化工原理教學范文

時間:2023-04-09 10:31:52

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化工原理教學

篇1

關鍵詞:化工原理 理論學習 教學效果

化工原理課程是化工及其相關專業學生必修的一門重要的專業基礎課程,主要介紹化工生產中的一些具有共性的操作,即單元操作。對化工專業學生來說,無論在實際應用方面,還是在課程的編排中,都具有極其重要的地位,它是學生認識化工生產的窗口,是從理論到實踐的過渡。但對學生而言,化工原理內容抽象,概念眾多,公式繁雜,學起來難度大,怎樣讓學生理解、掌握該課程是一個值得探討的問題。

一、調整基礎知識,有針對性的學習

化工原理課程大多以“三傳”為主線,即以動量傳遞為基礎,講述流體輸送、沉降、過濾等單元操作;以熱量傳遞為基礎,講述傳熱、蒸發操作;以質量傳遞為基礎,講述吸收、精餾、結晶等單元操作以及熱量、質量同時傳遞過程的干燥操作。本著“以應用為目的,以夠用為度,加強針對性、實用性”的方針,根據學生的實際情況,必須對原來的理論內容進行精簡,刪除應用性不強的內容,如傳熱中的熱輻射;精簡公式的理論推導,如簡化伯努利方程的推導,重點講它的應用和延伸。精簡后的基本內容不脫離教學大綱的要求,能夠突出基本概念與共性規律。同時為了突出該課程的工程實踐性,鼓勵學生用理論知識去解決實踐工程問題,將與生產實際密切聯系的內容適當補充進去,例如:在講授離心泵內容中,分析討論:如何判斷汽蝕的產生?汽蝕和汽縛的區別等。這些內容既將理論聯系實際,又是學生工作后要面對的操作問題,有很強的針對性和應用性,易激發學生的學習興趣。

二、重視例題和習題,利于理論知識的認識和掌握

例題和習題是學生學習期間理論聯系實際的橋梁。通過例題和習題可以使學生深化對理論知識的認識和掌握。例題與習題不能局限于“題”本身,更重要的是通過做題,能夠更深入一步,了解此題能夠說明的問題,分析評價其結論,透過問題看本質,進一步完善和鞏固所學的理論知識。教師在選擇例題與習題時,應注意以下兩點:第一,加強題目的思想性,使學生在解題過程中深刻理解基本概念,確定觀點,掌握方法,使課堂上講授的各種基本概念和提煉的重要觀點以具體數字的形式加以再現;第二,加強題目的真實性,題是學生在校學習期間理論聯系實際的重要途徑。所以,例題與習題應有一定的代表性和廣度,應力求反映工作和生產中可能出現的各種豐富多彩的實際情況,學生通過例題與習題體察到生產實際的主要方面。比如,精餾過程中“熱在塔底,冷在塔頂”的工程觀點,課堂上可以通過總能量分析,考慮不同熱狀態進料時操作線的變化,得出這一觀點,而在習題中可以讓學生通過實際驗算進料熱狀態時所需理論塔板的變化中體會這一觀點的意義。

三、應用現代化的教學手段,豐富課堂內容

充分、恰當使用現代化教學手段,促使學生由被動學習向主動學習轉變。利用化工過程單元操作錄像片、動畫片、化工原理多媒體教學軟件、課程設計軟件等媒體資源。把過去很難描述的設備結構、圖解過程等利用動畫和錄像等形式清晰形象的展現在學生面前,圖文聲并茂,教學過程直觀明了,引人入勝,使教學內容實感性增強,留給學生以深刻印象,激發學生學習興趣和學習主動性。大量信息通過視覺系統傳授給學生,在精簡授課學時的同時提高了教學效果。黑板和展臺的輔助使用增加了教師的形體語言,方便了師生交流,活躍了課堂氣氛。教學課件、課程設計軟件、習題課課件等軟件充分體現了人機交互和網絡交互,提供了學生自主學習的時間和空間,也為欲深入學習該課程的學生提供了良好的輔助作用。同時良好的交互作用的教學軟件和網絡的使用,使教師從原來的講解者轉變為學生學習的組織者、指導者、幫助者和促進者。并利用情景、協作、會話等方式充分發揮學生的主動性、積極性和創新精神,最終達到使學生有效地掌握所學知識的目的。

四、引入仿真實驗,注重學生綜合能力培養

在校外實訓基地進行崗位實習是對真實職業環境的重要體驗,但工廠一般都不讓學生進行現場操作,因此,利用計算機模擬真實的操作控制環境,進行化工仿真實訓,使學生鞏固已學的化工理論知識,提高操作技能的優先選擇。由于模擬仿真訓練接近生產實際,能加強學生對現場的認識,提高學生的操作技能及操作規范性,并利用相關知識來指導操作,學生的綜合能力大大提高。通過仿真培訓,學生能夠掌握常見典型化工單元過程的操作,對開停車規程、正常開工、調節等知識點、操作要點有詳細的了解;對工藝流程、設備的位號、檢測控制點的位號、正常工況的工藝參數范圍、控制系統的原理、閥門及操作點的作用有詳細了解;通過事故排除訓練,使學生了解事故產生的原因、危險擴散的過程、造成的后果,以及如何排除事故等,增強了學生安全意識,提高了工程素養。仿真操作可實現“同步教學法”,即由教師統一指揮,全體學生跟蹤教師的指揮,同時把各自的工藝過程開至正常工況,好像手把手講授,消除畏難情緒。通過智能評分,可以增強學生的自信心,激發學生的學習興趣,提高效率。

五、設置化工原理實驗,鞏固和深化課堂所學的理論知識

通過設置化工原理實驗,可進一步學習、掌握和運用學過的基礎理論,進一步理解一些比較典型的已被廣泛應用的化工過程與設備的原理和操作,鞏固和深化所學的理論知識。例如氣體吸收實驗,首先,改變吸收劑用量,可以測得一組反映混合氣體處理量對吸收操作影響的曲線;再改變混合氣體組成,可以測得改變混合氣體組成的一系列實驗數據。通過實驗,使學生進一步了解吸收操作的基本流程,操作方法和各種影響因素,幫助學生理解書本里比較難懂的傳質系數、傳質推動力和阻力,傳質單元高度和傳質單元數等概念。總之,通過化工原理實驗教學能夠培養學生解決實際問題和從事實驗研究的能力;使學生初步掌握化工問題的實驗研究方法;熟悉化工數據的基本測試技術;熟悉并掌握化工中典型設備的操作。這種能力的培養是課堂教學所無法替代的。

參考文獻:

[1]王振中,張利鋒.化工原理.北京:化學工業出版社,2005.

篇2

關鍵詞:化工原理;非化工類專業;探究式教學

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.008

1 引言

化工原理是化工及其相關專業的一門主要的專業基礎課,它是綜合運用數學、物理、化學等基礎知識,分析和解決化工及其相關類型生產中各種物理過程問題的工程學科[1]。化工原理課程是一門實驗和計算相結合的學科,具有很強的工程背景。本課程擔負著由理論到工程、由基礎到專業的橋梁作用,化工原理教學水平的高低對化工及其相關專業學生的業務素質和工程能力的培養起著至關重要的作用。

但是,化工原理具有內容多、計算多、內容枯燥、抽象、工程性強等特點,因此學生學習興趣不高,特別是農科院校的學生,大多數學生由于理學基礎較差會很頭疼上這樣的課。究其原因主要是傳統的理論傳授式教學模式主張學生的被動接受,學生上課注意力很難集中,教學效果差。因此,有必要對現有的教學方式進行改革,以激發學生學習化工原理課程的積極性和主動性,并提高其應用化工原理知識解決學習和生產中遇到的實際問題的能力。

探究式教學模式目前被廣泛認為是最科學的教學模式,其指導思想是在教師的指導下,以學生為主體,讓學生自覺地、主動地探索,以掌握認識和解決問題的方法和步驟,研究客觀事物的屬性,發現事物發展的起因和事物內部的聯系,從中找出規律,形成自己的知識體系。[2]目前,探究式教學在高等教育中主要應用于數據庫原理[3]、生物化學[4]、力學[5]、電工學[6]、生物材料[2]等理論科目,以及大學化學等實驗科目的教學當中。目前沒有發現將探究式教學引入化工原理教學中的研究。為了提高教學質量我們首次將探究式教學方法引入到化工原理教學中。

2 實施方法

僅僅通過看、聽這類輸入式的方式接受知識一方面比較枯燥,另一方面接受起來也比較困難,我們提倡的探究式教學方式是一種讓學生充分的參與到問題的發現、研究直到解決的全過程中的教學方式。這種教學方式充分調動學生視覺、觸覺、聽覺甚至味覺來感覺所涉及的問題或現象,并通過充分的思考來積極解決這些問題。這樣學生不僅能夠更好的掌握知識還能體會的科學的魅力,從而愛上這門學科。下面我們以牛頓粘性定律以及牛頓型流體與非牛頓型流體的區別為例來討論探究式教學的具體實施方法。

