時間:2023-08-24 17:16:04
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇化學(xué)工程專業(yè)課范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
近年來,為了更好地與國際教育接軌并實現(xiàn)國際互認,我國越來越多的大中專院校逐步接受了工程教育認證的理念,加快了工程教育的認證工作。從2016年正式加入國際工程聯(lián)盟《華盛頓協(xié)議》,工程教育認證已被確認為最權(quán)威的工程教育本科專業(yè)認證[1]。根據(jù)2018版工程教育專業(yè)認證標準,通用標準劃分為學(xué)生、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍和支持條件等七項內(nèi)容。依據(jù)標準要求,圍繞著這七塊內(nèi)容來判斷專業(yè)是否達到認證要求的依據(jù)。其中,課程體系的達成被認為是實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標的核心要素之一[2-3]。2019年,鹽城工學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)順利通過專業(yè)認證工作。認證期間,我們對化學(xué)工程與工藝專業(yè)的人才培養(yǎng)方案進行了系統(tǒng)性地完善,包括課程體系的修訂工作。這樣有助于學(xué)生達成畢業(yè)要求,促進了學(xué)科的可持續(xù)性發(fā)展。筆者以我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)認證情況為例,淺談?wù)n程體系的構(gòu)建工作與成果。
1建立基于專業(yè)認證標準的課程體系
1.1本專業(yè)課程體系的構(gòu)成
為達成畢業(yè)要求的各指標要求,本專業(yè)依據(jù)成果導(dǎo)向教育(Outcomes-basedEducation,OBE)理念,逆向設(shè)計并構(gòu)建了課程體系??傮w思路是:培養(yǎng)學(xué)生掌握較為扎實的通識基礎(chǔ)知識,逐步地掌握本專業(yè)領(lǐng)域必需的基礎(chǔ)理論和技術(shù)基礎(chǔ)知識,并不斷訓(xùn)練學(xué)生的理論聯(lián)系實際的能力、創(chuàng)新意識和專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力[4]。本專業(yè)課程體系如圖1所示。依據(jù)2018版通用標準,課程體系分為通識教育課程模塊、專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊、專業(yè)課程模塊和實踐課程模塊四部分[4]。為了達成各項的占比要求,通用做法如下:通識教育課程模塊主要包括數(shù)學(xué)與自然科學(xué)和人文社會科學(xué)(兩類的占比均不至少15%);專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊主要包括工程基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程。而專業(yè)課程模塊包括專業(yè)必修課程、專業(yè)選修課程、素質(zhì)與能力拓展課程等子模塊。這兩類的綜合占比不少于30%。工程實踐與畢業(yè)設(shè)計(論文)占比也不少于30%。此外,結(jié)合課程體系對畢業(yè)要求指標點的支撐關(guān)系,進行合理歸類,確定本專業(yè)核心課程。
1.2課程體系中課程設(shè)置的內(nèi)在關(guān)聯(lián)
按照工程教育認證的標準,課程體系的劃分能夠滿足各類標準的要求。但是涉及到具體課程的設(shè)置及先后修次序,以及課程間的內(nèi)在聯(lián)系等對課程體系的完善也非常重要。一般地,課程設(shè)置以專業(yè)知識邏輯為基礎(chǔ),以能力培養(yǎng)為主線?,F(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生化工設(shè)計能力而設(shè)置的相關(guān)課程及內(nèi)在關(guān)聯(lián)分析為例。以《化工設(shè)計》單獨一門課程為例,說明必修課程先后修關(guān)系[5]。《化工設(shè)計》先修課有《化工原理》等課程。比如,通過化工原理的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握流體流動、傳熱和傳質(zhì)以及單元操作的基本原理,培養(yǎng)學(xué)生運用基礎(chǔ)理論、分析和解決化工單元操作中各種工程實際問題的能力,增強學(xué)生工程觀點、經(jīng)濟觀點、定量計算和工程設(shè)計(研究)的能力[6]。《畢業(yè)設(shè)計》使學(xué)生獲得化工工程師所必須的綜合能力,具有現(xiàn)代化工環(huán)保安全意識,具有對新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進行設(shè)計的能力,具備使用先進的化工設(shè)計軟件進行化工工程設(shè)計的能力?!痘ぴO(shè)計》后修課程有《畢業(yè)設(shè)計》,通過《化工設(shè)計》的學(xué)習(xí),使學(xué)生基本了解化工生產(chǎn)車間(裝置)設(shè)計的內(nèi)容和步驟,并初具化工裝置設(shè)計的能力,為最后的《畢業(yè)設(shè)計》打下良好基礎(chǔ)。由上述分析可知,《化工設(shè)計》課程先后修關(guān)系與能力培養(yǎng)遞進邏輯相符合,能實現(xiàn)畢業(yè)要求所需能力的培養(yǎng)要求。本專業(yè)必修課程的先后修次序都按能力遞進的要求進行了設(shè)計,能確保學(xué)生達到畢業(yè)要求。
2課程體系構(gòu)建與解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)
針對解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng),本專業(yè)在課程體系中的四大模塊,即通識教育課程模塊、專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊、專業(yè)課程模塊和實踐課程模塊,依據(jù)不同課程類型以及能力達成的要素和基本規(guī)律,進行課程教學(xué)目標的制定并體現(xiàn)于課程教學(xué)大綱中。其中,通識教育課程模塊和專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊側(cè)重加強復(fù)雜工程問題能力的識別、表達和分析能力的培養(yǎng);專業(yè)課程模塊側(cè)重加強分析、設(shè)計、研究能力的培養(yǎng);實踐課程模塊側(cè)重加強綜合運用知識解決實際問題的能力培養(yǎng)。以化工原理對畢業(yè)要求指標點的支撐為例,體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)能力的培養(yǎng)。
3非技術(shù)因素在課程體系構(gòu)建中作用
針對非技術(shù)因素的能力培養(yǎng),本專業(yè)設(shè)置了“思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)”、“化工安全與環(huán)?!薄ⅰ盎て蠊堋钡日n程。比如:為了支撐畢業(yè)要求指標點6.1“能夠了解化工專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)標準、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)”,設(shè)置“化工設(shè)備機械基礎(chǔ)”、“化工產(chǎn)品市場調(diào)研”和“工藝及生產(chǎn)實踐”四門課程,分別地涉及到通識教育課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和實踐課程。使得學(xué)生能夠理解工程實踐活動對社會、安全、文化、道德、法律以及環(huán)境等問題的影響和內(nèi)涵,從而能夠承擔責任并遵守化工行業(yè)相關(guān)技術(shù)標準規(guī)范。再比如,強化相關(guān)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)支撐非技術(shù)因素影響能力的畢業(yè)要求指標點,在教學(xué)內(nèi)容上,既要體現(xiàn)考慮非技術(shù)因素影響能力的相關(guān)知識點進一步自我學(xué)習(xí),又要進行實踐應(yīng)用訓(xùn)練。在課程教學(xué)實施過程中有明確的考核要求和評分標準。如:為了支撐畢業(yè)要求指標點3.2“能夠針對特定需求完成單元(部件)設(shè)計的基礎(chǔ)上,進行系統(tǒng)或工藝流程的設(shè)計”,設(shè)置了“化工設(shè)備課程設(shè)計”、“化工原理課程設(shè)計”、“反應(yīng)器設(shè)計”、“化學(xué)化工常用軟件實踐”、“畢業(yè)設(shè)計(論文)”五門實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在設(shè)計任務(wù)書中除了對具體設(shè)計任務(wù)給出明確要求外,還要求在設(shè)計過程中,能夠依據(jù)相關(guān)標準、規(guī)范,綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等制約因素,并體現(xiàn)創(chuàng)新意識。同時,在設(shè)計說明書中和答辯過程中有相關(guān)內(nèi)容體現(xiàn),并對該內(nèi)容給出具體量化評分標準和考核方法。
4結(jié)語
基于專業(yè)認證“成果導(dǎo)向型教育”的人才培養(yǎng)理念和要求,化學(xué)工程與工藝本科專業(yè)課程體系的構(gòu)建應(yīng)更加注重體現(xiàn)專業(yè)的辦學(xué)特色,體現(xiàn)針對復(fù)雜化學(xué)工程問題的研究、分析與解決,體現(xiàn)專業(yè)技術(shù)與非技術(shù)領(lǐng)域各項能力的完全達成,使得學(xué)生的綜合素養(yǎng)得以全面提升,創(chuàng)新意識、國際視野、職業(yè)道德、安全環(huán)保意識等各方面的能力獲得增強,為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展儲備高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
參考文獻
[1]李志義.對我國工程教育專業(yè)認證十年的回顧與反思之一:我們應(yīng)該堅持和強化什么[J].中國大學(xué)教學(xué),2016(11):10-16.
[2]付廣艷,李榮廣,張金萍,等.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程體系構(gòu)建與課程建設(shè)[J].化工高等教育,2019,36(1):57-60.
[3]程倩,張繼國,陳欲曉,等.工程認證導(dǎo)向下化工原理實驗課程改革與探索[J].化工高等教育,2020,37(2):122-125.
[4]工程教育專業(yè)認證標準(試行)-教育研究與評估中心,2018.
1.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的性質(zhì)及培養(yǎng)模式
化學(xué)工程與工藝專業(yè)屬于工科專業(yè),授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。由于化學(xué)工業(yè)的相關(guān)領(lǐng)域極為廣泛,化學(xué)工程與工藝專業(yè)涉及的專業(yè)方向也就非常多樣化,各高校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)特點亦不盡相同。我校近年來根據(jù)社會經(jīng)濟、工業(yè)發(fā)展的需求趨勢,兄弟院校化學(xué)工程與工藝專業(yè)方向的設(shè)置,以及我校原有的相近專業(yè)優(yōu)勢,設(shè)置了能夠體現(xiàn)我校特色的化學(xué)工程與工藝專業(yè)方向,逐步建立了適合我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的教育培養(yǎng)模式。2008年,我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)已有7屆本科畢業(yè)生,其學(xué)生就業(yè)形勢良好,社會反饋積極.在制定教學(xué)計劃的工作中加強教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革,加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié),目的在于進一步提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)能力更強的化學(xué)工程與工藝人才。
2.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的任務(wù)
根據(jù)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的性質(zhì),化學(xué)工程與工藝專業(yè)的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)工程學(xué)與化學(xué)工藝學(xué)等方面的基本理論和基本知識,受到化學(xué)與化工實驗技能、工程實踐、計算機應(yīng)用、科學(xué)研究與工程設(shè)計方法的基本訓(xùn)練.具有對現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)過程進行模擬優(yōu)化、革新改造,對新過程進行開發(fā)設(shè)計和對新產(chǎn)品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學(xué)科和領(lǐng)域很多,化學(xué)工程與工藝專業(yè)除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)一般應(yīng)用化工的基本知識和基本技能外,還應(yīng)該結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)及本校的實際情況,重點學(xué)習(xí)化工在某個或某幾個領(lǐng)域中的具體應(yīng)用,以便形成不同高校應(yīng)用化工專業(yè)的特色專業(yè)方向.
