引論:我們為您整理了13篇化工原理課程設計范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
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。
篇2
1、化學原理課程教設計改革的背景
化工原理課程設計是化學工程與工藝類相關專業學生學習化工原理課程必修的三大環節之一,是理論聯系實際的橋梁,是對化工原理、化工制圖、化工機械、化工儀表自動化等知識的綜合性的訓練。通過課程設計,使學生了解工程設計的基本內容,掌握化工設計的思路和方法,培養學生獨立分析和解決工程實際問題的能力,提高化工設計能力的重要環節,為更好地完成畢業師,通過不斷的教學改革,已經取得了一定的成績。例如,滁州學院劉芳等運用流程模擬軟件CHEMCAD解決了化工原理課程設計中數據獲取難的問題,不僅可以解決教師選題的瓶頸問題,而且大大提高了設計效率和質量。為了提高化學原理課程設計的合理性,教師開始增加對化學原理課程教學進行創新和改革,改變了傳統單一教學設計模式,增加了對學生理解能力于創新能力的培養和教學,來提高學生的實踐能力和學習能力。站在發展的角度來說,對于化學原理課程教學設計的創新和改革,其滿足社會發展的需求, 滿足現代化教育的要求,是我國化學原理課程教學的主要發展方向,是化學原理課程教學的主要發展契機。因此,化學原理課程教學工作人員,在實際教學過程中要增加化學原理課程教學設計的多樣性和靈活性。
2、化學原理課程存在的主要弊端闡述
2.1化學原理課程教學設計內容較為單一
在化學原理課程教學設計過程中,教師沒有及時的轉變自身的教學理念,利用傳統的教學理念和教學方法進行設計,導致實際內容設計和現代化教學內容設計較不符合,失去了化學原理課程教學的設計意義。對于化學原理課程教學來說,化學原理課程教學設計是教學的基礎工作。教師在化學原理課程的題目和內容選擇時,選擇的內容和標題較為局限,沒有時代性元素,較為保守和傳統,沒有激發學生的學習積極性,導致學生把化學原理課程學習課程,與其它不同學習課程土同樣來看待,導致學生學習效率下降,學生學習積極性不高,導致化學原理課程教學失去原來的實際教學意義。詳細來說,教師在化學原理課程教學設計過程中,教師沒有構建詳細的章程和方案,導致設計的例題模式出現照搬的情形,學生無法對化學原理課程學習重點和難點進行區分,影響了學生想象力和創新力的發揮,阻礙了學生全面的發展。
2.2化學原理課程教學缺失創新性和實踐性
傳統的化學原理課程教學設計,教師進行教學設計時,教師主要是結合化學原理課程教學的理論知識,結合學生的實際學習情況進行教學設計,沒有結合化學原理課程的實際案例進行設計,導致化學原理課程教學設計失去實際教學價值,導致化學原理課程教學缺失實踐性,導致化學原理課程教學過于形式化。其次,站在創新的角度來說,社會的不斷發展,化學領域的不斷發展,不同化學企業的層出不窮,多樣化的化學產品不斷產生,不同化學工藝和設備的產生,增加了化學原理課程教學設計的壓力,給予化學原理課程教學設計更多要求。面對這一發展背景,教師如果還是延續傳統單一的化學原理課程教學設計模式,則會降低化學原理課程教學的實際教學意義。站在教師的角度來說,化學原理課程教學工作人員,其自身沒有樹立創新教學理念,也是導致化學原理課程教學設計失去創新性的主要原因。
3、化學原理課程教學的創新和改革方法闡述
3.1增加化學原理課程教學設計創新性,進行 啟發教學
在現代化教育大背景下,教師要想改變傳統單一教學弊端,必須要增加化學原理課程教學設計創新性,對學生進行化學原理課程啟發式教學。詳細來說,教師在進行化學原理課程教學設計時,要優先構建一個系統的設計框架,依據這一設計標準,來進行化學原理課程教學設計,在實際設計過程中,增加和學生的交流和溝通,引導學生去觀察和思考,引導學生依據教師設計框架去進行設計,來增加學生對設計大致模式的和掌握,增加學生對化學原理課程知識的了解,降低學生設計錯誤的發生率,激發學生化學原理課程設計的興趣,增加學生對化學原理課程教學設計的積極性。對于啟發式教學來說,教師在實際教學過程中,一定不要延續傳統別的教學理念來進行教學,樹立化學原理課程教學設計目標、充分發揮學生的想象力于創造力。
3.2增加化學原理課程教學設計工藝和方案的科學性
對于學生來說,其于社會的接觸較少,和工廠的接觸不多,因此對于化學原理課程教學設計學習具有一定的難度和局限性。面對這一發展形勢,教師在化學原理課程教學設計過程中,要增加化學原理課程教學設計和工廠的聯系性,來為學生選擇和工廠實踐活動具有緊密聯系的題目來進行設計。在設計過程中,教師要詳細為學生對化學原理課程教學設計背景進行講解,對工廠的生產主要特點對學生進行闡述和講解,對學生設計思路進行引導,引導學生自主的對進行方案的設計,引導學生依據設計方案來進行交流和討論。在保證設計方案創新性的基礎上,教師也要注意對化學原理課程教學內容的設計,增加化學原理課程教學內容的創新性,改變傳統單一內容教學模式,增加數據獲取的靈活性,增加對教學資料的研究,增加對不同教學相關知識的研究,保證化學原理課程教學內容設計的科學行和創新性,增加學生對信息技術和不同科學技術的應用率,保證化學原理課程教學設計工藝和方案的科學性,來提高學生化學原理課程設計教學的有序進行。
3.3建立科學化的批評體系
為了保證化學原理課程教學設計的有效性,保證學生可以完全吸收化學原理課程教學設計要點,教師在化學原理課程教學完畢后,要及時的建立完善的批評體系,對學生進行及時的批評,發現學生化學原理課程教學O計的不足和薄弱環節,不利于教師進行化學原理課程針對性教學,來提高學生的化學原理課程設計能力,保證其設計的合理性。其次,教師也要及時的對自身的教學情況進行批評,來發現自身教學語言和行為的弊端,來提高自身的化學原理課程教學設計能力,來保證化學原理課程教學的實際價值,來增加自身化學原理課程教學設計的積極性沒來提高學生的化學原理課程學習熱情和設計欲望。
結束語:社會的發展離不開創新,教育教學的發展離不開創新,因此,對于化學原理課程設計學來說,要想保證化學原理課程教學設計的創新性,保證化學原理課程教學設計時代性,教師要對自身教學情況進行反省,改變傳統單一的數據教學內容弊端,增加教學內容的豐富性,,增加對教學資料的研究,增加對不同教學相關知識的研究,保證化學原理課程教學內容設計的科學行和創新性,保證證化學原理課程教學高效率進行。
參考文獻:
篇3
2.設計手段單一
設計的初衷是為了提高學生的制圖能力、計算能力及相關設備選型等綜合能力,所以要求學生手工繪圖、手工計算。但通過多年設計經驗發現,學生對基本的制圖規范如尺寸標注、比例選定、局部刨面圖及俯視圖相關規范性方面仍不能較好掌握。同時手工計算存在計算量大,計算結果準確度不高的問題,比如,塔板層數計算無論采用逐板計算法還是制圖法,其它如經驗公式、經驗參數選取和試差法的應用等都可能出現以上問題,其計算結果必將影響后續設計內容,嚴重者導致負荷性能圖檢驗不合格。這時按正常設計處理方法應該從尾到頭逆向再檢查一遍,從出現問題處再重新計算設計。但這時學生一般都身心疲憊,失去信心和毅力;另一方面設計時間也難以保證,結果必然導致一部分學生掩蓋問題、私自篡改數據,而不能面對問題靜心思考,實事求是地分析問題和解決問題,更不知小小數據的改動可能會給實際生產帶來非常嚴重的后果。
3.考核方式單一
以往教學中一般采取出勤、說明書和圖紙三部分相結合的評價體系。但在執行中發現存在以下問題:比如,圖紙方面,由于上交的是“無聲”的書面成果形式,致使懶惰或制圖技能差的同學有機可乘,私自找別的同學替畫,指導老師卻無法核實;說明書若是電子版,則可以套用本組其他同學的作品,進行簡單的數據、文字修改,這一點從部分說明書中出現錯誤的相同性得到驗證,這時問題雖然發現了,但指導教師仍很難判定是誰套用誰的,是誰替誰畫的,另外還可能是同組同學“分工合作”的結果,所有這些問題的出現,必將對最終成績的評定帶來困難,也易導致該考核方式不能全面公正、公平地對學生做出考核的問題,也難以檢驗設計的質量,同時助長了不良的學習風氣。
二、大學化工原理課程設計的教學改革措施
針對本課程教學過程中存在的問題,并結合我校及目前大環境下對應用化學專業人才培養目標要求,筆者結合近幾年教學實際經驗針對性地試將一些實踐教學手段引入到本課程教學中,取得了較好的效果。
1.設計題目創新化、設計內容多樣化,提高學生學習積極性
針對課程特點及學生知識水平儲備的差異,以“提優、促中、轉差”為原則,設計新穎題目及多樣化的設計內容,重在從多角度、多方面鼓勵學生正確處理獨立完成和團隊合作的關系,提高對課程設計的重視程度。具體采取兩種措施進行:常規設計和參加設計大賽設計,同時針對不同的設計對象,采取不同的設計題目和設計內容進行教學。
(1)選題和內容來源于生產實際。對于參加常規設計的同學,為了克服以往教學中選題的不足進行了慎重科學地選題,題目主要來源于生產實際,比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等單元操作,按組制定題目,同組同學分別承擔進料組成、進料狀態、進料量或生產任務不同的設計內容。
(2)選題和內容來源于化工設計競賽。全國大學生化工設計競賽是由教育部、中國化工學會、中國化工教育學會在企業的贊助下舉辦的全國性競賽,參賽高校遍及全國各省市地區,在培養大學生創新思維,提高化工工程設計與實踐能力方面發揮了積極作用。大賽題目每年均不同,并且與生產實際聯系更加緊密,有利于激發學生的學習興趣,培養勇于挑戰自我的精神,同時,采取積極宣傳和鼓勵的方式來引導同學自愿加入這一部分的課程設計。設計任務依據當年的競賽下達任務條件而定。五人一組為一隊,設隊長一名。小組成員可以根據各自的特長和興趣來分工合作,執行中采取“傳、幫、帶”的形式進行。由于設計任務有一定的難度和復雜性,為了使學生較快“入戲”,請教有參賽經驗的上屆學生“傳”授經驗,主要包括團隊合作的要點、軟件的學習、方案的確定等方面;同組同學之間互相“幫”助解決實際問題及各組同學互相“幫”助解決共性難點問題。小組內自學能力、自主能力強的同學“帶”動稍弱的同學,整體相對較強的隊“帶”動較弱的隊進行設計。采用不同的設計題目和內容,符合了不同學生的“口味”,一方面提高了學生的學習積極性、學習自信心和團隊協作能力;另一方面有效地避免了設計抄襲、代做的現象,形成以學生為主體,以教師為指導的良好設計氛圍。
