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關(guān)鍵詞:化工過程;設(shè)計(jì);優(yōu)化;研究生;課程
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)33-0060-02
《化工過程設(shè)計(jì)與優(yōu)化》課程是化工類研究生專業(yè)課中的一門綜合性強(qiáng),知識(shí)面廣泛的化學(xué)工程專業(yè)課,可以培養(yǎng)化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí),受到國內(nèi)化工專業(yè)高校的重視。合肥工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院制定了《化工過程設(shè)計(jì)與優(yōu)化》的研究生課程計(jì)劃,學(xué)院經(jīng)過研究,決定從2006年開始在化學(xué)工程專業(yè)研究生中開設(shè)《化工過程設(shè)計(jì)與優(yōu)化》選修課程。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐,改進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式,開課取得成功。在近6年的校本部研究生及企業(yè)研究生班教學(xué)過程中,我們對(duì)課程內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了一些有益地嘗試,逐步形成了一套適合本校學(xué)生特點(diǎn)的教材,培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)意識(shí)和工作能力,畢業(yè)學(xué)生受到用人單位好評(píng)。
一、分析取舍國內(nèi)外相關(guān)教材的教學(xué)內(nèi)容
“優(yōu)化”已成為一門系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論性學(xué)科。國外的一些原版教材或譯書箱大多涉及優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型建立、因素分析和計(jì)算等理論,或者介紹Aspen Plus和PRO/II等軟件的應(yīng)用等。教材的數(shù)學(xué)理論性強(qiáng),難度大,與化學(xué)工程關(guān)聯(lián)度偏小,難以直接用于本?;瘜W(xué)工程專業(yè)研究生的教學(xué)。國內(nèi)出版的化工過程與設(shè)計(jì)方面的教材較多偏重工藝描述,與化工優(yōu)化知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)少,不能直接采用。我們從國內(nèi)外的教材中進(jìn)行選取,注重各章知識(shí)點(diǎn)完整性和連貫,強(qiáng)化工程實(shí)踐意識(shí)的培養(yǎng)。經(jīng)過幾輪教學(xué)效果比較和學(xué)生反饋,最終確定總學(xué)時(shí)32,主要教學(xué)內(nèi)容分為:①優(yōu)化基本理論及概念;②優(yōu)化理論在化工領(lǐng)域的應(yīng)用;③項(xiàng)目立項(xiàng)及化工廠設(shè)計(jì);④化工過程優(yōu)化與設(shè)備選型;⑤化工與優(yōu)化專題討論。近年來,通過與華東理工大學(xué)、天津大學(xué)等高校的調(diào)研與交流,收集整理相關(guān)的圖書資料,我們還對(duì)現(xiàn)有教學(xué)講議及PPT課件進(jìn)行了一些充實(shí)和完善,最終形成包含有化工基礎(chǔ)知識(shí),管路及設(shè)備選型,工藝路線優(yōu)化,各種操作單元設(shè)計(jì)優(yōu)化與組合方法,公用工程設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí),可研性報(bào)告編寫,技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,綠色化工過程等適用合肥工業(yè)大學(xué)的生源狀況的教學(xué)講義及PPT,解決了課程缺少合適教學(xué)資料支持的問題。
二、改革教學(xué)方法,因人施教
隨著研究生招生人數(shù)的增加,合肥工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院研究生的生源發(fā)生較大變化。2012年度,“211”以上生源占33%,其他大多為阜陽師范學(xué)院、合肥學(xué)院,皖西學(xué)院等本省非工科背景生源。這些學(xué)生中,有的缺乏化工基礎(chǔ)知識(shí),有的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)豐富,但理論功底薄弱。針對(duì)生源情況,我們?cè)诮虒W(xué)中注意適當(dāng)補(bǔ)充一些基礎(chǔ)化學(xué)工程知識(shí)點(diǎn),通過化工與優(yōu)化專題討論教學(xué)過程,布置相關(guān)章節(jié)閱讀作業(yè),補(bǔ)充理科或師范生源學(xué)生的化工管路,流體輸運(yùn)機(jī)械,反應(yīng)釜,攪拌器類型,板式塔或填料塔等知識(shí)點(diǎn)。通過教學(xué)方法上的設(shè)計(jì),通過4~5個(gè)學(xué)生搭配組成的學(xué)習(xí)小組,共同完成一個(gè)設(shè)計(jì)型課題,讓非化工專業(yè)背景學(xué)生掌握化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。對(duì)基礎(chǔ)好的學(xué)生,則布置Aspen Plus、PRO/II和ChemCAD軟件應(yīng)用專題,讓學(xué)生通過工藝過程,掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬及優(yōu)化系統(tǒng)知識(shí),參加化工項(xiàng)目設(shè)計(jì)競賽。在教學(xué)過程中,教師把與企業(yè)合作中得到的感受向?qū)W生做生動(dòng)地講解,并結(jié)合企業(yè)中的化工優(yōu)化與化工廠設(shè)計(jì)實(shí)例,課堂氣氛活躍,師生有所互動(dòng),受到本校學(xué)生及企業(yè)研究生班學(xué)員的好評(píng)。
三、培養(yǎng)學(xué)生的化工經(jīng)濟(jì)分析和綠色化工思想
近年來,國家對(duì)化工項(xiàng)目申報(bào)和實(shí)施過程有了法定程序,如項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析,可行性論證,安全與環(huán)境評(píng)估及社會(huì)影響等流程。一些用人單位反映,相當(dāng)多的化學(xué)工程專業(yè)研究生不會(huì)編寫項(xiàng)目可研性報(bào)告,不了解項(xiàng)目的設(shè)計(jì)―評(píng)估―施工―驗(yàn)收―冷模―中試―生產(chǎn)整個(gè)流程。中國化工學(xué)會(huì)理事長等專家在合肥工業(yè)大學(xué)做學(xué)術(shù)報(bào)告時(shí),曾呼吁化工學(xué)院應(yīng)對(duì)研究生增設(shè)化工項(xiàng)目的可行性報(bào)告編寫,項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析,平立面優(yōu)化設(shè)計(jì)及綠色化工等課程。因此,教學(xué)過程中,我們以化工學(xué)院與合肥安邦化工有限公司合作開發(fā)的“2000t/a溶劑法TAIC交聯(lián)劑的清潔生產(chǎn)技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”為范例,從項(xiàng)目建議書開始,在課堂上把科研報(bào)告,環(huán)評(píng),安評(píng),總圖設(shè)計(jì),施工圖設(shè)計(jì)等資料展示給學(xué)生,講評(píng)化工廠建設(shè)的資料編寫技巧,使學(xué)生對(duì)化工廠設(shè)計(jì)過程有了認(rèn)識(shí)。在安徽省化工設(shè)計(jì)院的幫助下,結(jié)合該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙,補(bǔ)充學(xué)生化工設(shè)計(jì)制圖、識(shí)圖知識(shí)及化工產(chǎn)品的分類等國家標(biāo)準(zhǔn)。
四、在教學(xué)過程中豐富教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法
《化工過程設(shè)計(jì)與優(yōu)化》屬于新開課程,考慮到缺少教材和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),化工學(xué)院把《化工過程設(shè)計(jì)與優(yōu)化》課程定位為研究生的專業(yè)選修課,進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)。在2006學(xué)年選課過程中,研究生導(dǎo)師和學(xué)生對(duì)這門課不太了解,選課的學(xué)生只有5人。起初,我們從圖書館查閱有關(guān)優(yōu)化和化工設(shè)計(jì)的圖書資料,從20多本相關(guān)圖書中尋找出相關(guān)的教學(xué)素材。例如考慮到化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的理論數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱,我們避開嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,直接采用應(yīng)用數(shù)學(xué)的優(yōu)化結(jié)果,如求取極值和黃金分割法等一些優(yōu)化方法,來處理化工領(lǐng)域的一些工藝優(yōu)化問題。我們將管路計(jì)算,污水處理,工藝參數(shù),換熱器,精餾塔的設(shè)計(jì)與優(yōu)化作為第二章。課程結(jié)束后,布置一些化工過程的優(yōu)化專題課外作業(yè)。在承擔(dān)的教學(xué)過程中,先后補(bǔ)充了常見化工單元操作優(yōu)化與設(shè)備造型,化工識(shí)圖,化工經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),綠色化工設(shè)計(jì)等內(nèi)容。隨著選課人數(shù)的增加,我們?cè)诮虒W(xué)方式上進(jìn)行了改進(jìn),增加專題討論環(huán)節(jié)。將學(xué)生分為若干個(gè)專題組,讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí),通過查閱文獻(xiàn),對(duì)管路設(shè)計(jì)及優(yōu)化,項(xiàng)目建議書,攪拌器形式與選型等某個(gè)單元進(jìn)行演講和講評(píng),調(diào)動(dòng)了學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí),活躍了課堂學(xué)術(shù)氣氛。我們對(duì)學(xué)生的專題作業(yè)進(jìn)行總結(jié),從中選定一些新的知識(shí)點(diǎn),補(bǔ)充到課件,用于下年的教學(xué)。
《化工過程設(shè)計(jì)與優(yōu)化》課程處于發(fā)展與完善階段,涉及的內(nèi)容多,教學(xué)內(nèi)容起點(diǎn)高,國內(nèi)各個(gè)高校還沒有相對(duì)固定或成熟的教輔資料。從師資上講,教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足,難以把握教學(xué)內(nèi)容。擬通過與同行交流學(xué)習(xí),完善教材內(nèi)容和教學(xué)形式。
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一、課程教學(xué)內(nèi)容安排
生物工程的內(nèi)容十分豐富,有限的課時(shí)內(nèi)不能面面俱到地進(jìn)行較為深入的講授。因此,教師在教學(xué)內(nèi)容的安排上,既要保證突出重點(diǎn)內(nèi)容,又要兼顧知識(shí)內(nèi)容的全面性。此外,還需要引入一些學(xué)科前沿成果,以跟蹤迅速發(fā)展的生物技術(shù)的進(jìn)步。我們對(duì)于課程教學(xué)內(nèi)容的安排,特別注意了以下幾個(gè)問題。
1.組建課程模塊,合理安排教學(xué)內(nèi)容。以生物技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展為導(dǎo)向,將本課程的教學(xué)內(nèi)容劃分成三部分:①緒論,介紹生物工程沿革及前沿。②生物技術(shù)基礎(chǔ),詳細(xì)講述基因重組技術(shù)、蛋白質(zhì)和酶工程、細(xì)胞工程的基本原理,技術(shù)路線及特點(diǎn),旨在幫助學(xué)生建立牢固的理論基礎(chǔ)、掌握相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用方法。③生物技術(shù)的工程化應(yīng)用及發(fā)展,重點(diǎn)介紹發(fā)酵工程、生物醫(yī)藥工程和環(huán)境生物工程,通過多個(gè)與人類生存和發(fā)展密切相關(guān)的案例的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生綜合知識(shí)的能力、融匯創(chuàng)新的能力。
