導語：化工原理立體化教學資源庫建設內(nèi)容一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:化工原理教學資源庫有助于學生學習化工原理的知識內(nèi)容,提升化工原理的教學質(zhì)量。從已有的教學資源出發(fā),通過不斷擴展和補充,建立適應現(xiàn)代技術發(fā)展的、全面的立體化化工原理資源庫。教師通過課堂知識,結(jié)合資源庫引導學生自主學習其他相關內(nèi)容,培養(yǎng)學生的學習興趣,并增強學生理論知識應用到實踐的能力,進一步提升學生的綜合素質(zhì)和知識水平,促進學生成長成才。

關鍵詞:化工原理;教學資源庫;實踐能力;人才培養(yǎng)

“化工原理”是以化工單元操作原理和設備操作為主要內(nèi)容的化工相關專業(yè)學生的重要基礎課,具有實踐性強、應用廣泛等特點。“化工原理”課程對高校化工類人才的培養(yǎng)有著舉足輕重的作用。通過學習化工原理,學生不僅能掌握流體輸送、傳熱、精餾等典型化工單元的基本原理和典型設備的設計方法及基本實驗操作,鍛煉獨立動手操作以及理論知識活學活用的能力,還能培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L與科學的數(shù)據(jù)處理方法,為以后學習專業(yè)課程(如分離工程、化工設計等),從事科學研究和解決工程實際問題打下堅實的基礎。通過該課程加深學生對化工單元操作基本規(guī)律“三傳一反”的學習,幫助學生樹立牢固的工程觀點,培養(yǎng)學生解決工程實際問題的綜合能力,因此,“化工原理”課程的學習對于培養(yǎng)高素質(zhì)的應用型化工人才至關重要。

1建設教學資源庫的必要性

近年來國家不斷開展拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng),并推出“強基計劃”等舉措,另一方面化工行業(yè)新技術日新月異,對化工人才和知識應用提出了更高的要求,因此,不斷更新課程內(nèi)容,加強學生實踐能力的培養(yǎng)是與時代發(fā)展保持一致的重要舉措,而化工原理立體化教學資源庫的建設可以拓展學生的知識維度,促進學生綜合素質(zhì)的發(fā)展。國內(nèi)化工實力較強的高校在繼續(xù)保持傳統(tǒng)化工和新化工研究的同時,不斷提升自身工程人才培養(yǎng)能力,教學技術和教學資源發(fā)展也與時俱進。天津大學、華東理工大學、北京理工大學、華南理工大學等高校越來越關注教學資源的使用。天津大學2016年新修訂的《化工原理》教材增加了相配套課程的電子資源,包括演示文稿PPT文件、動畫等內(nèi)容,且部分內(nèi)容彩色印刷,層次更分明、重點更突出[1]。《化工實驗與實踐》一書中除了典型實驗的介紹,還增加了知識擴展內(nèi)容,并提供二維碼,豐富和擴展了實驗內(nèi)容[2]。除了與教材配套的資源外,天津大學、大連理工大學、北京化工大學、南京工業(yè)大學、北京東方仿真技術公司等多家單位都開發(fā)和研制了以“化工原理”課程及其衍生實踐內(nèi)容為服務對象的多媒體資源[3]。此外,華南理工大學在2005年建立了化工原理網(wǎng)絡教學平臺,圍繞化工原理教學需求,制作了共包括視頻、音頻、動畫等五類素材,為化工類師生提供全方位的學習資源[4]。大連理工大學(以下簡稱:我校)“化工原理”教學的發(fā)展歷史悠久,目前教學方式主要以課堂教學為主,同時結(jié)合線上MOOC視頻,為課堂補充習題、單元測試等資源[5]。隨著信息技術及電子技術的發(fā)展,加上新冠疫情對全國教學工作的影響,現(xiàn)有的化工原理課程教材和多媒體課件等教學資源的建設需要進一步擴展和完善,彌補學生實踐經(jīng)驗不足產(chǎn)生的學習困難,同時增強學生對工程實踐和工程問題思考的認知,與化工新發(fā)展保持同步,因此開發(fā)教學適用性更強、使用更靈活、更全面的立體化教學資源庫將成為化工原理課程教學資源建設的方向。

2教學資源庫的建設內(nèi)容

化工原理資源庫的建設是在我校前期化工原理教學資源的基礎上進行進一步完善和補充,如圖1所示。結(jié)合信息技術及當前化工行業(yè)的發(fā)展等情況,增加相關內(nèi)容,擴展學生知識結(jié)構(gòu),加強學生對理論知識運用到實踐中的能力,為培養(yǎng)新型化工人才創(chuàng)造良好的條件。

2.1已有資源的完善和補充

2.1.1增加原理的動畫演示對現(xiàn)有的PPT課件及MOOC資源進行歸納整理,對老舊內(nèi)容進行選擇性的替換。其中涉及原理知識的內(nèi)容補充動畫演示,如換熱器冷熱流體的流動和熱量的傳遞,精餾過程中上升蒸汽和冷凝液體的流動,以形象生動的畫面對原理性的公式進行補充和演示,激發(fā)學生的學習興趣,增強學生對原理的理解和應用。2.1.2建立結(jié)構(gòu)豐富的新型試題庫對現(xiàn)有試題庫進行整理,增加經(jīng)典題型分析、開放型試題及新形式的試題等,豐富試題庫的結(jié)構(gòu),增加試題數(shù)量和質(zhì)量。其中,開放型試題可操作性強,解題方法不唯一,沒有標準答案,可以為學生提供廣闊思維空間,使學生從多角度、多層次、多渠道對所學知識進行應用探究,開展思維訓練,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造性思維。

