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主要任务是使学生掌握化工生产过程中涉及的主要化工单元操作的基本概念、典型设备的构造、基本操作原理等知识并能够进行单元操作过程的工艺计算。实验教学环节的基本任务是使学生了解各化工单元操作原理、流程,使学生掌握典型化工设备的特点、性能和基本操作,加深对化工原理基本理论、基本知识的理解。化工原理课程设计是继化工原理理论教学和实验教学之后安排的一个总结性、综合性的实践教学环节。通过该实践环节的训练使学生能综合运用化工原理的基本理论知识以及先修的物理化学、机械制图、化工制图等课程理论在规定的时间内完成给定的化工设计任务,即设计出符合一定生产要求的化工单元操作工艺及设备。通过化工原理课程设计让学生了解化工设计的基本内容,掌握化工设计的一般步骤和方法,重点培养学生的工程意识和分析、解决工程实际设计问题的能力。课程设计不同于一般的课程作业,需要学生根据设计任务,确定自己的设计方案,查取资料、搜集数据,进行工艺过程和设备的计算,并对自己的选择和计算结果进行论证和核算。整个设计过程对提高学生工程意识及独立工作能力有很大作用。然而笔者在自身教学实践指导中发现,目前化工原理课程设计在教学设计中仍存在一些不足,这些不足在一定程度上影响了其教学质量。在此,笔者结合自身实践分析一下化工原理课程设计在教学中存在的问题,并针对这些问题探讨一下具体的改进方法。
二、课程开设时间不当导致学生对课程设计认识不足
化工原理理论课程是化学工程与工艺专业学生在大学期间主修的第一门化工专业基础课,是工程性较强的一门课程。而化工原理课程设计隶属于工程设计课程,很多学校通常在化工原理理论课程结束后开设,时间为两周。虽然学生在学习了化工原理理论课程后基本掌握了常见的化工单元操作的基本原理和典型设备的结构和计算,但学生对工艺和设备的认识还是比较肤浅的,大多数学生仍停留在书本知识的理性认识上,对工程的内容了解甚少,不具备工程观点。因此学生拿到设计任务后,认为课程设计跟平时的课程作业没什么两样,直接按照《设计指导书》中的例题进行依葫芦画瓢,也不管是否适合自己的体系,设计出的设备不合理、不规范。为了让学生对课程设计有一个充分的认识,笔者认为化工原理课程设计教学环节应安排在大三下学期期末,并与化工设备课程设计同步进行。因为在此之前,学生除修完化工原理理论课程外,还修完多门化工专业课程,如化工分离工程、化工设备机械基础、化工工艺学等。经过多门专业课程的学习,学生对工艺和设备的认识已经比较深刻,对工程内容的了解也比较多,已具备基本的工程观点,以至于拿到设计任务后不会像以前那样盲目无措。
三、设计过程安排不合理,使学生在设计过程中收获甚少
1、教学内容的选择
为适应我院“培养高素质应用型人才,服务地方经济社会发展”的要求,首先应从培养应用型人才角度出发,对《化工制图》的教学体系进行研究,针对教材、教学课件等多个环节,探索并形成一种适用于应用型人才培养的教学体系;其次要注意结合生产实践,选择实际生产中具有代表性的设计题目,组织学生去安庆石化现场参观,实现理论与实践相结合的目标,能够极大的激发学生的学习兴趣,从而能更好的培养其工程意识和空间想象能力;最后更注重实践性教学,突出对学生空间想象能力和创新能力的培养。了解AutoCAD在化工制图中的应用,利用现代化的教学手段来提高学生的绘图技能。结合安徽大学化学化工学院培养目标和用人单位的需求,推进本课程的改革,提高其教学质量,首先要合理规划教学内容,进行优化设计。突出化工制图的特点,将机器零部件、连接件和装配图以及化工设备图、工艺流程图和管道布置图的表达特点重点讲解;将国家和行业标准规范贯穿教学的始终;在注重理论教学的同时,还要加大实践教学的力度,合理安排理论和实践的教学比例。另外,AutoCAD是现代工程设计的一个主要内容,以培养学生较为扎实的制图基础,具有空间思维能力、处理化工制图能力,为后续课程设计服务为目的。
2、教学方法的改进
