化学工程师范文

时间:2023-03-18 12:17:45

导语:如何才能写好一篇化学工程师,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

化学工程师

篇1

化学工程与工艺的新老师,上可以通过导师制培养方法,引导新教师多多参加丰富的行业教育交流研讨会,为他们提供更多的实践机会。通过培训与监督,提高这些老师的理论教育教学水平和实践教学水平,能够独自承担起相应的课程教学任务。修整化学工程与工艺专业教师的培养方案:第一,可以鼓励现任化学工程与工艺专业老师接受再教育,进行专业知识的换血,拓展知识储备;第二,为专业老师提供进企业参加观摩实训的机会,积累工程实践经验,加深对教学工作的认识,获得相关知识的补充和深入理解;第三,加强校企合作,聘请企业工程师到学校为化学工程与工艺专业的学生授课,也可以让他们参与到专业课老师的听课活动中,为老师提供意见。通过以上这些措施可以构建一支高素质的“双师型”师资队伍。浙江工业大学为加快青年教师培养,确保人才培养质量实行青年教师导师制度,有利于提高教师队伍整体教学水平保证人才培养质量,有利于青年教师尽快适应高校教学岗位,实行青年教师导师制度。该制度规定,凡35周岁以下(含)新来学校在教师岗位上工作的毕业生或从事高校教师工作不满一年的新调入的青年教师必须接受导师的指导。青年教师应在导师指导下完成随班听课、课后辅导、批改作业、试讲、辅助实验指导、参与科学研究等环节内容。青年教师经导师制考核合格后才能承担学校普通本、专科生课程,未接受导师指导或考核不合格的青年教师不能申请高校教师资格,为具备一支合格的化学工程与工艺专业卓越工程师教学师资队伍提供了制度保障。

(二)树立正确的工程化教育理念

从工程项目的实际情况作为出发点,根据社会经济发展的需求,利用一定的工程技术手段,培育学生形成良好的环境思维工程意识,提高学生的综合素质,增强学生的实践技术水平。在落实“卓越工程师教育培养计划”的时候,将技术能力水平的提高作为主要内容,实现人才培养形式的全方面调整。在学生学习的过程中,首先应该将牢固地掌握基础知识作为最基本的任务,然后逐步提高实践动手能力,提高工程设计水平与工程创新能力。另外,还要着重调整课程结构,进行教学内容的优化,引导学生掌握基本的研究性学习策略。加强对学生的创新意识与能力的提高,提高学生的综合素质。为学生安排进企业学习的机会,让他们学会用正确的态度认识企业文化建设,掌握基本的企业生产技术。鼓励学生多参加实践生产活动,指导并监督学生做好毕业设计工作,激励学生多参与企业的技术设计创新活动。

(三)改革实践教学环节

采取有效的措施推定实践课程教学设计的完善,将课程设计工作与生产实践活动巧妙地结合在一起。加强校企合作,保证课程教学设计的内容与生产实践活动相符合,帮助学生加强工艺设计的经济意识。在实验课程方面,首先应该对具体的实验内容进行综合分析,采取有效的实验方案和实验措施,将最新的科研成果和科研项目引入到学生的日常课程学习中。老师应该加强自身学习,时刻关注国内外前沿的新变化,新发现。辩证地将国外一些先进的、完善的、合理的实验教学项目引入到自己的课程教学工作中,丰富课堂内容,提高实验课程的趣味性,调动学生的学习积极性,推动学生科学思维意识和创新能力的形成。另外,在对学生的实验学习成绩进行考核的过程中,要从实验预习、实验过程、实验报告几个方面来打分。在实习教学的过程中,尤其需要注意的一点就是加强校企之间的合作,可以让企业管理人员以及企业技术专家参与到课程方案设计活动中。根据学校的实际情况以及企业对人才的需求来建设实践教学基地,为学生提供充足的进企实习机会,建设良好的实践平台。

(四)人才培养的目标

将卓越工程师作为学校化学工程与工艺专业人才培养工作的终极目标。为了实现这一目标,在学生大学阶段的教育工作中,首先应该做的就是让化学工程与工艺专业的学生掌握相关的理论知识,在此基础上加强一线工程师能力的培养与训练。参照化工本科专业工程教育认证标准来制定相应的方案,选择合理的措施。在新的人才需求之下、调整人才培养模式。对教学内容进行不断完善,改革课程教育结构,调整教学手段、确立新的行之有效的教育教学制度、提高师资队伍的综合素质。遵循科学发展观念,结合企业的实际发展状况为学生构建最切实际的训练平台,加强校企之间的合作协商力度,为社会经济的发展培养出具备环境友好意识,具备熟练技能的高级化学工程师。浙江工业大学化学工程与工艺专业卓越化学工程师以培养服务工程师和生产工程师为主。因此人才培养目标以知识、能力和素质三方面的协调发展为基础。强调毕业生能与浙江省经济发展相适应,能够从事化工及相关领域的生产管理、设计咨询和职业教育等工作,能够结合相应的工程技术与相关学科知识,解决化工生产过程中的实际问题。毕业生具有自主学习的能力,短期内能获得注册化学工程师资格,成长为能够面向和引领未来的创新型工程师,也具备发展成为优秀企业家和知名学者的潜力。

(五)调整人才培养的模式

根据社会经济的发展,以及企业的发展状况及时地调整人才的培养模式。学校应该参考工业界的标准要求来制定具体的培养目标和培养标准,以便培养出的化学化工专业工程人才能够满足社会经济发展的需求。同时,在对“卓越工程师教育培养计划”的落实情况进行评定的时候,也应该参考国际通用准则与标准。根据实际需求调整课程结构,改变教学手段与方式,将卓越计划培养标准作为参照条件,严格按照工程标准要求,不断提高学生的实践能力,设计能力以及创新能力,促进课程教学内容的不断优化。提高工程人才的综合素质,在学生们中间提倡基于问题、基于项目、基于案例的学习方法,提高学生们的自主学习的能力,引导学生认真做好毕业设计工作。

(六)结语

篇2

关键词:创新;培养;化学工程与工艺

我校化学工程与工艺专业有较强的动手操作要求,培养的学生在操作方面都比较有优势,同时,本专业注重品德培养,培养的学生在医药、机械、能源、自动化和化学等发面从事工作均有良好效果。为了让本专业学生更加具有竞争力,除了在传统领域保持领先外,我校还十分注重学生的创新意识的培养,通过设计化学工程预工艺专业实践创新活动的设计,提高学生的创新意识。

1在实践中提高创新能力

“实践是检验真理的唯一标准”,学到的知识迟早要运用的实际生产过程中,因此在实践阶段调整好创新思路具有很明显的应用价值。调整纯书本式的教学方式,积极引导学生动手操作习惯,在课堂理论学习的基础上增设实践环节,培养学生动手操作习惯,让学生多了解社会、适应社会。同时,在实地应用的过程中理解化学工程与工艺专业和实际的联系,提倡学生多到企业中进行学习锻炼,不仅可以将学到的知识应用起来,而且还可以对就业有更多的了解,知道企业需要哪种形式的创新,锻炼学生独立思考的能力,将所学所知应用的实际中,边学便用,达到融会贯通的效果。

2扎实基础知识,贯彻理论创新

增设化学工程与工艺专业兴趣小组,学生对化学工程与工艺专业某些领域有浓厚兴趣时可以积极引导,提供必要的书籍材料等,同时要充分利用学校的图书馆等资源,书本的知识还是不可或缺。对于优秀的学生还可以提供专项经费,用于购买书籍等,积极引导学生努力钻研,形成扎实的知识基础,这样才能厚积薄发,在理论部分形成自己的见解,随后形成理论创新。学校还可以邀请学生感兴趣领域的专家学者等来学校开讲座,和学生面对面充分交流;开设各种科技活动,鼓励学生积极参加;还可以让学生以助手身份参加教师的科研活动,培养浓厚的学术兴趣。以通过基础知识的升华形成创新的理论。

3树立市场意识,以创新为核心提高竞争力

学生在实践和理论创新的基础上还要树立牢固的市场意识,毕竟市场是一块巨大的试金石,空有满腹经纶却不知道如何使用是莫大的悲哀,同样,手脚很灵便但是头脑里没理论知识也是不行,要有深厚的知识基础,形成理论的独创性,同时结合良好的动手操作功底,在理论和实践结合的过程中融入自己的想法,并且要表达出来,这样在化学工程与工艺市场中就可以把握市场需求,同时提前对市场的了解可以提前转变理论学习方式,朝着更加有效的方向学习,少走弯路,以市场为导向,以知识为基础,增加自己的竞争力。

4做好职业规划

现在大学生一般都是“先就业,然后择业,最后创业”的模式,首先由于大学生刚毕业经验尚浅,对于社会中的人情世故还是略显娇嫩,这样很容易在社会上吃亏,小则招致排挤流言,严重的可能会造成巨大经济损失,因此刚毕业的大学生要先就业,跟着成熟的公司一起运作,这样可以提高自己的容错率,同时也是磨平棱角的时间,这段时间不能荒废,要将基础知识时刻巩固复习,趁这段时间充分发挥理论创新;就业一定时间之后,大学生对于自己的理论知识有了更深的认识,同时对于自己的兴趣爱好也有了明确的方向,这个时候可以形成职业规划,如果实在适应不了的方向可以考虑换一下,不必一直被禁锢在一个不喜欢的专业上,或许换一下会好许多;前两个阶段之后一般对自己会有深入的了解,同时也积累下足够的社会经验和启动资金,此时便可以开始创业。因此学校的理论知识的学习和动手能力的培养还是非常重要的,这样才能为以后的执业规划做好充足的准备。学校要继续增加化学工程与工艺专业大学生和社会接触的机会,积极提倡大学生实习,这样才能理解基础知识的重要性,因此学校要多提供实践活动的机会,最直接的方式是提倡大学生到企业中实习,直接参与社会生产活动,让学生身临其境了解工作的内容和方式;除此之外,学校还可以和企业合作组织一些实践活动,将企业的面临的问题或是需求通过活动的形式展现到学生面前,以一种比较缓和的方式让学生接触了解,避免学生产生抵触情绪;同时,学校还可以主导举办一些知识技能比赛等项目,这样更加偏近理论知识方面,虽然距离实践应用有点距离,但是这样更能督促学生的基础知识的夯实。综上所述,学校必须创新为核心设计化学工程与工艺专业学生实践创新活动,这样才能从理论到实践培养学生的核心竞争力,为学生的就业择业提供科学的支持,为学生以后的发展奠定良好的基础。

参考文献:

[1]唐涛.化学工程与工艺专业学生实践创新活动设计[J].化工管理.2015(36).

