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淺談高職《化工原理》課程建設(shè)與改革論文
論文關(guān)鍵詞：素質(zhì)教育 教學(xué)體系 課程質(zhì)量 教學(xué)質(zhì)量
論文摘要：以全面推進素質(zhì)教育為根本目的，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高學(xué)生實踐能力為重點，建立《化工原理》課程新的教學(xué)體系，力求課程質(zhì)量和教學(xué)質(zhì)量達到一個新的水平。本文試根據(jù)多年課堂教學(xué)實踐就《化工原理》課程的建設(shè)與改革進行分析闡述和總結(jié)。
《化工原理》課程是化工專業(yè)的一門極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是以化工生產(chǎn)中的物理加工過程為背景，依據(jù)操作原理的共性，分成為若干單元操作過程，研究各單元操作的基本原理，基本計算和典型設(shè)備。它涉及到化工生產(chǎn)中眾多的操作和設(shè)備。它要求綜合運用數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識來分析和解決化工生產(chǎn)過程中的工程問題，在培養(yǎng)化工技術(shù)人才中擔(dān)負著由理及工、由基礎(chǔ)到專業(yè)的過渡，在培養(yǎng)學(xué)生運用工程觀點分析解決化工實際問題方面起著重要的作用。該課程有如下教學(xué)特點：涉及的知識面廣泛。
學(xué)生需具有高等數(shù)學(xué)、制圖、物理、物理化學(xué)及計算技術(shù)等先修課程的基礎(chǔ)知識。工程實踐性強。要求學(xué)生對于化工生產(chǎn)過程及設(shè)備有感性認識與了解。各單元操作過程相互獨立。遵循的原理和法則各不相同，每一單元操作均可獨立講授、單獨使用。設(shè)備類型多種多樣，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了便于學(xué)生的理解和掌握，需配以大量的掛圖或設(shè)備模型。各種操作現(xiàn)象抽象，難于理解。老師授課時為解釋清楚，需花費大量時間。大量利用公式、半經(jīng)驗公式或關(guān)聯(lián)式進行計算，學(xué)生記憶困難。
高職院校的《化工原理》課程改革，必須轉(zhuǎn)變教育思想，從根本上打破學(xué)科教育的模式，針對學(xué)生基礎(chǔ)普遍較薄弱的特點，降低理論要求，建立以職業(yè)能力培養(yǎng)為根本的課程體系，打破理論課程與實踐課程的界限，加大實踐教學(xué)比例，突出實踐技能的培養(yǎng)。
1課程內(nèi)容的改革
《化工原理》課程經(jīng)過近百年的發(fā)展完善，形成了一套完整嚴密的理論體系，這對于注重知識的系統(tǒng)性和全面性的普通高等教育，會給教學(xué)帶來很大方便，但這種完整的理論體系卻不適合高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)的要求，本著“以應(yīng)用為目的，必需夠用為度，加強針對性實用性”的方針，必須對該課程的傳統(tǒng)內(nèi)容實行必要的整合。根據(jù)高職高專教學(xué)特點，將教學(xué)內(nèi)容分為兩個模塊，即基本理論知識模塊和設(shè)備知識模塊。
1．1基本理論知識模塊
內(nèi)容包括各單元操作的基本概念、定律、原理闡述，過程設(shè)備的基本計算。由于高職教學(xué)中理論學(xué)時少，學(xué)生基礎(chǔ)較薄，本模塊對原來的理論內(nèi)容進行合理的精簡，例如刪除應(yīng)用性不強的內(nèi)容：傳熱中的熱輻射、因次分析法等內(nèi)容，吸收中傳質(zhì)機理的內(nèi)容等；精簡公式的理論推導(dǎo)，甚至直接寫出公式：簡化流體動力學(xué)中的伯努利方程推導(dǎo)，重點講解該方程的應(yīng)用和延伸。精簡后的基本內(nèi)容不脫離大綱要求，能夠精、深、突出基本概念與共性規(guī)律。通過基本內(nèi)容學(xué)習(xí)。要求學(xué)生掌握化工單元操作中最基本的共性規(guī)律知識。同時為了突出該課程的工程實踐性，學(xué)習(xí)用基礎(chǔ)理論知識去解決實際工程問題，拓寬的知識面，將與生產(chǎn)實際密切聯(lián)系的內(nèi)容適當(dāng)補充進去，例如在離心泵一節(jié)中，分析討論：如何判斷汽蝕的產(chǎn)生?離心泵打不上液體的原因有哪些?在傳熱中討論：什么是換熱器的“水錘”現(xiàn)象?生產(chǎn)中為什么不采用過熱蒸汽加熱?在精餾、吸收章節(jié)中分析討論：進料量的大小對精餾塔操作有什么影響?溫度或壓力變化對塔的產(chǎn)品質(zhì)量有什么影響?等等。這些內(nèi)容即將理論聯(lián)有實際，又是學(xué)生工作后要面對的操作問題，有很強的針對性和實用性，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。"
