人才培养的系列化学理论课和实验课教材,形成了突出应用能力培养的特色教材体系。通过教材编写,锻炼了学院年轻教师的工作能力,推动了学院教师队伍的建设,还带动了教学理念和教学方法的改革和创新。相关经验已经产生了良好的示范作用。

参考文献

张丽荣; 徐家宁; 史苏华; 宋天佑. 大学化学, 2010, 25 (6), 9.

URL     [本文引用: 1]

陈三平; 谢钢; 杨奇; 高胜利. 大学化学, 2012, 27 (3), 13.

URL    

高盘良; 姚天扬. 大学化学, 2000, 15 (2), 25.

URL     [本文引用: 1]

冯维波; 姚开安; 孙尔康. 实验技术与管理, 2013, 30 (10), 21.

URL     [本文引用: 1]

蔡文彬; 张剑荣; 孙尔康. 实验技术与管理, 2016, 33 (7), 211.

URL     [本文引用: 1]

蔡文彬; 孙尔康. 研究与教育, 2016, (4), 108.

URL     [本文引用: 1]

谷苗苗; 姚开安; 周爱东. 实验技术与管理, 2014, 31 (3), 190.

URL     [本文引用: 1]

王春玲; 孙尔康. 实验技术与管理, 2011, 28 (10), 27.

URL     [本文引用: 2]

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