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轻化工程论文样例十一篇

时间:2022-02-09 15:02:43

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轻化工程论文

篇1

专业硕士与学术型硕士不同,其目的是培养具有扎实理论基础,并适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专业人才。教育部、人力资源和社会保障部于2013年11月公布了《关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》,强化了专业硕士应以实践为导向,重视理论水平与实践的综合应用[1]。江南大学轻化工程专业硕士培养侧重于染整方向,即以纺织纤维制品为原料,探讨、研究与纤维制品相关的前处理、染色、印花及功能化整理新方法与新技术,以培养染整专业知识和实践技能兼备的人才。

1培养学科交叉复合型人才的必要性

染整作为纺织产业链中的重要环节之一,对提升纺织产品质量和附加值有重要影响,但近年来在发展中也暴露出不少问题,并日益成为制约本行业发展的瓶颈[2]。这主要包括:(1)染整企业生产中水、电、汽能耗高,导致能源紧张和生产成本不断上升,企业净利润下降,影响了可持续发展;(2)染整废水排放量大(占纺织行业污水排放量的60%),且废水处理成本较高;(3)部分企业仍以粗放型和低水平方式生产,产品多为常规中低档产品,附加值不高。因此尽管国内染整行业产能水平不低,但从纤维制品前处理到染整废水处理各环节成本不断上升,导致多数染整企业利润走低。为解决上述问题,有必要将相关学科的新技术与传统染整生产技术相融合,借助于信息技术、数字技术、应用化学技术、生物技术等来改造和提升传统的染整生产,通过新技术、新工艺、新设备和新助剂的应用,促使染整行业向着高效率、低能耗、少污染的方向发展[3]。近年来江南大学发挥学科门类较齐全的优势,在轻化工程专业硕士教学中推行了基于学科交叉互融的教改研究。目前通过与机械工程、颜色技术、应用化学、生物技术等学科交叉,培育出了包括新型染整装备、纳米印染技术、纺织生物技术等多个轻化工程专业硕士的教学和研究方向。其共同点在于培养具有复合技能的应用型专业硕士人才,立足于从纺织纤维制品前处理、染色、印花及功能化整理环节,最大程度地减少生产过程中水、电、汽等资源的消耗,降低生产排放,实现纺织品的清洁化生产。

2轻化工程与生物技术交叉复合型专业硕士的培养策略

生物技术是利用生物体制,以生物工程技术加工底物为原料来提供所需的各种产品或达到某种目的的新型跨学科技术。生物技术与纺织纤维制品的染整加工具有相关性,尤其在最近30年得到了快速发展。轻化工程与生物技术交叉研究的思路是借助于生物酶进行纤维前处理、染色后处理和功能整理。与传统纺织品化学加工相比,生物技术与轻化工程相结合后能降低染整生产排放,实现温和条件下高效节能加工。江南大学在生物工程、生物技术学科方面具有教学与科研优势,其中生物工程为国家级一类特色专业、江苏省首批品牌专业。为顺应生态染整的发展要求,我校结合这一优势将轻化工程与生物技术相交叉,形成了纺织生物技术研究方向,并构建了应用型轻化工程专业硕士人才培养体系。具体包括下述四个方面。

2.1导师队伍建设

由于生物技术在染整中的应用以酶技术为主,因此对导师队伍组成也提出了较高要求。一方面要求导师熟悉纤维的原料特点,染整加工原理,工艺和设备,纤维制品质量评价;另一方面也要求导师对生物技术的相关专业知识(如生物酶种类、酶学特性、应用效果评价方法等)有相当的了解,力求同时拥有两个学科的知识结构。通过近10年的建设,我校纺织生物技术研究方向已建成了符合上述要求的导师队伍。目前纺织生物技术方向的导师队伍由10人组成,其中教授4人,副教授6人,具有轻化工程专业背景的博士4人、具有生物技术相关发酵工程专业的博士3人。在与生物技术交叉的纤维制品染整加工研究中,能从生物酶的菌种筛选、酶作用机理与酶学特性等方面,与纤维制品酶法加工很好地结合起来。在专业硕士培养过程中为提高人才培养质量和企业课题实施效果,鼓励专业硕士导师走进染整企业,与学生一起分析和解决企业遇到的现场技术难题。另一方面依托企业设立的省企业研究生工作站、博士后流动站,聘请企业内硕士生导师共同参与到课题实施中,以充实师资队伍。

2.2课程体系和平台建设

培养与生物技术交叉的轻化工程专业硕士,课程体系和研究平台建设是基础工作。为体现专业硕士课程的实用性和学科交叉性,教学改革中对原有课程组成、学时分配、课程考核方式进行了优化。除了与纺织化学相关的专业课程外,增加了纤维素与蛋白质化学、纺织生物技术基础、仪器分析等,其中纤维素与蛋白质化学区别于一般的纺织材料学,更多从分子和超分子结构层面分析其结构组成与其化学加工、生物酶处理的相关性;纺织生物技术基础是专业知识交叉的主要课程,阐述生物酶种类、酶学特性、酶对纤维的作用机制、纤维结构与酶整理效率相关性、纺织品生物酶应用等内容;仪器分析课程除介绍常见的高分子及纤维材料分析方法外,还补充介绍了与生物技术相关的测试手段如凝胶电泳、氨基酸分析等。通过上述理论课程学习,为后续纤维制品化学和生物酶加工研究奠定了理论基础。在平台建设方面,依托我校生态纺织教育部重点实验室,建立了纺织生物技术研究室,为基于生物技术交叉的轻化工程专业硕士培养提供了保证。纺织生物技术研究室不仅拥有常规的纤维材料相关实验设备与仪器,还建立了与生物技术相关的检测与评价手段,满足了常规从菌种筛选到纤维制品酶处理应用研究的大部分实验需求。以纺织生物技术研究室为基础,我校还联合葡萄牙米尼奥大学成立了生态染整国际联合实验室,通过定期召开纤维生物加工技术学术会议,拓展了轻化工程专业硕士生的研究视野。

2.3构建以染整企业需求为导向的论文选题策略

由于轻化工程专业硕士不同于学术型硕士,论文选题应强化理论与应用实践技能的结合,优先考虑源于工程实际且对节能、减排和降耗有促进和引领作用的课题。我校论文选题立足于企业需求的酶法纤维制品染整加工研究,确立了纺织生物技术研究三个子方向:生物酶前处理;生物酶染色后处理;酶促功能化改性加工。(1)生物酶前处理包括纤维制品的酶退浆、酶煮练和漂白脱氧加工等。其中酶退浆是指采用商品淀粉酶和自主菌种筛选得到的PVA降解酶,取代烧碱法或氧化法进行棉型织物退浆,通过酶制剂水解布面淀粉或PVA浆料来降低前处理废水的COD值。酶煮练应用于棉麻织物和彩棉织物,不仅可达到用碱法精炼的果胶去除效果,而且还避免了传统碱煮练易造成的纤维损伤,对彩棉织物还可减少碱法易造成的色素流失和布面色变现象。在真丝织物加工中,生物酶前处理主要是借助于蛋白酶去除桑蚕丝表面的丝胶。(2)生物酶染色后处理旨在去除深色织物表明的浮色,提高织物的湿处理牢度。与传统高温皂煮相比,采用漆酶与较少用量的净洗剂复配,不仅能有效去除织物表明未固色或结合力较弱的浮色染料,而且生物酶能有效对水洗液进行脱色,在一定程度上降低了染色水洗残液的色度值,降低了染色废水处理的负担。(3)生物酶功能化改性是借助生物酶进行纤维制品的功能化加工,以提高产品的附加值。酶法纤维制品功能化改性的内容较广泛,包括以纤维素酶改善棉麻织物外观光洁度和织物仿旧整理;以蛋白酶提高羊毛纤维制品的防毡缩性能,以谷氨酰胺转移酶催化接枝氨基整理剂进行羊毛抗菌阻燃整理加工;以酪氨酸酶进行真丝织物抗菌防皱整理等。相较纤维制品的化学法功能化加工如高温焙烘(如阻燃整理)、含氯整理剂(如羊毛防缩)、含醛树脂(如防皱整理),尽管酶法加工成本略高,但在赋予纤维功能性的同时,能减轻化学法整理易造成的纤维损伤和环境不友好性。在上述子方向论文选题和实施前,专业硕士要先制定课题初步实施方案,探究酶法纤维制品染整加工工艺的可行性并开展预研工作。在此基础上再制定详细的工作计划,并定期汇报课题进展情况。在研究中既要考虑纤维制品酶法加工的效果,同时也要兼顾在企业应用中工艺设备、生产成本和加工效率的匹配性。

2.4构建学科交叉复合型轻化专业硕士质量评价体系

传统上对硕士质量与水平高低的评价主要是参照论文,包括完成的硕士论文、发表的期刊论文(SCI、EI、CSCD)的数量与等级。而轻化工程专业硕士是要培养掌握染整专业坚实的理论基础和宽阔专业知识、拥有较强解决实际问题的能力,满足实际工作需要的应用型高层次专门人才。因此专业硕士在培养质量评价方面要与学术型硕士有所不同,不能简单照搬其评价体系[4]。参照既有部分高校实践经验[5-6],结合本专业实际情况,我校主要从专业知识能力、实践动手能力、学术研究能力和创新应用能力四方面进行综合评价。专业知识能力是指在研究生阶段专业理论课程的学习成绩,在实验工作中表现出的对染整、生物技术知识的掌握与运用能力;实践动手能力是指在实验室或生产现场,对纤维制品酶处理加工过程合理安排和现场操作的技能,此方面企业导师的评价也是重要组成部分。学术研究能力评价侧重于两个方面:一方面评价学位论文阶段性进展和完成情况,从开题报告、中期检查结果、预答辩和答辩情况四阶段,结合平时例会课题汇报来综合评判课题工作量与论文水平;另一方面考察是否有与课题相关的学术或发明专利申请。由于多数论文课题与染整生产的相关度较高,因此专业硕士是否可公开或专利需与课题合作企业商榷确定。创新应用能力是指专业硕士在课题研究、实验实践中表现出来的个人综合拓展能力。在纤维酶处理研究和实践中,对能提出新方法、新工艺并有突出业绩表现的创新型专业硕士,纺织生物技术研究室会给予适当的激励与表彰。