3.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標
本專業(yè)培養(yǎng)具備化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的知識,能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面工作的工程技術(shù)人才。
4.化學(xué)工程與工藝專業(yè)的課程設(shè)置
為了使不同高校既有統(tǒng)一的規(guī)范,又有不同的專業(yè)特色,根據(jù)應(yīng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的任務(wù)和業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標,化學(xué)工程與工藝專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有較扎實的化工理論基礎(chǔ),較寬的化工應(yīng)用知識以及一定的工程技術(shù)基礎(chǔ),從而該專業(yè)的課程設(shè)置(公共課、基礎(chǔ)課除外)應(yīng)由基礎(chǔ)化學(xué)課、工程基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課3部分組成?;A(chǔ)化學(xué)課包括:無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等。工程基礎(chǔ)課主要包括:化工儀表與自動化、化學(xué)工程基礎(chǔ)、電工電子學(xué)等。專業(yè)方向課:可根據(jù)具體方向選擇專業(yè)化學(xué)課,如電化學(xué)工程方向可選理論電化學(xué)、化學(xué)電源工藝學(xué)、電解工程和電鍍工程等。精細化工方向可選擇化工工藝學(xué)、化工分離工程、化學(xué)反應(yīng)工程等。另外實踐性環(huán)節(jié)包括基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、提高實驗、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)論文等。
我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)方向
中圖分類號:G642.0?搖 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0027-02
“化學(xué)工程基礎(chǔ)”是理科院?;瘜W(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,主要內(nèi)容為化學(xué)工程的基本原理和化工生產(chǎn)的各種單元操作,包括化工過程的動力學(xué)原理、熱力學(xué)原理、能量守恒與轉(zhuǎn)換原理、質(zhì)量傳遞原理以及相應(yīng)過程的控制機理、操作方法、影響因素、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝過程等,具有與生產(chǎn)實踐緊密聯(lián)系的特點,應(yīng)用性很強,是理科化學(xué)類專業(yè)唯一的一門工程技術(shù)課程。
一、人才培養(yǎng)的要求
當代化學(xué)工業(yè)對化學(xué)化工類人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。如何培養(yǎng)基礎(chǔ)理論知識扎實、工作適應(yīng)性強、具有創(chuàng)新能力的人才,是綜合性大學(xué)化學(xué)化工教學(xué)改革面臨的重要課題。目前,綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)每年都有相當一部分畢業(yè)生進入化學(xué)、化工和制藥等企事業(yè)單位業(yè)從事研究開發(fā)或工程技術(shù)工作,這種趨勢還會隨著創(chuàng)新性國家的建設(shè)而逐年增長?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)是綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是唯一的一門工程技術(shù)類課程,該課程的教學(xué)改革與實踐對于理工學(xué)科交叉與學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是綜合性大學(xué)化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)其他課程所不能替代的。在充分發(fā)揮綜合性大學(xué)基礎(chǔ)理論研究優(yōu)勢的同時,通過對理科專業(yè)化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的更新、充實和調(diào)整,為化工類企事業(yè)單位培養(yǎng)和造就具有開拓創(chuàng)新精神、勝任科學(xué)研究與工程技術(shù)工作、適應(yīng)性強的化學(xué)化工專業(yè)人才。
二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的優(yōu)化
以創(chuàng)新教育思想為指導(dǎo),研究改革化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,建立培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的化學(xué)工程基礎(chǔ)課程內(nèi)容新體系。動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程(“三傳一反”)仍將是化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)的核心內(nèi)容,應(yīng)不斷充實更新才能反映學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和適應(yīng)社會經(jīng)濟需求。化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)是支撐物質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)工業(yè)的學(xué)科,前者研究分子之間發(fā)生反應(yīng)的可能性、必要的條件和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),后者研究物質(zhì)的流動、質(zhì)能傳遞及其對反應(yīng)過程與產(chǎn)物的影響。
1.優(yōu)化更新教學(xué)內(nèi)容,反映體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展與技術(shù)進步?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)作為理科化學(xué)專業(yè)的工程技術(shù)課程,其教學(xué)內(nèi)容除了動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程以外,還應(yīng)當及時反映和體現(xiàn)學(xué)科的發(fā)展與技術(shù)進步。根據(jù)授課學(xué)時,突出教學(xué)重點,優(yōu)化教學(xué)計劃,精選教學(xué)內(nèi)容。以化學(xué)工程學(xué)的基本觀點、基本原理和基本方法為核心,結(jié)合典型化工過程,理論聯(lián)系實際,使學(xué)生在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi),掌握本門課程的基本知識,熟悉研究與應(yīng)用對象,為今后從事化學(xué)化工專業(yè)技術(shù)工作打下堅實基礎(chǔ)。在其他科學(xué)技術(shù)的帶動和社會需求的推動下,化工分離技術(shù)近年來取得了很大進步。新技術(shù)不斷涌現(xiàn),膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術(shù)就是其中的代表。我們在教材的編寫和課堂教學(xué)中,有意識地加入這些內(nèi)容,便于學(xué)生從課堂上了解新的科學(xué)知識,拓寬學(xué)術(shù)視野。
2.引導(dǎo)學(xué)生建立工程技術(shù)與技術(shù)經(jīng)濟觀點,提高學(xué)生綜合素質(zhì)。科學(xué)與技術(shù)的交叉和滲透,要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要掌握扎實的基礎(chǔ)理論知識,還要學(xué)會運用所學(xué)的理論解決工程實際問題。綜合性大學(xué)理科化學(xué)專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)理論知識比較扎實,在課堂教學(xué)中,我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合工程實際,啟發(fā)學(xué)生從工程實際問題出發(fā),強調(diào)工程實際的特點,突出工程實踐的技術(shù)經(jīng)濟問題,灌輸學(xué)生節(jié)能減排與綠色環(huán)保的理念,訓(xùn)練學(xué)生綜合運用數(shù)學(xué)、物理與化學(xué)等多學(xué)科知識,綜合分析化工單元操作與工業(yè)裝置中涉及的復(fù)雜問題,培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)思維方法與工程設(shè)計等綜合素質(zhì)。
3.改進教學(xué)方法,提高教學(xué)效率?;瘜W(xué)工程基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容涉及化工單元操作與工藝過程。綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生一般沒有見過真實的化工設(shè)備,對化工廠與化工設(shè)備和裝置缺乏感性認識,通過多媒體教學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法,可以促進學(xué)生感知與思維、理論與實踐的結(jié)合,提高學(xué)生對化學(xué)工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,使他們由不熟悉、不了解化工企業(yè)與裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橄矚g應(yīng)用學(xué)科、樂于進入與應(yīng)用密切相關(guān)的教師實驗室開展業(yè)余科研。為此,我們一方面利用多媒體的優(yōu)點,在課堂教學(xué)中放映一些設(shè)備的實物圖像。另一方面,在有關(guān)課程中增加了實習(xí)參觀環(huán)節(jié),組織學(xué)生到石油化工廠、有機化工廠和精細化工廠等企業(yè)參觀實習(xí),增強學(xué)生對加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設(shè)備的感性認識。
三、教學(xué)團隊與課程體系的建設(shè)
以先進的教學(xué)理念為先導(dǎo),以高水平的教學(xué)團隊為根本,以科學(xué)的課程新體系為核心,以優(yōu)良的規(guī)劃教材為保障,強化教學(xué)團隊的建設(shè),使所有主講教師成為教學(xué)改革的高水平運動員和創(chuàng)新教育的優(yōu)秀教練員。
1.建設(shè)高水平教學(xué)團隊。從事課堂和實驗教學(xué)的主講教師也要承擔高水平的科研項目,提高教師的科研水平。我們承擔“化學(xué)工程基礎(chǔ)”的主講教師都具有教授職稱并擔任博士生導(dǎo)師,承擔了一些科學(xué)研究項目。同時,也積極思考和實踐課程的教學(xué)改革,奠定了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的堅實基礎(chǔ)。沒有高水平的教學(xué)團隊,不可能進行教學(xué)改革的實踐,更不可能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的學(xué)生。
2.構(gòu)建工程教育、創(chuàng)新教育的課程體系。夯實基礎(chǔ),將理科化學(xué)知識和工程知識有機結(jié)合。理科化學(xué)基礎(chǔ)課程、化工過程開發(fā)、化學(xué)工程基礎(chǔ)及多門專業(yè)課程的開設(shè),可將學(xué)生所學(xué)知識形成知識鏈。重視對學(xué)生業(yè)余科研和畢業(yè)論文的指導(dǎo),吸引對化學(xué)工程有興趣的同學(xué)來實驗室和博士研究生、碩士研究生一起進行科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和對科學(xué)研究的興趣。通過畢業(yè)論文階段的培養(yǎng),加強了學(xué)生對知識的掌握和運用,特別是對“應(yīng)用”和“工程”概念的強化。近年來,來我們化工實驗室進行業(yè)余科研和畢業(yè)論文的學(xué)生每屆都在十人以上,占理科化學(xué)專業(yè)學(xué)生的5%作用。
3.將科研成果向教學(xué)實踐轉(zhuǎn)化,形成教學(xué)促進科研、科研反哺教學(xué)的良性循環(huán)。構(gòu)建應(yīng)用學(xué)科人才培養(yǎng)、現(xiàn)代科技發(fā)展相適應(yīng)的“基礎(chǔ)性、綜合性、工程性、創(chuàng)新性”體系。我們承擔了國家和企業(yè)的一些化工類科研項目,特別是在水與廢水處理、化工分離和國防化學(xué)等方面取得了一些科研成果,我們注意將教師的科研成果和科研實踐融入課堂教學(xué)。從事課堂教學(xué)的主講教師與實驗課指導(dǎo)老師一起合作,將“滲透汽化膜分離”編入了實驗教材和開展了教學(xué)實驗,受到學(xué)生的歡迎。
