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“化工原理”講授的是生產過程實用技術,強調的是技術的工程應用。工程上的技術問題通常是在復雜的生產環境條件下發生的,解決方案亦要考慮復雜的環境因素。因而實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合作用的結果,遵循的是經濟效益第一、技術和環境并重原則,通常是多方面因素綜合考慮的折中方案。落實到復雜些的化工原理問題的解答通常是經過多次運算與討論分析,最終給出一個技術上可行、經濟上允許的方案。學生們經過多年的學習習慣了化學公式、數學公式的嚴格理論推導,習慣了簡單單一條件下解決問題的思路。因而培養學生們的正確處理工程技術問題的思考方式是這門課程的重要任務之一。通過計算題講解培養學生們的工程思想是一個有效途徑。“化工原理”的計算題型可分為設計型計算和操作型計算兩種。設計型計算是給定生產任務來選擇合適的設備,而操作型計算是根據給定的原材料工藝條件和生產設備確定產品能否達到要求。這兩類計算中,應用的原理是一樣的,但是思考問題的角度不同,同時還要考慮多方面的影響因素,通常是綜合條件的選擇。計算有時不是一次完成,而是需要試算,迭代計算。這種類型的問題在工程計算中是常見的。因而引導學生逐漸培養工程思維顯得尤為重要。本人在課堂教學中從技術經濟角度引導學生建立工程思維方式。技術上可行,經濟上合理是計算方案的實際要求。同時結合具體的例習題向同學們講解這兩類問題的區別與聯系。二者的有機結合利于學生們思維方式的建立和解決實際問題能力的培養。
二、加強與學生的交流
“化工原理”課程的學習需要有高等數學、物理化學等相關課程知識的提前學習與積累,而部分學生基礎薄弱,講授時應照顧到這部分學生的情況,盡量降低相關課程的難度,使學生降低對新知識的畏懼感。同時可以開展多種方式加強與學生的交流與溝通,了解學生對課程講授的看法和接受程度。如課下交換看法,通過網絡媒體進行交流和溝通,如加入學生班級的QQ群,和同學們暢所欲言;還可以發放調查問卷,對具體的問題進行調查。這些方式都可以收到良好的效果。
三、利用多媒體與網絡資源教學
多媒體、投影儀和電腦系統的使用在大學課堂上已經是普遍的現象。利用多媒體放映圖片、視頻、動畫等資料進行輔助教學,可以形象逼真地展現化工設備的內部結構、設備操作過程和生產工藝流程,使得復雜的結構和過程直觀形象化,抽象的概念得以簡單化,可以給學生一種很強的實物感,易激發學生們的學習興趣,調動其學習興趣和主動性,同時使得課堂既生動具體又內容豐富,增大課堂信息量,促進教學內容的更新和發展。
四、習題教學是課堂教學的重要內容
與學生課外交流時,學生對“化工原理”課程比較一致的意見是知識概念抽象,學起來模糊,易懂難用,即使明了概念的含義,用于解決實際問題仍有困難。因而在授課過程中適當地講一些相關的例習題非常重要,當有關章節講解結束后應當適時地增加綜合性例習題并詳細講解。首先仔細分析題目,將題目分門別類,了解題目是針對具體的哪一類工程問題,需要如何解決,慢慢引導學生能根據題意選擇合適的公式解題。適度講解例習題,這一教學實踐方法有利于學生們對基本概念的理解,有利于對所學公式的掌握和靈活運用,培養解題思路,教學效果明顯。
五、介紹科研工作和技術前沿的發展動態
課堂上書本知識的講授容易給學生們一種印象,知識都是生硬死板的,或許還是落后的。向學生們介紹當前技術前沿和發展動態,可以使學生們及時地了解最新的知識和工程狀況,加強感性認識,使知識具象化、時代化。
六、注重實驗課培養學生解決工程問題的能力
理論知識的學習是為解決工程問題做知識準備。學生們學到的知識在校期間只能通過做實驗得到驗證。實驗課與理論課及課程設計等教學環節是一個有機整體,讓學生們在實驗中掌握并驗證所學知識是“化工原理”課程學習的必不可少的環節?;ぴ韺嶒灳哂絮r明的工程的特點,從實驗中得到的結論,對化工設備及其單元操作具有重要的指導意義。實驗中對每個學生嚴格要求,每個學生都要認真負責地動手做實驗,親自取得實驗收據,并以嚴肅認真的態度寫出實驗報告。通過多個化工實驗的練習,提高學生理論聯系實際,解決工程問題的能力。