內(nèi)容包括典型設(shè)備的構(gòu)造、性能、操作原理。本模塊主要通過多種實訓(xùn)來強化學(xué)生的設(shè)備知識，操作技能。通過單元操作仿真實訓(xùn)，加強理論知識的理解和掌握，使學(xué)生掌握各個基本單元過程的操作控制和調(diào)節(jié)方法，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)操作中各種工程技術(shù)問題的能力；通過單元操作實訓(xùn)，使學(xué)生對生產(chǎn)設(shè)備具備實際操作技能，以便學(xué)生日后能對現(xiàn)行的工業(yè)生產(chǎn)過程進行管理，使設(shè)備能正常運行；通過課程設(shè)計使學(xué)生綜合運用所學(xué)基本理論，對化工過程設(shè)備進行工藝設(shè)計或設(shè)備選型，以便學(xué)生日后能對現(xiàn)行的生產(chǎn)過程及設(shè)備作各種改進以提高其效率，從而使生產(chǎn)獲得最大限度的經(jīng)濟效益。
2教學(xué)手段的改革
《化工原理》課程是一門工程實踐性很強的課程，它涉及眾多大型化工設(shè)備結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的操作原理及流程、大量的工程計算。采用傳統(tǒng)教科書+黑板的教學(xué)模式，教師難講，學(xué)生難學(xué)，因此教學(xué)手段的改革應(yīng)是教學(xué)改革的重點。為了適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的需要，滿足教學(xué)手段改革的需求，我們開發(fā)制作了《化工原理》多媒體電子教案。該電子教案針對高職教學(xué)，合理的對教學(xué)內(nèi)容進行整合，精心編寫腳本，開放實用的制作平臺更有利于教學(xué)過程中對其進行修改。
實踐證明，由于多媒體教學(xué)能夠把抽象的概念或過程形象地展示，動態(tài)地展示設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作原理、工藝流程中物料的流動情況，使原本難講難學(xué)的教學(xué)內(nèi)容更直觀、生動、形象，降低了教學(xué)難度，學(xué)習(xí)效果顯著提高。利用多媒體教學(xué)能夠精確做圖，進行過程分析，并能方便地多次重復(fù)再現(xiàn)整個分析過程，減少了教師在課堂上板書時間，從而使教師將精力與時間更多地集中在知識的講解和與學(xué)生的交流上，每節(jié)課可以節(jié)約25％的時間，利用這段時間對重點內(nèi)容進行討論或結(jié)合生產(chǎn)實際的操作方法討論，這既強化了基本知識的應(yīng)用，又是對教學(xué)內(nèi)容的深化和補充。
3突出實踐教學(xué)
高職學(xué)校的教學(xué)特點是實踐課時較多。這給學(xué)生提供了理論聯(lián)系實際的極好機會：一方面實踐可以加深對該課程理論內(nèi)容的理解，另一方面可經(jīng)常用所學(xué)理論知識去認識實際，提高解決實際問題的能力。而且，理論教學(xué)與實踐教學(xué)的相互交叉和反復(fù)循環(huán)，從人類發(fā)展規(guī)律看，該方式符合人類從實踐到認識到再實踐再認識的發(fā)展規(guī)律；從培養(yǎng)學(xué)生思維能力角度看，反復(fù)的實踐活動能鍛煉學(xué)生理論知識的縱向連貫性思考和橫向分類思考，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方式，使相關(guān)的理論知識轉(zhuǎn)化為個體經(jīng)驗。為了強化學(xué)生實際操作的能力，《化工原理》的實踐教學(xué)由三部分組成：化工單元操作仿真實訓(xùn)、化工單元操作實訓(xùn)、化工原理課程設(shè)計。對實訓(xùn)內(nèi)容、過程、效果進行全程設(shè)計與控制，通過實訓(xùn)，使每一各學(xué)生成為能熟練操作的合格技術(shù)工人，這也是職業(yè)教育的優(yōu)勢所在。
3．1化工單元操作仿真實訓(xùn)
采用北京東方仿真控制技術(shù)有限公司的DSC仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，利用計算機真實地再現(xiàn)生產(chǎn)中的基本單元過程，使學(xué)生在一個與化工生產(chǎn)控制室一樣的操作環(huán)境中，通過親自動手，反復(fù)操作，將所學(xué)的理論知識與實際生產(chǎn)緊密地結(jié)合在一起，加深理解化工單元過程及設(shè)備的基本原理，熟練掌握各個單元過程的實際操作技能，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)操作中各種問題的能力。實踐證明，化工單元仿真實訓(xùn)餌決了學(xué)生到現(xiàn)場實習(xí)只能看，不能動手，無法達到實習(xí)目的的弊端，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能動性，為學(xué)生畢業(yè)后能迅速上崗操作奠定良好基礎(chǔ)。"