化學(xué)是實驗性很強的學(xué)科,化學(xué)工程作為一個共性的工程學(xué)科,我們應(yīng)充分利用科學(xué)技術(shù)發(fā)展和教學(xué)改革帶來的機遇,加強化學(xué)與化學(xué)工程的結(jié)合,為國家培養(yǎng)更多復(fù)合型創(chuàng)新人才。
參考文獻:
隨著我國化學(xué)工程碩士研究生教育規(guī)模的擴大和水平的提高,與之相應(yīng)的研究生專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量問題已經(jīng)成為制約研究生教育水平和培養(yǎng)質(zhì)量進一步提高的重要因素之一。在崗的工程碩士對專業(yè)課學(xué)習(xí)的時間不能保證;專業(yè)課設(shè)置本文由收集整理范圍窄,不符合學(xué)生工作現(xiàn)場的實際需求;缺乏優(yōu)秀的專業(yè)課教材;部分專業(yè)課教師缺乏現(xiàn)場實踐經(jīng)驗;專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生實際工作內(nèi)容相脫節(jié)等等,這些問題在全國的大多數(shù)培養(yǎng)工程碩士的高校當中都或多或少存在,從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高,教學(xué)效果不好。針對目前化學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士專業(yè)課教學(xué)當中存在的突出問題,我們認為可采取以下措施予以解決。
一、修訂教學(xué)計劃,調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置,提高專業(yè)課程應(yīng)用性
工程碩士主要面對的是特定的工礦企業(yè),不同企業(yè)的生產(chǎn)過程與產(chǎn)品不盡相同,來自不同企業(yè)單位的學(xué)生從事的工作崗位也相差較大,這就決定了他們在實踐過程和所需要解決的問題具有較大差異。因此,在制訂工程碩士研究生的培養(yǎng)方案及教學(xué)計劃時,應(yīng)該按照國家化學(xué)工程專業(yè)學(xué)位標準,在國家教育部的規(guī)定學(xué)時及內(nèi)容的范圍內(nèi),針對各個企業(yè)的培養(yǎng)方向靈活的制訂培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃,盡可能使學(xué)生能夠?qū)W到實際需要的課程。另外,對于專業(yè)核心課程一定要慎重選擇,在廣泛征求企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)、專家、碩士生導(dǎo)師以及學(xué)生的意見后,根據(jù)大多數(shù)學(xué)生所在企業(yè)單位的行業(yè)需求合理制定,以真正起到核心支撐作用。而對于選修課程,設(shè)置的范圍一定要寬,盡可能使多數(shù)學(xué)生能夠選到自己喜歡或者想學(xué)習(xí)的課程。這樣就可能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而提高專業(yè)課教學(xué)的效果。
二、加大教材建設(shè)力度,把學(xué)生需求作為教學(xué)內(nèi)容改革的推動力
要提高工程碩士專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量不僅需要優(yōu)秀的專業(yè)課教師、良好的學(xué)習(xí)氛圍,還需要與教學(xué)目標和授課對象相匹配的優(yōu)秀教材。教材建設(shè)是整個教學(xué)過程中的一項基礎(chǔ)工作,是教學(xué)質(zhì)量的重要組成部分。不過目前化學(xué)工程碩士專業(yè)除了公選課的教材外,專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)選修課教材非常短缺。這就需要組織教師編寫適合工程碩士特點的專業(yè)課教材,從教材體系和內(nèi)容上體現(xiàn)出重基礎(chǔ)(基礎(chǔ)理論,基本技能)、重個性化培養(yǎng)、重創(chuàng)新性培養(yǎng)。同時專業(yè)課教師要深入生產(chǎn)第一線,把理論與生產(chǎn)實際相結(jié)合,吸收學(xué)科前沿知識和最新科研成果,掌握第一手資料。總之,要以培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)需求的應(yīng)用研究型人才為目標,高度重視教材建設(shè)。
三、改進授課方式,堅持理論聯(lián)系實際,把集中教學(xué)與分散教學(xué)相結(jié)合
進行教學(xué)時,要結(jié)合實際,不斷改革教學(xué)方式和授課方法,以取得良好的效果。①理論結(jié)合實際,注重學(xué)生學(xué)以致用。工程碩士大部分都是工廠企業(yè)的骨干,看重課程的實用性和對自己工作的幫助,因此,在教學(xué)過程中,一些和實際生產(chǎn)聯(lián)系較為緊密的部分將它放到現(xiàn)場,結(jié)合現(xiàn)場實際,盡可能利用書本上的知識來解決實際問題,真正做到教學(xué)相長。②集中上課,合理安排上課時間和地點。工程碩士學(xué)生較為分散,工作比較忙,不能像全日制學(xué)生一樣按時上課,所以在上課過程中可結(jié)合老師和學(xué)生的工作,采用不同的集中方式來進行。③利用網(wǎng)絡(luò),加強交流,完善師生互動。課堂內(nèi)充分發(fā)揮研究生的主動性,以討論為主、點評為輔,以網(wǎng)絡(luò)為媒體,及時更新教材內(nèi)容。建設(shè)專業(yè)碩士教學(xué)網(wǎng)站,將教師的教案、課件、習(xí)題答案以及部分重要內(nèi)容的視頻、音頻等資料放在網(wǎng)絡(luò)上,供學(xué)生實時查詢學(xué)習(xí);還可利用qq、msn等聊天工具保持與學(xué)生的互動,隨時解決學(xué)生的疑難問題,保證教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。
四、加強專業(yè)課教師隊伍建設(shè),提高教師專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)道德素養(yǎng)
教師和學(xué)生是完成教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分,教師是教學(xué)過程的主導(dǎo)者,教師專業(yè)素質(zhì)的高低和職業(yè)道德素養(yǎng)的好壞是決定課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。工程碩士的特點是學(xué)員進校不離崗、在職學(xué)習(xí),這就要求教師具有更強的責任心與職業(yè)道德。由于多數(shù)學(xué)生來自生產(chǎn)第一線,有著豐富的實踐經(jīng)驗,這要求專業(yè)課教師必須熟悉產(chǎn)業(yè)和行業(yè)要求,具有豐富的工程實踐知識和經(jīng)驗。所以,為了保證教學(xué)效果,對專業(yè)課任課教師提出了更高的要求,一方面要求專業(yè)課任課教師必須具有一定的工程實踐經(jīng)歷;另一方面要加強教師與學(xué)生之間的交流,對所教所學(xué)的內(nèi)容都做好充分準備。
五、改革考核手段,把課程論文與生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)相結(jié)合
中國的傳統(tǒng)教育主要以考帶學(xué),考試成績是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)成績的主要手段。長期以來,無論是中學(xué)還是大學(xué)注重的都是應(yīng)試教育,素質(zhì)教育雖一直作為教育改革的重點,但很難被付諸教育實際,其原因之一是考核方式的單一性,學(xué)生把應(yīng)試成績的提高作為學(xué)習(xí)的唯一推動力。
Reform and practice on chemical engineering experimental curriculum and teaching content
Yang Ronghua, Cao Xiaoqun, Cheng Yueshan, Wang Hai, Wang Fang, Liu Xin
Taishan medical college, Tai’an, 271016, China
Abstract: Starting form the curriculum, test content, teaching methods, experimental teachers and other aspects, exploring and implementing the reform of chemical engineering experiments curriculum and teaching content, with chemical experiment platform. Building experimental teaching system to help students develop practical skills and innovative ability. Construction of experimental teaching team to meet the needs of high-quality experiment teaching and construction advanced equipment, resource sharing, open environment for experimental teaching service. Implementation of the efficient operation of the management mechanism, to improve the quality of chemical engineering experiments, and training innovative applications personnel of “thick foundation, wide caliber, emphasize practical, pursuing innovation”.
Key words: chemical experiments; platform; experimental curriculum; experimental teaching content; reform
2010年9月,我?;W(xué)院將化工原理實驗室和化工專業(yè)綜合實驗室劃歸化工專業(yè)教研室管理,邁出了化工專業(yè)教學(xué)改革的關(guān)鍵一步。為充分發(fā)揮現(xiàn)有資源的功用和進一步完善實驗室建設(shè),加強化工專業(yè)實驗課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革,提高實驗教學(xué)質(zhì)量,參照“化學(xué)化工國家實驗教學(xué)示范中心”建設(shè)的成功經(jīng)驗,從課程體系、實驗內(nèi)容、教學(xué)方法、師資隊伍4個方面對我?;I(yè)實驗平臺建設(shè)、實驗教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容進行了改革和建設(shè),著力提高化工專業(yè)實驗教學(xué)質(zhì)量,取得了顯著成效。
1 化工專業(yè)實驗教學(xué)課程體系
培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才,必須建立與之相適應(yīng)的具有創(chuàng)新性、實用性的實驗教學(xué)體系,以培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。在化學(xué)實驗基礎(chǔ)及技能訓(xùn)練的前提下,設(shè)置“基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合設(shè)計、創(chuàng)新研究、仿真與計算機應(yīng)用”4種實驗類型,形成體現(xiàn)化工專業(yè)特色的“一體化、多層次、開放式、重基礎(chǔ)、求創(chuàng)新”的化工專業(yè)實驗教學(xué)體系;并從“化工原理實驗—化工專業(yè)綜合實驗—化工仿真與計算機應(yīng)用訓(xùn)練—創(chuàng)新性研究實驗”4個方面構(gòu)建和管理實驗室。
化工專業(yè)實驗教學(xué)課程體系(以化學(xué)工程與工藝專業(yè)為例)(如圖1所示)。
圖1 化學(xué)工程與工藝專業(yè)實踐教學(xué)課程體系
2 化工專業(yè)實驗內(nèi)容
根據(jù)化工專業(yè)實驗教學(xué)課程體系的規(guī)劃,本著“重視基礎(chǔ)訓(xùn)練,加強綜合,突出設(shè)計和創(chuàng)新研究訓(xùn)練”的目的,對每一階段的實驗教學(xué)訓(xùn)練在基礎(chǔ)實驗訓(xùn)練之上,增加綜合設(shè)計性、研究性和自助式實驗內(nèi)容,以激發(fā)學(xué)生興趣、啟迪學(xué)生探索、訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維方法,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新,充分體現(xiàn)以能力培養(yǎng)為核心的創(chuàng)新性實驗內(nèi)容建設(shè)。擬開設(shè)的主要實驗課程和所選實驗內(nèi)容包括:
2.1 化工原理實驗