傳統的教學方式中我們講到這個問題的時候會很呆板的講“運動著的流體內部相鄰兩流體層間的作用力,又稱為粘滯力或粘性摩擦力。由于粘滯力的存在使得流體在垂直于流動方向上速度存在梯度。實驗表明,兩流體層之間的摩擦力τ與垂直于流動方向上的速度梯度成正比,即。式中μ稱為粘性系數,或動力粘度,簡稱粘度。一類在流動中形成的剪應力與速率梯度的關系完全符合牛頓粘性定律的流體是牛頓型流體,如水、空氣等。但工業中還有多種流體。如泥漿、某些高分子溶液、懸浮液等,并不服從牛頓粘性定律,這類流體稱為非牛頓型流體。”學生聽完后往往一片茫然,覺得毫無趣味而言。但是如果以探究式的方式來與學生一起討論這個問題那么學生,那么學生既能體會到科學的趣味又能有所得。

同樣的課程內容我們可以這樣進行:老師多提問一些問題,比如“河中心的水流動速度快還是河邊的水流動速度快呢?”,“流體流動阻力的大小與流速有沒有什么關系呢?”,讓學生充分的思考,并在此過程中解決學生提出的問題,最后總結“這些問題的答案牛頓曾經也不知道,但他努力去做研究,最終發現:兩流層之間單位面積上的內摩擦力τ與垂直于流動方向上的速度梯度成正比,即。于是,人們把這一發現稱為牛頓粘性定律。

接著繼續提問:“這個定律是不是對于所有的流體都適用呢?”這時老師可以拿番茄醬及玉米糊做實驗,看看什么情況下番茄醬會流出來,什么情況下玉米糊會固化,從而引出非牛頓流體的概念,并帶領學生探討流體流動性與流體受力之間的關系。經過研究學生會發現這是一個非常有趣現象,有些流體受力流動性會變好,比如番茄醬;而有些流體受力后流動性會變差,比如流沙、玉米糊等。

用類似這樣探究式的方法來教學,學生會實時參與到教學中,并能體會到科學的樂趣,課堂氣氛非常活躍且學生能更容易掌握所學知識。因此,探究式教學是種非常有效的教學方法。

參考文獻:

[1]賈紹義,夏清,吳松海,姜峰.工程案例教學法在化工原理課程教學中的應用[J].化工高等教育,2010(03):78.

[2]朱建華,崔名芳.大學化學教學中探究式教學與實驗課程建設[J].安徽工業大學學報(社會科學版),2012(29):156.

[3]陳林,徐化祥.基于探究式的數據庫原理課程設計教學研究[J].軟件導刊,2012(11):161.

[4]楊志偉,張瑋瑋,陳志玲,廖薊,劉曉晴,萬平.生物化學探究式教學的設計和實施[J].生命的化學,2013(33):105.

[5]傅玲,何新鳳.探究式教學在“力學”課程中的實踐[J].教法研究,2012(03):148.

[6]李華,劉素貞,黎霞,毛一之.探究式教學在“電工學”課程中的探索實踐[J].電氣電子教學學報,2012(09):71.

篇3

關鍵詞:多媒體應用 化工原理 意義 注意問題

一、前言

在當今知識和技術不斷發展和創新的時代,多媒體技術的運用已經成為教師課堂教學的一個基本的教學手段,也是當前進行教學改革,改變傳統教學模式的重要手段。目前,多媒體技術已成為提高教學效果、激發學生興趣、展示課堂魅力的重要工具。在化工原理教學中,教師應該積極地將多媒體的優勢應用在化工原理的教學中,以提高化工原理的教學質量。

二、多媒體技術在化工原理教學中的作用

1.提高學生學習化工原理的興趣

多媒體技術在化工原理教學中,可以通過豐富的色彩、多種的聲音、形象的演示傳遞給學生各種教學信息。由于化工原理課程內容比較枯燥和乏味,學生容易失去學習的興趣。多媒體教學可以在視覺、聽覺等方面吸引學生的注意力,并不斷提高學生的認知能力,有利于學生掌握所學的知識和原理;多媒體教學還可以展示各種實驗、實例,增強學生學習化工原理的興趣。

2.提高教學效率

發揮多媒體教學的優勢充分提高課堂教學效率。首先,多媒體技術表現的信息量很大。教師可以在課堂有限的時間內展現給學生更多的教學信息,減少板書的時間,突出教學重點。其次,多媒體教學可以減輕學生的負擔。在傳統的課堂教學中,學生難以記錄大量的課堂筆記,而多媒體教學,學生可以復制教師的備課筆記進行課后復習。最后,運用多媒體技術可以減小教師的工作量。教師利用多媒體教學手段,減少了講授的時間,就可以把更多的時間留給學生,更多地做好與學生的互動。

3.多媒體讓教學內容更加具象化

在傳統的教學模式中,教師在講授實際操作中遇到的問題時,由于學生沒有實際工作經驗,很多學生學習比較吃力。教師可以利用多媒體課件,利用圖像或視頻資料解決這些問題。比如在學習離心泵工作原理時,教師就可以制作課件,用動態的視頻代替單純的圖片,并輔以文字和語音解說,讓學生理解離心泵的啟動、能量的轉換等。多媒體教學將復雜、枯燥的問題直觀化和具象化。

三、多媒體在化工原理教學中應注意的問題

1.多媒體教學和傳統教學相結合

在化工原理的教學中,教師不應該讓多媒體喧賓奪主,教師變成一個單純的多媒體操作者。教師應該根據教學內容和教學目標選擇合理的多媒體內容,避免對多媒體的濫用。化工原理這門課程不僅有大量的公式推導、計算以及運用,還有圖解法、試查法等內容,例如在流體流動的學習中,能量衡算問題—伯努利方程式的推導,教師如果運用傳統的板書演示其推導的過程,在每一個推導環節可以對學生做好引導,學生就能很好地掌握伯努利方程。但是如果教師濫用多媒體教學形式,通過PPT演示推導,學生容易產生視覺疲勞,達不到應有的效果。另外,教師的語言、板書的作用是多媒體不能替代的,教師的語言和板書還可以讓學生更好地思考問題。

2.結合教學內容制作多媒體課件

目前,針對化工原理的多媒體教學課件非常多,有的教師在教學過程中為了圖方便,把網絡上相關的課件不經修改地拿來使用,影響教學效果。教師應該結合教學內容制作課件,還要結合學生水平以及學生認知特點制作教學課件。教師可以學習和搜集相關的課件進行研究對比,取其精華去其糟粕,按照自己的教學目標和教學內容制作多媒體課件。在運用多媒體教學的過程中,很容易讓教師的思路過于程序化,依據教學課件教師很容易加快教學速度,學生的理解往往跟不上進度,起到相反效果。這就要求教師要根據教學內容和學生特點選擇合適的多媒體課件。

3.注重教師的主導地位

在化工原理的教學中,多媒體不能代替教師成為主導。在教學過程中,教師無論采用何種教學方法,都要注重學生的主體地位,不能把學生當成多媒體的單純接受者。教師可以利用多媒體的優點,充分發揮其優勢,同時也要利用教師自己的人格魅力,注重和學生的溝通和交流,注重師生之間的情感交流,充分調動學生學習的積極性。另外,教師還要積極地利用提出問題的方式啟發學生思考,培養學生的創新思維能力。

四、結語

篇4

關鍵詞:工程教育;化工原理;教學團隊

近年來,國內高等院校的招生人數不斷增加,高校以往的人才培養方案可能不足以跟上時代的進步,各工程學科的人才培養方案也應隨之發展、改革和創新。為全面貫徹落實科學發展觀,切實把發展高等教育的重點放在提高質量上,教育部、財政部決定實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”“本科教學工程”中明確提出加強本科教學團隊的建設,以提高教師教學能力為關鍵,加強教師培訓力度,創新教師培訓模式,引導高等學校建立適合該校特色的教師教學發展中心,積極開展教師培訓、教學改革、研究交流、質量評估、咨詢服務等各項工作,提高該校中青年教師教學能力,滿足教師個性化專業化發展和人才培養特色的需要[1]。在此新形勢和新任務交錯的大背景下,化工原理學科作為化學工程與工藝等專業的核心課程,作為食品工程、環境工程、材料工程等多個工科專業的重要課程,對化工以及相近的學科領域都有著重要的支撐作用,為保障和提高化工原理學科的教學質量,化工原理教學團隊的建設一項也應提上議程。