七、結語
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:
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劉秀軍,(1963.10-),男,河北,天津工業大學環境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
管山,(1969.11-),男,天津,天津工業大學環境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
盧素敏,(1967.07-),女,河北,天津工業大學環境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
郭玉高,(1976.04-),男,河北,天津工業大學環境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
卞?;?,(1983.11-),女,山東,天津工業大學環境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
摘要:《化工原理》普通高?;ぜ跋嚓P專業的重要專業基礎課,通過長期教學實踐,從培養學生興趣、利用多媒體教學、加強實驗教學等角度探討提高化工原理教學效果的方法與途徑。
關鍵詞:化工原理;課程教學
《化工原理》是高等院?;?、制藥、材料和環境專業的一門必修專業基礎課,也是很多高校的考研課程?!痘ぴ怼氛n程多在大二春季學期后開設。在這個階段,學生們已經系統學習了高等數學、大學物理以及無機化學、有機化學、物理化學和分析化學等基礎知識。而化工原理的主要內容是利用數學、物理和化學等自然科學原理,研究和總結實際化工過程中的客觀規律,并運用規律進行過程設計、工藝計算、設備的構造和選型等。從培養化工工程師的角度來看,化工原理在自然科學和解決化工實際工程問題間起著承上啟下的關鍵作用。從多年的教學實踐和學生的反饋來看,特別是對于初學者,化工原理公式繁多,理論抽象,枯燥、難于理解,即使學完原理,做題還是摸不到頭腦。.如何利用有限的學時,提高教學效果,是值得探討的問題[1-3]。筆者從自身的教學實踐出發,談談提高化工原理教學效果的體會。
1. 激發和培養學生的學習興趣
“興趣才是最好的老師”是愛因斯坦的名言。興趣,是認知需要的心理表現,是人對某些事物優先給予注意,是帶有積極情緒色彩的認識傾向,興趣可分為直接興趣和間接興趣?;ぴ硎且婚T實踐性很強的課程,不但與化工生產而且和很多生活中的實例密切相關。教學過程中,可以從這些生活實例出發,培養學生的直接興趣和間接興趣,激發學生學習熱情,形成學生的主動學習。學習過程中,由于學生對生活實例比較熟悉,可采用討論式教學法。在問和答的過程中,可有效強化師生的互動作用,使師生共處在動態合作的教學環境中,教學信息的傳遞和反饋得以及時進行。隨著討論問題的深入并不斷的解決的過程,可以充分調動學生的積極思維活動,提高學生提出問題、分析問題、解決問題的能力,可以極大地增強學生學好化工原理的信心和提高學生的學習興趣。
2. 合理的使用多媒體技術
當今社會的信息化速度日趨加快,隨著教育改革的不斷深化,化工原理教學已經離不開多媒體課件。學生在獲取知識的過程中,由于同學們的閱歷、理解力等方面的原因,很多化工設備學生們從未接觸過進而增加了理解的難度,例如板式精餾塔和填料吸收塔的主要部件和附件。對設備流程的不理解,也導致了對原理概念感覺抽象而難以理解。采用多媒體技術授課,教師可以從黑板的局限中解脫出來,全面照顧每一位學生。它以其直觀的畫面、形象的聲音,使抽象的內容變得直觀形象,能幫助學生更好地突破學習中的難點。多媒體能直觀形象地表達動態的過程,教師和學生處于主動的人機對話的學習狀態,易于喚起學生的學習興趣。多媒體技術的超級連接和隨意置換使教師可以靈活控制前后內容之間的銜接,既可單獨講解某個知識點,又可串起來前后連貫學習,使學生獲得連貫、系統知識。在教學實踐中發現,由于化工原理課程公式多的特點,如果一味的采用多媒體課件,學生的理解速度很難跟上公式播放的速度,導致學生對講授內容注意力下降,甚至放棄聽講。因此多媒體教學作為一種較新的教學模式,也有它的不足。在實際教學過程中板書和多媒體要相輔相成,發揮各自的長處,相得益彰才能收到較好的教學效果。
