□李奇松 黃麗娜
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷轉(zhuǎn)型和升級(jí),對(duì)人才的需求提出了更高的要求,高層次應(yīng)用型專業(yè)人才逐漸供不應(yīng)求。與此同時(shí),大學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)同質(zhì)化嚴(yán)重,專業(yè)沒(méi)有及時(shí)對(duì)接產(chǎn)業(yè)發(fā)展,大學(xué)畢業(yè)生的就業(yè)難的問(wèn)題卻仍然突出。2015年教育部、發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合提出“關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(jiàn)”[1]。如何緊密地把握地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研融合,提高應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量,是地方高校順利向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型面臨的重要問(wèn)題[2]。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》強(qiáng)調(diào)“深化教學(xué)改革,支持學(xué)生參與科學(xué)研究,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)”[3],實(shí)踐教學(xué)在高等教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)揮著不可或缺的作用?;A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是茶學(xué)專業(yè)的一門重要的必修實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程,該課程是在無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)基礎(chǔ)上開(kāi)展的一門實(shí)踐課程,對(duì)于學(xué)生加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的綜合理解,提高動(dòng)手能力以及養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣具有重要作用,同時(shí)為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)茶葉生物化學(xué)、茶樹(shù)栽培學(xué)、制茶學(xué)、茶葉深加工與綜合利用、茶樹(shù)生理學(xué)等課程奠定基礎(chǔ)。
福建武夷山是烏龍茶中巖茶的發(fā)源地及主要產(chǎn)區(qū),其豐富的生物多樣性及獨(dú)特的自然環(huán)境造就了武夷巖茶優(yōu)異品質(zhì),其中大紅袍、肉桂、水仙等品種享譽(yù)中外,得到了廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,武夷山的茶產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為武夷山當(dāng)?shù)啬酥灵}北地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)支柱。武夷學(xué)院立足于武夷山,作為新辦本科高校,正在積極推進(jìn)應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型和應(yīng)用型學(xué)科專業(yè)建設(shè),其茶學(xué)專業(yè)為國(guó)家級(jí)特色專業(yè),一直致力于應(yīng)用型學(xué)科的建設(shè)和茶產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng),服務(wù)于地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。消費(fèi)的轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)茶產(chǎn)品的多樣化及其品質(zhì)、安全提出了更高的要求,茶葉不單只作為傳統(tǒng)的飲料,茶樹(shù)富含的茶多酚、咖啡堿、茶氨酸、茶多糖、茶皂素等天然功能成分在食品、醫(yī)藥、日用化工領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。因此,具備茶樹(shù)內(nèi)含物質(zhì)定量、定性、提取、純化的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,?duì)于茶學(xué)專業(yè)本科生是至關(guān)重要的。為適應(yīng)學(xué)校的轉(zhuǎn)型發(fā)展和學(xué)科建設(shè),茶學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革應(yīng)從提高教學(xué)質(zhì)量出發(fā),緊密聯(lián)系茶學(xué)專業(yè)特點(diǎn),利用地方茶產(chǎn)業(yè)資源推進(jìn)產(chǎn)教融合,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才的目標(biāo)。
基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是大多數(shù)理科專業(yè)學(xué)生必修的一門課程,要求學(xué)生具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),在掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)技能、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果討論以及完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力,對(duì)于學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,為將來(lái)順利開(kāi)展相關(guān)科研工作奠定重要基礎(chǔ)。對(duì)于綜合性大學(xué),諸多教學(xué)改革措施已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展,構(gòu)建了較為完善的教學(xué)體系,然而,并不完全適用于地方新辦本科高校特色茶學(xué)專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng),出現(xiàn)的具體問(wèn)題如下。