1教學團隊建設的初衷和目的

經過分析觀察培養對象的特點,發現我校學生大多數理論知識掌握得不太好,基礎也較為薄弱,且自律性不強、自覺性也不高,在一些重點難點上常常都是淺嘗輒止,一知半解,不求甚解;另外在思想覺悟上,也沒有做好自己的人生規劃,上大學變成了“混”大學,沒有明確清晰的目標,導致在學習過程中愈發迷茫,只是一味隨著大流走,沒有自己想法與規劃。這種現象產生的原因,也與我校教育模式不完善、教學質量不高有關。經過反思和研討,為針對解決這些問題,單憑個別老師的熱血和力量難以扛下提高教學質量和做好職業規劃的大旗,從而我校提出教學團隊的建設這一設想,集廣大優秀教師的能力于一體,為完成教學任務中的不同目標而分工協作,共同承擔教學責任,由點及面地攻克教學難題,改進教學模式,提升教學質量,投身于崇高的教育事業中。基于此,化工原理教育團隊的建設任務,根本目的是要建立一個充滿教育熱情、秉持先進理念、教學特色鮮明、接軌實踐與就業的團隊,教師團隊不完全是教師團體,應包括但不限于在校教師、研究員、化工相關企業的從業者等,旨在響應國家“本科教學工程”,提升教師教學能力,探索更貼近新時代的教學方式,培養出更多富有探索和創新精神、學習能力強、理論知識豐富、實踐能力突出的優秀復合型人才,為工科行業源源不斷地輸送優秀的預備軍。

2教學團隊建設的戰略意義

最近十余年來,不少學校和教育機構都過分夸大了名師在教學和科研方面的重要性和優勢性,人們對各種光環加身的名師們較推崇和青睞,強調了個人主義在教學中的優勢與成就,反而放緩了教學團隊的建設,忽視了團隊合作在教學中發揮的重要作用。誠然,名師們在教學上有著各自的特色和優勢,對教學任務的完成也功不可沒,在此并未否定和批評名師,只是個人能力始終有限,許多工作都是離不開團體合作的。就高校的教學模式而言,教學任務的分配,教學課程的建設,教學計劃的制定與實施,教學資源的整合等都需要教師的合作,才能以最高效率完成教學任務。不僅如此,一支合理的教學團隊的建設也有利于增強個體之間的相互聯系,解決各種教學難題,加深教學理念的研討,促進教學經驗的交流,推動教學內容的創新與改革,提升教師個人的專業素養,提高人才培養的教學質量,為學生提供一個更為優質的學習平臺[2]。

3建設教學團隊的師資力量

3.1教學團隊的人員結構

優秀的教學團隊首先在人員結構上的分布必須合理,在教齡資歷、地域分布、學緣結構、技能能力上的比例也必須適中,化工原理教學團隊目標是以中青年教師為主體,以高學歷、高職稱教師為核心的師資隊伍,師資力量的實力強大與否,直接決定了教學團隊的上限,除了原有的學院教師之外,還應該引進各具特色的教師,互相學習,實現互補,教師團隊中應該包括:(1)教授、副教授這樣高職稱有資歷有經驗的教師,作為團隊的中心骨。(2)碩士研究生或博士研究生剛畢業,極富朝氣的年輕教師,作為團隊的有生力量。(3)外教和有出國留學經驗的碩士、博士這些了解其他國家的人文文化和思維方式的教師,不同的思維方式搭配起來也許能發生奇妙的化學變化。(4)與企業接觸頻繁,交流密切,有過化工相關工作經驗的教師,對企業文化有著深刻了解,可以締造學校與企業的聯系,給學生提供見習和實習的平臺。(5)其他獨具風格,各具特色的教師等。總之,要通過各種途徑,努力建成一支知識結構、年齡結構、學歷結構和學緣結構比較合理,工程實踐能力較強的學術梯隊,保證課程建設的可持續發展,最終將課程建設成為國家級化工原理精品課程[3]。

3.2年輕教師的教學培訓

年輕教師是教育界著重培養的教學力量,實行老教師傳幫帶制度,可以快速提升年輕教師的教學水平。針對教學團隊中青年教師較多的實際情況,在團隊中大力推行青年教師的培養計劃,即:(1)共同完成備課工作,年輕教師在構思出備課思路后,詳細表述給老教授檢查,找出教學難點,學習老教師的教學經驗和授課技巧,直至完成一套完善的備課工作。(2)進行雙向聽課,即新教師通過旁聽老教師的課堂教學,身臨其境地學習老教師的授課模式,感悟不同的授課風格,逐步培養出獨具特色的教學體系;老教師通過旁聽年輕教師的課堂教學,及時指出教學中存在的不足并給予反饋。(3)課后,年輕教師按時完成教學總結,找出不足之處所在,與老教師交流探討,雙方在交流過程中不僅促進了年輕教師在教學生涯的快速成長,也可以發現并解決了很多存在的教學問題,實現教學質量的穩步提升。

3.3提升教師的教學能力

除了對年輕教師進行培訓之外,教學團隊由上至下都應該在教學之路上不斷求索,不能故步自封于自己的團隊里。鼓勵教師從多個途徑提升教學水平:(1)教師可以多參加一些名校教師開展的講座,和不同地域不同行業的教師交流教學經驗,通過了解一些名師的教學經歷和授課技巧,從中獲得收獲,改善自己的教學方式。(2)參加一些專業化的培訓,通過培養、訓練等方式來提高教師自身的專業知識、技能和素質,同時改變教師的價值觀、調動工作積極性,激勵教師從事于教育事業,從而提升學校辦學層次、提高教學質量。(3)除此之外,也要培養教師樹立正確的培訓觀念,強化師德師風,扎根本科教育,不能單為職稱晉升而參加培訓,而是為了提高自身的教學和科研水平,對于培訓要有自主性,對教師培訓需要注入全新的理念。(4)教學團隊也應重視教師的個體發展需求,改變教師的傳統教育觀念,樹立科學的人才發展觀和以人為本的理念,提供更為寬闊的學習平臺,加強開放的教師培訓[4]。

3.4教師自身人格魅力的培養

在教師的教學工作中,也應注重教師自身的人格魅力培養,形成各自獨特的教學風格和優良的師風師貌。教師的人格魅力包含知識儲備、教學方法、氣質風貌、道德素養等多個方面,在教師素質和教育影響中占重要地位。一名優秀的教師必定有著其獨特的人格魅力,在教學過程中,學生如沐春風,潛移默化地感染學生,學生為教師的人格魅力所折服,自然會尊崇教師,在學習過程更加認真努力,以教師為榜樣。教師的人格魅力不僅有利于增強學生的學習熱情,對學生的人格素質塑造方面也有著重要作用,還可以引導學生樹立正確的核心價值觀,加強民族歸屬感,道德教育的重要性,從某種角度更勝于知識教育。教師要提升自身人格魅力,可以從以下幾點出發:(1)提升各方面的知識儲備,學識淵博是教師的必備條件,高質量的知識儲備才有資格和能力教育學生,培養出高素質人才。(2)加強對學生的關心和包容,“一日為師,終身為父”,作為教師,就理應化身嚴父慈母,像對待孩子一樣悉心教導學生,教育不單是工作,更是一份責任。(3)樹立良師形象,教師的一言一行都會對學生有著重大影響,談吐間幽默風趣,舉止中謙儒優雅,良師形象的樹立更有助于培養出優秀學子。(4)提高心理素質,在教學生涯中,難免會發生各種情況,遇到挫折和失敗,比如學生的不尊重,教學的不順利等,成熟穩重,從容應對各種難題,冷靜理智地解決問題,才是一名合格的教育者[5]。

4教學團隊建設的任務

4.1了解培養對象的學習情況

(1)以往陳舊的教學方式一般都是采取大班教學的模式,無論面授還是網課的形式,其實都沒有真正做到師生間的交流溝通,老師在講臺上照本宣科地放PPT,念課本,學生們在下面聽課全憑自覺,偶爾的課堂提問也難以激發出全部學生的學習興趣。師生在課堂上之間缺乏互動性和交流,教學效果較低。(2)由于課時問題,一些課程的教學時長不足,教師難以展開更詳細的教學,在課上,學生理解消化知識點的時間不夠長久。在課后,學生自主學習的時間也不夠充分,僅靠一些課后作業也難以鞏固所學知識,沒有形成一套健全完整的學習計劃。(3)另外,在化工相關的實驗課上,學生的實驗水平也沒有達到預期的效果,造成這方面的影響,原因也跟我校實驗室儀器設置等配置數量不夠,實驗課大多采用分組實驗的形式,有些學生在實驗室的操作時間不足,對儀器了解得也不夠具體。

