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二、改进授课方式,坚持理论联系实际,把集中教学与分散教学相结合
进行教学时,要结合实际,不断改革教学方式和授课方法,以取得良好的效果。①理论结合实际,注重学生学以致用。工程硕士大部分都是工厂企业的骨干,看重课程的实用性和对自己工作的帮助,因此,在教学过程中,一些和实际生产联系较为紧密的部分将它放到现场,结合现场实际,尽可能利用书本上的知识来解决实际问题,真正做到教学相长。②集中上课,合理安排上课时间和地点。工程硕士学生较为分散,工作比较忙,不能像全日制学生一样按时上课,所以在上课过程中可结合老师和学生的工作,采用不同的集中方式来进行。③利用网络,加强交流,完善师生互动。课堂内充分发挥研究生的主动性,以讨论为主、点评为辅,以网络为媒体,及时更新教材内容。建设专业硕士教学网站,将教师的教案、课件、习题答案以及部分重要内容的视频、音频等资料放在网络上,供学生实时查询学习;还可利用QQ、MSN等聊天工具保持与学生的互动,随时解决学生的疑难问题,保证教学质量稳步提高。
三、加强专业课教师队伍建设,提高教师专业素质和职业道德素养
教师和学生是完成教学环节的重要组成部分,教师是教学过程的主导者,教师专业素质的高低和职业道德素养的好坏是决定课堂教学质量的关键。工程硕士的特点是学员进校不离岗、在职学习,这就要求教师具有更强的责任心与职业道德。由于多数学生来自生产第一线,有着丰富的实践经验,这要求专业课教师必须熟悉产业和行业要求,具有丰富的工程实践知识和经验。所以,为了保证教学效果,对专业课任课教师提出了更高的要求,一方面要求专业课任课教师必须具有一定的工程实践经历;另一方面要加强教师与学生之间的交流,对所教所学的内容都做好充分准备。
四、改革考核手段,把课程论文与生产经验总结相结合
中国的传统教育主要以考带学,考试成绩是衡量学生学习成绩的主要手段。长期以来,无论是中学还是大学注重的都是应试教育,素质教育虽一直作为教育改革的重点,但很难被付诸教育实际,其原因之一是考核方式的单一性,学生把应试成绩的提高作为学习的唯一推动力。硕士教育阶段注重的是学生专业能力的培养,特别是工程硕士更注重学生对所学知识的应用能力,所以工程硕士的培养必须有其独特的考核手段,不能沿用已有的简单考试方式,而要注重考核方式的灵活性和多样性。灵活性首先就是要根据课程特点选择合理的考核方式,如工程硕士专业外语的考试,可以将学生所接触到的进口仪器的说明书让学生翻译。而应用类课程,如精细化学品合成,可以让学生查阅相关文献,设计并合成相应的精细化学品。
1.化学工程与工艺专业的性质及培养模式
化学工程与工艺专业属于工科专业,授予工学学士学位。由于化学工业的相关领域极为广泛,化学工程与工艺专业涉及的专业方向也就非常多样化,各高校的化学工程与工艺专业特点亦不尽相同。我校近年来根据社会经济、工业发展的需求趋势,兄弟院校化学工程与工艺专业方向的设置,以及我校原有的相近专业优势,设置了能够体现我校特色的化学工程与工艺专业方向,逐步建立了适合我校化学工程与工艺专业的教育培养模式。2008年,我校化学工程与工艺专业已有7届本科毕业生,其学生就业形势良好,社会反馈积极.在制定教学计划的工作中加强教学内容和课程体系的改革,加强实践教学环节,目的在于进一步提高教学质量,培养适应能力更强的化学工程与工艺人才。
2.化学工程与工艺专业的任务
根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向.
3.化学工程与工艺专业的业务培养目标
本专业培养具备化学工程与化学工艺方面的知识,能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人才。
4.化学工程与工艺专业的课程设置
为了使不同高校既有统一的规范,又有不同的专业特色,根据应化学工程与工艺专业的任务和业务培养目标,化学工程与工艺专业的毕业生应该具有较扎实的化工理论基础,较宽的化工应用知识以及一定的工程技术基础,从而该专业的课程设置(公共课、基础课除外)应由基础化学课、工程基础课和专业方向课3部分组成。基础化学课包括:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等。工程基础课主要包括:化工仪表与自动化、化学工程基础、电工电子学等。专业方向课:可根据具体方向选择专业化学课,如电化学工程方向可选理论电化学、化学电源工艺学、电解工程和电镀工程等。精细化工方向可选择化工工艺学、化工分离工程、化学反应工程等。另外实践性环节包括基础实验、综合实验、提高实验、生产实习、毕业实习和毕业论文等。
我校化学工程与工艺专业方向
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.01.059
近年来,我国参照有关《华盛顿协议》成员国的做法,开展了面向我国本科教育专业进行工程教育专业认证工作。“卓越工程师教育培养计划”旨在全面提高我国工程人才培养质量,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高素质各类型工程技术人才。我校的化学工艺专业于1998年获原化工部高等学校重点学科,同年获得硕士学位授予权。2004获湖北省教育厅“有突出成就创新学科”,2006年为湖北省第四批立项建设的拟增列二级学科博士学位点。化工热力学课程在化工类人才培养中起着承前启后的作用,是基础课和专业课之间不可缺少的“桥梁与纽带”。同时,化工热力学又是应用性很强的课程,它的内容是后续分离工程、化学反应工程等课程的重要基础,其核心任务在于培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生将热力学基本原理应用于化工技术领域能力的目的。为更好地推进“卓越工程师教育培养计划”,仅仅将书本中的知识讲解给学生是远远不够的。化工热力学课程教学改革需要在激发学生兴趣的基础上将理论知识和实际运用结合,公式概念和现代化设计软件结合,根据自己学校本身化工专业的特色和优势,开展相应的化工热力学教学工作。本课题将以我校化工与制药学院化学工程与工艺专业的本科生为研究对象,围绕我校化工专业认证与卓越工程师培养背景下化工热力学课程教学中贯彻工程实践能力培养的教学方法改革与实践,提出一些建议和思考。
1 加强师资队伍建设,提升整体素质
事业要发展,关键在人才,基础在教育。基础教学工作需要强大的师资力量作为后盾,只有完善的教学系统,才能定制出一套帮助学生学习的好方法。化工热力学是化学工程的基础学科,具有很强的理论性和应用性,书中有大量的公式和定律,不乏较多的难点,这些对教师如何很好地提升教学效果,让学生听得懂,用得到,有很大的挑战。目前,学院一些教师对书本上的理论知识熟悉,但工程经验以及理论教学和实际运用之间的相互转换相对薄弱,这让学生在学习的过程中或因理论知识过于枯燥而影响学习积极性,这不仅阻碍了教学效果,也不利于适应经济社会发展需要的高质量人才的培养。针对这些问题,学校应该采取措施,建设一支以“卓越计划”为根本的高水平的师资队伍。(1)注重优秀教师的引进,优先聘请既有化工生产实践经历,又懂得化工热力学基础教学的优秀老师;(2)学院要加大校企合作力度,让老师有更多的机会深入实践,在实践中切实感受理论与实际生产之间的差别和联系,在以后的教学工作中能更好、更全面地将化工热力学中的理论知识与工程实践结合起来。(3)教师之间定期开展教学工作会议,反馈近期教学中遇到的问题,对那些教学过程中学生普遍存在的疑问和教学难点要集中讨论,给出解决方案,动态教学提升教学质量。(4)学校应与其他院校建立学科教学网络,共享教学成果与心得,从中汲取好的教学方法和新的教学思维,提升学科的教学质量。
2 优化课本内容,重视化工热力学课程学习的应用性
