少學時化工原理課程教學設計分析

時間:2022-07-13 16:04:50

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少學時化工原理課程教學設計分析

摘要:學時化工原理是化工相關(guān)專業(yè)開設的專業(yè)基礎課,針對教學過程中存在的學時少、內(nèi)容多、綜合性強、難理解等問題,文章從教學內(nèi)容、專業(yè)針對性、教學方法的選取、課程考核形式等方面進行初探,促進學生更好地掌握化工原理理論知識,提升教育教學質(zhì)量,以滿足專業(yè)人才培養(yǎng)目標需求。

關(guān)鍵詞:少學時;化工原理;教學探討

化工原理是高等院校化學工程與工藝、輕化工程、石油、生物等相關(guān)專業(yè)所開設一門重要的技術(shù)基礎課程,是連接基礎課與專業(yè)課的橋梁,同時該課程又與工程實踐聯(lián)系密切,因此又是一門工程學科,具有很強的理論性和實踐性。非化工專業(yè)化工原理課時從72課時到36課時不等,而課程涉及“三傳一反”、涵蓋7-8個化工單元操作,工程實踐性強,知識面廣,內(nèi)容多難度較大;又因?qū)W生對化工生產(chǎn)過程缺乏了解,在學習過程感到課程內(nèi)容枯燥,晦澀難懂。如何在少學時、內(nèi)容多的情況下完成該課程的教學任務、達到專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求是一個亟待解決的問題。本文基于應用型本科院校辦學理念,結(jié)合少學時化工原理課程中存在的問題,從課程的教學內(nèi)容、教學方法、教師“教”與學生“學”進行初步的探討。

1少學時化工原理教學挑戰(zhàn)

1.1學生接受程度低,缺乏興趣

一方面少學時相關(guān)專業(yè),學生相關(guān)的先修課程等知識儲備相對薄弱,又因涉及的數(shù)學、物理模型較多且抽象,導致學生學習理解起來困難,有畏難情緒,影響學生學習積極性。另一方面化工課程實踐性強,而授課教師在教學過程中偏于理論,在一些化工常用的單元操作的設備上很少提及。例如在吸收章節(jié)講授中,授課教師重于在吸收塔的理論計算,而填料塔的結(jié)構(gòu)、填料的性能、工程生產(chǎn)中吸收塔出現(xiàn)的故障案例等忽略不講,學生不能直觀的感受,接受程度逐漸的降低,加之填鴨式的教學,又進一步挫敗了學生的興趣。

1.2與專業(yè)所需存在差距

少課時的教材大多都是在長課時教材的基礎上進行主體內(nèi)容的刪減,內(nèi)容相對比較寬泛,沒有針對某一個專業(yè)進行設置。我校輕化工程專業(yè)偏向紡織,限于師資隊伍、教學資源的因素,授課教師在課程調(diào)整的針對性,構(gòu)建合理的適合專業(yè)特色“精而簡”知識體系、兼顧教學內(nèi)容的深度與廣度等方面缺乏經(jīng)驗,以致課程與專業(yè)很難形成有效協(xié)同。授課教師能否精準的把控課堂、精簡課程內(nèi)容,在短時期內(nèi)完成教學目標,保證學生后續(xù)的專業(yè)課順利完成、達到人才培養(yǎng)目標要求等方面,是一個不容忽視的挑戰(zhàn)。

1.3課程考核評價的手段單一

以往課程的評價側(cè)重期末考試,終結(jié)性考核結(jié)果一票否決,考核形式過于單一,學生的綜合素質(zhì)不能全方位的反饋,亦不能充分調(diào)動學生在學習過程中的積極性、主動性和創(chuàng)造性,與踐行“以學生為中心”的教育教學理念、實現(xiàn)從注重知識傳授向重視學生能力和素質(zhì)培養(yǎng)轉(zhuǎn)變有一定的偏差。同時授課教師在教學過程中缺少及時、動態(tài)的反饋,無法及時有效地調(diào)整課程教學內(nèi)容和教學方法,以致教師“教”與學生“學”不同步。