2.讓學(xué)生了解生物工程學(xué)科的全貌。課程的緒論部分分別從生物工程的沿革、生物工程的原理及特點(diǎn)、生物技術(shù)的應(yīng)用及前沿發(fā)展、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)所發(fā)揮的巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響力等角度進(jìn)行講授,幫助學(xué)生標(biāo)繪出一副生物工程的全貌圖:從基礎(chǔ)理論的研究突破、生物技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展、到滲透至各國民經(jīng)濟(jì)主要領(lǐng)域中產(chǎn)生的巨大影響,期間產(chǎn)生的反作用又促進(jìn)生物學(xué)基礎(chǔ)理論的研究突破。這個(gè)過程周而復(fù)始地推動(dòng)著社會(huì)的變革與進(jìn)步。
3.寬泛基礎(chǔ)知識(shí)面,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。生物工程是一個(gè)具有豐富學(xué)術(shù)內(nèi)容的領(lǐng)域,而本課程課時(shí)有限,不能詳盡地涉獵各個(gè)知識(shí)點(diǎn),因此,如何設(shè)置課程內(nèi)容就成了影響教學(xué)效果的主要因素。本課程對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的教授強(qiáng)調(diào)的是“寬泛”而非“深入”,要求課程設(shè)置的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)能夠滿足學(xué)生理解生物技術(shù)的基本原理即可,而對(duì)于生物技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用則給予了重點(diǎn)關(guān)注。課程堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際,運(yùn)用綜合性案例,讓學(xué)生了解從基本原理出發(fā)到實(shí)踐應(yīng)用的過程,學(xué)習(xí)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題的方法,培養(yǎng)科學(xué)思維方式。
4.以生物技術(shù)的應(yīng)用為導(dǎo)向設(shè)置教學(xué)內(nèi)容,跟蹤學(xué)科前沿。在對(duì)課程的基本原理講授后,根據(jù)學(xué)生的工程專業(yè)教育背景和將來作為社會(huì)工作者的特點(diǎn),我們引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)工程化應(yīng)用方法,這是更為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。這部分教學(xué)內(nèi)容占據(jù)了整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的相當(dāng)大的比重。如,微生物發(fā)酵工程、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)使生物技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;生物醫(yī)藥工程中集中了生物技術(shù)研究的前沿方向和熱點(diǎn),各種生物技術(shù)在此融合;環(huán)境生物工程致力于建立人類與環(huán)境的和諧關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。本課程分別選擇這些領(lǐng)域中的主要內(nèi)容作為重點(diǎn)講授部分,如轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制藥、單克隆抗體技術(shù)應(yīng)用、固定化酶技術(shù)及酶法分析、環(huán)境污染的生物治理等,安排了較多的教學(xué)時(shí)間,以使學(xué)生更好地了解生物技術(shù)的新進(jìn)展。
二、教學(xué)方法探討
生物工程學(xué)是生命科學(xué)與工程技術(shù)結(jié)合所形成的一門綜合性學(xué)科,基于研究對(duì)象(核酸、蛋白質(zhì))及層次(分子、細(xì)胞、個(gè)體)不同構(gòu)建了不同的生物技術(shù)分支領(lǐng)域,同時(shí)基于應(yīng)用領(lǐng)域的不同也形成了各自富有特點(diǎn)的應(yīng)用技術(shù),如生物醫(yī)藥領(lǐng)域中蛋白類藥物的生物構(gòu)建和生產(chǎn)、環(huán)境治理與保護(hù)中微生物的生物轉(zhuǎn)化過程技術(shù)等。由于教學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣,為了提高教學(xué)效果,本課程在教學(xué)方法上進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的探索。
(一)以生物技術(shù)原理為主線貫穿教學(xué)活動(dòng)
本課程的教學(xué)活動(dòng)以生物工程的原理為主線展開,形成了基因工程、蛋白質(zhì)和酶工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程等章節(jié),以使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握各種生物技術(shù)的原理和應(yīng)用方法。同時(shí),通過對(duì)生物技術(shù)應(yīng)用較為深入的生物醫(yī)藥工程、環(huán)境生物工程等內(nèi)容的安排,培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的特點(diǎn)和要求綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)的能力。
(二)理論聯(lián)系實(shí)際,引入案例教學(xué)
發(fā)酵工程是將生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié),包含了從菌種培養(yǎng)到制備合格產(chǎn)品的過程。[5]菌種決定著發(fā)酵生產(chǎn)工藝方法,發(fā)酵工程中高產(chǎn)菌種常常是采用生物技術(shù)方法構(gòu)建的。發(fā)酵過程調(diào)控是基于微生物的生命代謝過程,培養(yǎng)條件的變化可以影響代謝途徑。發(fā)酵產(chǎn)物的提取純化是依據(jù)待分離目標(biāo)物質(zhì)的特性及待分離目的產(chǎn)物和雜質(zhì)之間物性的差異來進(jìn)行的,是決定生產(chǎn)成本高低的關(guān)鍵因素。如果只是按照發(fā)酵工程的過程來講解技術(shù)基礎(chǔ)及過程應(yīng)用技術(shù),涉及知識(shí)點(diǎn)多,知識(shí)點(diǎn)之間的相關(guān)性較弱,這對(duì)于剛開始接受專業(yè)課程教育的本科三年級(jí)同學(xué)來說,接受起來有一定的難度。而以具體物質(zhì)的發(fā)酵生產(chǎn)為例進(jìn)行分析,更為形象化,也容易被學(xué)生理解和接受。授課時(shí),我們以紅霉素的生產(chǎn)為例,分析了工程菌的構(gòu)建方法與高密度發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,基于組分分離要求的分離純化工藝方法的建立等,并將自己多年科研的成果結(jié)合至授課內(nèi)容中。僅就紅霉素的提取純化而言,工程菌的引入及發(fā)酵調(diào)控技術(shù)的成熟,使紅霉素發(fā)酵單位由原來的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分離技術(shù)的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。目標(biāo)產(chǎn)物的分離工藝由傳統(tǒng)的“板框過濾-溶劑萃?。?jīng)過中間體鹽的結(jié)晶純化”發(fā)展為“微濾膜過濾-(納濾膜濃縮)-層析分離-結(jié)晶純化”新的分離工藝。該工藝?yán)脤游霾僮鞯母叻蛛x效率實(shí)現(xiàn)了活性組分紅霉素A與雜質(zhì)組分紅霉素B、紅霉素C的分離;通過結(jié)晶過程中關(guān)鍵因素的調(diào)節(jié),如結(jié)晶體系的組成及組成物的濃度變化、pH、溫度、攪拌等,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品粒度和晶形的控制,從而獲得純度高、藥理活性強(qiáng)的產(chǎn)品。案例的分析過程加強(qiáng)了學(xué)生們的工程概念,如發(fā)酵產(chǎn)物的提取往往會(huì)涉及結(jié)構(gòu)相似組分的分離,其分離方法的選擇需兼顧分離效率高、分離條件溫和的要求;微生物發(fā)酵是純種培養(yǎng)過程,工程設(shè)備必須滿足無菌操作的基本要求,發(fā)酵罐需要具備良好的混合能力,較高的傳質(zhì)、傳熱速率,且不能對(duì)菌體產(chǎn)生剪切破化;藥物的晶形和粒度與藥物的生理活性相關(guān),現(xiàn)代藥物質(zhì)量控制指標(biāo)除了純度和雜質(zhì)含量要求外,還有晶體的晶形粒度等結(jié)構(gòu)指標(biāo)要求;發(fā)酵產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)成本概念等等。實(shí)現(xiàn)一個(gè)抗生素藥物的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)需要融合現(xiàn)代基因工程、細(xì)胞工程、化學(xué)工程的知識(shí)。
(三)課堂講授與專題案例的調(diào)研相結(jié)合
本課程通過典型實(shí)例的剖析,加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)基本原理的理解,并傳授了生物技術(shù)的應(yīng)用方法。我們時(shí)時(shí)跟蹤生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,對(duì)授課案例進(jìn)行更新,以使教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系生物工程的新發(fā)展、新成果,體現(xiàn)該領(lǐng)域新技術(shù)、新水平,使學(xué)生感受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的巨大魅力,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。但是,本課程的教學(xué)課時(shí)有限,課堂上不可能對(duì)生物技術(shù)各領(lǐng)域均充分展開。為了彌補(bǔ)這一局限,本課程在教學(xué)上設(shè)置了“專題調(diào)研+課堂談?wù)摗杯h(huán)節(jié),把生物工程應(yīng)用專題案例的調(diào)研工作,以作業(yè)形式布置給學(xué)生去完成,并通過課堂討論及提交論文的方式加以考查。[6]專題論文的完成及交流以小組為單位進(jìn)行,教師組織學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組,要求各學(xué)習(xí)小組在給定領(lǐng)域范圍內(nèi)對(duì)感興趣的專題進(jìn)行調(diào)研和論文的撰寫。教師在組織學(xué)習(xí)小組之時(shí),就將學(xué)習(xí)小組兩兩結(jié)對(duì),要求各小組在完成本組專題調(diào)研的同時(shí),對(duì)結(jié)對(duì)小組的課題也進(jìn)行相應(yīng)調(diào)研,并作為主審方在課堂上對(duì)結(jié)對(duì)組的專題內(nèi)容設(shè)置提問,引導(dǎo)課堂討論,而其他同學(xué)則可以對(duì)自己感興趣的專題自由發(fā)表觀點(diǎn)。