2.采用靈活豐富的設計教學手段
由于常規的課程設計時間為兩周,若設計全部采用手工計算、手工制圖進行,很難高質量的完成設計任務。因此,構建靈活豐富的設計教學手段是十分必要的。主要采取以下方式進行教學改革實踐:
(1)提前下達任務讓學生做好早入手準備,比如提前學習化工儀表及自動化和化工制圖等課程的部分內容,能達到理解和會識圖的目的。并利用課余時間與學生交流,解決問題,引導正確的學習方法和增強自信心。
(2)在理論課教學中,注意結合課程設計相關知識采用案例式、啟發式等教學方法教學,適當訓練計算能力,達到理論與實踐的有機結合;在實驗課教學中注重對現場設備儀表及工藝流程的觀察和指導,從而使學生在理性和感性認識上有一定提高,使學生感到題目來源的真實性,增加設計的興趣,而且更有利于培養學生的工程觀念,為課程設計做好鋪墊。
(3)有計劃、有步驟地指導學生關于AutoCAD、Aspenplus等相關計算機軟件的自主學習。布置輔導學生學習AutoCAD,網上下載教學視頻,提供幾個與課程設計有關的網站等。
(4)緊密聯系生活實際,引導學生觀察生活中身邊地現象,樹立工程意識。比如,教室里供熱的換熱器類型、結構、適用條件、規格、安裝位置等是如何確定的;要保證教學主樓十樓在高峰期正常供水應如何選泵等等。通過引入生活中息息相關的小例子,使學生進一步意識到化工原理課程的重要性及實用性,提高學習的積極性,培養學生善于觀察、善于思考的良好習慣。通過在課程設計的實踐教學環節中采用靈活豐富的教學手段,削弱學生對設計的恐懼和依賴心理,增強了學生的求知欲望,從而大大提高實踐教學的效率,為學生按時完成課程設計提供保障條件。但要注意,要防止學生對軟件產生依賴心理,而忽視了對課本基本知識的掌握和計算基本能力的練習。
3.考核方式多元化,促進學生綜合素質的提高
針對以往考核方式存在的問題,依據過程與結果并重的原則,以重知識的綜合運用和“工程”觀念的設計能力培養為主,采用切實可行的多元化考核方案,使學生的主體作用和教師的主導作用能有機結合,提高教學質量。
(1)針對同一題目不同設計任務的同學,實行多方位、立體化綜合評價體系,設計期間定時及不定時地檢查設計進度和內容,達到及時發現問題及時解決和及時發現錯誤及時糾正的目的。一方面督促了設計進程,另一方面檢驗了學生對知識的掌握和應用情況。同時,通過當面問答的形式避免了抄襲或替代設計的過程,對答辯成績采用“化整為零”的方式進行評價,以“段段清”的方式進行答辯考核成績評定,即將答辯環節滲透在設計的整個過程。最終結合學生平時學習主動性、積極性和圖紙、說明書情況給出總成績。
(2)針對參加化工競賽的同學,考核方式采用“總分”結合的形式。“總”為小組作為一個整體總得分情況,主要從設計的系統性、完整性、規范性、創新性和最終團隊答辯情況而定。“分”為小組中每個學生獨立完成任務情況、參與積極性和個人答辯情況。答辯過程按照參賽標準進行,小組“總”成績占每個學生總成績的40%,學生獨立設計成績占學生總成績的40%。個人創新占學生總成績的20%,主要包括設計方案的確定、新技術、新材料的應用、相關軟件應用、節能環保及經濟性評估等方面有創新或突破。針對不同設計任務,采用的考核方式雖有所差異,但總體上均較合理、公平、公正地反映了學生的綜合成績,同時促進了學生知識、能力、素質的協調發展。通過近四年的教學實踐和改革,教學質量得到了一定的提高。參加大賽同學取得了優異的成績,得到了校、院領導的肯定,學生整體設計水平明顯提高,具備了一定的化工PID識圖、制圖能力,為后續的專業課學習、生產實習和就業打下良好的基礎。
篇4
化工原理課程設計目前存在諸多問題:一般專業未開設大多軟件課程,學生不能進行模擬計算,設計效率低;學生缺少查閱工具書意識,且工具書有限,生搬硬抄教材較重,無法提高學生分析和解決工程問題能力;青年教師缺乏設計經驗,指導能力尚需提高;教師指導人數多,學生面臨末考壓力,影響師生溝通;選題面窄,驗證性設計題目多;學生缺乏工程觀念,與工廠現狀關聯少,難以培養學生創新思維和工程意識;設計時間緊、任務重,完成質量不高;考核簡單,多以說明書和圖紙為評判依據,不能真實反映學生設計能力?;谝陨显颍谜n程設計環節培養學生創新精神和解決實際問題能力的目的未能較好達到[3]。
2化工原理課程設計指導流程改革
現有化工原理課程設計指導流程一般是指導教師集中開動員會,下達并講解任務指導書,課程設計要求,按學號進行分組,后續集中指導交流機會少,學生有問題得不到及時解答,入手難,設計進度緩慢等問題,就此對課程設計指導流程進行了細化改革。
2.1了解學生情況
在課程設計分組前,對學生情況了解非常重要。需對學生進行歸類,如組織領導才能、有一定威望、學習成績好、學習比較欠缺、計算能力較強、辦公軟件使用熟練、模擬繪圖軟件熟練操作等方面進行了解,此可避免各小組間較大差距,可充分調動小組積極性和團結協作,分工協作進而可減少指導教師工作量。
2.2提前動員準備
教師可將設計題目、設計框架穿插在化工原理理論課教學中,介紹設計思路和實際經驗,有意識讓學生積累工程素材,要求學生利用課余時間根據設計題目搜集資料,培養學生文獻資料檢索和搜集能力,學習CAD繪圖等技能,提前做好初步動員,積極引導學生復習和補充設計所需的有關知識和技能,可合理分配利用時間,解決課程設計時間緊、任務重的問題。
2.3選題
在進行課程設計開始時,結合理論知識的基礎,把控好設計的難易程度,也可根據工廠情況涉及各種單元操作與生產一線聯合選題,設計與生產實際貼近的合理設計題目,選題符合本科教育要求,難度適中;符合學生實際知識水平和能力,經過努力能順利完成設計任務。
2.4分組及選組長
指導教師了解學生基本情況后進行分組,學生可在一定前提下自由組合。學生推舉組織協調能力較強的組長,指導教師與組長交流討論,組長選擇副組長,余下的同學自行選擇組長,教師再根據小組成員不同特點進行適當調整。每個小組成員最好有專長,如工程計算、CAD繪圖或模擬軟件使用等,利用各組員長處承擔相應設計任務,團隊協作完成設計。
2.5設計任務書
正式開始設計前,召開全體學生動員會,集中將設計內容和要求詳細闡明,并對設計任務書進行詳細講解。設計任務書是課程設計的方向和依據,一般包括以下內容:設計題目、設計參數、設計目的及內容、設計說明書內容、進度計劃、考核方法等。設計任務書應詳盡具體,讓學生對課程設計所有內容一目了然,且難易程度與學生水平應相當。
2.6集中交流與過程考核
開展有效的輔導交流,可加強各小組交流學習,了解每個學生在團隊中的表現,能強加過程考核,并督促把握各小組設計進度,還可很好解決指導教師不足問題。各小組圍繞設計思路及進度、存在問題、后期方略開展單獨交流。由組長總體介紹,每個組員分管工作介紹,檢查學生設計思考情況,指出設計中的不足,以利于以后改進,提出后期工作安排。
2.7正確指導和監督
教師首先對設計思路進行引導,設計過程中確實遇到問題,先由小組內開展討論分析,確定無法解決后,教師再從旁協助,引導啟發,并解決問題。除約定時間集中答疑外,還可通過電話、短信、QQ及微信等手段進行輔導答疑,記錄學生提問積極性以用于監督和考核。教師要及時掌握學生設計進度和動態,對設計過程中表現積極地學生適當加分。
2.8考核與答辯
根據學生在設計中綜合表現進行考核評定,采取教師審定、小組互評、過程表現與答辯相結合的方式,成績評定按百分制記分。通過答辯,考核學生設計思路和設計態度,設計方法是否掌握,是否有抄襲現象,對知識掌握及運用情況,主要考核解決工程實際問題的能力。
3化工原理課程設計的改革與探索
3.1精心選題,加強工程實踐性
設計題目要能綜合應用所學知識,依據實習基地和個人科研項目而選擇合適項目,緊密聯系化工生產實際和學科前沿。選題時要結合學生專業特點,在給定物系要求、操作條件、設備要求等方面做到多樣化,且有一定難度與深度。通過課堂和工廠現場教學,加強學生工程實踐能力鍛煉,使其對單元操作、生產工藝和設備等有初步認識,而利于設計順利完成。
3.2改革指導過程,加強監督
輔導答疑堅持以學生討論為主,教師從旁協助原則。遇到問題先組內討論,無法解決時教師再引導啟發至解決問題。集中輔導時,教師將設計共性難疑點詳細講解;小組單獨交流時,圍繞設計思路及進度、存在問題、后期方略交流,還可通過網絡等進行實時輔導。指導教師應了解各學生表現,實行階段性檢查,輔導過程以學生為主,培養其分析解決問題能力。
3.3加大計算機應用,強化軟件應用能力
目前,課程設計手工計算較多,耗時費力,準確性不好,使用計算機輔助設計顯得尤為重要??衫肊xcel、Origin和Matlab等對數據選取、核算和繪圖;利用Aspen、ChemCAD等對物性參數、熱負荷等選取和計算;利用CAD、ChemCAD等繪制流程圖、人流物流等;利用Plant、CADWorx等進行配管、三維圖繪制等。對于工藝計算和繪圖軟件,教師應在課程設計前一學期介紹,學生平時加強自學練習,可充分發揮學生自主學習和獨立思考精神,提高計算機運用技能和專業知識綜合運用能力[4]。
3.4提高教師水平,鍛煉指導能力
化工原理課程設計水平與指導教師直接相關,教師的實踐教學能力是提高設計環節教學質量的關鍵。年輕教師工程實際訓練少,教學經驗不足,對工藝流程、設備結構、車間布置等不熟悉,故提高青年教師指導水平尤為重要,可利用暑期實踐活動到學生實習化工企業進行歷練,參加實踐基地建設及校企項目合作,精選部分具有企業工作背景或設計經驗的教師和優秀校友開展雙導師制課程設計,不斷提高教師的指導能力和水平。
3.5改革評價體系,體現公正
將小組互評、學生自評和教師審定相結合,平時討論表現和答辯相結合,考核貫穿設計過程始終,最終成績需考核學生知識掌握情況、分析解決問題能力、計算機應用及文字組織能力等。采取平時表現(5%)+過程考核(15%)+說明書(15%)+圖紙質量(20%)+難度和創新性(5%)+答辯表現(40%)來評定學生成績。從設計態度、考勤、學習表現、提問釋疑情況,交流表現、資料掌握,說明書質量、圖紙繪制及軟件應用等審定。答辯時要求組員對自己工作做出說明,結合小組成績和個人表現,給每位同學評定成績,做到合理公平。
