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1.1案例教學的作用化工原理課程在化工類專業的學習過程中起著承上啟下的作用,是基礎課向專業課過渡的橋梁,對于學生專業興趣的激發和工程實踐能力的培養起著非常重要的作用。課堂講授內容和實際生產息息相關,涉及工業生產的每一個環節,小到每一個裝置,大到整個生產流程,在化工原理課程教學中引入實際案例,能夠提高課程的教學質量,尤其對于我們三本院校來說,案例教學法有其重要作用,主要表現在以下幾點:(1)激發學生的學習興趣,提高教學質量和效果。教師上課講的再好,學生學習沒有主動性積極性,都很難獲得較好的教學效果。由于化工原理課程講授內容主要包括化工生產過程所涉及的每個單元操作,單元操作的原理和其使用的設備是其重難點內容,課程內容含有大量的實際問題如流體輸送設備及其管道的選擇,換熱器的型號及其尺寸的選擇,精餾塔塔板數和塔徑的確定等等。學生面對這些陌生的實際問題,往往會束手無策,導致學習興趣不高。這時在教學過程中引入實際案例,對其進行分析與講解,可以較大程度的吸引學生的注意力,達到提高學生學習積極性的目的,從而提高教學效果和質量。(2)培養學生的工程觀念,強化專業知識和意識。化工原理課程的重要任務之一是培養學生的工程觀念,這也符合我院人才培養定位和目標。在實際教學過程中,通過實際生產案例的引入,討論如何解決實際問題,需要對知識點在實際中應用時的情況來進行全面的分析和討論,在案例教學實施過程中,更多的是引導學生建立工程思維方式,學生的工程觀念得到逐步的建立,專業知識也得到進一步的理解與掌握。(3)加強理論與實際聯系,優化教師的知識結構。案例教學的組織與實施,需要教師有扎實的專業理論知識的同時,還應具備較豐富的實踐經驗。因此,對于主講化工原理的教師來說,一方面要不斷充實自身的專業知識,了解最新的科研動態和相關成果,一方面要到生產一線進行學習,了解化工生產的實際狀況,尤其是化工單元操作過程中所用設備的結構。
1.2案例的選取原則課堂案例教學的成功與否、效果如何,案例的選擇起著關鍵性作用,選擇案例大致要遵循以下幾個基本原則:(1)案例必須符合教學大綱要求,與教學內容一致。教師應根據章節的教學目標和要求,針對知識點,結合案例進行充分的深度挖掘。案例實施時,引導學生進行思考,尋求解決實際問題的可行性方案。借助案例的分析與討論,幫助學生理解與掌握的相關知識點及在實際應用中的情況。(2)案例要有足夠的啟發性和不確定性。啟發性的案例將會充分調動學生思考的積極性,同時由于案例的不確定性,給予了學生們更多的思考空間,可以激發學生自覺性的學習與探索,目的在于培養學生進行獨立思考、解決問題的思維方式。(3)案例必須具有真實性。由于化工原理課程工程實踐性非常強,因此在課堂教學中必須用真實可信的實例,讓學生體會到理論應用實踐,理論用于指導和解決實際問題,讓學生了解到理論知識的重要性,激發學生的求知欲。
2案例教學的導入方式
為了強化學生對化工原理課程中涉及基本原理的理解與掌握,激發學生對專業知識的學習興趣,在課堂教學中導入實際生產案例,其主要引入方法有:(1)課前導入:每個單元操作在實際生產中都有其作用和目的,因此在講解某一單元操作時可以先引入實際生產案例,如精餾,通過原油的常減壓蒸餾來講解該單元操作的原理及其作用。(2)問題導入:針對某一具體知識點的講解,為了強化學生對知識的理解與掌握,可以先通過知識點在實際工程問題中的應用來進行引入。如離心泵的工作原理與“氣縛”現象,安裝高度與離心泵的“汽蝕”現象。(3)歸納導入:在對某個單元操作進行總結歸納時,可以通過引入該單元操作的工程設計實例來進行教學,可以達到較全面的歸納和總結與該單元操作相關的知識點,包括基本原理,所用設備的結構和選用等。(4)講座導入:為了拓寬學生的知識結構,通過定期舉行《化工論壇》講座,講座中就本學科中某個方面所涉及的最新動態和發展進行較為全面的介紹,在講座中引入實際生產實例,能夠激發學生從事科學研究和探索的興趣。