本課程要求,小論文要按照《華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)》的稿件規(guī)范撰寫,這也是對(duì)本科生撰寫科學(xué)論文的訓(xùn)練,是專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的一部分。這種“專題調(diào)研+課堂談?wù)摗苯虒W(xué)模式,能讓學(xué)生自動(dòng)參與多專題的調(diào)研學(xué)習(xí),達(dá)到鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、拓寬知識(shí)面、深化專業(yè)認(rèn)知的目的,同時(shí)能夠較全面地訓(xùn)練和檢驗(yàn)學(xué)生專業(yè)文獻(xiàn)查閱、分析材料、歸納總結(jié)及思辨應(yīng)對(duì)的能力。實(shí)踐表明,這樣的學(xué)習(xí)方式效果突出。學(xué)生李曉陽在聽課小結(jié)中寫道:“分組演講、課程論文,每小組七八個(gè)人,不僅可以讓我們自己動(dòng)手獲取知識(shí),鍛煉了動(dòng)手能力,還能夠培養(yǎng)我們團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。只有分工合作才能把這項(xiàng)工作做好?!睂W(xué)生閆天一在小結(jié)中寫道:“老師講到了我國生物發(fā)酵工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,雖然我國(抗生素)產(chǎn)量居世界之首,但生產(chǎn)效率比較低、產(chǎn)品附加值低、污染嚴(yán)重,主要以半成品(原料藥)為主,這些都深深觸動(dòng)了我。在化學(xué)制藥領(lǐng)域,我們?nèi)允且苑轮扑帪橹鳌T?1世紀(jì),我想我們大學(xué)生的責(zé)任就是讓中國不僅是世界的工廠,也要成為研發(fā)的中心?!?/p>
三、結(jié)束語
為了解目前化學(xué)工程與工藝專業(yè)選修課的教學(xué)情況,在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上編寫了《化學(xué)工程與工藝專業(yè)專業(yè)課程調(diào)查問卷》,對(duì)中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程與工藝專業(yè)06、07級(jí)兩個(gè)年級(jí)491名學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查,調(diào)查的內(nèi)容包括開課時(shí)間、學(xué)時(shí)安排、授課內(nèi)容、授課深度、教材選擇及學(xué)習(xí)收獲等幾個(gè)方面。
1.1開課時(shí)間調(diào)查
開課時(shí)間的調(diào)查主要是為了理順專業(yè)課與專業(yè)選修課之間在教學(xué)內(nèi)容上的前后銜接關(guān)系。一方面,在課程內(nèi)容上,專業(yè)選修課應(yīng)該與對(duì)應(yīng)的專業(yè)課銜接上,另一方面,專業(yè)選修課與對(duì)應(yīng)的專業(yè)課教學(xué)時(shí)間上不能相隔太長,相隔時(shí)間太長,專業(yè)選修課不能達(dá)到加深對(duì)專業(yè)課的理解、拓展專業(yè)素質(zhì)的目的。目前,化學(xué)工程與工藝專業(yè)的《數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》、《催化作用原理》、《能量利用過程原理》和《化工專業(yè)外語》等四門主要選修課程依次安排在第4~7學(xué)期,每學(xué)期一門。選修課開課時(shí)間調(diào)查結(jié)果見圖1,認(rèn)為選修課開課時(shí)間合適的同學(xué)占60.12%,需要提前的占29.55%,只有10.32%的同學(xué)認(rèn)為部分課程需要推后開設(shè)。
1.2學(xué)時(shí)與授課內(nèi)容調(diào)查
學(xué)時(shí)與授課內(nèi)容的調(diào)查,主要是了解講課內(nèi)容能否達(dá)到拓展學(xué)生專業(yè)知識(shí)和能力的目的,同時(shí)了解學(xué)時(shí)配置的合理性。中國的大學(xué)教學(xué)經(jīng)過了多年的改革與實(shí)踐,一些硬性的改革的設(shè)置,比如對(duì)總學(xué)時(shí)的控制,使得專業(yè)選修課的學(xué)時(shí)偏少。通過這個(gè)問題的調(diào)查,可為學(xué)時(shí)與教學(xué)內(nèi)容的配置提供合理依據(jù)。選修課學(xué)時(shí)安排及授課內(nèi)容的調(diào)查結(jié)果見圖2,認(rèn)為選修課的學(xué)時(shí)安排及授課內(nèi)容合適的同學(xué)分別占58.62%和55.10%,需要增加的分別占33.06%和37.17%,認(rèn)為需要減少學(xué)時(shí)和授課內(nèi)容的同學(xué)不到10%??傮w來說,各選修課的學(xué)時(shí)安排及授課內(nèi)容在原有學(xué)時(shí)及授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上,可以結(jié)合目前的學(xué)科發(fā)展情況,適當(dāng)增加一些新的內(nèi)容。
1.3授課深度和教材調(diào)查
授課深度和教材的調(diào)查,主要是為了掌握專業(yè)選修課教學(xué)質(zhì)量問題。專業(yè)選修課由于掛上了“選修”的帽子,容易使人誤解為不重要的課程、可有可無的課程。實(shí)際上專業(yè)選修課作為教學(xué)體系的必要組成部分,是為了某一專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)系統(tǒng)而專門設(shè)計(jì)的供對(duì)該領(lǐng)域感興趣的學(xué)生選修的“必修課”,一旦選定就應(yīng)該像必修課一樣對(duì)待。對(duì)任課教師來說,由于學(xué)生對(duì)專業(yè)選修課的學(xué)習(xí)態(tài)度不夠積極、缺乏積極性,故對(duì)講課的深度不作過高要求,對(duì)教材的選取也比較隨意。通過問卷調(diào)查可以掌握專業(yè)選修課的教材更新需求,選用更加合適的教材。選修課授課深度及教材選用情況調(diào)查結(jié)果見圖3,認(rèn)為選修課的授課深度及教材選用合適的同學(xué)約占54%,授課深度需要加深的占32.65%,需要適當(dāng)減小授課深度的占13.06%。認(rèn)為選用教材基本合適及不合適的同學(xué)均占23%左右。
1.4學(xué)習(xí)收獲調(diào)查
通過對(duì)課程學(xué)習(xí)收獲的調(diào)查,可以全面地反映教學(xué)效果,檢查授課是否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。同時(shí)也能夠反映任課教師對(duì)教學(xué)大綱的執(zhí)行情況,以及學(xué)生對(duì)本門課程的認(rèn)可程度。教學(xué)收獲主要取決于兩個(gè)方面,一是任課教師的教學(xué)能否達(dá)到教學(xué)大綱的要求,二是學(xué)生是否具有積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和求知欲望。通過對(duì)多門專業(yè)選修課學(xué)習(xí)和掌握情況的調(diào)查,可以分析出哪里是專業(yè)選修課程設(shè)置的薄弱點(diǎn),哪里是課程體系的缺口。選修課的學(xué)習(xí)收獲情況調(diào)查結(jié)果見圖4,認(rèn)為通過選修課的學(xué)習(xí)有很大收獲的同學(xué)占31.33%,認(rèn)為有一定收獲的同學(xué)占63.65%,認(rèn)為沒有收獲的同學(xué)僅占5.02%。
1.5課程設(shè)置調(diào)整調(diào)查
在調(diào)查問卷的最后,對(duì)學(xué)生期望增開的課程進(jìn)行了調(diào)查。通過對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及專業(yè)選修課的學(xué)習(xí),以及相關(guān)的專業(yè)技能與實(shí)踐訓(xùn)練,畢業(yè)班的學(xué)生基本上建立起了較為完整的專業(yè)知識(shí)體系,具有了初步專業(yè)就業(yè)能力。因而通過其自身的檢討,可以更加合理地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有課程體系的不足之處。通過一些專業(yè)選修課程的增減或者對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整,優(yōu)化現(xiàn)有課程體系,實(shí)現(xiàn)專業(yè)選修課程的系列化、系統(tǒng)化。調(diào)查結(jié)果表明,認(rèn)為需要開設(shè)新選修課的同學(xué)占56.82%,不需開設(shè)的同學(xué)占43.18%。這次調(diào)查的結(jié)果反映出,各選修課無論從開課時(shí)間、學(xué)時(shí)安排、授課內(nèi)容、授課深度、教材選擇等各個(gè)方面來說基本上是合適的,絕大部分學(xué)生通過專業(yè)選修課的學(xué)習(xí),取得了較大的收獲。總體來說,各選修課的教學(xué)取得了較好的效果。
2專業(yè)選修課系列化、系統(tǒng)思路
中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程與工藝專業(yè)經(jīng)過了近60年的發(fā)展,尤其是隨著近年高校課程體系的調(diào)整和教學(xué)改革的研究,已經(jīng)形成了較完整的專業(yè)選修課課程體系,能夠較好地適應(yīng)石油化工專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)需求。然而這次調(diào)查也發(fā)現(xiàn)了一些問題,對(duì)于這些存在的問題,應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,以提高選修課在學(xué)生專業(yè)知識(shí)體系中的作用,為培養(yǎng)全方位的高素質(zhì)人才提供保障。
(1)從選修課的時(shí)間安排來看,有近30%的學(xué)生希望將部分選修課的上課時(shí)間提前。但是從課程的銜接角度考慮,這幾門課的時(shí)間安排基本合理,有的課程如《能量利用過程原理》,從與專業(yè)知識(shí)的關(guān)系方面來看,甚至需要推后,使學(xué)生在上完《石油煉制工程》等專業(yè)課,對(duì)煉油生產(chǎn)裝置有一個(gè)全面了解以后再開設(shè),這樣講課才有針對(duì)性,學(xué)生對(duì)課程的內(nèi)容掌握更深刻。因此從總的課程體系來看,有些專業(yè)課的安排應(yīng)該提前,以免影響后續(xù)課程的教學(xué)。
(2)從學(xué)時(shí)安排來看,有1/3的學(xué)生認(rèn)為,應(yīng)該增加選修課的學(xué)時(shí),比如《能量利用過程原理》,由于化學(xué)工業(yè)是用能“大戶”,因此化工節(jié)能尤其重要。通過《能量利用過程原理》課程的學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識(shí),對(duì)今后化工裝置的設(shè)計(jì)和化工生產(chǎn)過程的優(yōu)化都有非常重要的意義。而目前這門課的授課學(xué)時(shí)僅有32學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)安排非常緊張,有些內(nèi)容不能充分展開講解,影響了學(xué)生對(duì)能量利用過程全面、系統(tǒng)地掌握。
(3)從授課內(nèi)容來看,有近40%的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該增加選修課授課內(nèi)容。從授課深度來看,有近1/3的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該增加授課深度,反映了學(xué)生想通過選修課的學(xué)習(xí),更加深入地了解和掌握更多相關(guān)專業(yè)知識(shí)的要求。一方面可以通過增加選修課的學(xué)時(shí)來增加授課內(nèi)容和深度,另一方面,教師可以適當(dāng)調(diào)整授課內(nèi)容,拓寬授課的知識(shí)面,將該學(xué)科的前沿知識(shí)和發(fā)展情況展現(xiàn)給學(xué)生,適當(dāng)增加授課的深度,同時(shí)對(duì)于一些易于理解和掌握的內(nèi)容,在講清楚基本概念的同時(shí),通過安排學(xué)生自學(xué)、答疑來掌握,以提高教學(xué)效率,讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握更多的知識(shí)。
(4)調(diào)查表明,有接近一半的同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該增加其他方面的選修課。根據(jù)面向21世紀(jì)“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)培養(yǎng)方案的要求,為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展和市場經(jīng)濟(jì)對(duì)人才需求的多樣化和更好地因材施教,應(yīng)當(dāng)在達(dá)到教學(xué)基本要求的前提下增加選修課的門類,加大選修課比例[2],為學(xué)生提供更多的選擇機(jī)會(huì),讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和愛好選擇相關(guān)的選修課。