對化工類專業(yè)學(xué)生,化工原理實驗課程以單元操作中的流體流動與輸送、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶等傳質(zhì)過程為主線,實驗設(shè)備及裝置能夠開設(shè)基礎(chǔ)訓(xùn)練性、綜合設(shè)計性和創(chuàng)新研究性3類實驗項目24個,其中基礎(chǔ)訓(xùn)練性實驗5個,綜合設(shè)計性實驗13個,創(chuàng)新研究性實驗6個。在基礎(chǔ)訓(xùn)練性實驗基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)時要求和第二課堂形式,通過自主設(shè)計、綜合搭配化工過程實驗裝置,以必做和選做結(jié)合的方式,開設(shè)綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新研究性化工過程綜合實驗。上述實驗項目中必做實驗8個,選做8個,其他實驗項目可根據(jù)學(xué)生的興趣、愛好,利用第二課堂、開放實驗室、科技創(chuàng)新項目等形式選擇。
2.2 化工專業(yè)綜合實驗
將化學(xué)工程與工藝相關(guān)核心專業(yè)課程的實驗內(nèi)容,綜合歸類為化工專業(yè)綜合實驗,單獨設(shè)課,其內(nèi)容以熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定、傳質(zhì)數(shù)據(jù)測定、化學(xué)反應(yīng)工程實驗技術(shù)及設(shè)備、化工分離技術(shù)及設(shè)備、化工工藝、計算機數(shù)據(jù)采集與控制等實驗為主,能開設(shè)綜合設(shè)計性專業(yè)實驗項目25個,其中必做項目15個,選做項目10個。通過實驗方案的擬訂、實驗方案的實施、實驗數(shù)據(jù)的處理與評價,綜合應(yīng)用相關(guān)專業(yè)知識進行綜合、設(shè)計類實驗,目的是應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識,通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。
2.3 化工仿真與計算機應(yīng)用訓(xùn)練
為進一步強化學(xué)生的工程實踐能力,采用化工過程及單元操作仿真實訓(xùn)方式,不僅使學(xué)生領(lǐng)悟到單元操作的核心,也可以使學(xué)生進行模擬和控制可能的化工工藝及優(yōu)化操作,實現(xiàn)工廠現(xiàn)場無法實現(xiàn)的環(huán)節(jié),同時可結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)進一步得到訓(xùn)練。借助計算機在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用,結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識訓(xùn)練化工過程設(shè)計軟件應(yīng)用、實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理、化工過程與系統(tǒng)模擬優(yōu)化等環(huán)節(jié),為將來從事化工設(shè)計、工程實踐打好基礎(chǔ)?,F(xiàn)有設(shè)備、裝置及軟件能夠開設(shè)11個訓(xùn)練項目,其中必做基礎(chǔ)訓(xùn)練項目6個,選做綜合訓(xùn)練項目5個。
2.4 創(chuàng)新性研究實驗
堅持教學(xué)、科研與新技術(shù)應(yīng)用的有機融合,將教師的特色科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容,將部分畢業(yè)環(huán)節(jié)的課題實驗訓(xùn)練與專業(yè)綜合實驗融合,開發(fā)創(chuàng)新性、研究性實驗,充分體現(xiàn)化工專業(yè)綜合實驗訓(xùn)練和科研訓(xùn)練,現(xiàn)有10個創(chuàng)新研究性實驗項目供學(xué)生選擇。另外,每年有十多個項目采用開放實驗室的方法,結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃,鼓勵學(xué)生開展科技創(chuàng)新項目訓(xùn)練。
3 教學(xué)方法與教學(xué)手段改革
3.1 開放式實驗教學(xué)與第二課堂活動
為激發(fā)學(xué)生對實驗課的積極性,全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,解決實驗裝置套數(shù)少、實驗人數(shù)多的問題,化工專業(yè)實驗平臺實施開放式實驗教學(xué),并開展多種形式的第二課堂活動。對基礎(chǔ)訓(xùn)練部分的實驗采用分組集中實驗的方式,將每班學(xué)生分成3~4個大組,每組15~20人,安排不同的時間進行實驗。實驗時再將每組學(xué)生分成3~4個小組,每小組4~6人,同時開設(shè)幾個實驗,各小組輪流進行實驗訓(xùn)練。對于綜合設(shè)計性實驗,要求學(xué)生提前選好所做項目,預(yù)習(xí)并準備好實驗內(nèi)容,在指定的時間內(nèi)有計劃地進行實驗。
創(chuàng)新研究性實驗,多來源于教師的科研課題或大學(xué)生科技創(chuàng)新項目,學(xué)生可根據(jù)自身情況選題,跟隨指定的指導(dǎo)教師進行實驗。重視引導(dǎo)學(xué)生參加研究項目實踐,一方面,教師積極參加科研,從科研工作中選出學(xué)生可以參與的項目;另一方面,有效地組織學(xué)生積極參與到研究實踐中來。創(chuàng)新研究實驗按照選題、文獻檢索、設(shè)計實驗方案、實驗、撰寫論文或?qū)嶒瀳蟾?、報告答辯會的順序進行。
在課外時間,實驗室向?qū)W生全天開放,為學(xué)生的個性發(fā)展和創(chuàng)新意識培養(yǎng)提供空間,為大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃提供訓(xùn)練場所;鼓勵學(xué)生參與教師的科研項目,引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生利用業(yè)余時間和節(jié)假日進入教師的科研課題組,使學(xué)生盡早接觸本學(xué)科最前沿知識,得到科研訓(xùn)練。
3.2 化工實驗課與化工設(shè)計相結(jié)合,體現(xiàn)工科特色
為培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐和工程設(shè)計能力,充分利用化工專業(yè)實驗平臺,在工程實踐教學(xué)過程中,借助豐富的實踐教學(xué)資源,通過一系列教學(xué)安排,使學(xué)生除學(xué)習(xí)各種工藝知識,掌握各種工藝方法外,還可以培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)作風,增強綜合素質(zhì)。例如,將部分化工實驗課與化工設(shè)計相結(jié)合,通過化工實驗課,讓學(xué)生全面掌握某一單元操作或化工過程的實驗基礎(chǔ)理論與技術(shù)、實驗裝置的使用、實驗技能及科技小論文的寫作方法;在化工原理課程設(shè)計、化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計及化工設(shè)計中,結(jié)合某一單元操作、某一裝置或化工過程,訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計能力。也可以將兩者直接結(jié)合,給出某一化工過程,先進行流程及裝置設(shè)計,然后根據(jù)設(shè)計的數(shù)據(jù)進行實驗操作驗證,最后分析討論及對設(shè)計或?qū)嶒炑b置進行改進(如乙酸乙酯的合成及精餾實驗)。這種有機結(jié)合的方式,能將多種知識及能力訓(xùn)練綜合運用,使學(xué)生印象深刻,取得良好的教學(xué)效果。
3.3 采用多種現(xiàn)代化手段輔助實驗教學(xué)
針對學(xué)校開設(shè)的實驗項目,動員教師開發(fā)和研制適合學(xué)校實驗教學(xué)特點的集實驗原理、實驗流程、實驗演示、實驗結(jié)果數(shù)值計算、誤差分析及實驗綜合思考為一體的多媒體教學(xué)軟件,或?qū)嶒灢僮鬟^程錄像,如精餾、吸收等,提高教學(xué)質(zhì)量。使用與實驗裝置配套的計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),引導(dǎo)學(xué)生掌握實驗設(shè)定、軟件使用、數(shù)據(jù)處理等技能,為將來應(yīng)用現(xiàn)代化生產(chǎn)裝置打下基礎(chǔ)。
借助化工仿真軟件和化工過程模擬計算機軟件,開展化工裝置及過程自動控制模擬操作訓(xùn)練或?qū)ぴO(shè)備、過程進行模擬、設(shè)計、計算等,彌補實習(xí)過程現(xiàn)場無法操作的不足,也為將來從事化工過程模擬或設(shè)計起到訓(xùn)練作用。
3.4 開展實驗競賽活動
化工專業(yè)實驗平臺每年舉行1次全校規(guī)模的化工原理實驗競賽,以鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識,強化實驗技能,培養(yǎng)競爭意識和創(chuàng)新意識。同時,在實驗競賽中加入實驗流程設(shè)計、設(shè)備設(shè)計訓(xùn)練、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié),起到綜合訓(xùn)練的目的。組織學(xué)生參加2年1次的全省或全國大學(xué)生化工實驗大賽,拓寬學(xué)生視野。
3.5 建立多元化實驗考核體系
化工實驗考核方式,采用平時單元成績累計計分和期末考試相結(jié)合的多元化考核方法。平時單元實驗按基礎(chǔ)實驗和綜合設(shè)計實驗制定相應(yīng)的評分標準,客觀記錄學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)、基本操作、實驗結(jié)果、實驗報告和綜合素質(zhì)等環(huán)節(jié)的成績;期末考試采用筆試加實際操作2種方式對學(xué)生進行全面考核?;A(chǔ)訓(xùn)練實驗占50%,綜合設(shè)計實驗占20%,期末考試占30%。
基礎(chǔ)實驗階段評分依據(jù):實驗紀律和秩序、預(yù)習(xí)和回答問題、基本操作規(guī)范性、實驗記錄規(guī)范性、實驗數(shù)據(jù)及處理正確性及實驗報告等。綜合設(shè)計實驗階段評分依據(jù):文獻調(diào)查與總結(jié)、實驗方案、實驗操作及實驗報告等。對于創(chuàng)新研究實驗,可根據(jù)實際情況,單獨考核。
4 制度和教學(xué)隊伍建設(shè)
要提高實驗教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量,必須建立現(xiàn)代化的、高效運行的管理機制并重視師資隊伍的建設(shè)。在管理機制和制度方面,做到“教學(xué)工作與科研工作,教學(xué)帶頭人和科研帶頭人,教學(xué)成果與科研成果,教學(xué)研究項目與科研項目”一視同仁,以調(diào)動和鼓勵教師參與實驗教學(xué)工作,提高實驗教學(xué)的師資素質(zhì)。在實驗室設(shè)置教學(xué)重點崗位并實行競爭上崗;建立健全青年教師培養(yǎng)制度,在教學(xué)與科研實踐中培養(yǎng)梯隊。加強“實驗課教學(xué)團隊”建設(shè),實施實驗室主任負責制。實驗課教學(xué)團隊設(shè)立實驗室主任(教師)、相對固定的教師和實驗室管理人員,并按照專職教師:實驗技術(shù)人員:兼職任課教師為1:3:6的比例配置師資隊伍。
5 化工專業(yè)實驗平臺建設(shè)展望
化工專業(yè)實驗平臺建設(shè)要進一步發(fā)揚自身特色,優(yōu)化實驗教學(xué)體系,深化實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段改革,延長校內(nèi)工程實踐教學(xué)的時間,彌補工業(yè)實踐難以到位的現(xiàn)狀,從整體上優(yōu)化實踐教學(xué)的安排;要培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力,教師必須先具備工程實踐能力,要繼續(xù)深化實驗室管理體制改革,提升實驗教師隊伍的水平,建立一個高水平的教學(xué)團隊;加強實驗教學(xué)平臺與企業(yè)的交流與合作,推進產(chǎn)、學(xué)、研一體化改革,為進一步建立中試實驗基地和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)服務(wù);建立“以人為本、有利于實驗室開放和實驗教學(xué)的文化環(huán)境”,激發(fā)學(xué)生實驗與科研興趣,培養(yǎng)實驗?zāi)芰凸こ虒嵺`能力,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、善于協(xié)作。
有機化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,其涉及范圍很廣,存在內(nèi)容多、知識點多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、反應(yīng)類型多樣、理論知識抽象等特點,這就使學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒,學(xué)習(xí)效率下降,從而影響教學(xué)效果。特別是對理工科專業(yè)學(xué)生而言,有相當多的學(xué)生對有機化學(xué)課程重視不夠,學(xué)習(xí)興趣不高,加上學(xué)生入校時化學(xué)基礎(chǔ)知識差異大,學(xué)習(xí)起來較困難,也影響到課堂教學(xué)效果。此外,隨著高校教學(xué)改革的逐步推進,有機化學(xué)理論課程學(xué)時有所壓縮,導(dǎo)致理論課程課堂教學(xué)中每節(jié)課程教學(xué)信息量日益增加,但又不能增加學(xué)生的課外負擔,教師的教學(xué)難度也在不斷加大。因此,對理工科專業(yè)有機化學(xué)課程的課堂教學(xué),應(yīng)摒棄“填鴨式”教學(xué)講授方法,要因材施教,強調(diào)基礎(chǔ)知識的掌握,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在整個教學(xué)過程中,應(yīng)精心安排各個環(huán)節(jié),精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和過程,靈活運用各種教學(xué)手段,以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合能力。