2.2新建資料庫的內(nèi)容

2.2.1化工設備庫的建設“化工原理”課程除了詳細介紹單元操作的原理外,重點還要學習化工設備的構(gòu)造、使用及設計方法,因此增加常用化工設備的介紹是化工原理資源庫建設必不可少的內(nèi)容。另外工業(yè)生產(chǎn)中的化工設備體積龐大且難以看到內(nèi)部結(jié)構(gòu),而采用動畫形式演示設備的結(jié)構(gòu),可以使學生了解設備的概況、工作原理及基本操作;另外可以借助實況錄像向?qū)W生展示實際生產(chǎn)過程的實況,為學生建立設備結(jié)構(gòu)、流動狀態(tài)及操作參數(shù)之間的聯(lián)系打下基礎[6]。同時增加設備制造廠家的鏈接和介紹,使學生了解不同設備的型號和分類,了解不同類別的設備及其應用,為將來從事課程設計的設備選型和為生產(chǎn)實習中理解操作設備和規(guī)范做充足準備[7]。2.2.2工程案例庫的建設在學習和了解相關專業(yè)知識的基本理論之后,結(jié)合這些理論在實際生產(chǎn)過程中具體應用的典型案例,可以使學生理論聯(lián)系實際,加深對理論知識的理解和掌握。工程案例庫主要包括經(jīng)典的工藝流程,其中各生產(chǎn)流程應包括工程設計部分和工藝參數(shù)部分,在教學過程中通過對某一特定生產(chǎn)流程的剖析,使學生如同在實際生產(chǎn)中。通過對典型工程案例分析比較,使學生在錯綜復雜的實際工程實踐中,掌握如何采取過程分解、過程簡化和過程綜合的研究方法來處理實際工程問題,既培養(yǎng)學生的工程思維習慣,又使學生積累工程實踐經(jīng)驗[8]。2.2.3專業(yè)軟件庫的建設在“化工原理”課程的學習中,實驗數(shù)據(jù)多,且涉及大量的數(shù)學運算,甚至會有試差循環(huán)運算和作圖,占用學生較多的時間和精力,分散了他們對重點內(nèi)容的關注。為了減輕學生的計算負擔,提高學習效率,突出過程分析和優(yōu)化等重點內(nèi)容,可以通過化工專業(yè)軟件的強大功能來輔助設計計算和作圖[8]。如計算功能強大的Matlab,作圖軟件AutoCAD,數(shù)據(jù)處理和作圖軟件Excel和Origin,及大型工程處理軟件Aspen[9]等。盡管這些軟件平時學生都能接觸,但卻了解的不多,可以通過開展講座、互相交流等方式提高學生掌握使用軟件的程度,同時學會使用這些軟件也為今后畢業(yè)設計及工作打下堅實的基礎。2.2.4綜合擴展庫的建設上述資料庫都是和化工原理的知識內(nèi)容緊密相關的,而適當補充一些其他知識,有助于拓展學生的知識結(jié)構(gòu)。(1)科學家故事選擇古今中外的科學家,對其經(jīng)歷及成就進行介紹,做成展板掛在宿舍、教學樓和實驗樓的走廊等地,從人文方面激勵學生學習和創(chuàng)新的愿望,激發(fā)學生科研和創(chuàng)新的動力。(2)化工專業(yè)英語詞庫隨著全球化的發(fā)展,英語的學習越來越重要。而我校本科生的培養(yǎng)方案里卻缺少化工專業(yè)英語的課程,使部分學生在讀研期間對相關英語單詞和短語感到陌生。化工原理課程中會接觸小部分專業(yè)英語,但還不夠全面,通過建立英語詞庫,增加學生的專業(yè)英語水平,為今后工作和讀研提供支持。(3)常用化工期刊數(shù)據(jù)庫如何利用數(shù)據(jù)庫檢索資源是每名學生應該掌握的一項基本技能。查閱文獻是獨立解決問題的基礎,通過任務型導向使學生利用數(shù)據(jù)庫資源搜索相關文獻和資料,進行分析、篩選與調(diào)研,掌握文獻查閱方法,可以鍛煉學生查詢和總結(jié)知識的能力,有利于未來的專業(yè)課學習、畢業(yè)設計及科研工作。(4)競賽資料庫通過參加化工原理競賽和化工設計大賽,進一步改進學生實踐能力欠缺等問題,不斷增強學生的知識水平和工科思維,進一步增強學生在化工專業(yè)方面的自信心和工程實踐能力,達到以賽促教、以賽促學效果。結(jié)合近幾年競賽的內(nèi)容,選取競賽經(jīng)典內(nèi)容和題型進行分析和練習,同時增加具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的資源,強化學生的實踐能力。化工原理立體化資源庫的內(nèi)容不止限于上述所列出的部分,還可以補充化工原理雙語教學的資料、虛擬仿真實驗資源[10]、課程設計的相關知識、學習經(jīng)驗分享、實驗儀器的設計及網(wǎng)站建設[11]等內(nèi)容。資源庫的建立不僅能幫助學生更好的學習化工原理知識,還能提高學生的實踐經(jīng)驗,為將來的學習和工作奠定基礎。

3結(jié)語

以現(xiàn)有的教學資源為基礎,通過整理和總結(jié),不斷進行補充和完善,開發(fā)教學適用性更強、使用更靈活、更全面的化工原理立體化教學資源庫。該資源庫可以有效補充化工專業(yè)相關學生的專業(yè)知識,不斷加強學生實踐能力的培養(yǎng),并拓展學生所學知識的應用范圍,助力化工人才的培養(yǎng)。

作者：孟玉蘭 張文君 曹晶晶 肇啟東 單位：大連理工大學化工學院