近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在化工過程的設(shè)計(jì)、開發(fā)與生產(chǎn)過程中,越來越多地應(yīng)用相應(yīng)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和模擬,對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用[3]能力也提出了更高的要求。而由于現(xiàn)有的課程體系比較陳舊,課程體系中除了計(jì)算機(jī)語言的學(xué)習(xí),沒有涉及化工軟件的介紹和應(yīng)用方面的課程。因此,在專業(yè)選修課的設(shè)置中,可以適當(dāng)增加這方面的內(nèi)容,如制圖軟件AutoCAD、流程模擬軟件Aspenplus等軟件的介紹和應(yīng)用,使學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí),能夠了解和掌握常用的化工設(shè)計(jì)和模擬方面的軟件,以適應(yīng)《化工設(shè)計(jì)》等實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和今后工作的需要。
關(guān)鍵詞:化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) “專轉(zhuǎn)本” 教學(xué)探索
隨著國民經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展,我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整升級(jí),越來越多的行業(yè)急需能將科技成果迅速轉(zhuǎn)化為效益的高級(jí)技術(shù)性和應(yīng)用型人才,客觀上要求職業(yè)教育向本科或更高層次教育接軌?!皩^D(zhuǎn)本”不僅是??茖哟螌W(xué)生繼續(xù)深造的重要途徑,而且也是我國深化高等教育改革,推動(dòng)高等職業(yè)教育發(fā)展的有益探索和具體實(shí)踐。
與普通本科班學(xué)生相比,“專轉(zhuǎn)本”班學(xué)生往往具有不同的專業(yè)背景、地域分布較廣泛、學(xué)生專業(yè)知識(shí)程度相差大等特點(diǎn)。筆者承擔(dān)了本?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)“專轉(zhuǎn)本”班級(jí)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)工作,在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)按照傳統(tǒng)教學(xué)方法對(duì)“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生進(jìn)行教學(xué),存在較多的問題和困難。為有效做到因材施教,切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量,筆者在課程教學(xué)過程中,較為深入地了解了“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)狀況,對(duì)其進(jìn)行了總結(jié)分析,并結(jié)合化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的特點(diǎn),有針對(duì)性地對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行了探索。
一、“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生學(xué)習(xí)和心理特點(diǎn)分析
“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生一般先由??茖W(xué)習(xí)兩到三年,再通過“專轉(zhuǎn)本”考試轉(zhuǎn)入本科院校學(xué)習(xí),其與普通本科學(xué)生相比具有特殊的求學(xué)背景和經(jīng)歷,因而在專業(yè)背景、學(xué)習(xí)目的等方面有著比較鮮明的群體特征。
1.專業(yè)背景差異大,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊
由于“專轉(zhuǎn)本”考試專業(yè)方向的限制,“專轉(zhuǎn)本”班學(xué)生在??圃盒K鶎W(xué)專業(yè)與轉(zhuǎn)入本科院校后所學(xué)專業(yè)不盡相同,其受專業(yè)差異、課程差異、教材差異和學(xué)習(xí)水平差異等因素的影響,“專轉(zhuǎn)本”班級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊。筆者所教2009級(jí)化學(xué)工程與工藝專業(yè)“專轉(zhuǎn)本”班學(xué)生就呈現(xiàn)較大的專業(yè)跨度,比如從教育、管理類等專業(yè)到工科專業(yè)均有。相對(duì)而言,他們經(jīng)過“專轉(zhuǎn)本”選拔考試,提高了自己的學(xué)歷層次,普遍更加珍惜轉(zhuǎn)本后的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真,但由于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊,容易導(dǎo)致兩極分化。此外,“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生進(jìn)入本科階段后,很容易延續(xù)??茣r(shí)的學(xué)習(xí)思路,比較注重動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)的短期效應(yīng),而忽視專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)積累。
2.學(xué)習(xí)過渡期短,社交封閉性與敏感性并存
“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生在高等教育階段經(jīng)歷了??坪捅究苾煞N不同的教育模式,其與同級(jí)的??茖W(xué)生相比,因轉(zhuǎn)本成功而具有較強(qiáng)的心理優(yōu)勢(shì),但與普通本科生相比又有著差距。轉(zhuǎn)本學(xué)生直接參加本科三年級(jí)的課程學(xué)習(xí),且需同時(shí)補(bǔ)學(xué)前兩年的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí),學(xué)習(xí)環(huán)境陌生,學(xué)習(xí)任務(wù)重,使得部分適應(yīng)能力欠缺的學(xué)生產(chǎn)生較強(qiáng)的危機(jī)感,心理波動(dòng)較大,自我認(rèn)同出現(xiàn)困難。學(xué)??紤]到“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生的特殊情況,對(duì)其采取了不同的方式、方法和制度,但這種正常的區(qū)別往往導(dǎo)致其對(duì)新學(xué)校缺乏歸屬感,加重了他們與新環(huán)境融合的障礙和敏感性。
3.學(xué)習(xí)功利性較強(qiáng),注重短期效應(yīng)
“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生在學(xué)習(xí)方面還表現(xiàn)出較強(qiáng)的功利性,主要原因有兩方面:一方面是因?yàn)樵叩葘?平逃囵B(yǎng)目標(biāo)是應(yīng)用型人才,易使其在??齐A段學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成帶有功利性色彩的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),更多地重視學(xué)習(xí)的短期效應(yīng);另一方面,由于其經(jīng)過“專轉(zhuǎn)本”選拔考試,普遍更加珍惜轉(zhuǎn)本后的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),使得轉(zhuǎn)本的學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確,時(shí)間觀念較強(qiáng)。學(xué)習(xí)的功利性是一把雙刃劍,學(xué)生在進(jìn)入本科院校后,深知低學(xué)歷的苦楚,通過努力學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想;與此同時(shí),由于專科階段養(yǎng)成的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)使其易忽視基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí),進(jìn)而可能在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、認(rèn)知能力、智能結(jié)構(gòu)等方面出現(xiàn)銜接困難。
二、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)
化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是高等學(xué)校為化工類專業(yè)及相近非機(jī)械專業(yè)(如輕工)專業(yè)設(shè)置的技術(shù)基礎(chǔ)課,我國絕大多數(shù)有關(guān)高校開設(shè)此課程。本課程涉及多門學(xué)科,但自上世紀(jì)80年代起,隨著學(xué)分制的逐步實(shí)行、專業(yè)調(diào)整、信息技術(shù)對(duì)專業(yè)課程的滲透以及人才培養(yǎng)模式的改革,教學(xué)課時(shí)由初期的100學(xué)時(shí)以上被逐步壓縮至32~48學(xué)時(shí)。其主要特點(diǎn)是內(nèi)容涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)、更新性快。本課程是一門工科綜合基礎(chǔ)課,包括了理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬材料和容器分析與設(shè)計(jì)等課程的部分內(nèi)容,總體內(nèi)容涉及面廣,知識(shí)點(diǎn)多。實(shí)踐性強(qiáng)是指課程內(nèi)容涉及化工生產(chǎn)過程中廣泛使用的各種機(jī)械和設(shè)備,設(shè)備是實(shí)現(xiàn)化工工藝過程的基礎(chǔ),其與化學(xué)工程與工藝緊密相連?;ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)與實(shí)踐應(yīng)用密切結(jié)合,隨著新材料、新工藝、新設(shè)備、新標(biāo)準(zhǔn)等的不斷出現(xiàn),本課程涉及的內(nèi)容也在不斷發(fā)展和完善,因此需要在教學(xué)過程中關(guān)注課程相關(guān)內(nèi)容的更新和發(fā)展,及時(shí)更新和補(bǔ)充課程內(nèi)容。
三、“專轉(zhuǎn)本”班級(jí)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)探索
“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生專業(yè)背景差異大,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊,其學(xué)習(xí)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)這樣一門綜合性強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程已經(jīng)存在較大困難;同時(shí)課程本身又存在課程學(xué)時(shí)少、內(nèi)容涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)等不利客觀條件。本文依據(jù)“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生的特點(diǎn),有針對(duì)性的對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行改進(jìn)探索,以期“專轉(zhuǎn)本”學(xué)生能揚(yáng)長補(bǔ)短,加強(qiáng)他們對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握,鍛煉他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,增強(qiáng)他們的自信心,使其更好的適應(yīng)本科學(xué)校的學(xué)習(xí)和生活,以利于其今后的進(jìn)一步發(fā)展。
1.教學(xué)內(nèi)容方面的改進(jìn)
一、化工類生物化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
(一)教學(xué)內(nèi)容多,重點(diǎn)不突出,缺少實(shí)驗(yàn)教學(xué)