[2]孟献梁,褚睿智,苗真勇,万永周,朱佳媚.以现代煤化工为学科内涵,制定“化学工程”卓越工程师人才培养体系的企业培养方案[J].化工时刊.2015(11).

[3]罗泽鹏,刘森,都颖,刘思乐.浅谈化学工程中的化工生产工艺[J].黑龙江科技信息.2016(02).

[4]张杨.浅谈化学工程技术在化学生产中的应用[J].科技创新与应用.2014(08).

篇3

关键词:卓越工程师;化工原理;教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)25-0098-02

化工原理是一门关于化工加工过程的基础课,它为化工等工业部门提供科学基础,对化工及相近学科的发展起支撑作用。化工原理是桂林理工大学化学工程与工艺等教育部卓越工程师培养计划专业学生必修的一门重要的专业基础课。化工原理课程以单元操作为内容,以传递过程原理和研究方法为主线,研究各个物理加工过程的基本规律、典型设备的设计方法、过程的操作和调节原理。化工原理课程教学包括理论课教学、实验课教学和课程设计三个环节。本课程在整个教学体系建设中起着从基础课到专业课的过渡桥梁作用。为实现《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》而组织实施的卓越工程师教育培养计划,是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。目的是通过校、企密切合作,以实际工程为背景,以工程技术为主线,提高学生工程实践能力,造就一大批创新能力强、适应社会发展需要的优秀工程技术人员。[1-3]“卓越计划”的启动为应用型人才培养提供了良好的机遇,这为加速培养高质量化工类工程技术人才奠定了基础。使这些学生要能够满足祖国未来发展的需要,适应和引领未来工程技术发展的方向,也能够在多语言环境下工作,具有国际竞争能力。[4]桂林理工大学化学工程与工艺专业是第二批获得教育部“卓越工程师计划”的试点专业。为推进“卓越工程师培养计划”的顺利实施,加强高素质创新人才的培养,我校化工原理课程教学从多面入手,努力提高课程教学的效率。

一、加强认识实习

针对学生学习化工原理课程反映的情况,学生认为动量传递、热量传递和质量传递太过于抽象,学习很困难,我们调整了教学计划,将化工原理课程由原来的第三学期开课调整到第四学期,而认识实习则由原来的第五学期调整到第四学期初。这样学生在学习化工原理课程之前完成了认识实习,使学生对化工生产中的“三传”有了初步的认识。同时对认识实习指导教师提出更高的要求,规定认识实习的老师必须是“双师型”教师,这样学生到企业实习时,可以有针对性地将化工原理课程中“三传”问题和企业的生产工艺联系起来,使学生对“三传”问题有了感性认识。同时我们加强了与企业的合作,桂林理工大学化学与生物工程学院已和桂林立白日化有限公司、桂林莱茵生物科技股份有限公司等10余家企业签订合作协议,共建“工程实践教育中心”,为企业积极介入到校企联合培养人才奠定了基础。同时我们还聘请了大量的企业高级工程技术人员为我校的兼职教师,这样学生在认识实习时,有关单位的工程技术人员作为兼职教师参与学生的认知实习,大大提高了认知实习时的师资力量,特别是师资力量的工程实践经验,这对认识实习的效果起到很大的促进作用,使学生在认知实习时对“三传”有了很深刻的认识。

二、强化“以学为主”的课堂教学

大学教育与基础教育的区别在于从以教为主转变为以学为主。改变“填鸭式”的教学方法,激发学生的主动求知欲是提高教学质量的关键。在化工原理课程的教学中,教师们也在逐渐转变观念,采用多种多样的课堂教学方法,提高学生学习的主动性,进而提高教学效果。

1.感知性教学。教师在教学过程中,利用各种方式让学生直接感知化工生产的“三传”。由于化工生产的“三传”十分抽象,仅给学生讲授理论知识是不够的,直接感知对化工原理课程教学具有非常重要的作用。前面的认识实习就是很重要的感知性教学。为了增加学生的感知认识,学校加大投入力度,大量增加化工原理的实验设备配备,如目前我校化工原理实验已具备以下实验装置:离心泵特性曲线的测定;流体流动阻力的测定等15套实验装置。我们的老师在讲授每种传递过程都会先和学生到实验室观看对应的实验装置,并演示给学生看,使学生从感官上认识“三传”。上课时,将实现“三传”的各种设备再以各种生动、直观的动态图片展示给学生,让学生将抽象的理论与实物联系起来,明显提高了教学的实效。此外,我们对卓越班的学生实行导师制,学生在一年级就进入教师的研究室参与科学研究,使学生对这些设备的感性认识进一步加强。

2.训练式教学。在教学过程中注重学生对所学知识的反复实践训练。“卓越工程师培养计划”中,很注重对学生工程设计能力的培养,在我校有关专业的后续课程中均有专门培养工程能力的设计课程,我们的化工原理课程也有专门的化工原理课程设计,使学生能够利用所学的三传知识,系统地设计某些化工过程。此外,在课堂教学中,老师除了让学生就每个知识点进行反复训练,我们还设计题目,使学生能够就每个知识点甚至整个知识体系进行训练,并设法找到实际的“三传”设备的数据。如利用漓江为学校学生提供生活用水的设计方案就涉及到三传的许多方面。让学生身临其境地进行“三传”设备的设计和计算的训练。

3.互动式教学。在教学过程中注重教――学双方的经常性的交流互动。其实,互动式教学一直是桂林理工大学的优良传统,我们一直重视互动式教学。如在教学过程中,我们将学生分组,教师提出某个“三传”设备,每组学生自行观察,发现“三传”设备的结构特点并提出设备的工作原理,由每组学生选出一名代表,用专业术语讲出设备的设计特点和工作原理,其他组的学生努力找出该组的不足,最后教师作总结并表彰最优秀的小组(这作为平时成绩,提高了这类教学学生的积极性)。这些互动式学习,使学生能自主学习教程,并学会查阅相关文献,取得很好的教学效果。

三、实践教学与理论教学充分结合

基于卓越工程师培养,院校两级加大了投入的力度,使我们的实践和实验教学条件取得了很大的改观。化工原理课程组教师,充分利用各实践教学环节的机会,实现本课程的实践教学和理论教学的融合。由于投入力度的增大,化工原理课程所设置的实验由原来的八个增加到现在的十四个,以强化学生对各单元操作的认识。这些教学实验,为本课程的实践教学提供了很好的支撑。进行相关实验时,我们进一步强化学生所学的理论知识,重温重要的概念,使学生在实验过程中真正认识化工各单元操作的原理和作用,并运用所学的理论知识对各单元操作进行操控和数据处理,掌握提高各单元操作的工作效率的方法。由于学校的重视和学院教师的努力,近年来,我院和许多大中型企业建立了“产学研”基地,共建“工程实践教育中心”,使得学生的认识实习、生产实习、毕业设计等实践性课程的条件得到大幅提升,提高了学生学习的兴趣。在这些实践性教学的过程中,化工原理课程组的教师充分利用这些实践环节,例如,在实践教学中,要求学生了解各单元操作的设备,掌握各单元操作的特点。使学生对化工原理课程所学的知识有一个回顾的过程。学生可以根据自己学习的有关理论知识,帮企业解决生产中的实际问题,使得实践教学和理论教学得到完美的结合。我校专门构建了化工仿真实验室,建成国家级的虚拟仿真教学实验中心,安装了各单元操作的模拟软件,为化工原理各出单元设计提供了良好的条件。各单元操作可以很方便、直观地看到“三传”的过程,对学生认识“三传”的本质有很大的帮助。近年来,我校加大“三井杯”等化工设计大赛的参赛奖励的力度,其中的化工班的学生几乎是每个人均参加化工设计大赛,这种全国性的大赛对学生的综合化工素质有很大的提高,当然对化工原理知识点的提高和巩固也起到很大的促进作用。

四、教学科研的有机结合

中科院院士钱伟长曾提出:“你不教课,就不是教师;你不搞科研,就不是好教师。”[5]可见科研在教学中重要地位,要培养创造性人才,建立一支高水平的教师队伍,必须提高教师的科研水平。桂林理工大学历来重视教师科研能力的培养,制定了一系列有利于教师科研能力提高的政策和奖励措施。促进了我校教师科研水平的提高,建立了一支高水平的教师队伍。我校化工原理教学课程组教师具有较好的科研背景,大部分教师是国内名牌大学毕业的博士,科研能力强。目前,每个教师都承担了国家自然科学基金等项目。这些项目的承担为卓越班的学生直接参与教师的科研活动提供了保障。同时,教师可以通过科研促进自身知识结构的更新、知识体系的完善和对学科前沿的洞悉。这为教师更新教学方法,改革教学内容奠定了坚实的基础。也会提高教师将科研成果转化为教学内容的比重,提高学生接受前沿科学理论的程度,扩宽了学生化工原理基础知识、了解化工原理的最新研究进展及学科发展的方向。这对提高学生的创新思维能力,加强学生对各单元操作的理解,提高学生分析问题、解决问题的能力大有裨益。

总之,“卓越工程师培养计划”对课程教学提出了更高要求。今后在化工原理的教学过程中,我们将进一步围绕提高课程教学效果为目标,探索研究实践教学、以学生为主体的教学以及科研在教学中的作用等,实现教、学相互促进,师生共同发展,提高化工原理教学效果。

参考文献:

[1]张淑华,刘峥,肖瑜.卓越工程师培养背景下化学工程与工艺专业“3+1”应用型人才培养探究[J].广西教育,2012,(2):159-161.