篇2

本研究主要基于轻化工程专业重应用、重实践的特点,重新审视大学理念、转变已有的观念,进而从优化更新教学内容、改革教学方法教学手段、加强实践教学环节、吸引学生参与科研项目、鼓励学生参加学术交流等方面培养学生的创新意识、创新思维、创新能力以及创新情感和完善人格,从而培养出具有“厚基础、宽口径、高素质、强能力、善创新”等综合能力的轻化工程专业创新型人才。

1 培养创新型人才的主要思路

主要围绕四方面的具体内容展开研究:其一,对轻化工程专业人才培养进行反思,更新教育观念,以新理论、新思想、新观念构建轻化工程专业创新型人才培养的模式;其二,进一步改革教学方法和教学手段,大胆采用创新的教学方式,增加学生的参与度,强化学生学习的自主性,着力培养学生的学习能力,鼓励研究性学习,加强对学生创新思维能力的训练,提供自主学习平台,支持“以学生为中心”的教学;其三,根据实验的层次类型及学生的能力水平,采用多元化的实践教学方法;其四,加强学生创新思维和创新意识的培养,鼓励学生质疑,为学生营造积极的学术交流氛围,促使其能独立提出问题。

2 培养实践

2.1更新教育观念,转变育人思路

教育是对人的培育和改造,如果教育观念停滞在过去的阶段,用已经被社会实践证明不适应于现实需求的理念和观念维持进行教育,那么育人的功能就被大大弱化,更谈不上培养创新型人才。因此要改革和探索人才培育,首先就要更新观念,转变育人思路。

首先,改变以往师长唯遵、单向度说教观念,承认学生是教育行为中的主体之一。给予学生平等地位,即承认学生在教育过程中拥有独立行使思考的权利和人格的平等;承认学生的自由,即探索的自由、选择的自由。能够自由的进行兴趣所在的探索,无论学生所选择探索领域在教师看来是多么离经叛道或者有悖常理,只要学生有探索的兴趣,教师就要尊重学生探索的权利,并鼓励学生进行探索,并加以指导。这才是创新的最原始的形态,而这种最原始的创新形态是一切创新的基点。

其次,承认学生是有差别的。更为重要的是,要改变大学人才观,突破以往“高分就是好学生”的印象。要树立大学培养的学生千差万别,只要能够适应社会发展、提出有益于社会进步和社会利益最大化的就是合格的大学毕业生的观念。

再次,要突破单纯工科的狭隘观念。大学培养的人才首先要具有完善人格、具备独立思维能力、拥有科学素养和人文素养。20世纪以来的科学发展,表明不同学科间的相互交叉成为科学发展的增长点,而要取得学科的相互交叉并取得发展,就需要具备完善人格、具备独立思维能力、拥有科学素养和人文素养的人。轻化工程专业的创新型人才首先就是要使要学生具备上述的三种条件。

2.2 分阶段、分类的差异化培养模式

研究组对轻化工程专业本科生按照签署观念进行分类:一年级完成基础课程和通识课程的学习;在二年级开始接触专业课程的学习,同时在学生自愿及相关考核的基础上,安排优秀学生(不超过该专业学生总人数的15%)在本专业内选择导师指导其专业学习和科学研究训练。经过2009-2010学年的实践,40多名学生从优秀学生选导师制中受益匪浅。优秀学生选导师制使学生从导师处接触了本专业的相关体系和知识,开拓了眼界,初步发挥了指导学生成长、培养完善人格、训练科学素养和技能的作用。

吸收三年级本科生进入专业研究课题组,经过二年级的专业训练,拥有了基本的科学素养,能够初步开展探索性试验。特别是在依托专业研究课题组中的科学研究项目,学生成长更快。为检测此种模式的效果,我们选取2005级轻化工程专业连续攻读硕士学位的10名学生,分成两组对比观察:A组为经过二年级导师制、三年级课题组训练的五名学生;B组为未经过相关训练的五名学生。经过2009-2011年观察,A组学生在数、专利申请数之间有明显区别:A组数达到人均4篇,专利申请数人均2个;B组数人均1.4篇,专利申请数为0.6个。可见经过二年级导师制、三年级课题组训练的体制是培养创新型人才的一个有效途径。

进入四年级适时分流,继续攻读学位的开始独立进行科学研究;需要就业者,进入相关企业实习。每年轻化工程专业学生均前往APP集团、UPM、克莱恩化工、巴斯夫等国际公司实习。经过多年实践并与企业沟通表明:学生在企业的实习对于学生适应度和创新能力的提升有较大帮助。继而为了能进一步完善和推进此种校企合作技术——技能型人才的培养,轻化工程专业相继制定了《应用型皮革工程师培养方案(卓越工程师)》和《应用型造纸工程师培养方案(卓越工程师)》,并成功入选教育部新一批卓越工程师试点院校。

篇3

实验教学在高校的教学工作中占有举足轻重的作用,关系着高校教学质量的高低,反映高校的教学水平,如何提高教育质量成为近年来高教界的热点之一,而提高实验教学质量是提高教育质量的关键。中国高等教育法中明确规定:“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才,发展科学技术文化,促进社会主义现代化建设”,最近,国家教育部又再次发文强调“进一步加强实践教学,注重学生创新精神和实践能力的培养”的要求。学校轻化工程专业是湖南省的重点专业,也是湖南省的特色专业,如何提高教育质量,办出专业特色,培养轻化工程学生的创新实践能力,以适应社会、印染行业对轻化工程专业人才的要求,是摆在印染教育者面前的一项重要任务,而提高实验教学质量成为我们研究的重要课题。

1传统实验课在培养学生创新实践能力方面的局限性

和其它大多数传统课程的实验课一样,染整工艺实验一是大多数是验证性、观察性的实验,实验只针对特定的知识点,这样的实验学生只要根据指导书中的步骤完成操作就基本能获得实验结果,学生的知识综合运用能力、研究能力和创新实践能力得不到锻炼;二是实验设计没有以培养学生的知识综合应用能力、研究和创新能力为目标。实验教材对实验内容、方法与步骤等进行了详细的说明,学生实验过程中不用自己确定需要解决的问题,也不用自己确定解决问题的方法。学生的想象力和自由发挥的空问得到束缚了,创新实践能力无法得到训练;三是实验考核方式不利于学生进行综合性、研究性和创新性实验。传统的实验考核一般是根据学生实验纪律、实验过程中的态度、实验操作的规范性、实验报告的情况等评定学生的实验成绩。这种考核方式中没有提供容许学生实验失败、改善实验过程和获得理想结果的机会。因此,学生往往为了获得好成绩而不愿意去尝试可能失败的综合性、研究性和创新性实验。

2改革实验教学,提高实验教学质量,培养学生的创新实践能力

2.1改变思想观念,树立实验教学中以创新教育为核心的教育理念

创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育实践。创新教育的核心是在对学生全面实施素质教育的过程中着重研究和解决如何培养学生的创新意识、创新思维以及创新能力,以便应对当今不断发展和进步的科技社会的挑战。提出创新教育基于以下4个因素:第一,中国传统教育宗旨是以传授知识为主,存在诸多弊端;第二,世界发达国家的教育理念先进于中国,导致中国培养的人才在能力方面有所欠缺;第三,创新是科技和社会发展的源动力这样一个客观规律早已被历史所证明;第四,中国高等教育部门已经对创新教育的突出作用有了更高认识。全国有十余所院校开设了轻化工程专业,该校轻化工程专业是中南5省唯一。作为湖南省的重点专业和特色专业,立足湖南、立足本校,办出自己的特色是当务之急。由于轻化工程专业性很强,对实践能力和动手能力要求也较高,因此要办出自己的专业特色,必须在专业课程的设置与实施的教学实践中进行一系列的改革与创新。改变思想观念,树立实验教学中以创新教育为核心的教育理念,就是突出轻化工程人才培养的创新性,改变应试教育、知识灌输的教育模式;突出创新意识和创新实践能力培养的地位和作用;构筑新型师生关系,形成以学生为主体,以教师为主导的教育格局;确定实验教学合适的教学计划和教育目标,既重视学生的适应性,又不影响学生兴趣的培养和特长的发挥,更应注重加强创新实践能力方面的培养力度。

2.2保障创新教育的条件

在以培养学生创新实践能力的创新教育中,创新教育的条件的保障表现在师资队伍建设的加强。目前湖南工程学院在这方面改革力度较大,有一些重要举措,如一方面增加了教育投入,出台了一系列向一线教学与科研阵线倾斜的政策,改善教师待遇,提高了引进人才的待遇,提出了“感情留人、事业留人、环境留人”的口号,以留住本校人才,吸引优秀人才来湖南工程学院从事教学与科研工作;另一方面是加强了教师的培训力度,强化教师的学识水平、业务能力,如鼓励教师继续提高学历、鼓励骨干教师到国内一流大学进行学术访问、鼓励教师参加国际国内重要的学术活动等,通过这些途径来提高教师的创新思想和创新实践能力,从而全面提高教师队伍的质量。轻化工程专业现有三位教师攻读博士学位,每年有相关教师参加中国纺织工程学会主办的各种学术活动。现在轻化工程专业教师的学术水平、业务能力在学校是有目共睹的;还有,丰富教学手段,如采用先进的多媒体技术、网络技术、电子教案等进行教学。

2.3激发学生的创新意识,培养学生的创新思维

要培养具有创新实践能力的大学生,首先要激发他们的实践意识,培养他们的创新思维。笔者在多年的实际教学过程中,结合染整技术的发展现状与前沿,结合轻化工程实验室现有的教学资源,组织课堂教学内容,有意识地激发学生的创新实践意识,培养学生的创新思维收到了较好的效果。比如,在对一种织物进行工艺设计的实验巾,从所选织物、实验的设备、实验方法及条件、实验步骤、性能测试指标及测试仪器等诸多方面要求学生开动脑筋,自己设计和分析问题、解决问题,同时让他们设计几种方案,鼓励学生多方位、多角度地思考,勇于打破常规的实验思路,激发他们潜在的创新意识,培养他们的创新思维,将知识学活、学透,并尽量自己提问题,自己解决,优选出最佳实验方案。