第一,茶學(xué)是集茶經(jīng)濟(jì)、茶文化、茶科學(xué)的綜合性學(xué)科,在招生上文理兼收,學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不一致,傳統(tǒng)的教學(xué)程式化方式不利于部分化學(xué)基礎(chǔ)較差的同學(xué)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握。第二,傳統(tǒng)的教學(xué)方式較為單一,教師過(guò)度主導(dǎo),學(xué)生參與度低,缺乏互動(dòng),導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性低。第三,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與茶學(xué)專業(yè)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng),無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情,沒(méi)有很好地為后續(xù)學(xué)生開(kāi)展專業(yè)實(shí)驗(yàn)以及參與教師科研項(xiàng)目提供基礎(chǔ)。第四,對(duì)于實(shí)驗(yàn)室使用、儀器操作、使用后維護(hù)規(guī)范強(qiáng)調(diào)不足,不利于學(xué)生日后融入企業(yè)、高校的研究團(tuán)隊(duì),甚至帶來(lái)實(shí)驗(yàn)室安全隱患?;谝陨蠁?wèn)題,充分了解學(xué)生基礎(chǔ)水平,全面考慮化學(xué)相關(guān)課程的安排情況,結(jié)合學(xué)校和校外資源,提出和開(kāi)展了基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革
(一)優(yōu)化和理順化學(xué)理論課程與實(shí)驗(yàn)課程教學(xué),推進(jìn)理論-實(shí)驗(yàn)一體化。學(xué)生在高中階段普遍重化學(xué)理論教學(xué)輕化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不一致,缺乏基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),為避免化學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐相脫節(jié),保證學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)相關(guān)課程的連貫性,在制定茶學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃時(shí),要全面考慮化學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)順序問(wèn)題,在課程安排上,無(wú)機(jī)及分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)應(yīng)提前于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí),在教學(xué)過(guò)程中推進(jìn)理論-實(shí)驗(yàn)一體化教學(xué),在理論教學(xué)過(guò)程中,以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為課堂實(shí)例;在實(shí)驗(yàn)原理講解過(guò)程中回顧理論課程相關(guān)內(nèi)容,這樣不僅鞏固了學(xué)生所學(xué)理論知識(shí),而且有利于指導(dǎo)學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)。例如,無(wú)機(jī)化學(xué)理論課程中的酸堿質(zhì)子理論可以緊密聯(lián)系酸堿滴定實(shí)驗(yàn),指示劑的變色原理緊密聯(lián)系共軛酸堿知識(shí)內(nèi)容,指示劑的選擇以及變色過(guò)程緊密聯(lián)系化學(xué)平衡移動(dòng)與突躍范圍計(jì)算;在水的硬度測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,結(jié)合理論課中沉淀平衡、配位平衡知識(shí)內(nèi)容;有機(jī)萃取實(shí)驗(yàn)與理論課中的共價(jià)鍵理論、分子極性、相似相溶原理進(jìn)行結(jié)合;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合分析化學(xué)課程內(nèi)容等。通過(guò)課程的有機(jī)結(jié)合,讓學(xué)生能深刻理解保證實(shí)驗(yàn)順利完成的背后原理和前提條件。
(二)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果?;A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才為導(dǎo)向,應(yīng)注重對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)。這有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,為學(xué)生后續(xù)深造學(xué)習(xí)或參加研發(fā)工作奠定良好的基礎(chǔ)。一個(gè)完整的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)包含:實(shí)驗(yàn)前期的實(shí)驗(yàn)方案預(yù)習(xí)、藥品儀器器皿準(zhǔn)備、工作溶液和試樣準(zhǔn)備;實(shí)驗(yàn)中的試樣測(cè)定分析并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄;實(shí)驗(yàn)后期的儀器維護(hù)、器皿清洗歸位、藥品歸位、廢液處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和討論、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)有限(36學(xué)時(shí)),在保證課程進(jìn)度前提下,大多實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常只能以教師為主導(dǎo),教師進(jìn)行手把手教學(xué),學(xué)生進(jìn)行“飯店就餐”式被動(dòng)學(xué)習(xí),教學(xué)完整度不夠,只考慮了實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練,忽略了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。