[2]教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[R].教高函[2011]1号.

[3]教育部关于批准第一批“卓越工程师教育培养计划”高校的通知[R].教高函[2010]7号.

篇4

关键词:卓越工程师;化工分离过程;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)32-0054-02

化工分离过程是化学工程与工艺专业的学生一门重要的专业课,是理论性和应用性较强的课程,具有鲜明的工程特点。伴随着化学工业及其相关领域的技术进步,新的分离方法、技术不断产生,化工分离技术在石油化工、资源环境、能源、材料、生物医药等诸多领域持续发挥着重要作用,是化学工业实现清洁工艺的重要手段。在“卓越计划”的背景下,以强化学生的工程实践应用能力与创新能力为目标,培养宽口径、厚基础、复合型的化工高级人才,必须根据该课程的特点和时代的要求,构建新的人才培养模式,改革课程教学内容与教学方法[1]。目前,化工专业人才培养方案总体上还是倾向于理论型模式,专业课程教学内容缺少整合性和工程性[2],化工分离过程课程同样存在教学内容老化、教学体系不完善、工程训练与生产现场脱离严重、教学主体的新生代教师对工程教育思想缺乏系统的研究和足够的重视等问题。因此,笔者在化工分离过程的教学中,以大工程观和集成式的课程改革和“卓越计划”的精神为指导,在教学内容、教学方法、教学与实践相结合等方面做了一些尝试工作,取得了较好的效果。

一、精心设计教学方案、优化教学内容

分离工程主要从分离过程的共性出发,讨论化工分离过程的基本概论、本质及其变化规律。从教学内容而言,分离工程是一个学术内容十分丰富的领域,既包括传统分离过程基本理论原理方法的学习,同时各种新型分离技术的不断涌现,要求跟上时代和技术发展的步伐,教学内容必须与时俱进,及时更新与补充教学内容,扩展课程教学环节。

1.合理组织教学课堂。要使课堂教学更具有现实性和新意,充分调动学生的求知欲望,优化教学内容至关重要。在教学过程中,避免课程的割裂与重复,对课程内容进行组织、设计、重塑与整合。教师按学科发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序进行讲授内容的安排和多媒体课件的制作;按照问题、案例和原理相结合的方式组织教学内容;结合化工企业项目的实际和教师工程实践、科学研究以及学生实习,介绍常见分离技术。

2.积极整合教学内容。教师注意课程与专业基础课如物理化学、化工热力学、化工原理等的衔接和关联;在教学实践中对本课程与“化工热力学”、“化工原理”、“物理化学”等专业基础课程中有关内容进行有机衔接与融合,让学生很自然地完成基础理论到专业知识的过渡与应用;增加新型化工分离技术,如超离子液体技术、膜分离技术、双水相技术等;把企业典型工程案例引入课程教学中,使课堂教学更具有现实性和新意。基本分离方法与化工原理的融合在化工生产中涉及的分离对象几乎都是多组分体系,而目前一般高等院校化工原理教学中因学时有限,大多侧重于双组分的分离问题。这就要求在进行分离过程的教学时要做好与化工原理教学的融合问题。如对化工原理教材中已涉及到的基本原理,教师对双组分精馏、吸附和结晶等不做专门介绍,重点讲解多组分体系的工程计算问题,将有关的基础及计算机应用在耦合与集成过程设计中体现出来;减少与化工原理内容的重复,培养学生利用化工单元操作的基本原理解决实际复杂体系分离问题的能力。

3.有效延伸课程环节。化工分离工程本身具有较强的工程背景的同时还兼有较强的理论性。在“以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心”的传统教学模式中,化工分离工程的教学使学生认为化工分离工程是“一大堆的方程、繁多的数据和大量的计算和循环迭代[3]。为了促进学生对课程的学习,将课堂教学延伸至课外,如实习过程中、课程设计中及其他的化工实践如创新实验、化工竞赛等过程中,布置作业、小组讨论及综合设计等,加深学生对已学的化工分离技术原理的理解,学会进行分离方法的选择优化,以及新型分离技术的拓展。

4.强调选择优秀教材。要在有限的教学时限中,达到良好的教学效果,如何选择教材和教学内容对提高本课程的教学效果就显得十分重要[4]。刘家琪主编的面向21世纪的教材《分离过程》,该教材在内容和体系上体现了创新精神,注重拓宽基础,强调能力培养,并在教学内容上作了重新安排;按教学规律的发展,从基础、原理、特性到应用及发展的顺序分章节;主要章节(如多组分精馏和特殊精馏)中逐一介绍各种精馏方法的特性和应用;选择典型的分离方法展开讲授化学工程的研究方法及其进展。这样安的排结合了两种教材编排方式的优点,思路简洁清楚,学生易于接受,教学效果良好[5]。

二、采取研究性教学模式,改革教学方法

在讲授理论知识的同时,教师要引导学生从社会生活中选择并确定研究专题,主动地投入到课程学习中去,应用所学知识解决实际问题;并在学习讨论中获取知识、发展技能、培养能力,强调学习者的主动探究和亲身体验[6]。这样,改变过去由老师单一讲解的方式,可让学生有问题随时提出、分析和讨论。本人在教学过程中以研究性教学[7]为指导思想,采取多样化的教学方式,初显成效。

1.讨论式教学,调动学生的积极性。为加强化工分离工程与化工原理等基础课的衔接与融合,课前通过小班讨论课,复习回顾掌握已学基础课程的相关内容,并与该课程的内容进行对比分析概括和总结。例如,在讲多组分精馏过程时,教师在介绍完两个极限条件及进料位置的选取之后,让学生讨论简捷的计算方法的步骤和应用,并与二组分精馏进行对比分析,既加深了学生对所学知识的理解和巩固,又加强了学生知识体系的完整性。教学中,结合一些实例,让学生参与讨论,巩固学生对基本概念和原理的理解,开阔学生视野,扩散学生学习思维,让学生感受到该课程对生产实际的指导作用,培养学生的实际应用能力。例如,在特殊精馏教学中引入当地某药企乙腈废水的后处理技术,并结合企业生产情况,考虑能耗和溶剂的实际应用情况进行综合分析讨论。

2.虚拟式仿真,提升学生解决问题能力。以成熟的流程模拟软件为主线引导学生学习实践。在教学中,引入成熟的化工流程模拟软件的应用部分内容,有助于学生越过烦琐复杂的技术细节,用分离工程的思维方法解决实际问题。让学生学会利用成熟的软件解决工业生产中的实际问题,从而提高学生解决实际问题的能力。如学生在对某药企乙腈废水的后处理工艺经过讨论优化,然后通过流程模拟软件如Aspenplus等进行模拟优化,实现现代计算机模拟与实践教学的结合。

3.导向型讨论,引导学生自主学习。近十余年来,新型化工分离技术发展迅速,不少技术如各类膜分离技术、超临界萃取技术及新型吸附技术已趋成熟,其应用的体系也已经向医药、食品、生化、环境等领域扩展。但由于新型分离技术涉及面广泛,学生基础及兴趣不一,教学中不能面面俱到。本人在教学中开展导向性的讨论,采取教师引导,学生自学讨论的方法将学生领到学科的最前沿,通过典型研究成果的介绍,让学生掌握相关技术的基础和方法,学会分析创新思路,培养学生创新和应变能力,以适应人才市场的需求。例如,在教学中引导学生开展天然产物分离专题的研究和讨论。在讨论教学中,笔者从天然产物的新型分离方法、特定天然产物的分离研究进展等方面立题,鼓励学生选择自己感兴趣的专题如医药、香精香料等的分离研究进展,撰写小论文进行交流。这样,学生不仅学会了利用图书馆及网络资源查找与所选专题相关的文献资料,并且通过文献整理、综合、归纳和专题论文的撰写,有助于学生拓宽知识面、了解学科发展前沿,学会解决实际问题。

三、理论与实践教学有机结合

卓越工程师培养与传统人才培养模式的显著区别之一就是强调实践。所谓“授之以鱼,不如授之以渔”,实践不仅能使学生增长经验,把学到的知识与工程实践和社会需求对接,而且能够触动学生心灵,使其产生开拓创新的激情与灵感。经过实践历练的学生可以把僵化的书本知识内化成为活的创新能力。在教学中,将教材与实际工业生产相结合,丰富了课堂教学内容,加深了学生对所学的化工分离工程知识的理解,提高了学习的积极性,激发了他们的求知欲和探索精神,有利于培养学生创新思维方法和能力[8]。

1.强调课堂教学理论联系实际。学生学习该课程之前经历了认识实习和生产实习,对化工企业中分离过程的工艺过程及应用已有一些了解,但缺乏利用理论知识分析问题的能力,在课程教学中注重举例,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析。如在多组分精馏的课堂教学中,结合实习车间橡胶生产溶剂回收工段的理论与工艺进行讲解,既直观,又切合实际;让学生在理解分离方法、分离原理的同时,还学会从经济、能源及生产实际的角度考虑分离工艺的优化。