(1)板书、化工制图多媒体课件和AutoCAD计算机辅助设计制图三者结合的教学模式在教学模式上,根据内容选择不同的教学模式,如:首先从工程实践中抽象出具有代表性的任务,使学生明确课堂的教学目标,引发学生积极动脑思考和激发学生的求知欲望;然后对给定的任务进行分析,启发学生尝试运用已掌握的知识解决新问题,引发学生深入思考和创造思维;接着再阐述相关知识,指出教学内容的重点和难点以及相应的解决方法;下一步进行课堂练习,让学生举一反三的运用所学知识解决问题,培养和训练学生创造性思维,让学生既动脑又动手,增强实践能力和独立解决问题的能力;最后进行课堂小结,总结要点和解决问题的方法途径、注意事项,加深学生对教学内容的理解。教师用黑板亲自示范作图步骤、作图的思路以及规范等,可以引导和示范学生手工绘图,例如,在画六棱柱时应该先画定位轴线,再画出上下两个底面的三视图,最后补全棱线。这样有利于老师与学生互动,提高学生的动手能力。采用多媒体讲授作图,可以做到图文并貌,并可以呈现二维图形和三维模型之间的相互转化,例如学生都感觉到换面法和截交线、相贯线很难理解,通过多媒体可以非常直观,形象的表现出来,帮助学生建立空间的概念,提高空间想象力。采用AutoCAD计算机辅助作图是现代工程设计中的一门基础技能,在化工企业中得到了广泛的应用,它可以培养学生的空间想象能力和快速处理工程图样的能力,从而进一步提高学生的实践能力。
(2)化工制图与课程设计相结合
《化工制图与AutoCAD》是一门理论性很强的课程,如果只注重基础理论教学,而忽视实践教学环节,则往往会造成实践与理论的脱节,同时课堂教学的效果也不理想。充分利用各种实物模型,有机结合生产实际,走进工厂,加强实践教学环节。在学习化工制图的过程中,将课程设计中用到的绘图知识贯穿始终,可以让学生阶段性的练习国标及行业规范的应用,如何绘制工艺流程图、零件图及装配图等。对于复杂的塔器或热交换器等化工设备,很难通过语言表达或文字叙述来表达模型演示的效果,这是可以充分利用多媒体工具,AutoCAD能迅速准确的绘制所需的各种化工制图图样,而且具有强大的编辑功能,提高学生绘制各种化工工程图样的能力。这样学生在后续的课程设计中就会对化工制图的知识灵活运用。通过化工制图与课程设计的结合,充分培养学生的形象思维能力和空间想象能力,通过启发和诱导,对学生进行有效的培养和训练,为学生提供一个生动、形象的立体化教学环境,充分培养学生的空间思维和动手能力。
二、结语
关键词:食品工程原理;改革;教学;实验;设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)05-0130-03
食品工程原理是农业院校食品科学与工程本科专业的一门主干课程。通过本课程将系统地学习食品加工过程中的工程概念和各种单元操作的物理原理。从食品工程原理课程开始,学生的学习将转向工程科学,研究的对象是真实而又复杂的生产过程,思维方法也与以往所学的基础课程有很大差异。因此,学习并掌握该门课程对食品科学与工程专业学生的重要性不言而喻。但是,随着技术的进步和知识的更新,食品工程原理课程的改革也变得愈发紧迫,主要有以下三个方面的原因:①食品加工新技术的不断涌现以及在原料性质上与化工生产的显著差异使得食品科学与工程专业通常采用的源自化工原理的食品工程原理教材已经与实际应用有严重的脱节;②以多媒体和网络技术为基础的新的教育技术为食品工程原理的教学提供了丰富的教学素材和有效的教学手段;③大学教育更加注重人才质量的提高和能力的培养,对课程实践教学环节的重视与日俱增,已经达到和理论课并重的程度。以上三种原因都对该课程提出了改革的迫切要求,作为从事本课程一线教学的教师,在这里探讨一下针对这门课进行改革的几个思路。
一、课程教学改革的探讨
前面已经提到,现在对于工科学生的培养模式将更加注重实践环节,在培养方案中体现出的结果就是增加了实验课课时的同时压缩了理论课的课时。如何能让学生在理论课时减少的情况下还能掌握足够的理论知识,是摆在食品工程原理课教师面前的一道难题。要解决这个难题需要从教学过程的每一个环节寻求破解之道。
