農林特色下的化工原理課程教學改革范文

本站小編為你精心準備了農林特色下的化工原理課程教學改革參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:在農林高校的大環境中，制藥工程專業作為工學學科，其課程的講授既要遵循專業的培養方案，又要注重與農學知識相結合。“化工原理”作為制藥工程專業的核心專業基礎課，使學生從大學基礎理論課順利過渡到工程專業課，起到承前啟后、舉足輕重的作用。筆者多年從事“化工原理”的教學工作并致力于理論與實驗教學的改革探索。提出了“化工原理”課程教學改革的新思路和新方法，即通過多元化的教學方式，大量列舉實例以及邏輯化的思維方式等手段使農林背景下的工科課程變得既有用又有趣。

關鍵詞:化工原理;制藥工程專業;教學改革

“化工原理”是制藥工程專業唯一的專業基礎課，是在學生學習完大學數學、大學物理。基礎化學等基礎理論課的前提下，正式進入專業學習的一門關鍵課程。“化工原理”主要以“三傳”的單元操作為研究對象，是化工過程中“三傳一反”的重要組成部分。作為一門集基礎理論與實際實踐于一體的綜合性課程，學生要掌握理論公式與經驗式之間的平衡，更要把握實例與數學模型之間的相互轉化，這對于前期缺乏工程應用思維和直觀化工設備印象的學生來說，確實是一個不小的挑戰。筆者經過多年的教學實踐，發現大部分學生都感覺“化工原理”很難，如果還沿用傳統的教學模式與考核模式，既無法滿足學生的學習要求，也不利于培養真正動手能力強，具有創新意識的符合現代化工工程要求的應用型人才［1，2］。在農林大背景下，工科課程的講授既要求重點內容的精準又要結合農業生產中的實際問題，既要培養學生的邏輯思維能力，又要懂得接地氣，可以說要培養學生所謂“上天入地”的本領［3］。筆者基于多年從事化工原理教學的經驗，結合學科背景，完善該課程的學習特點與要求，以充分調動學生自主學習能動性，培養學生系統的學習能力和工程創新邏輯思維，從多元化的教學方式、大量生產實例的引入、前呼后應的邏輯思維能力培養等方面對該專業學生學習本門課程提出了一些想法和建議。使枯燥、復雜、抽象的“化工原理”變得既有用又有趣。

一、多元化的教學形式，將枯燥的教學內容有趣化

(一)導入式教學，從生活中的實例入手雖然導入式教學目前沒有比較權威的統一定義，但目前比較公認的是指在教學中以學生為學習主體，老師作為學生學習活動的引導者和促進者，通過多種活動、行為和手段，幫助或促進學生的學習過程，從而達成最終的學習目標。在“化工原理”的學習過程中，如何激發學生對于該門課程的學習興趣對于課堂教學非常重要。學生如果過于拘泥于書本知識，就會導致在復雜的公式和原理面前望而卻步。因此，如何將復雜的知識和諧自然地引入到課堂至關重要［4－6］。對于沒有進入過化工廠，對各種化工設備沒有直觀概念的學生來說，在講解各個單元操作時，抽象的傳遞過程比較難于理解，此時一定要先從生活中的實例入手，這樣既簡單有趣又層層遞進，大大降低學生的理解難度。比如在講解傳熱中的熱導率時，引入夏天的海邊為什么在水里和在沙灘上人的感覺不一樣的例子引學生思考。講解精餾的原理以后，以提問的方式引導學生自行分析并找到疑惑點，找到解決措施，老師講解與學生主動學習相結合，使學生能夠真正理解、掌握知識、原理并加以應用。在課程進行過程中，注重章節之間的比較，比如說學習氣體吸收時，講解其傳質推動力和傳質方向時，可以聯系到剛剛學習的傳熱部分。在導入新知識的基礎上，鞏固原有知識，能大大激發學生主動學習的主動性。

(二)大量flash動畫的引入，將抽象的傳遞過程形象化Flash動畫可以將音樂、聲效、動畫和富有新意的界面融和在一起，制作成為高品質的動畫視頻。其具備集成性高、容量小、視覺效果強、控制靈活以及交互性好等優點。通過Flash軟件制作的多媒體課件對化工單元操作過程的講解極為便利，把復雜難懂的化工過程轉化為動畫效果的方式，使學生眼前一亮，增進學習興趣。對此，教師不僅僅要收集大量的化工動畫效果，必要時還要自己學習制作動畫，通過合理運用這些生動形象的教學輔助資源，對于提高課堂效率，增加課堂趣味性很有裨益［7］。傳熱設備的講解，吸收塔、板式塔的工作原理，干燥設備的講解等都需要大量的Flash動畫。

