化工技術專業教學方法分析

時間:2022-03-25 10:36:38

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化工技術專業教學方法分析

化學工業是與國民經濟密切關聯的基礎產業和支柱產業,其發展速度和規模對社會經濟的發展起到舉足輕重的作用。隨著社會的發展和科學技術的進步,21世紀對于化工類人才的需求也在發生深刻變化?;ゎ悓I成人教育學生大部分是在職工作人員,具有豐富的實踐經驗,但化工專業理論知識欠缺,可持續發展能力不強。作為化工專業從業人員,面對科技文化的進步和經濟全球化的激烈競爭,必須更新知識,提高專業水平,為我國化工行業發展添磚加瓦。目前,我國化工成人教育存在“普教化”傾向,不能很好地滿足社會對化工成人高等教育應用型人才培養的需要。為此,筆者結合成人教育特點和教學實踐,就化工專業成人教育的教學方法進行探討,以期提高成人教育教學質量,滿足化工成人教育發展的需要。

1.分析學情,強化基礎,因材施教

成人教育的對象主要來源于已經參加工作且具有一定實踐經驗的在職人員,組成復雜,年齡差異大,學習能力懸殊。成教學生對知識的追求欲很強,迫切需要提高專業理論和技術。又由于每個成人以前所受教育不同,對專業知識的掌握參差不齊,這就要求教師針對成人學生的特點因材施教。例如,從事化工分析檢驗操作的學員,對常規分析方法和分析手段比較熟悉,但對先進的分析儀器和在線分析比較陌生且充滿興趣,所以在講授這部分內容時,應盡可能講述每一種儀器分析方法的最新進展和在線分析的廣泛應用。又如,在講述光譜分析部分時,側重介紹熒光、紅外光譜、波譜學等的工作原理及分析手段,輔以化工軟件演示,以此激發學生學習的積極性。另外,成人學生的記憶力遠不如全日制學生,針對這一特點,強化理解性記憶顯得非常重要,在授課過程中可采用通俗的語言和典型的生產實例結合生產實踐傳授基礎理論知識。如講述化工熱力學和動力學時,針對化學反應溫度和壓力的確定原則與依據,可結合學生在實際生產中的例子,如氫、氮氣合成氨采用高溫、高壓的目的是提高產率和轉化率,擴大產量和降低生產成本;催化劑的應用可降低化學反應的活化能,在較低溫度下實現轉化,從而降低能量消耗,達到節能降耗的目的,等等。

2.調整知識結構,強化實踐教學

教育教學質量是成人教育的生命線,提高成人高等教育質量,已成為當前成人高等教育的重中之重。認真研究成人教育規律,有針對性地調整教學內容,組織實施各個教學環節對于提高成人教學質量至關重要[4]。本科化學工程與工藝專業包括兩方面,一個是化學工藝,以產品和生產過程為對象。另一個是化學工程,以生產過程和設備為對象。當今化學工藝和化學工程密切結合,同時有適當分工。由于化工學科的范圍擴大了,因此專業范圍應該擴大,專業教學內容應適當進行修改。按照“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養原則,對原有理論課程體系及其教學內容進行改革,構建目標明確、邏輯嚴謹、適應區位化工產業經濟發展的理論教學體系。專業內容體系的改革應該具有前瞻性,主要體現在改革教學計劃,制訂培養具有創新能力和全面發展并能與國際接軌的教學規劃。改革教學計劃主要是三個方面:一是調整學時,減少授課學時,增加學生的自學、思考和個人探索的時間。二是調整知識結構,加大基礎課與人文社科課的比例。三是加強實踐訓練,增加多種實踐形式[5]。調整學時可讓學生有充分的自學與思考時間,必須推行多種教學方法與采用現代化教學技術相結合,啟迪學生思維,引導學生學習,優化課堂教學效果。調整知識結構的目標是加強學生思想素質的培育,傳授與近代科學技術發展相適應的知識。化工類專業成人教育課程可歸納為六個教學體系,即:人文與社會科學體系、數理體系、基礎化學體系、工程基礎體系、化工基礎體系和選修課體系。調整體系的第一個措施是增加人文社科體系比例,培育學生思想素質、文化修養、社會道德,并促進人文社科與科學技術的相互交融。第二是增加自然科學基礎體系的比例,以適應未來科學的發展。第三是精簡專業基礎體系的傳統內容以適應未來學科的發展。第四是增加自由選課體系的比例,以充分發展個性與興趣。實踐教學課程體系分為以化學理論與應用為主的實驗課程體系和以工程能力訓練為主的實踐課程體系兩大塊。加強實踐可通過加強生產與工程實踐的訓練,改進生產實習,培養學生的實踐能力,最后要鼓勵學生進行社會調查和市場調查。