1.采用新主线,使教学内容的安排更加系统化和简化。食品工程原理的单元操作统一于“三传”原理,即动量、热量和质量传递原理,“三传”原理可以用统一的形式进行表述:三种物理量的传递速率都等于物理量传递过程的推动力与阻力的比值。在安排教学内容的时候,可以根据食品物料的加工特性,围绕上述主线进行安排。针对一种物理量的传递过程,选择一种代表性的单元操作为示例,阐述清楚在该单元操作及其相关生产设备的计算中物理量传递过程的计算,其他单元操作类比介绍,这样既可以教给学生与食品加工过程相关的食品工程基础知识,又能锻炼学生的思维能力,达到事半功倍的效果。
2.引入发展性评价,创新教学模式。食品工程原理课程传统的讲授是靠“老师讲、学生记”这种填鸭式的教学模式,在这种教学模式中,学生的学习缺少主动性,特别是基础差的学生很容易产生厌倦情绪。因此,对于这门课程教学模式的改革主张引入发展性评价。发展性评价作为一种“过程和结果并重、教学与评价紧密结合”的评价新理念,它以促进评价对象的发展为根本目的。具体实施可以在每个单元操作的学习完成之后,布置学生自行总结该单元的知识点,教师抽一到两节课的时间,让学生以小组为单位,互相讨论完善,再派代表上台进行讲解。同组的其余学生则负责对其他组的代表评分,实现学生之间的相互评价。老师也为每一位学生建立一份学习档案记录其每次的表现。这样可以充分调动学生的积极性,实现以学生为主体的多向性评价。
3.多媒体的合理运用及其与板书的有效结合。多媒体清晰的画面、生动的视频,能变抽象为直观,变复杂为简明,变枯燥为生动,在讲解抽象、复杂的单元操作过程中多媒体的运用能起到很好的辅助作用,多媒体动画可以演示各种单元操作过程的原理和设备的工作情况,非常直观,能产生一点即通的教学效果,加深了学生对基本原理的理解和相关设备构造的认识,提高学习效果。然而,传统的板书在黑板上从无到有的推演过程,是学生自己的参与过程,更是培养学生分析问题能力的有效方法,有利于学生理解和掌握所学内容,开拓思维,启迪智慧。同时,在目前的多媒体课件条件下,在课堂教学过程中,仍有许多内容是信息技术手段所不能呈现的,仍有许多功能是信息技术手段所不能达到的。因此多媒体技术与传统的板书教学两者更多的是互补关系而不是替代关系。
二、课程实验改革的探讨
实验教学是食品工程原理课程的十分重要的教学环节,其基本任务是使学生加深理解和巩固食品工程原理课程中阐述的理论,培养学生解决工程问题的能力并掌握一定的实验操作技能,通过对实验现象的观察、分析和讨论培养学生独立思考问题和解决问题的能力。
1.独立设置食品工程原理实验课。把食品工程原理课的实验部分设置为独立的课程,一方面可以增加实验教学课时,提高课程实践在整个课程中所占的比重,另一方面可以为设置多种形式的实验课程内容创造条件。这个举措从根本上改变了实验教学在整个课程中的地位,为把学生培养成为从事第一线生产服务和管理的“工程师和技师”类人才提供充分的理论联系实际的机会,为今后走入工作岗位奠定基础。
2.引入计算机仿真实验作为实验预习方式。食品工程原理的每个课程实验都相当于食品工业生产中的一个操作单元。由于实验综合性较强,容易造成学生对教师过分依赖。在实验操作中,教师怎么讲,学生就怎么做,学生的独立思考能力和独立操作能力得不到提高,实验效果不好。因此,实验课一定要采取先预习后操作的模式进行教学。仿真实验具有低成本、安全可靠、节省操作时间等优点,便于运行和调试,把完成仿真实验作为实验预习的主要形式具有十分好的应用效果,可以加强学生在实验预习的过程中对实验流程和设备的认识,使学生在实验之前基本了解其操作过程,根据所学的理论知识预测实验结果。
