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以化工热力学知识点为主线的大学生创新创业能力培养

2019-02-11 19:51:29

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韩效钊 张旭 王百年 刘昆 杨保俊 陈敏

摘要:本文以化工热力学的平衡研究为主线,以水盐体系相图绘制为基础,以水溶肥料开发为目标,建立了大学生“选题、开题、创新、创业”的能力培养体系,实现大学生创新创业能力培养的可持续性。

关键词:化工热力学;大学生;创新创业;水溶肥料

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2019)05-0079-02

化工热力学是化学工程与工艺专业的必修课程,它是从化学工程的角度,分析并给出化工过程经历的各种变化以及进行的极限,它既论述化学问题,又讨论工程问题[1]。化工热力学的任务包括两个方面:一是平衡研究,二是化工过程的热力学分析。前者给出物质有效利用的极限,而后者给出能量有效利用的极限[2]。本文以平衡研究为主线,以水盐体系相图绘制为基础,以水溶肥料开发与应用研究为目标,讨论开展大学生创新创业能力培养实践活动。

一、水盐体系相图与水溶肥料

水盐体系相图是化工热力学的一个重要知识点,是将溶解度数据按要求绘制成便于理解和应用的几何图形[3]。相图上任何一点都对应水和盐组成的一个系统,系统中某一组分的量有不同的表示方法,如100克溶液中各组分的克数(g/100g溶液,即质量百分比)、一定量体积溶液中各组分的克数(g/L溶液)等[4]。水盐体系相图目前已用于化肥、无机盐等产品的生产过程中[3]。

水溶肥料是“经水溶解或稀释,用于灌溉施肥、叶面施肥、无土栽培、浸种蘸根等用途的固体或液体肥料”,是水肥一体化配套的必要产品。

水盐体系相图是《化工热力学》课程的主要知识点之一,也是液体型水溶肥料产品开发的理论依据。

二、创新创业能力培养实践

1.选题能力培养。科研选题要遵循创新性、需要性、科学性、可行性和效益性五大原则[5]。其中,创新性原则至关重要,选出的课题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题,并预期从中可产生创造性的科技成果。这就要求学生掌握文献情报的检索方法,懂得如何利用文献情报和信息判断课题的创新性。我院在一年级课程的最后一周设置了创新教育(I)实践教学环节,采用导师制模式,给定课题名称,指导学生撰写综述,从而培养学生检索、阅读、总结和整理学术文献的能力。本课程组围绕“水溶肥料”主题设置了系列选题,如“大量元素水溶肥料研究现状与发展趋势”、“中量元素水溶肥料研究现状与发展趋势”、“微量元素水溶肥料研究现状与发展趋势”等。通过对选题综述的撰写,培养了大学生以化工热力学知识点为主线的创新能力。

2.开题能力培养。科研开题是研究者把自己所选的课题及实施方案以“开题报告”的形式向有关专家进行陈述,邀请专家对科研课题进行评议,以促进研究者理清研究思路、完善研究设计,获得更好的预期成果[6]。我院在二年级课程的最后一周设置了创新教育(II)实践教学环节,采用导师制模式,给定课题名称,指导学生撰写开题报告,培养学生制订研究方案的能力。开题报告内容包括:项目来源、研究目的和意义、国内外研究概况及发展趋势、主要研究内容与创新点、相关研究基础、拟采用的研究方案、要解决的关键技术问题、研究工作进度安排、项目预期成果、经费预算等。本课程组围绕“水溶肥料”主题设置的系列选题,如“大量元素水溶肥料制备与应用研究”、“中量元素水溶肥料制备与应用研究”、“微量元素水溶肥料制备与应用研究”等。通过开题报告培养大学生制订研究方案的能力。

3.创新能力的培养。创新能力由多种能力构成,包括学习新知识能力、分析和解决问题能力、抽象的想象和具体的操作能力、继承和批判能力、团队协助能力等。创新能力培养的最有效方式就是开展创新训练实践活动[7,8]。