3. 注重實驗教學環節
實驗教學是教學過程中重要的一環。通過對實驗設備的認知與操作,學生不但可以深入了解課上所學的理論內容,而且對工程實踐中如何實現原理有更深刻的認識,這對培養學生解決工程問題思維大有裨益。此外,通過實驗,可以強化化工設備的操作方法。例如離心泵和旋渦泵的操作和流量調節各有什么樣的特點。這些設備的操作和條件對化工類專業同學的職業發展,是十分重要的。在教學過程中發現,很多的化工教學實驗裝置已經是高度集成的裝置,有的裝置甚至已經實現了實驗數據的實時自動采集。有的同學也反映,化工原理實驗就是按照老師的指示,動某個閥門,記錄相應的數據,整個過程比較枯燥。這對化工原理教師提出了更高的要求。在指導實驗過程中,要嚴格要求學生的實驗預習、實驗操作以及實驗數據的處理過程,在實驗過程中強化學生對實驗流程,設備結構的認知和了解,強化對實驗中各種現象的觀察和記錄,養成良好的實驗習慣。在期末考核過程中,增加對實驗部分的考核,從課程管理的角度引導學生重視實驗,從而提高整個課程的教學效果。
以上總結的是我們化工原理教學中的幾點實踐經驗。通過以上環節的實施,我們認為可以培養學生主動思考習慣以及應用知識的實踐意識。這幾個環節具有內在的統一性,在教學實踐中認真實行這些環節,并不斷拓新,以期使化工原理課程的教學效果更上一層樓。(作者單位:天津工業大學環境與化學工程學院)
參考文獻:
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關鍵詞: 獨立學院 化工原理 改革
隨著中國經濟的快速發展,高等教育成為大眾化的一種需求,獨立學院作為我國的一種新的高等教育形式應運而生,有效地緩解了國家高校教育資源的不足。獨立學院處于二本和專科之間,這決定著其教學的定位重點在應用型人才的培養;且獨立學院的大學生有著本科大學生的共同特點,但也有其鮮明的特殊性,如相對特殊的家庭背景、經濟狀況、心理認識和低于二本的入學成績等,是當代大學生群體中較為特殊的群體。尋找一條適合獨立學院的有特色的教育、教學途徑成為當務之急。
化工原理是化工類及相近專業的專業課程的重要基礎課程,它是一門理論和實踐緊密結合、引導學生由純理論學習向工程學習轉變的課程。該課程涉及的化工過程中常見單元操作的基本理論,以及應用于實踐的經驗總結,計算繁瑣、設備結構復雜,對學生的物理和數學方面知識的要求比較高,而獨立學院的學生恰恰在這方面有所欠缺,因而使用傳統的教學模式來講授化工原理難以獲得預期的教學效果。筆者從提高學生學習化工原理的興趣入手,對化工原理教學方法、教學手段和考核的改革等方面進行了教學探討。
一、提高學生學習化工原理的興趣
1.樹立對化工原理課程的正確認識。
一些學生學習化工原理的目的不夠明確,不知道為什么要開設和學習化工原理,學了有什么用處,學習興趣和動力不足,這將直接影響整個教學的效果。為此,筆者在第一堂課就使學生明確學習化工原理的目的及其用處,激發學生學習化工原理的動力,調動他們學習化工原理的積極性。
所有的化工產品都是對原料進行化學加工而得的,而加工過程是依賴于相關的化工設備才能完成,那么這些化工產品生產的物理過程依據其原理可歸納為幾個基本過程,我們稱其為單元操作[1]?;ぴ砭褪菍@些單元操作的基本原理和應用,設備結構的學習。可以說化工原理是從理論到工程的一座橋梁,不學好化工原理,化學相關學科的學習就止步于理論學習和研究。
2.鼓勵學生提高學習化工原理的主動性。