3.基础实验与综合实验结合的课程内容设置。食品工程原理基础实验都是针对单一的单元操作设置的,因为缺乏研究性而难以开展创新性实验项目。针对这一问题,选择一些简单的食品生产工艺将其设置为综合实验,这样做的好处是把若干个单元操作联系起来,学生在完成实验的过程中一定会考虑设备的处理能力、原料的用量、不同单元操作之间的衔接以及操作参数如何影响生产效果等问题,因而主动地进行探索和学习,能很好地培养学生的工程能力和创新能力。引入综合实验不但将食品工程原理实验的教学内容贯穿在一起,还对传统的实验内容进行了扩充和更新,跟实际生产更接近,最好还能与学生的“挑战杯”项目,学科竞赛或者教师的科研有机地结合在一起,使学生在获取基础知识的同时还培养了科研的能力。
三、课程设计改革的探讨
食品工程原理课程设计是教学和实践的衔接环节,是在讲完食品工程原理的基本理论、过程计算以及设备的结构与操作的基础上进行的综合性提高训练,要求学生能进行单元操作设备的设计。为期两周的食品工程原理课程设计需要学生灵活运用所学的知识,全面分析设计过程,完成设备工艺尺寸的设计计算以及设备工艺条件图的绘制工作。食品工程原理课程设计能够让学生从理论走向实践,培养学生解决工程问题的能力。
1.与食品机械与设备、食品工厂设计两门课程的设计结合独立设置一门课程。食品机械与设备是专门讲授食品加工机械及设备的结构特点和工作原理的课程;食品工厂设计是讲授食品工厂选址布局、生产流程设计及与之相关的水、电、汽、暖等公用系统设计的课程。这两门课程都设置了相应的课程设计环节,食品机械与设备的课程设计主要是基于测量基础上的食品机械设备零件图以及装配图的绘制,食品工厂的课程设计主要完成工厂的平面布置图、生产工艺的流程图和生产车间设备的工艺布置图,而食品工程原理是在明确了生产任务的前提下,对单元操作设备的工艺尺寸和工艺条件进行设计计算,为设备选型和整个工艺各单元操作设备之间的匹配提供依据。因此,把这几个设计整合成一门单独的设计课程,既避免让学生重复学习和完成相关的内容,又可以通过合理设置设计内容,让学生掌握从选择设备,安排生产流程,工艺计算一直到工厂的设计等一整套设计流程。这样做的好处是避免了原来多门课程多个设计题目之间没有关联,学生很难从中得到真正锻炼的局面。
2.在食品工程原理课程设计中突出VB、AutoCAD、Office等软件的应用。站在增强课程实用性和提高学生综合能力的角度,采用计算机软件进行辅助设计既可以提高设计的效率和水平,又能通过完成设计任务让学生的综合能力得到迅速提高。在设计的每一个环节都可以用到相应的软件,如:设计说明书可以用Office办公软件完成,设计计算可以用VB编程软件完成,设计图纸可以用AutoCAD绘图软件完成。因此,为了能顺利落实这一目标,在课程设计开始之前需要学生掌握相关软件的使用。可以在机械制图课程中加入AutoCAD的内容,在食品工程原理课程中加入VB编程的内容。通过突出各类软件在完成课程设计过程中的应用,使学生既掌握了从查阅资料、设计计算到制图等一系列的设计环节,完成了课程设计的任务,又提高了学生应用软件解决实际问题的能力,增强了学生在就业中的竞争优势。
3.与应用软件完成课程设计相应的课程设计考核方法的改革。计算机软件在课程设计中的应用顺应时代的需要,优点突出,但是其强大的复制功能却让学生在完成课程设计中“抄袭”起来更加简单和直接。因此,与应用软件完成设计过程相应的考核方法也需要重新考虑。主要有以下几种措施:①设置不同难度级别的题目让学生针对自己的能力自由选择,但是完成不同难度题目的最高成绩也是不同的,这样做有利于对不同学习态度的学生进行区分,鼓励那些学习认真的学生选择难度大一些的题目;②不强制要求用软件完成设计题目,但是会视应用软件完成部分占整个题目的比例有不同的加分,并且鼓励学生用软件完成的内容越多越好;③注重过程考核和阶段性检查,对每个学生从学习态度、学习能力等多个角度进行评价。对于提问积极,学习主动,在设计过程中能体现出解决问题的主动性、创造性的学生,都明确表示可以加分。同时加强阶段性检查,让学生做阶段汇报,及时了解学生的设计进度,对表现较差的学生提出口头警告。
四、食品工程原理课程改革与卓越工程师教育培养计划的结合