2少學時化工原理教學的初步探討

2.1優(yōu)化教學內(nèi)容,提升教學效果

化工原理課程開設的目的是培養(yǎng)學生工程觀念,運用所學習的基礎理論知識分析和解決化工單元工程操作實際問題,具有較強的專業(yè)性。為保證教學質(zhì)量、滿足教學目標,在有限的課時內(nèi)讓學生掌握與之專業(yè)相關(guān)的要點,合理有效的進行優(yōu)化精簡教學內(nèi)容是十分必要的。我校輕化工程專業(yè)化工原理課程為36課時,考慮專業(yè)課程的銜接,我們對第一章中流速的測定、第三章中離心沉降臨界粒徑、第四章傳熱平均溫差公式推導等進行刪減;在物理化學中涉及的亨利定律、烏拉爾定律、熱輻射等進行了精簡。對相對簡單的章節(jié)如干燥過程,縮短學時至3學時,學生通過網(wǎng)絡慕課資源進行自學;對傳熱、吸收過程找出內(nèi)在聯(lián)系進行類比分析,適當減少章節(jié)課時數(shù)。除此之外,為適應新技術(shù)的發(fā)展,課程中適當結(jié)合納濾膜技術(shù)、超臨界萃取等,拓寬學生的知識面。我們在教學內(nèi)容上仔細推敲,注重學生在實際案例的分析以及工程原理的應用。

2.2結(jié)合專業(yè)課知識,兼顧廣度和深度

少學時化工原理本來就面臨課時少、內(nèi)容多的問題,若按照傳統(tǒng)的教學方式進行,則后面章節(jié)出現(xiàn)滿堂灌,學生將失去學習的興趣。在有限的課時內(nèi),結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標以及專業(yè)方向,以需求為導向,凸顯課程的針對性,結(jié)合實際生產(chǎn)過程中的案例貫穿思政元素,更有利于學生掌握知識。以我校輕化工程專業(yè)為例,雖然干燥章節(jié)縮短至3課時,但是在專業(yè)的學習中也是至關(guān)重要的,課堂講授以印染布料烘干過程為例,講解物料衡算、能量衡算、布料含水率如何檢測,利用廢氣的余熱經(jīng)換熱器對布料烘干,將干燥知識點與傳熱相結(jié)合融會貫通,同時挖掘思政元素,培養(yǎng)學生的節(jié)能減排意識。教學內(nèi)容與專業(yè)相匹配,學生在課程中積極活躍、學習興趣提升,教學的成效明顯。

2.3提升教學方法,提高課堂教學效率

我們依據(jù)不同知識點進行分類,針對性的選取灌輸式、啟發(fā)式、探索式中適宜的教學方法策略,提高課堂效率,讓學生學有所獲。化工原理課程單元操作中設備多,“灌輸式”的課堂教學,內(nèi)容枯燥且抽象,但是通過用現(xiàn)代化的教學手段,將設備的結(jié)構(gòu)、設備的工作原理等以可視化的形式展現(xiàn)給學生,提高了學生的積極主動性、促進學生的學習效果。如在流體輸送設備中,將離心泵的結(jié)構(gòu)以3D動畫展示給學生,學生對離心泵的泵殼匯集液體、能量轉(zhuǎn)換的作用的理解自然水到渠成;吸收、精餾等操作設備,采用動畫生動形象的演示,學生對設備、工藝流程的運行情況理解更深,學習興趣愈發(fā)濃厚。以學生為主體,合理設置形成性評價考核機制,根據(jù)授課內(nèi)容合理設置問題、案例,啟發(fā)學生以問題為導向自主思考,達到獲取知識,解決問題的能力。如在流體流動章節(jié)設置為什么火車站臺上設置安全白線、飛機為什么能在天上飛,以身邊的實際案例加深學生對伯努利方程的理解;在傳熱章節(jié)中,通過水壺的保溫原理把三種傳熱方式呈現(xiàn)出來,結(jié)合太空三人組,把我國自主研發(fā)的新一代“飛天”艙外航天服引出,航天服如何進行熱防護、溫度調(diào)節(jié)娓娓道來,這個具有中國特色、自主研制成功的艙外航天服創(chuàng)造了一個世界奇跡,彰顯我國綜合實力,大大增強學生的民族自豪感?;ぴ砩婕暗墓こ虇栴}多,適合開展探究式教學。如在對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式的學習中,拋出問題:“低粘度管內(nèi)強制對流可不可以一味地增加流體的流速來提高對流傳熱系數(shù)ɑ”,通過分析我們知道流速增加,當流動進入阻力平方區(qū),流體的阻力損失將大大增加,這時出于經(jīng)濟性的考慮,勢必有一個適宜的流速,從而幫助學生樹立工程概念,增強工程意識。