3.6鼓勵參加設計大賽,以賽促教
篇5
一、課程特點
化工原理是化工與制藥類專業學生的專業基礎課與專業核心課[4],承擔著引領學生從基礎課向專業課過渡的重要任務?;ぴ碚n程的主要內容是研究化工生產過程中單元操作過程的基本原理與計算以及主要單元設備的工作原理、設計及操作。對于理工科學生的綜合工程素質培養起著重要作用[5]。
(一)理論性強,對學生的數理基礎要求高
化工原理研究的主要是化工生產過程中最基本的生產單元———單元操作。研究過程中需要學生熟練掌握高等數學、大學物理、物理化學等基礎知識并加以綜合運用。對學生的數理基礎要求較高。
(二)與實際生產結合緊密,具有很高的實用性
化工原理所研究的單元操作都來自實際生產,經不斷地完善總結后形成理論。所有的化工生產過程都是由不同的反應過程與單元操作過程組合而來,因此,單元操作的研究對于實際生產有很強的指導意義,課程也具有很高的實用性。
(三)解決問題的手段多樣,靈活性高,對知識的綜合運用能力要求高
由于實際生產的復雜性,生產中所遇到的問題往往有多種解決方法。這些復雜工程問題通常僅靠一種手段很難完全解決,因此需要綜合運用所學知識,通過理論分析、實驗驗證、軟件輔助等多種手段才能得到滿意的結果由于課程具有以上特點,因而傳統的、僅僅依靠課堂理論授課的方式很難滿足對學生綜合工程能力和工程素養培養的目標和要求。這就需要課程建設不能只停留于課堂的理論教學,還要全方位、多手段的采取措施,使之更好地服務于教學內容和教學目標。
二、課程體系建設
為滿足對學生綜合工程能力和素質培養的要求,經多年實踐,化工原理形成了以理論課程為核心,“理論、實驗、實踐”三位一體的課程體系。除理論教學外,課程體系中還包括化工原理實驗課、認識實習和課程設計三門實踐課程,使課程在工程能力培養方面得到了強化。
(一)認識實習
認識實習是化工原理理論課程進行之前的先修課程,主要內容是對化工生產的常見流程以及單元設備進行講解和參觀,使學生初步了解化工生產的特點以及單元設備的基本原理、結構和操作,并通過現場參觀的形式獲得感性認識,為后續化工原理理論學習打下基礎。認識實習是學生與生產實際的第一次接觸,也是工程素質培養的第一個步驟。
(二)化工原理實驗
化工原理實驗與化工原理課程同時進行,分兩個學期?;ぴ韺嶒瀮热菖c理論課程內容緊密結合,分為綜合性實驗和驗證性實驗。驗證性實驗的主要目的是使學生通過實驗對課堂理論加以驗證,增強對課堂內容的理解。綜合性實驗的目的是提高學生對于課堂知識在實際中的運用能力以及實驗設計和操作能力,在綜合工程素質的培養中居于重要地位。
(三)課程設計
化工原理課程設計是在化工原理課程結束后開設的綜合實踐類課程。主要內容是進行板式精餾塔的設計,包括精餾塔的工藝計算、塔板設計與水力學校核、塔頂冷凝器的設計與選型、設備條件圖和浮閥排列圖的繪制。主要目的是使學生將理論知識應用于工程設計,提高學生的知識綜合運用能力和解決復雜工程問題的能力。課程設計除了應用化工原理的基本理論之外,還要求學生具有一定的工程制圖基礎、了解工程設計規范以及利用現代工程軟件解決問題的能力,通過綜合訓練使學生在實際應用中提高工程素養。
(四)“理論—實驗—實踐”三位一體的課程體系
在實際教學過程中,學生暴露出來的一個較大的問題是“重理論,輕實踐”,對實驗和實踐課程不重視,人為割裂了課程體系中各門課程之間的聯系。為解決這一弊端,課程組設計了“理論—實驗—實踐”三位一體的課程體系,使各門課程之間環環相扣,形成一個整體,在一定程度上提高了學生對實驗和實踐環節的重視,取得了一定效果。在認識實習開始時,就將認識實習與化工原理的關系告訴學生,簡單介紹化工原理課程的基本內容與課程性質,提高學生的重視程度。對于化工原理實驗,則充分利用學科競賽對學生的刺激作用[6],鼓勵學生參加“全國大學生化工實驗大賽”和“山東省大學生實驗技能大賽”等賽事,從側面促使學生重視實驗。課程設計是整個課程體系中的最后一環,需要學生綜合運用化工原理的知識解決問題,對學生的綜合能力要求較高。在進行化工原理理論教學時,就將工程設計規范的概念傳授給學生,使學生對工程設計形成初步認識。了解到工程設計的復雜性和所需知識的多樣性,也能促使學生努力學習理論知識。通過這樣三位一體的課程體系設計,課程體系中所有的內容都有一定程度的交叉,不再是單獨一門課程的學習,而是整體、系列地學習,大大提高了學生學習的整體性,對學生的綜合工程素質的養成提供了有利的支撐。
三、課程內容及教學方法建設
化工原理課程內容多、學時長,涉及的數理知識及方法多。傳統的課堂教學模式的弊端是學生無法通過課堂學習獲取更多的工程實踐知識。由于課程理論性強,學習難度較大,造成學生學習興趣下降,課堂氣氛也比較沉悶。為了改變這一狀況,切實提高學生的學習效果和綜合工程素養,課程組對課程內容進行了重新規劃并改進了教學手段,取得了一定成效。
(一)重新規劃課程內容,明確知識點,加強課程前后內容的聯系
為使課程重點突出,便于學生主動學習,課程組重新規劃原先以章節劃分的課程內容,劃分為157個知識點,以知識點為核心重構教學內容。這樣一方面使學生能夠很快地抓住重點,與以章節為單位組織教學相比,知識點的范圍更小,學生學習時間縮短,學生更容易集中精力進行學習,提高學習效果。另一方面,通過不同知識點的組合,可對有不同要求的專業采用同一套知識體系進行教學。對于短學時的專業,只要將所需的知識點提出并教授給學生即可,無須重新組織教學內容,從而減輕教師的備課壓力,提高教學質量和學生的能力。
(二)采用綜合工程案例為主導,強化學生的工程意識和工程素養
案例教學一直是化工原理教學中提高學生工程意識的重要手段之一,但以往的案例通常僅局限于某個知識點或者某個單元操作,學生在學習過程中難以把握工程問題的實質和精髓,對問題的分析也不夠深入。為進一步提高學生的工程素養,增強學生分析和解決問題的能力,課程組設計了綜合工程案例,通過對實際問題的分析,提高學生對復雜工程問題的認識,提高他們綜合運用知識、解決問題的能力。
(三)擴展教學資源,創新教學手段
教學資源是教學工作的基礎,資源建設一直是課程建設的重要組成部分。為促進學生工程素養的提高,課程組在資源建設方面做了大量工作。首先,組織教師編寫了《化工原理案例庫》,收集整理了幾十個工程案例,通過對案例的詳實分析和細致研究,將其中包含的工程問題進行分解,使學生在案例的學習中鞏固基礎知識,提高他們分析問題和解決問題的能力,強化其工程意識和工程思維能力。其次,上線了化工原理慕課。化工原理慕課的上線運行,大大豐富了課程的教學資源,為新的教學手段的實施打下了良好的基礎。最后,編寫配套習題集,給學生提供課外練習的資源。習題中除了大量考研題外,還選擇了部分工程案例進行操作型問題分析,增強學生對實際問題進行分析處理的能力,強化其工程思維和科學思維能力。有了豐富的教學資源做基礎,就可以在傳統教學方法上進行大膽創新,采用新的教學手段提高學生的各方面能力。在化工原理的教學中,課程組進行了問題導向的線上線下混合式教學模式的探索。具體實施方案是在每一章課前提出本章需要解決的一個工程問題,引導學生利用慕課等線上資源進行自主學習,教師進行線上答疑與指導。線下授課階段分為兩種模式。其一是教師要求學生根據線上學習的結果對某一知識點進行講解,并接受來自其他學生和老師的質疑;其二是教師對重點問題進行適當講解并回答學生提出的問題。還可以采取分組作業、課外綜合大作業等形式促使學生查閱資料,完成任務,提高學生主動獲取知識的能力,并拓展其視野,加深其對工程問題的認識?;ぴ淼馁Y源建設及線上線下混合式教學的總體設計如圖1。
四、結語
提高本科生的工程素養是工程教育的核心問題之一,關系到國家各項重大工程項目建設的后備人才培養和國家未來發展的人才規劃,應當引起人才培養部門的足夠重視。文章以這一出發點為基礎,對作為本科生從基礎走向專業重要橋梁和紐帶的化工原理課程從課程體系、課程資源以及教學手段等方面進行了重新規劃。通過“理論-實驗-實踐”三位一體的課程體系設計,“知識點劃分與整合”的教學內容重組,“綜合工程案例為主導,線上線下結合”的教學模式改革,充分調動學生的學習積極性,提高其工程能力與工程素養,為綜合型人才的培養模式提供了積極的探索和有益的借鑒。
參考文獻:
[1]成忠,諸愛士,劉寶鑒,等.面向新工科建設的化工原理課程教學改革與實踐[J].化工高等教育,2021(38):40-46.
[2]郝世雄,杜懷明,于海蓮.工程教育認證背景下西部地區地方高?;ぴ碚n程設計教學淺議[J].廣東化工,2020(47):226-227.
[3]張海鵬.論提高工科大學生的工程意識[J].中國石油大學學報(社會科學版),2016(32):103-107.
[4]王筠,毛中旭,趙輝.工程教育專業認證背景下化工原理課程的教學改革與實踐[J].天津化工,2020(34):90-91.
篇6
文章編號:1005-913X(2012)07-0154-02
高等數學是理工科院校每個專業必修的理論基礎課,由于傳統的數學教育比較注重理論知識的傳授,忽視了數學技能和數學素養的培養。而各專業的發展和進步要求學生具備更高的數學素養,這就為理工院校對大學生高等數學課程的教學效果提出了更高的要求,為此對高等數學課程的教學設計進行優化,使大一學生即奠定堅實的高等數學基礎,還具備創新精神和實踐能力。為此高等數學課程針對教學對象的特點優化教學內容,改進教學方法,精心設計每個教學環節。
一、優化教學內容
針對分層次教學的班級特點,分別制作不同的教學大綱、授課計劃。首先在不影響本課程知識體系完整性的條件下,適當地減少、削弱理論性與難度,對高等數學課程各部分的學時分配,要在保證學時少的基礎上注重創新能力的培養。層次A:學時分布調整為概率36學時,統計24學時,實驗4學時,使該層次側重理論的推導、數學思想的產生與拓展,大大提高學生的數學素質與技能。層次B:學時分布調整為概率32學時,統計26學時,實驗6學時,使該層次側重理論的應用,使數學技能得以提高,將學到的知識活學活用。講授課程的過程中要從直觀性、趣味性和易于理解的角度來引進有關微積分起源的經典案例,同時增加與生活貼近的例子,例如與差分方程有關的教育投資問題、與微分方程有關的追擊問題等。