3案例教學中存在的問題
由于案例教學法不同于傳統的教學法,對教師和學生都提出了更高的要求,在化工原理課程的教學過程中實施案例教學法,發現存在有如下問題:(1)我院教師大多為剛走出校門的畢業生,雖然具有較扎實的理論知識,但是在實踐經驗與科研經歷較為缺乏,而案例教學法需要授課教師本身具有較強的實踐經驗和較多的科研經歷。(2)我院學生基礎較差,尤其是部分學生的數學基礎,教師在授課過程中讓全體學生全面參與案例教學的過程實施具有一定的難度。(3)化工原理課程實際生產案例來源并不是很廣泛,這也成為影響案例教學法實施過程中的難題之一。
4小結與展望
主要任務是使學生掌握化工生產過程中涉及的主要化工單元操作的基本概念、典型設備的構造、基本操作原理等知識并能夠進行單元操作過程的工藝計算。實驗教學環節的基本任務是使學生了解各化工單元操作原理、流程,使學生掌握典型化工設備的特點、性能和基本操作,加深對化工原理基本理論、基本知識的理解。化工原理課程設計是繼化工原理理論教學和實驗教學之后安排的一個總結性、綜合性的實踐教學環節。通過該實踐環節的訓練使學生能綜合運用化工原理的基本理論知識以及先修的物理化學、機械制圖、化工制圖等課程理論在規定的時間內完成給定的化工設計任務,即設計出符合一定生產要求的化工單元操作工藝及設備。通過化工原理課程設計讓學生了解化工設計的基本內容,掌握化工設計的一般步驟和方法,重點培養學生的工程意識和分析、解決工程實際設計問題的能力。課程設計不同于一般的課程作業,需要學生根據設計任務,確定自己的設計方案,查取資料、搜集數據,進行工藝過程和設備的計算,并對自己的選擇和計算結果進行論證和核算。整個設計過程對提高學生工程意識及獨立工作能力有很大作用。然而筆者在自身教學實踐指導中發現,目前化工原理課程設計在教學設計中仍存在一些不足,這些不足在一定程度上影響了其教學質量。在此,筆者結合自身實踐分析一下化工原理課程設計在教學中存在的問題,并針對這些問題探討一下具體的改進方法。
二、課程開設時間不當導致學生對課程設計認識不足
化工原理理論課程是化學工程與工藝專業學生在大學期間主修的第一門化工專業基礎課,是工程性較強的一門課程。而化工原理課程設計隸屬于工程設計課程,很多學校通常在化工原理理論課程結束后開設,時間為兩周。雖然學生在學習了化工原理理論課程后基本掌握了常見的化工單元操作的基本原理和典型設備的結構和計算,但學生對工藝和設備的認識還是比較膚淺的,大多數學生仍停留在書本知識的理性認識上,對工程的內容了解甚少,不具備工程觀點。因此學生拿到設計任務后,認為課程設計跟平時的課程作業沒什么兩樣,直接按照《設計指導書》中的例題進行依葫蘆畫瓢,也不管是否適合自己的體系,設計出的設備不合理、不規范。為了讓學生對課程設計有一個充分的認識,筆者認為化工原理課程設計教學環節應安排在大三下學期期末,并與化工設備課程設計同步進行。因為在此之前,學生除修完化工原理理論課程外,還修完多門化工專業課程,如化工分離工程、化工設備機械基礎、化工工藝學等。經過多門專業課程的學習,學生對工藝和設備的認識已經比較深刻,對工程內容的了解也比較多,已具備基本的工程觀點,以至于拿到設計任務后不會像以前那樣盲目無措。
三、設計過程安排不合理,使學生在設計過程中收獲甚少
1.1綠化施工規劃缺乏一定的合理性及科學性
比如庭院的園林綠化工程,絕大多數都屬于中小型的綠化施工工程。對于此類工程,表現出的最大問題是開工前沒有詳盡的規劃設計方案,對現場存在的一些限制因素不能很好地把握,大部分規劃設計僅有效果圖。簡單的設計圖不可避免地使綠化工程中的元素材質、單元規格等存在許多不確定因素。而規劃設計師和具體的施工人員在前期沒有進行充分的交流,沒有對園林景觀思維及整體效果統一理念。恰恰因為這種隨意性和不統一性造成園林工程監理員缺乏管理上的依據,只能臨場應變,從而導致綠化施工體現出來的效果與規劃設計所想表達的景觀理念產生較大差異,嚴重的會導致返工,造成不必要的重復投資和浪費。