“理论与实际结合,原理与应用并重”应该是化工热力学教学内容的优先考虑条件。化工专业认证和卓越工程师培养背景下化工热力学课程的教学应该旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,课程的教学既要有专业性,又要有社会实用性。对于化工热力学书本内容上的教学提出以下几点建议。(1)根据专业认证与卓越工程师培养的要求,根据学校教学计划的调整,课时的缩减,重构符合工程认证与卓越工程师培养计划的化工热力学课程教学内容体系;(2)根据化工热力学基本概念多、公式多、推导多,难点多的特点,重视化工热力学学习内容的联系性,例如从流体的P-V-T关系及热力学性质出发,到流体的相平衡和化学反应平衡,最后与传质、分离,反应工程相联系,将基础内容联系起来,对于复杂问题的解决很有帮助;(3)提出“从生活中来到生产中去”教改思路,启发学生在日常生活中用热力学的原理去分析问题。比如冰箱的工作原理与空调是否相同?打开冰箱门能起到降温的效果吗?通过这些生活例子引入讲解制冷循环与热泵循环的原理,可以使学生的理解和掌握这类循环的应用;(4)收集化工生产中化工热力学的应用实例,在教学中注意与工程实践相结合,以生动的例子来讲解热力学原理的应用。如“液化气成分的选择”、“以压缩天然气为燃料的出租车的里程问题”以及“低温热管降服青藏铁路冻土‘多动症’”、“化工热力学与遏制全球变暖的关系”等科学前沿成果等这些与教材和生活紧密结合的化工生产实例都可以运用到化工热力学的教学中。
3 加强现代化软件的应用
当前,计算机技术已经广泛应用到化工科研,设计和生产等各个领域,大部分工程设计和实验研究都需要借助强大的化工软件。热力学性质计算和化工过程模拟分析都可以借助化工软件来实现。在化工热力学课程教学的过程中,应该加强现代化软件的应用,将专业知识和计算机软件应用相结合,让学生能运用已学的现代化化工软件来解决课本和生活中的实际问题,模拟和分析简单的化工过程。对于流体P-V-T的教学时,可以引入Math-ematica软件求解立方型状态方程的根,也可以采用Newton-Raphson迭代法数值求解。讲解相平衡时,将工程上常用的Aspen Plus软件引入到气液相平衡计算中,模拟精馏分离甲醇-水混合物的过程。对于数据计算类,包括实验数据处理、物料衡算、能量衡算、精馏塔设计计算和经济评价等,可以运用Matlab,Visual Basic等常用软件。现代化工软件的学习不仅可以培养学生的学习兴趣提升综合实力,也为后续的化工分离工程等学科的学习打下基础,增强了工程意识,适应了化工专业认证与卓越工程师培养的要求。
4 将教学与本校专业特色建设相结合
学校专业特色建设是提高办学质量的关键所在。近十多年来,高校超常发展带来一个负面化问题是同质化严重,学校特色淡化。我校的特色学科化学工程与技术为地区经济提供了巨大的帮助,是中南地区唯一培养化工矿山相关专业人才的本科院校,在磷资源开发利用方面,学术水平居于全国领先地位。湖北省磷化工中心就设在学校。除了在磷资源开发方面,石油炼制,精细化工等都是学校的特色专业。学校在化工方面有自己的特色和发展,化工热力学也是大化工方向的基础课程,可以将本课程的学习与学校化工特色专业相结合,这样既有先进的思想做指导又可以为我校特色专业的发展培育人才,为国家走新型工业化发展道路,建设创新型国家和人才强国战略服务,符合卓业工程师教育培养计划的初衷。学校的超临界流体萃取新技术可以运用化工热力学中的气液平衡和气固平衡来解释,书本上所介绍的直接式热泵精馏、间接式热泵精馏、闪蒸再沸式热泵精馏、蒸汽喷气式热泵精馏和吸收式热泵精馏过程,如果是仅仅依赖教师课堂上的讲授,学生只能简单地了解这些技术,讲到这些技术时可以将学生带到学校的精细化工中试车间,让学生直观地感受这些工程技术,然后辅助热力学上的知识讲解,可以让学生更好地掌握这些知识。利用学校化工特色专业现有的资源,开展更多这样生产实践活动,对化工热力学的教学工作有很大帮助。
5 结语
针对化工热力学课程的教学,国内许多高等学校都进行了一些富有意义的探索,如开展化工热力学精品课程建设、双语教学研究等方面的尝试。但迄今为止,基于化学工艺专业认证背景,结合卓越工程师培养的化工热力学课程工程实践教学的探讨,还亟需更多研究。大化工依然是有前景的有生命力的工程技术和制造行业,化工热力学课程的教学需要更为科学、深度的改革。始终本着以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量为目的,深化对化工热力学课程教学的改革。
*通讯作者:金士威
武汉工程大学教学研究项目(X2013010)资助
参考文献
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[3] 刘英杰,杨基和,徐淑玲.基于卓越工程师的化工工程设计课程改革及实践[J].化工高等教育,2014(2):52-55.
1 关于轻化工程专业基本内涵
轻化工程专业主要课程:无机及分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学及物理、化工原理、生物化学等,要实践性教学环节:包括金工学习、生产实习、工艺实验、分析与检测实验、化工原理课程设计。主要专业实验:分析与检测实验、化工原理、工艺实验等。就业方向:本专业适合在制浆与造纸、外贸商检、环境检保护、技术监督、化工等有关部门从事生产技术管理、品质控制与分析检测及废水处理的研究开发工作,也可在大、中专院校、科研院所从事教学、工程设计、技术开发与经营、科学研究等工作。继续深造方向:皮革、纺织机械设备公司从事纺织相关的机械设计、生产、销售等工作;皮革、纺织品检验机构或公司从事纺织品测试、检验与管理;纺织仪器、设备、CAD软件公司从事安装、调试与技术支持;通过公务员考试进入考取商检局、纤维检验局、海关等机构从事专业管理工作;或考取硕士研究生继续深造。
2 化工专业学生工程意识培养的有效途径
2.1 是突出工程意识培养的新生工程意识引导教育
入学教育是新生进入大学学习非常重要的一部分,新生进入大学校园首先要熟悉大学环境、认识大学文化、融入大学生活。突出工程意识培养的化工专业学生的入学教育中应必须要让新生明白"在大学中要学习哪些化工专业知识和技能,为什么要学习以及用什么方法学习"。
2.2 是开展素质拓展训练
素质拓展训练是学生学习生活经验、体验社会教育、形成正确的人际、情感和社会价值观等教育目标的一个重要途径,通过素质拓展训练有助于培养学生的工程意识。建立素质拓展中心开展户外场地素质拓展项目,培养学生的竞争意识、团队协作意识、创新意识、安全意识和遵章守纪意识等。
2.3 是更新教学内容,优化课程体系
工程技术人员应具备综合素质,具有扎实的专业理论知识,知识面广、掌握一些与专业相关或相近的拓展知识,还要掌握经济、历史、文学、管理等通识性知识。化工专业是一种工程教育,应具备实践性和创新性教学环节,如实验、实习、课程设计、毕业设计等。现行的化工专业课程教学偏向于理论知识教育,削弱了对学生解决工程实际问题能力的培养。因此,为了培养具有工程意识,解决实际化工过程问题的能力和创新能力的工程技术人员,化工专业应更新教学内容、优化课程体系,构建科学合理、适应社会发展需要的化工专业课程体系。
2.4 是加强化工专业工程实践基地建设
学校应该建立稳定的工程实践基地,在教师和工厂技术人员的指导下让学生参与工厂的研发项目,还应该优化教学内容,通过视频和工厂生产运行录像强化课堂教学,增设化工计算机应用课提高学生化工过程自动化控制硬件设计和软件编制能力,加大综合型、设计型专业实验的比例和深度,建设仿真实验基地。
2.5 是发展产学研合作教育
