項(xiàng)目教學(xué)法在化學(xué)原理課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張建峰++朱學(xué)軍++梁靜++張潔婧

摘 要：本文在吉林省品牌專業(yè)生物工程團(tuán)隊(duì)支持下我們根據(jù)農(nóng)科院校學(xué)生特點(diǎn)和化工原理課程特點(diǎn)，將項(xiàng)目教學(xué)法引入到化工原理課程設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生以小組為單位共同完成一個(gè)較大的項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)將化工原理理論與工程實(shí)踐相結(jié)合的目的。改變了傳統(tǒng)的化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中，學(xué)生各自為政，獨(dú)立解決某一個(gè)特定的小課題的教學(xué)形式，加強(qiáng)的學(xué)生間的相互合作，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識和解決綜合問題的能力。

關(guān)鍵詞： 項(xiàng)目教學(xué)法；化工原理；課程設(shè)計(jì)；理論與實(shí)踐結(jié)合

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.213

0 引言

項(xiàng)目教學(xué)法 （Project Based learning， PBL），是以項(xiàng)目為對象，將學(xué)生分組，然后各組學(xué)生圍繞各自的項(xiàng)目進(jìn)行討論、協(xié)作學(xué)習(xí)，最后進(jìn)行合理分工，共同完成項(xiàng)目，教師根據(jù)項(xiàng)目完成的情況來評價(jià)學(xué)生對知識的掌握程度是否達(dá)到了教學(xué)要求。

1 項(xiàng)目教學(xué)起源

項(xiàng)目教學(xué)法起源于16世紀(jì)末期的歐洲，是由意大利建筑教師要求學(xué)生進(jìn)行的設(shè)計(jì)教堂、紀(jì)念碑、宮殿等 建筑的“競賽”演變而來的，經(jīng)過100多年的發(fā)展改進(jìn)，到1763年，項(xiàng)目教學(xué)觀念正式成為學(xué)院派的教學(xué)方法。1765-1880 年，項(xiàng)目教學(xué)法成為常規(guī)的教學(xué)方法，并且由歐洲傳入美國，從最初的僅在建筑學(xué)中應(yīng)用發(fā)展到在工程學(xué)中廣泛應(yīng)用，從而掀起了項(xiàng)目教學(xué)法的第一次發(fā)展浪潮。1880-1915 年間，項(xiàng)目教學(xué)法在手工培訓(xùn)、工藝美術(shù)等學(xué)校中得到較廣泛的應(yīng)用，在這些學(xué)校中，學(xué)生必須完成“畢業(yè)項(xiàng)目”，并且獲得學(xué)校教師的認(rèn)可才可以拿到畢業(yè)證書。1915-1965 年，美國的教育家 Kilpatrick 發(fā)表了題為《項(xiàng)目教學(xué)法在教育過程中有目的的活動的應(yīng)用》論文，重新定義了項(xiàng)目教學(xué)法，引發(fā)了世界教育行業(yè)的廣泛關(guān)注與熱烈討論，掀起了第二次項(xiàng)目教學(xué)法理論與應(yīng)用研究的浪潮。1965 年以后，項(xiàng)目教學(xué)法再次進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。教育家凱茲與查德撰寫了題為《啟迪孩童的心智：項(xiàng)目教學(xué)法》的專著，將項(xiàng)目教學(xué)法引入到兒童教育領(lǐng)域，掀開了項(xiàng)目教學(xué)法第三次研究的浪潮的序幕。在這一時(shí)期，項(xiàng)目教學(xué)法逐漸完善，成為了一種重要教育模式，并成為一種探究式學(xué)習(xí)形式被大力推廣，其學(xué)習(xí)理念從大學(xué)教育推廣到中小學(xué)教育。

2 項(xiàng)目教學(xué)法在國內(nèi)的應(yīng)用

項(xiàng)目教學(xué)法在我國廣泛應(yīng)用的時(shí)間比較晚，到本世紀(jì)初才開始研究，但是發(fā)展及其迅速。在化工原理課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法卻有很多優(yōu)點(diǎn)。下面我們以乙醇生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)為例來討論項(xiàng)目教學(xué)法在化工原理課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇工藝一般包括原料粉碎，糊化，糖化，發(fā)酵，蒸餾五個(gè)主要工段，我們將每班30個(gè)學(xué)生分成A～E 5組，每個(gè)組拿到的設(shè)計(jì)任務(wù)都不相同，比如A組設(shè)計(jì)以木薯為原料年產(chǎn)10000噸乙醇的工藝，B組設(shè)計(jì)以玉米為原料年產(chǎn)8000噸乙醇的工藝。每組6名學(xué)生，選出一名學(xué)生作為組長，負(fù)責(zé)組織學(xué)生討論方案，任務(wù)分工，把握工作進(jìn)度，定期匯報(bào)等工作。學(xué)生按自己的意愿，按工段分工或按單元操作分工，組長組織組員列出完成本項(xiàng)目所需的所有工作，盡可能列的詳細(xì)，周全，然后提出任務(wù)分配方案供大家討論，根據(jù)組員意見做適當(dāng)修正，最終確定任務(wù)方案，如果項(xiàng)目進(jìn)行過程中出現(xiàn)預(yù)算外任務(wù)，組長負(fù)責(zé)合理的安排下去。這樣的過程可以鍛煉組長的領(lǐng)導(dǎo)組織能力，鍛煉團(tuán)隊(duì)成員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，語言表達(dá)能力，同時(shí)還可以鍛煉學(xué)生在意見不一致時(shí)處理問題的能力。一般情況下，為了分工清晰，學(xué)生會選擇按工段分配任務(wù)，五名學(xué)生各負(fù)責(zé)一個(gè)工段，組長負(fù)責(zé)輔助工段及各個(gè)工段直接的銜接工作，鑒于蒸餾工段任務(wù)量比較重，一般組長會幫忙做一部分輔助設(shè)計(jì)工作，比如再沸器，冷凝器的設(shè)計(jì)選型等。