2理工科專業(yè)有機化學(xué)課程教學(xué)方法探討
課程教學(xué)有法而無定法。在有機化學(xué)課程教學(xué)中,教師應(yīng)在立足“學(xué)生主體,教師主導(dǎo)”的教學(xué)指導(dǎo)思想的基礎(chǔ)上,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活選擇和變換各種教學(xué)方法。
2.1知識點設(shè)計法
各類有機化合物、基本概念、基本原理之間,既有共性又有個性,要通過課程教學(xué)設(shè)計提高教學(xué)效率,就必須對每個知識點進行巧妙設(shè)計,這樣才能達到調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、讓學(xué)生主動探究的目的。例如,在進行單烯烴、炔烴和二烯烴的教學(xué)中,正常情況下護理學(xué)、生物科學(xué)、生物教育和環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生這部分內(nèi)容授課為4學(xué)時,化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生授課為6學(xué)時。對于前者學(xué)生會感覺到教學(xué)內(nèi)容過多,時間緊張。為了避免這種情況,就可以通過對某些知識點的巧妙設(shè)計來達到調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、發(fā)揮學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在講烯烴、炔烴的命名這個知識點時,可以先讓學(xué)生回顧烷烴命名的規(guī)則,之后簡要說明烯烴、烷烴在命名規(guī)則上的相同點與不同點,然后通過練習(xí)題幫助學(xué)生學(xué)會利用系統(tǒng)命名法進行命名。做了這些知識鋪墊之后,再設(shè)計提問:有順反異構(gòu)的不飽和烴如何命名?當雙鍵兩碳原子所連接的四個原子或基團不相同時又怎樣命名?以此引出順反命名法與Z/E命名法。這樣,通過巧妙設(shè)計知識點,就會極大地調(diào)動起學(xué)生主動思維和學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生會很輕松地用較少的時間掌握較多的知識。
2.2歸納總結(jié)法
在學(xué)習(xí)有機化學(xué)課程中,由于化合物種類繁多,化學(xué)性質(zhì)豐富,有機反應(yīng)形式各異,變化萬千,且與反應(yīng)條件密切相關(guān),所以很多學(xué)生耗費了大量的時間記憶,卻事倍功半。這時,教師要隨時引導(dǎo)學(xué)生運用歸納法,從個別反應(yīng)中找它們的共同規(guī)律。例如貫穿有機化學(xué)課程教學(xué)始終的有機反應(yīng)歷程問題,是學(xué)生較難以理解和記憶的重點內(nèi)容。在講授過程中,我們可以將有機反應(yīng)比喻為有機化學(xué)的“詞匯”,而反應(yīng)機理則類似于有機化學(xué)的“語法”。反應(yīng)歷程根據(jù)共價鍵的斷裂方式可歸納為兩大類:即自由基反應(yīng)一由共價鍵均裂成帶單電子基團引起;離子型反應(yīng)一由共價鍵異裂成帶正負電荷的基團引起。在此基礎(chǔ)上再經(jīng)過系統(tǒng)的歸納,又可細分為以下幾類:自由基反應(yīng):(1)自由基取代反應(yīng),如烷烴的鹵代反應(yīng);(2)自由基加成反應(yīng),如烯烴在有過氧化物存在下與溴化氫的自由基加成反應(yīng);離子型反應(yīng)又分兩類:一類是被親電試劑進攻的親電取代反應(yīng)(如芳環(huán)上的硝化、鹵代、磺化反應(yīng)等)和親電加成反應(yīng)(如烯烴的親電加成反應(yīng));另一類是被親核試劑進攻的親核取代反應(yīng)(如鹵代烴的親核取代SN1、SN2)和親核加成反應(yīng)(如醛、酮的親核加成反應(yīng)),以及β-消除反應(yīng)E1和E2(如鹵代烴脫鹵化氫反應(yīng)和醇的分子內(nèi)脫水)和α-消除反應(yīng)(如卡賓的反應(yīng))等。這樣,借助反應(yīng)歷程作為貫穿有機化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的主線索使知識系統(tǒng)化,避免死記硬背繁多的有機化學(xué)反應(yīng),幫助學(xué)生把許多表面上看來完全不同的反應(yīng)通過反應(yīng)歷程相應(yīng)地聯(lián)系起來,進一步加深對有機化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的理解。
2.3多重導(dǎo)入法
課堂教學(xué)的導(dǎo)入是指課堂教學(xué)的開頭,它起著醞釀情緒、提示內(nèi)容、帶入環(huán)境的作用。一個好的導(dǎo)入可以抓住學(xué)生的心弦,引起學(xué)生的求知欲望,調(diào)動學(xué)生的積極主動性,加強師生間的雙邊活動,從而為課堂教學(xué)的效果提供一個好的前提保證。有機化學(xué)是一門以描述性知識為主的學(xué)科,大量的基本資料可由結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和合成三部分內(nèi)容來概括。它們之間的關(guān)系是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu),性質(zhì)和合成則是一個問題的兩個方面。課堂導(dǎo)入方式很多,如有通過演示實驗、分子模型等直觀導(dǎo)入;有通過化學(xué)史來導(dǎo)入,例如脂環(huán)烴環(huán)的張力學(xué)說、苯環(huán)的結(jié)構(gòu)等。而提問式導(dǎo)入經(jīng)常出現(xiàn)在章與章、節(jié)與節(jié)之間關(guān)系緊密、前后連貫處,歸納式導(dǎo)入則在總結(jié)前一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容或習(xí)題、實驗后,針對學(xué)生存在的問題分析原因,從而導(dǎo)入新課。更能激起學(xué)生興趣的是事例式導(dǎo)入。有機化學(xué)與日常生活密切相關(guān),因此可運用日常生活中學(xué)生所熟悉的例子來引入。例如學(xué)習(xí)酯類化合物時,可以從水果蔬菜的風味品質(zhì)來導(dǎo)入,如乙酸異戊酯是香蕉的香味,正戊酸異戊酯是蘋果的味道,乙酸乙酯和乙酸異戊酯是梨子的香味,丁酸乙酯和丁酸異戊酯是草莓的味道等。類比導(dǎo)入法是充分發(fā)揮學(xué)生形象思維的好方法,分子是看不見、摸不著的,但對宏觀物體學(xué)生比較熟悉,所以,可從宏觀物體作類比引入微觀世界。例如在講授有機化合物分子具有對映異構(gòu)現(xiàn)象時,可以從鏡前的物與像,山水畫中的倒影以及人體的左、右手等非常相似但不能重合來說明分子也有鏡像關(guān)系的存在。在講到外消旋體與內(nèi)消旋體的區(qū)別時,展示一張非洲羚羊的照片,羚羊的兩只角呈現(xiàn)出完美的內(nèi)消旋體形狀,一個物體,不可拆分。幫助同學(xué)們記住內(nèi)消旋體純物質(zhì)不能拆分,外消旋體是混合物,可以拆分等知識點。
2.4問題探究法
問題探究教學(xué)法,就是通過創(chuàng)設(shè)活動情景,引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題,最終獲取知識。學(xué)生探究活動是以思維的激發(fā)、深化作為手段進行的。在有機化學(xué)課程教學(xué)中可以問題意識驅(qū)動學(xué)生思維,而問題是學(xué)生探究活動的誘因,人一旦對某些難以解決或疑惑的實際問題產(chǎn)生困惑、懷疑、焦慮的心理狀態(tài),問題意識就形成了。為了培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,教師在教學(xué)時要營造民主、和諧的教學(xué)氛圍,巧妙營造問題情境積極鼓勵學(xué)生主動提問,敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)。例如在講授鹵代烴消除反應(yīng)機理時,由于鹵素原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)造成β-H變得活躍,在這種情況下鹵代烴易于脫去β-H而發(fā)生消除反應(yīng)。如果有思維敏捷的學(xué)生就可能提出這樣的問題:如果鹵素原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)使得α-H要比β-H更為活躍,那么為什么不脫去α-H呢?聽到這樣的問題,教師首先應(yīng)該對學(xué)生提問給予肯定與鼓勵,然后再引導(dǎo)學(xué)生共同進行深入討論,進一步了解α-消除反應(yīng)與β-消除反應(yīng)的區(qū)別,從而達到教師引導(dǎo)學(xué)生思考的目的。又如當講到鹵代烴消除反應(yīng)的主要產(chǎn)物取向遵循扎依采夫(Saytzeff)規(guī)則,即主要產(chǎn)物是雙鍵碳原子上連接烴基較多的烯烴,也有學(xué)生可能會提問,在什么情況下主要產(chǎn)物可以是雙鍵碳原子上連接烴基較少的烯烴呢?這就可以進一步引入對“扎依采夫烯烴”和“霍夫曼烯烴”的討論。
綠色化學(xué)又稱為環(huán)境無害化學(xué),是一門從源頭上消除污染的化學(xué),即利用高選擇性的化學(xué)反應(yīng),提高反應(yīng)原子的利用率,達到100%選擇性,實現(xiàn)零排放。綠色分離工程指的是分離過程綠色化,主要包括兩種途徑進行實現(xiàn):第一,優(yōu)化傳統(tǒng)分離過程,降低甚至消除分離過程對環(huán)境的影響;第二,開發(fā)和使用新的技術(shù),例如,膜分離技術(shù)。分離技術(shù)貫穿于整個化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程,分離過程綠色化對于未來環(huán)境保護和污染治理具有重大意義,是社會現(xiàn)代化可可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問題之一。分離技術(shù)是提高產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵技術(shù),對于降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等發(fā)揮著重要作用。教師要讓學(xué)生明白經(jīng)濟發(fā)展在滿足當代社會發(fā)展的同時,又不能威脅子孫后代的未來。根據(jù)現(xiàn)有發(fā)展基礎(chǔ)、條件,在不損害地球生態(tài)系統(tǒng)的前提下,合理有效地利用和開發(fā)有限的資源并產(chǎn)生足夠的財富,以滿足社會合理的經(jīng)濟需求。綠色分離工程等新型分離技術(shù)在高等分離工程課程中的引入,必將引領(lǐng)學(xué)科的健康和可持續(xù)性發(fā)展。
二、改進教學(xué)方法
與全日制研究生不同,在職研究生來自于化工企業(yè),一般為單位的技術(shù)骨干或相關(guān)崗位的管理者,有些甚至已經(jīng)是高層次的專業(yè)人才和項目負責人等,具有一定的實踐經(jīng)驗和解決實際問題的能力,他們的學(xué)習(xí)目的很明確,致力于知識轉(zhuǎn)化,用專業(yè)知識解決現(xiàn)實問題。對于在職工程碩士來說,他們既要增加自己的知識積累,更要培養(yǎng)自己應(yīng)用知識的能力,學(xué)習(xí)的核心就是提高知識的有用性和實效性。因此,教學(xué)內(nèi)容不能過于理論化,如果課程內(nèi)容理論性過強,將會給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來困難,影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。另外,教學(xué)一定要做到理論與實際相結(jié)合,例如,教師通過工程中的實際案例解釋相關(guān)的原理或者理論,側(cè)重理論與應(yīng)用的結(jié)合。教師還要合理安排教學(xué)內(nèi)容,課程結(jié)構(gòu)要緊湊,做到重點突出、難點明確、層層遞進、詳細透徹,通過這種方式提高學(xué)生思考、處理問題的能力。例如,課堂上使用啟發(fā)式教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)法、案例教學(xué)法等多種教學(xué)方法,實現(xiàn)對教學(xué)內(nèi)容的詮釋;綜合運用多媒體、網(wǎng)絡(luò)平臺及模擬仿真系統(tǒng)等多種教學(xué)手段,使教學(xué)內(nèi)容形象化,最終實現(xiàn)該課程教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果的根本性提高,使其達到培養(yǎng)專業(yè)型人才的綜合要求,建成學(xué)而有用、學(xué)而會用的核心課程。針對該課程的特點,結(jié)合高等分離工程課程教學(xué)的特性以及教學(xué)中存在的問題,應(yīng)對該課程教學(xué)進行一定的改革.