二、根據具體的教學情境,改進教學方法
一是要學生不迷信教師,不迷信教材,敢于異想天開,勤于思考,敢于打破常規,善于獨辟蹊徑,樂于新的組合。
二是培養學生直覺思維能力,鼓勵學生對問題進行大膽猜想。解一道難題時,先對其結果作一種大概的估量和猜測,而不是先動手計算、論證。有些學生的思維不是一步一步的,喜歡跳躍,這跳躍就是猜,教師千萬不要和懶惰聯系起來,不僅要保護,而且要加強培養。
三是重視“過程”的教學。目前的數學教學忽視或壓縮數學過程而偏重于數學結果。其實被忽視或壓縮的數學過程正是突出數學思想、培養創造性思維的好素材,因此教學中必須重視知識的建立、推廣、發展過程;數學概念、定理、公式的提出過程;解題思路的探索過程等等。教師要認真鉆研數學科學史,了解基本概念、基本定理產生的根源,前后的繼承與發展、思想的演變,把數學家們發現和創造新知識的過程中蘊涵的思想方法和成功經驗有機地滲透到教學中去,使學生得到數學思想的熏陶,激發學生的創新意識,培養學生的創新能力。
四是教師加強一題多變、一題多解的教學,讓學生從多方面探索解決問題的方法,從不同的角度去分析研究問題,打破思維定勢,提高思維的靈活性和創造性,培養學生發散思維能力。
三、在每個教學環節中精細化教學設計
(一)向課堂教學藝術要質量
教學中善于把個人的情感轉移給學生,激發其學習的興趣,鼓舞其學習的斗志;對知識方面要給學習者建立一個已知知識與未知知識之間最適應學習的橋梁,教師本身要具有語言表達清晰、形象,聲音大小適中,富有幽默感和戲劇性。善于觀察學生,邊教學邊收集來自學生的各方面的信息,在不影響正常上課的基礎上,使那些“開小差”,“搞副業”的學生轉移到正確的“軌道上來”。
(二)向課的結構要教學質量
分析課的結構是屬于以下哪種結構:檢查知識的課的結構,鞏固知識的課的結構,培養技能的課的結構、還是傳授新知識的課的結構,分別針對具體的知識結構創設有效的教學方法。
(三)向備課環節要教學質量
備課的過程中主要考慮所教授內容的知識體系是什么,他們可分成幾部分,教學大綱對該部分是如何要求的,他們之間的聯系是什么、學生學習的新概念舊概念與生活的概念之間是否有相似之處,如何區別它們的相似之處。例如一元函數中的最值與多元函數中最值的求法和實際生活中的最優化問題之間的關系。更要準備以下方面的內容:本節課最適合培養學生哪些能力、科學方法和學習方法?教師應該怎樣架設認知橋梁才能使學生學習起來最省力?考慮教材為學生鋪設的認知橋梁怎樣?結合教材增加一些科技史、學科發展中的內容,利用教材中的素材對學生實施辯證唯物主義和愛國主義的教育,注意提高學生的個人素質。
(四)向課程引入要教學質量
可以用事例引用、直觀引入、意義引用、設疑引用等方法使引言起到導出課題、激發興趣、集中注意力、形成學習動機、創設教學情境、承前啟后的作用。例如用熱鍋上的螞蟻問題引出方向導數。
(五)向講授例題要教學質量
例題的設計以優化教學為目的,設計那些具有鞏固作用、橋梁作用,具有訓練性和啟發性、指錯性的例題。而且例題的選擇多要偏重于具有很強的應用背景,數學思想鮮明的習題。例如鯊魚的捕食方向是血液濃度升高最快的方向與方向導數的問題緊密聯系的,如積分的過程可以理解成變化的高度在直線上的累加過程。
(六)向板書要教學質量
利用良好的板書有利于對教師威信的形成從喜歡板書到喜歡教師教授的課程,使學生產生對教師的欽佩之情。板書的設計還要考慮學生感知存在的強度律、對比律、差異律、組合律和協同律。
(七)向總結要教學質量
總結是去粗取精,把書從厚變薄的過程,授課結束之前可以對每一節學過的知識進行提問總結、討論總結、練習歸納或者直接總結。例如講解導數的定義時就可以采取對變化時間上位移的分布情況進行討論總結。
參考文獻:
篇7
一、引言
《化工原理》課程是化工類專業的主干課程之一,也是化工專業核心課程?!痘ぴ怼氛n程主要采用課堂教學模式,在課堂教學過程中,課堂內容涉及的概念定義多,公式多,相應的計算也多,這些往往是學生在學習過程中普遍認為這門課程難學的主要原因[1-3]。近年來,案例教學法在高等學校教學中得到了普遍的關注。案例教學法主要以學生為主體,使得學生能積極地通過所學的理論知識應用于具體案例的實際操作和實踐中,對案例進行分析、思考,并積極地去解決問題,激發學生的學習興趣[4]。但案例教學法以工程案例為主線,現在《化工原理》課程中的案例較少,因此較難找到適合的案例運用與課堂教學中[5-6]。基于此,本文對《化工原理》課程案例庫建設進行初步探索,主要圍繞《化工原理》課程中案例庫建設的構想探討了案例庫建設的目的、意義和原則。
二、《化工原理》課程案例庫建設的構想
《化工原理》課程主要圍繞化工單元的基本原理、典型工藝過程、化工工藝設備,對化工工藝過程進行設計計算、化工單元分析、設備操作分析,是基礎理論和工程實踐相結合的專業課程?!痘ぴ怼氛n程內容側重在理論基礎知識方面的內容,需要通過案例作為橋梁將基礎理論轉入到工程實際中,而《化工原理》課程中的案例存在較少、案例散亂、不規范等問題。針對這一問題,可采取以教學課程中傳遞過程和研究方法為主線組織教學內容,建立《化工原理》課程教學內容案例庫;融入化工領域中最新的案例內容和案例技術,拓寬本課程教學內容,并豐富本課程的案例。
基于此,本文案例庫建設以案例所屬教學內容的不同,探討《化工原理》課程案例庫建設的目的、意義和原則。
1.《化工原理》課程案例庫建設的目的。《化工原理》課程案例庫建設的目的一方面主要集中在為了及時搜集、整理、總結課程中相關的案例,逐步建立和完善課程案例庫體系,拓展教師教學方法,加強案例教學,強化化工專業學生實踐能力的培養,激發學生學習興趣。案例庫建設可實現案例分享,將形成的案例庫放在教學平臺上,供教師和學生自由學習、交流和討論。促進教學與實踐的有機結合
另一方面集中在可推近高等學?;I教學方面的改革,促進教學與實踐的緊密結合,案例庫建設是推動高等學校化工專業學生培養模式改革的重要方法。對《化工原理》課程案例庫建設的初步探索將改變高等學校的傳統的教學方法,并以此為基礎帶動教學方法的改革,提高高等學校的教學質量。
2.《化工原理》課程案例庫建設的意義。《化工原理》課程案例庫建設的意義包含三點,具體內容如下:
第一,案例庫建設方便學生從實際工程案例出發,真實體驗所學理論知識在實際工程中的應用體驗,可以使學生進一步掌握課程中的涉及的工藝流程、工藝設計方法和所需的工藝操作方面的技能。同時,采用《化工原理》課程案例庫中的案例開展教學工作,是案例式教學的具體體現。案例庫也給學術提供了一個靈活學習的自學平臺。
第二,案例庫建設使得《化工原理》課程中的案例規范化,案例庫中的案例擁有案例庫建設過程中的規劃和建設程序,對案例庫建設者和編寫者進行規范化要求,能夠滿足案例教學過程中的需求。
第三,《化工原理》課程案例庫建設有利于提高高等學校的辦學能力和辦學水平,通過案例庫的建設,可有效提高學生的實際操作能力和實踐能力,提高學生的培養質量。
3.《化工原理》課程案例庫建設的原則。《化工原理》課程案例庫建設的要求,主要是針對具體案例的要求。案例庫的建設初步探索主要遵循以下三點原則,具體內容如下:
第一,案例庫建設的案例須遵循典型性原則,選擇的案例必須是和《化工原理》課程相關的具有典型性、時效性和啟發性的例子,可以從化工企業中成功的工程案例或工藝案例中選擇。案例的選擇的時效性體現在能反映當今社會的時代要求。尤其是現代社會新出現的有關化工方面的新工藝、新技術、新方法等相關的案例更有利于吸引和激發學生學習《化工原理》課程的興趣。因此,對于比較古老或已淘汰的工藝等方面的案例應及時剔除,以免影響學生參與案例學習的主動性。
第二,案例庫建設的案例內容須進行規范化處理,保證案例庫的系統性,在案例的寫作必須緊密圍繞《化工原理》課程中的核心內容,要求系統考慮整個課程內容,統一案例格式,統一案例要求,體現案例庫的規范性、系統性、整體性的特點。比如:必須具體描述清楚案例的各個部分,主要包括標題、首頁注釋、內容提要及關鍵詞、引言、相關背景介紹、主題內容、結尾、腳注等。案例還要必須附上案例在教學中的使用說明,主要結合案例發展階段、相關場景,依次簡要列舉相關思考題、討論題;給出教學方式與時間安排的建議,方便教師在教學過程中使用案例。
第三,案例庫建設的案例須征求多方人員的意見,案例庫建設須將案例與教材的知識點緊密結合,緊緊圍繞課程重點、難點,使得案例重點實際問題和內容能和課程基礎理論緊密聯系。因此,案例完成后需請相關專家進行案例的評審并提出一些改進建議,檢驗所撰寫的案例的內容是否符合要求、語言表達是否準確、展現形式是否做到文字、圖片、動畫、聲音相結合。案例庫建設的成果經過檢查評審后,將會進一步地提高案例庫建設的水平。
三、結語
《化工原理》課程以“三傳一反”為原理框架,學生在學習中缺乏對化工企業生產實踐操作經驗知識,缺少對化工工藝流程、化工單元過程和化工設備的認識和了解。因此,學生在學習《化工原理》課程中體會到這門課程較難理解和掌握。造成這一問題的主要原因是該課程的許多基礎理論知識點是由化工企業中的工程實踐經驗轉化而得。為了解決這一問題,案例庫建設可作為橋梁將《化工原理》這門課程的理論基礎知識和工程實踐經驗有效地連接起來。通過案例庫建設使得學生掌握這門課程的知識點,提高學生的學習興趣。因此,基于《化工原理》課程進行案例庫建設初步探索是有必要的。而案例庫建設是一項系統性工程,需要積累大量的案例進行收集整理,并需專業人員進行規范化撰寫,將案例進行分類匯編,形成案例庫,在化工相關專業推廣共享。在今后的工作中,需逐步推進《化工原理》課程案例庫建設方案,最終實現案例庫建設的持續發展。
參考文獻:
[1]李雪琴,張海洋,張建樹,郭瑞麗.淺析教學與科研相融合的原則[J].廣東化工,2016,43(10):231.
[2]廖鷹,賀筱媛,吳善明,等.系統工程案例庫建設與實踐[J].中國管理信息化,2016,19(5):235-237.
[3]王傳娥.基于案例教學的化學教學案例庫建設[J].化學教育,2014,(19):33-35.