2.4改革原有实验教学模式,构建实验教学新体系。提高学生的创新实践能力

创新能力反映的是创新主体的动手能力,是创新教育的核心。为提高实验教学质量,培养轻化工程学生的创新实践能力,我们改革原有的实验教学模式,构建实验教学新体系。首先通过有专家和教学及学术委员会参与的教研窒会议,大家统一认识,理清轻化工程专业实验教学改革的思路,了解社会对印染人才培养的各种信息;二足进行广泛深入的调查研究,如交流比较兄弟院校轻化工程实验教学的课程体系、教学目标、教学内容和人才培养效果,对毕业生跟踪调查、用人单位反馈信息等。在广泛学习、调研、讨论的基础上,形成了实验教学改革的思路,体现在以突出“宽El径、厚基础、强实践、有创新”为目标的实验教学课程体系;三是建立厂校合作实践基地,加强实验室建设,满足学生个性化要求和开出高水平实验。现在轻化工程教研室与广东德美精细化工股份有限公司共建了染整新技术开发研究室,实验材料得到充分保障,实验内容得到充分扩展,实验项目与染整新技术和社会接轨;四是规范以提高教学质量为目标的实验教学管理。

2.4.1改革实验教学内容,更新实验选题

实验教学内容的改革和实验选题的更新就是在研究染整工艺实验自身的教学与认知规律的基础上,删除陈旧重复的内容,验证性实验的比例显著减少,更新实验选题,大幅度增加研究性和创新性实验内容,形成由“验证性实验、设计实验、综合实验、研究创新性实验”构成的新的实验教学课程新体系,统一组织实验教学。

验证性实验主要开设一些能使学生掌握本课程基本实验技能的实验,如纤维的鉴别、表面活性剂的鉴别等。验证性实验主要是对理论课程知识进行验证、理解和掌握,重在学知识,激发学生对实验的兴趣和潜在的创新意识,掌握专业实验的仪器设备的操作,培养学生养成良好的习惯和敬业精神,为进入设计性、综合性实验打下坚实的基础。设计性实验、综合性实验以实验设计能力和综合应用能力训练为主,提高学生的知识综合应用并启发其创造性思维能力,提高分析问题、解决问题的能力,同时开拓学生的视野,激发学生的潜能,并对纺织化学与染整学科发展的前沿有一定的了解,初步形成轻化工程专业就业的基本素质和基本技能,具有一定的创新实践能力。课题一般源于课本又高于课本,1人1组,独立完成。

设计性实验是在学完某门专业课后进行,以检验学生对本课程知识的掌握程度,灵活运用所学知识设计产品工艺,分析问题、解决问题的能力,创新实践的能力。如学生学完练漂工艺原理后,要求学生设计一种织物的练漂工艺流程,但织物的选择、工艺的选择不能完全或完全不能是教材一卜的,这就要求学生广泛查阅资料,设计多种方案,通过实验优选出最佳实验方案。

综合性实验是在学生学完整个专业课后进行的,以小型课题形式进行,为期两周,叮满足学生个性化要求和开出高水平实验。教师只给出实验题目,学生根据实验题目、所学的知识,在教师指导下独立完成整个实验。在整个实验过程中,会遇到意想不到的、教材中没有的问题,会有失败,这促使学生去积极思考,促使学生综合运用所学知识分析问题、解决问题,学生的创新思维、创新实践能力得到很大提高。

研究创新性实验主要为了培养学生的科研与创新能力。学生根据自己了解的问题,在课余时问到实验室进行独立的科研工作,或协助教师完成科研课题的实验设计和操作。可1人1组,也可2至3人1组。通过独立选题、独立研究、独立设计、独立操作、独立分析和独立思考,实现自主学习、自山发挥、自主创新,施展个人才能和组织能力,培养创新意识提高创新实践能力,为未来的就业和工作竞争奠定基础,实现个人素质的可持续发展。教师主要以学生科技创新活动形式、协助教师完成科研课题的实验设计和操作形式、毕业论文的形式开展。从在校学生的反映、对毕业生的跟踪调查及用人单位反馈信息,这种新的实验教学课程体系,对培养学生的创新思维、提高学生的创新实践能力起着不可替代的极其重要的作用。

2.4.2改革考核、考试方法,制定相应的综合考评体系为提高实验教学质量,培养学生的创新实践能力,建立了与新的实验课程体系相适应的3级综合考洋体系,第1级是把每一次实验的提问、实验操作、原始记录和实验报告综合评分;第2级是进行每门实验课程的实验内容理论考试;第3级是进行每门实验课程的综合性操作考试(包括实验设计、动手操作能力、技能水平和创新能力等)。通过实验教学环的综合考核和考试,充分发挥学生的主观能动。

验证性实验采用级考评体系;设计性实验采用2级考评体系,各占总分的50%;综合性实验采用3级考评体系,各占总分的2O%、3O%和50%。

篇4

0 引言

现行的本科院校中很多专业都面临着一个严重的问题,即专业与大学生理想兴趣的差异,如果大学所学专业不是自己兴趣所在,将对大学生产生很严重的影响,现在有很多校内转专业甚至退学的案例。为了改善这一现象,为了能尽快恢复大学生的信心,让大学生尽快树立专业信心,轻化工程专业也对教学方式进行了改革。前期确立了轻化工程专业的办学方向和特色,即在保持工程专业原有特色的基础上,兼顾制浆造纸工程、皮革工程两个专业,有计划有重点地分步实施,逐步完善轻化工程教育发展计划。还将教学与科研相结合的方法,让更多的学生将所掌握专业知识应用到科研中,同时也在科研中学到更多的新知识,增强学生对轻化工程专业的认识,拓展学生的知识面,培养学生的创新能力。

1 开设系列专业知识讲座,让新同学入门,了解自己的专业

目前大多数高中学校还是实行的应试教育,同学们每天面对的都是大量的练习题,为的是高考的时候能取得好成绩,踏入自己理想的大学,学习自己喜欢的专业,对大学生活充满了憧憬,但是对专业的认识非常缺乏。因此,对于某些非热门专业,大学生刚踏入大学校门,难免会听到一些有关自己所学专业的负面议论,导致情绪低落,上进心变差,在很长时间内难以使自己的情绪安定下来,甚至有刚报到就办理退学的现象发生。

针对这一现象,要缓解这种局面,首先必须让学生了解专业的发展以及专业知识在科研方面的应用。因此,我们在开学典礼期间安排由系主任主持的长达半天的专业介绍讲座,还专门为我们的大一新生安排了专业讲座课程,该课程由轻化工程专业教授轮流上课,介绍轻化工程专业的理论,并与实际相结合,展示轻化工程专业知识在现实生活中的重要地位;同时介绍与轻化工程专业相临近的专业,并建立将临近专业与轻化工程的结合点。这种做法极大地提升了刚入校的大学生对我们轻化工程专业的认识,增加了其对专业的热爱。

2 开设科研讲座课程,让学生对科研有一个初步的感性认识,拓宽轻化工程专业本科生的专业理论知识

学术性讲座是大学生开阔知识视野,发掘学术兴趣和增强学术功底的第二通道,并能广泛涉猎各个学科领域,这对于优化学生的知识结构,提升他们的综合素质具有不可替代的作用。开展学术性讲座,对于大学生能力的提高,活跃学术气氛,鼓励理论研究和学术创新等,都具有良好的促进作用。同学们在课堂上缺少的就是对未来专业发展方向的了解,而学术性的讲座为他们提供了绝佳的机会;而且,听学术性的讲座必须要有一定的基础,不然就不能够及时地理解其中的专业术语。因此,为了进一步丰富学生的专业知识,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,了解轻化工程现代的发展,营造良好的学术氛围,轻化工程专业针对大二学生开设了科研讲座课程,课程由本专业教授、副教授轮流上课,主要介绍自己的研究方向的现状及发展前景。

通过大一期间的专业介绍,我们对学生进行了观察,发现他们的学习热情大幅度提高,很多学生对基础课程的学习非常关注,课后自学能力增强,学生对专业已经有了初步认识。在这样的基础上,我们的科研讲座课程得以顺利开展,科研讲座课程每位老师安排的是三学时,据讲课老师反映,每次课间休息时间都有很多同学来提问,学生表现出很高的积极性和主动性;而且,学时太少,根本不能深入介绍其研究方向。这说明我们的科研讲座课程在很大程度上提高了学生的科研积极性,有助于深化他们在专业知识,提高他们的专业技能,让学生以较快的速度了解前沿科学;并且为他们的学位论文打下了坚实的基础。总体而言,这对于开阔学生视野,拓展知识面,提高学生专业综合素质,实现宽口径人才培养起到了明显的促进作用,受到学生普遍欢迎。

3 鼓励大学生进实验室进一步了解科研动态,加强轻化工程专业学生的创新能力

为给优秀的有才华的学生提供一个展示的空间,培养大学生自主学习研究,提高他们的创新能力,我们国家和各高校显示出了不同的支持力度。这为高级专业人才的培养奠定了良好的基础。将大学生参与科研作为一个不可缺少的学习和培养的环节,并在培养计划中设置一定的学分给予考核,这将从根本上改变中国大学生被动学习的局面,切实培养他们主动学习和研究的精神,提高创新能力和素质。但是由于资助经费有限,很多学生依然不能进实验室。为进一步加强学生创新能力培养,推进"质量工程"建设力度,轻化工程专业鼓励大学生进实验室,针对自己喜欢的研究方向,联系相应的科研项目负责人,由科研项目负责人指导学生科研工作,但是申请进实验室的同学必须严格按照"大学生创新实验计划"的要求申请,老师们也会对学生按照"大学生创新实验计划"的要求进行考核。通过前面两项努力,更多的同学对科研产生了浓厚的兴趣,争先恐后报名进入实验室。高校良好的科研氛围和科研条件,为这些莘莘学子创造了一个施展才华的舞台,这对于创新教育的成效无异于锦上添花,具有积极的促进作用。科研工作的严格训练,不仅能培养学生强烈的社会责任感,而且可以训练严谨的科学家的素质,项目实施的过程是项目组全体成员相互合作、共同努力的过程,在这个过程中,学生不但学会了做学问,更重要的是学会了做人。这样可使更多对科研有兴趣的同学将自己的热情投入到科研当中。这样既提高了学生的知识面和动手能力,还培养了学生在整个轻化工程领域的创新能力。

4 结语

通过教学改革,轻化工程专业的大学生对专业的认知更加深入,兴趣更加浓厚,对自己人生的规划也更加清楚。低年级能够获得关于轻化工程专业相关的感性认识,增强其对轻化工程专业的学习兴趣;高年级同学可以自行选择方向,进入自己喜欢的研究室,从事科研工作,验证自己的能力。通过这些措施,更好地培养学生的创新意识,提高学生的创新能力。跟以前相比,学生的专业素质有了很大的提高,更多的同学选择了继续深造,从事科研事业,而且相当大一部分同学选择了本专业。

参考文献:

[1]邓海波.培养新型轻化工程人才教学改革方面的尝试[J].教育教学论坛,2012,(12Z):161-161.