1.優(yōu)化教學(xué)方案、完善多媒體課件。教師要根據(jù)目前國內(nèi)外的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的發(fā)展,在現(xiàn)有課程體系基礎(chǔ)上,適當加入新的教學(xué)內(nèi)容,制定出合理的教學(xué)方案。多媒體課件是目前高校授課的必備工具,目前該課程主要采用理論教學(xué)方法,沒有系統(tǒng)的模擬仿真系統(tǒng)和實踐設(shè)施,因此為提高授課效果,應(yīng)對該多媒體課件進行進一步的完善,加入基本原理的動畫和實際生產(chǎn)的視頻,以保證該課程理論教學(xué)與實踐的有機結(jié)合,提高學(xué)生的理解能力。
2.采用研討式的教學(xué)方式。由學(xué)生提出本單位現(xiàn)場分離設(shè)備中存在的問題,根據(jù)所學(xué)的理論知識和工作經(jīng)驗,找出解決問題的方法,并在各自的實際生產(chǎn)過程中進行驗證。
3.為了使學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)、理解和掌握課程的理論技術(shù)和方法,采用AspenPlus、Pro/II等化工流程模擬軟件,對化工分離過程進行設(shè)計和模擬,建立典型案例庫,模擬化工分離的過程、分離過程中物質(zhì)之間的相互作用以及分離工藝中相關(guān)設(shè)備的直觀演示,開發(fā)相關(guān)的計算軟件以解決分離工程中大量計算的問題。
4.讓學(xué)生提出工廠實際中分離設(shè)備存在的問題,并收集現(xiàn)場數(shù)據(jù),進而設(shè)計程序,得出計算結(jié)果,提高學(xué)生處理實際問題的能力和素質(zhì)。
5.充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源。二十一世紀是信息時代,技術(shù)人員需要廣泛了解科技發(fā)展動態(tài),了解學(xué)科的前沿性技術(shù)并掌握其發(fā)展趨勢。在職研究生平時在單位工作,只有節(jié)假日才能到學(xué)校上課,因此建立師生互助平臺和網(wǎng)絡(luò)信息庫勢在必行,不僅能加強學(xué)生與教師的溝通,還能加強學(xué)生與學(xué)生的聯(lián)系。教師在學(xué)校將專業(yè)的最新信息錄入信息庫內(nèi),為研究生開辟獲取信息的渠道,學(xué)生將遇到的技術(shù)困難提交到平臺,教師與同學(xué)一起通過討論和研究,提出解決方案,再用于實際生產(chǎn)進行驗證。
三、注重教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)過程是影響研究生教育質(zhì)量的關(guān)鍵,同時也是保證研究生教育質(zhì)量的重要因素。高雙林等對影響研究生培養(yǎng)質(zhì)量的可控因素進行了系統(tǒng)分析,主要包括學(xué)科建設(shè)、教學(xué)環(huán)節(jié)和管理體系三大部分,其權(quán)重系數(shù)分別為0.33、0.53、0.14,說明教學(xué)環(huán)節(jié)是研究生教育質(zhì)量保證體系中的重要部分。在職研究生雖然參加工作一段時間,社會經(jīng)驗和工程經(jīng)驗比較豐富,但是回到學(xué)校后,往往會存在些許的陌生和拘謹,尤其是在教室內(nèi)安靜的聽老師講課,往往很難。因此,對于這些學(xué)生的授課方式,要以互動交流為主,鼓勵學(xué)生提出生產(chǎn)中的實際問題,例如石油化工過程中針對硫含量過高的問題,鼓勵學(xué)生結(jié)合自己的工作去查閱文獻,以化學(xué)法和物理吸附法為基礎(chǔ),設(shè)計出脫硫的方案,大家以基本理論為依據(jù)進行討論,提出解決方案,并到相關(guān)的企業(yè)進行驗證。
教學(xué)方法的反思
在教學(xué)方法上,我們應(yīng)拋棄原先那種“一張嘴、一本書、一支粉筆”的怪圈。實驗實訓(xùn)是一個非常好的教學(xué)手段,不僅可以提高學(xué)生學(xué)化學(xué)的興趣,重要的是可以提高學(xué)生技能訓(xùn)練,從而達到培養(yǎng)高素質(zhì)技能性專門人才?;瘜W(xué)教師應(yīng)想方設(shè)法讓學(xué)生自己多做實驗。隨著招生規(guī)模的擴大,國內(nèi)很多普通高校還沒有那么多的財力購置一些大型的設(shè)備儀器,即便有,也不可能讓每位學(xué)生都有機會親自操作,因此有關(guān)儀器分析方面的理論教學(xué)就成了紙上談兵。我們可以通過計算機仿真實驗讓每位學(xué)生嘗試親手造作大型實驗儀器。在現(xiàn)代化的教學(xué)中,學(xué)生對于計算機很感興趣,老師可以針對一些較難理解的章節(jié),將其制作成多媒體課件、flash等。然而我們有很多教師對多媒體教學(xué)并不熟悉,甚至未曾使用過,他們覺得制作課件比較麻煩,在課后花的時間較多,其實有時我們使用多媒體,既可活躍課堂氣氛,又能使抽象的理論問題簡單化,從而化難為易。例如,在講到氣相色譜和高校液相色譜這一章時,可以通過計算機模擬色譜分析過程以解決很多學(xué)校沒有昂貴的色譜儀器的問題。當前常見的色譜輔助教學(xué)課件有HP公司的GC and Training Software和Chem SW公司的Interac-tive Training軟件包。它們可以將復(fù)雜的色譜分析理論用簡潔的圖形表達出來,也可以通過色譜參數(shù)的改變觀察分離效果,用動畫展示色譜儀內(nèi)部的工作過程,利用圖形和動畫給出檢測器、進樣器、高壓泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作過程等。這類軟件對分析原理、操作模擬顯示有機地結(jié)合在一起,很適合多媒體教學(xué)。重要的是多學(xué)生的技能訓(xùn)練起到了很好地作用。
教學(xué)過程的反思
化學(xué)實驗的反思?;瘜W(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),實驗教學(xué)未必要按部就班,例如在做濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時,本人見有教師作如下改進,在兩支試管中分別加入相同體積的濃HCl和稀HCl,同時放進大小相同的Zn粒,迅速塞好帶玻璃管的橡皮塞(玻璃管上端系一塑料袋,袋內(nèi)不留空氣),2分鐘后,盛有濃HCl的試管上的塑料袋可膨脹70—80mL,而盛稀HCl的試管上的塑料袋卻膨脹不到10mL,經(jīng)過改進,實驗可見度大,對比性強,定量性好,需要說明的問題簡單明了。改進實驗,變驗證性實驗為探究性實驗,創(chuàng)設(shè)探究情景,激發(fā)學(xué)生探究情趣。
作業(yè)布置的反思。傳統(tǒng)的作業(yè)大多是課后固定的習(xí)題,而且基本上都是客觀題,學(xué)生的積極性調(diào)動不起來,不會就是不會,也就不愿意做,無法按時完成。我們應(yīng)該擯棄傳統(tǒng)的“布置作業(yè)”,尋找更適合現(xiàn)代高職學(xué)生的“布置作業(yè)”的方法。經(jīng)過本人的教學(xué)經(jīng)驗來看,老師應(yīng)當利用現(xiàn)代學(xué)生的興趣所向,將客觀題改為主觀題,不再有固定的答案,可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,發(fā)揮各自的想象。例如:關(guān)于“醛和酮的化學(xué)性質(zhì)”這一節(jié)知識,教師在課后可以布置這樣的作業(yè)“查閱相關(guān)資料,說明甲醛是如何使人中毒的?”。首先,學(xué)生肯定會對這個問題感興趣,因為甲醛是比較我們生活中敏感的話題;其次,大部分學(xué)生是不會靜靜地坐在圖書館翻閱資料了,但是他們可以利用一向癡迷的網(wǎng)絡(luò)去解決這個問題。這樣子學(xué)生既學(xué)到了知識,而且在教師的引導(dǎo)下也學(xué)會了如何正確的使用網(wǎng)絡(luò)。因此,作業(yè)的布置對學(xué)生和教師來說都非常的重要。
公開課的反思。經(jīng)過教師的精心安排,公開課很“成功”,一節(jié)課表面上看來條理清楚、精彩圓滿,師生配合默契、問答巧妙,學(xué)生似乎個個聰明機智,根本不需教師的啟發(fā)誘導(dǎo)。公開課應(yīng)該求真務(wù)實,多一點本色,少一些粉飾。化學(xué)公開課只有堅持以人為本,正確把握學(xué)科特點,遵循教學(xué)規(guī)律,選擇合適教法,才能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的目標,扎扎實實地推進課程改革的深入實施。
教學(xué)反思的方法
教學(xué)反思要求教師保持敏感而好奇的心靈,要求教師經(jīng)常地、反復(fù)地進行反思,要求教師選擇多種教研方法進行反思。教學(xué)反思的基本方法,本人試做些初步探討:
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)47-0101-02
制藥工程專業(yè)是農(nóng)藥學(xué)和工程學(xué)交叉發(fā)展的應(yīng)用學(xué)科,主要應(yīng)用農(nóng)藥學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)及相關(guān)學(xué)科的理論和技術(shù)手段解決農(nóng)藥生產(chǎn)過程中的工程技術(shù)問題,具有很強的實踐性,要求學(xué)生具備農(nóng)藥產(chǎn)品生產(chǎn)、工程設(shè)計、新農(nóng)藥研制與開發(fā)的實際能力?;x表及自動化主要講解實際生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)檢測、顯示和控制,是涉及化工生產(chǎn)過程、化工設(shè)備、儀器儀表及自動控制等多學(xué)科交叉的綜合性課程,是制藥工程專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課。由于缺乏實際生產(chǎn)實踐知識,因此在學(xué)習(xí)中,學(xué)生普遍反映該課程信息量大,內(nèi)容龐雜、抽象,難以理解[1]。在課時有限的情況下,這個問題顯得尤為突出。如何根據(jù)制藥工程專業(yè)的培養(yǎng)目標和化工儀表及自動化的課程特點,使學(xué)生在有限時間內(nèi)獲取最大的課程知識,完成理論知識與生產(chǎn)實踐的結(jié)合,教研組結(jié)合近幾年的教學(xué)實踐,從多個方面進行了教學(xué)措施改革。
一、合理安排教學(xué)內(nèi)容
