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导语:在超分子化学论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
环糊精概述
环糊精(Cyclodextrin,CD)是一种水溶性、非还原性、不易被酸水解的白色晶体,无毒,可食用,具有多孔性。β-环糊精“内疏水,外亲水”的分子结构使其具有很多化学特性和用途。能与CD形成包合物的客体非常广泛,如有机分子、无机离子、生物小分子、配合物、聚合物甚至惰性气体[1]。分子大小适于其洞穴尺寸的客体分子,只要极性小于水,就有可能代替小分子而进入CD空腔形成包合物。我国环糊精的研究始于20世纪70年代末,发展到现在β-环糊精已经工业化生产。
环糊精化学基础研究最早涉及的范围包括:催化高选择反应、类酶催化反应和不对称催化反应。各种新的分析技术的完善和新仪器的出台,吸引了各领域科学家的关注,推动环糊精化学的发展。
包合物的形成条件
能够形成包合物是环糊精最重要的性质之一,在包合物中,被包结的化合物分子常被称为“客体”,环糊精分子被称为“主体”。环糊精包合物能否形成受内在因素和外在条件的影响。内在因素取决于环糊精和其客体的基本性质。归纳起来主要有以下三方面[2] :主客体之间疏水亲酯相互作用;主客体符合空间匹配效应;氢键与释出高能水。上述三个因素不但影响着环糊精包合物能否形成,而且还直接影响着形成物的稳定性。即包合物的稳定性也取决于客体分子基团的性质、空腔尺寸、分子大小及空间构型等。A' genes Buvari-Barcza[3]讨论了客体性质、β-环糊精取代度对包合物形成的影响。认为包合物的稳定性依赖于客体分子的空间匹配性,即客体的尺寸和形状。另外,包合物的形成还受反应时间、反应温度、搅拌(或超声波震荡)时间、反应物浓度等外在条件的影响。
包合物的制备方法
包合物制备方法较多,在实际研究应用中应根据主客分子的性质、投料比例,选择适应的制备方法。
超声波法
β-环糊精饱和溶液加入客体分子药物,混合后立即用超声波破碎仪或超声波清洗机,选择合适强度,超声震荡处理适当时间,代替搅拌力,将析出的沉淀如饱和溶液法处理得包合物。
饱和溶液法
饱和溶液法也称重结晶法,先将β-环糊精制成饱和水溶液,加入客体分子药物,对于水不溶性药物,可先溶于适当有机溶剂,再注入β-环糊精饱和水溶液,搅拌直到成为包合物为止。用适当方法使包合物析出,再将得到的固体包合物过滤、洗涤、干燥即可。将挥发油的提取工艺与β-CD包合工艺偶合,形成了两种新的包合工艺:液一液包合法和气一液包合法,从而简化了工艺,提高了制备效率。
研磨法
如肉桂油β-CD的制备中,将β-CD加蒸馏水研匀后,加入肉桂油或肉桂油的乙醇溶液混匀,置胶体磨中,充分研磨至糊状,过滤,冷风吹干即得。
浆状法
即CD和客体分子不需要溶解,只是在室温条件下通过剧烈搅拌,将它们悬浮于少量水中。若使用超声波,可促进固相的分散。
揉捏法
此法的特点是所需的水比浆状法更少。CD先与少量的水揉捏混合,然后将计算好配比的客体分子直接加入,不需要任何溶剂。
冷冻干燥法
易溶于水的环糊精包合物,不易结晶沉淀,或在加热干燥时易分解、变色的包合物,可用冷冻干燥法干燥。冷冻干燥法使包合物外形疏松,溶解性能好,可制成粉针剂。
喷雾干燥法
如制得的包合物易溶于水,遇热性质稳定,可用喷雾干燥法制备,干燥温度高温受热时间短,产率较高。
包合物的鉴定
研究环糊精包合物常在固态和液态两种状态下进行。用于检测固态包合物的手段有很多,例如X射线衍射、差热分析、薄层色谱、红外光谱和核磁共振等。
β-环糊精包合物的应用进展
β-CD在医药、日化、食品、轻工、农业和其它工业方面有广泛的用途[4],在此主要介绍以下两个方面:β-CD可与有机化合物生成包合化合物,具有独特的能吸附各种物质的包合性质,可以起到稳定、缓解、乳化、提高溶解度和减少药物的刺激性和毒副作用等多种作用。将β-CD用于食品业,具有抗氧化作用,可保持食品稳定,改良和提高组织结构,去除和减轻苦涩味,并保持食品的风味。
综上所述,环糊精及其衍生物在生物医药、食品、环境保护等领域有着广泛的应用前景。
参考文献
[1]宋乐新,孟庆金,游效曾.环糊精和环糊精包合物.无机化学学报.1997, 13(4): 368-374.