[2]权军利,裴国亮,单卫星.浅谈实施大学生创新性实验计划在创新教育中的作用[J].高校实验室工作研究,2012,(1):20-23.

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轻化工设备是我校轻化工程专业的一门核心专业课程,其主要讲解轻化工工业中所涉及到的各种专门设备。通过该课程的学习,使学生能够熟悉轻化工程行业生产过程所涉及的设备的一些共性问题和主要典型设备的结构及工作原理,明确其性能,进而使学生掌握对设备选型、使用、管理、维护以及改进等方面的基础知识[1]。从2006年以来,该课程一直使用传统的课堂教学方法,教师在教室进行讲授,学生使用课本,在课堂上进行学习。但这种教学方法已经不能适应以结果导向理念(OBE)为导向的工程教育理念,不能充分调动学生的学习积极性,特别是面对以信息技术为基础的现代教育技术和以移动网络为主要信息交流的发展趋势,不能很好地利用,学生学习兴趣下降,教学效果不够理想,因此很有必要进行根本性的教学改革工作。从2016年起,我校逐渐引进了多家公司的网络教学平台,通过比较,选用了超星尔雅网络教学平台作为轻化工设备课程的网络教学实践平台,期望通过其移动学习、交互性、综合过程评价的特点,实现课程教学方法的改革。

1网络教学框架的构建

1.1教学内容

教学平台首先要有教学内容。先通过多种输入方式,将近十年的教学教案,教学大纲,课后思考题,教学电子教案和考试题等输入网络,构成基本教学内容。当然并不是不加选择,简单地放在网络上,而是通过多年的课堂教学实践,将已经经过学生选择和认可的内容加以重新整合,形成新的网络教学内容,选择的依据就是要充分考虑到学生在网络学习的特点,如时间碎片化,方便在手机上观看。另外,大量的学习支持材料,包括近十年的期刊论文,工程视频,动画,该平台特别有一个较大的优势,就是能充分引用超星公司自己的在线图书,做成超链接,学生一点链接,就可以直接进入超星图书馆阅读该图书,从而大大丰富了教学内容,使课程的学习更有拓展性。

1.2学生的管理

在该平台上,教师可以自主加入要学习的学生,通过输入学生学号,就可以构建学习班级。通过设置合理的评价体系,使学生清楚课程的学习模式,在网络上应该做什么得到较高的分数,不应该做什么以避免浪费时间,从而形成网络学习习惯和学习方法,具有很好的导向性。以本课程为例,设置课程综合对学生已形成的知识能力、态度等发展状况做出合理评价,比如通过布置视频的观看,并设置观看时间,观看时在其中和最后回答问题;通过布置作业,要求学生在一定时间内完成;设置讨论题目,观察学生的参与程度,从而通过多种方法建立学生学习过程的评价体系,这也完全符合工程教育认证中要求重视过程考核的要求。

2网络教学的实现

网络教学的应用最重要的问题就是如何有效的实现[2],有的教师将网络教学简单地做为课下学习的补充,上课仍然按照传统的教学方法讲授,课下要求学生学习网上的补充内容,做作业,只不过媒介由纸改为了电子文档。也有人完全改变现在的办法,课堂上只进行教学难点和作业的讲解,整体知识内容完全依靠学生自己在网络上学习,教师只是通过作业来评判学生的学习程度。这两种方法都有各自的优缺点[3,4],考虑到我校学生学习的实际情况,轻化工设备课程的网络教学实践采用了一种较为折中的方法,课堂教学仍然保留,但教学内容已大大缩减。网络上有足够的教学内容,充分保证学生有足够的学习资源,可以完全通过自我学习完成课程的学习。通过教学内容的选择,将那些着重于推理、计算和应用范例这部分内容仍然放在课堂上进行讲授,而将知识性、基础性理论和扩展性阅读的内容放在线上,这样考虑的原因是学生自我学习能力是不同的。基于我校学生的基本素质,完全放任其自我学习,会有相当部分的学生不能实现自我控制,如果只有线下学习,就失去了网络教学的意义。在该课程的教学模式下,一个学习典型的学习过程是这样的,学生在课堂中可以根据教学大纲,对知识点进行系统地学习,从而掌握该课程的框架知识,建立基本的该课程的知识结构,也就是知道了有哪些内容,归属于什么地方,可以根据自身的情况对其一方面进行深入学习,达到课程的基本学习要求,在线上通过阅读材料,观看教学视频,并完成布置的作业,在阶段性学习后并进行测验,在学习过程中有不清楚的地方,可以在平台上提出,由教师进行回答,而其他同学也可以回答,或者设置发起一个讨论,大家都来参与(学生是很乐意参与的,因为上线次数和发言次数直接与平时成绩挂钩),从而实现了学习的交互性。而教师可以通过以下几个方面来评价学生的学习过程,一是学生在网上参与活跃度,包括他的访问量,在线时间,问题提出数量,回答次数等,二是作业数量和质量,三是测验的成绩,四是完成规定的学习任务数量和质量,从而形成完整的过程评价体系,而教师的期末考试是完全从网络上的习题库里抽取出来,学生可以自我评价,从而提高学习成绩,最终提高自身的工程能力。

3网络教学的改进

3.1网络教学的优点

网络教学无疑是信息化社会进步的方向,它具有快速、低成本、受众广的优点,在近十年里,它进一步吸收了移动网络的优点,使学生能够充分利用碎片化的时间,易随身携带的电子设备(手机和平板电脑),以及电脑等多种手段随时随地地学习,这应该是吸引学生的最大优点[5,6]。另外,传统的学习方式已经不再是局限于书本上的文字,学生需要更多的传播媒介方式,全方位地接受新的知识,大量的动画、视频的知识材料才是现代的学生最易接受的和最感兴趣的,很多学生能够从这些交互性的学习中找到自己的兴趣所在,才能得到主动获取知识的满足感和成就感,从而培养自己的内在能力,真正实现我们的教学目标[7]。

3.2网络教学的缺点与改进

对于轻化工设备专业课的网络教学而言,它是一个新生事物,仍然存在缺点。首先对于高等学校的教学,教书是一个方面,而育人则是同样重要,网络教学如何实现对学生的教育,特别是基于华盛顿协议的工程教育框架下,对学生的人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德的培养等。很多事例证明,言传身教仍然是最直接和有效的手段,课堂上的耳提面命,谆谆教诲是对学生最负责任的方式,直接体现了教师的育人作用,而网络教学没有面对面、心贴心的交流沟通的形式,德育如何实现?这是网络教学的一个不可忽视的短板。因此,实现完全的网络教学并不可行,能够与传统的教学方法相结合,互为补充才是比较可行的办法。

4结论

网络教学可以从根本上改变教学的形式,从而使教学呈现多样性,提高学生对学习的兴趣,并且由于与网络社会相结合,能够吸收最新的科技知识,提高专业知识的时效性,但要求教师具备较高的信息选择和加工能力。网络教学要求学生有较高的学习自控力,较强的学习主动性,教师必须有较好的控制能力,特别是对于低年级学习不太适用。网络教学要通过与现实教学相结合,提高对学生的人文素质教育能力。

[参考文献]

[1]张恒.轻化工设备课程复合型教学模式的探讨[J].化工高等教育,2011,28(1):89-91.

[2]吴军其,赵呈领,许雄.网络教学与课堂教学的比较分析[J].中国电化教育,2000(6):12-13.

[3]张恒.轻化工程专业理论与实践交互式立体教学新模式的探索研究[J].湖北造纸,2010(1):44-46.

[4]韩锡斌,葛文双,周潜,等.MOOC平台与典型网络教学平台的比较研究[J].中国电化教育,2014(1):61-68.

[5]高峰.高校教师网络教学方式的采纳和使用———基于技术接受与使用整合理论的研究[J].开放教育研究,2012,18(1):106-113.

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2.企业的实际需要。在市场经济大潮中,企业不太需要理论性太强的毕业课题,而是对结合企业实际生产、管理的课题有浓厚的兴趣。这造成了校企对学生毕业标准评判之间的差异。毕业论文(设计)如何适应市场和企业的需要,按照市场规律办事,是解决校企间不同要求标准差异的关键。

3.学生毕业的设计需要。在企业实践的学生没有校内学生便利的理论研究条件,但具备校内没有的实际生产条件。按照校内学生的毕业标准对卓越班的学生进行要求,这对卓越班学生来说是不太适合的,也是不太现实的。卓越班学生的毕业设计应该根据实际情况进行适当的调整,达到企业、学校制定的标准即可毕业。

二、卓越工程师毕业论文(设计)考核标准的建立

1.卓越工程师人才的总体要求

陕西科技大学卓越工程师培养计划的总体要求为:培养各种类型的高素质、高质量的工程技术人才,既要培养能够满足未来发展需要,能够适应和引领未来工程技术发展方向的工程师,又要培养能够在多语言环境下工作、具备国际竞争能力的工程技术人才,更要培养能够满足国家经济社会可持续发展需要的各种层次和类型的工程技术人才。学校对其定位为:培养能够产生引领作用的技术骨干及技术管理人才。

2.校企共同参与人才培养标准及毕业论文(设计)评价环节的制定

(1)校企共同协商,进行卓越工程师毕业论文(设计)选题、实施方案调整工作。校企共同制定毕业生毕业论文(设计)实施标准,能强化培养的针对性,提升人才竞争力。也可以将企业的要求融入对人才培养过程中,在学生成长过程中加入企业的要求,使学生的成长方向具有一定的企业要求导向。这种结合了企业需求的培养环节才是有实际价值并受企业欢迎的。