制藥工程專業(yè)使用的教材是厲玉鳴主編的《化工儀表及自動化》,主要包括儀表和控制系統(tǒng)兩大部分共七章的內(nèi)容,理論教學(xué)內(nèi)容較多,在36個課時內(nèi)要詳細講授這些內(nèi)容顯然很不現(xiàn)實。根據(jù)該專業(yè)的培養(yǎng)目標和農(nóng)藥生產(chǎn)過程的實際需要,化工儀表及自動化的課程改革應(yīng)以實際應(yīng)用為指導(dǎo),以滿足制藥工程專業(yè)學(xué)生在實際生產(chǎn)過程中涉及的參數(shù)檢測和自動控制的要求為原則,教學(xué)內(nèi)容以學(xué)生畢業(yè)后的實際工作需要來選擇。
在有限的課時內(nèi),堅持“少而精”的原則,一般不詳細分析內(nèi)部電路,但要講清儀表和控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程,重點講解如何正確選擇和使用儀表及控制系統(tǒng),降低理論要求,增加實用內(nèi)容。農(nóng)藥生產(chǎn)過程主要涉及反應(yīng)過程及傳熱、精餾、吸收、干燥、萃取等單元操作,因此在保持課程相對完整的基礎(chǔ)上,根據(jù)專業(yè)特點調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。把自動控制系統(tǒng)兩章內(nèi)容和典型化工單元的控制方案進行融合,在自動控制系統(tǒng)講授中盡量選用這些單元操作進行討論講解,分析典型化工單元操作中若干具有代表性設(shè)備的自動控制系統(tǒng),闡明設(shè)計控制方案的共同原則和方法。
例如,無相變的換熱器的溫度控制、載熱體進行冷凝的加熱器自動控制、冷卻劑進行氣化的冷卻器自動控制、精餾塔的溫度控制方案、釜式反應(yīng)器和發(fā)酵罐的溫度控制等,通過案例分析,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著工業(yè)生產(chǎn)和自動化技術(shù)的發(fā)展以及新型儀表和控制理論的不斷更新,教學(xué)過程中,我們要順應(yīng)控制技術(shù)發(fā)展規(guī)律,調(diào)整充實教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生了解檢測技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展趨勢和最新發(fā)展動態(tài),使教學(xué)內(nèi)容的組織體現(xiàn)應(yīng)用性和開放性[2]。這不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情,也能為他們以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
二、采用多種教學(xué)方法
化工儀表及自動化的教學(xué)內(nèi)容與實際生產(chǎn)過程密切相關(guān),涉及大量的工藝生產(chǎn)過程、單元操作及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備,對于從未接觸實際生產(chǎn)過程的學(xué)生來說,文字性質(zhì)的描述或者圖示的方法不能有效地提供課程相關(guān)信息,致使他們對工藝參數(shù)的檢測和自動控制缺乏直觀的認識。教學(xué)實踐證明,使用多媒體教學(xué)課件,用圖形、圖像、文本、動畫、視頻等直觀、生動的形式描述知識形成過程的特點,能使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動處于積極狀態(tài),增強學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果[3]。
例如,講到自動控制系統(tǒng)組成時,可進行液體貯槽液位自動控制的動畫演示,形象展現(xiàn)出液位自動控制系統(tǒng)所應(yīng)用的測量元件、自動控制器、控制閥及對象等環(huán)節(jié)和控制過程;利用圖片進行典型控制單元的展示。另外,我們還將農(nóng)藥原藥生產(chǎn)的實際生產(chǎn)過程、相關(guān)設(shè)備、參數(shù)檢測和控制視頻穿插在課程教學(xué)中,使學(xué)生有置身生產(chǎn)過程的感覺,提高教學(xué)效率。還可以將化工生產(chǎn)模擬仿真與傳統(tǒng)化工儀表及自動化教學(xué)相結(jié)合。利用Matlab軟件和Aspen Plus等仿真軟件,制作相應(yīng)的化工儀表工作過程模擬仿真教學(xué)課件和典型化工控制系統(tǒng)控制過程的演示課件,將過程模擬方法和傳統(tǒng)化工儀表及自動化教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。例如,模擬某農(nóng)藥生產(chǎn)過程典型設(shè)備中各參數(shù)的控制過程,修改參數(shù)可看到不同的過渡過程曲線,從而理解PID參數(shù)的整定,進一步領(lǐng)會工藝過程與自動控制系統(tǒng)之間的關(guān)系。
三、注重實踐課程教學(xué)
化工儀表及自動化課程教學(xué)以實際應(yīng)用為目的,因此進行實踐教學(xué)是配合理論教學(xué)的必不可少的環(huán)節(jié),缺乏實踐環(huán)節(jié)將嚴重影響教學(xué)效果[4]。然而,制藥工程專業(yè)的化工儀表及自動化課程已進行的實驗,多是以模擬式儀表為基礎(chǔ)的儀表校驗和參數(shù)的測量。因此,實驗課的設(shè)置要按照教學(xué)計劃的要求,力爭在完成基本實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上,盡可能地增加一些有益的內(nèi)容。實驗可分為基礎(chǔ)驗證性實驗和綜合性實驗。基礎(chǔ)驗證性實驗是傳統(tǒng)實驗,主要是使學(xué)生掌握儀表的工作原理和使用方法,完成實驗操作、數(shù)據(jù)處理等基本訓(xùn)練;綜合性實驗主要培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、設(shè)計實驗方案及對實驗過程及結(jié)果獨立分析和判斷的能力[5]。
實習(xí)通常作為學(xué)生貫通專業(yè)知識和集合專業(yè)技能的重要教學(xué)實踐活動。制藥工程專業(yè)的課程教學(xué)要以農(nóng)藥生產(chǎn)的實際需要為目標,不但強調(diào)對專業(yè)知識的掌握和應(yīng)用,更應(yīng)加強調(diào)與生產(chǎn)實際的結(jié)合,強調(diào)課堂講授與學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)相結(jié)合[6]。本課程的教學(xué)內(nèi)容與農(nóng)藥生產(chǎn)過程密切相關(guān),涉及大量的參數(shù)檢測和控制的相關(guān)知識。因此,在課程進行的第七周穿插一周針對該課程和化工設(shè)備機械基礎(chǔ)的農(nóng)藥廠認識實習(xí),有助于讓學(xué)生通過對啶蟲脒和霜霉威生產(chǎn)流程與生產(chǎn)設(shè)備的了解,進一步認識生產(chǎn)過程中較為典型的控制單元,畫出帶控制點的工藝流程圖。
并且,在實習(xí)報告中要求學(xué)生從這兩個工藝生產(chǎn)過程中,選取一個生產(chǎn)設(shè)備作為被控對象,設(shè)計一個簡單控制系統(tǒng)。設(shè)計內(nèi)容包括:分析工藝過程,找出工藝的影響因素;確定被控對象,分析對象特性及在工藝流程中的作用;根據(jù)被控變量和操縱變量的選擇原則,選擇被控變量和操縱變量;選擇測量元件;控制器及其控制規(guī)律的分析和確定;控制閥的選擇;自動控制系統(tǒng)的控制過程分析。學(xué)生在完成實習(xí)報告的同時,就完成了對課程內(nèi)容的理解和融會貫通,也就完成了對化工儀表及自動化課程的全面復(fù)習(xí)。更重要的是,它能促使學(xué)生主動理論聯(lián)系實際,將課程內(nèi)容與工藝過程中的參數(shù)控制聯(lián)系起來,鍛煉利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。
四、進行試題庫建設(shè)
化工儀表及自動化課程通常的出題方式是由經(jīng)驗豐富的教師手工組卷,且是AB兩卷,一次組卷只能用于一次考試,重復(fù)勞動量較大。而且,人工組卷的出卷人一般是教授此課的教師,不能實現(xiàn)教考分離,對學(xué)生全面達到教學(xué)大綱規(guī)定的要求不利。試題庫內(nèi)容擬覆蓋檢測儀表、顯示儀表、控制儀表、控制系統(tǒng)組成、簡單控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)等章節(jié),試題分為填空、判斷、分析、問答、計算等多種類型,著重考查學(xué)生對化工儀表及控制系統(tǒng)的基本原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用的了解,以及運用上述知識正確分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力。本題庫將具有較高的智能性、靈活度和開放性,由主考教師自行指定考試范圍、題目難度和知識點,系統(tǒng)自動整理出符合要求的試題,并配有詳細的答案及評分標準。該題庫可以滿足學(xué)校制藥工程和林產(chǎn)化工等多專業(yè)的教學(xué)要求。
隨著高校教育的不斷改革和發(fā)展,為適應(yīng)綜合素質(zhì)人才的培養(yǎng)需要,我們不僅要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實踐教學(xué)等方面進一步給予完善,還要根據(jù)制藥工程專業(yè)的培養(yǎng)目標和課程特點,探索和構(gòu)建適合本課程的教學(xué)模式,進而培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和分析、解決生產(chǎn)實際問題的能力,提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。
參考文獻:
[1]姚干兵.工儀表及自動化課程教學(xué)改革探討[J].技資訊,008,(5):62-163.
[2]周冬菊,董鐵有.案例教學(xué)模教式學(xué)在化工儀表及自動化中的應(yīng)用[J].黑龍江教育,2012,(11):9-10.
[3]曾珞亞,李學(xué)聰,馮燕.《化工儀表及自動化》跨專業(yè)跨學(xué)科教學(xué)特點研究[J].高教論壇,2009,(5):75-77.