[2]张海容.环糊精超分子室温磷光进展:(硕十学位论文).山西:山西大学硕士学位论文,1999.
关键词:优化内容;改革方法;寓学于乐
中图分类号:TQ;G6420 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2012)04-0053-03
在当今科技高度发展、学科交叉进一步加强的时代,化学已经渗透到建筑、信息、材料、能源、机电、生命、环保等学科领域。大学化学是高校建筑类专业的公共基础课程,它在化学基本理论与工程具体实践之间搭起了一座桥梁。大学化学课程对优化学生的知识结构,培养学生用化学的观点分析、认识科学技术和社会实际中的化学问题,对把学生培养成为厚基础、宽口径、强能力、高素质的创新人才有着重大的现实意义。
一、围绕专业需求,安排教学内容
大学化学是建筑类专业学生大学期间唯一一门化学类课程,具有相对的独立性和完整性。教师在讲授大学化学时,经常会犯“讲得过多”和“讲得过少”两类错误[1]。所谓“讲得过多”是指教师系统地介绍现代化学的所有内容,力图追求化学理论知识的完善;而“讲得过少”则是指教师只罗列一些与化学有关的热点问题和案例,基本不阐述化学的基础原理和规律。实践证明,“讲得过多”和“讲得过少”都不利于理论与实际的结合,不利于建筑类专业学生创新能力的培养。
因此,要针对建筑类专业的实际需要[2],合理安排教学内容,需要对教学内容进行适当删减、强化、增加。删减、回避过细的化学计算和复杂的化学公式;强化水化学、胶体化学、材料化学等建筑领域中所必需的化学基础知识的教学,使学生能运用化学理论、观点和方法审视环境、能源、材料等社会热点论题;增加化学学习与专业应用之间的联系以及化学在工程实践应用中新成果。如华中科技大学针对建筑类专业学生的特点,在电化学原理部分的教学中,增加了阳极氧化和电解抛光知识。从电化学的角度出发,介绍了阳极氧化和电解抛光原理以及电解液的选用,分析和讨论这两种工艺的应用及其优缺点,让学生理解化学知识与专业实际息息相关,与工程技术紧密联系,并能学以致用。
二、改革教学方法,贯彻启发式学习理念
培养学生创新思维是教育的关键,而创新源于兴趣、起于自主、发于尝试。传统“教师中心论”的教学模式,教师处于完全的主导地位,在课堂上只向学生灌输知识,而不注意把握学生的心理,这与创新格格不入。因此要改革教学方法,贯彻启发式学习理念,充分调动学生学习的积极性。
(一)理论讲授要精心设计,遵循学生认知思路,突出以学生为中心的教学模式
教学活动是学生在教师的指导下进行的有目的、有计划的学习活动。化学基本原理中大量公式的教学,应当是在教师引导下训练学生有意识地进行抽象逻辑思维活动。教师要设计一系列问题,并留出学生积极思考的时间,通过师生间的讨论和交流,使学生主动得出结论。如在讲授化学热力学中化学反应方向的判断时,教师可以设计下列的教学程序。
首先,在压力为标准态和温度为298.15 K时,判断标准是ΔrGθm(298.15 K),它可以由参与反应的各个物质的ΔfGθm(298.15 K)而计算出来,这一点学生都清楚。其次,教师引导学生思考“若压力仍是标准态,但温度不是298.15 K,该怎么办?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)与温度无关,提醒学生可以用吉—亥公式求解。然后,进一步发问:“若压力不是标准态,温度也不是298.15 K,该怎么办?”此时提示学生利用热力学等温方程式中的ΔrGm与ΔrGθm的关系,将非标准状态化为标准状态,从而求解。
通过学生和教师间的这种互动、提问、设疑、解答,学生在自觉、主动、多层次的参与过程中不但学会了复杂的化学反应原理,而且也掌握了分析问题、解决问题的科学方法。
(二)应用部分要勇于放手,让学生走向讲台