加强产学研合作教育,采用项目教学手段,提高学生的科研创新能力。项目教学是指通过组织学生参与科研项目,在实际科研活动中增长才干获得知识的教学方法。合作教育"将学生的课堂学习和工作经验学习有机结合起来,注重知识的实际应用,通过为学生提供有利于未来职业发展的实践机会以提高人才培养的适用性"。产学研合作教育是合作教育的一种具体形式,充分利用了学校、企业、科研机构的环境和资源以及在人才培养方面各自的优势,把学校教育、科学研究、生产实践有机结合起来。化工企业、科研单位参与化工专业人才培养,可以为学生提供真实的工厂环境、先进的生产设备、检测仪器和工艺流程、工程经验丰富的化工工程师和真实的实践项目,对于培养学生的工程意识具有很好的强化作用。项目教学法是实践教学的最高级形式,多见于学生的实习阶段。如果说案例教学法和模拟教学法还都是纸上谈兵,那么,项目教学法可就是"真刀实枪"了。经过几年的在校学习,学生们早已摩拳擦掌、跃跃欲试了。而且,有的学生早已确定了自己的攻关目标,选定了自己的研究课题。作为教师的任务就是鼓励他们的积极性,有计划地把科研项目的部分工作交给学生。应当采取由浅入深、由简单到复杂和因人而异的方法,及时给予指导。对那些由学生自己创意产生的科研项目,应当特别鼓励,支持他们与社会上科研力量合作,使科学知识及时转化为社会生产力。加强产学研合作教育,探索开辟网上合作教育的新形式,充分利用国内外资源,不断拓展校际、校企、校所之间的合作。要多方筹集资金,加强各类实践教学基地和实验室建设。同时,要重视和鼓励大学生开展课外科技活动,积极组织学生参加各极各类竞赛等科技活动,提高学生的创新精神和实践能力。
2.6 是加强化工专业师资队伍建设
在信息化时代,知识技术更新速度加快,教师的知识和业务水平决定着教育的质量,现代化工专业教师应不断学习补充各方面的知识,提高教学质量,具备丰富的工程实践经验和工程开发能力,了解现代化工发展的趋势,及时掌握工程科技的前沿领域和发展方向,熟悉新材料、新设备、新工艺和先进的工程技术,具有现代工程意识,具有强烈的创新意识和创新精神。
3 结语
综上,化工专业在工程科学领域具有广泛的应用,化工行业是我国的支柱产业之一。现阶段高校大量扩招,化工专业学生数量急剧增多,教学资源和实践资源出现短缺,学生在校学习期间缺乏工程性实践锻炼,在工作岗位上适应性差,缺少工程意识,导致化工专业学生出现就业难或不能胜任化工相关的工作等情况。这就要求化工专业教育中除了让学生具备扎实的专业理论知识之外,还必须要加强学生的工程性实践锻炼,而工程意识是进行工程实践的前提,也是联系理论知识和工程实践的桥梁,所以必须首先要培养学生的工程意识,再进行工程实践锻炼,才能培养合格的化工专业工程技术人才。
参考文献:
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[7]胡秀英,郑纯智.开放式化工原理实验教学模式研究[J].实验科学与技术,2011,9,(1):11
作者简介:
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,我校化工学院将化工原理实验室和化工专业综合实验室划归化工专业教研室管理,迈出了化工专业教学改革的关键一步。为充分发挥现有资源的功用和进一步完善实验室建设,加强化工专业实验课程体系和教学内容的改革,提高实验教学质量,参照“化学化工国家实验教学示范中心”建设的成功经验,从课程体系、实验内容、教学方法、师资队伍4个方面对我校化工专业实验平台建设、实验教学体系和教学内容进行了改革和建设,着力提高化工专业实验教学质量,取得了显著成效。
1 化工专业实验教学课程体系
培养创新型应用人才,必须建立与之相适应的具有创新性、实用性的实验教学体系,以培养学生的工程实践能力和创新能力。在化学实验基础及技能训练的前提下,设置“基础训练、综合设计、创新研究、仿真与计算机应用”4种实验类型,形成体现化工专业特色的“一体化、多层次、开放式、重基础、求创新”的化工专业实验教学体系;并从“化工原理实验—化工专业综合实验—化工仿真与计算机应用训练—创新性研究实验”4个方面构建和管理实验室。
化工专业实验教学课程体系(以化学工程与工艺专业为例)(如图1所示)。
图1 化学工程与工艺专业实践教学课程体系
2 化工专业实验内容
根据化工专业实验教学课程体系的规划,本着“重视基础训练,加强综合,突出设计和创新研究训练”的目的,对每一阶段的实验教学训练在基础实验训练之上,增加综合设计性、研究性和自助式实验内容,以激发学生兴趣、启迪学生探索、训练学生科学思维方法,引导学生创新,充分体现以能力培养为核心的创新性实验内容建设。拟开设的主要实验课程和所选实验内容包括:
2.1 化工原理实验
对化工类专业学生,化工原理实验课程以单元操作中的流体流动与输送、传热、精馏、吸收、萃取、干燥、过滤、蒸发、结晶等传质过程为主线,实验设备及装置能够开设基础训练性、综合设计性和创新研究性3类实验项目24个,其中基础训练性实验5个,综合设计性实验13个,创新研究性实验6个。在基础训练性实验基础上,根据学时要求和第二课堂形式,通过自主设计、综合搭配化工过程实验装置,以必做和选做结合的方式,开设综合性、设计性、创新研究性化工过程综合实验。上述实验项目中必做实验8个,选做8个,其他实验项目可根据学生的兴趣、爱好,利用第二课堂、开放实验室、科技创新项目等形式选择。
2.2 化工专业综合实验
将化学工程与工艺相关核心专业课程的实验内容,综合归类为化工专业综合实验,单独设课,其内容以热力学基础数据测定、传质数据测定、化学反应工程实验技术及设备、化工分离技术及设备、化工工艺、计算机数据采集与控制等实验为主,能开设综合设计性专业实验项目25个,其中必做项目15个,选做项目10个。通过实验方案的拟订、实验方案的实施、实验数据的处理与评价,综合应用相关专业知识进行综合、设计类实验,目的是应用所学专业知识,通过实验培养学生的工程实践能力。
2.3 化工仿真与计算机应用训练
为进一步强化学生的工程实践能力,采用化工过程及单元操作仿真实训方式,不仅使学生领悟到单元操作的核心,也可以使学生进行模拟和控制可能的化工工艺及优化操作,实现工厂现场无法实现的环节,同时可结合生产实习进一步得到训练。借助计算机在化工生产中的应用,结合相关专业知识训练化工过程设计软件应用、实验设计与数据处理、化工过程与系统模拟优化等环节,为将来从事化工设计、工程实践打好基础。现有设备、装置及软件能够开设11个训练项目,其中必做基础训练项目6个,选做综合训练项目5个。
2.4 创新性研究实验
坚持教学、科研与新技术应用的有机融合,将教师的特色科研成果转化为实验教学内容,将部分毕业环节的课题实验训练与专业综合实验融合,开发创新性、研究性实验,充分体现化工专业综合实验训练和科研训练,现有10个创新研究性实验项目供学生选择。另外,每年有十多个项目采用开放实验室的方法,结合大学生科技创新计划,鼓励学生开展科技创新项目训练。
3 教学方法与教学手段改革
3.1 开放式实验教学与第二课堂活动
为激发学生对实验课的积极性,全面培养学生的创新思维和创新能力,解决实验装置套数少、实验人数多的问题,化工专业实验平台实施开放式实验教学,并开展多种形式的第二课堂活动。对基础训练部分的实验采用分组集中实验的方式,将每班学生分成3~4个大组,每组15~20人,安排不同的时间进行实验。实验时再将每组学生分成3~4个小组,每小组4~6人,同时开设几个实验,各小组轮流进行实验训练。对于综合设计性实验,要求学生提前选好所做项目,预习并准备好实验内容,在指定的时间内有计划地进行实验。
创新研究性实验,多来源于教师的科研课题或大学生科技创新项目,学生可根据自身情况选题,跟随指定的指导教师进行实验。重视引导学生参加研究项目实践,一方面,教师积极参加科研,从科研工作中选出学生可以参与的项目;另一方面,有效地组织学生积极参与到研究实践中来。创新研究实验按照选题、文献检索、设计实验方案、实验、撰写论文或实验报告、报告答辩会的顺序进行。
在课外时间,实验室向学生全天开放,为学生的个性发展和创新意识培养提供空间,为大学生科技创新计划提供训练场所;鼓励学生参与教师的科研项目,引导优秀学生利用业余时间和节假日进入教师的科研课题组,使学生尽早接触本学科最前沿知识,得到科研训练。
3.2 化工实验课与化工设计相结合,体现工科特色
为培养学生的工程实践和工程设计能力,充分利用化工专业实验平台,在工程实践教学过程中,借助丰富的实践教学资源,通过一系列教学安排,使学生除学习各种工艺知识,掌握各种工艺方法外,还可以培养严谨的科学作风,增强综合素质。例如,将部分化工实验课与化工设计相结合,通过化工实验课,让学生全面掌握某一单元操作或化工过程的实验基础理论与技术、实验装置的使用、实验技能及科技小论文的写作方法;在化工原理课程设计、化学反应工程课程设计及化工设计中,结合某一单元操作、某一装置或化工过程,训练学生的设计能力。也可以将两者直接结合,给出某一化工过程,先进行流程及装置设计,然后根据设计的数据进行实验操作验证,最后分析讨论及对设计或实验装置进行改进(如乙酸乙酯的合成及精馏实验)。这种有机结合的方式,能将多种知识及能力训练综合运用,使学生印象深刻,取得良好的教学效果。