“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,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,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,具有十分重要的示范和引导作用。食品工程原理课程改革的探索与实践有助于提升食品工程专业本科生层次卓越工程师培养计划的实施效果。作为培养食品工程专业高级应用型工程技术人才的一门核心专业基础课,是培养学生工程意识的启蒙课,对培养食品工程专业学生的业务素质、工程能力及创新能力具有十分重要的地位。要将食品工程原理从单一的“食品工程专业基础课程”转变为“大工程观、大系统观”为指导的课程架构体系,注重单元操作与环境的关联性,强化教学内容的与时俱进和应用性。同时将食品工程原理实验室建设成为集实验、实习、毕业论文(设计)及科学研究于一体的多功能实践教学平台,努力实现工程素质训练、科研试验与专业技术进步的有机结合。
五、结束语
课程教学、课程实验和课程设计是完成食品工程原理课程教学的三项重要任务,也构成了食品工程专业本科生从理论、实践到应用的专业基础,因此,该门课程的改革需要从这三个方面系统地考虑,科学、合理地提出措施。同时上面提出的各项措施以及卓越工程师计划的实施对教师的素质和能力也提出了更高的要求,教师不仅要具备食品工程原理课程的授课能力,还要具备其他相关课程的相关知识。总之,教师应该在不断地教学改革中寻找合适的教学模式和教学方法,将学生能力的培养渗透到每一个教学实践中。
参考文献:
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关键词:虚拟工厂;培养目标;工业工程;实践教学体系
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)37-0247-02
我国对高校应用型人才培养提出明确目标和要求,即“要注重增强学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力”,而实践教学正是大学阶段培养这些能力的关键环节,本文通过对虚拟化工厂环境实验室的研究,希望探索出一条适合高校工业工程专业的实践教学新模式。
一、工业工程实践教学体系改革需求
虚拟化工厂环境的实验室模拟现代工业企业生产环境,类似一个微型智能化工厂,模拟企业内部物流,兼具商业物流,具有综合性、现代性和开放性的特点。该实验室的作用在于在虚拟工厂环境下,培养学生对复杂的生产系统进行生产工艺程序分析、生产计划与控制、质量分析与控制、设施规划设计、过程优化以及流程管理的实际能力,满足相关的教学和科研的需求。利用计算机网络技术,虚拟现实技术、系统仿真技术、信息管理与决策技术等多种技术手段,使实验室能充分体现和展示现代工业工程技术。本文将充分调研社会和企业对工业工程人才培养的需求,进而确定工业工程人才需必备的能力,在以能力为本位的基础上,在虚拟工厂环境下进行实践教学内容和方法的调整,通过综合实践训练,真正提高工业工程专业毕业生的实践能力、创新能力,满足企业需求,促进工业工程专业整体教学水平的提高,为社会发展输送更多优秀的人才。
二、基于虚拟化工厂环境实验室的工业工程实践教学体系改革
1.改革现代工业工程综合实践教学体系。结合现代工业工程实验室虚拟现代化工业企业,立足本学科特点、面向管理工程实际,注重对学生操作能力、综合素质的提升,培养创造力,结合工业工程专业特点,建立如图1所示的实验教学体系框架,在此基础上建立和完善各项与本专业相关的实验教学体系。对引导型的工业工程学科前沿实验,总结经验,进一步修订和完善课程设置、教学大纲等。进一步凝练实验项目,强化实验与科研、工程实践的结合和衔接,进一步突出对知识的综合运用能力、系统设计能力、创新能力与工程实践能力的培养。