1.2大多數園林綠化施工人員的綜合素質較低
我國多數從事園林綠化施工的工作人員在專業知識方面和業務操作上缺乏經驗,在園林綠化施工中沒有嚴格按照設計圖紙進行綠化施工,導致規劃設計圖成為擺設,由于工程施工人員看不懂設計圖紙,或者缺乏一定的科學性和嚴謹性,最后使園林綠化施工的效率降低。此外,由于園林綠化工程較多,施工季節集中在春季,園林工程施工隊伍又多為臨時組建,施工人員素質參差不齊,并缺乏相互配合的經驗,很難保證施工隊伍的技術水平保持一致。因此由非專業施工隊伍進行的施工無法達到合格標準,導致多數的綠化工程植物成活率較低,或者生長態勢不好,達不到規劃設計要求的標準。
1.3園林綠化施工的管理人員水平低下
由于對園林綠化施工隊伍管理者的素質要求不高,只是為了豐厚的行業利潤,對員工專業技能重視程度不夠。并且在施工過程中沒有進行嚴格的管理,使得工程施工人員在施工過程中偷工減料,造成很高的返工現象。返工又會拖累工程施工的整體進度,影響工期,造成了園林綠化施工管理過程中不必要的損失。
1.4沒有嚴格按照園林綠化種植工程施工技術操作規程進行施工
在園林綠化工程施工過程中,由于園林綠化施工管理人員水平不高、施工人員素質較低,不嚴格按照園林綠化種植工程施工技術操作規程進行施工,造成了綠化施工的整體效果不符合要求。例如,在施工時忽視植物對環境的適應性。不同的地理位置都有自己的小氣候特點,而不同植物栽培時所要求的氣候環境有一定的差異,栽培不考慮植物生存的環境條件,不能使二者相互進行統一,導致綠化植物生長過程中長勢不好,生命力較弱,產生一些病害和蟲害,嚴重的會逐漸死亡。其原因也可能是由于設計人員的素質不高,不了解植物生長的習性,盲目追求美觀效果,達不到適地適樹的要求。此外,在綠化施工時對地形不加以處理,對土壤質地不進行改良,也影響綠化工程的質量。園林綠化種植工程施工技術操作規程中規定土地要進行整理,在實際的施工中為降低施工成本,加速施工進度,不按照要求來施工,同樣會使植物生長狀態不佳。特別是對局部換土和全面換土的地方,沒有進行換土,或換土不到位使土壤的理化性質惡化,尤其在道路兩側的綠化帶存在大量的石渣或混凝土殘渣,造成土壤透水能力差,根本不具備植物生長基本要求,最后導致綠地內植物生長狀況不良。
1.5綠化植物的后期養護工作管理不到位
園林綠化施工的后期養護管理不到位也是常見的現象。例如:對于樹冠較大、樹木較高的植物不設支撐或支撐不合理,極易造成樹木的傾斜倒伏;后期管理中不及時進行中耕除草,導致綠化地帶的雜草叢生;不按時進行澆水、施肥,造成植物所需的營養元素不足;管理不當也會使土壤發生板結現象,綠化植物產生各種缺素癥狀,植物抗性降低,病蟲害嚴重,影響綠化景觀的效果。
2解決園林綠化施工管理中存在問題的措施
2.1做好施工前的準備工作,提高現場施工管理能力
充分掌握規劃設計圖紙的意圖并及時與設計人員進行溝通,了解綠化栽培植物的生態習性,對于設計中不具備植物生長條件的區域和氣候條件等因素盡早提出,根據設計圖紙對現場進行復核,并提出修改建議。施工前的準備工作包括施工期的確定,清理好施工現場中的垃圾,平整土地,為施工創造良好的環境條件。注重植物對土壤環境的要求,對不適宜栽培的土壤進行換土,建設垃圾較多的往往堿性較強,必須要調節好土壤的pH值,使土壤pH值在6.5—7.5之間。采集各方數據來編制詳細的施工組織計劃,做好定點放線、給排水工程等前期工作。現場施工管理首先是對施工隊伍管理,綠化項目能否在規定時間內保質保量地完成和施工隊伍有著密切的關系。在管理上要安排施工期間必需的生活設施,如食堂、宿舍、廁所等。對工人的管理要做到有松有弛、賞罰有度,提高與施工工人的親和力。管理人員多去施工現場,認真了解、聽取工人們的建議和方案。施工管理人員應不斷提高自己的專業技能,在園林綠化施工中減少或避免由技術原因而產生的錯誤。如發現施工中的違規、違章事件要及時糾正,避免因違反施工操作規程及現場施工規定所帶來的不必要損失。
2.2嚴格按設計圖紙施工,不斷提高施工人員的整體素質