3.3 采用多种现代化手段辅助实验教学
针对学校开设的实验项目,动员教师开发和研制适合学校实验教学特点的集实验原理、实验流程、实验演示、实验结果数值计算、误差分析及实验综合思考为一体的多媒体教学软件,或实验操作过程录像,如精馏、吸收等,提高教学质量。使用与实验装置配套的计算机数据处理系统,引导学生掌握实验设定、软件使用、数据处理等技能,为将来应用现代化生产装置打下基础。
借助化工仿真软件和化工过程模拟计算机软件,开展化工装置及过程自动控制模拟操作训练或对化工设备、过程进行模拟、设计、计算等,弥补实习过程现场无法操作的不足,也为将来从事化工过程模拟或设计起到训练作用。
3.4 开展实验竞赛活动
化工专业实验平台每年举行1次全校规模的化工原理实验竞赛,以巩固学生的基础知识,强化实验技能,培养竞争意识和创新意识。同时,在实验竞赛中加入实验流程设计、设备设计训练、数据处理等环节,起到综合训练的目的。组织学生参加2年1次的全省或全国大学生化工实验大赛,拓宽学生视野。
3.5 建立多元化实验考核体系
化工实验考核方式,采用平时单元成绩累计计分和期末考试相结合的多元化考核方法。平时单元实验按基础实验和综合设计实验制定相应的评分标准,客观记录学生的实验预习、基本操作、实验结果、实验报告和综合素质等环节的成绩;期末考试采用笔试加实际操作2种方式对学生进行全面考核。基础训练实验占50%,综合设计实验占20%,期末考试占30%。
基础实验阶段评分依据:实验纪律和秩序、预习和回答问题、基本操作规范性、实验记录规范性、实验数据及处理正确性及实验报告等。综合设计实验阶段评分依据:文献调查与总结、实验方案、实验操作及实验报告等。对于创新研究实验,可根据实际情况,单独考核。
4 制度和教学队伍建设
要提高实验教学水平和教学质量,必须建立现代化的、高效运行的管理机制并重视师资队伍的建设。在管理机制和制度方面,做到“教学工作与科研工作,教学带头人和科研带头人,教学成果与科研成果,教学研究项目与科研项目”一视同仁,以调动和鼓励教师参与实验教学工作,提高实验教学的师资素质。在实验室设置教学重点岗位并实行竞争上岗;建立健全青年教师培养制度,在教学与科研实践中培养梯队。加强“实验课教学团队”建设,实施实验室主任负责制。实验课教学团队设立实验室主任(教师)、相对固定的教师和实验室管理人员,并按照专职教师:实验技术人员:兼职任课教师为1:3:6的比例配置师资队伍。
5 化工专业实验平台建设展望
化工专业实验平台建设要进一步发扬自身特色,优化实验教学体系,深化实验教学内容和教学手段改革,延长校内工程实践教学的时间,弥补工业实践难以到位的现状,从整体上优化实践教学的安排;要培养学生的工程实践能力,教师必须先具备工程实践能力,要继续深化实验室管理体制改革,提升实验教师队伍的水平,建立一个高水平的教学团队;加强实验教学平台与企业的交流与合作,推进产、学、研一体化改革,为进一步建立中试实验基地和产业化生产服务;建立“以人为本、有利于实验室开放和实验教学的文化环境”,激发学生实验与科研兴趣,培养实验能力和工程实践能力,引导学生学会学习、善于协作。
0 引言
分析化学是高等院校化工专业及其相关专业的化学课程之一,包括化学分析和仪器分析两部分[1]。化学分析历史悠久,是分析化学的基础,又称为经典分析。化学分析是绝对定量的,根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系,通过计算得待测组分的量。仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备,通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。仪器分析学科的出现推动了化学学科的快速发展[2]。仪器分析课程是我院化工专业的专业课程。仪器分析方法汇集了化学、物理学、仪表电子学、数学和计算机科学等学科的最新成就,已由单纯提供分析测试数据上升到从原始的分析测试数据或现场分析测试信号中最大限度地获取有价值的静态和动态物质信息,以解决自然科学各个研究领域中的关键问题,它已成为自然科学研究领域中物质的信息科学。学好这门课程是培养应用型人才的基石[3-4],该课程的教学需要不断进行探索与讨论。如何合理安排仪器分析课程内容,既让学生打下坚实的理论基础,又能培养学生的实践能力,同时激发他们的学习兴趣,成为仪器分析教学的重要目标。
1 《仪器分析》课程的特点及现状
结合我院实际,总结仪器分析课程教学中存在的一些问题。(1)仪器分析这门课程的理论性和实用性都很强,发展速度很快,各种仪器不断地更新换代,内容纷繁复杂,涉及相关学科较多,如物理学、物理化学、化学、计算机技术和电子技术等。(2)我院是独立学院,大部分学生基础知识相对薄弱,或者偏课,学习的主动性和积极性相对较差,而仪器分析课程涉及的知识面广,难度大,因此学生难以掌握,进而失去学习兴趣,形成一定被动性。(3)理论学时少,仅40学时,而要完成的教学任务较多。(4)所讲的都是大型的精密分析仪器,价格昂贵,对工作条件和环境要求高,不能随意搬动和拆卸,所以在讲仪器组成结构及工作原理部分时候只能纸上谈兵。(5)讲课课件内容多来源于教材,课外拓展少。
针对我院仪器分析课程教学存在以上问题,仪器分析课程教学亟需改革。
2 仪器分析理论教学探讨
2.1 选择合适的教材
针对化工专业,需在教学内容上突出专业性实用性和科学性,达到优化组合首先,教材的选择至关重要,结合我院实际,根据学生层次培养目标及社会需要,选用了刘志广等编写大连理工出版社出版的仪器分析教材。该教材为高等学校理工科化学化工类规划教材,国家工科基础化学课程基地规划教材,同时也为国家精品课程教材,已经使用5年以上,内容的难度和深度基本符合我院化工专业的基本需要。
2.2 通过化学史激发学生的求知欲和学习热情
由于我院学生为独立院校的学生,学习的主动性和积极性相对较差,而仪器分析课程涉及的知识面广,难度大,因此学生难以掌握,久而久之对该门课程的学习会失去兴趣。所以,在教学过程中中适当地讲一些化学史,学生们听后感觉很有趣,从而激发他们的学习热情。另外,化学史对学生知识的掌握、科学态度的培养、科学世界观的形成等,也具有重要的作用。在仪器分析发展的每个阶段,都需要科学家付出艰辛的汗水。每种分析仪器和仪器分析方法的背后,都蕴涵着一段真实的故事。我们在讲授课程时,适当地插入一些短小有趣的仪器分析发展史实的小故事,能极大地引起学生的学习兴趣,调动他们学习的积极性。在科学发现的道路上,很多科学家做了大量艰苦卓绝的探索工作,取得了令人瞩目的成就,在课程讲授过程中,适当地讲述一些科学家追求科学真理、献身科学事业的事迹,对培养学生严谨的科学态度和高尚情操具有积极的意义。
2.3 适当调整教学内容,突出重点
针对我院仪器分析教学中存在理论学时少,仅40学时,而要完成的教学任务较多,在教学中适当调整教学内容,突出重点。仪器分析内容繁杂,新仪器设备及分析方法不断更新,在教学中,要结合专业实际,将重点放在生产、科研、教学活动中应用广普及率高实用性强的章节中。例如,色谱分析法中应用比较多的是气相色谱与质谱的连用;光谱分析法,重点介绍紫外、红外、荧光、原子吸收、原子发射等分析法;电分析化学中重点介绍电位分析法和伏安分析法,在伏安分析法中重点介绍循环伏安法。另外,在介绍每类分析方法的时候,将定性定量分析及仪器的使用作为重点。这样使学生抓住重点,学习起来比较轻松,也为今后工作奠定基础。
2.4 针对课程特点,调整授课方式,突出逻辑性和科学性
所讲的都是大型的精密分析仪器,价格昂贵,对工作条件和环境要求高,不能随意搬动和拆卸,所以在讲仪器组成结构及工作原理部分时候只能纸上谈兵。