教育的关键是使学生具备将所学知识应用于实际的能力。化学应用部分的目的正是培养学生利用所学的化学原理分析、解决工程实际问题的能力。在学生课后自学和相互讨论的基础上,学生和教师换位,由学生讲解该部分内容,对专业中遇到的实际问题,如金属腐蚀的防护与利用上升到化学原理加以分析,论述自己的观点。学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习,做好充分的准备。因此,他们在主动获取知识的同时,无形中提高了对这门课程的学习积极性。
(三)改革考试方法,以课程论文、实验设计代替闭卷考试
学生学学化学的基本原理和方法的目的不是为了成为化学家,而是具备基本的化学素养的化学思维,能以化学的眼光、角度、世界观分析和解决工程实际中遇到的化学问题。若通过做习题来检测学生的学习效果,不管是开卷或闭卷的考核形式都没有意义。相反,布置课程论文,让学生在查阅资料的基础上,对一些典型案例抽象化,建立理论模型,再用课堂上所用的原理进行分析,提出自己的见解;或者要求学生运用化学基本原理,结合专业特点,对自己感兴趣的内容自行构思、自拟方案,完成一个综合实验设计,并通过实验验证。这两种方式表面上不直接考察学生理论知识,实际上考察他们运用理论知识解决实际问题的能力是更深层次的要求[4]。
实践证明,布置论文或综合实验设计的考核方式行之有效,很多学生写出了较高质量的论文,大学化学实验设计也深受学生欢迎,真正达到了培养学生创新能力的目的。
“十五”期间,北京化工大学以第一单位(个人)获国家技术发明奖3项,国家科技进步奖7项,获省部级奖励36项。申报发明专利280项,授权101项。被SCI收录论文1050篇,被EI收录论文706篇,被ISTP收录论文187篇。据教育部科技发展中心统计,2004年学校被SCI收录论文244篇,居全国高校第35位,比2000年前进了50位,2005年SCI收录论文413篇;特别是在SCI被引次数由2000年的18篇次、名列63名,上升到了2004年的288篇次、名列全国高校第36名。这对于一个只有800多名专任教师队伍的学校来说是殊为不易的。
以基础、应用基础为先导 构建知识、技术创新的平台
近年来,插入化学这一概念已逐渐被国际学术界认可并成为研究热点,十年间发表的SCI论文数目几乎增加了一倍,2004年达到2029篇。以长江学者段雪教授领衔的科研团队通过这一前沿领域的研究,在国内外著名学术刊物上发表被SCI收录研究论文100余篇,为完善和丰富超分子插层组装理论做出了贡献,奠定了在国际、国内相关研究领域的学术地位;近5年以来,共申报国际发明专利17项(已公开5项,并有2项进入国家阶段),申报国家发明专利99项,授权国家发明专利32项、公开国家发明专利29项,针对结构与技术创新构筑了较为完整的自主知识产权体系。基于应用基础研究和工程化及产业化的科技成果,2004年获国家技术发明二等奖1项,2001年获国家科技进步二等奖1项,还先后获得省部级成果奖励5项,形成了稳定的、有特色的、具有国际影响力的优势研究方向。
开发共性、关键技术 为行业科技进步服务
作为一家具有行业特色的高校,学校针对行业中一些关键、共性技术,组织研究、攻关,并将成果及时在企业中推广应用,这些成果在解决经济建设、社会发展和国防建设中的重大问题方面做出了突出贡献,产生了显著的经济效益和社会效益。
如,“丁基橡胶生产技术“于2002年8月用于工业生产中,生产结果表明,该技术已处于国际先进水平。这一关键技术的攻克为企业创造了5亿多元的经济效益。“大型高效搅拌槽/反应器的成套技术及装置”这一共性技术的开发,结束了我国关键的大型搅拌槽/反应器设备长期依赖进口的历史,与国内外技术相比,具有适应性强、单台设备生产能力高、操作弹性大、性能价格比高等特点,有明显的竞争优势。“特殊物料分离技术”已应用在高粘度、易自聚、含固体颗粒物料等270多套装置中。2003年对应用该技术的10家企业近三年的情况作了调查,他们开具的证明表明,三年内取得经济效益13亿元,节省蒸汽一百多万吨,减少化学污染物料排放约4万多吨。这一共性技术的开发应用,对推动行业的科技进步,大幅度提高生产能力、产品质量和经济效益,减少能耗物耗和污染物排放等方面做出了重要贡献。