(2)企业共同协商建立论文考评体系。在卓越工程师计划实施过程中,要考虑卓越计划的整体质量问题。毕业设计是本科毕业教学过程的一个重要环节。如何结合卓越计划的实施,克服学生在企业遇到的“搜集资料困难、导师指导距离远、交流不便”等难题,是卓越计划实施过程中的一个大问题。针对这些问题,很有必要探索卓越工程师班实施企业生产课题、工厂设计课题等方面选题的可行性。在选题过程中,一方面应根据企业要求,针对企业的技术改造、研发等内容,让学生参与其中,总结出毕业论文(设计)的选题。另一方面,要让学生根据企业的实际生产,进行模拟工厂设计,让学生根据现场搜集资料,有针对性的进行改进,并结合新的任务要求,完成新工厂的模拟设计。通过模拟产品、工厂设计,可以让学生更深刻的理解企业的运作、管理细节,熟悉企业的生产管理、成本控制、人员安排、设备选型、厂房设计等内容,为今后在行业就业打下牢固的技术基础。在这些探索过程中,可能会涉及选题、开题、落实等一系列问题,如何在远程控制这些在学校可以轻易控制的教学环节,是一项需要探索的开创性工作。

3.卓越班毕业论文(设计)的选题工作

卓越工程师班学生有1年的企业实践时间,如何充分发挥学生的积极性和主动性,并提升学生的工程思维能力,是一个需要认真探索的问题。同时,学生在企业所见所闻都是实际生产环节,与学校的模拟设计、理论研发等内容区别很大。如何提高学生对此类设计内容的积极性和兴趣,也值得深入研究。针对卓越班的毕业论文(设计)选题范围、主要内容、完成深度等问题,应该实际调研,有针对性的根据实际情况对毕业论文(设计)的要求进行优化,提出企业管理、工艺改进、质量检测改进、节能生产、自动化生产设计等各种命题,使之符合卓越班教学的运行实际情况。这样也可使后续教学计划修改有一定的针对性,具有更高的可操作性。

4.卓越班毕业论文(设计)环节的落实

应针对卓越计划的实施,对教学关键环节进行改革探索,寻求适合卓越计划的本科论文实施方式和标准。其总体目的是以企业需求作为优化毕业论文(设计)体系改革的动力,通过毕业论文(设计)环节的训练,强化学生创新能力培养,使学生的毕业论文(设计)更加符合企业的要求。在具体做法方面,主要以实践性课题作为学生的毕业论文(设计)方向,与工厂的技术管理、设计优化等方面的具体选题结合。另外,针对卓越计划实施时企业的实际情况,对不适合进行学校毕业环节中常用的科研选题,需要根据学生的实践情况,结合企业需要进行研发。这一方面要发挥企业导师的作用,让学生选题结合企业实际;另一方面要根据学生的实际情况,让学生进行结合企业生产实际的模拟设计,让学生对企业实际生产的情况进行改进、优化,以此提升学生分析问题、解决问题的能力。

三、卓越班毕业论文(设计)环节存在的问题

1.企业导师人数不足,对学生的指导环节易流于形式

企业导师实践经验丰富,理论功底比起校内导师来普遍偏低,按照学校的要求指导学生的经验也较欠缺,这是导致卓越班师资力量不足的原因之一。另外,由于一家企业的企业导师人数往往不足,而其他协作单位的距离又较远,这也会限制导师作用的发挥。而校内导师在毕业环节上由于要兼顾校内正常教学班的学生,在指导卓越班的学生方面,也感到力不从心。加之卓越班毕业论文(设计)重视实践性课题,校内导师可以指导的余地更为有限。可见,基于卓越班论文质量考虑,校内外的导师人数有必要进行适当的培养。

2.学校、企业对毕业论文(设计)标准理解的差异

学校的考核机制与企业导师对毕业论文(设计)的理解存在差异,需要进一步磨合。虽然校企对学生论文的内容、课题方向共同进行了确定,但是,学校对格式、开题、中期检查、毕业答辩环节等方面有严格要求,在学生论文方面,学校重视论文格式、内容,而企业重视内容,却不太重视论文的格式要求,或者对格式方面的要求不太理解。同时,由于企业距离学校较远,学校导师指导不方便,这势必对学生的毕业论文(设计)格式审查等质量监控环节产生一定的影响。

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    随着我国市场经济的不断成熟和发展,行业、企业对人才的需求也更加多样,应用型人才的市场需求也显得越来越凸显其广泛性与紧迫性,为适应市场、经济技术形势发展以及高校自身发展的要求,对具有创新意识本科应用型人才培养模式的研究也来越具有重要性和必要性。

    一、具有创新意识本科应用型人才的内涵和基本特征

    在应用型本科人才的培养过程中,应该突出对其创新意识和实践动手能力的培养,强调知性的学习,拓宽其知识面,打下宽厚的理论知识的基础。要正确处理市场需求、企业需求和培养目标的关系,以培养目标为准绳,根据市场和企业需求更新教学内容和课程体系。此外,还应正确处理应用型与素质教育的关系。要注重实践能力的培养,着眼于综合素质的提高。

    其基本特征应包涵至少两点,一是具有较强的实践能力和较强的综合素质。既有着职业所必需的技术能力,又有着职业所必需的非技术能力和知识,走上工作岗位后,既能即时满足企业和生产第一线的需求,又能自我提升专业知识和更新知识储备。二是具有创新精神。应用型本科人才既要能对口对岗,具备较强的技术开发潜力和能力,又能凭借扎实的理论基础和宽厚的专业知识面,将所具备的知识进行合理运用并将技术推广,在各自的岗位上进行革新和创造。

    二、培养符合市场需求的具有创新意识的本科应用型人才的措施与方法

    1.夯实基础,教研相辅,奠定人才培养之基

    基于对具有创新意识本科应用型人才的内涵和基本特征的理论掌握,我们认为,加强师资队伍建设,以夯实学生基础知识的学习与掌握为原则,着眼于学生的实践动手和实际应用能力,是培养具有创新意识本科应用型人才的坚强基石。

    (1)要抓好优秀人才的选拔和引进,抓好现有教师队伍的培训,积极为青年教师外出培训提供条件,从而不断形成了一支充满生机和稳定的师资队伍。比如,将教师送到各大企业锻炼培养,利用每年的暑假组织教师赴国内外学习考察等,使教师拓展专业知识在实际应用中的感知,有效地提升教师队伍内涵。

    (2)以学生发展为本,改进课程教学体系。开展调研,了解社会的需求和其他高校的发展,结合就业市场,并随社会、经济和科技的发展要求,及时调整和更新。本着“宽口径、厚基础、适应性强、各学科交叉发展”的要求,一是要加强专业基础课中实践教学内容,重点加强大型综合实验的比重,强化对学生综合实践能力的培养。二是要增加专业选修课程的数量。三是加强学科的交叉和融合。

    (3)抓好专业主干课程的建设。按照“突出重点与全面发展”相结合的原则,重点支持基础课程改革,打造宽厚的学科基础。通过专业主干课程的建设,专业人才培养计划才能得以有效实施。此外,还要注意提高实践教学比例,建设综合性和设计性实验,强化实践教学环节等。

    2.校企合作,凸显创新,培养应用型人才

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曾经说过,大学生在课堂上接受的教育还只是基础教育,尽管这个教育十分重要,但毕竟不是高等教育的全部,人才的培养及其健康成长最终要在社会的伟大实践和自身的不断努力中实现。虽然学校很早就提出:“培养社会需要的应用型人才”,但是工作落到实处,往往是“雷声大,雨点小”。从学校领导到任课教师,对如何培养应用型人才缺乏清晰的认识,没有真正了解实训基地在应用型人才培养中的地位和作用。教师普遍认为把理论知识讲授给学生就完成了教育任务,而把基地实训和工厂实习仅作为正常教学之外的辅工作,严重制约了实践教学质量的提高。即使在形式上与企业展开合作开辟校外工程教育中心,也通常只挂牌而无实际培训内容。

2.基地设施投入不足,教学硬件体系不完整。

教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》明确提出,要大力加强实验、实习、实践和毕业设计(论文)等实践教学环节,特别要加强专业实习和毕业实习等重要环节。我校设有18个二级学院,62个本科专业,轻化工程专业在其中属于相对弱势学科,学校投入相对较少,不足以支撑实践教学的正常开展。加之专业系与企业横向联系较少,自身的“造血”能力不强,无力添置和更新教学设施,以至于实训基地设备老化、陈旧,实训开出率较低,基地建设停滞不前,实践教学硬件体系难以完善。而校外基地由于从学校得到的技术支撑及帮助较少,与学校的联系多止步于一年几次的参观实习,因此提供学生进行实际操作的机会几近于无。

3.考核评价体系不科学,管理制度不严格。

长期以来高校实践教学考核方法不科学,主要采用以类似于标准答案的、刻板的评分标准作为培养考核评价体系,这种考核制度显然不利于学生创新意识和实践能力的培养。我校轻化工程专业以前工程实训的学分一般是按一周一个学分来考核,由于考核办法简单,缺乏应有的激励机制,一方面有的学生常常不去实习,实习报告等等书面材料往往以抄袭别人来应付,实践能力得不到有效提高;另一方面学生在实训过程所涌现出来的小制作、小发明、小创造得不到学分上的奖励,严重抑制了学生工作的积极性。在管理方面,也多注重工程教育实践教学管理制度的建设,却很少关注实训教学具体环节的运行情况和制度执行情况。

4.师资队伍不合理,教学内容不实用。

实训师资的缺乏是多数高校的普遍存在问题,往往由理论课教师兼任。比如我校轻化工程专业专业教师9人,其中理论课教师7人,实验课教师仅2人,而学生数目达到283人,平时教师课务繁重,学历进修压力大,生产锻炼的时间严重缺乏,对于一些难度较大的,费时、费力的实践教学项目力不从心。另外,由于经费投入的不足,实训教学内容目前也多以理论验证型为主,动手操作机会只有一次,学生无法反复进行,故常常处于被动状态,难以激发他们的学习兴趣。尽管学校很重视这一问题,组织教师改编或新编工程教育实训教程,但不能从根本上改变工程实训教学原有的框架,而且由于与企业联系较少,教材的编写很难与技术飞速发展的步伐合拍。

5.校外基地建设不给力,教学过程不规范。

建设相对稳定的实训基地是专业实习工作的重要保障,然而受各种因素特别是经费不足的影响,大部分高校都存在着实训基地建设工作滞后的窘况,因此利用企业现有的条件进行实训教学就显得尤为重要。作为企业一方,受市场经济的影响,一些企业考虑到管理、生产等方面的原因不愿意真正作为实习基地;另一方面作为高校,未能向相关企事业单位提供具有吸引力的优惠政策、科技支撑,也导致一些企业不愿接受实习生。我校轻化工程专业在全面开展与企业合作之前这一问题尤为突出,在企业实习只能是“走马观花”,得不到企业单位的支持,教师也只能将学生“放羊”,最后只管学生交上来的报告和鉴定表格,而不管学生的具体实习过程和实际收获,因此很难保证工程实训教学环节的质量。