(三)慕課(MOOC)反轉課堂，引導學生成為課堂的主人慕課作為一種新型的在線課程開發模式，以其自由、開放、新穎的教學模式得到了越來越多青睞和關注，值得“化工原理”課程教學積極借鑒，由“填鴨式”“灌輸式”的傳統教學模式向“啟發式”“自由式”的自由教學模式轉變［8］。除了引導學生學習現有慕課課程以外，教師自己制作慕課課程也具有非常重要的意義。其中，課程宣傳片的制作要精彩和唯美，轉變學生對于化工原理課程形成的固有印象，使課程能有個良好的開頭。將知識點制作成慕課短視頻用小故事的形式呈現出來，選取合適的文字、圖片、表格、動畫等，兼顧科學性、趣味性、可視性、互動性，提高學生對該門課程的關注度［9］。在慕課平臺的答疑區和討論區，設置大量吸引學生的問題，使越來越多的學生參與進來。(四)3D虛擬仿真平臺的應用，讓學生實現身臨其境化工生產過程因有諸多不安全因素，使得學生上學期間很難近距離接觸，實驗課和化工實習也是以演示實驗和參觀實習為主，這大大制約了學生的知識面，難以將學到的理論聯系到實踐中去，因此，如何安全、方便的讓學生真正對實際化工生產過程有直觀的理解，是化工原理實踐教學亟需解決的難題。虛擬仿真平臺的應用，幾乎可以完美的解決這個難題，讓學生足不出戶，便能置身化工廠，極大的節約了時間、空間和教育成本，身臨其境地參與到現代化工生產過程中。在化工單元操作模塊可以代替傳統的化工原理試驗，除了通過伯努利方程實驗、雷諾實驗等傳統單元操作幫助學生對化工的基本操作進行學習以外，還可以對實驗原理、操作方法、設備拆解、注意事項等進行詳細的講解，有利于學生在課余時間進行學習［10］。

二、多列舉實例，將抽象地教學內容具體化

首先，大量生活實例的引入對于“化工原理”教學非常重要，既能提高學生學習的興趣，又能引出后面的學習內容。在氣體吸收章節中，汽水制備和飲用、實驗尾氣吸收、天然氣的凈化、空氣冷凍法制備氧氣等例子使得枯燥無味的陳述更加生動化(圖1)，便于學生增加學習興趣。液體精餾章節中，從石油精煉的例子引出精餾的學習，在講解汽液相平衡時，用古法制酒的例子更加直觀易懂(圖2)。把復雜的抽象的化工過程簡單化，便于學生增加學習的興趣。其次，大量化工生產實例的引入可以提高農業院校學生對“化工原理”課程學習興趣，氣體吸收、液體精餾等單元操作都涉及到設計型計算和操作型計算，而計算的基礎都是以經濟成本最優為基礎的。這不僅僅培養學生的化工生產的經濟意識，還可以培養學生操作工藝條件優化、設備的更新改造、環境保護意識等，使學生能直觀地感受到所學的化工原理知識對于生產實踐具有重大意義，在增強專業認同感、被需要感的同時，激發他們的學習熱情［11］。總之，“化工原理”是一門應用學科，一定要和實際結合起來，從實例中看現象，透過現象研究本質。

三、前呼后應的邏輯，將分散的知識系統化

連貫化化工原理注重單元操作，“三傳一反”中的“三傳”尤其是傳熱和傳質之間的關系密切，而對于此兩者的研究方法也是非常相似。因此，在教學過程中，對學生系統學習方法地培養非常重要。教師應該注重培養學生系統思維和邏輯思維，注意化工原理的知識點前呼后應、貫穿始終，使學生樹立良好的大局觀，這種全局意識對于學生以后的學習和工作也將會大有裨益。在講解氣體吸收時，就要與前面章節學習的傳熱進行對比學習，這樣可以使學生舉一反三，提高學習效率，真正掌握化工原理的學習方法。汽液相平衡和前面氣體吸收中的氣液相平衡，雖然有著本質的區別，但是研究方法非常相似———首先找到研究對象，也就是平衡關系中涉及的參數，然后探討參數之間的關系，都是通過實驗曲線和數學描述兩種手段對其進行定量描述。在授課過程中，一定要讓學生體會到這一點，這樣有助于他們知識的系統性和連貫性掌握。學習過程中，從雙組分汽液相平衡關系的定義著手，著重分析里面的重點字眼:參數、確定的關系，而關系的研究要通過數學描述和實驗測得的相圖，層層推進，邏輯性較強(圖3)。既能避免學生的思維僵化，也能幫助學生更好地理解所學內容。