1.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景下,在教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)教學(xué)法。依托于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)中的慕課和論文數(shù)據(jù)庫(kù),教師在課前將準(zhǔn)備好的教學(xué)視頻、PPT、相關(guān)論文、圖片等資料發(fā)給學(xué)生。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求,學(xué)生形成2~4人團(tuán)隊(duì),通過(guò)前期材料學(xué)習(xí),理解實(shí)驗(yàn)原理,完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告,提交實(shí)驗(yàn)所需的藥品、儀器、玻璃器皿規(guī)格和數(shù)量的備料表,與教師討論方案可行性后,學(xué)生自行完成實(shí)驗(yàn)籌備;在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,教師著重對(duì)課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行深入講解,師生間進(jìn)行深入討論,直到學(xué)生理解透徹;實(shí)驗(yàn)后學(xué)生自行完成實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)工作,在教師的組織下,團(tuán)隊(duì)之間對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果中的問(wèn)題進(jìn)行討論,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)教學(xué)法的應(yīng)用,有機(jī)整合了課內(nèi)外時(shí)間,學(xué)生全程參與并成為實(shí)驗(yàn)課程中的主體,逐漸養(yǎng)成利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)資源和學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的習(xí)慣,自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作和思維能力得到充分鍛煉。
2.PBL教學(xué)法。在翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用的同時(shí),改變教師單向授課模式,引入問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法(problem-based learning,PBL),教師在課前準(zhǔn)備問(wèn)題,與學(xué)生進(jìn)行討論,在互動(dòng)的過(guò)程對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作要點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行講解。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題,不直接給出答案,而是引導(dǎo)學(xué)生查閱資料尋找原因,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的能力。比如,同樣是水的硬度測(cè)定實(shí)驗(yàn),由于武夷山當(dāng)?shù)厮挠捕绕?,利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方法,在測(cè)定中無(wú)法滿足相對(duì)平均偏差小于2%,這時(shí)引導(dǎo)學(xué)生自行回顧理論課中影響配位滴定突躍范圍因素并找出解決方案。同時(shí),設(shè)置啟發(fā)性課后習(xí)題:“水的硬度對(duì)茶葉沖泡以及茶葉深加工的影響”、“鈣鎂離子含量對(duì)速溶茶和茶飲料品質(zhì)的影響”、“土壤的酸度對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)的影響現(xiàn)狀”等,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到較為枯燥實(shí)驗(yàn)與自己的專業(yè)有著緊密聯(lián)系。
通過(guò)在教學(xué)中理論-實(shí)驗(yàn)一體化的推進(jìn),結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),把抽象的化學(xué)知識(shí)形象化,同時(shí),翻轉(zhuǎn)課堂和PBL的應(yīng)用又激發(fā)了學(xué)生的探索和創(chuàng)新意識(shí),真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的重點(diǎn),對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的動(dòng)手能力、理論知識(shí)應(yīng)用能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力具有十分重要的作用。然而,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行的前提是學(xué)生已經(jīng)具備必要的化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)驗(yàn)技能。因此,教師應(yīng)將實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容分為基礎(chǔ)訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)和專業(yè)特色設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),其中基礎(chǔ)訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)主要是結(jié)合化學(xué)理論課中四大平衡知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行,對(duì)于初接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)的同學(xué)是不可或缺的基本訓(xùn)練。