针对大型的精密分析仪器,价格昂贵,对工作条件和环境要求高,不能随意搬动和拆卸,从而使课程内容较抽象,教师在授课过程中从基本原理、仪器结构、分析方法和方法应用四个方面进行讲解,使得学生在学习过程中能够把握住一条主线。在讲每一大类分析方法时,如色谱分析法中的气相和液相,抓住共性重点阐述。光谱分析法中分子光谱法与原子光谱法,利用对比,归纳不同点。通过比较、总结的方法,这样学生对复杂问题的学习觉得轻松多了,也提高了教学效果。
2.5 调整课件内容,适当补充课外拓展
由于使用的教材为刘志广等编写大连理工出版社出版的仪器分析教材,在讲课过程中使用了相应的配套课件。课件内容比较全面,有些图片、视频也很好的将内容讲授给学生,但是文字叙述较多,而且内容很多都是教材上的,这样学生看到多媒体课件,没有新鲜感,觉得拓展内容太少,课程内容上没有深度和广度,达不到大学生对知识的需求。所以,需要对教学内容做适当的调整,在保持重点内容的前提下,拓展一些相关仪器分析方法前沿的知识,开拓学生的眼界,同时也提高他们学习的热情和积极性。
3 结语
仪器分析教学改革,是一项长期而艰巨的工作。本文结合我院仪器分析课程讲授中存在的一些问题进行探索,包括教材选择、教学内容、教学方式。希望通过以上措施,提高了学习兴趣和热情,培养学生运用分析化学的知识解决分析化学问题的能力。
【参考文献】
[1]何金兰,等.仪器分析原理[M].北京:科学出版社,2002.
一、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科培养目标比较
山东理工大学化学工程与工艺专业的培养目标为“通过四年理论学习、实验及实践训练,培养德、智、体、美全面发展,具备化学工程与工艺方面的知识,具有创新意识、社会责任感和道德修养,能在化工、炼油、冶金、能源、材料、轻工、医药、食品、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、工艺操作、技术管理与科学研究等方面工作的工程技术人才”。
淄博职业学院应用化工技术专业的培养目标为“培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济生产、建设、管理和服务第一线需要,具有较强的就业竞争力和发展潜力,掌握应用化工技术专业的基本理论知识,具备化工总控工(中级)岗位操作能力,面向淄博市及周边地区化工、医药及其相关产业,能胜任化工生产一线的化工工艺操作、工艺控制、设备维护保养、产品质量检验及化工生产一线管理等工作的高素质技能型应用人才”。
从培养目标对比看出,本科专业人才培养的目标更为宽广,主要就业覆盖面有层次;高职人才培养的目标更为具体,就业面向更有针对性。
“3+2”对口贯通分段培养的目标是两者的综合和有机结合,体现了省教高(2013)13号等一系列文件的意图,既实现了人才分段培养的灵活性,又体现了人才联合培养的贯通性。
二、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科课程体系比较
通过“3+2”对口贯通分段培养专业与高职、本科专业课程设置比较可以看出,高职应用化工技术专业执行方案共有35门课程,合计157学分;本科化学工程与工艺专业共有课程57门(选修按5门计算),合计184学分;“3+2”对口贯通分段培养专业拟设置61门课程,合计223学分。
“3+2”对口贯通分段培养专业方案的学分数比本科方案高出21.2%;比高职方案高出42%。由于“3+2”对口贯通分段培养专业学制为5年,比普通本科修业年限高25%,比高职修业年限高出67%,所以课程设置数量在合理的范围内。
从课程设置模块来看,三个专业人才培养方案中公共基础课程的数量都在15门左右;但专业基础课程和专业核心课程区别较大,“3+2”对口贯通分段培养专业比本科、高职相应专业要多,说明通过“3+2”对口贯通分段培养,循环提升了学生的专业理论知识和专业实践技能。
三、山东理工大学与淄博职业学院实训条件比较
1.山东理工大学化学工程与工艺专业实训条件与特点
(1)产学研合作平台为校内外实习实训基本条件建设提供强有力的支撑
化学工程与工艺实验中心实验室面积约6000m2,教学仪器设备总值约2300万元,拥有化工原理、化工工艺、分离工程、反应工程、化工仿真等8个实验室。本专业在15家大中型化工企业建立了实习、实训基地,能满足在校生校内外实习实训基本要求。
(2)“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系
本专业多年来致力于开创全新的集知识传授、技能培训与开拓自主创新潜力于一体的实验教学模式,实践教学体系按阶段、分层次构成,将产、学、研结合作为主线贯穿于实践教学体系之中,着力构建“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系。在传统实践教学体系的基础上,通过增加实践课比例,增设现场课教学、综合设计讨论课等特色教学手段,建立具有理论与实践相结合、动脑与动手相结合、学懂与会用相结合的综合运用能力培养模式。为培养学生的综合运用知识的能力,在“化工工艺学”、“化学反应工程”、“化工原理”等课程中增设综合设计讨论课,从课堂讲课、现场教学、课外科技活动等方面进行改革。通过精心安排现场讨论课及综合设计大作业等一系列教学环节,增强学生理论联系实际、综合分析问题与解决问题的能力。
(3)校内外实训基地建设仍有较大提升空间
针对培养应用型高技能人才的培养目标,现有的实习实训条件仍然存在较大的提升空间,校内实训基地的建设还有较大空缺。对现有的实验实训室进行改建、扩建,提升功能以满足学生基本操作技能训练的需要;尚无或仍缺少部分实验实训条件的,力求逐年新建或补充建设,逐步填平补齐,以满足学生基本的专业实践教学需要;以准工厂模式,模拟企业化生产环境,构建对学生进行工程训练的实践教学平台,充分结合专业特点和学生的认知规律,精练实习实训内容,达到理论与实践的统一,知识与能力的统一。
2.淄博职业学院应用化学工艺专业实训条件与特点
现有实训室面积3000多m2,设备价值1000多万元,拥有无机物制备、有机物合成、仪器分析、工业分析、化工单元设备操作、管路安装、化工仿真、化工仪表、化工工艺流程等20多个适应教学要求与各种技能培训的实验室与实训实习场所,能够满足高技能人才培养的需求。本专业注重校、政、企三方合作,具有较强的社会服务能力,设有淄博市环保分析检测中心、淄博市离子膜烧碱生产应用工程技术研究中心、淄博市化工人才培训基地、化工行业特有工种职业技能鉴定站。
教学方法的反思
在教学方法上,我们应抛弃原先那种“一张嘴、一本书、一支粉笔”的怪圈。实验实训是一个非常好的教学手段,不仅可以提高学生学化学的兴趣,重要的是可以提高学生技能训练,从而达到培养高素质技能性专门人才。化学教师应想方设法让学生自己多做实验。随着招生规模的扩大,国内很多普通高校还没有那么多的财力购置一些大型的设备仪器,即便有,也不可能让每位学生都有机会亲自操作,因此有关仪器分析方面的理论教学就成了纸上谈兵。我们可以通过计算机仿真实验让每位学生尝试亲手造作大型实验仪器。在现代化的教学中,学生对于计算机很感兴趣,老师可以针对一些较难理解的章节,将其制作成多媒体课件、flash等。然而我们有很多教师对多媒体教学并不熟悉,甚至未曾使用过,他们觉得制作课件比较麻烦,在课后花的时间较多,其实有时我们使用多媒体,既可活跃课堂气氛,又能使抽象的理论问题简单化,从而化难为易。例如,在讲到气相色谱和高校液相色谱这一章时,可以通过计算机模拟色谱分析过程以解决很多学校没有昂贵的色谱仪器的问题。当前常见的色谱辅助教学课件有HP公司的GC and Training Software和Chem SW公司的Interac-tive Training软件包。它们可以将复杂的色谱分析理论用简洁的图形表达出来,也可以通过色谱参数的改变观察分离效果,用动画展示色谱仪内部的工作过程,利用图形和动画给出检测器、进样器、高压泵的内部结构和工作过程等。这类软件对分析原理、操作模拟显示有机地结合在一起,很适合多媒体教学。重要的是多学生的技能训练起到了很好地作用。
教学过程的反思