上述案例说明,关键技术、共性技术对推动行业的科技进步,提高行业的国际竞争力有着十分重要的作用。与企业不同,学校开发的这类技术不求自身独占,而总是力求让更多企业使用,以充分发挥它在推动经济和社会发展中的作用。
扶植、培育新的生长点 加强对高新技术的研究开发
近几年,学校生物化工技术的研究开发得到了长足的发展,环境领域项目明显增加,计算机应用技术研究持续发展,农业工程有关的研究工作开始显现成效。在生物技术加工过程,特别是微生物发酵平台技术和脂肪酶催化,在国内有一定的优势。在生物资源和生物能源领域,开发了从青霉素菌丝体中提取麦角固醇、壳聚糖和氨基葡萄糖的新工艺,先后获得2001年中国石油化工科技进步二等奖,2002年国家发明二等奖。酶法合成生物柴油的小试已于2004年1月通过了技术鉴定。在分离工程和中药现代化方面,开发了中药连续多级逆流多级萃取设备及工艺,获中国商业联合会科学技术进步一等奖、2005年国家科技进步二等奖。
依靠现代化工技术 改造和建立新型化工产业
现代化工技术主要特点是“绿色化,资源高效、集约化,进而改善产品结构,降低资源消耗并从根本上减少环境污染。”利用现代化工技术改造传统化工基地,建立新型化工产业,提高其竞争力具有举足轻重的作用。如:具有国际领先或先进水平的研究成果超重力技术,在长江学者陈建峰教授的带领下,在较宽领域中进行了大量有关超重力高新技术的研究。学校首创超重力法制备纳米材料技术,成功合成出纳米碳酸钙、纳米阻燃剂、纳米电子化学品、纳米白碳黑、复合纳米材料等产品,并成功实现纳米碳酸钙的大规模工业化生产;在世界上首先实现了超重力法油田注水脱氧的商业运行;协助美国Dow Chemical公司建成了世界上最大的超重力反应分离装置,取得了巨大的经济效益;多项超重力反应与分离示范技术已出口美国、新加坡和台湾地区。中心在超重力反应与分离、制备纳米材料技术以及高技术产业化方面走在世界的前列,取得了一批具有国际影响的成果:2001年获北京市科技进步一等奖、2002年获中国高校科学技术(发明)二等奖、2003年获国家技术发明二等奖,近200篇,申请国际发明专利9项(已授权2项),申请国家发明专利35项(已授权10项)。
积极开展科研组织的创新
结合当前国家经济社会发展的重大需求,在基地、团队建设基础上,学校组建安全科学与监控工程中心、国防新材料研究中心、资源与环境研究中心、能源工程研究中心。在这四个中心建设的指导思想中,首先改变了学科建设以学科点申报为导向和目标的习惯做法,其所涉及研究领域大多数尚未完整体现于现有学科专业分类体系中,而是紧密结合了经济社会发展面临的重大问题。学科专业是知识划分和知识生产制度化的产物,学科制度通过规范有效地推动了学科新知识的增长,但同时形成了学科之间相对封闭甚至冲突,不利于学科之间的交流,从而在一定程度上抑制了学科内部的知识创新活力。其次,打破现行人员行政隶属关系的壁垒,包括绩效考核体系、利益分配管理办法等方面对学科交叉与融合形成的人为阻滞因素。第三,通过人事聘任制度的深化改革,加强学科建设中个体责任意识,大力扶植各层次科技创新团队。
加强统筹、协调 实现集成科学和技术、工程的重点突破
由于历史原因,学校在科研基地建设方面相对薄弱。通过努力,学校近年新增2个北京市重点实验室、2个教育部重点实验室和1个教育部工程中心。