二、可行应对举措

应用型高校承载着培养和造就德、智、体全面发展,能适应现代化生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的,掌握高新技术并能熟练应用的高级应用型人才的历史使命,在不断推进中国特色社会主义高等教育事业发展的进程中,应该把提高大学生工程实训教育摆上教学改革的重要位置,真抓实干,扎实推进,抓出成效。笔者认为,尽快统一思想、提高认识,多管齐下,以形成“对症下药”的强大合力。

1.提高认识,转变观念,有针对性的制定工程教育实训教学方案。

工程实训教学是应用型大学人才培养体系的重要组成部分,对提高学生综合素质,培养学生创新精神和实践能力有着理论教学不可替代的特殊作用。在提高对工程实训教学的认识上,我院一是组织中层教学管理干部对学院办学定位和培养目标进行深入地探讨,研究实现工程实训教学的各种途径,强调培养的人才要以为地方经济社会发展服务为宗旨;二是对广大教师进行集中的工业生产专业技能培训;三是利用各种形式对学生进行有关职业能力要求的宣传,在学院内营造了一个良好的重视实践教学的氛围;四是根据校外合作企业的生产实际,有针对性的编排教学内容,组织整合规划,形成科学的知识技能培训体系。

2.加大基地投入,推进产学研合作,积极为企业提供技术支撑。

现在,我国致力转变经济增长发展方式,出台了一系列激励科技创新的优惠政策,大力度支持产学研合作,为校企合作发展提供了大有作为的广阔天地。我院自2012年以来,一方面加强实训教学的基础设施建设,先后投入350万元购入诸如溢流染色机、平网印花机、热定型机等行业内主流生产机型,强化了轻化工程专业实训教学的硬件设施。另一方面鼓励并帮助轻化工程专业教师与盐城市印染有限公司、盐城市科创印花有限公司、盐城市悦达集团、盐城市濯源印染有限公司、盐城市鹰昌服装印花有限公司等等13家生产企业建立产学研联盟,努力把教师的研究方向和工业生产实际有机结合起来,搭建科技资源共享平台,互通有无,从而更好地为人才的培养提供雄厚的物质基础。

3.走出去,引进来,加强建设“双师”素质教师队伍。

我院自2012年以来,一方面定期把教师和学生送到工厂,以实际生产中的工作人员为师,不拘泥于学校内部的模拟训练。另一方面聘请企业部分生产、技术、管理一线的骨干人员作为兼职实习实训指导教师,利用他们的丰富经验指导学生更好的运用理论知识。此外还加强了“双师”素质师资队伍的建设工作,明确要求教师不仅要有理论知识、业务素质和教学科研能力,而且还要有相关职业资格证书和比较丰富的一线实践工作经验,同时打破原来的学科知识结构,逐步建立以职业能力培养为主的教学体系,鼓励学生积极参加各种技能考试。

4.完善标准,加强激励,健全实训教学管理与考核评价体系。

加强教学管理的制度建设是学校强化和规范教学管理的前提和保障。工程实训教学涉及面广、具有多重目标、过程纷繁复杂,其管理工作难度较理论教学大得多。我院自2012年以来,制定了切合实际的实践教学管理文件,根据教学计划和大纲的要求,制定相应的实训环节教学细则和实施方案,明确专人指导,专人负责,并进行统一部署。在实践能力考核中,对学生科技活动小发明小制作,根据工作量大小和质量的高低给予相应的学分,从而在制度上为培养大学生的实践能力和创新精神提供保障。对于学生反映良好的、教学效果显著的教师,实践能力提高较快的学生给予一定的奖励,而对一些不负责任的教师和表现较差的学生进行相应的惩罚。

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生物技术学生就业涉足到医药、食品、饲料、农药、保健品、食品添加剂、燃料、环境及生命支撑系统等各个领域,经济发展速度在某种程度上与生物技术的发展是紧密联系在一起的,同时,也对生物技术型应用人才培养提出了更高的要求。地方普通高校培养应用技术型人才的应用性集中体现在两个方面:一是学术、技术和职业三者结合;二是学生社会适应能力和创新能力的提高[1]。然而面对近几年地方院校的生物技术专业毕业生从事与专业相关职业的就业率整体呈逐年下降趋势的局面,通过什么途径、如何培养学生的学习能力、实践能力、创新能力,提高社会适应能力,是当前我们亟待需要解决的问题。

1改革实践教学体系的必要性

生物技术是一门多学科交叉融合、理论与实践并重的新型综合性学科[2],实践性、应用性、前沿性都很强,而专业的实验性和实践性是需要大笔资金作基础的。但我校是以石油化工为特色的工科院校,按照有所为有所不为的建设策略,生物技术专业的实验实训条件都很难得到充分满足,以应用型实践能力培养的创新和创业教育在较长一段时间里难以得到体现。由于我校生物技术专业办学时间较短,专业建设和人才培养经验不足,一般化教育要求和一般化教学现象比较普遍,个性化、差异化、特色化教学还存在不少问题。从就业的适应性来说,生物技术专业的毕业生可在生物制品、医药、食品、轻化工、环保及农业等企业从事科学研究、技术开发等工作;也可在公安、安全、食品药品管理、农产品管理、检验检疫、海关及卫生防疫等部门工作。但由于生物技术的高新技术和高投入高回报的特点,使得目前的相关企业有范围广、规模小和要求高的特征[4]。按照目前的实践教学体系,难以满足点多、量少和技术含量高的要求。另一方面,随着社会发展,学生择业呈现个性化和多元化发展趋势,毕业生去向的多元化在生物技术专业毕业生中表现尤其突出,毕业生去向有中学、事业单位、继续深造读研、营销、生物化工生产企业和自主创业等。因此,传统的实践教学模式已远远不能满足社会发展对生物技术专业人才培养的要求,必需深化教学实践体系改革,创新实践教学模式,构建多元化的实践教学体系,才能满足学生的个性发展,提高社会适应能力,增加学生的就业机会。

2适应社会需求,构建实践教学体系

2.1整合实践教学内容,创新实践教学体系

完善的实践教学体系是保证实践教学质量的基础,按照技术应用型高级人才培养目标要求,人才培养方案把统筹安排课堂实验、认知实习、生产实习、课程设计和毕业论文(设计)五个主要环节的实践能力要素分解为基础、提高和综合创新三个层次,在不同阶段的着重点不同,做到多层次、立体化、全方位地培养学生实践和应用能力[2-3]。在实验教学方面,通过增加新知识、新方法、综合性、设计性实验,淘汰了大部分糖类、脂类的陈旧实验项目,增加了现代生物化学实验内容;通过减少验证性实验学时,着重增加综合性、设计性实验学时;通过增加开放性实验室,增加学生的操作动手的机会,提高了学生自主实验和实践操作能力。另外,将原来分散的实验与理论课剥离出来,整合成独立开设的实验课,构建成系统模块化的专业实验体系。如将原来独立开设的《生物化学实验》和《分子生物学实验》整合为《生物化学与分子生物学实验》,将《遗传学实验》和《细胞生物学实验》整合为《基础实验二》,结果,既避免了原来附属于理论课中的实验内容和实验项目的重复,又有利于实验内容的综合与提高,有利于设计性实验和综合性的开设,大大提高了学生综合实验操作和应用知识的能力。在实习实训环节上,以生物与食品工程实验教学中心为主要实践基地,建立了植物组织培养、食品检验和发酵工程等实训室。针对不同年级学生的实训要求,构建了由认知实习、基础分析测试实习、食品加工检验、药品加工与检测、综合应用训练、创新创业训练等模块组成的现代化实践教学平台。另外,安排了32学时在学校分析测试中心学习GC-MS联用仪、高效液相色谱仪、傅立叶红外光谱仪、原子吸收等仪器设备的原理和使用方法,安排2周专业技能培训课程,结合企业生产实际需要,系统训练食品微生物的检测和理化分析能力,大大提高了学生实习实训的效果。在设计环节上,将基础课程设计和专业课程设计按照“由浅入深、由单项到综合、循序渐进”的要求设计教学内容。在毕业设计和毕业论文方面,选题要结合企业的实际需求或教师科研项目和自己的兴趣,这样,既能实实在在做一些科研工作,又能得到足够的经费的支持。另外,还要狠抓开题报告、中期检查和毕业答辩等三个环节,经过毕业设计(论文)环节,学生的独立科研实践能力得到了大大的提升。在课外实践方面,严格执行素质拓展计划,并每年分别举行一次微生物实验大赛和生物化学实验技能大赛,积极组织参加省级各类竞赛和科研活动,如广东省大学生创新性实验训练计划项目、广东省挑战杯实验大赛和广东省大中专科技节之生物化学技能大赛等。通过课外社会实践活动、志愿活动、公益劳动、创新创业活动、技能培训和各类科技竞赛等活动,培养和提高了学生政治思想素质、团结协作精神、创新创业意识和实践动手能力。

2.2优化实践教学资源,打造高水平教学平台

高水平的实践教学平台是保障实践教学体系中各个要素高效运作的关键,如果没有平台的支撑,再好的内容设计也将会显得空洞无物。通过优化和调整校内实践教学资源,精心打造不同类型的实践教学平台,为实践教学的顺利开展搭建起良好的平台。生物与食品工程实验教学中心是在原生物食品实验中心的基础上建立的以生物食品专业基础教学实验为主体,大类学科共享的专业实验教学平台为补充的实验实践教学平台。实验室分为食品工艺、食品营养、微生物学、生物化学、分子生物学、发酵工程等基础实验室,另外根据教师的课题和研究方向,建设多个功能研究室,彼此相对独立,但资源共享,长期对学生开放,学生可在研究室内开展科学实验和毕业论文(设计)活动。自大学二年级开始,从大学生创新训练实验项目入手,到组建课外科技团队,组队参加不同学科、不同层次的竞赛,有计划、有组织地对学生进行难易程度不同的科研训练。近几年有300多名学生直接参加了30多项科研项目,学生多次获得挑战杯和生化技能大赛的奖项。今年(2015年)的毕业论文(设计)的质量有了明显的提高,大分子的研究深入到分子水平,小分子的分析充分利用先进的仪器设备,如高效液相,在线系统GPC-GC-MS联用分析仪、傅立叶红外光谱分析仪等已被广泛使用,大大提高实验的精确度和效率,同时提高学生的科研和创新能力。