化学实验的反思。化学是一门以实验为基础的科学,实验教学未必要按部就班,例如在做浓度对化学反应速率的影响时,本人见有教师作如下改进,在两支试管中分别加入相同体积的浓HCl和稀HCl,同时放进大小相同的Zn粒,迅速塞好带玻璃管的橡皮塞(玻璃管上端系一塑料袋,袋内不留空气),2分钟后,盛有浓HCl的试管上的塑料袋可膨胀70—80mL,而盛稀HCl的试管上的塑料袋却膨胀不到10mL,经过改进,实验可见度大,对比性强,定量性好,需要说明的问题简单明了。改进实验,变验证性实验为探究性实验,创设探究情景,激发学生探究情趣。
作业布置的反思。传统的作业大多是课后固定的习题,而且基本上都是客观题,学生的积极性调动不起来,不会就是不会,也就不愿意做,无法按时完成。我们应该摈弃传统的“布置作业”,寻找更适合现代高职学生的“布置作业”的方法。经过本人的教学经验来看,老师应当利用现代学生的兴趣所向,将客观题改为主观题,不再有固定的答案,可以发挥学生的主观能动性,发挥各自的想象。例如:关于“醛和酮的化学性质”这一节知识,教师在课后可以布置这样的作业“查阅相关资料,说明甲醛是如何使人中毒的?”。首先,学生肯定会对这个问题感兴趣,因为甲醛是比较我们生活中敏感的话题;其次,大部分学生是不会静静地坐在图书馆翻阅资料了,但是他们可以利用一向痴迷的网络去解决这个问题。这样子学生既学到了知识,而且在教师的引导下也学会了如何正确的使用网络。因此,作业的布置对学生和教师来说都非常的重要。
公开课的反思。经过教师的精心安排,公开课很“成功”,一节课表面上看来条理清楚、精彩圆满,师生配合默契、问答巧妙,学生似乎个个聪明机智,根本不需教师的启发诱导。公开课应该求真务实,多一点本色,少一些粉饰。化学公开课只有坚持以人为本,正确把握学科特点,遵循教学规律,选择合适教法,才能实现优质高效的目标,扎扎实实地推进课程改革的深入实施。
教学反思的方法
教学反思要求教师保持敏感而好奇的心灵,要求教师经常地、反复地进行反思,要求教师选择多种教研方法进行反思。教学反思的基本方法,本人试做些初步探讨:
中图分类号:G642.0?摇 ?摇文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0049-02
一、改革总体指导思想
课程改革总体指导思想是关注专业英语知识与专业实际相结合,关注知识传授与岗位能力培养相结合,兼顾语言技能和职业技能训练,在教学设计上主要考虑以下两个方面。
1.课程内容设置。体现课内与课外、模拟和面向岗位实际应用相结合的思路,在符合教育目标和培养目标的基础上,使教学内容更具实用性和针对性,达到以能力为本位的教学目地。专业英语课程内容包括基本技能、岗位技能、科技文献翻译三个主要方面。其中基本技能部分教学内容主要有专业词汇、阅读、翻译、写作等,旨在培养轻化工程专业本科生必备的听、说、读、写等综合语言技能。岗位技能部分教学内容主要有印染厂生产技术交流、产品销售及技术支持、国际展会产品技术交流、产品检测、产品说明书撰写等。从行业职场需求和应用角度,以职场工作的具体情景、工作过程,行业技术术语、文件和职场交流为背景素材,把语言学习的听、说、读、写与职场工作情景有机地融合在一起,旨在培养学生的语言应用能力和实际工作能力。英语科技文翻译部分教学内容主要有英语科技文献检索、科技文献翻译和科技论文撰写,旨在拓展学生视野,了解科技前沿,培养具有国际视野和国际学术交流能力的创新人才。通过这几个相互关联的教学内容设计,使学生很容易将学到的专业英语知识应用到实际工作中去,为纺织印染行业培养技能娴熟、善于交流合作、外语综合应用能力强的新型人才。
2.课程教学方法。遵循以教师为主导、学生为主体的教学思想,实现教学内容和教学方法的优化组合。按照不同的教学内容和要求,优化组合精讲、任务教学法、交际教学法、案例教学法、体验式教学法等多种教学方式进行专业英语教学;灵活运用教师讲授、辅导和指导学生自主学习、学生Seminar等多种教学模式。课堂外教学采用组建学习团队、自主学习、开放实验室、查阅文献学习等主动探索学习的模式,提升教学效果。
二、具体实施细案
1.单元1?摇Fibers。单元知识点:(1)Overview;(2)Natural fibers;(3)Manufacturing;(4)Chemical fibers。教学模式:教师精讲+任务式+指导学生查阅文献扩展阅读。创新点:精讲与任务式教学法相结合,通过实施任务,促进学生自身知识的重组与建构,激发学生学习积极性和主动性;培养了学生独立进行科技文献检索、阅读和信息收集的能力。
2.单元2?摇Textile。单元知识点:(1)Textiles;(2)Yarn and spinning;(3)Weaving;(4)Knitting;(5)Nonwovens。教学模式:教师精讲+学习团队+任务式+Seminar。创新点:通过组建学习团队,有计划、有组织地进行深入学习,完成学习任务,交流学习心得,促进学生自主学习能力、交往沟通能力、个性和积极情感的全面发展。
3.单元3?摇Fabric preparation。单元知识点:(1)Desizing;(2)Scouring;(3)Bleaching;(4)Heat setting。教学模式:精讲+学习团队+交际式+任务式。创新点:交际式教学法与生产实际相结合,兼顾了语言技能和职业技能训练。将前处理工艺分解成任务,为学生自主学习提供焦点和目标,可以激活思维,提高学习效率。通过组建学习团队、指导学生自主学习和报告讨论的主动探索的学习方法,拓展学生的知识面,加强学习的主动性。
4.单元4?摇Dyeing。单元知识点:(1)stock dyeing;(2)yarn dyeing;(3)piece dyeing。教学模式:精讲+启发式+案例法。创新点:采用启发式和案例式教学方法,有助于学生加深理解,并能与企业生产实际相结合。
5.单元5?摇Printing。单元知识点:(1)flat printing;(2)rotary-screen printing;(3)pigment printing;(4)digital printing。教学模式:精讲+团队学习+任务式。创新点:围绕课程教学任务,通过学习团队自主学习、合作讨论、自由表达、获得知识和乐趣,加深了学生对知识的理解,使学生学会与他人的沟通和协调,强化学生团队意识。
三、课程学习团队实施方案
1.组建理念及方式。组建理念:组建学习团队,使学生通过积极参与、主动思考以及与别人的交流构建新的知识,增强学生内在的学习驱动力,探究自身思考和行为模式,使教师由主导变为指导,学生由被动接受到主动探究,提高学生的认知能力、团队合作精神、分析问题和解决问题的能力,实现研究性和拓展性学习。组建方式:将每个班分为6个团队,每个团队人数5~6人,采用随机自由组合方式,小组长通过小组成员讨论产生。
2.课程学习团队运作及管理方案。①教师作为学习团队的指导者,参与和指导团队学习的全过程,包括学习团队的创建、学习目标和计划的制定、学习过程讨论的参与、团队活动效果的评价。②团队小组长负责负责定期组织讨论学习活动,负责团队的沟通、协调和考勤,组织团队成员就团队目标、计划方案、任务分配、合作方式等达成共识,参与团队成员考核评价,与其他团队沟通等。③制定团队学习活动记录表、团队成员个人成绩评价表、团队成绩评价表。
3.考核方式。期末总成绩=期末考试(60%)+平时成绩(40%)。平时成绩=个人平时成绩(10%)+团队成员个人成绩(30%)。其中:个人平时成绩:由出勤、作业、报告、课堂讨论、回答问题等构成。团队成员个人成绩=团队成绩(10%)+个人成绩(20%),团队成绩由老师评价、团队互评共同组成,权重分别为50%、50%;团队成员个人成绩由个人自评、团队成员互评、团队组长评价共同组成,权重分别为40%、40%、20%。
轻化工程《专业英语》课程教学内容和教学方法需要不断探索、改革和完善,课程教学应体现知识本位和素质本位相结合的原则,体现过程性评价和终结性评价相结合的原则,真正做到为生产一线培养高等应用型人才,使专业教学更好地为地方经济服务。
参考文献:
[1]张杰,迟宇风.任务教学法在IT行业英语教学中的探索与实践[J].课程教育研究,2013,(5):93-94.