在完成基礎(chǔ)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)訓(xùn)練后,學(xué)生具備了一定的化學(xué)理論知識(shí)、實(shí)踐操作、查閱資料、分析解決問(wèn)題的能力。在此基礎(chǔ)上,學(xué)校開(kāi)設(shè)了兩個(gè)專業(yè)特色設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):茶葉咖啡堿的提取純化實(shí)驗(yàn)、定量實(shí)驗(yàn),不僅將基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與茶學(xué)專業(yè)特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合,而且能把兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組合成綜合性實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的執(zhí)行過(guò)程中,教師不再提供資料,而是學(xué)生根據(jù)之前學(xué)習(xí)的課程實(shí)驗(yàn)方法,自行利用圖書(shū)館、慕課、學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)收集材料,提出實(shí)驗(yàn)方案,采集茶葉樣品,實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案。教師在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程中全程參與,主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性進(jìn)行把關(guān),對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的難點(diǎn)進(jìn)行討論指導(dǎo),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論點(diǎn)評(píng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,在教師的指導(dǎo)下,要求學(xué)生按畢業(yè)論文格式完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行,達(dá)到學(xué)以致用的目的,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,激發(fā)了學(xué)生的自信心,培養(yǎng)了學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。
應(yīng)用型專業(yè)人才的培養(yǎng),應(yīng)充分考慮企業(yè)在轉(zhuǎn)型發(fā)展中的人才需求,并牢牢把握地方產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。為不斷深化本科人才培養(yǎng)模式改革,進(jìn)一步提高本科人才培養(yǎng)質(zhì)量,2018年武夷學(xué)院茶學(xué)系充分利用武夷山乃至全福建的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),開(kāi)始實(shí)施“本科生雙導(dǎo)師制”?!半p導(dǎo)師”制是在挑選地方優(yōu)質(zhì)企業(yè)進(jìn)行校企合作的基礎(chǔ)上,引入企業(yè)中茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)專家進(jìn)行合作教學(xué),協(xié)同校內(nèi)教師參與課程建設(shè),共同打造高素質(zhì)應(yīng)用型專業(yè)的人才的培養(yǎng)模式。在校企合作中,企業(yè)技術(shù)專家參與教授實(shí)踐知識(shí),帶領(lǐng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn);高校教師協(xié)同學(xué)生對(duì)企業(yè)發(fā)展中的技術(shù)難題進(jìn)行科研攻關(guān),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)資源互補(bǔ),產(chǎn)-學(xué)-研融合。
(一)依托“雙導(dǎo)師”制,開(kāi)展產(chǎn)-學(xué)融合第二課堂。第一,邀請(qǐng)茶企業(yè)中品質(zhì)控制專家開(kāi)展講座教學(xué),介紹茶葉相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中風(fēng)味化學(xué)物質(zhì)的形成和轉(zhuǎn)化及化學(xué)理論知識(shí)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析方法在生產(chǎn)中的應(yīng)用;第二,學(xué)生進(jìn)入生產(chǎn)一線,直觀感受茶產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中氣味和色澤特點(diǎn)的變化。尤其是對(duì)茶葉生產(chǎn)中焙火車間的參觀,當(dāng)學(xué)生在看到茶葉高溫焙火過(guò)程中,咖啡堿受熱升華并在車間頂部形成大量白色絲狀結(jié)晶時(shí)十分興奮,深刻地認(rèn)識(shí)到學(xué)好化學(xué)理論和化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的重要性。通過(guò)以上第二課堂活動(dòng),補(bǔ)充了課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容,拓展了學(xué)生的知識(shí)面,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)自己所學(xué)專業(yè)的信心和認(rèn)可度。
(二)依托教師科研項(xiàng)目,開(kāi)展研-學(xué)融合第二課堂?;诟=ㄊ「咝9こ萄芯恐行?、福建省院士專家工作站和福建省2011中國(guó)烏龍茶產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心等科研創(chuàng)新平臺(tái),依托教師科研項(xiàng)目和學(xué)術(shù)報(bào)告,學(xué)生自主選擇喜歡的研究方向,加入相關(guān)科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì),參與科研實(shí)踐。該活動(dòng)對(duì)本課程內(nèi)容進(jìn)行了延伸和強(qiáng)化,使學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)更好地應(yīng)用于實(shí)際,進(jìn)一步提高了學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。
在地方本科高校向應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型的大背景下,以提高應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量為導(dǎo)向。本文通過(guò)深入剖析《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》的課程內(nèi)容,結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn),利用地方產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和企業(yè)人才資源,依托教師科研項(xiàng)目,提出了系列教學(xué)改革措施。這些措施完善了教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)了教學(xué)方法,同時(shí)延伸了教學(xué)內(nèi)容,取得了良好的教學(xué)效果。