3.改革教學方法,激發學習興趣

要激發成人學生的學習積極性,在教學中必須轉變觀念,針對成人學生特點,改革和創新教學方法,采用適合于成人心理特點和社會、技術、生活發展需要的多種教學方法。教學方法的選擇直接關系到課程目標能否有效達成,成人教學方法的選擇應以服務于成人職業能力提升為出發點,遵循成人的學習原則(主要包括引起學習動機、鼓勵參與、個別化、促進遷移、互動性五個方面),針對不同的學習原則選擇不同的教學方式[6]。

3.1案例教學法。案例教學法圍繞一定的學習目的把實際中真實的情景加以典型化處理,形成供學員思考分析和決斷的案例,通過獨立研究和相互討論的方式提高學員的分析問題和解決問題的能力,比較適合成人學生善于獨立思考、積極主動地獲取知識的特征。例如,在講授《化工安全技術》這門課時,講到危險化學品防火防爆這一節內容時,如果按照防火防爆規范設計要求逐條解釋設計理念、法規依據和防火規定,則學員深感枯燥、晦澀難懂。此部分引入案例教學法,播放典型火災和爆炸事故的視頻,然后逐條分析事故發生原因、事故損失、責任追究、防范措施等,整個教學過程一環緊扣一環,學生聽得興致盎然。又如,講到危險化學品安全管理規定時,課堂講授十分乏味,學生聽課心不在焉,若以某單位化學品倉庫大爆炸為典型案例,分析導致倉庫發生火災的原因、火災后可能呈現的幾種爆炸態勢、處置危險化學品火災爆炸的滅火方案后,安排學生分組討論總結分析危險化學品的安全管理措施,整個教學過程中學生都十分投入,踴躍表達個人觀點??梢姡咐虒W法使得枯燥乏味的教學內容和知識變得生動活潑,調動了學生的學習主動性,提高了學習興趣。

3.2對比式教學法?;I有些課程的內容比較相似,要想區別并理解記憶這些內容,對比法是一種行之有效的講授方法。例如,有機化學中的雙分子親核取代、單分子親核取代和雙分子消除反應、單分子消除反應非常相似,很容易混淆,而這部分內容既是重點又是難點,在講授過程中可以把這四個內容放在一起進行列表找出相同點和不同點,并抓住幾個關鍵詞取代、消除,單分子、雙分子進行講解,再從反應機理進一步對比,這樣就使學生對這幾個概念有一徹底的理解,從而達到對理論知識的掌握。又如物理化學中有一些公式十分相似,如范特霍夫公式、克-克方程和阿累尼烏斯方程外在形式的相似隱含它們之間一定有內在聯系,只要分析一下上述關系式的來源即可發現它們相似的內在原因。這些公式相似的內因是由于它們都反映某種平衡關系及體系從一個平衡態變到另一個平衡態的條件。通過對幾個相似公式的分析,把不同章節的公式聯系在一起,通過挖掘教材內容和各知識點的結合,使學生易于理解及記憶,有利于成人學生對相關內容記憶得更深刻。