依據(jù)“生物化學(xué)”課程教學(xué)大綱,化工類專業(yè)生物化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要包括:(1)生物大分子(蛋白質(zhì)、核酸、糖、脂質(zhì)和生物膜)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能。(2)物質(zhì)和能量代謝及調(diào)控。(3)生物信息分子的合成和調(diào)控。在有限的課時(shí)內(nèi)要能夠有一定深度和廣度地完成這些授課內(nèi)容對(duì)教師是極大的挑戰(zhàn),在實(shí)際講授中教師的講授進(jìn)度往往較快,知識(shí)點(diǎn)多,學(xué)生反映生物化學(xué)知識(shí)理解難、記憶難,部分同學(xué)甚至對(duì)該課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生了排斥情緒,致使教學(xué)效果不理想。另外,生物化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程能幫助學(xué)生理解生物化學(xué)的基本理論,但受到學(xué)時(shí)限制,我?;ゎ悓I(yè)的生物化學(xué)教學(xué)未安排實(shí)驗(yàn)課時(shí),主要依靠理論教學(xué)完成教學(xué)任務(wù),這也是造成學(xué)生理解難、學(xué)習(xí)效果差的原因之一。
(二)缺乏針對(duì)化工類專業(yè)的生物化學(xué)教材
生物化學(xué)的優(yōu)秀教材多,目前各高校主要選用的參考教材有王鏡巖主編的《生物化學(xué)》(第三版)、周愛儒主編的《生物化學(xué)》(第六版)、吳梧桐主編的《生物化學(xué)》(第二版)等。這些教材理論體系全面、概念解釋詳細(xì),涉及生物學(xué)科的前沿知識(shí)和研究熱點(diǎn),但教材難度較大,不適宜化工專業(yè)學(xué)生選用。在目前已出版的生物化學(xué)教材中,尚無專門針對(duì)化工類專業(yè)教學(xué)使用的《生物化學(xué)》教材。結(jié)合我?;ゎ悓I(yè)生物化學(xué)教學(xué)實(shí)際,選用張愛萍主編的《生物化學(xué)簡明教程》作為教學(xué)主要參考書,該教材內(nèi)容簡明,重點(diǎn)突出,篇幅適中,但該教程應(yīng)用實(shí)例較少,更是缺乏與能源化工、化工生產(chǎn)的應(yīng)用聯(lián)系,與化工專業(yè)的適應(yīng)性較差。
(三)學(xué)生不夠重視,機(jī)械學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)效果差
在教學(xué)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)與本校制藥工程專業(yè)學(xué)生相比,由于生物化學(xué)為化工專業(yè)任選課,學(xué)生對(duì)該課程不夠重視,學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣不高。另外,該課程記憶理解的內(nèi)容較多,與傳統(tǒng)的化工專業(yè)學(xué)習(xí)中計(jì)算、推導(dǎo)較多截然不同,很多學(xué)生對(duì)記憶抽象、復(fù)雜的生物大分子和代謝網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)畏難情緒,多數(shù)學(xué)生單純通過教師的課堂講授來學(xué)習(xí)這門課程,缺少自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),這些都在很大程度上影響了“生物化學(xué)”課程的教學(xué)效果。
二、化工類生物化學(xué)課程教學(xué)改革措施
(一)構(gòu)建適合化工專業(yè)特點(diǎn)的內(nèi)容體系
進(jìn)一步明確我?;ゎ悓I(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和“生物化學(xué)”課程教學(xué)目標(biāo),修訂化工專業(yè)“生物化學(xué)”課程教學(xué)大綱,有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,在保留生物化學(xué)的基本理論框架下,對(duì)部分章節(jié)進(jìn)行整合、刪減和簡化,突出化工專業(yè)的教學(xué)重點(diǎn)———生物化學(xué)基本理論在化工、石油天然氣、新能源相關(guān)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用及研究熱點(diǎn)和研究動(dòng)態(tài),進(jìn)一步拓展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面。例如,結(jié)合化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系,對(duì)生物信息分子的合成及調(diào)控的相關(guān)章節(jié)進(jìn)行簡明扼要的講解。對(duì)糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)這部分內(nèi)容可與《有機(jī)化學(xué)》中對(duì)應(yīng)章節(jié)相融合,在本課程中對(duì)其結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)的講解進(jìn)行補(bǔ)充即可。對(duì)于與化工專業(yè)聯(lián)系緊密的生物化學(xué)的基本原理則應(yīng)重點(diǎn)講解。例如:酶這一章可突出酶工程在手性化合物的拆分、維生素的酶法生產(chǎn)、燃料乙醇的生產(chǎn)、生物柴油生產(chǎn)中的應(yīng)用;在糖代謝這一章中可突出糖代謝及其調(diào)控理論在乙醇合成代謝途徑、甘油發(fā)酵、有機(jī)酸發(fā)酵、丙二醇發(fā)酵等化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用[2-3];在脂代謝這一章中將微生物的ω氧化代謝和石油的分解聯(lián)系起來,介紹利用微生物的脂代謝分解海上泄漏油和微生物探油采油的新動(dòng)態(tài)[4]。根據(jù)學(xué)科的發(fā)展新動(dòng)向和學(xué)生的具體需求來優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,使生物化學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)更加突出,更符合化學(xué)工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特色,讓學(xué)生感受到學(xué)有所用。
(二)采取靈活的教學(xué)手段和方法
1.用多媒體和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)輔助教學(xué)多媒體教學(xué)具有形象直觀、便于理解、信息量大的特點(diǎn),非常適合輔助生物化學(xué)課程教學(xué)[5-6]。例如:蛋白質(zhì)、核酸及酶等章節(jié)可采用三維立體示意圖,動(dòng)態(tài)展示蛋白質(zhì)、核酸等生物分子的結(jié)構(gòu),便于學(xué)生對(duì)各類生物大分子高級(jí)結(jié)構(gòu)的理解;動(dòng)態(tài)生物化學(xué)板塊,采用動(dòng)態(tài)模擬物質(zhì)的代謝變化過程以及制作代謝網(wǎng)絡(luò)圖,有利于將抽象復(fù)雜的微觀過程直觀生動(dòng)地向?qū)W生展示,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生記憶。另外,制作優(yōu)良的信息量大的多媒體課件,能很好地緩解化工類專業(yè)生物化學(xué)教學(xué)學(xué)時(shí)少的矛盾。除用多媒體課件輔助教學(xué)外,還應(yīng)利用QQ群、電子郵件、微信等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),加強(qiáng)課后學(xué)生與教師的溝通。教師可將授課計(jì)劃、電子教案、ppt、參考教材等教學(xué)材料,以及生物化學(xué)的習(xí)題庫、試題庫上傳至網(wǎng)絡(luò),供學(xué)生們下載學(xué)習(xí);特別要為學(xué)生提供經(jīng)典的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻,彌補(bǔ)化工類專業(yè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺失,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供全面的幫助,同時(shí)開展網(wǎng)上答疑,解答學(xué)生的疑問,反饋上課的情況。2.進(jìn)行開放教學(xué),培養(yǎng)自學(xué)能力“生物化學(xué)”作為一門專業(yè)任選課,除了教授給學(xué)生生物化學(xué)知識(shí)體系外,也應(yīng)該重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),使能力提升成為“生物化學(xué)”課程吸引學(xué)生選修的因素之一。在教學(xué)過程中,把學(xué)生作為教學(xué)主體,給予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自。因此,在教學(xué)中要特別注意為學(xué)生理清生物化學(xué)的知識(shí)體系,搭建清晰的知識(shí)框架,提出學(xué)習(xí)要求,這有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。同時(shí),改變教師上課“一言堂”的狀況,在充分準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上,選擇合適的課題,采用課堂討論的方式[7],教師和學(xué)生共同尋找解決問題的方法,更好地訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維。3.創(chuàng)新考核方式,注重過程考核合理的考核方式能影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,促進(jìn)學(xué)習(xí)[8-10]。生物化學(xué)作為化工類專業(yè)的專業(yè)任選課,擴(kuò)展專業(yè)知識(shí)的深度和廣度是教學(xué)目的之一。如果一味采取傳統(tǒng)的期末閉卷考試+平時(shí)成績的考核方式,且期末考試內(nèi)容主要以基本理論和基本知識(shí)測試為主,將難以起到引導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)習(xí)的作用,使得學(xué)生只關(guān)心哪些知識(shí)點(diǎn)是考點(diǎn),為應(yīng)付考試死記硬背,忽視對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用。創(chuàng)新考核方式是提高生物化學(xué)教學(xué)效果的重要手段。我們認(rèn)為要改革原有的生物化學(xué)考核方式,可采取適當(dāng)減少期末考試成績?cè)诳傇u(píng)成績中所占的比例,將文獻(xiàn)查閱整理、課堂討論、小論文寫作等記入總評(píng)成績中。例如,課堂討論部分可由教師依據(jù)教學(xué)的進(jìn)度,為學(xué)生選取難度適中,與化工專業(yè)相互交叉的文獻(xiàn),通過課外文獻(xiàn)閱讀和總結(jié),課內(nèi)開展專題討論的方式,擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面,掌握學(xué)科和行業(yè)的研究熱點(diǎn)和發(fā)展前沿,并檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞:化工分離工程 多元化教學(xué)手段 考核方式
1 概述
《化工分離工程》是高等院校化學(xué)工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課程,內(nèi)容涵蓋了化工原理、化工熱力學(xué)和物理化學(xué)等課程的知識(shí),是一門綜合性的重點(diǎn)學(xué)科。隨著化工行業(yè)的迅速發(fā)展,分離工程在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)及其相關(guān)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。
《化工分離工程》課程內(nèi)容覆蓋面廣、難度大、應(yīng)用性強(qiáng),所培養(yǎng)的能力是學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)工作直接需要的。針對(duì)以往以掌握知識(shí)、應(yīng)試為目的的傳統(tǒng)教學(xué)模式弊端,結(jié)合本課程的培養(yǎng)目標(biāo),開展了以實(shí)際應(yīng)用為目的的教學(xué)研究與實(shí)踐,摒棄了填鴨式、保姆式的傳統(tǒng)教學(xué)方法,使學(xué)生處于主動(dòng)掌握知識(shí)的狀態(tài),培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。