全球性资源匮乏和行业资源消耗高,已成为制约化学工业发展乃至国民经济发展的首要矛盾。学校以“可控化学反应科学与技术基础可控化学反应科学与技术基础”教育部重点实验室为基础,瞄准化工与资源的学科交叉点――化工资源有效利用,积极组织协调,按照以化工手段解决资源问题为主导思想,充分利用学校化工、材料和化学3个一级学科布局紧凑、专业方向完整的优势,通过化学、化工及材料等学科间的交叉、渗透和整合,形成以化工资源有效利用为特色方向,“化工资源有效利用”国家重点实验室已经纳入建设计划。
[关键词] 理工科学生 产学合作 创新 人才塑造 教育形式
进入21世纪处处充满机遇与竞争,而人才的竞争尤为关键。创新精神与创新能力、实践能力成了培养人才的主要标准。然而,理工科大学生虽具有较扎实的基础知识,但创新能力、实践能力较薄弱,创新思维不成熟,在高校大力推行产学合作教育的今天,理工科大学生能否能在产学合作中提升自己的创新能力变得愈发重要;应届毕业生进入社会缺乏竞争力,远不能适应社会发展对创新型人才的要求。因此,产学合作教育培养创新型人才是时展的需要,也是目前高等教育发展改革的一种趋势。
一、在产学合作中培养理工科大学生创新型思维的优势
创新型人才培养的关键是如何培养创新能力、创新思维,创新能力的培养主要体现在创新意识和实践能力的培养。创新意识需要在对创新氛围及过程的亲身经历和感受中得到升华;而实践能力的培养离不开各种的实际训练,只有通过具有实际价值的创新实践,提炼出具有真实意义的策略、手段和方法,才能在理论指导下灵活运用、创造知识和技术并取得有价值的成果。
产学合作教育的情境恰恰具备了这些条件,能够在有限的空间当中给大学生提供无限的潜能。产业与科研系统较之学校教育系统更直接面对知识、技术创新的实际,尤其是一些高科技产业与高科技研究部门更是立足于科学技术的前沿。这种优势一旦补充到大学,对于创新型人才的培养就会是一种飞跃。
二、产学研合作教育与传统教育的主要区别
产学合作教育的兴起,从根本上解决了学校教育与社会需求脱节的问题,缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距,让大学生能够了解社会,逐渐融入社会,增强学生进入社会的竞争能力。产学研合作教育与传统教育在教育观、教育的目标及手段、教学的切入点和主要特征诸方面均存在显著的不同。产学合作教育开放式,施教单位多:学校、企业、科研院所;教育目标广传授知识培养创新能力、实践能力;教育直接切入课堂教学、生产实践、科研实训,强调学科的系统性学科间的综合性,此外,传统教育比较重视智力素质的开发,产学合作教育则重视综合素质的开发;传统教育比较重视学生掌握知识的实时性,产学研合作教育则重视学生掌握知识的可持续发展性。
三、产学合作教育模式比较
我国于1985年引入产学研合作教育模式,先是民间进行有组织的试点工作,后由政府教育主管部门组织有计划的试点工作,进而纳入政府教育教学改革的总体规划中。但是,直至目前,产学合作教育在我国仍处于试验性实践阶段,从进展情况来看,在产学合作教育的人才培养模式以及产学合作教育的办学模式上取得了较大的突破。这些模式就学科而言,涉及文科、理科、工科等不同专业门类;就层次而言,已经涵盖了专科生、本科生、研究生等不同教育层次。
但是在社会和教育事业的发展中,产学合作教育中已有较多尝试。
1.工读结合,工学交替。将学生在校学习的时间分为理论学期和实践学期,学生理论学期在校内学习,实践学期到校外工作,如“3+1”和“订单式培养”等。
2.共建实习基地,学生顶岗锻炼。以签订“共建教学实习基地协议书”的方式,学校积极创造条件与行业或企业共建教学实习基地、增加学生接触社会和接触生产实际的机会。
3.分散式合作教育。发挥学生主观能动性,自找门路,寻求多领域、多形式的社会实践机会。
4.校内合作教育。构建以校办企业和校内实习基地为主的创新集成环境,引导学生通过实习与实验教学环节、第二课堂、科技活动及社团活动,把课堂上学到的知识付诸实践,加以深化和提高。