本课程组在创新教育(Ⅱ)中筛选出优秀的开题报告,指导研究者组建团队(3—5人)编制申报书,申请合肥工业大学“大学生创新训练计划项目”,争取立项开展创新实践活动。活动包含:(1)不同条件下不同体系营养物质溶解度的测试;(2)在直角坐标系中,以肥料养分(N、P2O5、K2O、Zn、Mn、Cu、Fe、B、Mo、Ca、Mg,g/L)为坐标,绘制水盐体系相图;(3)以作物需求为指导,以水盐相图为依据,以《中华人民共和国农业行业水溶肥料标准》为技术要求,制备出系列水溶肥料产品;(4)开展产品肥效试验;(5)整理项目研究成果。近5年,本课程组指导“化学工程与工艺专业”本科生先后有8个项目获得学校立项资助,发表论文8篇,申请发明专利2项。

4.创业能力的培养。创业能力是指大学生进行创业活动中所需要的各种能力,包括技术创新能力、企业管理能力、工作协调能力、市场经营能力、资源整合能力、语言表达能力等[9-11]。

本課程组在创新实践活动中提炼出具有市场前景的创新产品,指导学生组建团队(5—7人),编制商业计划书,参加各类大学生创业竞赛,开展创业训练实践活动。活动包含:(1)组建团队。采用“互补原则”组建大学生创业训练实践活动团队,通常包括“化学工程与工艺”、“工商管理”、“会计学”、“市场营销”、“农学”、“园林技术”等学科专业。(2)消化吸收。产品创新者即团队负责人(化学工程与工艺专业学生)向团队成员详细介绍创新产品的制备工艺、技术水平、应用领域、性能优势、市场前景,组织团队成员反复讨论、消化吸收、讨论确定产能计划和商业计划书框架。(3)分工编制。一个完整的创业计划书必须包括:企业介绍、行业分析、产品(服务)介绍、人员及组织结构、市场预测、营销策略、制造计划、财务规划、风险与风险管理等内容。一般而言,化学工程与工业专业学生负责编制企业介绍、行业分析、产品介绍、制造计划;工商管理专业学生负责编制人员及组织结构、风险与风险管理;市场营销专业学生负责编制市场预测和营销策略;会计学专业学生负责编制财务规划;农学或园林技术专业学生负责编制产品服务即肥料产品农化服务模式。(4)整合定稿。团队成员介绍各自编制内容和编制依据,相互质疑、研讨、完善,形成完整的商业计划书。(5)备战竞赛。创业竞赛是培养大学生创业能力的重要途径[10],可以极大地提高学生的团队合作能力、组织能力、沟通能力、文案策划能力、专业能力、语言表达能力和应变能力等[11]。本课程组指导大学生参加“创青春”等各类大学生创业竞赛,先后获得国家铜奖2项、安徽省金奖和银奖各3项。

三、结论

以课程知识点为主线,以理论知识的实际应用为指导,循序渐进地开展选题能力、开题能力、创新能力和创业能力的培养,不仅能够较好地激发学生兴趣和热情,而且能够较容易建立实践活动基地,实现大学生创新创业能力培养的可持续性。

参考文献:

[1]韩效钊,王百年,宋阳,等.化工热力学教学改革探讨[J].化工高等教育,2014,31(04):26-29.

[2]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2014:4.

[3]牛自得,程芳琴.水盐体系相图及其应用[M].天津:天津大学出版社,2002:5.

[4]张联科.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,1985:6.

[5]孟丽,李海滨,李强.产学研结合培养模式下大学生应如何确立科研选题[J].价值工程,2010,29(08):134.

[6]李德煌,阮秀华.谈科研课题开题报告的撰写[J].福建教育学院学报,2004,(01):77-79.

[7]佟伟伟.提升高校大学生创新能力的探讨[J].创新与创业教育,2016,7(01):55-57.

[8]柯善杰,魏志超,陈玉前,等.大学生创新训练项目培养学生创新能力的研究实践[J].教育教学论坛,2015,(44):120-121.

[9]闭石宝.浅析大学生创业素质的培养[J].吉林省教育学院学报:中旬,2015,31(02):149-150.

[10]郭燕,耿贵珍,郗蒙浩.基于创新创业能力培养的工商管理学科竞赛体系研究[J].教育教学论坛,2016,(09):128-129.

[11]叶晓素.浅析创业类竞赛对大学生创业能力与职业能力的提升作用[J].现代职业教育,2016,(30):174.

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