2.3拓展实践教学空间,创新实践教学模式

在注重整合校内教学资源,构建校内实践教学平台的同时,学院大力加强与现代高新企业或研究开发机构的联合办学[5],通过共建实习实训基地和实验室,使学生培养与社会需求得到紧密结合。现已建成20多个稳定的校外实习基地,拓展了学生实习、实训与毕业论文(设计)等实践教学空间。学生根据专业特点和个人就业的方向,分别到不同性质的实习基地进行实习。实习基地为学生配备经验丰富的科研和技术人员进行指导,如生物技术专业的学生主要集中到大中型企事业单位或学校实习,如茂名市质量技术监督局、广东星河生物科技股份有限公司、维多生物制品公司、长兴水产有限公司、茂名市第十六中学和茂名市官山学校等。充分利用实习基地的技术装备优势和人才优势,组织学生到这些单位完成毕业论文(设计),如18位同学到茂名市质量技术监督局的中国化学危险品检验中心,12位同学到药品检验所和10位同学到检验检疫局进行实习的同时,进行毕业论文(设计)工作,采取“双导师制”指导学生,结合实习单位的研发的内容和方向开展毕业论文(设计),部分研究成果直接应用到企事业单位或学校的实验室建设中。实习结束后,要求学生撰写3000字的实习报告,集中召开实结交流汇报会,以便学生了解所有实习点的情况,丰富实习内容,扩大知识面。各实习点选出一名代表就实习单位概况、实习工作内容和心得体会等方面借助PPT进行汇报交流,2010级共有12个代表作了发言。通过合理安排、严格纪律、认真指导、集中交流等相关工作,使实习教学质量得到提高。学生真正把从课本学到的知识应用到了生产实际中,专业知识得到进一步巩固,知识面得到拓展,生产实践能力有较大提高。

篇10

寒风刺骨的冬日,他走在祖国的大地上,测绘着每一寸土地;酷热炎炎的夏天,他关在闷热的研究室里,细数着枯燥的数据。但对他而言,寒风吹响了他前进的号角,烈日照耀着他前进的道路,陈广学深知自己掌握的数据对于社会的意义,而他自己所做的就是不断创新,勇攀高峰。作为中国测绘学会地图学与GIS专业委员会委员,他是当年地图制版工艺变革的推手,首次发现并提出单浴冲洗中的超加和作用机理,研制成功的“GS-II型正性重氮感光撕膜片”获国家级新产品称号,而他也顺理成章地成为国内这个领域的先驱。

作为第一发明人,陈广学先后申报国家发明专利4项,获专利授权3项;主持完成“地图电子出版系统”、“地图数字成像印刷系统”、“多功能无银胶片自动冲洗设备”、“异同像混用重氮复制胶片”等十多项部级科研项目,主持或参与完成的科研成果获省部级科技进步一等奖1项,二等奖8项,三等奖9项。

华丽转变 创建印刷专业

2008年,陈广学以特聘教授身份调入华南理工大学,担任轻化工程系主任,负责“印刷与包装工程”新专业的创办。开始了他传奇的行业转变之路。

陈广学认为作为一个新成立的专业,必需要在学生培养和专业研究中取得突出成就,才能在学校站得住脚跟。他将专业定位在培养从事产品包装印刷装潢和纸品研究与开发、企业生产管理等工作的高级工程技术人才和管理人才,同时为硕士生和博士生的培养输送可造之才。

他详细制定新专业“印刷与包装工程”的基础课程和专业课程,他要求学生必需熟练掌握制浆造纸原理与工程、色彩学、印刷材料及印刷适性、制版工艺原理、印品质量检测与控制、印刷图像处理、数字印刷技术等专业内容,还要懂得计算机排版技术、包装工艺等技术。

陈广学非常重视新专业毕业生的就业情况,为新专业培养的毕业生谋划了在印刷包装及复合材料企业从事生产技术、管理工作,或到相关院校、研究机构、设计院从事教学科研、设计等工作,或到国内外经营制浆造纸及印刷包装材料与机械设备的公司从事经贸等就业之路。

陈广学教授主持完成“印刷工程”本科专业的筹备和申报工作,2010年获教育部批准招生,正式成为华南理工大学轻工与食品学院一个新的专业。如今,在全体师生的共同努力下,华南理工大学的轻化工程系,已经成长为国家级特色专业、广东省名牌专业。

潜心专研 深掘印刷科技

在主持轻化工程系教学工作的同时,陈广学还坚持开展科学研究工作。调入华南理工以后,他先后持了国家自然科学基金“印刷图像颜色信息的高保真传输与再现研究”、制浆造纸国家重点实验室自主课题“纸张表面特性与印刷油墨转移及色彩再现性能关系的研究”、“数字印刷关键技术基础研究”以及广东省高等教育教学改革项目“发挥轻工学科优势,优化专业结构,构建印刷与包装工程新专业体系”等课题研究。

在他主持的国家自然科学基金课题研究中,围绕印刷图像颜色信息的高保真传输与再现这一基本理论问题,在国内外学术期刊和国际会议上发表了30余篇高水平论文,其中被EI检索的论文就有20多篇。2011年,他的《基于高保真颜色再现的色域拓展方法研究》刊登在《包装学报》。陈广学等人针对高保真颜色再现的需要,研究了多种拓展目标色域方法。这些方法包括基于新显示技术的色域映射方法、改善纸张表面性能和采用多种数字印刷纸张、采用超过四色的高保真印刷方式等。

陈广学等对多种扩大目标色域的方法进行研究,提出影响目标色域拓展的因素,并对这些因素进行实验分析。实验的结果表明,采用软件方法与采用硬件方法对色域拓展的机理和效果并不相同。由此可以根据高保真颜色再现的具体要求采用不同的方法拓展目标色域。对于基于新的技术的色域拓展,通过新的映射算法,能够实现色彩在不同标准下的转换,并能够充分利用目标色域的全部色彩空间;对于基本高保真数字印刷输出的色域拓展,可采用纸张、油墨、加网方式和设备等的综合方法,提高颜色再现的效果。

陈广学等人的这一研究有助于进一步研究色域拓展的新方法,使颜色在传递过程中达到最佳的视觉效果。

陈广学还主持制浆造纸国家重点实验室的自主课题――“纸张表面特性与印刷油墨转移及色彩再现性能关系的研究”和“数字印刷关键技术基础研究”。制浆造纸工程国家重点实验室,依托于华南理工大学,是国家重点学科,其一级学科“轻工技术与工程”在2004年全国一级学科评估中名列第一。

2011年,陈广学等发表其课题研究成果《水性油墨在凹版印刷中的应用研究》。在文中,陈广学先介绍了水性油墨的基本成份和特性,并通过水性油墨与常规溶剂型油墨的对比,详细阐述了水性油墨在凹版印刷中的优势以及在未来包装印刷发展中的地位。

文章着重分析了凹印水性油墨的特点和优势,指出其在使用性能上已取得了巨大的进步,尤其在着色力、附着牢度以及光泽度等方面,甚至超过了溶剂型油墨的性能。而且,水性油墨本身是一种环保型油墨,无溶剂挥发,无溶剂残留,尤其适用于食品、药品包装印刷。但是它依然存在油墨干燥速度慢,干燥能耗高,生产效率低,成本高等问题,急需研究解决。

文章最后总结,水性油墨的开发符合市场要求,也能适应市场要求。他认为,随着工业经济的快速发展,国家节能减排压力的增加,在印刷材料上必然需要环保型的凹印水性油墨。

凝聚团队 重产学研合作

通过调研,陈广学发现珠江三角洲的印刷产业总产值占全国的三分之一。其中,数码印刷飞速发展,并以其高效节能、可变数据等特点成为印刷行业的大热门。他认为,传统印刷有十多个环节,只能大量印刷,资源污染、浪费严重;而数码印刷只要输出数据即可进行操作,而且输出数据和数量灵活多变,不会产生废气废水,具有广阔的发展前景。

篇11

2茶的健康有益效应

作为一种历史悠久的饮品,茶的健康有益效应受到广泛的关注,并逐渐被赋予科学的内涵。事实上,已有研究揭示,食用茶多酚或饮用茶水后,在血液和尿液中可检测到与摄取量关联的多酚或代谢物的浓度。目前,国内外已开展了大量的流行病调查统计研究,丰富的资料显示饮茶具有多种健康有益效应,这些健康有益效应不仅吸引了广泛的基础生物医学研究,而且相关基于茶水或其主要健康有益组分开展的细胞和动物实验为进一步认识茶的健康有益效应提供了科学依据,并推动了茶资源在生物医学上的应用研究。

2.1癌症的预防

迄今为止,相关的细胞和动物实验都证实:茶叶及其提取物均具有防癌抗癌的功效。癌症需要蛋白水解酶以侵入细胞并形成转移,而这些酶中最关键的就是尿激酶(Urokinase,uPA),uPA能降解细胞外基质,激活多种基质金属蛋白酶,引发肿瘤细胞的侵袭、扩散和转移,在恶性肿瘤的侵袭转移过程中发挥着极其重要的作用。一般而言,uPA在多种恶性肿瘤中均呈高表达。小鼠动物实验的研究揭示,抑制uPA的表达可以减少癌症小鼠的肿瘤尺寸,乃至使癌症小鼠完全痊愈,如阿米洛利就是一种尿激酶的有效抑制剂,但其使用伴随有毒副作用;对比的实验数据也证明,茶多酚尤其是茶多酚中的EGCG能通过抑制酶的活性和阻断信号传导通路,可有效阻止肿瘤细胞的增殖,促进其凋亡,进而可抑制肿瘤细胞的侵袭、血管化发展和转移,因此,虽然EGCG相比阿米洛利对uPA的抑制作用要低,但其无毒副作用,加大其用量或提升其生物利用度,有望产生积极的预防或治疗效果。目前,茶资源在口腔癌症的预防上已取得积极的进展,Tsao等的研究揭示,绿茶提取物可通过阻止血管生成,产生抑制口腔癌前病变的效果,并且这一效应具有与绿茶提取物使用剂量呈依赖关系。