篇8
近二十年來,我國信息通信業的發展速度遠遠高于國民經濟的速度增長,基本形成了一個世界級水平的信息通信網絡。進入21世紀,信息通信業仍迅猛發展,技術革命的浪潮風起云涌,正在引發信息通信領域的產業重組,三網(計算機通訊網、電信網和有線電視網)融合是其中的典型代表,具體到西安郵電大學就是“兩化融合”(信息化和工業化)(西安郵電大學是陜西省兩化融合中心承辦單位)?!皟苫诤稀焙陚ツ繕说膶崿F,不是單靠一個通信技術就可以實現的,需多學科融合在一起,尤其是通信技術和電氣技術的融合。通信技術迅猛發展的現實,使我們意識到在郵電類高校培養21世紀的電氣工程專業人才中,對專業培養方向和目標應有清醒的認識,必須結合當前形勢,進行細致的調查研究和科學分析,以便適應時代社會發展的需要。
一、電氣專業開設《通信原理》課程的必要性
電氣工程是我國高等工程教育的重要學科門類,而作為一個郵電類高校培養的電氣工程師除了應具備電氣工程專業的基本素質外,還應有郵電類高校的特色?!峨姎夤こ碳捌渥詣踊鳛橐粋€寬口徑專業,一定要更好地與信息技術發展的趨勢融合。在郵電類高校的電氣工程及其自動化專業開設《通信原理》課程,主動適應社會對人才的需要,是教育的本質決定的,也是高校人才培養工作的出發點和落腳點。
二、《通信原理》課程在電氣專業的基本內容和教學方法改革
《通信原理》課程的主要內容包括:信號和噪聲分析,信號設計理論,幅度調制系統,角度調制系統,模擬信號的數字傳輸,信道復用和多址方式,差錯控制編碼和同步原理等。作者將清華大學、北京郵電大學、天津大學、西安電子科技大學和我校(西安郵電大學)通信工程專業的《通信原理》教材進行了比較,其基本內容均大同小異。根據《西安郵電大學本科培養計劃》的要求,我校“信息工程”專業《通信原理》課程的教學環節包括理論授課64學時和實驗8學時。但是,將《通信原理》課程引入電氣工程及其自動化專業,顯然不能照搬信息類專業的教學計劃和要求,必須在教學計劃的安排、師資隊伍的建設、教學內容和環節等方面作出合適的配置,以適應電氣工程及其自動化專業學生的專業背景和方向。近幾年來,我們對通信原理課程的教學內容、實踐環節、教學手段等進行了全方位的改革與實踐,取得了一定成效。
1.精心安排講課內容。一般來講,所選教材章節的編排順序就是教師授課內容的順序,而《通信原理》課程的教材在“調制”方面的內容編排上一般采用的順序為:“模擬信號模擬調制”―“數字信號數字編碼”―“數字信號模擬調制”―“模擬信號數字編碼”。對電氣專業的學生講授這些內容時,教師一定要注意結合電氣專業的相關特點,把電氣專業所涉及到的有關模擬信號、數字信號的內容穿去,以便取得更好的教學效果。但作者經過多年的教學實踐,發現如果把“模擬信號數字編碼”提前到“數字信號數字編碼”的前面,授課效果會更好一些。但在講解數字系統之前,我們應向學生解釋兩個問題:①如何把模擬信息轉變成數字信號。②轉換精度如何控制。最后再來講解數字信號是如何傳輸的。作者認為這樣的改變使教學更有連貫性,更接近于實際的通信系統。學生在學習的過程中,將會更加清楚明了,對知識的掌握將更加牢固。
2.傳統和現代化教學手段相結合,有效提高教學質量。隨著現代科學技術的快速發展,教學手段也由過去的語言、黑板板書等傳統教學方式轉變為多媒體的方式教學。多媒體方式教學的優點是課堂的有效時間增加,信息含量高;缺點是學生在有限時間里接受不了那么大的信息量?!锻ㄐ旁怼肥且婚T公式和推導過程相對較多的課程,采用多媒體方式教學,固然節省了板書時間,但是學生對公式和推導過程留下的印象并不是很深。但板書的教學方式就不一樣了。教師在書寫公式及公式推導的過程中,學生就對公式及整個推導過程有了深刻的理解和記憶。雖然花了一些時間,但聽課效果提高了很多。所以,作者建議為了有效提高教學質量,教師在選擇教學手段時要靈活多變,應以如何能讓學生更好理解、更深刻理解為標準,靈活選擇教學方式。把多媒體教學方式和板書教學方式結合起來,以達到更好的教學效果,進一步提高《通信原理》課程的教學質量。
3.改革實踐教學環節,提高實驗水平。實踐性教學對鞏固理論知識、培養學生分析與解決問題的能力及開發他們的創造力都有十分重要的作用。結合教育部提出的“卓越工程師培養計劃”是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》實施的高等教育重大計劃。卓越計劃對高等教育面向社會的需求而培養人才,調整人才的培養結構,提高人才的培養質量,推動教育教學改革的發展,增強畢業生就業的能力,具有十分重要的示范和引導作用。作為郵電類高校,具體執行教育部提出的“卓越工程師培養計劃”,落實到教學上,就是增加實踐環節教學課時,改革實踐教學方法,提高實驗水平。作者在進行《通信原理》課程實踐教學改革時,對該課程的實踐教學環節也作了必要的改革?!锻ㄐ旁怼氛n程的實驗教學一直存在著實驗內容陳舊、實驗手段落后等問題。結合“卓越計劃”,作者在培養計劃中增加了學生自制相關實驗設備、裝置的內容。在具體執行前,首先增加了實踐環節課時,可采用多種形式進行。比如:老師自主出題,以開放實驗的形勢,分別從大一、大二、大三招收學生,針對不同年級學生的基礎和情況,題目從簡單到復雜,以適應不同年級學生的情況。教師授課時間比較靈活,晚上、周末或者實驗室有空的時間都可以,只要老師和學生提前溝通好就行了。其次積極把課內實驗、開放實驗的內容與全國大學生競賽結合起來,通過課內實驗、開放實驗的訓練,選拔出一批優秀的學生集中強化訓練,從而在大學生競賽中取得好的成績。經過一段時間的具體實踐后,收獲頗豐。作者帶領學生自制了廣播鐵搭通信演示儀、通信原理教學實驗裝置綜合實驗臺等相關設備。有的也應用到了大學生競賽當中,也取得了一些成績。雖然自制設備參考了一些現有設備,但自制過程對參與的學生來說有非常重要的意義和作用。整個設備的自制過程,自始至終由學生獨立思考,獨立設計,自己動手,既鍛煉了學生的實踐動手能力,又能讓學生充分發揮他們的聰明才智,培養了學生的創新意識與創新能力,使他們能夠在實踐中進一步提高自身的綜合素質。
隨著現代科學技術的發展,各學科間呈現出互相滲透、互相融合、交叉發展的趨勢,對本科應用型人才的培養帶來了更高的要求。針對郵電高校的電氣專業的學生來說,既要學好電氣專業的基礎知識,又要體現郵電高校的特點。教學改革內容應當著眼于如何能夠把電氣專業和郵電特色緊密結合,培養出具有特色的電氣專業的學生,是教師在教學過程中需要認真思考和面對的問題。通過在郵電類高校電氣工程及其自動化專業開設《通信原理》課程的教學改革與實踐,不僅豐富了教學的手段,提高了教學的效果,而且調動了學生的主觀能動性,有效地培養了學生的創新能力和科研能力,為全面適應新世紀我國工業現代化建設,尤其是通信行業對高級應用型電氣專門人才的需要,打下了良好基礎。
參考文獻:
[1]周建明.21世紀初中國信息通信業的發展與展望[J].電信科學.2000,(1):4-6.
[2]邱捷,夏成銓.澳大利亞大學電氣工程教育概況及簡評[J].電氣電子教育學報.2000,22(1):3-5.
[3]夏東偉.伯克利加州大學電氣工程及計算機科學系本科教育及其啟示[J].電氣電子教學學報.2000,23(4):22-25.
[4]丁道齊.應對加入WTO中國電力通信要創新機制加速改革與發展[J].電力系統通信.2000,(5):1-12.
[5]張士兵,章國安.通信原理課程教學改革與實踐[J].電氣電子教學學報,2006,28(4):11-13.
[6]趙發勇.通信原理課程的教學研究[J].中國電力教育,2008,(120):71-73.
篇9
1.2各課程設計的時間安排較短,學生倉促而就
這四門課程作為化工類課程的重要組成,其教學內容繁重,在課程結束時留給課程設計的時間就顯得極為有限。而每門課程設計對學生來說其工作量都是極大的,且對于化工類學生來說又都是極其重要的,是學以致用、理論結合工程實際的重要一環。在短短的1~2周的課程設計期間,教師首先要下達設計任務書(布置設計任務),而后進行設計課程的專題指導和答疑工作。接著學生要查閱、搜集相關文獻資料及實際工程信息,準備相關化工標準、手冊以備隨時查閱。設計期間學生要完成的工藝流程圖和主設備圖各一張、復雜設備的不同視圖、若干零件圖及一份詳細的設計說明書(包括設計工藝核算、設備設計及各零件計算)。學生要在短期內完成這一系列任務,時間倉促,難以對設計內容整體把握和系統思考,對于設計細節考慮不周,導致略微改動已有圖樣的情況有之,原圖照抄照搬情況亦有之,完全沒有達到課程設計與實際結合的訓練目的。
1.3獨立課程設計內容單薄,系統綜合性差
由于要考慮時間安排的限制,以往的課程設計會選取化工單元操作的一小部分作為設計任務,以達到任務量與時間安排的匹配。這往往影響了學生對于化工生產過程整體性與系統性的掌握,在設計過程中難免會“一葉障目不見泰山”,難以加強學生在化工生產基本原理、工藝流程設計、單元操作設備及核算方法等方面的綜合素質。以上問題影響了實際教學效果的強化提高,難以達到化工課程設計學以致用、由理論入實際化工生產過程、培養創新型化工人才的目的。
2整合四門課程設計,設立化工專業綜合課程設計的可行性
2.1設立化工專業綜合課程的必要性
化工原理、化工設備、化工制圖和化工工藝學作為化工專業的重要專業基礎課程,其側重點不同,但在實際設計中緊密聯系。化工工藝學主要研究原料化學反應的過程和方法[4],從化工熱力學、動力學的角度分析反應原理、反應影響因素,據此確定其工藝條件;并據反應特點設計工藝流程?;ぴ韯t是以單元操作為對象,講述其能量傳遞、動量傳遞、物質傳遞的基本原理,以及其操作過程對管道、容器設備等的條件要求,為設計部門提供參考依據。這兩門課講述的是化工工藝方面的知識?;ぴO備課程的主要內容是介紹單元操作中所用設備及其設計過程[5]、設計方法,這些設備的結構、形式、尺寸直接決定了它們是否能達到工藝設計中所要求的條件參數。也就是說工藝設計以及工藝核算是化工設備設計的前提,化工設備設計又是保障工藝條件實現的基礎,而化工制圖是化工設備設計的直接手段。首先根據化工工藝學確定生產工藝,再由化工原理的知識進行選型論證后,經過工藝核算確定設備的型號,最后依據化工設備的知識并借助化工制圖的手段拿出設備圖。由此可看出,四門課程的緊密聯系及其不可分割性,完成任何一個獨立的課程設計都要交叉運用這四門課程所學知識,這就為整合四門課程設計提供了基礎。
2.2時間安排集中,各科教師聯合指導,避免短板,可極大提高教學實踐效果
本校慣例,課程設計一般安排在每門課程結束之時,結課考試之前,時間短而分散,各科任課老師“各自為戰”,如此倉促的開展課程設計其教學效果大打折扣。整合四門課程,設置化工綜合課程設計后,時間可由原來的2周改為6周。課程設計時間大大延長,學生有充足的時間和精力來認真、從容、細致地對所學四門課程用課程設計的方式做一次有系統、有目的的大總結,避免了學生因時間緊而倉促開始草草收場的應付現象。整合開展化工類專業綜合課程設計還便于四門課程教師開展協同教學、互補教學,彌補了化工原理、化工工藝老師對設備、制圖方面的不足,化工設備、制圖老師對工藝設計的生疏。在學生遇到問題時可及時有效地給予更專業、更全面的解答,極大的提高課程設計的效率和教學效果,真正地實現在課程設計實踐中提高學生能力的目的。
2.3課程設計選題的針對性更強,學生課程設計訓練的系統性更強
整合后,課程設計任務書的編寫與下達可由四科教師共同討論,綜合考慮來完成。可以有目的的選取設計對象,對學生進行側重訓練;也可根據實際應用,靈活設置課題。在設計中引導學生深入思考,綜合考量自己所做設計的可靠性、經濟性和實際可行性。指導學生正確使用設計行業的規范和標準,準確查閱設計手冊和資料。這可有效的避免以前課程設計選題的隨意性與設計過程的不完整性,使學生在了解生產工藝流程的基礎上,進行塔設備的設計和換熱器(泵)選型,然后立即對該塔設備和換熱器(泵)進行強度校核及圖紙繪制,同時引入計算機編程、AutoCAD等軟件鍛煉學生利用計算機解決問題的能力,使學生經歷一次完整的化工單元操作設計的全過程,有機會將所學知識得以實際綜合應用,為后續畢業設計及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎,并使學生深刻理解化工原理課程的工程性、實踐性和應用價值。
2.4可協調四門課程與其它課程的開設時間及授課內容的關聯性
考慮到學生對課程知識的遺忘性,有必要協調四門課程的開設時間,將四門課程調整到同一個學期來開設,在該學期結束時統一時間開展課程設計,這對于化工專業的課程設置來說是完全可行的。在授課內容上,平時的授課中可有意強化課程間的聯系,增強學生的綜合思考意識。
篇10
2.1教師知識體系的調整
作為理科出身的教師要拓展自己的知識結構,從理科思維模式里面跳出來,可以從兩個方面改變自己的知識結構。首先作為高校教師肯定要有自學的能力,通過自己學習拓展化工方面的知識,第二學院采取“請進來”和“走出去”的模式?!罢堖M來”就是請相關院校經驗豐富的老師來授課,“走出去”就是讓教師到外面辦學成熟的工科院校去學習相關的理論知識或者到相關企業掛職,積攢實踐和工程經驗,培養工程和創新思維[6]。教師的知識體系的完整和實踐經驗的豐富才能提高化工類學生課程設計的能力。
2.2建設一個以化工類課程設計為中心的教學團隊
作為化工類課程設計的指導老師,一般一門課程實踐最多只能指導20人左右的學生,一門課程設計就需要5個左右的老師進行指導。要想達到一個很好的指導效果,指導老師必須對所指導的內容和相關知識有很深的專業功底。而化工類課程設計所涉及到的內容比較多,比如說《化工設備機械基礎課程設計》著重于設備的計算設計[7],《化工原理》著重于工藝流程條件的優化[8],指導老師可能只上其中的一門課程,那對其它課程體系和主要內容的掌握可能就不夠。這樣在指導過程中就不能夠全面的解決學生的問題。基于這種情況,我們可以建設一個以化工類課程設計為中心的教學團隊。在這個團隊里面,每個人都要講授與化工類課程設計相關的每一門課程。這樣教師不僅可以在授課的過程中做到真正的集體備課,采他人之長,避己之短[9]。團隊里每一個教師還可以通過這種方法掌握所有與化工類設計相關的知識,在指導每一門課程設計的時候都能做到把握大局。只有你對這門課程有深入的了解,你才能夠很好的指導化工類課程設計。