4.2改進教學模式

針對上述情況,教學團隊要改進教學模式,不能沿用以往沉悶保守的教學方式,必須改善教學模式,給學生提供更好的教學環境。4.2.1提升課堂的趣味性單純地靠教師講課—學生聽課的教學流程難以激發學生的學習熱情,應把理論課和實驗課的課程統一起來,使其進度保持一致,在理論學習過程之后馬上學習實驗操作,培養學生產生工程觀念,有效調動學生學習的積極性和自主性,激發學生的學習熱情。4.2.2適當開展網絡教學如今是信息高速發展的時代,利用網絡平臺進行教學,是科技時代選擇的結果,可以在學習通等網課平臺上給學生布置作業,增加學習趣味性的同時,又可以減輕教師批改作業的工作量,還能夠讓學生熟悉網絡學習平臺的使用,在學習通、智慧樹、慕課等網課平臺上,學生也有著更多學習其他學校名師課程的機會,由此增加學生學習的課時,彌補課時不足的問題,鞏固學習基礎。4.2.3提升實踐課堂的占比針對實驗室的儀器數量不夠多,學生接觸使用少的情況,一方面應該想方設法增加實驗設備的種類和數量,完善儀器設備設施;另一方面則應該在實驗課程的分配上做出調整,把學生分成更多的批次,原來的大班教學改為多批次的小班教學,提升實驗儀器的使用率和利用率,減少每次上實驗課的學生人數,保障每個學生都有足夠充分的時間了解儀器,掌握和熟悉化工單元的操作,完成實驗,提升專業素養。4.2.4增加到相關企業見習的機會除校內教學外,工程教育的教學也應培養學生對理論知識的實際運用,教師可以多帶學生去化工相關企業參觀見習,了解化工企業中實際工作流程的詳細情況,并用所學理論知識與之進行對應。如將錳礦石中錳元素提純作為電池中二氧化錳的過程,大致是先將錳礦石分成小塊的預處理,接著溶于硫酸,后用電解法制備出二氧化錳,最后提純,進一步加工得到產物。實際生產情況遠比基礎理論復雜,參觀見習之后組織學生記錄心得體會,提前了解專業的發展方向。

4.3加強與學生的聯系,總結完善教學方向

鼓勵學生多提建議和意見,很多學生由于自身性格和環境因素等,在學習過程中遇到困難也只想著能自己解決就自己解決,解決不了就拖著,不敢尋求教師的幫助。教學團隊應該主動建立師生間的聯系,跟學生融洽相處,主動問詢學生在學習生活中遇到的困難,運用學科知識甚至心理學知識幫學生排憂解難,比如對某個知識點不明白,可以私下或在課堂上著重點出;比如沒有職業方向,教師可以提供一些思路,說明利弊,供學生參考,如:考研、參加實驗比賽、撰寫學術論文、設計創意專利等。

5深入專業學習和創新

學無止境。作為教師,同時身份也可以是一名學生,只有不斷地學習和提升自己,才能適應現在高速發展的科技時代,才能跟上行業不斷前進的步伐。教師一方面要專注于教學,另一方面要不斷了解化工行業的專業動態,鼓勵教學團隊教師階段性地完成一些有關教學經驗和實驗成果的論文,獲取科研成果,有計劃性地完成教學目標,同時補足團隊缺陷,提升團隊的整體水平。為深入專業學習,教師也應該多進行一些課題的研究,帶領學生做一些化工項目,在實踐中開拓創新。理論構想終究是空泛的,需要建筑實踐橋梁,踏進科學的殿堂,在此過程中培養工科思維,提升專業素養水平,為教學做鋪墊。

6結語

為貫徹落實科學發展觀,響應國家政策,提升教學質量,培養出更優秀的學子,化工原理教學團隊的建設過程中,也難免存在些許不足和缺陷。團隊應在實際工作過程中不斷改進和發展,學習其他教學團隊的長處,對自身團隊做好管理工作,秉持正確的價值取向,關心學生們在化工原理方面學習上遇到的各種情況,引導學生們開拓視野,培養工科思維,提高學習能力,把所學理論知識與實際操作聯系起來,打造優秀的預備軍。

參考文獻:

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關鍵詞:多媒體;教學方法;化工原理

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)45-0254-02

化工原理課程是化工類各專業重要的技術基礎課。它是綜合運用數學、物理、化學等基礎知識,分析和解決化學加工類生產中各種物理過程問題的工程學科,它承擔著工程學科與工程技術的雙重教育任務。這決定了其在具有很強的理論性的同時也與生產實踐密不可分。因此在教學過程中既要將各個單元操作的理論基礎闡述清楚,還要將理論向工程實踐延伸,與生產實際相結合。這意味著抽象的講解、簡單的掛圖及教具完全滿足不了日常教學需要。隨著在教學過程中的不斷摸索,我們發現圖形與動畫相輔、聲音與文字并茂的多媒體教學手段尤其適用于化工原理課程的教學。

一、多媒體教學的顯著優勢

1.生動直觀,增加學生學習興趣。多媒體教學是運用計算機并借助于預先制作的課件來開展的教學活動,因此又稱為計算機輔助教學(computer assisted instruction,即CAI)。在這個過程中,根據教學需要,各種符號、文字、聲音、圖形、影像等信息有機組合,并通過投影儀顯示出來,可以使抽象的概念形象化,枯燥的內容生動化。比如在講授板框壓濾機的過濾和洗滌過程時,僅靠單純的圖片講解,學生很容易混淆,而利用多媒體動畫手段,可以很形象的將這兩個過程清晰的演示出來,使學生一目了然,可以說3分鐘的演示比30分鐘的講授更加清楚明白。再比如精餾過程一直是化工原理教學中的重點和難點所在,學生對于精餾過程的理解也總是流于形式不求甚解,但是利用化工原理單元仿真軟件,將復雜的精餾過程在電腦中模擬演示,不僅整個過程生動直觀,而且還使學生對精餾過程產生濃厚的興趣,對后面的學習報以極大的熱情。

2.豐富教學內容,提高教學效率。傳統教學方法主要依靠語言描述,對于一些語言很難描述清楚的問題,往往占用了大量的課堂時間。運用多媒體教學則可以將語言難以表述的內容用動畫、音像等形式表現出來,教師的語言介紹則居于次要地位,極大地提高了信息轉達的效率,也因此大幅度提高了課堂教學轉達的信息總量,豐富了教學內容。另外教師運用多媒體技術在授課前將大量的教學信息存儲在課件當中,這樣在課堂上大大減少了板書時間,增加了教師課堂講解時間,提高了教學的效率。比如在介紹干燥設備這部分知識時,利用動畫、圖片、影像等多媒體技術,可以將各種干燥設備的結構、工作原理、優缺點等內容直觀的呈現在學生的面前,既便于學生理解,又節省了大量的畫圖講解時間,提高了教學的效率與效果。

3.講授過程的個性化。多媒體技術的特點之一是教師可以隨時快速地干預信息的表現過程,因而可以根據學生的理解程度及時地重組、重現教學內容。

二、教學過程中的注意事項

1.注意把握教學節奏。運用多媒體教學大大減少了教師板書時間,使教師講授起來格外的輕松,但是如果只顧課堂信息量的增加而一味的放縱教學節奏,過快的播放課件,容易使學生光聽不記或光記不聽,反而影響教學效果,嚴重的還會讓學生對課程產生厭惡情緒,因此教師在多媒體教學過程中一定要把握好教學的節奏,如果條件允許可以將課件放在校園網或發送至學生的郵箱中,以便課后的復習。

2.課件的設計制作要精巧。課件的設計制作主要體現在內容和版面兩個方面。多媒體課件的內容應是教材內容的濃縮和歸納,它應當來源于教材,高于教材,精于教材,新于教材,內容的設計要層次分明、詳略得當、重點突出,便于教師使用,便于學生掌握和記憶,切忌照搬他人課件。在制作課件時,要堅持簡潔明了的基本原則,只包含必要的圖片、視頻、動畫,切忌課件中穿插過多的影像、聲音等效果,分散學生的注意力,使學生抓不住重點,從而影響整體教學效果。一個好的多媒體課件除了內容要精彩外,漂亮清晰的頁面設計也很重要。首先,課件中文字與背景要反差明顯,能夠突出文字或圖片內容,比如白色背景配黑色或深藍色的文字,或藍色背景配白色或黃色文字,但一張PPT中的顏色盡量不要超過三種。其次,課件中要避免長篇大論的文字說明,盡量用圖片、表格、動畫等手段展示所要講授的內容,如確實需要文字闡述,則要將文字內容高度概括,簡潔明了。一般圖、表、動畫等內容應占整個課件的一半以上為宜。最后,為了讓教室中所有學生都能清楚的看到課件內容,課件中的文字應在28號字為佳,選擇的圖片等要線條清晰。

3.注意多種教學手段的綜合運用。在教學手段運用上,應充分發揮多種教學手段的綜合效能。任何一種教學手段,無論是多媒體教學,還是傳統的教學,都是前人在教學實踐中總結得來的,各自都有其獨特的優點,也各有一定的局限性。多媒體教學手段是一種新型的教學手段,它是對傳統教學手段的弘揚和發展,我們應清楚地認識到多媒體教學是實施教學的一種有效手段,而不是唯一手段。因此,在教學中,應根據教學需要和教學內容,選擇適應對路的教學手段。比如,在教學過程中的公式推導,如果只用多媒體將推導過程演示的話,不但不能引起學生的重視,而且很多學生跟不上推導過程,此時,就應當結合傳統教學手段,調動學生的積極性,用板書和學生討論相結合的方式完成公式推導過程,以期達到更好的教學效果。

隨著現代教育技術的發展,多媒體教學手段在高校將得到更加廣泛的運用,這一點是毋庸置疑的。而化工原理課程由于具有與工程實際結合較為緊密的特點,運用多媒體技術進行授課的優勢則更為明顯。作為高校教育工作者,我們有責任和義務花費大量心血制作適合自己教學以及適合自己學生的多媒體課件,將化工流程模擬軟件以及各種工程仿真軟件運用到多媒體教學中,不斷探索新的教學模式和方法,切實發揮多媒體教學的優勢,最大限度的激發學生的學習興趣,以最直觀的方法將化學工程的世界展現在學生的眼前,使多媒體技術在化工原理教學中真正得到合理有益的應用。

參考文獻:

[1]林英,葉玲.高校多媒體教學的幾點思考[J].中國成人教育,2007,(5).