2.有效延伸课程实践环节。把工程现场转化为实习、实训基地,在知识传授与实践历练的交融中进行。一方面,利用所建立的产学研联合培养平台,让学生通过参与课外实践项目,或参与到教师的科研项目中去,通过工程实践来加深对分离方法原理的理解和认识。另一方面,在认识实习和生产实习中,教师通过布置分析讨论题、撰写小讨论文等方式,让学生学会分析讨论选择生产实际中的分离技术,对实习中接触到的分离过程结合分离原理进行详细分析,对课堂教学有很大帮助。反过来,课堂教学也加深了学生对实际过程的认识,并能举一反三。

3.聘请企业专家参与教学。“卓越工程师教育培养计划”的师资队伍是关键,通过“走出去、引进来”的模式,加强课程教学教师工程教学能力的提升。除了聘请优秀的企业专家参与教学任务外,任课教师还需通过承担或参与企目项目的改造或研发、指导生产实习和毕业实习、指导各类化工创新竞赛等实践教学活动增强自身的工程能力,把工业实际生产的案例同教材中的理论知识联系起来,避免了空洞说教,使课堂教学更具有现实性和生动性。

四、注重教学过程管理,改革考核评价体系

考试是教学过程中的不可缺少的重要环节,涉及到对学生学习效果的综合评判。在课程教学考核评价过程中,主要引导学生从注重“学习成绩”向注重“学习成效”转变,从“注重考试结果”向注重“学习过程”转变。课程考核形式采用期末考试、平时学习与专题讨论结合起来的评判方式,改变过去一份期末考试卷一锤定音方式。成绩由平时成绩(包括平时讨论情况和作业情况)、实践成绩(实习中作业完成情况、小论文写作与讲解)、考试等部分构成。

平时成绩主要包含课堂讨论思维能力、回答问题情况、作业完成情况、学习态度等,小论文主要针对课堂理论知识引导学生系统归纳、掌握某一方面知识,通过论文的完成加深了学生对课堂理论知识系统理解,同时锻炼了学生撰写论文能力。考试的内容分三个层次:识记、理解、应用,涵盖了学科相关的基础知识、基本原理、以及运用所学知识解决问题的综合试题。

参考文献:

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[5]吕华,刘玉民,席国喜.化工分离工程教学改革与探讨[J].广州化工,2010,(3).

[6]龙跃君.高校研究性教学的价值反思与内涵解读[J].中国大学教学,2006,(6).

[7]赵辉,陈宏刚,丁传芹.论研究性教学在化工分离工程教学中的应用[J].中国石油大学学报(社会科学版),2009,(7).

[8]李继怀,王力军.工程教育的理性回归与卓越工程师培养[J].黑龙江高教研究,2011,(3).

篇5

关键词: 中职校 《化工原理》 教学改革

《化工原理》是中职化工及相近专业必修的一门专业基础课,也是一门工程应用观念很强的技术课程。内容涉及动量传递过程及设备、热量传递过程及设备、质量传递过程及设备等。在《化工原理》教学环节中,将理论教学、实践教学和计算机仿真教学有机地结合在一起,符合培养技能型人才的要求。因此,《化工原理》课程进行教学改革势在必行。

一、改革教学内容与教学方法

化工原理是化学工程学科的一门主干课程,主要讨论比较重要又比较常用的一些单元操作。主要内容包括:流体力学如流体输送、沉降、过滤、离心分离、搅拌、固体流态化等;热量传递如加热、冷却、蒸发等;质量传递如蒸馏、吸收、萃取、干燥、结晶、膜分离等。化学工程师的主要任务是开发、设计与操作,即探索最佳的流程与设备,定出最佳的操作条件;规定设备应具有的性能,选出合适的形式并确定其主要尺寸;对日常生产过程进行管理并使设备能正常运转,对现行的生产过程与设备作改进,提高效率。所有工作都要求对各个单元操作有比较充分的了解,理论与实际紧密结合。由此可见,化工原理课程内容多,涉及面广,容易造成教学形式枯燥单调,学生不易产生兴趣,被动学习的局面。如何在有限的课时内讲授化工生产中比较重要的单元操作,达到不仅让学生熟练掌握基本原理,而且掌握设备的有关知识,树立工程观念和经济观念的目的,是本课程改革的关键。

1.以培养学生的能力为目的,联系实际不断提出问题。

改革教学方法要贯彻培养能力、启迪悟性、挖掘潜能的原则,要让学生从知识的被动接受者变为主动参与者和积极探索者。如何激发学生对知识及课程的兴趣,是科学素质教育的组成部分。为了使学生积极思维,在课堂上结合生产实际不断提出问题供学生分析讨论,牵动学生的思路,提高学生分析问题的能力。比如在“流体流动”一章中,提问为什么一般液体在管内的流动速度范围是“0.5~3m/s”?为什么液体在长距离输送时要设中间增压泵?等等。通过提出问题和课堂讨论,有助于学生加深理解,从而取得良好的效果。

2.定期安排讨论课。

那种试图通过课堂上讲细讲透“帮助”学生学习的想法和做法,不仅不能扩大课堂信息量,反而会助长学生学习依赖心理,严重阻碍创新能力的培养。我们主张把习题课改为讨论课,促使学生主动参与、积极探索,提高教师备课质量。因为只有那些在课后查阅资料、反复推敲、充分准备的教师,才能在讨论课上从容应对学生提出的一些颇有新意的议题,给予学生满意的答复。

3.重视实验课。

化工原理实验是化工原理教学的一个重要环节,注重学生综合素质与创新能力的培养。针对不同专业、不同层次的学生讲授不同层次的实验教学内容。我们采用单独设课的方式,实验内容按专业功能分为四个层次:演示实验、一般综合性实验、提高实验和创新实验。通过实验理论课、实验预习、实验操作、撰写实验报告和实验课考核等环节保证教学质量。

4.完成课程设计。

在教学过程中,要做到将培养学生的创造性思维、意识及能力放在首位,就要让学生养成用“工艺头脑”观察问题、提出问题和思考问题的习惯,课程设计不失为良好的培养手段。

课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计,要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的主要程序和方法,培养分析和解决工程实际问题的能力。同时,通过课程设计,还可以使学生树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真的工作作风。

二、反思与建议

传统习惯与当代教育教学理念仍然存在冲突,阻碍现代教育理念的顺利实施。表现在:(1)教学内容陈旧,学科体系难以打破。(2)教学模式传统单一。教师并没有完全抛弃注重教的思维习惯,没有真正贯彻以学生为主体,以教师为主导的现代教育理念。过多研究教师教法,较少研究学生学法。(3)职业学校要以培养技能型毕业生为目标。但是,许多课程并没有与职业培养目标相结合,没有遵循职业学校的教学规律。(4)教育教学资金投入不足,不能满足教学需要。将现代教育技术运用于课堂教学中,实现学生、教师、媒体的多向交互过程的现代教育过程还停留在可望而不可即的理想状态。

以学生为主体,以教师为主导的教育理念,是当代教师教育教学行为的主导思想。修订教学内容,打破学科体系,用生产实际或教学实验项目带动理论教学,应该成为职业学校课程改革的方向。教学过程应该是学生、教师、媒体的多向交互过程,应该遵循职业学校的教学规律。

综上所述,在化工原理课程教学中,教师应该注重实践,尤其要注重理论与实践的结合;要找准教学切入点,认真设计教学环节,合理分解教学难点;要充分调动学生的学习积极性,运用各种手段调整学生学习状态。这样,不仅有利于学生顺利学好化工原理课程,还有利于促进学生养成良好的学习习惯,为学生今后的发展打下基础。

参考文献:

[1]谭天恩,麦本熙,丁惠华等.化工原理[M].北京:化学工业出版社,1990.

[2]王志魁,林义英,李云倩等.化工原理[M].北京:化学工业出版社,1987.

[3]天津大学化工原理教研室.化工原理[M].天津:天津科学技术出版社,1992.

[4]大连理工大学化工原理教研室.化工原理[M].大连:大连理工大学出版社,1993.

[5]宋国利,盖功琪.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索,2010(02).

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关键词:卓越工程师教育培养计划;模块化;课程体系

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-2596(2016)12-0247-03

2010年6月,教育部提出了在部分高校实施“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),旨在提升我国工程教育的竞争力,加强培养学生的理论与工程实践相结合的能力,提高学生的工程素质[1,2]。合肥学院无机非金属材料工程专业在2014年12月获批成为安徽省“卓越计划”试点。我们结合本专业的特点,以“卓越计划”为导向,开展了以培养后备工程师为目标的教学改革,以便探索出一条应用型人才培养之路。

一、建立适应卓越工程师培养要求的人才培养方案

(一)培养目标。传统的人才培养方案目标过大,内容过于抽象,不明确,不具体。为了满足卓越工程师培养的要求,我们对培养方案进行了修订。修改后的培养目标为:(1)具有良好的职业道德、文化修养和身体心理素质;(2)具备无机非金属材料工程专业所需的自然科学知识、工程基础理论和专业知识;(3)具有创新意识和综合应用知识的能力。

(二)培养规格和要求。根据工程教育专业认证的要求,我们修改了培养规格和要求,增加了人际交往、团队协作能力以及具有国际视野和跨文化交流能力的要求,并强调学生毕业后不但具有良好的人文、艺术素养和较强的社会责任感,而且要遵守职业道德与职业规范。