现如今,已经进入信息时代,网络技术的高速发展可以提高信息传播速度,信息化教学成为现代教育发展的大势所趋。高职院校的学生正处于青春期,个性突出,对新事物有较强的敏感度,而信息化教学利用学生的性格特征,通过信息技术,围绕所制定的教学目标进行教学设计。高职院校化工类专业课程信息化教学作为系统科学的工作,教师要想保证教学达到显著的效果,就要首先具有明确合理的信息化教学设计思路,还要能认识到信息化教学的内涵所在;其次,高职院校信息化教学设计思路包括明确教学内容、分析教学现状、明确教学重难点等;最后,针对实际状况提出相应的教学措施。
1信息化教学设计的基本内涵和思路
简单来讲,教学设计就是紧紧围绕专业课程的教学大纲,综合多种教学要素,并且根据学生特征而制定的教学方案。信息化教学设计就是在以往教学设计的前提下,运用信息技术手段,将多种技术引入教学方案中,而这些技术主要包括多媒体教学技术以及数字信息技术等等。化工生产的关键是化学反应,在高职院校化工类专业课程中化学反应器操作是主要内容之一。本文以固定床反应器作为例子,分析怎样高效完成信息化教学设备的环节安排。但是必须要在此说明,此次教学任务是在学生完全了解固定床反应器的工作原理、简单操作以及仪器参数的前提下进行的,最终的教学目的在于使学生了解基本的故障,以及分析固定床反应器出现故障的原因,而且可以采取有效的方式及时的解决。此外,也要求学生熟练掌握怎样利用仪表数据对化工生产运行状态做出准确的判断。
2高职院校化工类专业课程信息化教学设计思路
2.1分析教学内容
本文主要以高职院校化工专业课程《化学反应器操作技术》中固定床反应器教学单元中教学任务“常见故障分析处理”为例子实施信息化教学设计,课时共有两节。在学习这个教学任务前,学生已经初步了解固定床反应器的理论基础、工艺参数确定、开采以及正常操作的有关内容。利用这次教学任务的教学,教师要求学生必须要达到以下几个要求:学生需要分析造成运行工况异常的主要原因,可以适当的选择所采用的方法,并且结合仪表显示的数据信息来判断化工生产运行状态是否正常。
2.2分析学情
通常,高职院校化工专业的第四学期学生是教学对象,学生前三期已经通过一些专业基础课程的学习,了解专业基础知识。对于专业核心课程的学习,必须要通过很多实践性操作对所学的理论知识进行巩固与验证,而且了解微信、QQ、电脑等知识的合理运用;而且学生前三期已经做做苯加氢装置稳定运行、开车以及停车的操作,但是难免会存在异常的操作情况,造成操作中存在各种故障;尽管有了一些故障处理操作尝试,但是缺少故障处理分析思路;尽管有了某种岗位认知,但是难以真正体验到最真实的工作场景,无法有效分析和处理经常见到的故障[1]。
2.3信息化的教学环境和教学资源
此次教学设计中信息化环境和信息化资源都有高等职业教学资源库、电子教室。教师工作站、省级精品课程教学网站、仿真软件以及化工生产技术仿真机房等等。在最大限度上利用这些资源可以建立内容丰富、沟通快速、反馈全方位以及直观感性的教学环境。此外,还包括各种师生交流的方式,比如:微信、QQ以及电子邮箱等等。
3高职院校化工类专业课程信息化教学设计过程
信息化教学设计的重点是教学环节的安排,教学环节是否科学直接关乎到信息化教学是否能够正常实施,信息化教学环节坚持循序渐进的基本原则,耐心引导学生进行自发思索式学习。教学设计的教学主体是学生,学生课前进行预习,明确教学任务,实施具体的任务,教师进行总结,教师和学生之间互相评价,学生在做的过程中学习,在学习的过程中做,正确引导学生逐渐完成教学任务,使学生的综合素质得到大幅度提高。
3.1学前预习阶段
借助网络技术以及计算机的迅速发展,高职院校教学不仅可以为学生提供各种校外学习资源,比如:省级精品课程网站以及高等职业教育教学资源库等等,而且可以充分利用本校的教学资源平台。[2]对此,教师应该引导学生提前在这些平台上登录进去,查找且学习和课程相关的信息,为了确保该教学环节的顺利实施,教师可以运用教学平台使学生在网站上进行在线测试,并且结合最终的测验结果掌握每个学生的任务完成情况,对教学方案进行有针对性的调整。此外,在教学网站上教师必须要不断更新课程动态,使学生对教学安排能够提前了解。
3.2教学任务确定阶段
长期以来,固定床反应器的故障分析教是高职院校化工类专业课程的重难点,枯燥乏味的操作难以提高学生的学习兴趣,但是化工生产具有一定的危险性,所以应该引起学生的高度重视。因此,教师可以利用多媒体教学设备,通过播放视频、幻灯片等方法来引导启发学生,在新任务导入的时候,应该要求学生对化工生产的操作进行了解,明确认识到故障分析的重要作用。
3.3任务实施阶段
3.3.1教师演示
教师运用多媒体技术设备来模拟固定床反应器的苯加氢实验,再加以演示常见故障的处理思路,关键点是向学生清楚的传达思路。[3]在该过程中,教师要求学生应该紧紧跟上分析思路,在软件方面实行同步模拟,在学的同时进行操作,从而提升教学的有效性。
3.3.2教学方案的制定
实验任务必须要分组学习,教师应该安排学生划分成多个小组,正确引导小组成为合理利用教学平台的丰富资源,收集资料信息、讨论且制定教学方案,再将教学方案及时到教学平台上。
3.3.3正式点评
在经过第一轮和第二轮的教学方案制定,教师应该正式点评每个小组上传的教学方案,根据仿真模拟的最终结果,将各个小组方案的优势和劣势进行比较,并且引导学生之间相互沟通个人的观点,归纳总结具有可行性的操作方案。
3.3.4评价总结过程
民办高校相对于公办高校来说在机构体系方面有很大的灵活性,办事效率高。但是人们往往只看到了民办高校的共性,而忽视了其个性。很多民办高校由于办校时间不长,人员缺乏,规章制度还不健全,工作人员的主观能动性不高,在学校机构体系的建设中不免会引入公办院校的条例和思想,这也在一定程度上制约了民办高校的特色发展。
(二)课程设置
研究型本科的课程设置都是以理论课为主,辅以研究型实验。如果照搬研究型本科的课程设置,那么培养出来的既不是研究型也不是职业型的学生,这和我们的办学思想相矛盾,客观办学条件也无法实现,是对学生、对学校和对社会的不负责。应该实行适合职业型本科的课程设置,尤其要体现出“职业型”,加强和实际对接的实践课程,淡化理论,做到够用即可。对于职业型教育应突出职业特性,课程设置应体现职业文化素质课、职业通用技术课、专门技术课。
二、化学工程与工艺专业实践教学体系的构建
化学工程与工艺这个化工专业,在各类理工院校都有设置,根据自身的办学定位和思想,构建了各自特色的教学体系。而对职业型本科院校来说,要侧重实践教学体系的构建。结合高职办学经验和本科办学要求,化学工程与工艺专业实践教学体系的构建可以从以下几点入手。
(一)“3+1”模式