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【關鍵詞】化工原理課程教材教學研究

【中圖分類號】G423.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)3-0206-02

"化工原理"課程的教學水平和質量一直被視為衡量化工高等教育水準的關鍵要素之一,因此它也成為各高校課程建設的一個重點。例如,在自2003年啟動的國家精品課程評選中,先后有6所高校的6門"化工原理"課程被評選為國家精品課程,數量占全部化工與制藥類專業國家精品課程的35%。

1."化工原理"課程教材發展現狀

目前,我國化工類本科的《化工原理》教材約有20余種,多數以介紹化工過程中常見單元操作的基本原理、典型設備及其工藝計算為主要內容,少數結合"傳遞過程"和"分離工程"的相關內容,為改革類教材。

(1)天津大學主編的三套《化工原理》教材

由姚玉英主編的《化工原理》教材是國內最有影響力的"化工原理"課程教材之一,其第一版于1992年出版,于1999年和2004年分別進行了修訂。由于該教材基本概念闡述嚴謹,理論聯系實際,知識連貫性強,工程觀點突出等優點,長期以來且直至目前一直被許多高校所選用。

為適應時代以及不同專業對于"化工原理"課程教學內容的所提出的新的需求,2005年天津大學化工原理教研室傾力打造了適合于化工、石油、生物、制藥、環境、食品、材料等多專業使用的《化工原理》新教材。這套教材以化工傳遞過程的基本理論和工程方法論為兩條主線,系統并簡明地闡述了化工單元操作的基本原理、過程計算、典型設備和過程或設備的強化途徑。它的最大特點是拓展了內容,增加了適合于不同專業的知識點和實例。現在,這本新教材正在被越來越多高校所了解和認可,使用學校逐年增多。

(2)陳敏恒(華東理工大學)主編《化工原理》教材

該教材于20世紀80年代問世,在內容上與以往教材相比,加強了傳遞內容,并以傳遞原理將單元操作分類,體現了單元操作的過程共性。該教材在當時全面改革了教學內容,具有明顯的特色,因此獲得了國家教委優秀教材獎。目前此書以進行了兩次修訂,其第三版于2006年出版。在多學時的《化工原理》教材中,這本教材有著較大的影響力,目前使用學校較多。

(3)王志魁(北京化工大學)主編《化工原理》教材

該教材自1987年問世,至今已出版第三版,主要適合于70-100學時的"化工原理"課程教學使用。作為少學時"化工原理"課程教材,該教材主要介紹了流體在管內的流動、流體輸送機械、沉降、過濾、傳熱、吸收、蒸餾及干燥等單元操作,其章節體系、內容多少和深淺程度受到使用者的好評。同時,由于目前與化工專業相關的交叉專業、新型專業招生量的不斷擴大,這本教材的目前市場銷售情況和前景都比較好。

目前出版本科《化工原理》教材的出版社包括化學工業出版社、高等教育出版社、科學出版社及眾多的高校出版社。可以看出,"化工原理"課程作為化工等專業的重要技術基礎課程,其教材的建設和出版受到各高校和出版社的普遍重視,國內化工專業排名前十位的高校幾乎都編寫和出版過《化工原理》教材。但是從影響力和市場的調研結果來看,編寫學校實力較強、編寫歷史悠久的經典教材以及適用面更廣或者特色更加鮮明的新編教材更加受到用戶的青睞。

2."化工原理"課程教學資源現狀淺析

隨著多媒體等數字化教學輔助技術手段在教學中日益廣泛和深入的應用,越來越多的高校和教師開始關注教學資源的開發與使用。例如,前面列舉的五套《化工原理》教材都配套有相應的電子教案或教學課件,為使用者提供必要的教學資源的支撐和服務。

除了與教材的配套資源之外,天津大學、大連理工大學、北京化工大學、南京工業大學、廣東工業大學、北京東方仿真技術公司等很多單位都開發和研制了為"化工原理"課程服務教學多媒體課件。其中天津大學開發了多達八套的多媒體課件,可用于不同體系的"化工原理"全程授課使用。福州大學、南京工業大學、蘭州石化職業技術學院等單位則開發了化工原理實驗教學多媒體課件。同時也有多個高校開發了"化工原理課程設計"的CAD設計軟件。在教育部新世紀網絡課程建設工程項目中,天津大學、大連理工大學分別建設了"化工原理及實驗"的網絡課程,其中天津大學的網絡課程被評為優秀網絡課程,目前點擊量已達到了十萬余次。高等教育出版社聯合全國高等學校教學研究中心、教指委和多所高校共同開發的"高等化學教學資源庫"中的"化工基礎子庫"則是化工原理課程教學資源發展的另一重要成果。

不難看出,現有的"化工原理"課程的教材和多媒體課件等教學資源的建設已形成了相當的規模。開發教學適用性更強、使用更靈活、交互性能更好的教學資源以及教學資源的網絡化將成為未來"化工原理"課程數字化教學資源建設的方向。

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化工原理理論教學教學方法

化工原理是研究化工單元操作的課程,主要內容是介紹以動量傳遞、質量傳遞及熱量傳遞為核心的各種單元操作的典型設備、操作原理、工藝計算及設備選型等,主要任務是培養學生運用基本理論解決工程實際問題。如何使學生真正地掌握化工原理知識,解決工程實際問題,一直是不斷探索的目標。

化工原理是我校制藥工程、生物工程、藥物制劑等制藥類專業學生必修的一門技術基礎課程,通過利用數學、物理、化學、物理化學等先修課程的知識來解決制藥生產中的實際問題,并為制藥工藝學、制藥工程學等后續工程類專業課程的學習打下基礎。作為自然科學領域的基礎課向工程學科的專業課過渡的入門課程,化工原理在整個教學計劃中起著承上啟下的作用。本課程是一門理論與實踐密切結合的技術基礎課,也是一門學以致用的課程。在教學和學習過程中,要理論聯系實際,樹立工程的觀點,從工程和經濟的角度去考慮技術問題。通過本課程的課堂教學和實驗訓練,使學生能掌握典型制藥化工單元操作的基本原理及設備,并具備初步的工程實驗研究能力和實際操作技術。對學生而言,努力學好本課程,將來無論是在科研院所,還是在工廠企業工作,都是大有裨益的。近年來我們在化工原理理論課程的教學上進行了一些探索和嘗試,取得了較好的成果。

一、立足教材,聯系學科特點

因為本校是藥學類的專業學校,為了更好地與制藥生產的各個環節相結合,我們選用的教材是由本校王志祥教授主編的《制藥化工原理》。制藥化工單元操作的種類很多,每種單元操作均有十分豐富的內容。根據制藥工業的特點和制藥化工原理課程的教學要求,該書精選了若干個典型單元操作進行介紹,力求全面系統地闡明制藥化工過程的基本原理和工程方法。全書共分十四章,包括流體流動、流體輸送設備、液體攪拌、沉降與過濾、傳熱、蒸發、結晶、蒸餾、吸收、萃取、干燥、冷凍、吸附與離子交換、膜分離技術等內容。制藥專業的化工原理課程與化工專業不同,課時較少,學生工程基礎知識薄弱,故對制藥專業進行化工原理教學又與化工專業有很大的不同。以我校制藥工程專業為例,制藥工程專業化工原理理論課的課時數是92學時,分為兩個學期來進行學習,由于課時不多,而化工原理涉及的單元操作比較多。根據專業特點,選擇了與制藥工業聯系最緊密的幾個單元操作進行教學。我們把整本教材的內容分為了上下兩冊,分別安排在不同的學期來教學,上冊側重動量傳遞和熱量傳遞,主要學習流體流動、過濾、沉降、傳熱等單元操作,下冊側重質量傳遞,主要學習蒸餾、吸收、干燥等單元操作。在教學內容方面,因為是技術基礎課,所以應重視強調扎實的基礎。為此,在每個單元操作中對相關的基本概念、基本原理、基本方法及基本計算作重點講解;在設備方面,由于不具備開展一些大型實驗的條件,因此,我們通過用大量仿真動畫模擬化工單元操作過程的方法,來降低學生對課堂教學知識理解的難度。實踐結果表明該方法取得了較好的教學效果,既可提高學生的學習興趣,又可使學生更直觀地了解化工單元操作的情況,而且也讓學生明白所學理論知識在生產實際中的應用情況。與主線無太大關系的內容可不講或一帶而過對純理論推導過程只介紹推導方法,直接給出結論,將講課重點放在介紹結論的應用上,即以解決實際問題為主。