(三)专业能力和能力要素。明确专业能力和能力要素的构成。知识要求:掌握人文、自然、专业、工具性知识及社会发展和相关领域科学知识。能力要求:(1)获取知识能力。学会通过不同途径,运用不同方法主动获取各种知识,以适应学科发展、社会进步的需求。(2)应用知识的能力。表达能力:能够在多种环境、场合通过口头或书面形式正确地表达自己的意愿和见解,学会书写各种文书和报告,熟练掌握各类应用文体,能用一门外语进行阅读、翻译;人际交往能力:在社会活动和科学研究、工程技术活动中,能够进行有效的人际交往,能与他人形成良好的合作关系;计算机信息使用能力:要具有计算机办公、文字处理等操作能力、并能够利用计算机网络技术获取有关科学研究、工程技术领域最新信息;认识事物的能力:要有正确选择和运用学习方法的能力,能够运用所学知识解释生产和生活中的常见的一些现象,对事物的本质有较深刻的认识;综合实验能力:包括动手能力和实验过程中综合运用所学知识的能力,学会设计或选择实验仪器设备及实验装置的安装和调试,使用实验仪器实验,得出实验结果,并能够对实验结果进行分析;工程应用能力:在材料工艺设计中,能根据提供的资料、数据,进行物料平衡、热量平衡计算,掌握设备选型、设备结构、工艺流程的设计,并能熟练使用CAD工程制图。(3)创新能力。观察力:培养学生对事物的感知能力,透明表象看本质,发现不同于寻常的细微特征;想象力:对感知的事物加工处理,从已知的现象中推想象出新事物;思维力:对已知的事物进行分析、归纳,总结出有价值的规律性的成果。通过创新能力的培养,使学生养成独立思考、勇于探索的创新意识,激发他们对未知事物的兴趣,为以后从事新技术、新产品的研究打下基础。通过在校期间的锻炼和实践,让他们具备一些科研基本潜质,对科研工作的基本要素有所了解,为以后从事科学研究打下基础。

(四)培养方式改革。企业实践学习是卓越工程师培养要求的核心,我们采用“三加一”的培养方式,其中前三年在校集中学习,主要学习基础科学、工程基础、专业工程基础三方面的知识,培养工程技g能力和综合素质。最后一年学生到企业实习,在此期间,在企业导师和校内导师的指导下,完成毕业论文(设计)工作。

二、适应卓越工程师培养要求的课程体系建设

通过突出和强化能力培养,构建模块化的课程体系。从传统课程教学“以知识输入为导向”教学模式转向“以能力输出为导向”的教学模式,使教学更加符合人才培养的目标定位。在实现“知识、能力、素质全面协调发展”的前提下,突出能力培养和工程教育[3,4]。

(一)模块构建。在实施工程教育的前提下,紧紧围绕“提升能力、强化实训、完善素质”的要求,将人才培养的全部内容分为理论知识、应用能力和综合素质三大模块,每部分依照能力和素质导向和要求进行整合,构建出若干个课程教学模块,模块之间有必然的逻辑联系和一定的区分度。这三大模块的内容:(1)理论知识(模块I)。自然科学知识:数理化、生物、信息科学等;应用和工程技术知识:工具类知识(语言、计算机、工程数学、制图等)、学科类知识(化学、化工、材料学、矿物学等);人文社会科学知识:文史、哲学、政治、经济、管理等。(2)应用能力(模块II)。科学思维与创新能力:逻辑学、辩证法、创造学、工程哲学等;工程实践能力:设计、制造、操作、调试,金工、土木、管道等;交流与合作能力;适应与竞争能力等。(3)综合素质(模块III)。思想道德、科学、文化、业务、心理等。对于理论知识、应用能力、综合素质三大模块,又可从不同的方面,根据实际的需要及人才培养方案进行细分,又可分为若干子模块。

(二)模块化教学团队建设。各模块构建后相对稳定,相应教学的任课教师即组成为该模块的教学团队,团队中的教师加强协调互动,开展团队教学研究,使教学内容融会贯通。在模块构建后,确定各模块负责人,要求各模块负责人之间加强沟通,定期召集负责人讨论教学问题。同时加强模块教学团队和社会的联系,深入开展用人单位和毕业生跟踪调查,将企业对人才要求的知识、能力、素质作为重要指标来指导模块教学内容的选择和优化。另外,还要加强与校内相关专业的合作,一些教学模块中的课程可请外系教师担任。不定期聘请国内外著名学者或企业专家来校给教师作报告,择机选派教师到企业挂职学习锻炼。

(三)对模块化教学内容进行优化。采用模块化教学的理念,对教学内容进行优化。(1)教学内容整合。传统的课程讲究完整性、系统性,课程之间的联系不大,教学的目的性不强。经过模块化改革以后,确定了模块与能力之间的关系(每个模块对应某种能力),学生在学习完这个模块以后,必然能够达到这个模块对应的某种能力。这种能力对应的模块知识点,可能涉及到两门或三门课程,这样势必打破传统的课程与课程之间的界线,要求授课教师之间互相配合,对课程内容进行整合,避免教学内容重复,对符合能力培养的知识点进行强化,对于不符合的则要弱化或删除。(2)适时调整教学内容。学生培养还是要以社会对人才的需求为导向,根据近几年毕业生的就业情况适时调整教学内容。我们通过对学生的就业统计发现,近几年本专业的学生到混凝土、玻璃加工、新型建筑材料企业就业的人数逐年增多,那么我们在教学时可适当补充或加强相关方面的教学模块。此外,教师还可以将自己的科研成果纳入到教学模块之中,这样可以增加学生学习兴趣,扩大学生的知识视野。

三、建设以工程实践能力培养为重点的实践教学体系

按照培养目标,在基础实验及专业实验平台建设的基础上,加强校企联合工程实训平台建设,如建立“嵌入式”实验室,让企业工程师到学校来指导实验;加强产学研合作,建立和巩固专业认知实习与生产实习实训基地。在此基础上,加强第二课堂建设,建立开放式实验室[5]。

四、建设符合卓越工程需要的教学团队

积极探索和建立“教师-工程师”新机制,加大工科教师队伍建设力度,培育优势学科和创新团队。加强校内“双师型”师资队伍的建立,我们要求教师队伍中具有研究生学历的教师比例不小于70%,具有高级职称的教师比例不小于50%。从事本专业教学(含实验教学)工作的教师,应有半年以上的工程实践经历。从事主干模块教学的教师,其本科、硕士和博士学历中必须有其中之一毕业于材料类专业。整合企业人才资源,充分利用实习基地的有利条件和企业的工程化特点,让青年教师定期进企业进行培训。

五、建立健全校企合作机制

为了增强教师的企业工程意识和实践能力,我们鼓励教师到企业挂职,并建立从企业聘请工程师作指导师的机制,让企业工程师和校内导师共同指导学生企业实习,并完成毕业论文(设计)工作。此外,我们通过定期召开校企座谈会、聘请企业专家学者来校进行学术讲座、加强企业工作人员的经验交流等方式,以评价“卓越计划”人才培养质量,不断优化改革培养方案。

六、构建“卓越计划”企业培养方案(三加一)

企业生产实践是“卓越计划”不可缺少核心教学环节,是理论与实际相结合的极好学习方法。学生在企业中可以运用、巩固所学的知识,对生产技术、经营管理等有较全面的认识与理解,同时也可培养他们热爱劳动的品质,提高人际交往的能力,这为以后进入企业工作打下基础。为了更好地完成企业实习活动,我们制定了企业培养方案。

(一)目标和任务。掌握材料的制备原理、生产工艺、生产设备及相关的工程基本理论,熟悉无机非金属材料工程技术、企业的经营管理知识,了解本专业学科范围内的科技发展动态;具有对材料加工工艺进行分析,对设备进行改造的初步能力;具有对新产品、新技术能够进行初步研发的能力;具备所必需的信息分析、设计筹划、数据处理、实验测试、检验表征、评价控制等技术的能力;了解国家政策及产业发展趋势;形成企业安全生产、环境保护意识。

(二)实施过程。了解、认识企业:为了让学生对企业有个全面的了解,让企业工程师在学生入驻到车间一线之前,对本企业的生产经营、发展策略、企业文化等方面进行介绍。入驻一线实习:企业工程师结合学生及本企业岗位的实际情况,先安排合适的岗位进行体验式实习,让学生了解本部门的生产职能和运行机制,熟悉企业的内部组织结构,然后选择与专业更为密切的固定岗位,如技术研发、技术管理岗位等进行更深层次的学习。并在此岗位上,完成后面的毕业论文(设计)工作。在此期间,加强校企交流与探讨,对存在的问题及时总结。

(三)考核方式。建立一个专门的学生网络考核与u估平台,考核学生在企业各环节、各时期的表现,由企业指导教师、学校指导教师进行考核。

(四)师资配备。学生在企业的实习和毕业论文(设计)指导实行“双导师”制,即由企业工程师和本专业实践经验丰富的指导教师组成指导教师小组。在模块化教学过程中,聘请用人单位的技术和管理骨干到学校开设课程,有针对性的教学更有利于学生将来的就业。

七、考核和评价体系

对学生学习成果的评价方法进行改革,在执行学校提出的N+2考核模式基础上[6],将重点放在学生能力和素质的考查上。如学生在实习的综合表现、大学生创新创业成果、第二课堂参与教师的科研活动等,都可成为考核评介的重要内容,均要在毕业成绩单上反映出来。

作为地方型应用本科高校,近年来我校紧紧抓住教育部实施“卓越计划”试点的契机,成立了“卓越计划”工作领导小组,并以我校的国家首批“卓越计划”化学工程与工艺专业的建设为依托,先后在多个专业开展了“卓越计划”的探索研究,并取得了良好的效果。作为安徽省“卓越计划”试点专业,对无机非金属材料工程专业教学体系的构建、课程教学的优化等,都吸取了国内外先进教学理念,强调了学生工程实践能力,注重教师教育理念的转变,改进教学方法。当然,新的教学体系还需要经过时间的检验,今后需要进行不断地更新和完善,以培养更多高素质的卓越人才,为本地经济建设服务。

参考文献:

〔1〕国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[M].北京:人民出版社,2010.

〔2〕林键.谈实施“卓越工程师培养计划”引发的若干变革[J].中国高等教育,2010,(17):30-32.