我們的理念是以培養(yǎng)工程意識(shí)、實(shí)踐能力為根本目標(biāo),以培養(yǎng)能力為重點(diǎn)。即將零散的知識(shí)點(diǎn)模塊化、系統(tǒng)化,讓學(xué)生主動(dòng)尋求解決問題的思路,掌握分離過程單元操作的特點(diǎn),能夠靈活應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)中的具體問題;同時(shí)要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題的能力,從而充分滿足將來職業(yè)崗位的能力需求,縮短學(xué)生頂崗后的實(shí)習(xí)期,更好的適應(yīng)崗位環(huán)境熟悉工藝過程操作流程。
2 改進(jìn)教學(xué)方法,采用多元化教學(xué)手段
2.1 以教材為主的理論知識(shí)的教授 與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比,改革后的教學(xué)增設(shè)網(wǎng)絡(luò)課堂,在校園網(wǎng)上設(shè)置本課程的教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的動(dòng)畫演示,并提供配套的習(xí)題庫,專門設(shè)置了答疑板塊,為學(xué)生提供了一種先進(jìn)的多媒體教學(xué)平臺(tái)[1]。該多媒體教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用提高教學(xué)質(zhì)量,學(xué)生可以根據(jù)自己的需求查閱相關(guān)信息,同時(shí)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與動(dòng)力,促進(jìn)了對(duì)學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)。
2.2 理論結(jié)合實(shí)際的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)模擬 充分利用實(shí)驗(yàn)室資源,建立實(shí)驗(yàn)室全面開放制度,完成理論課程的學(xué)習(xí)后進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作,增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì),提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與動(dòng)手能力,強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解,這是學(xué)生專業(yè)技能提高的重要環(huán)節(jié)。另外,積極拓展校外實(shí)訓(xùn)基地,依靠企業(yè)建立產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的校外實(shí)習(xí)基地[2],讓學(xué)生直接參加生產(chǎn)和實(shí)際工作,促進(jìn)理論知識(shí)向?qū)嶋H生產(chǎn)轉(zhuǎn)化,提高了解決工程問題的能力。
2.3 結(jié)合相關(guān)軟件學(xué)習(xí)分離工程 化工常用軟件有Auto CAD、Chem CAD、Aspen plus等,會(huì)使用這些軟件是化工專業(yè)學(xué)生必備的基本能力。教學(xué)過程中盡量引導(dǎo)學(xué)生全面化發(fā)展,例如用Auto CAD軟件繪制某分離過程設(shè)備圖或者分離過程的工藝流程圖,用Chem CAD軟件模擬油井氣中輕質(zhì)烴的分離,或者用化工流程模擬軟件Aspen plus模擬甲基叔丁基醚(MTBE)的反應(yīng)精餾過程等。一方面提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,另一方面讓學(xué)生更熟練的使用這些應(yīng)用軟件。
2.4 逐步推行雙語教學(xué) 雙語教學(xué)即是把化工專業(yè)外語與化工專業(yè)課程相結(jié)合,在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)提高了專業(yè)外語的水平,既培養(yǎng)學(xué)生用外語思考和解決問題的能力又有利于學(xué)生查閱相關(guān)外文文獻(xiàn)了解本專業(yè)發(fā)展的前沿信息。雙語教學(xué)有高、中、低三個(gè)層次,高層次教學(xué)以外語為主漢語為輔,鍛煉學(xué)生用外語組織語言解答簡單的問題;中層次教學(xué)交替使用雙語,提高學(xué)生外文理解能力掌握簡單的外文專業(yè)知識(shí);低層次教學(xué)即簡單滲透穿插外語教學(xué),用外語講述重要的原理和關(guān)鍵詞等,學(xué)生可以多一些機(jī)會(huì)接觸外語。
3 建立全面的考核制度
化工分離過程重點(diǎn)講授多組分精餾、吸收及吸附過程的分析和建模,簡要介紹了新興的分離過程如膜過程、萃取精餾、液液萃取等的基本概念。教學(xué)中強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際、工程與工藝結(jié)合,以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工藝問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生牢固掌握分離過程的基本原理及應(yīng)用方法,學(xué)會(huì)實(shí)際工藝的分析與綜合,了解分離及相關(guān)工程研究的進(jìn)展,學(xué)會(huì)針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)正確的選擇分離過程及設(shè)備。因此,考核方法要盡可能準(zhǔn)確反映學(xué)生的實(shí)際能力,為全面考查學(xué)生能力我們提出了以下幾種考核形式:
3.1 采用考試成績與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的方法 改變傳統(tǒng)考核以卷面和平時(shí)成績?yōu)橹鞯姆绞剑纳茖W(xué)生不認(rèn)真聽課考前突擊備考的狀況,增加實(shí)踐環(huán)節(jié)考核比重。針對(duì)重要的分離過程安排實(shí)踐課,考察學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)選擇分離工藝并實(shí)際動(dòng)手操作的能力[3]。這種考核方式與課程教學(xué)內(nèi)容相匹配,使學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索知識(shí),激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,更好地促進(jìn)了學(xué)生較全面地學(xué)好本課程,達(dá)到了本課程學(xué)以致用的教學(xué)要求。
3.2 靈活運(yùn)用雙語考核形式 為適應(yīng)高校素質(zhì)教育的發(fā)展,在進(jìn)行雙語教學(xué)的同時(shí)增設(shè)雙語考核,筆試口試結(jié)合考查學(xué)生的綜合能力。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,平時(shí)在課堂上發(fā)言次數(shù)質(zhì)量和水平都被計(jì)入考試成績[4]。雙語考核方式提高了他們的語言表達(dá)能力思維水平及知識(shí)掌握程度,達(dá)到了雙語教學(xué)的目的。
3.3 全面考核方式 課程成績?cè)u(píng)定采用全面考核方式,全面考核包含三部分:一是作業(yè)成績、試卷成績;二是課程設(shè)計(jì)、科技論文成績;三是上機(jī)實(shí)訓(xùn)、分離工程實(shí)驗(yàn)成績等[5]。第一部分仍是傳統(tǒng)考核中的內(nèi)容即平時(shí)作業(yè)與卷面成績的結(jié)合,但整體比重有所下降。第二部分是對(duì)學(xué)生課外延伸學(xué)習(xí)的考查,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性鼓勵(lì)新發(fā)現(xiàn)、新觀念的積極思維。第三部分以軟件的使用及實(shí)際分離過程操作為重點(diǎn),這與工作內(nèi)容十分接近,是提高學(xué)生職業(yè)技能素質(zhì)的重要方面。
4 小結(jié)
化工分離工程是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科,在教學(xué)過程中必須把理論教學(xué)與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,提高學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)踐操作和創(chuàng)新能力。同時(shí)我們改革了課程考核方式,建立了科學(xué)、全面的考核制度使學(xué)生獲得廣博的分離工程知識(shí),培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力,為其將來從事化工分離過程的設(shè)計(jì)打下牢固的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]應(yīng)用型本科高校;食品工廠設(shè)計(jì);食品科學(xué)與工程
食品工廠的特點(diǎn)是產(chǎn)品種類復(fù)雜、生產(chǎn)季節(jié)性強(qiáng)、衛(wèi)生要求高,與一般工廠設(shè)計(jì)相比有其特殊的一面[1]。《食品工廠設(shè)計(jì)》是一門實(shí)踐性綜合性很強(qiáng)的課程,是食品科學(xué)與工程專業(yè)的必修專業(yè)課。它涉及許多專業(yè)內(nèi)容,包括食品工藝學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、土建工程學(xué)、電氣工程學(xué)、控制工程學(xué)、地質(zhì)工程學(xué)、環(huán)境工程學(xué)等[2]。
1.《食品工廠設(shè)計(jì)》課程教學(xué)目的與內(nèi)容
本課程在簡要介紹基本建設(shè)程序和工廠設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹了廠址選擇和總平面設(shè)計(jì),工廠工藝設(shè)計(jì)(產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量、主要產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程、物料、設(shè)備、生產(chǎn)工藝布置、用水量、用汽量等),食品質(zhì)量安全準(zhǔn)入,輔助部門(原料接受站、研發(fā)中心、品控中心、倉庫等),衛(wèi)生及生活設(shè)施,公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)(給排水、供電及自控、供汽、采暖與通風(fēng)、制冷等),環(huán)境保護(hù),設(shè)計(jì)概算與財(cái)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)估算及財(cái)務(wù)分析等內(nèi)容。
通過本課程的教學(xué),使學(xué)生掌握食品工廠設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、技能和方法,培養(yǎng)學(xué)生具備工廠設(shè)計(jì)的能力,熟悉食品工廠環(huán)境保護(hù)的基本知識(shí),為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)及從事專業(yè)工作奠定理論基礎(chǔ)。
2.《食品工廠設(shè)計(jì)》課程教學(xué)現(xiàn)狀
目前,《食品工廠設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)容共計(jì)32學(xué)時(shí),基本都是課堂講授。該課程的成績考核以開卷形式進(jìn)行,實(shí)踐教學(xué)即課程設(shè)計(jì)部分在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行。
3. 《食品工廠設(shè)計(jì)》課程教學(xué)過程中存在的問題及改進(jìn)辦法
(1)課程教學(xué)模式
本課程教學(xué)采用課堂講授形式,教學(xué)模式較為單一,上課比較枯燥。對(duì)課程的綜合性、實(shí)踐性不夠重視,沒有工廠實(shí)踐環(huán)節(jié),導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)能力較差。
今后,在教學(xué)中要增加案例教學(xué)的比重,多引入食品工廠的圖片和相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容,讓學(xué)生對(duì)食品工廠能有更直觀的認(rèn)識(shí);通過深層次校企合作,安排學(xué)生進(jìn)行食品工藝參觀、車間布局等單元實(shí)訓(xùn),使課程更生動(dòng),提高學(xué)生食品工廠工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐技能。
(2)課程教學(xué)內(nèi)容