獨立學院的學生,特別是化學專業的學生,物理和數學的基礎不好,且自主學習的能力比較差。筆者通過對比國外一些私立高校的相關情況,增強學生學習的自信心,激起他們學習的勁頭。筆者在教學過程中穿插一些背景知識,如工程師在研究過程的軼聞趣事,調動課堂的趣味性,同時明確告訴學生可以在哪些方面做些努力,亦可留名化工史,提高他們學習的積極性。筆者用“案例教學”來引導學生思考,變被動接受為主動索求知識,盡可能地調動課堂,調動了學生的興趣和主動性。有了學習的興趣,一切問題迎刃而解。
二、教學手段和方法的改革
1.建設多媒體課件,提高理論教學質量。
隨著計算機的廣泛應用,多媒體教學以其圖文并茂、直觀、省時等優勢替代板書教學成為現代高校的主要教學手段。化工原理作為專業基礎課程,涉及單元操作的抽象理論和復雜的計算、設備結構等,單純使用一種教學手段,難以達到預期的教學效果。筆者有機地結合兩者,優勢互補。針對抽象的理論,筆者采用動畫模型,使其具體化,加深學生的理解;針對設備教學,筆者采用圖片、動畫、視頻和設備模型的方法,把實物呈現在課堂上;針對復雜的計算,筆者采用板書的方式,慢慢推導,以利于學生思考和理解。
2.“案例教學”的課堂教學。
案例教學是指從熟知的案例入手,拓展其基本原理、可能存在的問題和解決方法的一種教學方法,貫徹了“學為主體、導為主線、知識傳授與能力培養并重”的原則,將教學主體從“教”轉移到“學”,最大限度地培養學生的能力[2]。案例教學可以讓抽象的理論講授變得生動,有生活來源,可以激發學生的學習興趣與求知欲,培養學生的自主思考能力。這些案例必須貼近生活,應從學生熟知的方面取材。例如,在農村,家里修建了新房,期望在用水方面有著類似于城市自來水一般的方便,我們可在房頂修建水房,但是水怎么上去?可用泵泵送,那么我們該怎么來選泵、使用泵呢?筆者通過一系列的提問,引導學生討論、思考、提出問題,然后針對問題,讓學生自己提出可行性的解答,活躍了課堂。筆者針對這些問題進行較深入的理論探索,離心泵的教學在輕松地課堂環境下完成了。同時,筆者針對不同的專業對教學內容進行調整,例如生物專業,對萃取等章節進行詳細深入的分析,而對化學專業則對精餾等章節重點講解。
3.仿真模擬結合實驗的實驗教學。
化工原理實驗教學的目的在于培養學生的工程觀念、創新能力和實踐動手能力,使學生具有應用化工原理理論知識分析和解決工程實際問題的能力?;ぴ韺嶒炐枰囟ǖ牟僮髌脚_――搭建實驗室用單元操作實驗平臺,我?;ぴ韺嶒灀碛信c教材配套的單元操作平臺,但每個單元操作只有一個實驗平臺,這為化工原理實驗的開展設置了一定難度。組織一個班的學生一起來實驗,學生只能是走馬觀花地看看,根本無法達到預期目的,實驗的布置亟待改革。筆者采用仿真軟件模擬與實驗相結合的方法來解決上述問題。首先把相關的仿真軟件發放給學生,要求預習;然后在課堂上演示,并講解;最后學生分為小組分批進入實驗室進行實驗,每個學生都有機會動手實驗。實驗報告的撰寫也進行了改革,結合仿真實驗,把實驗結論部分寫成小論文的形式,使學生充分地利用化工、數學和仿真結果等方法,提高其邏輯思維能力、推理能力及解決問題的能力。通過一個學期的實踐,學生的實踐動手能有明顯的提高。
三、考核方式的改革
基于獨立學院學生自主學習能力較差的特點,采用傳統的以期末考試一卷來評判學生功課通過與否,并不能達到培養學生自主學習目的,反而會使學生形成在平時放松而期末死記硬背的不良學習習慣。針對這種情況,筆者針對化工原理課程提出了過程考核結合期末考試的考核改革,具體改革方案如下:
1.制定考核方案。
化工原理考核方案分為幾大塊:作業、課堂小測試(每章一次)、實驗、考勤、期末考試。依據比重,實行獎勵,直接納入期末成績,例如課堂小測試最終平均值達到90分以上者獎勵4分,80―90分獎勵3分,70―80分獎勵2分,60―70分獎勵1分。
2.制定表格,記錄實施情況。
制定表格,詳細記錄整個教學過程的考核情況,通過一個學期的實施情況來看,這種方法能有效地調動學生的學習主動性,也減輕了期末考試的壓力,取得了較為理想的效果。
四、結語