〔3〕林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究,2011,(05):1-9.

〔4〕蔡苇,符春林.无机非金属材料工程专业卓越工程师人才培养模式的构建[J].教育教学论坛,2012,(39):28-30.

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关键词:工程化学;教学实践;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)06-0150-02

工程化学课程是针对高等院校非化学化工专业本科生开设的公共基础必修课程,在工科大学生的知识结构体系中占据着重要地位,工程化学教学在专业培养中的定位是传授基础工程化学知识、健全学生的知识结构体系,训练学生掌握专业工程实际应用中涉及的基础化学知识和实验操作的技能[1]。工程化学课程从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、生命科学的发展等有关化学问题,使学生掌握有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识,促使学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题[2]。因此,工程化学课程的学习对非化学化工专业学生的全面培养起到相当重要的作用。

由于高考化学课程所占比例有所降低,过去原本在中学化学课程中讲授的内容放到大学来进行学习,工程化学基础课程对于现在非化学化工的大学一年级学生来说,存在着内容多、学时少,新名词新理论多、跨度大等问题,学生学习起来普遍感觉吃力、抓不住重点、掌握不住方法[3]。因而,在大学里工程化学的教学就显得尤为重要。

新疆大学建筑工程学院自2014年通过国家教育部土木工程专业评估后,为提高我校土木工程专业学生的化学素养及基本化学实验能力,将工程化学课程教学课时从原来的28学时调整为36学时,并增加了10学时的实验课课程教学。因此,如何在这有限的课堂教学和实验教学中提高我院土木工程专业学生的化学素养,让学生能在今后的学习和工作中能够有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题,是摆在工程化学课程授课教师面前的紧迫任务[4]。对此,笔者结合我院土木工程专业讲授工程化学课程的经验,结合我院大一新生特点,根据工程化学课程的内容并结合土木工程专业后续课程内容的需要,对工程化学基础课程的教学方法进行实践与思考。

一、优化课程教学内容

目前,工程化学课程使用化学工业出版社出版的贾朝霞教授主编的《工程化学》一书,全书从物质的聚集状态、化学反应的基本规律、溶液的离子平衡等基础理论出发,结合了无机材料、有机材料、常用油品和化学与环境保护等内容,适用范围较广。

结合我院土木工程专业的人才培养目标,对工程化学课程的基本知识、基本原理、专业知识和技能知识的讲授比例进行了优化,在保证基本知识和原理内容的教学课时的基础上,通过增加课程学时的办法,较大比例地增大了课程的专业性和技能性。当然,要想在有限的学时数里让学生掌握工程化学课程中涉及的所有内容,这是不现实的。因此,就需要教师在有限的讲授课时中,让学生真正领悟到化学是一门与我们生活息息相关的科学知识,激发学生学习兴趣,进而产生一股潜在的驱动力让学生提高自主学习的能力,使他们愿意将其学好、学透。

工程化学课程相较于化学化工专业的普通化学课程而言,是让非化学化工专业学生从较为具体和实际的化学角度认识和分析解决工程技术中的问题,这是一种通向学以致用的途径。因而工程化学课程应该有明确的专业针对性。因此,在基础理论的讲解过程中,对于应用量子力学的知识去理解核外电子运动状态的这部分内容,这部分教学内容笔者认为应重思维而轻具体内容,只需要求学生对量子力学解决原子结构问题的思路即可。讲授过程中可以较为系统地介绍人类认识微观世界的发展过程,从道尔顿提出的原子学说到卢瑟福的含核原子模型,由波尔理论、鲍林规则到量子力学理论的产生后,人类是如何逐步深入的探究微观粒子的运动状态、化学键和分子结构。使学生认识微观世界的本质,了解和掌握波粒二象性、测不准原理以及化学键的成键本质;再从微观本质的基础上,进一步学习化学变化的宏观现象,介绍如何运用这些原理来指导实际的科学问题。如可以现代液晶电视中分子间作用力是如何被表征的;混凝土中减水剂分子是如何通过表面化学现象实现高减水的等等。这样可使知识的讲授环环相扣,也避免了枯燥的理论满堂灌。

二、实验教学内容的更新和完善

工程化学实验是工程化学课程体系的重要组成部分,是培养学生工程实践基本素质的一个重要环节,为将来运用工程化学知识解决和化学有关的实际问题打下一定的基础。以往工程化学课程的实验项目多为验证性实验,如化学实验仪器的基本操作、酸碱滴定等,实验内容比较单一,综合性和设计性实验项目偏少,不能有效培养学生综合运用化学知识解决问题的能力[5];并且对于土木工程专业学生来说也无法突出专业特点,与后续专业课程的学习衔接性不好。

目前,我院对工程化学实验课的开设提出要积极增加综合性、设计性和创新性的实验项目,压缩验证性实验项目的要求。对此,实验室将原有化学实验仪器的认识和电子天平的使用、双指示剂法测定混合碱液中组分含量、水质检验及水硬度测定、氧化还原与电化学、固体氯化铵生成热的测定等五个实验调整为化学实验仪器的认识和电子天平的使用、粗食盐的提纯、水泥熟料中二氧化硅含量的测定和金属的防护与防腐等四个与今后专业课程内容联系更为紧密的实验项目。而且我院在实验室规定的开放实验时间内,学生可以通过查阅资料、拟定方案、设计实验并和老师讨论后可进实验室进行实验项目工作的开展,让学生自我发挥的空间更大。

新开的实验课项目在满足实验的基础性和创新性的前提下,注重了实验的设计与综合。大学实验课较为强调作为主体地位的学生在实验过程要有发散性的思维,敢于试错。指导教师要尊重学生的主体地位,不能再以教师为中心或者以知识权威者的身份进行知识的灌输,而是把学生作为中心,围绕学生的特点需要,以帮助学生学习不断进步为目的,与学生商讨问题,解决问题,把工程化学实验室建造成为大一新生步入的第一个进行研究性学习的场所,让他们学会利用大学的有利环境,锻炼提高自身的专业能力、心理能力和社会适应能力。

通过实际教学发现,根据专业需求设置实验项目内容,在大一新生掌握他们所需的化学知识和实验操作技能的基础上,还可使他们对今后所学专业的应用前景有一个初步的了解。

三、课程考核方式的改革

当前,工程化学课程在大一入学第一学期开设,我院对于土木工程专业将其设定为考查课。这对于大一新生来说,考核方式与高中一场接一场较为狭隘的学习目标有所不同。大一新生对大学的学习抱有强烈的好奇心,但经过对大学课程的接触后就会发现大学教学内容、方式和手段与中学时有很大差异,对于长期习惯于学生和老师捆绑式的鸟儿喂食的教学方法的大一新生开始感到茫然,很难在短时间里找到适应大学阶段的学习方法。而工程化学课程内容多、学时少、跨度大,入学的大一新生往往稍不努力学习,就会感觉学习吃力。高考胜利所带来的良好感觉将逐渐消失,精神压力也感觉较大。对此,笔者认为在授课过程就应指出大学工程化学课程与高中化学课程学习的巨大差异性,其中,课程的考核方式不在是单纯依靠期末的卷面成绩,而是要更多考查学生自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。

考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(80%)这种传统的理论课考核权重方式和大一新生高中阶段的学习考核方式相仿,比较侧重于终结性的评价,笔者感觉这种方式由于与高中学习考核方式的相仿而不利于调动大一新生的学习积极性;对此,我院工程化学课程考核方式调整为考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(40%)+个人专题论文(20%)+团队创新实验(20%)这样六部分构成。考核方式的多元化改革是希望学生逐步提高自主学习和团队合作的能力,在这种新体系的考核方式中,更突出了过程性考核,有利于学生将来走向社会后的职业发展。

四、结束语

通过实际教学发现,化学作为一门与工程实践紧密结合的基础科学,不仅要让学生掌握好基础理论,更要让学生学会运用所学的理论知识思考、解决所面对的生产实生活中的实际问题。

由于当前工程化学课程设置的教学时数和实验课时数相对较少,有限的学时往往也限制了部分教学方法和手段的使用,这些问题和不足,笔者认为随着今后互联网的蓬勃发展,信息化建设水平的不断提高,今后可在网络教学平台上搭建出一个不受教学时间和空间限制并且教师与学生能够良好互动的24小时教室。

总之,工程化学课程的教学改革取得了一些成绩,积累了一些经验,但改革是一项长期而艰巨的任务,需要相关教师在当前学校以教学为基础、以科研为导向的政策支持下,付出更多的努力。

参考文献:

[1]吴芳辉.关于工程化学基础课程教学策略的探讨[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2012,(29):121-122.

[2]冉敬文,任乃林.《大学化学》教学经验与体会[J].广东化工,2009,(5):214-215.

[3]王卫.基础化学原理教学改革探索[J].大学化学,2011,26(4):21-23.