本課程現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃共32學(xué)時(shí),內(nèi)容包括基本建設(shè)程序和工廠設(shè)計(jì)、廠址選擇和總平面設(shè)計(jì)、工廠工藝設(shè)計(jì)、食品質(zhì)量安全準(zhǔn)入、輔助部門、衛(wèi)生及生活設(shè)施、公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)、設(shè)計(jì)概算與財(cái)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)估算及財(cái)務(wù)分析等,內(nèi)容繁多,這就導(dǎo)致上課時(shí)以知識(shí)轉(zhuǎn)授為主,案例分析較少。從學(xué)生的期末考試試卷與畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告來看,學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握不夠深入,對(duì)于食品工廠設(shè)計(jì)中涉及的多專業(yè)的內(nèi)容不能做到很好的融會(huì)貫通,畢業(yè)設(shè)計(jì)中CAD圖紙質(zhì)量不高,不夠規(guī)范,這反映出知識(shí)灌輸式的講授降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)習(xí)效果不佳。
教材建設(shè)對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果至關(guān)重要,應(yīng)隨時(shí)間的變化對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。目前食品安全問題已受到廣泛關(guān)注,國家也新出臺(tái)了一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,這就需要教師對(duì)選用教材中的內(nèi)容進(jìn)一步精選,對(duì)于學(xué)生容易掌握或理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡略講解,甚至有些內(nèi)容可以通過預(yù)習(xí)的形式讓學(xué)生自學(xué),提高教學(xué)效率。而對(duì)于教材中還沒有或提到較少,但又比較實(shí)用的知識(shí),以案例或者專題的形式引入到教學(xué)中,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充,使課程教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí),這樣可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,拓寬學(xué)生的知識(shí)面。在這個(gè)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的過程中要特別注重教學(xué)內(nèi)容之間的銜接和關(guān)聯(lián),使學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成《食品工廠設(shè)計(jì)》的框架知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,以便于學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中隨時(shí)對(duì)所學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充和完善。
(3)教師專業(yè)水平
雖然本人在進(jìn)入高校工作前已有一些專業(yè)的工作經(jīng)歷,但是缺少實(shí)際食品工廠工作經(jīng)歷,專業(yè)水平有限。而《食品工廠設(shè)計(jì)》課程要求教師有良好的工程背景和食品工廠生產(chǎn)知識(shí),并經(jīng)歷過大型現(xiàn)代化食品工廠設(shè)計(jì)歷練[3]。因此作為任課教師,不僅要廣泛閱讀各類書籍,通過不斷學(xué)習(xí)來提升個(gè)人專業(yè)水平;還要依托校外實(shí)訓(xùn)基地,主動(dòng)對(duì)食品各行業(yè)中有代表性的企業(yè)進(jìn)行深入考察、調(diào)研,提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
[1]張國農(nóng),于秋生.食品工廠設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:原創(chuàng)題;有機(jī)化學(xué);命題思路;考查意圖;教學(xué)研討
文章編號(hào):1005C6629(2015)2C0070C04 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
2 命題思路
2.1 滲透新課程理念,追求命制形式的創(chuàng)新
兩道試題命制均以能力立意,對(duì)學(xué)科知識(shí)、方法和素養(yǎng)等方面進(jìn)行綜合考查。
(1)有機(jī)基礎(chǔ)試題采用物質(zhì)中心或反應(yīng)中心的輻射命題模式,而有機(jī)實(shí)驗(yàn)探究試題采用以處理工業(yè)廢水的問題解決模式,追求化學(xué)源于生活,服務(wù)于社會(huì)的理念。
(2)在命制形式上追求創(chuàng)新,如有機(jī)基礎(chǔ)考查中增加了知識(shí)的動(dòng)態(tài)建構(gòu)和科學(xué)方法的運(yùn)用,突破有機(jī)推斷和合成的內(nèi)部靜態(tài)封閉考查。廢水處理的有機(jī)實(shí)驗(yàn)探究包括“成分探究、物質(zhì)分離、物質(zhì)檢測”等過程,突破考查角度單一、功能相對(duì)集中的情況,挖掘和展示有機(jī)實(shí)驗(yàn)基本操作的方法和應(yīng)用的獨(dú)特性和豐富性。
2.2 動(dòng)態(tài)考查核心知識(shí),關(guān)注多種信息的解讀
結(jié)構(gòu)簡式、方程式、反應(yīng)類型作為中學(xué)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與技能,具有基礎(chǔ)性、建構(gòu)性和生長性。結(jié)構(gòu)簡式是有機(jī)化學(xué)的“詞匯”,它表明了有機(jī)物的結(jié)構(gòu)方式,以價(jià)鍵為準(zhǔn)則表示原子間的連接順序、數(shù)目配比、碳骨架和官能團(tuán),方程式是有機(jī)化學(xué)的“語言”,主要是用結(jié)構(gòu)式及反應(yīng)條件來表明有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化;反應(yīng)類型是有機(jī)化學(xué)的“內(nèi)涵”,是有機(jī)反應(yīng)的微觀表征,與反應(yīng)機(jī)理密切相關(guān)[6]。三者都是試題命制關(guān)注的重點(diǎn)。
試題融合高考四大題型中的文字信息、工藝流程、圖表信息,提示信息等形式,將綜合素養(yǎng)考核進(jìn)行項(xiàng)目分解,達(dá)到能力與方法考查的設(shè)計(jì)與追求。信息多樣性主要基于能力選擇和層次的要求。在信息解讀、遷移和運(yùn)用過程中,追求思維的深刻性和靈活性。
2.3 問題針對(duì)性強(qiáng),兼顧引導(dǎo)性與開放性
筆者在問題設(shè)計(jì)時(shí),首先針對(duì)有機(jī)基礎(chǔ)或?qū)嶒?yàn)的重難點(diǎn)和核心步驟,反映主干知識(shí)、科學(xué)方法和化學(xué)思維,關(guān)注知識(shí)點(diǎn)、線、面結(jié)合和重、難點(diǎn)的突破。其次,注意兼顧答案的預(yù)設(shè)性和開放性,讓學(xué)生有思考的空間和創(chuàng)新的可能。其三,針對(duì)體現(xiàn)能力追求的引導(dǎo)性和綜合性,如通過原理分析、有序?qū)嵤?、?shù)據(jù)處理達(dá)到方案設(shè)計(jì)的不斷深入,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)的“取樣、操作、現(xiàn)象和結(jié)論”等的相關(guān)性和匹配性中完成探究過程。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:分層教學(xué);制藥工程;創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)10-0158-02
《制藥工程》是一門實(shí)踐性強(qiáng),需要在學(xué)生掌握較多的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前的中醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展趨勢(shì),解決實(shí)際的工程問題,通過分層教學(xué)方案實(shí)施完善各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),使不同水平的學(xué)生均取得了較好的學(xué)習(xí)效果,能使不同層次的學(xué)生都能在一定程度上得到發(fā)展和提高,享受到成功的喜悅,并能較好地適應(yīng)專業(yè)工作崗位,開展創(chuàng)新研究工作,促進(jìn)我國制藥工業(yè)的發(fā)展。
一、《制藥工程》開展分層教學(xué)的意義
分層教學(xué)又稱分組教學(xué),是根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)、能力水平和潛力傾向相對(duì)地把學(xué)生科學(xué)地分成幾組各自水平相近的群體,并加以有區(qū)別的對(duì)待,采用恰當(dāng)?shù)姆謱咏虒W(xué)策略進(jìn)行分層次教學(xué),使每一個(gè)學(xué)生均得到最好的發(fā)展和提高。
《制藥工程》是在藥學(xué)、化學(xué)、化學(xué)工程學(xué)等的基礎(chǔ)上形成的一門學(xué)科,是與藥學(xué)、工程學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科密切結(jié)合的綜合性應(yīng)用學(xué)科。涉及的內(nèi)容有制藥工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容,包括工藝、安全、經(jīng)濟(jì)等。教學(xué)目標(biāo)是通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握制藥工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)程序、方法、各項(xiàng)技術(shù),把握制藥工程的前沿,使學(xué)生能將所學(xué)理論知識(shí)與工程實(shí)際銜接起來,從工程和經(jīng)濟(jì)的角度去考慮技術(shù)問題,具有藥品新產(chǎn)品、新工藝研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的初步能力,提高綜合分析能力和自主創(chuàng)新能力,并逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向制藥工程師的轉(zhuǎn)變。
大學(xué)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和能力為目的,《制藥工程》是一門實(shí)踐性強(qiáng),與當(dāng)前的中醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展密切相關(guān)的課程,需要前期學(xué)習(xí)藥劑學(xué)、制藥工藝學(xué)、工程制圖等大量基礎(chǔ)課、專業(yè)課的基礎(chǔ)上,開展綜合運(yùn)用,并且要與制藥工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)緊密結(jié)合,需要學(xué)生在前期打下扎實(shí)的基礎(chǔ),然而在實(shí)際上學(xué)生的基礎(chǔ)、領(lǐng)悟力、理解能力、綜合概括能力、創(chuàng)新能力等參差不齊,造成學(xué)習(xí)制藥工程的效果具有明顯的差別,而且受到課時(shí)數(shù)、實(shí)踐條件等各方面限制,采用一般的教學(xué)方法很能達(dá)到較好的教學(xué)效果。
因此《制藥工程》采用分層教學(xué)方法,根據(jù)制藥工程的各項(xiàng)內(nèi)容、要求等,結(jié)合專業(yè)目標(biāo)、方向,實(shí)施分層教學(xué)策略,可以使從不同層次、不同角度使每一位學(xué)生均得到提高和發(fā)展。
二、分層教學(xué)的教學(xué)對(duì)象、分析
本?!吨扑幑こ獭访嫦虻膶I(yè)主要是制藥工程、生物工程專業(yè)(四年制),均為工科專業(yè),本課程分別安排在第7、6學(xué)期。