在该体系框架下,设计具体实验/实习/课程设计的主要内容包括:①物流系统仿真实验:通过混流组装生产线、自动化立体仓库、电子分拣中心和自主开发的教学实验软件平台四大模块,将实物系统与虚拟现实相结合,覆盖生产与物流系统的全部重要环节。使学生充分体验物流系统中物料流、服务流、信息流互相影响、互相制约的关系。实验内容主要有:a.通过对各实验工位的动作采集,结合作业动作分析的基本理论与方法,实现作业动作的科学制定;b.通过对生产作业工序的动态调整,实现对工序流程的分析与优化;c.通过对各实验工位工时分析整理,找出实验环节中的“瓶颈”工位,通过对“瓶颈”工位的优化调整,实现生产线平衡与优化;d.通过对生产线速度的调整,使各工位的负荷保持相对稳定,避免发生时紧时松现象,均衡高效地完成生产操作。②基础工业工程实习:学生真实或模拟一种产品的需求调研、设计、加工、销售等环节的运作过程,从中了解产品生产运作的全过程,进而完成基础工业工程实习。实习步骤:a.组织学生实习,为期3周,组织形式为将学生分组,每组约6到8人,每组学生可自行组织;b.实验产品主要以手工布艺制品为主,使实习具有可操作性;c.产品生产可以模拟简单机械制品的装配、测量等工作。③模拟企业组织实验:将生产车间及主要生产设备、装配车间及装配线分别虚拟构成小型化企业系统,以小型机电产品如机械传动件、齿轮箱等为生产实验对象,进行现代制造系统实验、质量可靠性(工序能力调查、质量控制、抽样检验)实验、生产计划与控制(开发与试制、多品种小批量生产)实验以及工业工程和ERP等实验。通过此实验完成一部分产品管理课程设计和毕业设计实践教学。④质量管理实验:学生通过实验充分理解SPC控制和MSA过程;学生制作或装配某种产品,对每道工序采用专用的数据采集设备进行质量数据的采集,记录质量数据,利用软件画出SPC控制图并进行过程能力指数CPK的计算;对测量系统进行分析,学会使用常见测量仪器,对测量系统进行MSA分析,包括位置变差(线性、偏倚、稳定性)、宽度变差(重复性、再现性)。具体实现:对测量对象(试件)进行数据测量,记录在相应表格,计数型及计量型数据分析(位置变差、宽度变差),通过此实验也可完成一部分产品管理课程设计和毕业设计实践教学。⑤成本管理实验:以成本核算实验为主,实验过程以现代生产物流与工业工程实验室虚拟生产的实验产品为成本计算对象,记录各工序使用的各种原材料、辅助材料、生产工时、人工费用、消耗的动力费用、废品情况,按照费用归集分配方法,计算所生产实验产品的成本,编制相关成本报表,并能够进行相关分析。要求学生掌握成本核算的基本技巧,理解成本核算的基本原理,能够熟练进行各种费用的归集和分配,在此基础上掌握成本计算的三种基本方法和相应的辅助方法,并能较好地完成相关成本报表的编制和分析工作,掌握从事成本核算和成本管理工作的基本技能。通过此实验也可完成一部分产品管理课程设计和毕业设计实践教学。
2.虚拟化工厂环境实验室布局规划。实验室按企业运营模式组织学生进行相关实验和课程设计。实验室旨在完成《基础工业工业工程》、《人因工程》、《设施规划与物流分析》、《生产计划与控制》、《先进制造系统》、《管理信息系统》和《质量管理和可靠性分析》等专业核心课程的实践教学。拟建实验室布局结构如图2所示,实验室建设按照软硬件并重的思想,研究并建立硬件环境和软件环境配置实施方案。
工业工程学科教育的发展要结合社会实际情况和各高校的现有条件,通过不断改革使其课程和实践环节设置更加合理,使学生具备较强的实践能力,因此本研究适应我国社会对工业工程人才的需求,并为工业工程学科的发展起到良好的推动作用。
参考文献:
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关键词:课堂创新 实践教学
化工原理课程教学主要是以研究和解决实际工程问题为目的。单元操作为研究对象,在计算和分析单元操作的问题时,用四个基本概念和一个核算观点作为理论依据,即物料衡算、能量衡算、过程平衡、过程速率、经济核算观点。它明显不同于有机化学、无机化学、物理化学等基础学科,不能用理想事物作为研究对象。由于化工行业生产的化工产品种类繁多,操作方法千差万别,生产设备形状各异,所以涉及化工生产的问题是非常复杂的。这就要求在化工原理教学中要求学生须掌握在不同情况下处理问题的工程方法,抓好四个关键环节,完成“理论原理指导生产实践”“书本到实际”的转变。