園林綠化工程施工就是按規劃設計的要求藝術地種植植物,通過植物的搭配展現其獨具特色的生態美。因此,設計是園林綠化工程的靈魂,離開了設計,綠化工程的施工將隨意種植,不嚴格按圖施工,不能體現出整個規劃設計的理念,最終影響綠化、美化的效果。因此要求施工人員與設計人員、管理人員共同了解掌握和溝通綠化設計的意圖,并嚴格按圖施工,保證施工后達到設計的理念要求。園林綠化工程施工的效果好壞,決定于施工隊伍的整體素質,因此提高施工隊伍的整體素質是關鍵。目前,大部分園林綠化工程多以承包的形式進行,施工隊伍基本是臨時組建。他們在苗木栽培方面的技術較低,不按照技術人員的要求進行栽培,致使許多種植苗木不合理,達不到技術上的要求,最后造成許多苗木的死亡。作為綠化工程的施工方,要求施工隊伍必須具備扎實的園林綠化專業功底、基本的職業操守,這樣才能保證園林綠化工程實現良好的生態效益和景觀效應。在園林綠化行業中,有“三分設計、七分施工”的說法,不言而喻說明了施工隊伍整體素質的重要性。因此,在施工前要對施工人員進行嚴格的培訓,使他們了解并掌握園林樹木的種植技術,增強他們的責任心。其次,加強施工管理,明確生產崗位責任,制定出科學合理的考核制度,有效分工,各司其職,充分調動施工人員的積極性和主動性,做到科學、合理、實效,保證園林綠化工程的順利完成。
2.3控制園林綠化材料的質量,嚴把采購苗木的質量關
園林綠化工程施工投入材料的質量,也是決定綠化施工質量的關鍵,如栽培土壤質量、種植苗木規格、需要的各種管線、鋪裝材料等,如不能嚴格控制綠化材料的質量,就不能保證整個綠化施工的工程質量,因此,嚴格控制綠化施工投入材料的質量是確保綠化工程質量的前提。在園林綠化工程施工過程中,苗木的栽植工程最為重要。苗木的規格、質量和生態適應性將直接影響著綠化施工的質量。綠化工程所需要的苗木種類較多,品種和規格比較繁雜,栽植時間相對集中。施工時本地區苗木有時供應不及時或無法滿足需求,必須從外地調運補充,這就要求所調運的苗木不能存在病苗、弱苗和不符合設計要求的苗木,以免造成苗木的質量下降,影響苗木的成活率,使綠化工程的成本大大提高。
2.4加強綠化工程的后期養護管理
后期養護管理是園林綠化工程的重要組成部分,通常園林綠化公司從工程竣工到工程移交需要2年的時間,因此在2年期間內必須保證栽植綠化苗木的成活率,生長狀況較好。后期養護管理最重要的是水分管理、苗木的施肥管理、苗木的病蟲害防治以及進行苗木的修剪等。植物的水分管理除了在苗木定植時澆透水外,在綠化工程的后期養護過程中要根據氣候條件和土壤條件及時補充水分。在植物枝葉萌動、生長旺盛和干旱的季節要適量、適時地進行灌溉,保證種植的樹木隨時都有充足的水分供應。另外,夏季炎熱,灌溉時要注意避開正午時段,一般選擇在上午9—10點和下午4—6點左右時進行灌溉;也可配合葉面施肥進行葉面噴水,通過植物的莖葉吸收養分和水分。在降雨量較大的雨季要適當排澇,避免因積水過久而使植物死亡。苗木在定植前、定植時和定植后期,要適當施用一定的肥料。施肥的方式有基肥、種肥和追肥。基肥的施用一般在定植前使用,原則上以長效的有機肥料為主,能滿足苗木一年內營養需求,施肥量占整個施肥量的50%左右;種肥的施用結合栽植時進行,主要滿足前期植物對養分的需求,施肥量在10%左右;后期施肥為追肥,以速效性肥料為主,滿足植物后期對養分的需求,施肥量占整個施肥總量的40%左右。由于苗木本身的原因,特別是周邊環境的影響,園林植物不可避免還會發生病蟲害,因此,在后期養護期間要注意觀察,一旦發現有病蟲害發生要及早治療。綠化苗木容易發生的蟲害有天牛、介殼蟲、木虱等;易發生的病害有根腐病、白粉病、炭疽病等。一旦發現有病蟲害產生,又不能夠確定其病因,要及時聘請專業人員進行鑒定和防治。在整個防治過程中除了用藥物防治外,還要經常清理染病的枯枝枯葉,并注意保持清潔和通風透光。
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