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成果推广与获奖

近年来,团队在基础化学课程教学改革实践中提出的全新的、切合实际的改革思路,经过多年的教学实践,在人才培养模式和课程建设、教学内容更新、教学模式和教学方法创新等方面取得诸多成果。这些成果在校内外得以推广应用,学生受益面日益扩大,提高了人才培养质量。

1、立足化学创新实验室,培养创新创业人才

2012年成立了天津工业大学大学生化学化工与环境综合创新实验室,经过近5年的建设与推广,形成了完善的教学和第二课堂培养学生综合与创新能力的体系。创新实验室采用“模块化多层次”实验教学模式:(1)针对全校对化学有兴趣的同学开展科普性趣味实验;(2)针对化学相关专业同学开展创新性化学实验,组织学生申报和承担天津市级和国家级创新项目,培养学生创新能力;(3)组织和指导学生参与学科竞赛,创新实验室承担的学科竞赛有天津市大学生化学竞赛和全国节能减排科技作品大赛,还指导学生参加“挑战杯”、“化联杯”等学科竞赛;(4)依托科研项目连接企业和众创空间,营造创业氛围,培养创业意识。

学生参加各级创新创业大赛,其中获全国大学生节能减排科技作品竞赛奖13项;参加各级创新实验训练800余人次,其中承担国家级大学生创新性训练项目37项,承担天津市级创新性训练项目9项,承担校级创新性项目11项。参加天津市“创青春”大学生创业大赛,获银奖2项;参加天津市创新创业大赛,获二等奖1项及扶持创业基金15万元;参加中国创新创业大赛,获一等奖1项及扶持企业成长基金10万元; 3项成果实施转化,以学生为主注册科技公司1个,成立创业实体。

依托创新实验室项目,组队参加了团市委、市学联、市教委、市科委等联合主办的 “创青春”天津市大学生创业大赛,项目“新型负载钯非均相水凝胶复合催化剂”和“年产2000吨聚电解质硅基脱色提纯絮凝剂产业化项目”获分别获得银奖。

“植物油渣油提取甾醇及制备生物柴油”项目经过近5届学生的努力,最终项目实现成果转化,项目技术在中粮集团天津中粮天科生物工程有限公司实现产业化应用,成果获得纺织工业联合会科技成果一等奖、天津市科技进步二等奖和中国粮油学会科技三等奖。

严峰教授指导的“油霸”团队先后参加了“云创空间杯”天津市创新创业大赛和中国创新创业大赛,在天津市创新创业大赛中获得二等奖,并最终摘得第四届中国创新创业大赛桂冠,获得该国家级赛事的冠军,是我校参加创新创业类竞赛所获的最高级别荣誉。项目最终获得科技部火炬中心10万元资助和天津科委15万元资助,项目已经入驻天津工业大学精武镇研究院,并注册成立天津海润金科科技有限公司,公司稳定运行近2年,2016年销售额超过200万元,2017年有望突破500万元。

 

2、教材建设与新型网络资源开发

近年来出版教材9部,其中规划教材7部。这些教材已被我校相关专业使用,同时,部分教材被国内多所院校使用。

有机化学课程组自主开发研制了计算机仿真的“有机化学实验单元操作”多媒体辅助教学课件。该课件获第四届全国多媒体课件大赛一等奖,并由化工出版社正式出版。目前已推广到十余所高校使用。

建设了有机化学市级精品课网络,物理化学市级精品课网站,无机化学优秀课程,分析化学实验教学网站,综合与创新化学实验教学网站以及天津工业大学化学实验中心网站,学生可在网站查阅和下载课程讲义,PPT,实验微视频等,极大丰富了学生的学习资源。

开发了有机化学APP,学生进入有机化学实验室后通过扫描二维码下载有机化学实验APP,进入APP后可以查阅基础知识、实验操作、实验项目及有机微课。APP内容丰富,包含了实验安全与防护,规章制度,仪器设备,实验操作步骤,实验讲义及PPT,微视频等。学生在实验过程中可随时查阅APP,将学生实验过程中的空余时间充分利用,提高了学生学生和实验的效率和效果。

 

3、立足纺织相关专业基础化学实验教学,培养学生兴趣和能力

团队无机化学课程组和分析化学课程组承担低年级基础化学实验教学任务,由于学生入学成绩参差不齐,一部分学生对化学实验产生畏难情绪,对后续化学实验课程影响较大。

“纺织相关专业基础化学实验教学培养学生兴趣和能力的研究与实践”获得纺织工业联合会教学成果三等奖。“基础化学实验教学培养学生兴趣和能力的研究与实践”获天津工业大学校级教学成果一等奖。团队将该教学成果推广到全部化学相关专业实施,取得良好效果,每年受益学生约960人。通过低年级基础化学实验,培养学生的实际动手能力,加深课堂知识的理解,培养学生实际应用研究的兴趣。同时在已有基本知识、基础理论及实验技能的基础上,根据学生的个性差异及兴趣取向,专业培养方向,培养自主实验的意识,提升学生创新能力。

 

4、创办天津市大学生化学竞赛,培养学生综合与创新能力

以培养学生综合与创新能力为宗旨,团队创建了“大学生化学化工与环境综合创新实验室”,对学校相关专业本科生开放。以该创新实验室为平台,创办天津市大学生化学竞赛,培养学生综合与创新能力。