2.4改進課程考核體系,全方位考核評價

以往的課程考核方式中平時成績占40%(包括學生出勤率、平時作業(yè)筆記、期中測驗),期末考試占60%(閉卷考試),對學生的學習好壞的評價,很大程度上通過一紙考試而定性,然而學生是否真正掌握知識,學習的效果怎樣沒有很好的評判。為加強學生學習過程考核,從知識傳授逐漸向?qū)W生能力、素質(zhì)培養(yǎng)方向轉(zhuǎn)變,依據(jù)學校下發(fā)的課程考核形成性評價實施指導意見,將課程的考核方式由“一票否決的期末考試”過渡調(diào)整至“過程性評價+終結(jié)性考核”,將考核關(guān)口前移,同時優(yōu)化過程性、終結(jié)性占比,豐富考核內(nèi)容。過程性的考核調(diào)整至50%,注重課前、課中、課后的全方位考核。課前,利用雨課堂發(fā)布預習資料,通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的調(diào)取反應學生的預習情況以及學生的反饋,掌握學情及時調(diào)整改進上課的方法與手段;課中,結(jié)合化工原理課程的特點,充分利用智慧教室等現(xiàn)代教學資源啟發(fā)式的案例討論,全員參與,采取小組自評、互評、老師點評的方式進行考核,加強師生之間的互動,提高學生學習主動性,達到激勵作用;課后,布置典型的工程案例的作業(yè)、學生畫章節(jié)知識點思維導圖,讓學生系統(tǒng)的掌握知識點的內(nèi)在聯(lián)系。通過課前、課中、課后全方位的對學生的學情進行跟蹤評價,形成“反饋—分析整改—實施—再反饋”良性的循環(huán),平衡教師教與學生學的關(guān)系,最終達到改進學生的學習的目的。終結(jié)性考核占50%(閉卷考試),考試除了針對主要知識點的考核外,結(jié)合專業(yè)所需,從實際問題出發(fā),以典型作業(yè)為案例,圍繞學生綜合能力提升,積極探索增加實踐能力考核和創(chuàng)新能力考核題型,建立適應“新工科”發(fā)展的化工原理課程考核體系。

3總結(jié)

本文針對少學時化工原理在教學上存在的一些問題進行分析,從優(yōu)化教學內(nèi)容、凸顯課程的針對性、教學方法的選取、改進課程的考核方式等方面對我校輕化工程專業(yè)的課程改革進行了初步的探討,旨在平衡教師“教”與學生“學”的關(guān)系,重點突出以學生為根本教育理念,培養(yǎng)應用型本科院校學生工程思維能力。目前我們正在積極修訂新的人才培養(yǎng)方案,勢必對課程的設計及教學的方法提出新的要求,教學也要與之適應,因此少學時化工原理教學探索與實踐也是動態(tài)的,是一項長期的工作。

作者:陳軍偉 單位:新疆科技學院