二、聯系實際,樹立工程觀念

化工原理是化工類專業重要的專業課,對其他專業課程的學習和培養學生工程觀念具有重要作用。在化工原理課程之前,我校學生基本上接觸的都是理論性比較強的基礎課,例如高等數學,有機化學等因此缺乏相應的工程概念,主要體現在理論與實際脫離,偏愛理論推理推導,對實際工程規范了解甚少,不會使用工程手冊,缺乏查圖查表工程意識,缺乏技術經濟觀念等方面,課堂講授是樹立并強化學生工程觀念的重要途徑之一。因此,在化工原理課程的教學工作中,一定要向學生介紹工程觀念的要義,即“可行、安全、經濟”,也就是理論工藝上的可行性、操作上的安全可靠性和經濟上的合理性。需要通過一系列的教學方法和改革,不斷激發學生學習化工原理課程的興趣,為后續專業課的學習打下良好的基礎,使學生在比較、思考和總結中掌握扎實的理論基礎,提高解決工程問題的能力,提高教與學的效果,培養出素質較高、技能過硬的工程型人才,有效地滿足社會對人才質量日益提高的要求。

三、引導學生,培養學習興趣

1.開展案例教學

案例教學法起源于上世紀20年代,由美國哈佛大學商學院所倡導,其方法是采取獨特的案例形式進行課堂教學,這些案例都是來自于商業管理的真實情境或事件,此種教學方式有助于引導學生主動參與課堂討論,領會案例涉及領域業務實踐中的重要思想、基本技能及內在原理。在化工原理的理論教學中我們進行了案例教學的實踐,教師盡量避免滿堂灌式的教學方式,授課時教師是主導,學生是主體,教師的責任是激發學生的求知欲,啟發學生的探索精神,使他們肯學、會學,充分調動學生的學習積極性,喚起學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,使學生學得活、記得牢。在每個章節講解結束后要求學生提供一個相關專題案例進行討論,同學們分成幾個小組在圖書館、科研網中查找資料,通過討論并提交小組分析報告的形式完成課外學習,通過這樣的學習方式,既可以培養同學們在學習中的團隊配合意識,又可以讓同學們體會到學習的樂趣,把同學們的“被動學習”變為“主動學習”。為了提高一部分有志于考研同學的能力,筆者整理了多所院校的碩士研究生入學考試題目,并附了部分答案,方便同學們的課外自主拓展學習。

2.運用多媒體技術

在傳統的教學方法中,教師常常會花很大的精力和時間板書,畫圖,甚至有一些大型設備只能依靠教師語言描述,講解十分抽象,學生只能憑想象,理解起來也有一定的困難。因此傳統的教學模式已經遠不能滿足現代教學的要求。隨著計算機技術的飛速發展,多媒體教學已經廣泛的應用在各學科的教學上。我們在化工原理課程中也采用了新型多媒體教學的方式,不僅僅是以幻燈的形式機械的播放,而更多的采用三維動畫和錄像的方式全方位展示化工設備、化工生產流程及模擬的仿真實驗,這種課堂演示方式使原本枯燥的課程變得有聲有色,學生也反映通過多媒體教學,他們對單元操作的流程,基本原理,整體結構都有了更形象更深刻的理解,教學效果大大改進。

四、結語

幾年來,我們在化工原理理論課程的教學中進行了一些探索和實踐,對課程內容、教學方法,多媒體課件等方面的改革做了有益的嘗試,取得了較好的教學效果,同時也發現了一些不足,如何使化工原理課程更適應社會發展,使學生能更有效的學習,仍然需要我們繼續探索。

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關鍵詞:卓越工程師;化工原理;教學

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)25-0098-02

化工原理是一門關于化工加工過程的基礎課,它為化工等工業部門提供科學基礎,對化工及相近學科的發展起支撐作用。化工原理是桂林理工大學化學工程與工藝等教育部卓越工程師培養計劃專業學生必修的一門重要的專業基礎課。化工原理課程以單元操作為內容,以傳遞過程原理和研究方法為主線,研究各個物理加工過程的基本規律、典型設備的設計方法、過程的操作和調節原理。化工原理課程教學包括理論課教學、實驗課教學和課程設計三個環節。本課程在整個教學體系建設中起著從基礎課到專業課的過渡橋梁作用。為實現《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》而組織實施的卓越工程師教育培養計劃,是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。目的是通過校、企密切合作,以實際工程為背景,以工程技術為主線,提高學生工程實踐能力,造就一大批創新能力強、適應社會發展需要的優秀工程技術人員。[1-3]“卓越計劃”的啟動為應用型人才培養提供了良好的機遇,這為加速培養高質量化工類工程技術人才奠定了基礎。使這些學生要能夠滿足祖國未來發展的需要,適應和引領未來工程技術發展的方向,也能夠在多語言環境下工作,具有國際競爭能力。[4]桂林理工大學化學工程與工藝專業是第二批獲得教育部“卓越工程師計劃”的試點專業。為推進“卓越工程師培養計劃”的順利實施,加強高素質創新人才的培養,我校化工原理課程教學從多面入手,努力提高課程教學的效率。

一、加強認識實習

針對學生學習化工原理課程反映的情況,學生認為動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞太過于抽象,學習很困難,我們調整了教學計劃,將化工原理課程由原來的第三學期開課調整到第四學期,而認識實習則由原來的第五學期調整到第四學期初。這樣學生在學習化工原理課程之前完成了認識實習,使學生對化工生產中的“三傳”有了初步的認識。同時對認識實習指導教師提出更高的要求,規定認識實習的老師必須是“雙師型”教師,這樣學生到企業實習時,可以有針對性地將化工原理課程中“三傳”問題和企業的生產工藝聯系起來,使學生對“三傳”問題有了感性認識。同時我們加強了與企業的合作,桂林理工大學化學與生物工程學院已和桂林立白日化有限公司、桂林萊茵生物科技股份有限公司等10余家企業簽訂合作協議,共建“工程實踐教育中心”,為企業積極介入到校企聯合培養人才奠定了基礎。同時我們還聘請了大量的企業高級工程技術人員為我校的兼職教師,這樣學生在認識實習時,有關單位的工程技術人員作為兼職教師參與學生的認知實習,大大提高了認知實習時的師資力量,特別是師資力量的工程實踐經驗,這對認識實習的效果起到很大的促進作用,使學生在認知實習時對“三傳”有了很深刻的認識。

二、強化“以學為主”的課堂教學

大學教育與基礎教育的區別在于從以教為主轉變為以學為主。改變“填鴨式”的教學方法,激發學生的主動求知欲是提高教學質量的關鍵。在化工原理課程的教學中,教師們也在逐漸轉變觀念,采用多種多樣的課堂教學方法,提高學生學習的主動性,進而提高教學效果。

1.感知性教學。教師在教學過程中,利用各種方式讓學生直接感知化工生產的“三傳”。由于化工生產的“三傳”十分抽象,僅給學生講授理論知識是不夠的,直接感知對化工原理課程教學具有非常重要的作用。前面的認識實習就是很重要的感知性教學。為了增加學生的感知認識,學校加大投入力度,大量增加化工原理的實驗設備配備,如目前我校化工原理實驗已具備以下實驗裝置:離心泵特性曲線的測定;流體流動阻力的測定等15套實驗裝置。我們的老師在講授每種傳遞過程都會先和學生到實驗室觀看對應的實驗裝置,并演示給學生看,使學生從感官上認識“三傳”。上課時,將實現“三傳”的各種設備再以各種生動、直觀的動態圖片展示給學生,讓學生將抽象的理論與實物聯系起來,明顯提高了教學的實效。此外,我們對卓越班的學生實行導師制,學生在一年級就進入教師的研究室參與科學研究,使學生對這些設備的感性認識進一步加強。

2.訓練式教學。在教學過程中注重學生對所學知識的反復實踐訓練。“卓越工程師培養計劃”中,很注重對學生工程設計能力的培養,在我校有關專業的后續課程中均有專門培養工程能力的設計課程,我們的化工原理課程也有專門的化工原理課程設計,使學生能夠利用所學的三傳知識,系統地設計某些化工過程。此外,在課堂教學中,老師除了讓學生就每個知識點進行反復訓練,我們還設計題目,使學生能夠就每個知識點甚至整個知識體系進行訓練,并設法找到實際的“三傳”設備的數據。如利用漓江為學校學生提供生活用水的設計方案就涉及到三傳的許多方面。讓學生身臨其境地進行“三傳”設備的設計和計算的訓練。

3.互動式教學。在教學過程中注重教――學雙方的經常性的交流互動。其實,互動式教學一直是桂林理工大學的優良傳統,我們一直重視互動式教學。如在教學過程中,我們將學生分組,教師提出某個“三傳”設備,每組學生自行觀察,發現“三傳”設備的結構特點并提出設備的工作原理,由每組學生選出一名代表,用專業術語講出設備的設計特點和工作原理,其他組的學生努力找出該組的不足,最后教師作總結并表彰最優秀的小組(這作為平時成績,提高了這類教學學生的積極性)。這些互動式學習,使學生能自主學習教程,并學會查閱相關文獻,取得很好的教學效果。