2.2心血管疾病的预防

除了具有防癌抗癌的功效之外,茶中的有效成分还具有预防心血管疾病的功效。2013年美国营养学会《美国临床营养》杂志发表了“饮茶与心血管疾病风险”的文献分析文章,这篇涉及57篇文献的分析结果表明饮茶有助于降低中风等心血管疾病的发生。绿茶中的主要多酚化合物儿茶素,是通过多种机制来发挥血管的保护作用,主要包括抗氧化、抗高血压、抗炎、抗增殖、抗血栓以及降脂作用。有研究表明每天喝1~2杯红茶可抑制由铜离子诱发的低密度脂蛋白(LDL)的氧化,而饮用绿茶可以增加生育酚和β胡萝卜素的浓度,从而抑制巨噬细胞介导的LDL的氧化,均可降低患动脉粥样硬化的危险性。Raederstorff等采用高脂饮食喂养Wistar大鼠,研究了EGCG对大鼠血脂水平的影响,结果表明用含1%EGCG的饮食喂养的大鼠,其TC和LDL水平显著降低,而血浆中甘油三酯以及高密度脂蛋白(HDL)水平却没有显著性改变。Inami等在40名健康志愿者的身上就儿茶素对血浆中氧化修饰的LDL的影响进行了研究,4周后发现儿茶素组中氧化修饰的LDL水平明显降低。冯磊光等对100例高血脂症及血液流变学异常的患者进行了研究,患者服用茶色素1个月后,其血液的血浆黏度、低切黏度和纤维蛋白原都明显降低。同时,儿茶素可以抑制二磷酸腺苷、提高卵磷脂胆固醇脂酰基转移酶(LCAT)的活性和HDL水平,调节脂蛋白和载脂蛋白水平,加速胆固醇代谢以及促进胆固醇排泄来调节总胆固醇代谢等,同时可以降血脂。这些研究结果都表明茶及其有效成分对血管功能有着广泛的健康有益效应。

2.3结石的预防

结石是人体病理性矿化导致的一种常见疾病,饮茶对结石的预防具有积极的效果。1998年发表在《AnnalsofinternalMedicine》的研究报道称,在81093个年龄40~86岁的女士自愿者中,每天饮用一杯茶水,得结石病的风险下降了8%;而男士得结石病的几率更下降到14%。2006年在《JournalofEndourology》杂志发表了题为“绿茶对尿道结石形成的影响:体内和体外实验研究”,分别采用NRK-52E细胞培养和小鼠动物实验评价了草酸盐的毒性以及不同浓度茶主要健康有益组分EGCG的抗草酸毒性和饮用绿茶对小鼠形成肾结石的影响。研究结果表明,茶的EGCG可抑制草酸盐产生的细胞毒性,小鼠喂食绿茶后,可抑制草酸引发产生自由基,降低尿中草酸的排泄以及γ-谷氨酰转肽酶和N-乙酰氨基的活性,产生抑制尿道结石的效果。人体结石是一种病理性矿化形成的钙盐,其矿物质相中70%~80%的组成为草酸钙盐,其中能聚集长大形成结石的草酸钙主要是一水草酸钙。二水草酸钙与细胞上皮组织的粘附性差,常随排尿而排出体外。由于茶叶含有草酸,故一般认为茶为结石患者的禁忌物,但上述流行病学调查结果以及细胞和动物实验结果均表明,饮茶具有抑制结石形成的功效。2010年发表的绿茶提取物调控草酸钙结晶的研究论文,从结晶学的角度阐述了绿茶抑制人体结石形成的原因,受到了学界和社会的广泛关注。

2.4茶的其他有益效应

Wang等研究绿茶中的儿茶素对身体多部位的影响,其研究结果表明:每天饮用低咖啡因、高儿茶素含量的绿茶(500~900毫克绿茶儿茶素),坚持90天可产生积极的减肥效果。文献报道茶的健康有益效应非常广泛,如茶多酚可以降低心脏疾病的发生。除此之外,茶黄素等有效成分还具有抗菌消炎等作用,在口腔保健以及预防骨质疏松等方面也有很大的价值。

3茶资源的应用

基于茶的健康有益效应和多酚类物质的化学活性,在茶深加工的基础上,全价值利用茶资源受到了广泛的关注。当前,茶资源在传统轻化工领域的应用正不断得以拓展,而其在健康、生物医学和新材料等领域的研究将有望革命性地提升茶资源的价值,相关方向主要包括:基于茶健康有效成分的各类保健品、药物、辅助增强高效药物智能载体、组织修复用生物材料、生物传感器以及纳米功能材料和环境净化新材料等。

3.1轻化工和健康领域

茶的深加工促进了茶产品的多样化发展,目前已经形成了包括固态速溶茶、浓缩茶汁、茶糖果和茶糕点等产品。拓展茶资源在轻化工和健康领域的应用,涉及对茶功能成分的提取,如茶多酚、茶黄素、茶褐素、茶氨酸和茶多糖等,形成相应的精加工产品体系,以推动茶资源在食品抗氧化剂、食品功能助推剂和化妆品等方面的应用。其中,茶多酚有抗氧化、抑制和杀灭细菌等作用,在传统轻化工领域的应用较为广泛,如可将其用于水果和蔬菜保鲜,饮料、糕点及乳制品的生产,防止化妆品变质,延长使用时间,解除重金属毒害等;形成的茶保健产品包括茶多酚胶囊、减肥胶囊、解酒胶囊等。针对茶多酚如EGCG抗氧化剂虽有优异的抗氧化能力,但存在脂溶性较差、生物利用度低的不足,相关的改性修饰及应用研究正发展成为利用茶资源的一个重要方向。如冯博文等对比研究了EGCG脂质体与目前食用油脂中常用的叔丁基对苯二酚(TBHQ)合成氧化剂对葵花籽油氧化稳定性的影响,氧化稳定指数法评价结果显示,加入EGCG脂质体在一定程度上可提升葵花籽油的氧化稳定性,在葵花籽油中加入含量为200mg/kgEGCG的脂质体可获得加入100mg/kgTBHQ的抗氧化效果。该研究表明,采用天然的茶多酚抗氧化剂,可增强葵花籽油的抗氧化性能,延长其货架期和储藏时间。

3.2生物医用领域

茶资源在生物医用领域有着广泛的应用前景,尤其是近年来,基于茶多酚的生物医学研究呈现出蓬勃发展的趋势,其相关方向具体涉及深化对茶健康有益功效的认识、茶功能组分的高纯提取以及对茶组分的有效功能应用和通过绿色加工技术获得的高技术生物医用制品等。茶多酚的药用尤其是抑癌和抗癌受到持续的关注。2009年有关绿茶提取物预防口腔癌症的研究表明,绿茶提取物(GTE)可以有效的预防口腔癌症,而以绿茶提取物作为抗癌前药的药物研发已进入II期临床试验阶段,并取得了积极的效果。2014年最新发表的论文报道了采用茶多酚提取物辅助增强抗癌药物的研究工作,将EGCG与抗乳腺癌的蛋白类药物赫赛汀(Herceptin)复合,再经聚乙二醇修饰,形成纳米载药胶束。细胞实验和动物实验结果表明,相比单纯的蛋白抗癌药物,由EGCG构建的纳米载药胶束具有更好的抗癌效果,在上述采用EGCG与Herceptin组装形成载药胶束的过程中,EGCG实际上是一种EGCG的寡聚物。事实上,在2013年就已有研究论文报道,借助茶多酚的氧化偶联自聚,组装形成表面孔结构丰富的环境响应球,形成的中空球可广泛用于生物染料和抗癌药物等客体分子的智能输送等。在这些抗癌药物载体的研究中,茶多酚自身的抗癌前药功效,都受到了相应的重视。可以预料这些前沿的研究,将进一步推动茶资源在生物制药和靶向抗癌载体方面的应用。随着社会进入老年化时代,骨质疏松症将会是影响人类生活质量的一种常见疾病。正常状态下,人体骨骼中的成骨细胞和破骨细胞的活动处于平衡状态,进入老年后,破骨细胞的功能趋于活跃,这将导致骨骼变脆、骨骼量减少,引发骨质疏松症。2015年最新发表的采用骨质疏松症动物模型的研究揭示,茶黄素具有抑制破骨细胞的功能,可有效改善动物的骨质疏松症状。此外,调控人体结石的主要成份草酸钙的体外结晶学研究也揭示,茶多酚可抑制一水草酸钙的形成,所以茶具有预防结石形成的功效。以上涉及骨质疏松症和结石形成的研究将有望利用茶资源开发出相关的健康用品和治疗药物,获得预防乃至治疗人体病理性矿化关联的疾病效果。针对茶的功能组分,构建适宜的载体材料,以提高茶多酚的生物利用度,对于实现茶组分的功能效应具有重要的价值。这类茶多酚载体材料一般采用具有良好生物相容性的医用高分子和无机材料来构建,如2008年发表的论文就报道了一类茶多酚钙基无机载体材料的制备,该研究采用双喷嘴技术,对钙盐溶液和含有茶提取物的碳酸盐或磷酸盐溶液进行混合成粒,形成载有茶多酚的载体材料,实现了对多类茶多酚单体较高的包封率。此外,当前发展新型的生物功能材料的研究,也是利用茶资源的另一个热点方向。Fei等利用茶多酚组装获得具有核壳结构的纳米材料,通过选择采用不同的金属元素,可获得不同波段的自发光功能,可应用于生物影像和输送客体物质等;2012年发表的研究报道了一种尺寸可控的、在低pH值下稳定性极佳的EGCG纳米金颗粒,这些纳米粒子作为抗癌药物载体可增强药物的抗肿瘤活性,尤其适合应用于胃肠环境。

3.3其他材料领域

利用茶多酚的化学特性,发展绿色的化学合成方法制备功能材料,进一步展示了对茶资源的全价值应用。Nadagouda等报道了在室温下用茶提取物高效合成贵金属纳米粒子的研究,所得到的银和钯等纳米粒子的粒径仅为20~60nm,该技术不涉及使用表面活性剂、封端剂或有机模板等化学物质,方法简单、环保、高效,也适宜于制备其他如金和铂等贵重金属纳米粒子。上述方法是利用多酚物质的还原特性来高效合成金属纳米粒子,而利用其抗氧化性还可以获得新型的高效传感器,如结合茶EGCG的抗氧化性和单壁碳纳米管(SWNT)独特的电响应特性,就可构建出具有对活性氧响应的SWNT/EGCG复合材料,该类复合材料可潜在用作化学和生物传感器。此外,由茶提取物组装构建的多酚球,表面孔结构丰富,预计在环境治理、空气净化以及作为化工填料方面均有着良好的应用前景。