教學改革是一項系統工程,也是一項細致而又必須全力來做的工作,需要教師、學生、學校相關職能部門共同推進。對于獨立學院而言,其應用型人才培養的社會定位,要求學生在學習化工原理的同時不僅要學好理論知識,更要做到能應用于實踐,服務于企業。
參考文獻:
關鍵詞:化工原理;教學改革;教學方法
基金項目:吉林農業大學教改示范課校級優秀課《化工原理》
中圖分類號:G40 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-01-0093-1
化工原理不僅是化學工程及其相近專業,也是食品、制藥、生物、環境、輕化、高分子等專業必修的一門重要專業基礎課,是連結基礎課與專業課之間的紐帶?;ぴ碛质且婚T工程學科,它和工程應用的結合非常密切。在培養學生工程學的觀點,提高學生工程應用與創新能力方面起著重要作用[1]。但是,學生普遍反映該課程較復雜難以理解,筆者認為這是由《化工原理》課程的特殊性所決定的。
因此,作為《化工原理》課程的授課教師,如何把握課程特點與相關專業特色的統一,使學生學好這門課程就顯得尤為重要。筆者通過對不同專業學生的教學研究,總結了自己的一些觀點,以供參考。
1 明確教與學的關系與地位
以教師為中心灌輸理論知識,教學中只注重知識的傳遞,忽視動手能力、獨立思考能力、自學能力與創造能力的培養理念是教學改革的嚴重障礙。隨著社會的發展這種理念不再適合教學和社會的要求。現在教學的突出特點是,以發展學生智能為出發點,充分發揮教師的主導作用,充分調動學生的學習積極性,尤其注意學生學習方法的研究。確立教學活動中學生的主體地位,發揮學生的主體作用;要有重視實踐的觀念,應讓學生在實踐活動中鍛煉成長。但是,要想充分發揮學生主體作用,必須發揮教師的主導作用。主導是為主體確立的,而不能削弱、代替或否定主體。發揮主導作用,是為了發揮主體作用。
2 多種教學方法,生動靈活
優化教學方法和手段有利于學生對教學內容的理解,有利于充分調動學生的主觀能動性、積極性,有利于培養學生的自學能力、分析能力、總結能力和解決問題的能力。為此,我們在教學中運用了如下的教學方法[2-3]:
2.1 采用多媒體教學
采用現代化教學手段是解決有限的課堂教學時間與豐富教學內容之間矛盾的有效途徑。豐富的多媒體課程教學軟件開發與運用,將教授的知識以各種音頻信息、文本、圖像、視頻等方式生動、形象地表達, 有利于提供感性知識,啟發思維能力,有助于化難為易加深理解,進一步激發學生的學習興趣。有利于學生對比較復雜、抽象知識的理解,為掌握知識創造有利條件。增強學生的感性知識,引導學生分析、歸納、綜合、形成科學概念和思想,掌握事物的本質和發展規律,進一步提高抽象思維能力和概括事物的能力。
2.2 培養學生工程性的意識
《化工原理》是一門實踐性和綜合性的工程技術課,是從事相關工程生產工作的理論支柱和基本指導?!痘ぴ怼返膶W習在掌握扎實的理論知識前提下,還要掌握必要的工程知識和實踐。一般認為工程概念包括:理論正確性、技術可行性、操作安全性和經濟合理性。這四個方面相互關聯、相互影響,組成一個有機的整體,理論正確性是前提,技術可行性和操作安全性是關鍵,經濟性是整個概念的核心。
3 知識的銜接與拓展
3.1 基礎知識的銜接
教師在教授《化工原理》課程時,要立足于所教授知識內容的來源基礎,即采用已學過的知識作為現在所學內容的基礎,并在此基礎上結合相關知識點進行具體應用。指導學生牢牢把握基礎知識和基本技能這一環節。而學生要想學好這門課程必須具有扎實的基礎知識和基本技能?;A知識要連成線,穿成串,結成網,形成體。
3.2 拓展與專業相關的知識點
在教學過程中,可以通過提問提出相關專業中某些內容(該內容是其他科目的常見問題或知識點),教師利用正在學習的知識來解釋說明這些內容體現的原理。使學生知其然,知其所以然。例如,在微生物搖床培養過程中,搖床轉速的大小對微生物生長的影響,主要體現了流體動力學中流體流速對物質傳質和傳熱的影響,即轉速越快,傳質與傳熱的效率越高,但是達到一定程度,流體的剪切力對微生物又會產生一定損傷,所以微生物在搖床培養過程中要注意轉速的控制。