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2014年高考考试大纲(课程标准实验版)化学及题型示例中新增的10道题,大都是涉及化学工艺流程的题型。它将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图的形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。同时该类试题也是近几年高考化学试题的热点题型。

一、工艺流程设计题的特征

通过近两年全国高考试题和2013年高考理科综合中涉及工艺流程试题的分析(见图表一):

可以总结出工业流程试题具备以下特征:一是试题情境具有真实性,它源于生产实际,以解决化学实际问题为线索进行设问。二是试题考查内容丰富,试题常涉及氧化还原反应的判断、化学方程式、离子方程式、电极反应式的书写、化学反应速率和化学平衡理论的应用、化学反应中的能量变化、与化学实验相结合的实验操作(如:常见仪器的名称和使用、分离提纯的基本操作、实验数据的处理和误差分析等),环境保护与绿色化学等方方面面的化学基础知识;能较好考查考生对化学知识的掌握和应用情况,同时考查考生解决化工生产中的相关问题的迁移推理能力。三是突出能力考查:试题类型新颖,阅读量、思维含量较大,考查考生的资料收集、处理能力;通过化工生产条件的选择考查学生运用化学反应速率、化学平衡、水解平衡、沉淀平衡、电化学等理论解决实际问题的能力;通过确定产品的成分、产率等考查学生的计算能力;复杂的工业流程图和陌生的操作名词,有效的考查了学生的心理承受能力。

二、学生在工业流程试题省题中常见的错误

(一)思维存在局限性:如:片面追求原料的转化率而忽视催化剂的催化活性等因素,片面追求反应速率而忽视反应的限度;片面追求生产的反应速率和原料的转化率而忽视生产的实际可行性;忽视流程图中的循环使用和循环操作;不能全面的分析、评价化工生产流程。

(二)基本概念的理解存在偏差:如:认为绿色化学就是治理污染。其实绿色化学是防治污染而不是治理污染。对一些的陌生的操作名词不能理解。如:水相、有机相、酸浸等。

(三)面对复杂流程和一些陌生的名词和表达方法产生畏难情绪,干扰解题思维。

(四)不能规范简洁的语言回答问题,不能根据题中的信息准确的书写化学反应、离子反应、电化学方程式等化学用语。

三、解答工艺流程设计题型的基本解题思路

(一)首先要明确试题的考查范围和命题的意图:工业流程设计试题由题头、流程图和问题三部分组成。在解答工艺流程试题时,学生首先应通过泛读试题的题头和问题两部分,了解工艺生产的原材料和生产目的,问题部分涉及哪些化学知识的考查,带着问题重点研读流程图形,弄清工艺流程中涉及的原料和目标产物的成分,流程中涉及的分离提纯的操作有哪些等,根据已有的化学知识及试题中提供的信息分析有关操作的原理、物质的转换关系等。

(二)克服陌生名词带来畏难情绪,抓住有效的信息树立答题信心:在工艺流程的图型中,熟悉和陌生的操作并存,已知物质和未知物质的考查并存;面对陌生的物质不要有畏难情绪,不要未战先降。试题的考查对象不是陌生概念的本身,只要抓住流程图中主干转换关系,结合题目中的信息,将流程分解为若干部分;就能解决绝大部分问题。同时有的陌生名词可以从字面理解(如:水相就是指水层、有机相就是指有机层)。对于无法理解的名词,可以不理睬,将注意力放在这种操作之后的物质上。

(三)落实细节,规范答题。在明确题目的考查范围和意图后,结合有关化学原理和化学实验操作,规范书写化学反应方程式、离子方程式、电极反应式;对于有些问题,还可以从问题本身发现一些隐含的信息(如:综合考虑经济效益和绿色环保等)。

四、工艺流程设计典型例题分析

产品提纯类工艺流程题:(2013新课标Ⅰ卷27)(15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。

回答下列问题:

(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_____。

(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____。

(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是____。

(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式____。

【解析:】本题以回收锂电池正极材料中的某些金属资源为背景,通过工艺流程框图,考查考生结合流程分析元素化合物的化合价、离子方程式、化学方程式、电池反应方程式的书写,工业流程中操作的原因分析等。(1)由化合价代数和为零求得Co元素的化合价为+2价;

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关键词:化学反应工程;课程建设;教学改革;工程观念

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)04-0104-03

《化学反应工程》是化工工艺专业的核心课程,也是其他相关专业的重要课程,化学反应的工业化实施、反应器的设计和优化等一系列化学工程问题都离不开它的指导。可是,在教学过程中,我们发现不少学生认为该课程难度大、理解困难、不容易掌握,是大学中最难学习的课程之一。这种现象产生的原因:一方面,该课程涉及先期多门课程知识,知识点零散,难点较多,学时数少,要在较少的学时里系统掌握这一门课程,对部分学生来说不是件容易的事情;另一方面,这门课程在大四上学期开设,而这一阶段的学生考研或就业压力比较大,这也使他们不能在学习中投入全部的精力。因此,如何在有限的教学时间内提高学生的学习兴趣、掌握课程内容、培养工程能力、构建创新思维成为《化学反应工程》教学的重点改革内容,我们在教学过程中进行了积极的探索及实践。

一、强化课程重要地位,提高学生学习兴趣

兴趣是最好的老师,学生只有对课程产生极大的兴趣和重视,才会有信心去学好这门课程,才能积极主动地克服学习中遇见的困难。这就要求教师在第一堂绪论课上下工夫。教师应对课程内容有透彻的了解和丰富的教学经验,准确回答好“课程的性质和地位,课程的结构和内容,学好课程的思路和方法”等基本问题。同时教师要把该学科发展前沿的技术和应用现状介绍给学生,让学生一开始接触,就能深刻感受到该课程在生产中的具体应用及重要性,从而激发学生对课程重视程度和学习兴趣。为了完成这一目标,每学期上课之前,针对如何上好绪论课,我们课程组教师要进行一次集体备课,根据各位老师前面上课反馈的信息和经验,对于可能存在的问题和如何能够解决这些问题,大家相互交流,从而互相提高。有相关科研课题的教师根据自己的科研实践,用浅显生动的语言、具体实际的数据结果,回答绪论课中需要解决的问题,有些老师则从化工生产应用和学生化学实验的实验现象来回答上述问题。经过集体备课后,教师们走上讲台,在对本课程内容准确把握的基础上,通过丰富的实际应用事例和充满激情的表述,使学生们能领会到本课程的性质和重要性,同时明白学习本课程应该具备的知识点。由于对第一堂绪论课的高度重视,为学生学好本课程打下了良好基础。

二、理顺课程基本线索,精选课程主要内容

本科《化学反应工程》课程的教学目标要求教师应从教材内容的组成,章节的编排体系,各部分内容的份量和侧重等方面,依据不同专业学习的特点,对课程进行适当的梳理。我校现用教课书为陈甘棠主编的“十一五”国家级规划教材《化学反应工程》第三版,此书内容系统,易于掌握。同时还选择李绍芬教授编写的“九五”国家级重点教材《反应工程》作为教学参考书,此书最大的特点是编入大量生产实际反应的例题和习题,这种理论联系实际的题型,能提高学生的学习兴趣和联系实际的能力。这两本书的编排体系有所不同,学生在学习过程中可以通过比较,更深地理解反应工程的实质。在教授内容的选择上,《化学反应工程》的基础知识,教师应该重点讲授,教学上可安排较多学时,为后续的学习打下坚实的基础。在其他课程学习过的内容如化学反应速度等概念,教师应做概括性介绍,把主要精力放在新知识和学过知识的应用拓展上。部分章节学生可在教师的安排指导下有目的、有计划地在课外进行自学。生化反应工程基础等章节则可以完全不讲。与此同时,学校还根据我校煤化工的特点,以讲座形式聘请客座教授为学生授课,列举典型生产实例进行讲解和分析,提高学生分析和解决实际生产问题的能力。应用化学专业进行科研实践周活动,让学生在科研实践周里熟悉反应器的选型与优化操作。通过对课程内容的精选和课程线索的梳理,使学生在学习过程中具有很强的针对性,大多数学生都能很好的掌握课程的重点内容和要求。

三、精心组织教学方法,采用多种教学手段

《化学反应工程》内容繁杂,难点较多,有基本的概念描述,也有枯燥的公式演绎。为了保证学生对基本概念能准确理解,基本方法能学以致用,就要对教学方法和教学手段进行改革。教师要精心研究教学方法,采用多种教学手段,满足少学时多内容的教学任务,做到各章节重点和难点突出,使学生易于理解和掌握。首先,在讲课方式上,应用不同的教学方法,充分体现教师“启发引导”和学生“积极主动”的现代教育基本原则。采用启发式教学法,使学生在学习过程中始终处于积极的思维状态。在启发式教学的基础上,针对不同章节可采用对比法、归纳法、提问法等方法来调动学生的学习积极性和主动性。如通过具体事例的讲解,应用对比与归纳法结合的方法对均相反应器型式和操作方法进行评选。对于某些有难度同时又在几种情况下反复出现的概念,采取学生和老师现场探讨形式,而后由学生自己总结结果。这样活跃了课堂教学气氛,提高了教学效果。再次,采用灵活多样的教学手段是教学方法改革的重要措施。根据授课内容的特点,有选择性地使用多种手段进行教学可以起到事半功倍的效果。多媒体在教学上应用,可以将工厂一些实际例子和生产现场搬到课堂,学生通过逼真的影像资讯不仅可以看清楚反应器的内部结构,同时也能了解反应器内传质与传热状况,对于反应器的设计、放大与优化建立必要的感性认识。如对合成氨反应器内部结构和流体流动的展示,激发了学生对反应工程课程的学习兴趣和学习热情。经过近两年多位老师的共同努力,本课程多媒体教案制作完成,经过课堂的使用,同学们反应良好,可以明显地提高教学效率。

四、加强工程技术观念,做到理论实践结合

重视理论和实践结合将是提高教学质量的一个关键过程。因此在理论教学中,我们必须积极引导学生树立和强化工程观念,加大理论和实践相结合力度。学生在课堂上领悟到所学知识的用武之地,就会表现出更高的学习热情,收到意想不到的学习效果。在教学过程中我们在这方面进行了改革尝试,具体做法是:一方面,教学内容和实际生产相结合。在教学过程中,我们注意选择实际生产中与基本教学内容密切相关并具有代表性的事例进行剖析、讲解,帮助学生对《化学反应工程》课程的理解。例如我们以淮化集团合成氨生产工艺为例,通过有针对性地对生产过程进行分析,使同学们对所学理论知识有了更深的理解和巩固。另一方面,教学内容与科研、专业实验相结合。我们利用专业实验和教师的科研活动,把课程教学从较为抽象的理论变成易于理解和直观的实际过程,加深学生对概念和原理的理解,加强学生的工程观念。有些授课教师把自己的科研与课程有关内容紧密地结合起来,将一些案例引入课堂教学,让学生学习反应工程科研思路方法,并且让部分学生参与到自己的科研活动,学生通过自己动手更深地体会本课程的精髓。近年来,随着我校“对甲酚催化氧化制对羟基苯甲醛研究”、“软化学法制备共掺杂二氧化钛光催化剂的研究”等课题研究的深入,在参与科研工作中,学生大大提高了感性认识和动手能力,培养了学生构建创新思维的能力。不少学生通过参与科研工作这个活动,对《化学反应工程》课程产生了浓厚的兴趣,并且通过自己的努力,在化学工程方向继续进一步的深造。

