化工原理教学改革

作者:未知

  摘 要:文章对目前高校化工原理教学中面临的问题进行分析,提出应采用互联网微课形式对教学进行改革,微课的引入有效地解决了化工原理课程教学过程中的晦涩、解题中思路不清、计算容易出错等问题,并可以通过图片、动画、案例分析及在线答疑等方式调动学生的积极性,提高教学效率。
  关键词:化工原理;微课;改革
  “化工原理”是化工类专业很重要的一门课程,是一门以典型的单元操作为主要内容、以传递过程和研究方法为主线的工程技术基础课,具有浓厚的工程性质。本课程强调工程观点、定量计算和设计能力的训练,强调理论和实际相结合。学好这门课程,对顺利衔接此前所学的基础课和此后要学的专业课至关重要。因此,在“化工原理”教学中,培养学生掌握工程观点与方法,使他们能够利用这些观点与方法分析问题、处理问题,是“化工原理”课程教学的主要目的。
  然而化工原理的教學中存在各种各样的问题,如学生觉得内容不易理解、难度太大、公式多、计算复杂等。该课程具有较强的工程性,对于大二或大三的学生而言,他们几乎没有接触过化工厂的生产设备,对课程中讲述的单元操作、设备结构等知识点没有感性认识和具象概念,因而学生普遍反映该课程难度较大,学生学习兴趣不够浓厚。在教学经验不断地积累中,教师也需要及时改进或更新教学方法和手段,以适应不同特点的学生,充分实现因材施教。
  目前互联网和手机与学生的生活学习分不开,慕课和微课这些新型的教学方式逐渐被引入教学。慕课主要是精品课程的在线学习模式,而微课则形式更加灵活多变,学生在课前课后只需用较少的时间,甚至是用一些碎片时间就可以对知识点进行学习。这有利于强化知识点的学习,促进教学效果的提高。
  一、化工原理教学面临的问题和困难
  1.工程性强,不易理解
  化工原理是化学工程与工艺、制药工程、生物工程等相关专业的专业基础课,化工过程由单元操作组成。在化工企业就业必须熟练掌握单元操作在操作和工艺过程,扎实掌握化工原理知识能提高学生的就业中的竞争力。本课程以“三传一反”为主线,揭示化工生产中各种不同传递原理的单元操作,如动量传递单元操作(流体流动、过滤、沉降分离、搅拌),热量传递单元操作(传热、蒸发),质量传递单元操作(吸收、精馏、萃取、吸附)以及热质同时传递单元操作(干燥)。对于在校生而言,该课程跟之前学过的基础化学、有机化学、物理化学等课程最大的不同就是工程性强,因此学生在初次学习该课程的时候就会觉得很多概念和思维不易理解,增加了学习的难度。
  2.公式多,计算复杂
  化工原理的教学重点之一就是化工单元操作的计算,该课程相对于其他化工专业基础课而言公式较多,计算较复杂。大部分学生在利用所学理论知识解决实际问题时,还存在一讲就会、不讲就没有解题思路的现象,甚至学生即使知道解题思路与方法,也存在计算出错、单位换算错误等问题。
  3.学生没有感性认识,不感兴趣
  由于以上两点问题,一部分学生在学习化工原理过程中表现出不理解不感兴趣等情况,还有一部分学生想把这门课程学好但就是学不好、学不精,不能熟练解题或运用知识点解决实际问题。
  面临这样的教学状况,我们尝试采用微课这种新型的教学方式,希望从一定程度上缓解化工原理教学存在的问题,进而从根本上解决这些问题。
  二、微课的特点
  微课的核心组成内容是课堂教学视频(课例片段),同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源,它们为教学提供了一个小课题。因此,微课既是一种有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源,又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源,具有以下特点:
  1.教学时间较短
  微课的时长一般为5~8分钟左右,最长不宜超过10分钟。因此,相对于传统45分钟一节课的教学课例来说,微课可称之为"课例片段"或"微课例"。
  2.内容精简,形式多样
  相对于较宽泛的传统课堂,微课更多展现的是某个知识点(如教学中重点、难点、疑点)的教学,如教学反思、学习技巧策略等具体的、真实的、可以解决的问题,让学生有所收获并学以致用。
  三、微课在化工原理教学中的应用
  微课研究的问题来源于教育教学实践中的具体问题,主要为了突出课堂教学中某个知识点,或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动,学生可以通过QQ群、手机、微信等方式进行在线学习。微课的开展可在以下四方面实施:①预习;②作业;③复习;④答疑(答疑解惑)。
  教师在预习环节时,可以在QQ群或微信中发出问题,引导大家进行思考,然后给出相应单元操作的原理图,让学生在上课前对知识形成一个基本的认识。比如在流体流动章节中教师可以提出问题“物料如何从一个低位设备输送到另一个高位设备?”。在课堂学习过程中,学生就会带着课前提出的问题进行学习。在每堂课结束后,教师可在群里发送作业参考答案和知识点,如“雷诺数的分区”“层流与湍流的区别”等。章节内容结束后,教师在群里发送章节纲领,同时可以附上一些综合计算题,学生可以根据大纲总结相应知识点要领,并剖析解题思路。学生有疑问可直接在群里提出,教师能及时为学生答疑解惑,如“虚拟压强”“边界层分离现象”“离心泵工作原理的关键”等难点。同时教师也可以将设备结构图或目前新型的设备形式定期发送给学生。
  四、结语
  微课的引入改变了传统的教学方式、学习方式,打破了学生学习的地域和时间的限制,学生可以在课余时间甚至是用碎片时间进行有效的学习,这对化工原理教学改革有极大的促进作用。
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  作者简介:康顺吉(1983—),女,河北获鹿人,讲师,硕士,研究方向:纳米材料。
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