3教學方法的改革
傳統的化工類課程設計的教學方法就是在理論課結束后老師布置課程設計的題目,一般設計周期為一周,一周時間類學生進行設計計算,中間有問題隨時和老師交流,設計結束后交給老師檢查。這樣的課程設計題目單調重復,學生在設計的過程中沒有形象的設備工藝流程實體概念,只是教條的按照書本知識計算模擬,很難達到化工課程設計的創新實踐能力的培養。所以教學方法和教學方式也應該有所調整。
3.1授課過程中的加大案例分析與實踐的部分
在授課過程中的加大案例分析與實踐的部分,我校從單一師范性院校轉型為應用型本科學院后加大了與企業的合作,走產學研發展的道路。每年都有很多老師到企業掛職,也提供了很多實習見習的基地,在發展產學研的同時也給教學提供了一定的優勢。以《化工設備機械基礎課程設計》為例,《化工設備機械基礎課程設計》主要是對三種典型化工設備換熱器、塔設備、反應釜的設計,在講解它們結構的時候,帶學生到企業里面變看實物變講解,這樣學生才能對法蘭、對裙座、對換熱器的不同管板有形象的認識,這樣面對相關設備的設計時就能有很好的把握[10]。另外在傳統化工設計的設計書和圖紙完成后可以根據具體的課程設計讓學生分組做與設計相關的模型。比如《化工原理課程設計》可以讓學生做一個工藝流程模型,化工設備機械基礎課程設計》可以讓學生做一個設備的模型,我們所在的課程小組就用卡紙做過相關的設備模型和工藝流程模型,極大激發了同學們的積極性,學生為了能做好其中的附件和主體設備,會自主的去查閱大量資料。在課程設計答辯后做一個模型展覽,既能增加設計者的自豪感,也會激發下一屆學生的學習積極性。
3.2以參加化工類設計比賽帶動學生工程能力的培養
國內現在以化工設計為主的大賽很多,比如“華南化工設計大賽”、“中國石化-三井化學杯”等化工設計大賽[11]。對于化工專業的學生,在授課過程中教師傳授一些相關賽事的內容,展示一下以往參賽者的作品,激發學生的積極性。在具體的指導過程中,可以采用專兼職教師同時指導的模式,由學校的教師指導專業課基礎的學習,由企業的工程師進行課程設計專項訓練,提高學生的工程設計能力。在2013年的“中國石化-三井化學杯”材料與化工學院學生第一次參賽就獲得華中賽區一等獎,國家二等獎的好成績,不僅讓參賽學生的綜合實踐工程能力得到了大幅度的提高,還給下一屆的學生樹立了好的榜樣。很多化工專業的學生從大二就開始著手為化工競賽打基礎,學習相關軟件和繪圖工具,提高自己的工程實踐和創新能力。參加比賽很好的帶動了化工課程設計能力的培養。
篇11
食品工程原理是農業院校食品科學與工程本科專業的一門主干課程。通過本課程將系統地學習食品加工過程中的工程概念和各種單元操作的物理原理。從食品工程原理課程開始,學生的學習將轉向工程科學,研究的對象是真實而又復雜的生產過程,思維方法也與以往所學的基礎課程有很大差異。因此,學習并掌握該門課程對食品科學與工程專業學生的重要性不言而喻。但是,隨著技術的進步和知識的更新,食品工程原理課程的改革也變得愈發緊迫,主要有以下三個方面的原因:①食品加工新技術的不斷涌現以及在原料性質上與化工生產的顯著差異使得食品科學與工程專業通常采用的源自化工原理的食品工程原理教材已經與實際應用有嚴重的脫節;②以多媒體和網絡技術為基礎的新的教育技術為食品工程原理的教學提供了豐富的教學素材和有效的教學手段;③大學教育更加注重人才質量的提高和能力的培養,對課程實踐教學環節的重視與日俱增,已經達到和理論課并重的程度。以上三種原因都對該課程提出了改革的迫切要求,作為從事本課程一線教學的教師,在這里探討一下針對這門課進行改革的幾個思路。
一、課程教學改革的探討
前面已經提到,現在對于工科學生的培養模式將更加注重實踐環節,在培養方案中體現出的結果就是增加了實驗課課時的同時壓縮了理論課的課時。如何能讓學生在理論課時減少的情況下還能掌握足夠的理論知識,是擺在食品工程原理課教師面前的一道難題。要解決這個難題需要從教學過程的每一個環節尋求破解之道。
1.采用新主線,使教學內容的安排更加系統化和簡化。食品工程原理的單元操作統一于“三傳”原理,即動量、熱量和質量傳遞原理,“三傳”原理可以用統一的形式進行表述:三種物理量的傳遞速率都等于物理量傳遞過程的推動力與阻力的比值。在安排教學內容的時候,可以根據食品物料的加工特性,圍繞上述主線進行安排。針對一種物理量的傳遞過程,選擇一種代表性的單元操作為示例,闡述清楚在該單元操作及其相關生產設備的計算中物理量傳遞過程的計算,其他單元操作類比介紹,這樣既可以教給學生與食品加工過程相關的食品工程基礎知識,又能鍛煉學生的思維能力,達到事半功倍的效果。
2.引入發展性評價,創新教學模式。食品工程原理課程傳統的講授是靠“老師講、學生記”這種填鴨式的教學模式,在這種教學模式中,學生的學習缺少主動性,特別是基礎差的學生很容易產生厭倦情緒。因此,對于這門課程教學模式的改革主張引入發展性評價。發展性評價作為一種“過程和結果并重、教學與評價緊密結合”的評價新理念,它以促進評價對象的發展為根本目的。具體實施可以在每個單元操作的學習完成之后,布置學生自行總結該單元的知識點,教師抽一到兩節課的時間,讓學生以小組為單位,互相討論完善,再派代表上臺進行講解。同組的其余學生則負責對其他組的代表評分,實現學生之間的相互評價。老師也為每一位學生建立一份學習檔案記錄其每次的表現。這樣可以充分調動學生的積極性,實現以學生為主體的多向性評價。
3.多媒體的合理運用及其與板書的有效結合。多媒體清晰的畫面、生動的視頻,能變抽象為直觀,變復雜為簡明,變枯燥為生動,在講解抽象、復雜的單元操作過程中多媒體的運用能起到很好的輔助作用,多媒體動畫可以演示各種單元操作過程的原理和設備的工作情況,非常直觀,能產生一點即通的教學效果,加深了學生對基本原理的理解和相關設備構造的認識,提高學習效果。然而,傳統的板書在黑板上從無到有的推演過程,是學生自己的參與過程,更是培養學生分析問題能力的有效方法,有利于學生理解和掌握所學內容,開拓思維,啟迪智慧。同時,在目前的多媒體課件條件下,在課堂教學過程中,仍有許多內容是信息技術手段所不能呈現的,仍有許多功能是信息技術手段所不能達到的。因此多媒體技術與傳統的板書教學兩者更多的是互補關系而不是替代關系。
二、課程實驗改革的探討
實驗教學是食品工程原理課程的十分重要的教學環節,其基本任務是使學生加深理解和鞏固食品工程原理課程中闡述的理論,培養學生解決工程問題的能力并掌握一定的實驗操作技能,通過對實驗現象的觀察、分析和討論培養學生獨立思考問題和解決問題的能力。
1.獨立設置食品工程原理實驗課。把食品工程原理課的實驗部分設置為獨立的課程,一方面可以增加實驗教學課時,提高課程實踐在整個課程中所占的比重,另一方面可以為設置多種形式的實驗課程內容創造條件。這個舉措從根本上改變了實驗教學在整個課程中的地位,為把學生培養成為從事第一線生產服務和管理的“工程師和技師”類人才提供充分的理論聯系實際的機會,為今后走入工作崗位奠定基礎。
2.引入計算機仿真實驗作為實驗預習方式。食品工程原理的每個課程實驗都相當于食品工業生產中的一個操作單元。由于實驗綜合性較強,容易造成學生對教師過分依賴。在實驗操作中,教師怎么講,學生就怎么做,學生的獨立思考能力和獨立操作能力得不到提高,實驗效果不好。因此,實驗課一定要采取先預習后操作的模式進行教學。仿真實驗具有低成本、安全可靠、節省操作時間等優點,便于運行和調試,把完成仿真實驗作為實驗預習的主要形式具有十分好的應用效果,可以加強學生在實驗預習的過程中對實驗流程和設備的認識,使學生在實驗之前基本了解其操作過程,根據所學的理論知識預測實驗結果。
3.基礎實驗與綜合實驗結合的課程內容設置。食品工程原理基礎實驗都是針對單一的單元操作設置的,因為缺乏研究性而難以開展創新性實驗項目。針對這一問題,選擇一些簡單的食品生產工藝將其設置為綜合實驗,這樣做的好處是把若干個單元操作聯系起來,學生在完成實驗的過程中一定會考慮設備的處理能力、原料的用量、不同單元操作之間的銜接以及操作參數如何影響生產效果等問題,因而主動地進行探索和學習,能很好地培養學生的工程能力和創新能力。引入綜合實驗不但將食品工程原理實驗的教學內容貫穿在一起,還對傳統的實驗內容進行了擴充和更新,跟實際生產更接近,最好還能與學生的“挑戰杯”項目,學科競賽或者教師的科研有機地結合在一起,使學生在獲取基礎知識的同時還培養了科研的能力。
三、課程設計改革的探討
食品工程原理課程設計是教學和實踐的銜接環節,是在講完食品工程原理的基本理論、過程計算以及設備的結構與操作的基礎上進行的綜合性提高訓練,要求學生能進行單元操作設備的設計。為期兩周的食品工程原理課程設計需要學生靈活運用所學的知識,全面分析設計過程,完成設備工藝尺寸的設計計算以及設備工藝條件圖的繪制工作。食品工程原理課程設計能夠讓學生從理論走向實踐,培養學生解決工程問題的能力。
1.與食品機械與設備、食品工廠設計兩門課程的設計結合獨立設置一門課程。食品機械與設備是專門講授食品加工機械及設備的結構特點和工作原理的課程;食品工廠設計是講授食品工廠選址布局、生產流程設計及與之相關的水、電、汽、暖等公用系統設計的課程。這兩門課程都設置了相應的課程設計環節,食品機械與設備的課程設計主要是基于測量基礎上的食品機械設備零件圖以及裝配圖的繪制,食品工廠的課程設計主要完成工廠的平面布置圖、生產工藝的流程圖和生產車間設備的工藝布置圖,而食品工程原理是在明確了生產任務的前提下,對單元操作設備的工藝尺寸和工藝條件進行設計計算,為設備選型和整個工藝各單元操作設備之間的匹配提供依據。因此,把這幾個設計整合成一門單獨的設計課程,既避免讓學生重復學習和完成相關的內容,又可以通過合理設置設計內容,讓學生掌握從選擇設備,安排生產流程,工藝計算一直到工廠的設計等一整套設計流程。這樣做的好處是避免了原來多門課程多個設計題目之間沒有關聯,學生很難從中得到真正鍛煉的局面。
2.在食品工程原理課程設計中突出VB、AutoCAD、Office等軟件的應用。站在增強課程實用性和提高學生綜合能力的角度,采用計算機軟件進行輔助設計既可以提高設計的效率和水平,又能通過完成設計任務讓學生的綜合能力得到迅速提高。在設計的每一個環節都可以用到相應的軟件,如:設計說明書可以用Office辦公軟件完成,設計計算可以用VB編程軟件完成,設計圖紙可以用AutoCAD繪圖軟件完成。因此,為了能順利落實這一目標,在課程設計開始之前需要學生掌握相關軟件的使用??梢栽跈C械制圖課程中加入AutoCAD的內容,在食品工程原理課程中加入VB編程的內容。通過突出各類軟件在完成課程設計過程中的應用,使學生既掌握了從查閱資料、設計計算到制圖等一系列的設計環節,完成了課程設計的任務,又提高了學生應用軟件解決實際問題的能力,增強了學生在就業中的競爭優勢。
3.與應用軟件完成課程設計相應的課程設計考核方法的改革。計算機軟件在課程設計中的應用順應時代的需要,優點突出,但是其強大的復制功能卻讓學生在完成課程設計中“抄襲”起來更加簡單和直接。因此,與應用軟件完成設計過程相應的考核方法也需要重新考慮。主要有以下幾種措施:①設置不同難度級別的題目讓學生針對自己的能力自由選擇,但是完成不同難度題目的最高成績也是不同的,這樣做有利于對不同學習態度的學生進行區分,鼓勵那些學習認真的學生選擇難度大一些的題目;②不強制要求用軟件完成設計題目,但是會視應用軟件完成部分占整個題目的比例有不同的加分,并且鼓勵學生用軟件完成的內容越多越好;③注重過程考核和階段性檢查,對每個學生從學習態度、學習能力等多個角度進行評價。對于提問積極,學習主動,在設計過程中能體現出解決問題的主動性、創造性的學生,都明確表示可以加分。同時加強階段性檢查,讓學生做階段匯報,及時了解學生的設計進度,對表現較差的學生提出口頭警告。
四、食品工程原理課程改革與卓越工程師教育培養計劃的結合
“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務,對促進高等教育面向社會需求培養人才,全面提高工程教育人才培養質量,具有十分重要的示范和引導作用。食品工程原理課程改革的探索與實踐有助于提升食品工程專業本科生層次卓越工程師培養計劃的實施效果。作為培養食品工程專業高級應用型工程技術人才的一門核心專業基礎課,是培養學生工程意識的啟蒙課,對培養食品工程專業學生的業務素質、工程能力及創新能力具有十分重要的地位。要將食品工程原理從單一的“食品工程專業基礎課程”轉變為“大工程觀、大系統觀”為指導的課程架構體系,注重單元操作與環境的關聯性,強化教學內容的與時俱進和應用性。同時將食品工程原理實驗室建設成為集實驗、實習、畢業論文(設計)及科學研究于一體的多功能實踐教學平臺,努力實現工程素質訓練、科研試驗與專業技術進步的有機結合。
五、結束語
課程教學、課程實驗和課程設計是完成食品工程原理課程教學的三項重要任務,也構成了食品工程專業本科生從理論、實踐到應用的專業基礎,因此,該門課程的改革需要從這三個方面系統地考慮,科學、合理地提出措施。同時上面提出的各項措施以及卓越工程師計劃的實施對教師的素質和能力也提出了更高的要求,教師不僅要具備食品工程原理課程的授課能力,還要具備其他相關課程的相關知識??傊?,教師應該在不斷地教學改革中尋找合適的教學模式和教學方法,將學生能力的培養滲透到每一個教學實踐中。
參考文獻:
[1]劉偉民,趙杰文,馬海樂,等.源于《化工原理》的《食品工程原理》教材編寫創新研究[J].化工高等教育,2011,(6):96-99.