三、實踐教學與理論教學充分結合

基于卓越工程師培養,院校兩級加大了投入的力度,使我們的實踐和實驗教學條件取得了很大的改觀。化工原理課程組教師,充分利用各實踐教學環節的機會,實現本課程的實踐教學和理論教學的融合。由于投入力度的增大,化工原理課程所設置的實驗由原來的八個增加到現在的十四個,以強化學生對各單元操作的認識。這些教學實驗,為本課程的實踐教學提供了很好的支撐。進行相關實驗時,我們進一步強化學生所學的理論知識,重溫重要的概念,使學生在實驗過程中真正認識化工各單元操作的原理和作用,并運用所學的理論知識對各單元操作進行操控和數據處理,掌握提高各單元操作的工作效率的方法。由于學校的重視和學院教師的努力,近年來,我院和許多大中型企業建立了“產學研”基地,共建“工程實踐教育中心”,使得學生的認識實習、生產實習、畢業設計等實踐性課程的條件得到大幅提升,提高了學生學習的興趣。在這些實踐性教學的過程中,化工原理課程組的教師充分利用這些實踐環節,例如,在實踐教學中,要求學生了解各單元操作的設備,掌握各單元操作的特點。使學生對化工原理課程所學的知識有一個回顧的過程。學生可以根據自己學習的有關理論知識,幫企業解決生產中的實際問題,使得實踐教學和理論教學得到完美的結合。我校專門構建了化工仿真實驗室,建成國家級的虛擬仿真教學實驗中心,安裝了各單元操作的模擬軟件,為化工原理各出單元設計提供了良好的條件。各單元操作可以很方便、直觀地看到“三傳”的過程,對學生認識“三傳”的本質有很大的幫助。近年來,我校加大“三井杯”等化工設計大賽的參賽獎勵的力度,其中的化工班的學生幾乎是每個人均參加化工設計大賽,這種全國性的大賽對學生的綜合化工素質有很大的提高,當然對化工原理知識點的提高和鞏固也起到很大的促進作用。

四、教學科研的有機結合

中科院院士錢偉長曾提出:“你不教課,就不是教師;你不搞科研,就不是好教師。”[5]可見科研在教學中重要地位,要培養創造性人才,建立一支高水平的教師隊伍,必須提高教師的科研水平。桂林理工大學歷來重視教師科研能力的培養,制定了一系列有利于教師科研能力提高的政策和獎勵措施。促進了我校教師科研水平的提高,建立了一支高水平的教師隊伍。我校化工原理教學課程組教師具有較好的科研背景,大部分教師是國內名牌大學畢業的博士,科研能力強。目前,每個教師都承擔了國家自然科學基金等項目。這些項目的承擔為卓越班的學生直接參與教師的科研活動提供了保障。同時,教師可以通過科研促進自身知識結構的更新、知識體系的完善和對學科前沿的洞悉。這為教師更新教學方法,改革教學內容奠定了堅實的基礎。也會提高教師將科研成果轉化為教學內容的比重,提高學生接受前沿科學理論的程度,擴寬了學生化工原理基礎知識、了解化工原理的最新研究進展及學科發展的方向。這對提高學生的創新思維能力,加強學生對各單元操作的理解,提高學生分析問題、解決問題的能力大有裨益。

總之,“卓越工程師培養計劃”對課程教學提出了更高要求。今后在化工原理的教學過程中,我們將進一步圍繞提高課程教學效果為目標,探索研究實踐教學、以學生為主體的教學以及科研在教學中的作用等,實現教、學相互促進,師生共同發展,提高化工原理教學效果。

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關鍵詞: 化工原理課程;教學改革;立體化教學

中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2012)07-0213-03

0引言

一般而言,人才類型主要有兩種:學術型(研究型)人才和應用型人才。應用型人才是指能將專業知識和技能應用于所從事的專業社會實踐的一種專門的人才類型,是熟練掌握社會生產或社會活動一線的基礎知識和基本技能,主要從事一線生產的技術或專業人才。

高等教育必須適應社會的發展,隨著科技水平的不斷提高,社會經濟的快速發展、產業結構調整加快,社會對應用型人才的需要顯得尤為迫切與緊要。因此,大眾化教育和人才市場需求狀況賦予了高等教育新的歷史使命。

教育必須為社會主義現代化建設服務?因此,普通高等工程本科教育所培養的學生,應具有較寬厚的理論基礎、系統的專業知識和相關知識;掌握科學的研究方法和實驗技能;在新產品、新工藝的研究、開發、設計方面有較大的潛力與后勁[1],以滿足社會對應用型人才的需求。

目前我國高等教育存在高校定位不清、特色不明、培養目標含糊、教育觀念和教學內容陳舊、教育模式落后等諸多問題,致使人才培養與社會及市場需求有較大出入,大力實施應用型人才培養模式及課程教學的改革已迫在眉睫。

化工原理課程是化工及其相關專業學生必修的一門技術基礎課,是自然科學領域的基礎課向工程科學的專業課過渡的入門課程。現行的化工原理課程教學過程包括三個環節:理論課程教學、實驗課程教學和課程設計。理論課程的主要任務是介紹流體流動過程、傳熱過程、傳質過程(動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞)的基本原理及主要單元操作的典型設備構造、操作原理、過程計算、設備選型及實驗研究方法等。實驗課與理論課同步進行,目的是培養學生針對工程性設備動手能力、觀察能力、分析問題和處理問題的能力。課程程設計是一個總結性的教學環節,針對化工廠中一個實際的化工單元操作,完成主體設備的工藝設計,附屬設備的選型設計,主體設備總圖的繪制。由于化工原理課程已經形成了較為完整的課程體系,因而在教學內容和教學模式上也比較固定。隨著化工領域技術的飛速發展,教學環境與認知理念的不斷更新,傳統化工原理課程多年來一成不變的教學體系和教學方式在諸多方面逐漸呈現出許多弊端。如感性認識與理性認識的脫節、理論與實踐的脫節等等,這種單一的教學模式將使學生在學習化工原理課程的過程中遇到各種困難,以致嚴重影響學生的學習興趣和課程的教學效果。因此,打破傳統知識灌輸的單一模式,強化化工原理課程的教學改革,顯得非常必要與迫切。

基于現代教育學理念和現代社會對人才培養的要求,根據化工原理課程的教學實踐與體會,提出以化工原理課程三個教學環節為基礎,充分結合現代信息化教學技術,數字化學習資源、虛擬化網絡空間,以及豐富的第二課堂教學活動,構建有一定深度和廣度的化工原理學習空間,引導學生通過通過多元化的教學方式,進行自主性、探索式學習,以實現化工原理課程的抽象內容具體化、復雜過程簡單化、教學方式多樣化、教學目標全面化,構建化工原理課程的立體化教學模式[2,3],實現教與學的立體交融。

1理論課程教學的立體化

根據專業的特點和需求,科學地安排理論課程教學計劃與教學內容,構建課堂教學——現代教育技術——現代信息技術——多媒體教學資源——精品課程網站——企業實習基地有機結合的多元化、立體化教學形式。理論課立體化教學體系如下:

1.1 改革教學計劃,拓展教學立體空間理論課程教學環節是化工原理課程教學的核心,是學生學習掌握課程知識的主要渠道,因此理論課程教學的質量與效果是決定化工原理課程教學成敗的關鍵。因此,保證教學質量、提高教學效果也就成為化工原理課程教學改革的主要內容與目的。教學質量與教學效果的好壞,不僅取決于任課教師的基本素質,教學過程的設計與設置對教學質量與教學效果有著舉足輕重的影響。

化工原理課程是工科類相關專業的主要專業基礎課,涉及的專業非常廣,不同的專業對課程的教學內容的要求也有較大的區別。由于各高校各專業化工原理課程的教學學時被不同程度地壓縮,因此,根據專業的特點進行課程內容的篩選顯得十分重要。

化工原理是一門介紹化工過程單元操作的原理以及設備的課程,是一門緊密聯系實際的課程。因此,在課程教學計劃中應該為學生提供廣闊互動空間與認知空間,在有限的教學學時中合理地安排一些教師與學生、學生與學生、學校與企業等一系列互動元素[4],以強化學習過程中的深入理解以及理性認識與感性認識相結合。

1.1.1 利用微格教學增加互動空間[5,6]在教學計劃中加入微格教學環節,讓學生針對課程中某一概念、原理或某一過程進行深入討論,然后通過微格教學形式去表達自己的理解、認識與觀點,最后由教師點評為結束。

微格教學環節為教學過程提供了良好的師生之間、學生與學生間的互動空間,對提高學生學習興趣、強化教學內容的理解與掌握具有很好的促進作用。

1.1.2 利用工廠見習突出理論聯系實際由于化工原理課程的教學內容與工廠企業的設備流程密切相關,因此化工原理課程教學過程中的認識實習環節應成為重要的教學環節[7,8],而這個主要環節卻往往被多數學校所忽視。