4 教師自身素質的提高
教師在教學過程中起主導作用,教師在具備本專業扎實地基礎理論、基本知識和技能的前提下,為了更好的提高教師自身能力,完善自身的體系只有不斷的擴充自身的知識,必須熟悉本專業最新的科研成果和發展前沿;必須了解與《化工原理》課程相關的專業知識;還應該追蹤新興學科知識的進步,及在本專業方面的應用。自身的知識結構要多元化,實現學科交叉,知識互補,活躍學術思想,深入開展學術交流,更大程度的提高和發揮自身的積極性和創造性[4]。
總之,課程教學是一項綜合性系統工程, 課程教學方法的改革,是教學研究的永恒的課題,是提高教學質量的關鍵。教師在鼓勵創新精神、培養創造能力的合格人才的同時還要具有全面發展的整體觀念,樹立以學生為主體的觀念、重視實踐的觀念、教育思想發展的動態觀念及教書育人的觀念。
參考文獻
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為適應不同專業學生的學習要求,針對不同的對象因材施教,編制了有針對性的教學大綱及相應的教學日歷。由于課時少任務重,為了達到教學的效果,筆者采用了四步法的課程教學方法進行了改革探索,即培養學生課前有效預習,課堂教師高效的講授,學生課后及時的討論鞏固,教師推薦相應的課外輔導教材進行復習。
(一)課前有效預習
追求課堂教學的高效率是每一個老師不斷追求的目標,它使教學過程最優化,教育效果最大化,這與學生課前進行充分有效的預習是必不可少的。課前預習的重要性幾乎都清楚,但是少有學生可以真正做好預習。筆者根據理論課堂上講授知識和要求,提前給學生精心準備課前導練,讓學生田有針對性的進行預習和思考。一般會設置幾個與實際生活相關的工程問題,讓學生帶著問題去預習,容易激發學生的興趣和好奇心去解決,為高效的理論課堂提供有力的保障。
(二)課堂高效的講授
課堂學習是在教師指導下主動地掌握知識,形成技能,發展智力和培養能力的過程,是學生獲得知識的重要途徑。筆者課堂教學重視人性化教學,突出學生在課堂教學的重要作用,充分發揮學生能動性,盡量多利用工程實際案例進行分析和講解,通過工程實際來鞏固課堂知識與,培養學生的工程觀點。授課教師將傳統教學手段與現代教學手段的有機融合,ppt教學以動畫、錄像等形式豐富課堂教學內容,提高教學活動的生動性,激發學生聽課熱情。另外恰當的板書對于公式的推導、基本原理和難點內容的講解非常重要,加深了學生對課堂重難點的了解。
(三)課后及時鞏固
理論課堂講解內容較多較快,學生在課堂上主要精力放在聽講、理解和記重難點的內容。而課后可以根據各大高校的精品課程網絡教學提供的課件進行鞏固,進一步加深對知識點的理解和掌握,提高學習效果。另外利用E-mail、QQ等網絡工具和學生進行實時交流和互動,答疑解惑,增強學生對知識的理解。
(四)教師推薦相應的輔導教材
針對不同層次和不同需求的學生有目的性的推薦課外輔導材料,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,越來越多教學資源的開發與使用。天津大學、大連理工大學、北京化工大學、南京工業大學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,從而向有考研意向的學生們重點推薦以上學校組織編寫的教材和課后習題冊。學生們課后如果有了相應的輔導教材進行課后復習鞏固,學習效果就大不一樣了。
二、課程教學手段的改革探索
在有限的條件下盡量收集一些實物模型或者比較形象的圖片盡可能進行直觀教學,學生的理解更形象化,多媒體輔助教學更生動,學校設有現代化多媒體教室,專人負責管理,購置了武漢大學的《化工原理多媒體教學課件》等多媒體教學軟件,本教研室教師自行設計制作多媒體課件多件,使用了多媒體輔助傳統的板書授課,取得較為滿意的教學效果。在以后的工作中.應進一步研究解決在多媒體教學中出現的新問題,使多媒體教學這一現代化教學手段在化工原理教學改革中發揮更大的作用。