四、理論聯系實際，培養應用型人才

對于工科專業的學生來說，培養工程實踐能力非常重要。“化工原理”課程屬于工程實踐性很強的專業基礎課，其中研究過程的原理和方法在各行各業應用廣泛，對于培養應用型人才具有非常重要的意義。但由于學生動手能力不足，無法勝任生產第一線工作，且在高校的教育體系中，實驗和實習模塊體系建立尚不完全，使學生在畢業后從事相關工作時完全是“紙上談兵”。即使是實驗較為完善的模塊，也存在著只注重模塊內部之間的相互銜接，卻忽視了模塊與模塊之間的銜接。因此，培養應用型的工科人才，就必須理論教學與實驗、實習有機結合，缺一不可［12，13］。鑒于“化工原理”對實驗和實踐的需要與節約實踐設備投資成本或者實踐條件不允許之間存在巨大的矛盾，利用前文所講的計算機技術和三維互動虛擬平臺技術開發仿真型化工虛擬實驗平臺或借助于兄弟院校平臺等手段可加強實驗課程，讓學生多多增加動手實踐的機會，使學生距離應用型人才更進一步［14］。此外，現有的考核形式對于提高學生的應用思維是不利的。傳統的課程筆試一般是對概念、計算的測試較多，培養設計思維能力的設計型題目很少，當學生遇到實際問題時，對于涉及許多查找工程手冊的圖表、數據，甚至半經驗半理論的工程公式往往一知半解，或者毫無頭緒，而這偏偏是化工原理應用的重點。學生會做題但不會設計的問題不解決，應用型人才也無從談起。因此考試題型應適度多樣化，增加設計題、綜合分析題比值，比如“給一些果樹林木打藥用到的噴霧器為什么液體從其中出來會呈現霧狀”。只有更側重于學生學習方法、查閱資料、分析設計、動手實踐能力的培養和考察，才能培養學生的工程意識、鍛煉工程實際動手能力［15］。

五、結語

盡管“化工原理”是一門相對成熟的課程，但在農林大背景下，制藥工程專業的“化工原理”課程既要求重點內容的精準講授，又要求多聯系實際，筆者通過多元化的教學形式、大量的實例、前呼后應的邏輯思維培養等教學改革措施，使得枯燥的課程變得趣味橫生，為應用型人才的培養出謀劃策。

參考文獻:

［1］李果，朱大勝，劉友英，等．培養應用型人才之《化工原理》課程改革建議與思考［J］．廣州化工，2018(4):159－160，164．

［2］于小艷，徐宏志．農業院校工科大學生就業質量現狀調查研究［J］．河北農業大學學報(農林教育版)，2017(4):105－108．

［3］李健，鄭冀魯，尉芹，等．農林高校林產化工專業《化工原理》課程改革探討［J］．廣州化工，2015(17):244－246．

［4］朱明華．淺談建筑專業教學中的新課導入［J］．科技創新，2014(29):329．

［5］林承師．引導式教學課堂模式的研究與探索［J］．教法研究，2016(9):55－57．

［6］吳曉莉．大學課程的創新模式改革［J］．課程教育研究，2014(下旬刊):54－55．

［7］陳遠學．Flash制作多媒體課件的特點［J］．教育技術，2011(2):177．

［8］朱丹．MOOC+翻轉課堂混合教學模式設計［J］．河北農業大學學報(農林教育版)，2018(1):35－39．

［9］劉彤．貴州大學《化工原理》課程“慕課”(MOOC)建設的問題與對策［J］．山東化工，2017(9):155－157．

［10］馬超，曹森，杜超，等．基于虛擬仿真技術的化工原理實驗改革初探［J］．廣州化工，2018(3):171－172．

［11］王銘琦，李冬梅，張曉松，等．化工原理教學中以化工實例培養學生的經濟意識［J］．高師理科學刊，2017(11):98－101．

［12］王靜，郭文英，郭秀芬．化工類應用型人才實驗技能培養的改革與實踐［J］．中國化工貿易，2016(3):7．

［13］周躍花，孫平，李學坤，等．基于應用型人才培養的化工實踐教學體系［J］．廣州化工，2017(20):167－169．

［14］彭才望，孫松林，趙素波，等．信息化教學在高等農業院校中的應用分析———以湖南農業大學為例［J］．河北農業大學學報(農林教育版)，2017，19(5):55－59．

［15］張永江，劉連濤，李存東．農科類虛擬仿真實驗教學中心建設探索與實踐［J］．河北農業大學學報(農林教育版)，2017(2):85－88.

作者：高艷清1；王勇1；李健2；韓立榮1；馬志卿1單位：1．西北農林科技大學植物保護學院，2.西北農林科技大學林學院