一、选择合适的教材
我校属于一所工科院校,以培养具有创新精神和实践能力的应用型人才为目标,学生毕业后将大部分服务于生产一线。根据这一实际特点,我们在教学中教材的选择便有了针对性。为了更加重视学生理论的应用,我们选择了“普通高等教育十一五国家级规划教材”,并有效且合理地利用多媒体课件将主要知识点通过动画效果展示、工程案例分析、教材习题讲解的方式与理论教学有机地结合起来,针对学生层次,因材施教。未来两个月内,我们将增添新的实验设备,如气体吸收、液体蒸馏、液液萃取等实验装置。这又是一个可以更全面地让学生在实验中获得知识,开拓学生视野,培养创新思维和应用能力的举措。
另外,深刻考虑到课程设计对化工原理课程的重要性和学生设计过程中遇到的诸多困难。我们主编了课程设计的辅导教材及计算机辅助绘图教材,更好地让学生在设计中深刻认识本课程内容的突出特点,提高学生学习兴趣,培养学生的多方面的能力。
二、做好课堂教学的创新
学生进入了大学教育,而以往大多认识仅限于书本教育,完全没有工程方面的认识,学习本课程时很难和实际生产情况结合,而且这门课涉及的工程计算多,概念较为复杂。学生普遍会因不得把握学习过程而感到头痛。针对以上问题的存在,我们研究后在教学过程中做了创新,从工厂中引入设备等实物作为辅助教具。课堂讲解时突出重点,列举生活中学生能常见的一些例子。实践课上让学生联系实物直观地感受,前后相互联系,章节相互贯穿。这样的方法,使学生对化工原理的学习有了足够的兴趣,学习氛围也更加和谐了。以往不爱学习的学生不仅主动问问题,甚至会联系家乡的生产中看到的问题来一起讨论,教师在讨论过程中做好引导,并在结束后做出总结,学生分析问题的能力在紧密的讨论后得到提高。这样的做法充分调动了学生学习积极性,起到了举一反三的作用。
三、完善和重视实验教学
化工原理实验是本课程学习不可缺少的有针对性的课程。该课程起到了对本课程的一个实践作用和验证理论的方法。完善本课程的实验教学, 可以让学生在学习过程中学到理论课上无法得到,无法感受到的东西。学生喜欢多摸多看, 这样更有利于培养学生创造性思维和解决实际生产问题的能力。我们设置的化工原理实验有流体流动实验、离心泵性能测试实验、套管换热器传热实验、气体吸收实验、液体精馏、萃取实验和固体干燥实验。学生在实验前须提前预习实验讲义,课前教师告诉学生实验注意事项, 接着将实验流程、实验原理详细讲解,最后按学号让学生进行分组实验。在这种实验过程中, 学生仔细预习、认真听讲、谨慎实验, 得到的实验数据更真实可靠,最后出色地完成实验报告。今后,我们在实验设备上也将及时引入更先进、更精准的设备和仪器,不断完善本课程的实验室教学。
四、完善和重视实验教学
高职院校的《化工原理》课程改革,必须转变教育思想,从根本上打破学科教育的模式,针对学生基础普遍较薄弱的特点,降低理论要求,建立以职业能力培养为根本的课程体系,打破理论课程与实践课程的界限,加大实践教学比例,突出实践技能的培养。化工原理是化工及近化类专业的一门主要专业基础课,是引导学生由纯理论学习转向实践性、工程化的开始,担当着从理论到实践的桥梁作用。针对化工原理课程的这一特点,必须强化工程观念、加强感性认识、突出共性、加强实验和课程设计等环节,对化工原理课程的教学进行全面改革,进而促进课程体系建设。
《化工原理》课程的技术内涵应用十分广泛,涉及到化学、医药、食品、建材等多种行业,因此成为职业技术院校的基础课程之一。基于高职院校就学学生的不同特点,本课程的教学改革,要充分考虑学生基础薄弱的特点,从教学方法、教学内容、教学手段、课程体系等方面进行改革。突出该课程的应用性特色,重点应放在培养学生的工程观念、创新能力、实践动手能力和应用所学的化工原理理论知识分析、解决工程实际问题的能力,并力求形成钻研与创新的素质水平。
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