职业型本科的“3+1”模式来自高职的“2+1”模式,实践证明这样的学校培养加工厂培养是成功的。化学工程与工艺专业的学生在学校学习三年理论、实验课和实训课,最后一年下到工厂进行定岗实习,根据当地和周边工业经济发展需求,我们设立了石油加工方向和煤化工方向,可以把学生送到炼油厂或者煤制甲醇厂等对应的工厂进行工厂学习,真正达到学以致用的目的。
(二)校企结合
“3+1”模式的开展离不开企业生产单位的协助,需要通过校企结合来实现。为此银川能源学院除了依托宝塔石化对学生进行实习工厂再教育外,还和周边工厂签订了校企合作协议,主要有伊品生物、宝丰能源、中石化宁夏炼厂、达康精细化工等。这为学生的定岗实习提供了良好的锻炼机会。
(三)职业资格证
学校开设了特有工种职业技能鉴定,对化学工程与工艺的学生来说,可以选择化工总控工、化学分析工、水处理工、仪表维修工等工种。学生在学习了各类课程和实验课的基础上,按照自己的意愿选择工种。鉴定内容包括理论、实操和仿真,经鉴定合格的发放证书。职业资格证的考取,可以帮助学生获取更多的知识,锻炼更强的实践动手能力和分析问题的能力。
(四)加强实践课程
职业型化学工程与工艺专业的实践课程除了顶岗实习和职业工种鉴定外,还将开设各类实验课程和实训课程。根据毕业生的反馈信息和工厂的需求,我们开设了化工原理课程设计、化工管路拆装实训、化工设备拆装实训和石油炼制或煤化工综合设计等实践课程。
(五)职业技能大赛
化工类职业技能大赛的开展能增加学生的进取心,提高其学习和动手能力,也可以检验学习效果。学院每年都会组织校内职业技能大赛,化学工程与工艺专业的学生主要参加化工总控工大赛,筛选出的优秀学生再参加全区化工总控工大赛和全国化工类职业技能大赛。通过比赛培养学生的学习兴趣,也可以使学生通过比赛认识自我,找到不足。
(六)发展“双师型”教师
实践教学离不开教师。在实践教学中,除了各类设备仪器的需求外,更需要具有实际生产经验的工程师或教师,也就是需要“双师型”教师。学院一方面招收工厂来的化工工程师,另一面聘请工厂工程师及技术人员来校讲解实际生产过程。对于没有经验的校内教师,可以利用假期时间到工厂实习,即每年至少一次为期一个月的下厂锻炼。
关键词:化工原理;课程教学;革新
化工原理作为一门连接过程装备与控制工程专业与其它专业的重要基础课程,在实际教学的过程中,由于该门课程与化工原理结合不紧密,从而造成学生在学习过程中出现困惑、学习兴趣不高、学习敷衍等现象,教学水平和质量难以提升。因此加强对化工原理课程教学进行革新,才能让学生充分掌握化工生产过程中各个环节操作的基本原理和典型设备构造、操作原理、过程分析计算、实验研究方法、设备选型等基础理论知识,并在学习的过程中不断提升自身解决各种工程实际问题的能力,不仅为自身学习其它专业课程打下坚实的工程技术方法基础,还能促使学生进行计划性的未来职业规划,为教学实现培养出能在化工、石油、轻工、能源、环保、医药、食品等部门从事工程设计、技术开发、工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才的目标作出积极的推动作用。
1建立健全化工原理课程教学体系
课程教学体系的革新首先要立足于过程装备与控制工程专业的教学内容和教学特点,并基于社会对该专业人才需求的调研情况来明确课程教学体系的总体目标,以“教学要面向市场”来优化课程设置,以适应培养知识面广、基础扎实、弹性大、高技能的复合型人才需求,建立起新的化工原理课程教学体系。
1.1课程体系优化
针对现目前化工原理课程存在的课时少、教学内容片面、教学方法不当等问题来对课程体系进行优化与改革,可以通过以下两个措施来进行优化改革。
1.2增加课时
过程装备与控制工程专业课程的专业性较强,因此在实际教学中更加重视对其专业技能的教学而忽视了化工原理理论教学的重要性,因此首先要加强对学生的理论基础教学,通过转换教学的重视专业意识来控制专业课程总学时,将学时分配到化工原理课程中来,以此来增加专业的柔性。
1.3计算机教学与理论教学相结合
该门课程首先要求学生必须具备高等数学、物理、计算机技术和物理化学等基础知识,并通过理论与实践相结合的学习方法来掌握化工原理的相关知识,因此在进行课程体系优化时也要加强对学生计算机、人文基础教学的教学力度,通过让学生更好掌握计算机基础知识来提升学生掌握该门课程的综合能力,从而为之后的进一步学习和教学实践创造良好条件。
1.4教材的选用
教学课程体系的优化与改革将引起教学整体的革新,因此在教材的选用上也应该做到与时俱进,首先要针对当前社会的需求和总体人才培养目标来进行教材选用,将国家“十五规划”编写的新教材与本校教学实际和教学特点进行整合优化,并在条件允许的情况下进行教材的编写,让教材更加适用于实际教学。
1.5教学内容与教学方法的革新
教学内容的革新也要立足于教学总体目标和人才培养方案,在教学内容的选择上要坚持解放思想、与时俱进的理念来灵活选用适合教学实际的内容,一方面充分征求校外企业对于专业课程教学的期望和建议,另一方面认真分析学生的认知发展规律和学习需求,通过综合二者来实现教学内容的拓展和优化更新。在教学方法上的革新要坚持全面培养学生的教学目标为指导,通过比较式、启发式、互动式等多样化的教学方法来充分发挥学生的学习主动性,并结合多媒体教学来削减学生学习理论知识的抽象困惑,从而起到进一步完善课程革新、提升教学质量和水平的作用。
1.6理论与实践相结合
实践时检验真理的唯一标准,要加强教学的实践机会,通过实践来培养学生的动手能力和处理实际问题的能力,就需要学院建立起一定的实验室来满足实验教学的需求,通过增加新的实验项目来让学生获得更多知识和技能,充分掌握和了解该门课程的根本目的和实际价值。
2加强专业师资队伍的规划建设
教学的革新是一个三位一体的建设过程,即既需要学校对大的教学环境进行革新,也需要教学的主要参与者教师与学生来共同完成,因此要进一步加强对该门课程的改革,提升教学质量和教学水平,就需要学校加强专业师资队伍的规划建设,通过引进部分高学历高水平的人才来为师资队伍注入新鲜的血液。再者,对现有的师资队伍进行教育培训来提升整体的素养和技能,达到拓展和更新教师知识面、教学科研能力的目的。再者,加强校企合作共同培养人才,通过从企业邀请知识经验丰富的专家、工作人员等来对实际教学进行指导,并为教学提出见解,进一步推动课程教学的改革。
3结语
加强对过程装备与控制工程专业化工原理课程教学改革的主要措施需要从学校主体来进行改革,通过规划专业师资队伍建设、专业培养目标的定位和教学计划的修订、课程体系改革及优化、教材使用与更新、教学内容与教学方法及手段改革、增强教学实践等方面来实现课程教学改革,才能实现整体教学质量和水平的提高,培养出面向市场需求的复合型人才。
参考文献: