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淺談高職《化工原理》課程建設與改革論文
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(jìn)素質(zhì)教育為根本目的，以培養學(xué)生創(chuàng )新精神、提高學(xué)生實(shí)踐能力為重點(diǎn)，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(gè)新的水平。本文試根據多年課堂教學(xué)實(shí)踐就《化工原理》課程的建設與改革進(jìn)行分析闡述和總結。
《化工原理》課程是化工專(zhuān)業(yè)的一門(mén)極為重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，其主要內容是以化工生產(chǎn)中的物理加工過(guò)程為背景，依據操作原理的共性，分成為若干單元操作過(guò)程，研究各單元操作的基本原理，基本計算和典型設備。它涉及到化工生產(chǎn)中眾多的操作和設備。它要求綜合運用數學(xué)、物理、物理化學(xué)等基礎知識來(lái)分析和解決化工生產(chǎn)過(guò)程中的工程問(wèn)題，在培養化工技術(shù)人才中擔負著(zhù)由理及工、由基礎到專(zhuān)業(yè)的過(guò)渡，在培養學(xué)生運用工程觀(guān)點(diǎn)分析解決化工實(shí)際問(wèn)題方面起著(zhù)重要的作用。該課程有如下教學(xué)特點(diǎn)：涉及的知識面廣泛。
學(xué)生需具有高等數學(xué)、制圖、物理、物理化學(xué)及計算技術(shù)等先修課程的基礎知識。工程實(shí)踐性強。要求學(xué)生對于化工生產(chǎn)過(guò)程及設備有感性認識與了解。各單元操作過(guò)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。設備類(lèi)型多種多樣，且結構復雜。為了便于學(xué)生的理解和掌握，需配以大量的掛圖或設備模型。各種操作現象抽象，難于理解。老師授課時(shí)為解釋清楚，需花費大量時(shí)間。大量利用公式、半經(jīng)驗公式或關(guān)聯(lián)式進(jìn)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)生基礎普遍較薄弱的特點(diǎn)，降低理論要求，建立以職業(yè)能力培養為根本的課程體系，打破理論課程與實(shí)踐課程的界限，加大實(shí)踐教學(xué)比例，突出實(shí)踐技能的培養。
1課程內容的改革
《化工原理》課程經(jīng)過(guò)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性和全面性的普通高等教育，會(huì )給教學(xué)帶來(lái)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目標的要求，本著(zhù)“以應用為目的，必需夠用為度，加強針對性實(shí)用性”的方針，必須對該課程的傳統內容實(shí)行必要的整合。根據高職高專(zhuān)教學(xué)特點(diǎn)，將教學(xué)內容分為兩個(gè)模塊，即基本理論知識模塊和設備知識模塊。
1．1基本理論知識模塊
內容包括各單元操作的基本概念、定律、原理闡述，過(guò)程設備的基本計算。由于高職教學(xué)中理論學(xué)時(shí)少，學(xué)生基礎較薄，本模塊對原來(lái)的理論內容進(jìn)行合理的精簡(jiǎn)，例如刪除應用性不強的內容：傳熱中的熱輻射、因次分析法等內容，吸收中傳質(zhì)機理的內容等；精簡(jiǎn)公式的理論推導，甚至直接寫(xiě)出公式：簡(jiǎn)化流體動(dòng)力學(xué)中的伯努利方程推導，重點(diǎn)講解該方程的應用和延伸。精簡(jiǎn)后的基本內容不脫離大綱要求，能夠精、深、突出基本概念與共性規律。通過(guò)基本內容學(xué)習。要求學(xué)生掌握化工單元操作中最基本的共性規律知識。同時(shí)為了突出該課程的工程實(shí)踐性，學(xué)習用基礎理論知識去解決實(shí)際工程問(wèn)題，拓寬的知識面，將與生產(chǎn)實(shí)際密切聯(lián)系的內容適當補充進(jìn)去，例如在離心泵一節中，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”現象?生產(chǎn)中為什么不采用過(guò)熱蒸汽加熱?在精餾、吸收章節中分析討論：進(jìn)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。這些內容即將理論聯(lián)有實(shí)際，又是學(xué)生工作后要面對的操作問(wèn)題，有很強的針對性和實(shí)用性，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。"
內容包括典型設備的構造、性能、操作原理。本模塊主要通過(guò)多種實(shí)訓來(lái)強化學(xué)生的設備知識，操作技能。通過(guò)單元操作仿真實(shí)訓，加強理論知識的理解和掌握，使學(xué)生掌握各個(gè)基本單元過(guò)程的操作控制和調節方法，培養分析和解決生產(chǎn)操作中各種工程技術(shù)問(wèn)題的能力；通過(guò)單元操作實(shí)訓，使學(xué)生對生產(chǎn)設備具備實(shí)際操作技能，以便學(xué)生日后能對現行的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行管理，使設備能正常運行；通過(guò)課程設計使學(xué)生綜合運用所學(xué)基本理論，對化工過(guò)程設備進(jìn)行工藝設計或設備選型，以便學(xué)生日后能對現行的生產(chǎn)過(guò)程及設備作各種改進(jìn)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(mén)工程實(shí)踐性很強的課程，它涉及眾多大型化工設備結構、復雜的操作原理及流程、大量的工程計算。采用傳統教科書(shū)+黑板的教學(xué)模式，教師難講，學(xué)生難學(xué)，因此教學(xué)手段的改革應是教學(xué)改革的重點(diǎn)。為了適應現代教育技術(shù)發(fā)展的需要，滿(mǎn)足教學(xué)手段改革的需求，我們開(kāi)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)內容進(jìn)行整合，精心編寫(xiě)腳本，開(kāi)放實(shí)用的制作平臺更有利于教學(xué)過(guò)程中對其進(jìn)行修改。
實(shí)踐證明，由于多媒體教學(xué)能夠把抽象的概念或過(guò)程形象地展示，動(dòng)態(tài)地展示設備結構、操作原理、工藝流程中物料的流動(dòng)情況，使原本難講難學(xué)的教學(xué)內容更直觀(guān)、生動(dòng)、形象，降低了教學(xué)難度，學(xué)習效果顯著(zhù)提高。利用多媒體教學(xué)能夠精確做圖，進(jìn)行過(guò)程分析，并能方便地多次重復再現整個(gè)分析過(guò)程，減少了教師在課堂上板書(shū)時(shí)間，從而使教師將精力與時(shí)間更多地集中在知識的講解和與學(xué)生的交流上，每節課可以節約25％的時(shí)間，利用這段時(shí)間對重點(diǎn)內容進(jìn)行討論或結合生產(chǎn)實(shí)際的操作方法討論，這既強化了基本知識的應用，又是對教學(xué)內容的深化和補充。
3突出實(shí)踐教學(xué)
高職學(xué)校的教學(xué)特點(diǎn)是實(shí)踐課時(shí)較多。這給學(xué)生提供了理論聯(lián)系實(shí)際的極好機會(huì )：一方面實(shí)踐可以加深對該課程理論內容的理解，另一方面可經(jīng)常用所學(xué)理論知識去認識實(shí)際，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。而且，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的相互交叉和反復循環(huán)，從人類(lèi)發(fā)展規律看，該方式符合人類(lèi)從實(shí)踐到認識到再實(shí)踐再認識的發(fā)展規律；從培養學(xué)生思維能力角度看，反復的實(shí)踐活動(dòng)能鍛煉學(xué)生理論知識的縱向連貫性思考和橫向分類(lèi)思考，有利于培養學(xué)生良好的思維方式，使相關(guān)的理論知識轉化為個(gè)體經(jīng)驗。為了強化學(xué)生實(shí)際操作的能力，《化工原理》的實(shí)踐教學(xué)由三部分組成：化工單元操作仿真實(shí)訓、化工單元操作實(shí)訓、化工原理課程設計。對實(shí)訓內容、過(guò)程、效果進(jìn)行全程設計與控制，通過(guò)實(shí)訓，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(shí)訓
采用北京東方仿真控制技術(shù)有限公司的DSC仿真培訓系統，利用計算機真實(shí)地再現生產(chǎn)中的基本單元過(guò)程，使學(xué)生在一個(gè)與化工生產(chǎn)控制室一樣的操作環(huán)境中，通過(guò)親自動(dòng)手，反復操作，將所學(xué)的理論知識與實(shí)際生產(chǎn)緊密地結合在一起，加深理解化工單元過(guò)程及設備的基本原理，熟練掌握各個(gè)單元過(guò)程的實(shí)際操作技能，培養分析和解決生產(chǎn)操作中各種問(wèn)題的能力。實(shí)踐證明，化工單元仿真實(shí)訓餌決了學(xué)生到現場(chǎng)實(shí)習只能看，不能動(dòng)手，無(wú)法達到實(shí)習目的的弊端，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習興趣和能動(dòng)性，為學(xué)生畢業(yè)后能迅速上崗操作奠定良好基礎。"
3．2化工單元操作實(shí)訓
學(xué)生在單元仿真實(shí)訓之后，對生產(chǎn)中的真實(shí)設備進(jìn)行操作技能的培訓，使學(xué)生掌握化工單元過(guò)程設備的結構、原理以及各種性能數據的測定方法和整理的方法，以便學(xué)生日后能根據不同的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行過(guò)程和設備的選擇、調節，進(jìn)而實(shí)現過(guò)程和設備的最優(yōu)化操作，提高經(jīng)濟效益。例如在離心泵單元的實(shí)訓中，布置給學(xué)生的實(shí)訓任務(wù)是：已知一管路輸送系統的管徑、管長(cháng)、管件和閥門(mén)的設置、流體輸送量及供液點(diǎn)和終點(diǎn)的操作壓力、相對位置，現有一臺離心泵，但性能參數丟失，試設計一個(gè)實(shí)驗，核實(shí)該泵是否能完成規定的輸送任務(wù)。這樣由學(xué)生設計實(shí)驗內容、流程、要用的儀器、要測定的數據，變被動(dòng)為主動(dòng)，激發(fā)實(shí)訓興趣，提高實(shí)訓效果。
3，3《化工原理》課程設計
《化工原理》課程設計綜合應用《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(jìn)行設計的實(shí)踐環(huán)節。通過(guò)這一環(huán)節，學(xué)生可以掌握化工設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(jiǎn)潔文字、圖表表示設計結果及化工制圖等能力方面，得到一次基本的工程實(shí)踐訓練。在課程設計中，尋找一些科研或生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題作為題目，使學(xué)生有真實(shí)的感覺(jué)，而且許多生產(chǎn)實(shí)際的要求和書(shū)本理論有時(shí)并不完全相同，有很多實(shí)踐經(jīng)驗的因素，這更能體現工程實(shí)際問(wèn)題的特點(diǎn)。從工程實(shí)際出發(fā)，學(xué)會(huì )分析解決工程技術(shù)問(wèn)題，是《化工原理>課程教學(xué)的一項重要任務(wù)。
4改進(jìn)教學(xué)方法
課程講授不僅是傳遞人類(lèi)文化知識體系，而且是促進(jìn)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的實(shí)現，為此必須改進(jìn)教學(xué)方法。
《化工原理》課程是以數學(xué)、物理、物理化學(xué)等自然科學(xué)的基礎知識、基本理論分析解決化工單元操作問(wèn)題的工程學(xué)科。本課程與工程實(shí)際緊密結合，但工程問(wèn)題具有非線(xiàn)性、復雜性的特征，導致了處理工程實(shí)際問(wèn)題的方法的多樣性。因此，在教學(xué)中應突出實(shí)驗研究法、數學(xué)模型法、當量法、過(guò)程分解法及參數綜合法等工程問(wèn)題處理方法的應用。同時(shí)，根據“三傳”的相似性，應突出類(lèi)比推理的方法在教學(xué)過(guò)程中的應用。
針對如何提高教學(xué)質(zhì)量的問(wèn)題，我們在利用輔助手段配合課堂教學(xué)、加強實(shí)驗與理論銜接、教學(xué)提倡“討論式”和“啟發(fā)式”而非“灌注式”、抓好習題討論和課程設計等方面進(jìn)行了探索，獲得了一定的效果。
《化工原理》課程的應用十分廣泛，涉及到化工、藥品、食品、造紙等各行各業(yè)，因此，也是很多院�；ゎ�(lèi)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎課。但是，提起《化工原理》，不少同學(xué)感到這門(mén)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)習過(guò)程中，卻沒(méi)有真正掌握學(xué)透。故《化工原理》課程的建設與改革應結合高職教育及教育對象的不同特點(diǎn)，針對本課程的教學(xué)特點(diǎn)和學(xué)生基礎普遍薄弱的特點(diǎn)，從教學(xué)方法、教學(xué)內容、教學(xué)手段、課程體系等方面進(jìn)行改革，突出該課程的高職教學(xué)特色；應重點(diǎn)在于培養學(xué)生的工程觀(guān)念、創(chuàng )新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和應用所學(xué)的化工原理理論知識分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，力求課程質(zhì)量和教學(xué)質(zhì)量達到一個(gè)新的水平。
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