無機及分析化學(xué)是我?;I(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。自我?;I(yè)招生后,無機化學(xué)和分析化學(xué)是單獨授課,由于化工專業(yè)需要學(xué)習(xí)更多的化工專業(yè)課程,考慮化工類專業(yè)的特點,結(jié)合學(xué)院的實際和其它高?;ゎ悓I(yè)的課程設(shè)置,對這兩門課進行了大膽的改革,將無機化學(xué)和分析化學(xué)這兩門課有機整合為一門新的專業(yè)基礎(chǔ)課———無機及分析化學(xué)。
一、課程的設(shè)計理念
課程設(shè)計的理念是將原無機化學(xué)與分析化學(xué)兩門課程的基本知識和基本理論進行調(diào)整、取舍,有機整合,建立了一個以強化應(yīng)用為主導(dǎo)思想的無機及分析化學(xué)課程新體系,力圖符合社會對專業(yè)人才素質(zhì)、知識、能力培養(yǎng)的需求,形成了一門應(yīng)用性強并具有普遍適用性的課程。與我校的化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)相比,化工專業(yè)后續(xù)的專業(yè)必修課程比較多。專業(yè)的不同,課程的設(shè)置和學(xué)時的安排也會有所不同,對于化工專業(yè)來說,無機化學(xué)和分析化學(xué)的學(xué)時就要進行壓縮,而兩門課程又有很大的聯(lián)系,內(nèi)容上也有一些重復(fù)。無機及分析化學(xué)將原來分別屬于兩門課程的教學(xué)內(nèi)容進行篩選、融合,組成一個新的教學(xué)體系,而不是進行簡單的課時壓縮。內(nèi)容的整合避免了兩門課程不必要的重復(fù),有助于內(nèi)容的精簡,同時更具有針對性,可以在有限的學(xué)時內(nèi)最大限度挖掘和發(fā)揮教學(xué)的潛力,同時有對應(yīng)的無機及分析化學(xué)實驗課程,從而建立起了理論教學(xué)和實驗教學(xué),既相對獨立又相互聯(lián)系的課程體系。無機及分析化學(xué)課程加強了無機化學(xué)與分析化學(xué)的有機聯(lián)系,建立了一個知識全面,無縫銜接的無機及分析化學(xué)新體系。
(一)強化基礎(chǔ)知識、基本技能的掌握,精選教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)的基本要求符合教學(xué)規(guī)律和學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律,把握學(xué)生應(yīng)掌握知識的廣度和深度。既考慮到大一學(xué)生剛?cè)氪髮W(xué)校門,尚不適應(yīng)中學(xué)與大學(xué)之間的學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變等特點,又注意了與后續(xù)課程儀器分析、物理化學(xué)等的銜接,盡力拓寬本課程覆蓋的知識面,同時力求避免重復(fù)、脫節(jié)。通過每一章的思考題、習(xí)題的練習(xí),能夠使學(xué)生抓住主線,掌握重點內(nèi)容,理解難點內(nèi)容,觸類旁通地學(xué)習(xí),從而保證學(xué)生能初步學(xué)會運用基本概念和基本理論來解決實際問題[1]。選用的教材是浙江大學(xué)第二版的無機及分析化學(xué),該教材首先介紹的是物質(zhì)的聚集狀態(tài),第二章是化學(xué)反應(yīng)的一般原理。前兩章的內(nèi)容歸屬于無機化學(xué)的內(nèi)容,第三章是定量分析基礎(chǔ)的介紹。在第四、五、六、八這四章內(nèi)容中,介紹的四大平衡和對應(yīng)的滴定的內(nèi)容。每一章都是首先講授的是平衡的原理,然后是對應(yīng)的滴定分析內(nèi)容,也就是一個平衡對應(yīng)一個滴定的內(nèi)容。這樣避免了無機化學(xué)上介紹了平衡的內(nèi)容,在分析化學(xué)上還需要介紹一些平衡的內(nèi)容,避免了不必要的重復(fù),使條理更加清晰,內(nèi)容上更為簡練和完整[2]。
(二)適當引入學(xué)科前沿,拓展學(xué)生專業(yè)知識
在保證課程的系統(tǒng)性、強化基礎(chǔ)知識、基本技能的前提下,正確處理好課程的經(jīng)典內(nèi)容與最新進展的關(guān)系。改革教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整課程結(jié)構(gòu),提高課程起點,加大信息量,在教學(xué)過程中結(jié)合自己的研究課題隨時跟蹤本學(xué)科的前沿和發(fā)展,使教學(xué)內(nèi)容不斷更新。使最新的知識前沿能夠融入基礎(chǔ)教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容更具有先進性、科學(xué)性。
(三)注重理論聯(lián)系實際,突出專業(yè)特色
在教學(xué)內(nèi)容的組織上能理論聯(lián)系實際,積極吸收行業(yè)企業(yè)參與課程內(nèi)容和課程體系改革,把生產(chǎn)實際和科學(xué)研究中的基礎(chǔ)知識結(jié)合起來講授,并通過采用多種靈活方式豐富教學(xué)手段,融知識傳授、能力培養(yǎng)與素質(zhì)教育于一體[3]。實踐教學(xué)中,在開設(shè)基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上,增加了綜合性、設(shè)計性和開放性實驗內(nèi)容,經(jīng)過多層次實驗平臺的鍛煉,使學(xué)生能動的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,提高了學(xué)生綜合實驗?zāi)芰??;I(yè)是實踐性很強的專業(yè),在實踐教學(xué)中學(xué)生到一些公司、企業(yè)進行了實地考察和交流。參觀了公司的生產(chǎn)流程、實驗室,詳細了解了產(chǎn)品種類、性能質(zhì)量、目前存在的問題等,在參觀過程中學(xué)習(xí)了知識,發(fā)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)和實踐的不同之處,理論和實踐相互支撐,在以后的理論學(xué)習(xí)中也更有針對性。
二、教學(xué)方法、手段的改革
在教學(xué)過程遵循以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的教育理念,教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變,多種教學(xué)手段的合理利用,理論和實踐的有效結(jié)合,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。
(一)以“講”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)化
在課堂教學(xué)中,遵循“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)”的教育理念,大膽探索教學(xué)方法改革,教師的教學(xué)觀從以“講”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)化,改變傳統(tǒng)的滿堂灌教學(xué)模式及本科壓縮教學(xué)模式,積極采用采用啟發(fā)式、討論式、總結(jié)式等教學(xué)方法,因材施教,讓學(xué)生變被動聽課為主動積極思考,使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到充分的激發(fā),自覺完成課堂教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),提高了課堂教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。另外,增加習(xí)題課、討論課或留大作業(yè)等,將理論教學(xué)延伸,是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的一種重要手段??偨Y(jié)式是非常重要但卻容易被忽視的一種教學(xué)方法,在教學(xué)過程中經(jīng)常強調(diào)對課程內(nèi)容要做到:節(jié)節(jié)總結(jié),章章總結(jié);縱向總結(jié),橫向總結(jié)。循序漸進,一環(huán)扣一環(huán),更新教學(xué)理念,既要將知識傳授給學(xué)生,又要教學(xué)生學(xué)習(xí)的方法,從而形成良好的教與學(xué)兩過程動態(tài)結(jié)合的教學(xué)方法。
(二)合理使用多媒體手段
在教學(xué)手段方面我們主要采用:板書、計算機多媒體課件,特別是計算機多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法(“粉筆+黑板”)的有機結(jié)合,揚長避短。在第一章至第六章的教學(xué)中,主要是以板書為主,尤其在化學(xué)反應(yīng)一般原理這一章中,公式的推導(dǎo),計算題比較多一些,所以主要以板書為主。這樣學(xué)生也比較容易跟上老師的速度,而且在推導(dǎo)或計算的過程學(xué)生也在進行思考和運算,思路比較清晰。如果在這些章節(jié)采用多媒體的話,速度很快,而且學(xué)生缺少必要的運算過程,印象也不深刻。在第七章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)這一章中,內(nèi)容比較抽象,微觀世界的東西似乎不太容易理解。如原子軌道、能級等這些內(nèi)容,單純語言不是很好描述,這時可以借助多媒體,利用多媒體的圖片、聲音、動畫等特點,將抽象的內(nèi)容直觀化,將晦澀難懂的語言生動地表現(xiàn)出來。如在講電子云角度分布圖和原子軌道角度分布圖這一部分,學(xué)生完全處于一頭霧水的狀態(tài),通過借助flash將作圖的過程展現(xiàn)出來,并將得到的圖片進行展示。學(xué)生在看flash的過程,感覺很有趣,也就很容易的記住圖形的特點和兩個圖形的不同點,對于后面的原子軌道的疊加也就能夠很好地理解了。所以在教學(xué)過程中,要根據(jù)具體的內(nèi)容進行選擇,采取學(xué)生容易接受的方式和方法來進行教學(xué),發(fā)揮板書和多媒體各自的優(yōu)勢,更好的提高教學(xué)效率,保證良好的教學(xué)效果[4]。
(三)注重師生交流與互動
在教學(xué)過程中注重與學(xué)生的互動交流,教學(xué)不是上課教師在唱獨角戲,針對教學(xué)中的難點和重點能夠積極地引導(dǎo)學(xué)生,啟發(fā)學(xué)生,讓學(xué)生在每一堂課中有自己的思考,有自己的收獲。隨時觀察學(xué)生在課題上的表現(xiàn),隨時調(diào)整講課的速度和方法,將學(xué)生在課題中出現(xiàn)問題都盡快消化。教師力求在講課中提出問題、啟發(fā)學(xué)生分析問題、師生共同解決問題,調(diào)動學(xué)生積極主動地參與到課堂的學(xué)習(xí)中來[5]。構(gòu)筑師生交流與互動。課下利用郵件、短信、電話、QQ群等方式將學(xué)生遇到的一些問題及時地解決。
(四)重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、注重學(xué)生創(chuàng)新意識與應(yīng)用能力的培養(yǎng)
在實驗教學(xué)改革方面,以培養(yǎng)學(xué)生最基本的化學(xué)實驗操作技能、科學(xué)思考、獨立分析問題和解決問題的能力及創(chuàng)新科研能力為目的,大力加強實踐教學(xué)。我校重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練,在人才培養(yǎng)上,面向全體,基于專業(yè),把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)業(yè)能力。學(xué)生根據(jù)課程的研究前沿,可以選擇某一課題進行研究,從選題到實驗的進行,都是學(xué)生獨立思考并完成,教師在總體上進行統(tǒng)籌把握[6]。
三、結(jié)束語
無機及分析化學(xué)是我?;I(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,無機及分析化學(xué)由無機化學(xué)和分析化學(xué)重新整合而成,精簡了學(xué)時,優(yōu)化了內(nèi)容,整合后的課程內(nèi)容能夠更好地和化工專業(yè)的其它課程銜接。在教學(xué)方法上也進行了改革,優(yōu)化課內(nèi),強化課外,注重了多種方法的教學(xué)。
作者:鄭興芳 單位:臨沂大學(xué)
參考文獻:
[1]李紅娟,帥琪.適合大一新生的無機及分析化學(xué)教學(xué)方法研究[J].廣東化工,2014,41(16):199.
[2]陳素清,梁華定.無機及分析化學(xué)課程教學(xué)體系及教學(xué)內(nèi)容的思考及實踐[J].化工高等教育,2011(3):43-49.
[3]鐘國清.無機及分析化學(xué)課程改革的實踐與思考[J].化工高等教育,2007(5):11-13.