三、結束語
摘要:介紹了《化工原理》教學的現狀,提出了提高《化工原理》教學效果的有效探索—多樣性寫作。從學生對多樣性寫作的認識、培養用公式解決問題的習慣、教師布置多樣性寫作練習的模式等方面闡述了保證多樣性寫作有效實施、提高學生課程學習效果的多種舉措。通過教學改革使學生更積極地參與到理論教學活動中,增強學生學好化工專業知識的信心,化工原理教學改革取得了預期的目的。
關鍵詞:化工原理;教學效果;多樣性
寫作化工原理是化學工程與工藝、環境工程以及生物化工等大化類學生必修的一門重要的專業基礎課,在學生從基礎課程學習到專業課程學習過程中起著承上啟下的作用。其課程建設和教學改革歷來是各大專院?;I教改工作的重要內容。
1《化工原理》教學的現狀
化工原理是一門實踐性很強的課程,課程涉及的單元操作很多,每一個單元操作又包含大量的方程、公式和圖表。大量的知識點需要理解、記憶并和實際過程相結合。一直生活在象牙塔中的學生初學化工原理時,或多或少都會有一種不得要領,甚至被繁雜公式淹沒的感覺,覺得這門課程很難,逐漸失去了學習的積極性和主動性。如何采取有效措施促進學生主動思考、大膽提出問題、增強課程學習的主動性并最終提高學習效果成為從事《化工原理》教學的教師亟待解決的問題。長期以來,筆者一直致力于探索將多樣性寫作活動和批判性思維結合到《化工原理》教學中的方式和方法,引導學生積極地投入到化工原理課程學習中,真正從理論學習中受益,使理論教學落到實處。
2多樣性寫作的定義
歐美國家于上個世紀末將“多樣性寫作”貫穿到高校所有學科教學中,以培養學生批判性思維,提高學生的學習主動性。多樣性寫作不是語文課中的“作文”,而是從寫幾行(如授課結束時,教師要求學生寫出感到困惑的問題或概念)到一頁(如預習教材內容,寫出已經領會的東西、難于理解的知識點及最需要老師解釋的東西)到幾十頁(如學期論文)等各式各樣的寫作活動?!岸鄻有詫懽鳌钡哪康牟皇翘岣邔懽魉?,而是培養學生對學科問題進行批判性思維、分析和辯論的能力,深受歐美廣大師生好評。
3多樣性寫作在《化工原理》雙語課程中的探索
筆者在教學過程中采取了多種開展“多樣性寫作”的措施,逐漸獲得了學生的認可,達到了教與學的雙贏,取得了很好的效果。
3.1學生對多樣性寫作的認識
在課程中開展多樣性寫作,學生勢必要完成更多的書面作業,這樣就會犧牲一定的業余時間。所以,起初部分學生會認為:這么做簡直是“無用功”,對這項工作有抵觸情緒,但迫于任務才無奈將其完成……在總結知識點的過程中,學生逐漸發現教材的利用率提高了,原來完全不懂,或一知半解,根本不成體系的許多知識點在總結完成后變得脈絡清晰起來。不僅如此,學生還發現了各個知識點之間的聯系,雖然上課時老師也會提及,但是通過自己努力得來的結論印象更深刻。通過多樣性寫作,學生自己對本門課程的把握更加準確,并能知道怎樣用學到的知識指導實際生產過程。以化工原理作為考研科目的學生逐年增加,考研錄取率也逐年上升。
3.2培養用公式解決問題的習慣
《化工原理》是一門和工程實際結合非常緊密的課程,教材中有大量的公式、定理。由于長期的填鴨式應試教育學習習慣,學生往往只對“結果”和“成績”過分重視,他們機械地記憶課本上的定義、公式、定理,甚至有些公式在印刷上有明顯錯誤時還全盤接受。絲毫沒有進行質疑的跡象,學生久而久之就變成了背誦的機器人。為了改變這種不求甚解的現狀,筆者在教學中重視培養學生針對具體問題利用所學理論知識提出全面解決方案的能力。學生剛開始接觸實際操作性問題時,往往手足無措,即使部分學生能提出一兩條措施,但通常都不全面,工程實施起來存在困難。如何讓書本上的公式、定理活過來,使其在分析實際問題中發揮作用,提高學生對知識點的理解,開放學生的思維成為研究的重點。