《化学反应工程》是一门最能体现化学工程与工艺特点的学科,让学生在短时间内掌握并运用它并非易事。只有激发学生的学习兴趣,在教学内容和教学方法上不断进行探索和改进,不断强化工程观念和使用多种教学方法、手段,才能提高学生的学习能力,培养学生的创新能力。我校反应工程专业的教师在近两年的教学活动中进行了初步尝试,并取得了一定的效果,今后我们将进一步进行《化学反应工程》课程改革的探索,提高学生学习《化学反应工程》课程的能力,掌握课程内容,为国家培养更多的化工创新人才。

参考文献:

[1]许志美,张廉.倡导科学思维方法,培养工程分析能力——“化学反应工程”教学研究[J].化工高等教育,2003,(1):66-67.

[2]周涛,谭军,叶红齐,钟宏.化学反应工程裸程教学向容和课程体系改革[J].化工高等教育,2006,(3):26-28.

[3]粟海锋.化学反应工程课程教学实践的一些体会[J].广西大学学报,2006,(2):99-102.

[4]范明霞,徐保明.关于《化学反应工程》课程教学的研究与探讨[J].内蒙古石油化工,2011,(4):76-77.

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关键词: 卓越工程师 工程图学 教学改革 教学内容

教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,该计划具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。

工程图学是许多工程类专业的基础课程,与生产实际结合紧密。但目前国内绝大多数高校的工程图学课程教学内容设置陈旧、教学方法单一、与工程应用结合不够紧密、对学生的工程能力和创新能力培养不足。为此,本文将结合多年的教学实践研究卓越工程师计划给工程图学课程教学提出的要求和挑战。

一、工程图学教学中的不足之处

工程图学具有教学内容抽象、实践性强的特点。工程图学的发展存在两个趋势:一是对投影理论等基础知识的要求降低;另一是对二维图形的计算机绘图能力的要求越来越高,同时有增加三维图形知识的倾向。卓越工程师计划的提出增强了这两个趋势,对工程图学的教学内容和教学方法也提出了新的要求。

目前工程图学处于传统教学与现代教育手段深度结合期,与传统的工程图学教学相比,多媒体课件的应用提高了课堂的教学效率,但其中也存在许多亟须改进的不足之处。

1.校内教学与工程实践的结合较差。该课程要求很强的实训性,掌握制图的基本知识和基本能力需要课后大量的作业训练,但目前学生实训严重不足。同时由于缺少工程实践经验,学生仅靠课堂教学难以掌握工程背景的部分知识。另外目前国内大多数高校工程图学的教学内容相对陈旧,与工程实践的结合比较松散。

2.随着招生规模的增加,教学资源、实验室建设严重滞后,影响了该课程的实践教学,从而影响了整体教学效果。

3.工程图学教学课程体系与有关专业技术基础课如机械设计、机械原理等课程的结合不够紧密,需要形成一体化的课程体系,并能够与课程设计、毕业设计等深度结合。因此有人认为工程图学教学中应以构形设计、创意设计为核心,在整个教学过程中大力应用CAD技术,让学生能设计绘制较简易的机械产品。

4.能力培养目标不够清晰,尤其是思维能力、创新能力、实践能力的培养在传统的教学中体现得不够多。有人主张工程图学课程是把图学知识和思维(特别是形象思维)训练有机结合的一门课程,在图学教育中应充分发挥课程特色,强化课程思维训练载体的作用[1]。

综上所述,由于在开设本课程之前学生尚有很多专业知识没有学习,加之中学课程缺少丰富的形象思维能力训练,仅仅采用传统的教学模式已不能满足对人才培养的需求[2]。

二、教学改革切入点

教育部在“卓越计划”实施意见中提出要从五个方面采取措施:一是构建高校与行业企业联合培养人才的新机制,企业由单纯的用人单位变为联合培养单位,高校和企业共同设计培养目标,制定培养方案,共同实施培养过程。二是以强化工程能力与创新能力为重点改革人才培养模式。三是改革完善工程教师职务聘任、考核制度。优先聘任有在企业工作经历的教师,教师晋升时要有一定年限的企业工作经历。四是扩大工程教育的对外开放。五是教育界与工业界联合制定人才培养标准。

因此工程图学的教学改革可以结合上面五方面的措施,从以下几个方面进行教学改革。

1.从与企业深度合作培养和强化工程能力方面考虑,工程图学教学应该结合工厂实习、生产实践等活动进行背景教学和实训操作。工程图学教学内容与生产实际联系密切,良好的工程背景知识有利于帮助学生掌握制图基本知识和基本技能。背景教学可以采取多种多样的企业合作教学形式,如生产实习、参观实训等,如可以安排学生到工厂参观各种零部件的制造、装配工艺过程。实训操作可以采取测量测绘、拆装训练等形式,如引导学生对部件的实物或模型进行拆装等。

2.从完善工程教师师资和扩大工程教育对外开放的角度,可以采取“双师型”教师的培养、聘用高级工程师合作教学等方式,加强卓越机械工程师的师资队伍建设。另外,也可采取派送教师到国外进行访问、学习、交流,聘请国外教师任教等方式扩大工程教育的对外开放程度。

3.从人才培养标准方面建立合理的工程图学卓越课程评价指标体系。该体系应能体现工程图学教学改革的发展趋势,反映卓越工程师对工程图学课程的要求。着重考核教学过程中企业合作的深度性、培养目标中的工程实践能力培养和创新能力培养以及教学内容的实践性。

三、教学内容改革是实现卓越工程师计划的重要途径

1.按照教学内容设置有序地增加工程实践背景知识。

大学一年级的学生缺乏工程背景知识,认识不到学习《工程图学》的重要性,也不了解学习这门课程的方法。尤其对机械制图部分,大多数学生不清楚这些知识的应用背景,学习兴趣淡薄,传统的教学模式无法提高学生的工程素养和工程意识,学习效果也就不尽如人意。

增加学生的工程实践背景知识可以通过下面两个途径实现:

(1)针对每部分知识增加相关的参观、实习等环节。

在学习机械制图部分基本内容前后都安排具有相应的工程背景的实践环节,进行工程意识和工程思维能力的培养。全部课程结束后再进行两周的部件测绘,加强画图和看图的基本技能的训练。合理安排实习的教学内容,整门课程大约需要三次左右的实习就可以实现,很多学校的校内实习工厂和校内实验室、校内模型室完全能够满足实习需要。

(2)利用课件、录像、三维造型软件等

引入工程背景知识的另一重要途径是课件、视频影像和三维造型软件。计算机技术和多媒体技术的发展,使得许多立体的、复杂的零部件结构和工艺过程都能够活灵活现地展现在教室中。精美的课件能增加表现力,静心剪裁的影像能帮助同学们了解生产,三维造型软件能够帮助同学们掌握产品设计和产品加工的过程。这些手段无疑会使课程内容和教学方式满足生产实际的需求,符合课程教学发展的趋势。

2.增加三维造型内容和在构型创新设计内容的教学量。

在工程图学教育中,加强对学生构型创新设计能力的培养有利于创造性思维的培养,同时也利于增强学生的空间想象能力和三维造型能力,对学生的画图能力和读图能力的提高都有很大的帮助。这一部分内容应结合模型和实训的教学方式,教学效果会更好。

三维造型内容能够利用三维造型软件构建空间概念,从体的角度分析和讲解物体的形成和投影,更加符合认知规律。另外三维图形比二维图形形象、易懂,学生更感兴趣。比如在组合体三视图时,利用三维造型软件展现组合体的叠加、切割和综合,能帮助深刻理解组合体的形成方式。

3.增强动手实践训练和综合实践训练。

综合设计项目是该课程教学内容中的一个重要部分,综合设计项目使学生运用自己在该课程中学到的理论和技能进行产品设计,从而激发学生对本学科的兴趣和热爱,提高学生的实践能力和创新意识,培养学生的团队合作精神[3]。

开展学生动手实训的课程设计、机械创新大赛、工厂实习等实践教学工作,拓宽工程图学课程的教学空间,丰富立体化的教学模式。完善教学实践环节,将创新意识切实引入教学各个环节之中。例如对实际生产中应用的部件(空气压缩机或减速器)进行测绘,包括测量、绘制草图、计算机绘图等。

综合性实践环节的内容包括拆装零部件、零件测绘、部装图的绘制、计算机绘图。拆装零部件训练让学生了解零部件的用途、工作原理、装配关系、装配工艺;零件测绘训练学生选择合理的表达方案、合理地选择标准尺寸,着重培养学生的知识应用能力和应用创新能力。部装图的绘制训练学生选择合理的装配图表达方案,强化学生的绘图能力;计算机绘图训练学生利用AutoCAD绘图软件完成二维零部件工作图和装配图的绘制,培养学生的计算机绘图和计算机应用能力。

参考文献:

[1]徐健,张承谱,丁伯慧,等.高等工程教育体系中工程图学课程的改革刍议[J].工程图学学报,2011(3):86-90.