任務(wù)分配完畢以后，每個(gè)學(xué)生花費(fèi)1天的時(shí)間根據(jù)自己的任務(wù)提出設(shè)計(jì)方案，以及一些自己沒法解決或把握不準(zhǔn)的問題，準(zhǔn)備小組討論。第二天開工前組長組織討論各個(gè)工段的設(shè)計(jì)方案，組員積極參與討論，找出設(shè)計(jì)方案不合理的地方，并討論提出解決方案或者解決問題的方向。如果有實(shí)在無法解決的問題及時(shí)找老師討論。經(jīng)過論證，初步達(dá)成一致意見后與指導(dǎo)教師討論方案，并最終確定設(shè)計(jì)方案。從第三天開始進(jìn)入常規(guī)設(shè)計(jì)工作狀態(tài)，按計(jì)劃2周的課程設(shè)計(jì)通常有7天處于常規(guī)設(shè)計(jì)工作狀態(tài)。在這期間，每天開工前組長要組織半小時(shí)的開工會，每天工作結(jié)束前1小時(shí)各組組長向指導(dǎo)老師做當(dāng)天的工作匯報(bào)。開工會時(shí)討論當(dāng)天需要完成的工作及頭一天遇到的還沒有解決的疑難問題。開工會結(jié)束后各成員進(jìn)入工作狀態(tài)，遇到問題首先自己查資料文獻(xiàn)去解決，如果解決不了，則自由找人討論，可以找本組成員也可以找其他組成員討論。到收工前1.5小時(shí)仍然沒解決的問題組長匯總，在向指導(dǎo)導(dǎo)師做當(dāng)天組內(nèi)工作進(jìn)展報(bào)告時(shí)提出來。每天設(shè)計(jì)工作結(jié)束后各組組員需要向組長做一個(gè)工作進(jìn)展報(bào)告，匯報(bào)當(dāng)天自己所做的工作，包括設(shè)計(jì)方案，工作進(jìn)度，遇到的問題，需要提供的幫助等。之后，各組組長需要向指導(dǎo)老師做一個(gè)工作報(bào)告，匯報(bào)整個(gè)組的工作進(jìn)展，那些工作正按計(jì)劃進(jìn)行，那些工作已經(jīng)提前完成，哪些工作遇到問題比預(yù)期需要多花費(fèi)多少時(shí)間，明天準(zhǔn)備做哪些工作，有哪些問題需要老師幫助解決等。課程設(shè)計(jì)的最后一天，各組需要整理計(jì)算書、圖紙、工藝方案，然后總結(jié)本次設(shè)計(jì)所用到的知識如塔板計(jì)算理論，哪些設(shè)計(jì)理念如精餾塔選型時(shí)要綜合考慮效率、成本和技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度等問題，秉承企業(yè)利潤最大化的原則來對精餾塔選型。最后，各組組長要向指導(dǎo)老師做這兩周實(shí)習(xí)的工作匯報(bào)，包括設(shè)計(jì)成果，設(shè)計(jì)過程中遇到的值借鑒推廣的處理問題的方案等。

3 結(jié)束語

以項(xiàng)目制的方式進(jìn)行化工原理課程設(shè)計(jì)不僅可以提高學(xué)生的工程意義，以便畢業(yè)后能更快的適應(yīng)企業(yè)管理模式，同時(shí)能使學(xué)生將所學(xué)知識綜合利用，融會貫通，能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，增進(jìn)同學(xué)間感情。因每個(gè)同學(xué)的任務(wù)都不同，必須獨(dú)立完成，所以能提高學(xué)生自己解決問題的能力和語言表達(dá)能力。因此，項(xiàng)目教學(xué)法非常適宜用于化工原理課程設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：張建峰（1973-），男，吉林舒蘭人，博士，副教授，研究方向：傳質(zhì)與分離工程，工業(yè)微生物應(yīng)用。

*為通訊作者。