自2010年组织“环化杯”化学知识竞赛,2014年该竞赛升级为市级竞赛,包括天津大学、南开大学等17所驻津高校组队参加竞赛,累计参赛学生超过7000人次。天津市大学生化学竞赛为当前天津市唯一化学类市级学科竞赛,包括理论知识个人赛、综合技能团队赛和实验技能比赛。自2013年起,面向天津市高校,策划并承办天津市大学生化学知识与应用技能大赛;2015年,与天津市大学生化学实验竞赛合并,创办了市级竞赛—天津市大学生化学竞赛。2015年大赛由天津市教育委员会主办、天津工业大学和天津师范大学共同承办;2016大赛由天津市教育委员会主办、天津工业大学和天津商业大学共同承办。2017,2018年该竞赛由天津工业大学独立承办。该竞赛为天津市各高校化学学科教师搭建了交流的平台为天津市各大高校化学相关专业每年超过3000名学生提供了展示才华的舞台。

此外,连续4年组织学生参加“全国大学生节能减排科技作品竞赛”并请专家对学生进行指导,获得国家级三等奖11项,优秀组织奖2项。全校10余个学院累计1000多人参加。本团队还组织学生参加天津工业大学科技作品竞赛、天津市“挑战杯”大学生课外作品竞赛等,多次获奖。近几年团队教师指导学生获市级以上竞赛奖励情况见附表。

 

5、物理化学图解法全程多媒体教学

2008年,“物理化学图解法全程多媒体教学实践研究”获天津工业大学校级教学成果奖二等奖;2000年,“物理化学教学方法改革和实践” 获天津工业大学校级教学成果奖二等奖.基于以上2项教学改革成果,“物理化学图解法全程多媒体教学”得以在天津工业大学各专业本科生物理化学教学中逐渐推广应用,迄今为止每年受益学生约960人。

团队物理化学课程组对物理化学的教学内容和教学方法进行了认真的系统的教学改革,相继完成2个市级教改课题“物理化学教学方法的改革和实践研究—图解物理化学”和“材料类物理化学内容的优化和全程多媒体技术教学的实践研究”。该教改成果紧扣2个市级教改课题,包含两方面内容。一是教学方法上的改革—应用图解法进行物理化学教学。二是教学手段上的改革—多媒体技术和图解法相结合,全程使用多媒体技术进行图解法物理化学教学。图解法教学是一种直观、简明、形象、生动的教学方法。对物理化学教学内容的图解过程是一个知识的再创造过程,是一个化难为易、化复杂为简单的过程,努力做到使图解科学、准确地表达内容,让学生易看易懂,一看就懂。应用多媒体技术进行图解法教学,有效地提升、彰显了图解法教学方法的优点,并且很好地将传统教学方法和现代教学技术手段实现了融合。图解法全程多媒体教学方法作为我校市级物理化学精品课的特色教学方法,经过近8年的逐步推广应用,得到校内外同行专家和学生的一致认可。比如,在讲解了开尔文公式的图解后,有学生对老师说:“我记不住开尔文公式,但我记住了对开尔文公式的图解说明”。再如,有学生说:“听听看看老师的图解,就知道火焰的最高理论温度怎么计算了”。物理化学图解法全程多媒体技术教学课件已挂在物理化学教学网站。

 

6、以问题为核心 深化有机化学实验教学

团队有机化学课程组长期致力于有机化学实验教学改革,取得了丰硕成果。2010年,课程组完成市级教改项目“以问题为核心 深化材料学科实验教学改革”,其研究成果先由我校材料专业应用,继而应用推广至全校其它专业即应用化学、化学工程与工艺、制药工程、轻化工程、环境工程等专,每年受益学生约900人。

基于该教学改革成果,在有机化学实验课教学中,注重理论联系实际,以问题和课题为核心,为学生设计开设了许多高水平的设计性和综合性实验项目、更新和调整了沿用多年的实验课体系。例如,有机化学实验把内容调整为基本训练单元和设计性、综合性实验两部分。在基本训练单元部分,引进了教师开发的不用溴的绿色化学实验——对溴乙酰苯胺的合成。在设计性、综合性实验部分创新地开设了绿色氧化实验——过氧化氢氧化苯甲醇制备苯甲醛设计实验;在有机化学综合实验教学中,为学生开设了由过氧化氢氧化环己醇制备环己酮、由过氧化氢氧化环己烯制备己二酸的综合实验等。学生设计实验“用过氧化氢催化氧化环己醇制备环己酮”,革除了传统上使用重铬酸盐的方法,引入了绿色环保的概念,很好地解决了污水排放问题,培养了学生的环保意识。为基础性和经典的教学内容赋予了新的内涵,使其具有了先进性和现代的气息,使基础教学和科学研究相结合,不仅避免了实验室的污水发生,而且把学生的眼界从此引领到科学研究的前沿。该实验已被南开大学化学实验中心采纳,作为综合实验为学生开放,取得了很好的教学效果。“以问题为核心在实验中培养学生的研究和创新能力”获天津工业大学校级教学成果二等奖;“过氧化氢氧化法制苯甲醛”实验获校级优秀设计性综合性实验一等奖;“多氧钼酸盐催化过氧化氢氧化苯甲醇制备苯甲醛”,获第十届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖,“利用工业副产品多甘醇制备新型增塑剂”获得第十一届挑战杯天津市大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。