3．2化工單元操作實訓(xùn)
學(xué)生在單元仿真實訓(xùn)之后，對生產(chǎn)中的真實設(shè)備進行操作技能的培訓(xùn)，使學(xué)生掌握化工單元過程設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理以及各種性能數(shù)據(jù)的測定方法和整理的方法，以便學(xué)生日后能根據(jù)不同的生產(chǎn)任務(wù)進行過程和設(shè)備的選擇、調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)過程和設(shè)備的最優(yōu)化操作，提高經(jīng)濟效益。例如在離心泵單元的實訓(xùn)中，布置給學(xué)生的實訓(xùn)任務(wù)是：已知一管路輸送系統(tǒng)的管徑、管長、管件和閥門的設(shè)置、流體輸送量及供液點和終點的操作壓力、相對位置，現(xiàn)有一臺離心泵，但性能參數(shù)丟失，試設(shè)計一個實驗，核實該泵是否能完成規(guī)定的輸送任務(wù)。這樣由學(xué)生設(shè)計實驗內(nèi)容、流程、要用的儀器、要測定的數(shù)據(jù)，變被動為主動，激發(fā)實訓(xùn)興趣，提高實訓(xùn)效果。
3，3《化工原理》課程設(shè)計
《化工原理》課程設(shè)計綜合應(yīng)用《化工原理》和有關(guān)先修課程所學(xué)知識，以單元操作為主進行設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生可以掌握化工設(shè)計的基本程序和方法，并在查閱技術(shù)資料、選用公式和計算方法，用簡潔文字、圖表表示設(shè)計結(jié)果及化工制圖等能力方面，得到一次基本的工程實踐訓(xùn)練。在課程設(shè)計中，尋找一些科研或生產(chǎn)中的實際問題作為題目，使學(xué)生有真實的感覺，而且許多生產(chǎn)實際的要求和書本理論有時并不完全相同，有很多實踐經(jīng)驗的因素，這更能體現(xiàn)工程實際問題的特點。從工程實際出發(fā)，學(xué)會分析解決工程技術(shù)問題，是《化工原理>課程教學(xué)的一項重要任務(wù)。
4改進教學(xué)方法
課程講授不僅是傳遞人類文化知識體系，而且是促進學(xué)生認識、能力、技能等全面發(fā)展的手段，而講授方法將直接影響以上各項目標(biāo)的實現(xiàn)，為此必須改進教學(xué)方法。
《化工原理》課程是以數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)等自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識、基本理論分析解決化工單元操作問題的工程學(xué)科。本課程與工程實際緊密結(jié)合，但工程問題具有非線性、復(fù)雜性的特征，導(dǎo)致了處理工程實際問題的方法的多樣性。因此，在教學(xué)中應(yīng)突出實驗研究法、數(shù)學(xué)模型法、當(dāng)量法、過程分解法及參數(shù)綜合法等工程問題處理方法的應(yīng)用。同時，根據(jù)“三傳”的相似性，應(yīng)突出類比推理的方法在教學(xué)過程中的應(yīng)用。
針對如何提高教學(xué)質(zhì)量的問題，我們在利用輔助手段配合課堂教學(xué)、加強實驗與理論銜接、教學(xué)提倡“討論式”和“啟發(fā)式”而非“灌注式”、抓好習(xí)題討論和課程設(shè)計等方面進行了探索，獲得了一定的效果。
《化工原理》課程的應(yīng)用十分廣泛，涉及到化工、藥品、食品、造紙等各行各業(yè)，因此，也是很多院校化工類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。但是，提起《化工原理》，不少同學(xué)感到這門課既重要、又難學(xué)。許多在化工企業(yè)工作的學(xué)生都深有感觸，認為此課程用處很大，但在學(xué)習(xí)過程中，卻沒有真正掌握學(xué)透。故《化工原理》課程的建設(shè)與改革應(yīng)結(jié)合高職教育及教育對象的不同特點，針對本課程的教學(xué)特點和學(xué)生基礎(chǔ)普遍薄弱的特點，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課程體系等方面進行改革，突出該課程的高職教學(xué)特色；應(yīng)重點在于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念、創(chuàng)新能力、實踐動手能力和應(yīng)用所學(xué)的化工原理理論知識分析、解決工程實際問題的能力，力求課程質(zhì)量和教學(xué)質(zhì)量達到一個新的水平。
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