5.校企合作的研究与开发。利用校内资源,与企业共建联合研究室或技术开发中心,学生参与校企联合开发的项目,实现校企双赢。
6.以科研项目为载体的合作研究与开发。学生或参加教师的科研项目,或直接承接政府部门的科研项目和企事业单位的课题,或在毕业设计(论文)期间深入生产实际,为企业排忧解难。
然而,若立足于创新能力的培养,对于工科大学而言,在这些模式中,模式1至4主要侧重于提高学生的实践动手能力,难以达到实际意义上的创新能力培养,同时推广起来亦存在一定的障碍。模式1的工读结合、工学交替,完全依赖于企业的积极性,效果不稳定;模式2既存在学生顶岗的安全患,也会因技能欠熟练而影响企业的劳动生产率;由于各高校都扩大招生,学生短期难以集中找到社会实践机会,所以模式3实效有限且难以管理;模式4需要不断地投入大量的资金,同时学生在模拟的环境里感受不到企业在市场经济条件下所面临的竞争、挑战和危机感。相比之下,笔者认为,采用模式5和6,并辅以必要的社会生产实践,则更易推行,效果也会更好。
四、产学合作教育培养创新型人才的若干实践
针对创新型人才及技术创新能力培养,依靠教育部农产品生物化工重点实验室(合肥工业大学)、安徽省农产品生物化工工程技术研究中心、总医院、中国药品生物制品检定所等单位的科研实力,借助安徽丰原集团、合肥太古可口可乐公司、合肥拓峰生物工程公司等企业的行业优势,在合肥工业大学食品科学与工程专业部分本科生和农产品加工与贮藏工程的部分研究生中进行了产学研合作教育培养创新能力的试验。
对于本科生的产学研合作教育主要体现在毕业设计工作中,参加毕业设计题目全部来源于科研项目或企业的攻关课题;毕业设计期间安排他们到企业或科研单位,进入不同的课题组,直接面向科学研究前沿方向从事科研或技术攻关。采取“双指导教师”方式,聘请基地单位具有较强的科研能力和丰富的工程实践经验的技术骨干,共同进行毕业设计指导,学生在完成毕业论文的同时,不仅拓宽了知识面,创新意识和创新能力也得到提高。
而对研究生的产学研合作教育则尝试以科研项目为载体的培养模式,依托重点科研机构,紧密结合企业的生产实际,构建高层次创新型人才培养新体系。研究生一经录取即进入产学研基地工作岗位,根据学生的不同层次和能力强弱,组织他们分别进入科研课题组,有的还作为负责人承接工程子项目。学生结合科研或工程实际问题开展课题研究,学位论文与研究课题直接挂钩。研究生的指导亦采用双导师或指导小组联合指导,由于指导针对性强,理论与实践结合得比较好,实现了校企双方的优势互补。我们还引入了学生科研团队的机制:组成由博士生领衔、硕士生和高年级本科生参加的科研小组,由不同层次、不同研究水平的学生共同完成科研任务。科研工作极力倡导求新、求大、求和、求难的精神。求新:即敢于更新观念,敢于涉及新领域,敢于承接新课题。求大:究实践中感受、体验科研工作,独立地思考、探索与学习。
本研究采取的产学研合作培养创新型人才的模式,既有别于单纯安排学生参加企业的生产实践,又不同于一般教学环节中引导学生参与科研活动的培养方式,而是通过组织学生参加企业和科研单位的科技攻关、科学研究,将创新与学习过程结合起来,达到灵活运用知识进行积极思维、增强创新能力之目的。与企业的合作,不仅要搞小发明、小革新,更强调怎样把实验室的研究成果通过中试扩大到生产试验、进而投入正式生产;强调成果的实用性、经济性、高效性和规模性。与科研单位的合作,注重成果的国际前瞻性,力求形成自主知识产权,提倡成果的原创性和新颖性。
实践表明,产学研结合教育为学生提供创造性的环境和机会,把理论知识同研究、产业实践紧密结合,帮助学生从多角度多层次分析问题,使学生的创新能力得到实质性的提高。
(一)参与科研实训,激发创新意识
本科生的毕业设计和研究生的学位论文全部选自真实课题,在专家、教授和工程技术人员的共同指导下,学生受到了科研人员良好的科学素质的熏陶,创新意识进一步被发掘,创新与实践能力明显增强,解决工程实际问题的能力得到升华。