在教學計劃中加入化工原理見習教學環節,請車間的技術人員針對各單元操作介紹具體操作過程中的經驗和體會,使學生對單元操作的基本原理、流程以及典型設備的結構、性能及操作原理有了充分的感性認識,可為學生更好地理解掌握理論課程的內容奠定堅實基礎。

1.1.3 利用教學錄像強化感性認識化工原理課程中涉及到許多在課堂上難以直觀表達的內容,如各種換熱器的構造、各種類型塔板的結構、離心泵的氣縛與氣蝕現象、板式塔的氣液接觸狀態、板式塔降液管液泛與淹塔等。借助教學錄像的實況播放及講解,可以將離心泵、換熱器、塔設備、液液萃取等單元操作的原理、設備結構、操作現象等內容直觀地展現給學生。因此,在教學計劃中加入化工原理教學錄像播放環節,將為學生拓展學習空間的提供重要途徑。

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關鍵詞:卓越工程師培養計劃;雙語教學;機械原理

中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)06-0191-02

一、前言

根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》,教育部于2010年提出了“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)的重大改革項目。武漢理工大學成為全國61所首批實施該計劃的高校之一。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。“機械原理”課程是我校機械工程類及其相近專業的必修專業基礎課程,具有嚴密的理論性、邏輯性與系統性,強調基本概念、基本原理與基本方法,更緊密結合機械工程實際,研究機械工程技術的理論分析、技術設計的共性問題。依據“卓越計劃”,面向工業界、面向世界、面向未來,培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才的目標,我國工程教育改革發展的戰略重點之一為重視工程人才培養國際化。開展雙語教學(本文指英語和漢語)就是為了順應時代的要求,提高學生運用英語的能力,它是培養具有國際合作意識、國際交流與競爭能力的復合型人才的重要途徑。因此,針對“機械原理”等工科專業基礎課程,適時開展應用性較強的雙語教學模式,有其必要性和緊迫性。

二、教材選用

為了保證雙語教學模式的順利進行,保證良好的教學效果,選擇好的教材是前提和基礎。在比較了國內出版發行的若干有關機械原理的雙語教材后,選用了高等教育出版社出版的由Robert L.Norton編著的《機械原理》。此本教材的原版是美國工科大學流行通用的機械設計教材中有關機械原理部分的影印版,其基本內容與原版相差無幾,為了方便中國學生學習,在各章末尾的簡注中對與我國敘述不同的內容或術語作了簡注并在附錄提供了中英文術語對照表。因此,這本英文原版教材既體現了機械原理教學內容的國際化風格,又通過注釋和附錄等方式方便了中國學生的學習和使用,不失為在國內開展機械原理雙語教學的優秀教材。但是,機械原理雙語教學采用英文原版教材,在使用上仍然要注意兩大問題。一是與國內通用教材的教學內容、體系和結構存在很大差異,二是國家標準、行業標準規范存在不同。因此,可根據教學大綱的要求對教學內容做適當增減。具體來說,在該教材的使用上保留了“Chapter 1 Introduction”(緒論)、“Chapter 2 Kinematics Fundamentals”(運動學基礎)中有關機構自由度、機構的組成等內容、“Chapter 8 Cam Design”(凸輪設計)、“Chapter 9 Gear Trains”(輪系:該章節實際包含了齒輪的基本理論和輪系的知識)、“Chapter 11 Balancing”;整合了“Chapter 2 Kinematics Fundamentals”(運動學基礎)、“Chapter 3 Graphical Linkage Synthesis”(連桿機構圖解法設計)、“Chapter 4 Position Analysis”(位置分析)、“Chapter 5 Analytical Linkage Synthesis”(連桿機構解析法設計)中有關連桿機構的基本理論和圖解法、解析法兩種設計方法;整合了“Chapter 4 Position Analysis”(位置分析)、“Chapter 6 Velocity Analysis”(速度分析)、“Chapter 7 Acceleration Analysis”(加速度分析)的部分適用于本科階段學習的內容作為機構運動分析的教學;采用了“Chapter 10 Dynamic Force Analysis”(動力學分析)中有關機構受力分析和速度波動與調節的部分內容,并對機構受力分析中有關摩擦力的部分做了適當的補充。除此之外,另外編寫了有關機械效率和自鎖的雙語教學講義作為選用教材的補充。在使用原版教材中,在國家標準、行業標準規范不同的位置,應該尤其給學生注明國內實際應用的標準和規范,以免學生發生混淆。

三、課件編排

雙語教學模式主要分為三種:(1)沉浸型雙語教學模式(immersion bilingual education),即在課堂上全部使用外文教學;(2)過渡型雙語教學模式(transitional bilingual education),即在課堂上根據學生英語能力情況按照適度的雙語比例進行教學。第一種課堂全英語的教學模式無論是對學生還是對教師的英語水平都有相當高的要求。對于我校國際合作教育項目的本科生,這些學生在國內接受1~2年的基礎理論課程學習,再繼續到歐美大學進行專業課學習。這些學生在機械原理開課之前已經進行了英語的強化訓練,并且為了他們以后能夠更好地適應國外學習,我們選擇具有英美國家留學背景的教師對他們開展全英語課堂的教學模式。對于其他機械類普通本科生,我們采用第二種過渡型的雙語教學模式。對于重要的概念、重要的理論、重要方法第一遍采用英語闡述,再用中文進行重復和強調。但無論是哪種雙語教學的模式,編排的多媒體課件都是全英文形式的。機械原理是機械類本科生的專業基礎課,在此之前,學生對機構、機器以及一些抽象的理論等沒有具體的概念,因此,通過動畫、錄像的形式向學生演示,可以很好的幫助學生理解教學內容,提高教學效率。另外,在雙語教學過程中,多媒體課件也是輔助學生聽、學的重要手段。尤其是一些專有名詞的英文釋義,在多媒體課件上要準確、精煉的表達出來,幫助學生達到記憶的效果。

四、課程組織

“卓越工程師計劃”著重指出要培養創新型、應用型的工程技術人才。因此在教學過程中切不可照本宣科,理論脫離實際,這是培養應用型人才的大忌。教學的最終目的是讓學生學以致用,而不是僅僅學會求解題目、應付考試。在這種情況下,僅僅課堂講授是不夠的,還需要其他教學環節進行補充。我們借鑒國外教學模式,在第一次課講緒論時,就給學生動畫演示一個復雜機構設計的實例,告訴學生學完這門課程后,應該達到的水平。然后以4~5人為一組進行分組,給每一組一個機構設計的題目(project),讓學生帶著問題進行課程的學習。等到課程結束時,組織學生進行一次項目演示(presentation)。每個小組自制英文PPT,派一名代表用英語的形式向大家宣講項目的設計結果,并歡迎其他同學用英語提問和交流。通過多次實踐,這個英語演示的環節是學生最受歡迎的,學生非常踴躍的在這個過程中展示自己的設計、表達自己的思想甚至是通過質疑的方式進行深度的思考。通過項目演示的環節,讓學生在學習的過程中有針對性的和教師討論,實踐了理論知識,并且鍛煉了創新能力,十分切合“卓越工程師計劃”對學生的培養要求。另外,用英語的形式進行項目演示,鞏固了雙語教學過程中的專業詞匯,也給學生提供了一次提高口語的實戰機會。除此之外,我們在每一章節結束后都要安排一次討論式的習題課,通過討論的形式引導學生自己求解問題,真正把課堂內容轉化成自己掌握的知識。

五、課程考核及其效果

由于平時的作業題和習題課采用的都是全英文的題目,因此課程的期末考試也可以采用全英文的試卷。通過平時的訓練,大部分學生已經適應了英文題目的形式,對于少數英語能力較差的學生,允許查閱辭典。從考試結果來看,雙語教學的班級和非雙語教學的班級成績并沒有明顯的區別,說明雙語教學這種形式并沒有影響到學生理論知識的掌握,實現了教學與語言能力培養的雙重目標,提高了學生的綜合素質。

六、結論

機械原理課程雙語教學在我校的機械類專業(機械工程、車輛工程、材料成型)已經實施了一段時間。從教學效果來看,雙語教學的模式,使學生在掌握專業基礎知識的前提下,開拓了專業視野、提高了專業英語的能力。在教學環節中引入的項目演示環節,鍛煉和提高了學生理論知識的實際應用能力和創新能力。這種教學模式的探索和實踐為“卓越工程師計劃”的后繼專業理論與實踐培養環節打好了堅實的基礎,同時也為其他工程類專業基礎課程適應“卓越工程師培養計劃”的教學改革提供借鑒經驗。

參考文獻:

[1]鄭曉雯.機械原理課程雙語教學的研究與探索[J].高教論壇,2007,(2):95-84.

[2]李琳,張鐵,李杞儀.機械原理雙語教學方法的探討[J].北京大學學報(哲學社會科學版),2007,(5):176-179.

[3]韓建友.機械原理雙語教學教材建設[J].北京大學學報(哲學社會科學版),2007,(5):275-277.

[4]李琳,張鐵,潘健怡,李祀儀.機械原理雙語教學課件的設計與制作[J].高教探索,2007,(6):149-151.