[2]呂惠卿,吳巧鳳,夏明,等.發展性評價在化工原理教學過程中的應用與探索[J].化工高等教育,2011,(4):78-80.
[3]夏柳蔭,孔江榕,王帥,等.多媒體與板書結合在化工原理教學中的應用[J].廣州化工,2011,39(13):160-161.
[4]阮樂,張哲.如何提高化工原理實驗效果之淺見[J].高校實驗室工作研究,2011,110(4):48-49.
[5]李雋.高職《化工原理》課程實踐教學改革[J].化工時刊,2011,25(9):57-58.
篇12
0 引言
化工設備基礎課程設計是高等院校為化工類專業學生開設的一門極其重要的實踐性教學環節,同其它工科課程設計一樣,其目的在于培養學生的工程素養和綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力[1-6]。通過課程設計,還可以消除課程學習時存在的疑惑,強化學生對該課程知識點的理解和綜合應用能力。具體言之,通過課程設計培養學生的以下能力:(1)查閱資料和使用工程手冊及標準規范的能力;(2)運用工程思維分析和解決實際問題的能力;(3)工程分析、設計、計算、制圖和表達的能力;(4)良好的職業道德和團隊合作精神。盡管課程設計的培養目的很明確,但是由于現實教學條件存在系列問題,再加上化工設備基礎課程設計自身的特殊性,很難取得上述培養目標。為了提高化工設備基礎課程設計的教學質量,一些學者目前已開展了一定的研究,曾提出一些措施來改善課程設計的質量[1-6]。然而,由于問題相對復雜,不可能徹底解決。為進一步改善和提高課程設計的教學質量,本文依據常州大學現有的教學條件進行了教學改革,以確保教學目的良好地實現。
1 課程設計主客觀影響因素分析
1.1 課程學時短、基礎知識薄弱
隨著本科教學改革的不斷推進,與課程設計緊密相關的前期理論課程的學時不斷地縮減,而本課程所涉及的知識點又紛繁復雜(如靜力學、材料力學、工程材料和化工設備設計等內容),這極大地影響了學生對本課程知識點的理解和掌握程度。就常州大學而言,化工設備基礎課程由2003年的56學時到后來的48學時、40學時,再到現在的32學時,學時的縮減直接導致課程講授內容的刪減、部分所授內容也不能講深講透,如工程材料部分和化工設備零部件部分各僅用2學時來講解。這直接導致學生前期課程基礎薄弱,不能靈活運用所學知識,僅僅是為了應付考試而死記硬背。
1.2 課程設計時間短且時間安排不合適
隨著理論課程學時的不斷縮減,課程設計時間也在不斷壓縮。常州大學化工設備基礎課程設計學時由2003年的2周到后來的一周半,再到現在的1周。在1周即5天的時間內,學生要完成一臺化工設備的設計,包括設備總體結構的設計、材料選擇、強度計算、零部件選擇、圖紙繪制和設計說明書的編寫,時間極其緊張。部分學生在這短暫的時間內,甚至連借來的設計手冊和規范都來不及翻閱。另外,化工設備基礎課程設計往往緊隨化工原理的課程設計進行,理論上講,這是非??茖W的,便于將設備的工藝設計和結構及強度設計緊密聯系在一起,讓學生得到系統的訓練。然而,弊端是由于目前課程設計的時間都非常緊張,前面化工原理課程設計如不能按時完成,往往會影響后面化工設備基礎課程設計的進度和質量。
1.3 參考資料稀少且陳舊
不可否認,提供全面詳細的參考資料(如各種設計手冊和標準規范)對于工科學生(特別是化工設備設計相關的學生)課程設計和畢業設計質量的保證至關重要。然而由于學生規模不斷的擴大和科技進步帶來參考資料的不斷更新,學校圖書館來不及更替和購買新資料,導致課程設計所需的參考資料(如各種設計手冊和標準規范)嚴重短缺且陳舊。如遇到和過程裝備與控制工程專業學生畢業設計一起開設時,更加劇了參考資料的短缺程度。舊標準和規范的使用,嚴重影響學生對現有知識的理解和應用能力,甚至會對學生將來的工作帶來不良影響。
1.4 生師比大、教師任務重
學生規模的增加進一步擴大了生師比,教師教學任務加重,對同一個學生的關注次數減少。由于時間短促,學生之間來不及相互討論和學習,有時同一個問題,教師需要回答數十次。教師在設計教室走一圈需要1~2小時左右。對學生關注次數的減少,直接影響了課程設計質量的好壞。
1.5 個別學生設計態度不端正、急功近利
受社會浮躁心態和就業趨勢等因素的影響,個別學生學習態度不端正,他們對課程設計抱著敷衍了事的心態,明知圖紙存在質量問題仍不予修改,急于答辯。有時,甚至會出現抄襲問題,內容上文不對題。這種惡劣的學習態度嚴重影響了課程設計質量,給預期培養目標的實現造成困難。
必須指出的是,上述問題絕不是化工設備基礎課程設計獨有的問題,其它課程設計(如機械設計和化工原理課程)同樣存在學時短、前期基礎知識薄弱、設計資料陳舊、生師比大等問題。為了克服上述弊端,必須給出應對措施。
2 課程設計質量保證措施
針對課程設計現有教學條件存在的問題,提出如下教學質量保證措施,詳見圖1。
2.1 因時制宜、合理出題
眾所周知,化工設備種類繁多,常見的有塔設備、管殼式換熱器、反應釜、立式或臥式儲罐等。盡管這些均可選為課程設計題目,但不同的設備結構復雜程度不一,計算量、繪圖量和各種技術要求差別較大。因此,選題時應根據實際情況加以區分。在早期,當課程設計學時為2周時,選塔設備或管殼式換熱器作為設計題目;當學時縮為1.5周時,選大型臥式液化氣(液化石油氣、液氨、液氯等)儲罐作為設計題目;目前學時減為1周時,選立式(空氣、氮氣、氨氣等)儲罐作為設計題目。而且這些題目由常州大學化工設備設計所提供,均為真實的工程設計項目,有真實的設備設計圖紙。這為學生了解和掌握設備設計內涵(包括結構設計、材料選擇、零部件選定、技術條件撰寫、圖紙繪制等)提供了極大的便利。
2.2 設計任務書和計劃書的精心編制
為使學生能夠保質保量完成課程設計任務,題目選定后必須明確給出設計參數(如儲罐的公稱容積、工作溫度、工作壓力、安裝地點、管口表等參數)、設計任務(完成施工圖的繪制和設計說明書的撰寫工作)和設計步驟。圖紙繪制必須按照正式工程圖的要求來完成,圖面應包括主視圖、管口方位圖、節點(或局部)放大圖、設計參數、技術要求特性表、管口表、明細欄、標題欄等內容;說明書應包括封面、課程設計任務、計劃書、目錄、正文(包括設計參數確定、強度設計、材料選擇、結構設計及其它技術說明)、參考文獻和結束語等部分。對于立式儲罐,設計步驟分為以下幾步:a.明確介質物性(密度、腐蝕性、危害程度等);b.確定設計溫度、最大操作壓力與設計壓力;c.確定總體結構和尺寸(筒體直徑和長度);d.根據工作條件和介質特性進行材料選擇;e.筒體與封頭的厚度設計(含壓力試驗強度校核);f.開孔補強結構設計及其計算;g.容器總質量分析計算;h.附件設計(包括人孔、液位計、銘牌、接管、法蘭等);i.支座的選擇;j.繪制裝配圖草圖;k.繪制正式裝配圖;l.撰寫設計說明書。設計進度安排見表1。教師根據給定的時間節點來檢查學生的完成情況,因此,給定詳細設計任務和設計步驟對保證設計進度和設計質量具有極大的幫助作用。
表1 設計進度安排
時間 周一 周二 周三 周四和周五 周六 周日
步驟 步驟a-d 步驟e-f 步驟g-i 步驟j-k 步驟l 答辯
2.3 參考資料的搜集和整理
正如前所述,提供準確詳盡的參考資料對學生完成課程設計和理解設計內容至關重要。有了詳盡參考資料的查閱,學生對設計內容可做到有理有據、心中有數。為了避免學校圖書館資料短缺和陳舊的弊病,教師及時在網上搜集課程設計所用到的最新的標準和手冊(如GB150-2011、HG20592-2009、JB/T4712-2007、TSGR0004-2009、HG/T20580(20581、20582、20583)-2011、GB/T 25198-2010、TCED41002-2000等),將其整理好轉給每位學生、并指導其查閱。另外,也將常用的數據(如鋼板負偏差、腐蝕裕量、焊接接頭系數、容器類別判別表等重要數據)匯編成冊,印發給學生,便于其查閱。學生對新標準和新手冊的使用和熟悉為其將來工作涉及到真實的工程設計奠定了一定的基礎。這實際上很好地促進了課程設計培養目的實現。
2.4 及時發現錯誤、及時更正
課程設計時間的大大縮減,極大地增加學生對教師的依賴程度。如無老師及時指導,面對所提供的手冊學生將束手無策,不知如何使用,也就很難在短暫的時間內對教師所提供的資料進行逐一了解和查閱。因此,為了讓學生順利完成課程設計、少走彎路和提高設計質量,從設計開始到結束,教師應盡可能留在教室指導學生課程設計,及時解決學生提出的問題和訂正學生存在的錯誤。特別是圖紙繪制開始時,教師應經?!按┧蟆痹谠O計教室,及時發現圖紙上存在的問題,及時提醒以便及時更正。這對課程設計質量的提高具有重大幫助。
2.5 建立合理的評價體系
為了提高學生課程設計的積極性,保證課程設計質量,提出如下課程設計成績評價體系,即:
課程設計成績=平時成績?5%+說明書成績?5%+圖面成績?5%+答辯成績?5%
平時成績考慮學生的出勤率、提問問題情況和設計態度;說明書成績考慮計算準確程度、格式是否規范、內容是否全面、書寫是否清晰流暢;圖面成績考慮圖面整潔程度、比例是否合適、繪圖是否正確和規范、明細表以及技術特性表填寫的規范性和完整性;答辯成績考慮對所繪圖紙和所編寫說明書的理解情況、回答問題情況。盡可能調動學生學習的積極性,并做到公平、公正、合理評價每個學生的設計作品,杜絕抄襲現象、讓每個學生能學有所獲。
盡管化工設備基礎課程設計與其它課程設計(如機械設計和化工原理課程)具有一定的區別,如前者設計內容多樣,所涉及的內容(如計算參數確定、壁厚確定、材料選擇、結構設計、零部件選型、設備成型、技術要求編制等)必須按照國家標準嚴格進行;但同屬為工科課程設計,它們也具有一定的聯系,如均會涉及到工程計算和工程制圖問題,它們的設計步驟和評價體系也類似。因此,上述教學質量保證措施對其它工科課程設計教學質量的保證也具有一定的參考價值,相關工科課程設計也可以沿著設計步驟的精心編排、參考資料的全面收集和提供、細心的指導、錯誤及時更正和評價體系的合理建立這條思路進行。
3 結束語
毫無疑問,學生規模的擴大、學時的縮減和設計資料的短缺,無疑對課程設計質量造成嚴重困擾。為了應對課程設計教學條件存在的困難和弊病、保證課程設計質量,達到課程設計開設的目的,提出上述應對措施,通過實踐證明,效果較好。大部分學生在說明書結束語里提到“雖然設計時間短暫,但內心充實、收獲頗豐”。作為一名教師,應竭盡所能不讓課程設計成為一種擺設,應讓學生在短暫的時間內領會工程設計的內涵、能有所收獲,充滿自信地走向工作崗位。為了進一步提高課程設計教學質量,真正實現當代工程教育提出的目標和要求,讓每個學生實現自我成長,這需要相關教師不斷地探索、努力和總結。
參考文獻
[1]江華生,陳樹大.基于CDIO模式的化工設備機械基礎課程設計教學改革[J].化工時刊,2013,27(3):56-58.