由于科研项目和许多现场的课题有的涉及学科的前沿,有的必须综合应用所学的知识,有的知识在课堂中难以学到,甚至没有学过,因而促使学生主动地学习新知识。学生在参与科研实训、不断剖析和攻克难题、解决工程实际问题的过程中,极大地激发了创新欲望,同时个人的独立工作能力、实践能力和创新能力都上了一个台阶。如农产品加工与贮藏工程2002级的一名博士生作为项目主持人,在承担安徽
省“十五”重大科技专项《热敏性鲜果汁超高压杀菌技术及产业化》的研究中,带领学生科研团队,改进了半连续式超高压杀菌中试装置,成功开发了西瓜汁、草莓汁、猕猴桃汁等热敏性果汁规模化生产工艺,有效疏通了超高压杀菌技术的产业化途径,其成果被专家认定为达到国际先进水平。
(二)立足工程实践,注重原始创新
通过参加企业的科技攻关,学生们逐渐体会到创新是企业立身之本的道理,真正理解企业技术创新的内涵,不是漫无边际的空想,也不是小打小闹的技术革新,更不是花拳绣腿的表面文章,而是实实在在的、能形成企业核心竞争力的生产技术。农产品加工与贮藏工程2003级的一名博士生承接安徽省“十五”二期重点项目《砀山酥梨浓缩汁深加工产业化关键技术研究》中的浓缩梨汁脱色的任务后,带领两名硕士生与丰原砀山梨业公司的技术人员协同攻关,深入现场历时三个多月,进行了大量实验研究,终于提出了降钠脱色新工艺,解决了砀山酥梨浓缩汁钠离子含量过高和色值达不到欧洲标准的难题。
科研工作注重创新成果的实用性、新颖性、高效性。采取各类学术沙龙、论坛、研讨会的指导形式,在基地单位科研人员的积极引导、适时鼓励和真诚支持下,参加试点的教师和学生在原始创新方面取得了一些重大突破。例如,在参加国家自然科学基金重点项目“天然产物有效成分高效精致纯化新技术、新方法”的研究中,学生科研团队在导师的正确引导下,展开超越常规的思考,不拘泥于现有的理论,大胆提出了一些新见解、新方法:如电磁诱导膜分离技术,在高分子膜中均匀分布磁性纳米材料,利用外磁场对分离膜孔径进行约束。调整外磁场强度,可改变磁性材料对孔径的约束、诱导力,达到调节通透率的目的,类同可变孔径分离膜。在溶菌酶的分离实验中,效果非常明显。又如半固定配位色谱技术,基于超分子化学原理,客观描述目标产物、杂质与配体的结合竞争关系,课题组从适应生产实际需求出发,建立了半固定配位色谱新方法,并成功分离了丹参系列产品。
近两年参加试点的学生已先后参与国家级、省部级科研项目和企业委托的技术攻关课题十余项,并在若干学术期刊上公开发表学术论文四十多篇,与导师共同申请发明专利两项。
(三)培养团队精神,磨炼意志品质
在科研实训中,团队所有的成员都有机会学习和训练动手能力、管理能力、解决问题和独立进行技术决断的能力,但每个人的工作又是互相关联的,必须通力协作才能最终完成任务。为此,团队每周组织召开一次学术研讨会,每次确定一个中心议题,研讨工程项目的进展情况、科研中取得的成果或遇到的棘手的问题,或者所承担课题的科研前沿动态。一般而言,经过独立思考后提出的创新设计和构思是否具有可行性,在尚未得到实践证实前,集体研讨是一个最佳的办法。
在研讨会上他们把自己的设想清楚地表达出来,让导师、指导小组以及课题组全体成员提出问题,供大家讨论。研讨会上人人畅所欲言,质疑尖锐,交流切磋无拘无束,甚至在论辩中激发创意。
产学合作教育不仅为学生接触社会、了解国情、参加实践提供了良好的环境和条件,在产学研合作教育实践中,学生的科研实践和实验往往要经受很多次失败的考验,一次又一次的失败对磨炼学生的意志品质和耐心有很大的帮助。学生可以通过创新实践,切身体验技术和产品研究开发的艰辛;感受科研人员坚忍不拔的毅力,在潜移默化中受到感染。
参考文献:
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