專業(yè)不同,知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)目標(biāo)不同。制藥工程專業(yè)學(xué)生已學(xué)習(xí)藥物化學(xué)、藥物合成反應(yīng)、藥物分析、生化工程、化工原理、藥劑學(xué)、生物工藝學(xué)、生化制藥學(xué)、制藥工藝學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí),要求培養(yǎng)學(xué)生具有對(duì)醫(yī)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、新藥的研制與開發(fā)的基本能力。生物工程專業(yè)學(xué)生已學(xué)習(xí)基礎(chǔ)生物學(xué)、生物化學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、工程制圖、電工技術(shù)基礎(chǔ)、化工原理、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、生物工藝學(xué)、生化工程、生物工程設(shè)備等方面的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),要求培養(yǎng)學(xué)生能在生物技術(shù)與工程及中醫(yī)藥領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。
同專業(yè)班內(nèi)學(xué)生的個(gè)體情況不同,個(gè)性差異現(xiàn)象明顯,學(xué)習(xí)層次也截然不同。新課程改革強(qiáng)調(diào)教學(xué)必須面向全體學(xué)生,同時(shí),要正視學(xué)生的個(gè)別差異。根據(jù)《制藥工程》不同的授課專業(yè)、班內(nèi)不同水平、個(gè)性差異,從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā),從學(xué)生的個(gè)別差異出發(fā),開展有差別的教學(xué),采用分層教學(xué),倡導(dǎo)“因材施教”,使全體學(xué)生共同進(jìn)步。
三、分層教學(xué)的實(shí)施方案
如何開展分層教學(xué),主要從調(diào)研、分層(分組)、備課分層、授課分層、作業(yè)分層、評(píng)價(jià)分層、及結(jié)合輔導(dǎo)、網(wǎng)絡(luò)等多方面開展實(shí)施。
1.認(rèn)真調(diào)研分析,實(shí)施科學(xué)分組。首先分析不同專業(yè),根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),制定本課程的教學(xué)目標(biāo)、基本教學(xué)方法和手段,確定需要掌握最基本內(nèi)容。然后開展調(diào)研,通過問卷調(diào)查表、交談溝通等手段,掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀、基礎(chǔ)、能力等,認(rèn)真分析全班學(xué)生的共同特點(diǎn)和個(gè)別差異,根據(jù)學(xué)生的成績、智力情況、自主學(xué)習(xí)能力、綜合能力、個(gè)性特點(diǎn)等因素,結(jié)合教材、教學(xué)目標(biāo)將學(xué)生相對(duì)地分為ABC三個(gè)層次[1]:A組(平時(shí)成績優(yōu)秀,基礎(chǔ)扎實(shí),接受能力強(qiáng),學(xué)習(xí)方法正確、綜合素質(zhì)相對(duì)較高)、B組(成績中等,基礎(chǔ)和智力一般,有一定的上進(jìn)心,學(xué)習(xí)相對(duì)比較自覺)、C組(學(xué)習(xí)積極性不高,基礎(chǔ)、智力較差,接受能力不強(qiáng),學(xué)習(xí)上有一定困難)。建立學(xué)習(xí)小組[2](每個(gè)學(xué)習(xí)小組由4~5位同學(xué)構(gòu)成,并任命一名同學(xué)擔(dān)任小組長)。教學(xué)過程中并可根據(jù)學(xué)生的情況或請(qǐng)求可做調(diào)整。
2.落實(shí)教學(xué)思想,優(yōu)化分層教學(xué)環(huán)節(jié)。(1)備課分層。備課時(shí)根據(jù)學(xué)生分組和學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行分層備課,認(rèn)真鉆研課程標(biāo)準(zhǔn)和教材,從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)步驟、教學(xué)方法等多個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,體現(xiàn)共同的目標(biāo)外,對(duì)A、B、C三個(gè)層次的同學(xué)分別提出不同的教學(xué)要求。如A組要求在掌握基本知識(shí)外,重點(diǎn)培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí);B組要求熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí),并能靈活運(yùn)用基本方法和技術(shù),解決實(shí)際工程問題;C組要求掌握課程的基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)會(huì)基本方法,初步建立工程的理念。(2)授課分層。分層教學(xué)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是課堂實(shí)行分層授課。限于大學(xué)教學(xué)的客觀條件,不可能在同一堂課里將不同層次的學(xué)生分開授課,因此在實(shí)際的課堂教學(xué)活動(dòng)過程中,既要有統(tǒng)一要求,又應(yīng)有區(qū)別對(duì)待,既有主攻基本目標(biāo),面向全體學(xué)生的環(huán)節(jié),又有分層次目標(biāo),兼顧優(yōu)秀、困難生的環(huán)節(jié),主要通過把握課堂提問的層次,讓各層次學(xué)生都學(xué)有所得。對(duì)A組以鼓勵(lì)創(chuàng)新為主,給予思路點(diǎn)撥;對(duì)B組以激發(fā)興趣為主,開拓思路;對(duì)C組以增強(qiáng)信心為主,灌輸工程理念??梢栽谥v授知識(shí)時(shí)提問B組,利用他們?cè)谡J(rèn)識(shí)上的不完善,把問題展開,提供思路,開展知識(shí)點(diǎn)相關(guān)研究;也可采用設(shè)計(jì)不同梯度的問題,讓不同層次的學(xué)生都參與到教學(xué)活動(dòng)中來,以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需要,都能體驗(yàn)到成功的喜悅。(3)作業(yè)分層。作業(yè)分層應(yīng)考慮學(xué)生的心理承受能力和知識(shí)實(shí)際水平,減少差生的作業(yè)量,使其在不抄襲的前提下能夠回答,逐步培養(yǎng)繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣和信心;適當(dāng)增加優(yōu)秀學(xué)生的作業(yè)量,讓其有機(jī)會(huì)體驗(yàn)到挑戰(zhàn)成功的愉,循序漸進(jìn)地訓(xùn)練,使學(xué)生不斷得到進(jìn)步,在建立制藥工程理念的基礎(chǔ)上,逐步建立知識(shí)框架,提高相關(guān)解決制藥工程設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)、方法。作業(yè)分必做、選做兩類。必做作業(yè)根據(jù)教學(xué)大綱、教材、教學(xué)目標(biāo)的基本要求,設(shè)計(jì)比較基礎(chǔ)的題目,全班統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一要求;選做作業(yè)根據(jù)優(yōu)等和中等水平學(xué)生的學(xué)習(xí)水平設(shè)計(jì),要求優(yōu)等生必做,通過平時(shí)成績的考核加分鼓勵(lì)中等生都能去做,如一個(gè)簡單的制藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。(4)輔導(dǎo)分層。輔導(dǎo)是課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充,同時(shí)制藥工程課時(shí)數(shù)有限,作為一門與制藥工程實(shí)際密切聯(lián)系的課程,課外輔導(dǎo)是重要的補(bǔ)充環(huán)節(jié)。具體根據(jù)學(xué)生的個(gè)性差異、學(xué)習(xí)能力、自覺性,安排有針對(duì)性的輔導(dǎo),主要通過督促檢查制藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目完成過程中的疑難和困惑。對(duì)優(yōu)生的輔導(dǎo)注重各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系和區(qū)別,注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng),并通過提供制藥工程設(shè)計(jì)的實(shí)際問題,充分開發(fā)其學(xué)習(xí)的潛能;對(duì)中等生重在分析和解決問題能力的培養(yǎng),輔導(dǎo)如何將教材的各知識(shí)點(diǎn)綜合利用、融合,以解決基本的工程設(shè)計(jì)問題;對(duì)困難生,降低問題的切入點(diǎn),重點(diǎn)在最基本的知識(shí)點(diǎn)的掌握,制藥工程知識(shí)框架的構(gòu)建和工程理念的樹立。在輔導(dǎo)形式上,除采用個(gè)別輔導(dǎo)外,通過成立課外興趣小組,團(tuán)隊(duì)合作,共同完成一個(gè)制藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目,使學(xué)生整體優(yōu)化。同時(shí)積極結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、方法,開展多途徑、多形式的輔導(dǎo)方式,以便獲得積極、有效的教學(xué)效果。(5)評(píng)價(jià)分層。學(xué)期總評(píng)時(shí)對(duì)不同層次的學(xué)生要采用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分層評(píng)價(jià),分別采用嚴(yán)格性評(píng)價(jià),激勵(lì)性評(píng)價(jià)和賞識(shí)性評(píng)價(jià),最后綜合評(píng)估。對(duì)困難生主要采用賞識(shí)評(píng)價(jià)法,發(fā)現(xiàn)其閃光點(diǎn),肯定他們的點(diǎn)滴進(jìn)步,調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性;對(duì)中等生采用激勵(lì)性評(píng)價(jià),既揭示學(xué)習(xí)中的不足又指明需要努力的方向;對(duì)優(yōu)秀生采用競爭性、嚴(yán)格性評(píng)價(jià),堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,促使他們更加嚴(yán)謹(jǐn)、謙虛,不斷超越自己,提高其創(chuàng)新能力。
四、分層教學(xué)的實(shí)施效果
通過對(duì)《制藥工程》開展分層教學(xué)以來,生物工程、制藥工程不同專業(yè)、不同水平的學(xué)生均得到了大幅的提高,課堂反映良好,不同層次的學(xué)生體現(xiàn)不同層次的提高,困難生在掌握制藥工程基本概念的基礎(chǔ)上,基本樹立了制藥工程的工程理念;中等生學(xué)會(huì)如何綜合貫穿教材中各個(gè)知識(shí)點(diǎn),并基本能通過學(xué)到的技術(shù)、方法完成基本的設(shè)計(jì)方案;優(yōu)秀生能密切聯(lián)系工程實(shí)際問題,完成完整的項(xiàng)目設(shè)計(jì),并能結(jié)合目前的發(fā)展趨勢(shì)思考、突破創(chuàng)新,優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容。結(jié)合課外輔導(dǎo)、網(wǎng)絡(luò)交流,創(chuàng)造較好的學(xué)習(xí)環(huán)境,鍛煉其團(tuán)隊(duì)合作的能力,每一個(gè)學(xué)生都享受到成功的喜悅。
五、總結(jié)與反思
在制藥工程教學(xué)中開展分層教學(xué)取得了較好的教學(xué)效果,各層次學(xué)生反映也較好,但仍有個(gè)別學(xué)生因?yàn)檩o導(dǎo)不足、參與性不足、自覺性不足等原因,未能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),因此在以后的分層教學(xué)實(shí)施中仍要進(jìn)一步完善教學(xué)環(huán)節(jié),及時(shí)調(diào)整學(xué)生層次,以最大程度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,繼續(xù)完善分層評(píng)價(jià)方法,如合理設(shè)置小組,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神,多渠道獲得學(xué)生反饋,調(diào)整方案及調(diào)整相關(guān)策略。
參考文獻(xiàn):
級(jí)別:北大期刊
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級(jí)別:北大期刊
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