[2]李政輝,李慶生,姚忠. 化工設備機械基礎課程設計教學中存在的問題與改革[J].化工高等教育,2012,(1):47-49.
[3]董俊華,趙斌,張及瑞.化工設備機械基礎課程設計教學改革討論[J].化工高等教育,2011,(3):17-19.
篇13
On Mechanical Basis of Chemical Equipment Course Teaching
SUN Yuhong, SI Chongdian
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Jining University, Jining, Shandong 273155)
Abstract Mechanical Basis of Chemical Equipment was a Professional and technical course, having very strong theoretical and practical characteristics. From the teaching methods, curriculum design, evaluation method etc are discussed in teaching. The practice proved that these methods were able to stimulate students' interest in learning, enhancing their social sense of responsibility, developing the students' engineering practical ability, improving the teaching quality.
Key words Mechanical Basis of Chemical Equipment; teaching methods; engineering practical ability
化工設備機械基礎是一門理論性、實踐性都非常強的專業技術課程,該課程設計的概念和公式都很多。在授課學時有限的情況,怎樣提高學生的學習興趣,增強社會責任感,加強他們對概念的理解能力和熟練運用各種公式進行強度設計的工程應用能力就顯得非常重要。我們通過實際教學過程發現,采用多種教學手段、聯系學生的日常經驗、滲透思想教育、改革課程設計環節、改變評價方法、充分利用網絡育資源等措施,能夠充分激發學生的學習興趣,增強社會責任感,更好地培養學生的工程實踐能力,教學效果提高明顯。
1 采用多種教學手段,提高教學效果
人的認識規律是從感性認識到理性認識的過程,化工設備機械基礎課程的教學內容大多數涉及化工設備的結構,但是在學習本課程前,絕大多數同學都沒有見過化工設備,對一些基本概念認知基本為零,所以很難理解很多結構和概念。因此,讓學生對化工設備先形成感性認識,有助于學生更深刻地理解所學的理論知識。
(1)把工廠見習安排在該課程開設之前進行。這時也是大多數學生初次接觸工廠,教師配合見習過程把化工廠的重要硬件――化工設備給同學們做詳細的介紹,讓他們對化工設備的構成和作用形成了一個直觀的印象。另外,通過和企業協商,在實習時可以拍攝相關設備的照片,在講解本課程時, 根據具體的授課內容,展示拍攝的照片,這樣學生通過回憶結合當時見習時的情景,極大提高了學生對本門課程的學習興趣,強化了教學效果。
(2)建立了化工設備模型室。為了讓學生更加直觀地、清晰地觀察化工模型的內部結構,我們建立了化工設備模型室,并且全部是透明的模型。根據課程的內容,有時把模型帶到課堂上,結合具體講授的設備展示給學生們。有時,讓學生分組進入模型室,讓學生近距離地觀察各種化工設備的內部結構,有的設備還裝有電動裝置,這樣接上電源之后,模型就能運轉起來。比如,反應釜,當轉起來后,學生對反應釜和攪拌器的作用和運用原理就有了更為直觀、深刻的認識,同時提高了學生的學習積極性。
(3)利用動畫、視頻。有的概念和原理,僅僅通過理論講授比較枯燥、難懂,所以我們采用動畫、視頻的方法。例如,在學習外壓容器的失穩時,先讓學生觀看外壓容器失穩的動畫過程,最后和學生們一起分析外壓容器失穩的原因、危害和預防方法。實踐證明,這樣充分調動了學生的視覺、聽覺等多種感官,極大地提高了學生的學習興趣,對理論知識的理解和掌握更加全面和深入,教學效果顯著。
2 結合學生的日常經驗,幫助學生掌握新概念
建構主義學習理論認為,學習是學習者以原有的知識和經驗為基礎,對新知識進行選擇和加工的過程?;ぴO備機械基礎課程中很多概念和內容,學生都是第一次接觸,所以接受起來有一定的難度。為了幫助學生更快地理解和掌握這些知識,在教學過程中,特別注意結合學生的日常經驗講授。例如在講授金屬材料在外力作用下,發生變形和破壞過程時,以大家熟悉的彈簧秤為例,學生很容易地掌握了金屬材料在外力作用下,發生彈性變形、彈塑性變形,最后斷裂的三個階段及各階段特點。
3 滲透思想教育,提高學生的社會責任感
“教書育人”,提高學生的科學素養和道德素養是每一位教師應盡的責任。在教學工程中,課程組教師非常重視學生的思想教育?;ぴO備是每一個化工生產企業都必需的裝備,而設備設計和制作的質量,直接影響著企業能否安全生產,關系著環境污染問題,關系著生產人員及周邊人員的生命安全問題。所以,學習本課程時,根據教學內容,結合生產實際,講授生動案例。這樣,讓學生從慘痛的教訓中提高社會責任感,養成嚴肅、認真的學習態度,科學、嚴謹、準確地設計化工設備的每一個零部件。例如,在講授內壓容器的強度設計時,就通過圖片、視頻的方式,向學生展 示了最近一起因容器強度設計不合格造成的爆炸事件,學生們在對事故進行分析、討論的過程中,增加了學習好本課程的社會責任感和使命感,增強了學習動力。
4 注重培養學生的工程應用能力,提高學生的就業競爭力
因為化工設備機械基礎不是一門純理論的課程,它的工程性和應用性都很強,所以課程設計是教學中的一個十分重要的環節。課程設計是一次綜合性的實踐性教學活動,其目的是通過課程設計,使學生對所學知識融會貫通,培養學生綜合分析問題和解決實際問題的能力。為此,我們采取了以下措施。
(1)注重和化工原理課程的橫向聯系。對于化工類本科生來說,化工工藝和化工設備機械設計是兩項重要的內容。工藝設計是根據化工生產任務提供的工藝條件:包括壓力、溫度、產量物料性能等,通過化工工藝計算和生產經驗確定設備的結構型式、設備總體尺寸及管口尺寸和方位;機械設計則是在工藝設計的基礎上,進行強度、剛度和穩定性設計或校核計算,對設備的內外附件進行選型和結構設計計算,最后繪制設備的裝配圖和零部件圖。經過充分的調查研究和論證,在和化工原理教師溝通和協調后,把化工原理和化工設備機械基礎課程設計結合起來,學生在化工原理課程設計中,通過工藝計算將化工設備機械基礎課程設計所需要的設計參數計算出來,然后進行化工設備機械基礎課程設計。首先根據化工原理課程設計提供的參數選擇材料,然后進行強度計算設計厚度等,使學生練習掌握設備設計的全過程,這樣更接近工程實際,對學生的綜合能力和工程應用能力的培養非常有益。
(2)聘請設計院專家親自講授指導課程設計。為了使課程設計更接近于工程實際,我們專門聘請濟寧化工設計院的專家來講授和指導。他們通過自己豐富的實踐經驗指導學生的設計,及時解決學生遇到的問題,這樣讓學生更能真切地處在實際工程環境中,增強了完成設計任務的緊迫感和成就感,充分提高了學生的工程實踐水平。
5 充分利用網絡資源
以精品課程建設為平臺,充分利用網絡。由于本課程存在內容多和課時少的矛盾,所以充分利用網絡資源就成為解決這一矛盾的有效途徑。利用網絡教學可以有效避免課堂教學在時間、地點方面的限制,學生和學生之間、學生和教師之間進行討論、互動,在辯論中加深對知識的理解和掌握。但是要想充分發揮網絡資源的作用,必須采用先進的網絡教學技術,同時提供教學視頻、習題庫、試題庫等多媒體資源,并且要及時更新網頁信息,讓學生了解國內外最新的行業信息,調動學生的學習興趣,提高學習效果。
6 形成性評價和終結性評價結合,增強學生的學習動力
以前化工設備機械基礎課程實行的是由任課教師命題的閉卷考試,考試的成績占100%。由于本門課程不屬于考研課程,所以有不少學生平常曠課,或者即使上課也不聽課而看考研課程資料的情況。這種一考定成績的模式,造成了有的學生平常不學,在考試前突擊學習,考后立即遺忘的情況。針對這種情況,我們改變了評價模式,現在采用期終考試成績占70%,平時成績占30%的模式,平時成績包括出勤、課堂練習、作業等幾個方面,通過形成性評價,可以不斷督促學生,激發他們的學習動機,及時復習、鞏固所學的知識。實踐證明,改變評價方式后,學生的出勤率和課堂學習、作業、課程設計等方面都有了很大的改善。
基金項目:濟寧學院教學改革項目:2012JX33;2012JX 35;2013JX03
參考文獻
[1] 張琳.化工設備機械基礎課程設計的改革[J].化工高等教育,2002(2):54-55.
[2] 張允,路有昌,趙凌.《化工設備機械基礎》課程教學改革的探索[J].廣東化工,20012(4):122-123.
[3] 徐想娥.化工設備機械基礎教學改革的探索[J].襄樊學院學報,2007(8):83-85.