筆者在布置寫作任務時會有意識地設計一些與實際關系緊密的問題,先做適度引導,然后再要求學生課后利用所學公式、定理分析最終實現解決實際問題的目的。例如:離心泵的安裝過程需要避免氣蝕,那么如何有效地避免氣蝕呢?如果拋開公式,學生所提出的措施就會很分散,不是很全面。但如果把允許安裝高度公式(Hg=p0-pvρg-NPSHR-Hf,0-1)擺出來,大家就會知道,避免氣蝕發生的最好辦法就是設法提高允許安裝高度Hg。增大Hg的的方法是增大液源的壓力p0、降低流體在工作溫度下的飽和蒸汽壓pv、減小吸入管路的能量損失Hf,0-1等。教師可以接著問:“如何降低飽和蒸汽壓?如何增大液源壓力,以及怎樣降低吸入管路能量損失?工業上最容易采取的措施有哪些?”學生就會積極參與討論,得出各種切實可行的方案。最后引導學生得出“在不同的工作條件下,主要措施會有所不同”的結論,教會學生不能教條地研究問題,要養成具體問題具體分析的能力。
3.3用短小的寫作練習代替章節總結多樣性
寫作的方式很多。改革之初,筆者要求學生書寫章節總結。章節總結進行了一個學期后取得了很好的效果,但是同樣也存在問題:(1)總結須在一章結束后才能進行,且每次書寫的內容非常多。時間久了,學生的懶惰思想就會滋生,敷衍了事、隨便交差的現象亦會出現;(2)很多學生總結寫得很好,但是對很多重要細節理解的還不夠深刻。比如:學生都知道用轉速調節流量比較經濟實惠,卻不知道這樣做的利弊是什么,什么時候采用該法更合適。即使上課時老師強調過、分析過,但是如果沒有及時進行歸納總結,這部分知識點很快就被遺忘,進而淹沒在長篇總結中成為盲點。為了解決這些問題,筆者認真分析各個單元操作,將每一單元操作的重點、難點內容拆分為若干個小問題,然后將這些小問題隨堂發放給學生,讓學生的寫作由易到難,由短到長。引導學生圍繞著一個個小知識點進行具體論述。用短小的寫作練習代替冗長的章節總結能使學生克服畏難情緒,讓他們有針對性地去探詢這些細節,強迫他們去辯證思考。學生對知識點的掌握變得更加全面,分析解決實際問題的能力自然就提高了。
3.4鼓勵個性化寫作課題組最初布置得多樣性
寫作題目是整齊劃一的,即每個學生的題目都是一樣的,這樣就不可避免會出現抄襲現象,寫作任務流于形式,不能達到預期的目的。為了使每個學生都能從多樣性寫作中真正受益,課題組實行小組學習,每組不超過兩人,鼓勵他們圍繞所學知識尋找一個切入點,作為研究的目標,題目可以自擬,也可由老師提供。題目不在于大,要求學生自己查資料,展現自己的idea。鼓勵學生編程,或設計實驗過程,并制作成PPT,讓學生走上講臺對自己的研究內容進行講解,展現自己的風采。這樣做還收到了另外一個效果———克服了中國學生不習慣展示自己,不習慣表達自己的觀點的狀況,使學生克服心理障礙,開放自己的心態,積極地投入到課堂教學活動之中。
3.5提供總結范文
Summary沒有固定的格式,也沒有規定的篇幅。筆者批改學生交上來的總結時發現:部分學生不知道怎么寫,他們只是簡單地抄寫每一節課的公式,公式推導,或一段英文,不管有用的還是沒用的,林林總總寫了一大堆,并沒有達到預期的目的。為了使學生明白寫總結的目的不是抄書,而是為了讓他們能站在一定的高度審視整個章節,自己獨立發現各個知識點之間的聯系,從而弄清楚解決相應的工程問題的步驟、方法和注意事項,加深理解,提高自己分析解決問題的能力。筆者自己寫范文,向學生展示如何用英文圍繞一個具體的生產任務將該章節中的所有知識點串聯到一起的方法。有了教師的示范,學生今后的總結就有了大致的方向,他們再也不會忙著抄寫大篇幅的課文,而是先有意識地看書,待熟悉課程內容后再進行自主寫作。學生寫作的條理更清晰,速度更快,效果更理想。
4結語
知道某個知識點和用它來獨立思考解決問題完全是兩碼事。學生可能已經會用所學公式做作業了,但是卻從來沒有徹底明白這樣做的目的所在。教學過程中,我們應盡力避免向學生一點一點地灌輸什么事實,相反,鼓勵他們獨立思考才是正道。獨立思考的過程中需要解決一些問題,這有助于真正理解某個概念。這種思維方式能夠激發學生的興趣,鼓勵他們更加深入地鉆研,從而使他們永遠都對一切充滿好奇。多樣性寫作就是促使學生獨立思考的一種有效方法。
參考文獻
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