3.3任務引領式教學法。任務引領式教學法是按照工作任務的相關性進行教學設計,以工作任務和工作內容為核心組織教學內容,并按照知識的邏輯體系選擇和組織課堂內容。工作任務的提出應依據職業崗位的工作程序進行設計或選擇,注重培養學習者關注工作任務目標的完成,而不再是僅僅關注知識的識記。在化工工藝專業教學改革過程中,筆者根據企業需要和成教學生實際,在教學上進行了嘗試。以《化工工藝學》課程中的“合成氨生產工藝”為例,合成氨生產工藝在化工工藝教學中是很重要的一個部分,在這部分內容的教學過程中,將合成氨工藝分成了三個主要任務。任務一是合成氨原料氣的制造,在此任務下分成了三個子任務即以煤為原料的制氣工藝、以重油為原料的制氣工藝和以天然氣為原料的制氣工藝。在確定教學重點內容時,可選擇當今應用較多的制氣工藝如煤制氣進行教學。任務二是合成氨原料氣的凈化,此任務下設四個子任務,即原料氣的脫硫、變換、脫碳和精制。每一個子任務都有具體要求及完成任務的辦法,還設置考核方式及評分標準等。任務三是氫、氮氣的壓縮和氨的合成。通過上述任務的設置,使學生明白了學習一個典型產品合成氨需要做哪些事情,在完成這些任務的過程中需要掌握哪些基本知識,能夠獲得哪些技能。任務引領式教學法使得學習內容更加具體,考核方式更有意義,學習效果更好。

3.4仿真教學法。仿真教學法利用模仿真實的工作程序和環節進行教學,達到理論與實踐相結合的目的。學生置身于仿真環境中,可以充分調動感覺、運動和思維,極大地提高學習效率。化工仿真訓練系統可把各種設備的外觀、結構,以及運行模式直觀地顯示在計算機屏幕上,學生可以按照操作規程訓練,如果操作錯誤,仿真訓練系統就會提示或者終止操作,而且訓練系統會把操作錯誤的原因列出,并且會讓學生按照提示將正確操作執行下去,實現了理論知識與實踐緊密的結合。另外,化工生產裝置投資費用高、流程復雜,介質在管道和塔器中進行,無法觀察到實際現象,教學過程受場地、設備、物料消耗等因素的限制,學生的學習效果不佳。引入化工仿真訓練系統,可以形象、生動地展現生產原理、工藝流程、儀器設備的結構特點、操作方法,可以逼真地模擬開停工操作過程。學生通過仿真訓練系統的操作,對設備、工藝流程的運行情況會有更深刻的理解,對出現的故障和問題會有一個正確的解決方法,充分了解了生產原理和設備的操作控制要點,為從事實際工作打下堅實的基礎。

3.5利用信息手段,完善教學環節。加強信息化教學手段推動教學過程的信息化進程,有利于提高課堂教學效率?;I的專業基礎課程,如《有機化學》中的有機化合物分子結構,由于結構抽象、復雜,很難用語言描述清楚?;I的專業課程,如《化工工藝學》中有許多工藝流程圖和設備結構圖,用常規方法進行教學,既難板書又費時間,一堂課下來難以完成大綱規定的教學任務。針對上述情況采用現代高技術大容量的多媒體教學手段,借助計算機技術將圖像、聲音、文字、動畫等相結合,形成“動靜結合、聲形并茂”的教學情境,使微觀世界變得直觀、明了,非常有助于學生對知識的理解和掌握。利用多媒體課件教學可以使有機化合物的結構一目了然,可以使各流程中物料的流向、產物的分離、設備的結構形象生動。

4.培養化工專業應用型人才

應用型人才需要的基本條件是什么呢?筆者認為首先應該有思想動力,即追求真理、鍥而不舍,要有這樣一個思想動力才能創新。沒有這個動力,雖然有這樣那樣的條件,但是不會創新。第二,應用型人才要有一定的知識基礎,這些基礎要廣博而專,多科兼通。具體來說,應用型人才應該具有自然科學與工程技術的基礎知識,這是一個方面,另外還要有專業知識,有相鄰交叉學科的知識,最后還要有人文社科的知識。創新必須具有一定的相關知識、一定的修養。第三,應用型人才要具備一定的獨立思維能力,要能夠分析問題、解決問題。第四,應用型人才要有實踐能力。有創新思想,還要有辦法實現創新的思想。最后,創新往往不是一個人能夠完成的,而是一個團隊,因此還要具有團隊協作的精神。培養化工類應用型人才的應該加強以下幾個方面的工作:①加強思想與人文素質教育。②調整學習的知識結構。③進行啟發式教學,培養學生思維能力。④鼓勵學生自學及博覽群書與資料。⑤重視實驗、工程及社會實踐技能訓練。⑥產、學、研相結合,建立學生創新基地,加強創新能力的輔導和團隊協作精神。

作者:田偉軍黎璞琛工作單位:湖南化工職業技術學院教務處湖南化工職業技術學院成教培訓處