化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程教學(xué)模式改革與實踐

胡桂香+雷引林

摘 要：隨著科技和計算機技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)化工軟件已經(jīng)成為相關(guān)工作者解決化學(xué)化工問題的基本工具，在大學(xué)開設(shè)化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程對于畢業(yè)生具有重要作用。本文介紹了我?；瘜W(xué)化工軟件應(yīng)用課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考試模式等方面的改革措施與實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：計算機 化學(xué)化工軟件應(yīng)用 教學(xué)模式 改革 實踐

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0247-02

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，計算機技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用到各個領(lǐng)域。因此，將計算機引入大學(xué)專業(yè)教學(xué)是當今教育改革的基本特征。化學(xué)化工軟件是化學(xué)化工以及相關(guān)專業(yè)人員利用計算機解決化學(xué)化工問題的基本工具，因此利用化學(xué)化工軟件來解決實際問題是新技術(shù)發(fā)展的必然趨勢?；瘜W(xué)工作者除了具有化學(xué)、化工專業(yè)知識外，還應(yīng)該掌握與本專業(yè)相關(guān)的計算機應(yīng)用技術(shù)[1]，如化學(xué)實驗或化工生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)處理以及實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)庫檢索、流程控制等各種模塊的設(shè)計制作。一個成熟的化學(xué)化工專業(yè)工作者應(yīng)當熟練地使用相關(guān)的軟件，使自己的工作更加方便、高效與可靠[2]。我們曾對早期畢業(yè)生進行調(diào)查，學(xué)生普遍反映，工作中經(jīng)常用到專業(yè)軟件解決實際問題，可是由于沒有接受過系統(tǒng)訓(xùn)練，使用起來束手束腳，甚至不了解什么軟件可以解決什么樣的問題。近幾年，國內(nèi)大部分高校已經(jīng)意識到學(xué)生軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)的重要性，開始設(shè)置相關(guān)課程的教學(xué)[3-4]。

我校相關(guān)化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程于2012年開設(shè)，是針對制藥工程、生物工程、高分子材料與工程、化學(xué)工程與工藝4個專業(yè)的選修課程。由于課程涉及到軟件應(yīng)用，因此最初安排在機房進行授課，但卻發(fā)現(xiàn)存在一些問題，如機房計算機配置偏低，涉及到的軟件較多，運行速度慢，容易死機；選課人數(shù)多時，后排的學(xué)生看不清楚，教學(xué)效果差；學(xué)生不能充分利用課下時間進行軟件的熟悉、操作，完成作業(yè)；課程結(jié)束后，學(xué)生自己沒有軟件或者不會安裝，學(xué)習的軟件使用率不高。鑒于以上原因，我們對該課程的教學(xué)模式進行了改革和實踐，大大提高了教學(xué)效果，受到了學(xué)生好評。

1 對教學(xué)內(nèi)容進行拓展

多數(shù)院校的化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程涉及到的軟件一般包括Excel（數(shù)據(jù)處理與作圖）、ChemOffice（包括三個模塊：ChemDraw， Chem3D， ChemFinder，一般選擇ChemDraw模塊講解，涉及到生物與化學(xué)結(jié)構(gòu)式、反應(yīng)路線和反應(yīng)裝置繪制等）、AutoCAD（制圖），Origin（數(shù)據(jù)分析與制圖）等，所選軟件以作圖為主。鑒于我校相關(guān)專業(yè)學(xué)生在大二時已經(jīng)單獨開設(shè)過AutoCAD課程，我們對課程的教學(xué)內(nèi)容進行了拓展，課程涉及到的軟件包括三大類型5個軟件，分別為數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析類軟件Origin和Statistica，化學(xué)結(jié)構(gòu)信息與計算類軟件ChemOffice和TSAR；業(yè)務(wù)流程圖繪制類軟件SmartDraw。Origin軟件主要介紹數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)擬合、二維與三維圖形繪制和編輯等。Statistica軟件主要介紹數(shù)據(jù)編輯和各類統(tǒng)計分析方法等。ChemOffice軟件涉及到三大功能，化學(xué)結(jié)構(gòu)繪圖模塊ChemDraw中主要介紹化學(xué)結(jié)構(gòu)式、反應(yīng)裝置及流程繪制，結(jié)構(gòu)式與名稱互換，NMR位移預(yù)測等；分子三維圖形及模擬分析模塊Chem3D包括分子三維模型的構(gòu)建與操作，分子結(jié)構(gòu)信息的計算，分子表面和分子軌道圖形的顯示以及分子圖譜預(yù)測等；化學(xué)信息搜索模塊ChemFinder包括化學(xué)物質(zhì)檢索方法和化學(xué)反應(yīng)的檢索；最后介紹ChemOffice的系統(tǒng)應(yīng)用。TSAR軟件主要介紹化學(xué)分子結(jié)構(gòu)信息的計算，外源數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與處理，定量構(gòu)效關(guān)系與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等。SmartDraw軟件主要介紹如何快速地繪制與編輯各類業(yè)務(wù)流程圖。改革后的教學(xué)內(nèi)容擴大了應(yīng)用范圍，能夠解決實驗報告，畢業(yè)論文（設(shè)計）、課程設(shè)計等方面的需要，甚至為工作或者繼續(xù)深造后應(yīng)用軟件打下基礎(chǔ)。課程開設(shè)時間為大四第一學(xué)期。

2 對教學(xué)方法進行改革

（1）從封閉式教學(xué)轉(zhuǎn)為開放式教學(xué)。

鑒于機房授課產(chǎn)生的各種問題，我們改變了教學(xué)場所，將授課地點由學(xué)校統(tǒng)一管理的機房改為多媒體教室。上課時，學(xué)生自帶電腦，并按照要求提前準備好電腦的操作系統(tǒng)，我們會在第一次授課時手把手指導(dǎo)學(xué)生安裝軟件。這種從封閉式教學(xué)轉(zhuǎn)為開放式教學(xué)的模式解決了所有機房授課所產(chǎn)生的問題。學(xué)生自備的電腦多為3年內(nèi)購買，配置遠比學(xué)校機房高，使用過程中運算速度快，不會出現(xiàn)死機現(xiàn)象。在多媒體教室授課能保證在軟件演示時所有的學(xué)生都能清楚看到，在學(xué)生練習過程中，教師能全場掌控，避免了機房空間大，學(xué)生分散，教師“忙不過來”的情況，保證了教學(xué)效果。同時，由于所有軟件均安裝在自己機子上，學(xué)生不僅可以充分利用課下時間熟悉軟件或者完成作業(yè)，保證了對軟件的熟練程度，而且還可以在其他課程需要時隨時應(yīng)用軟件，使得學(xué)習的軟件使用率大大提高。

（2）以教師為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心。

化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程是2學(xué)分的選修課程，為了突出課程的應(yīng)用性和實踐性，我們改變傳統(tǒng)的靜態(tài)教學(xué)模式，將課程以教師為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心，課程周學(xué)時安排為1-2模式，即一個課時的理論課和兩個課時的實踐課，更加突出學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。為了突出學(xué)生的中心地位，方便學(xué)生之間、師生之間的交流互動，我們?yōu)槊繉脤W(xué)生建立qq群，遇到問題，學(xué)生之間可以很好地交流，也方便教師答疑解惑。為了方便學(xué)生課余自學(xué)，我們建立了網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)生可以從網(wǎng)絡(luò)課程平臺下載軟件，課件和相關(guān)資料，在軟件的使用過程中遇到問題，還可以通過平臺的師生互動版塊向教師咨詢。

（3）從接受式學(xué)習轉(zhuǎn)為探究式學(xué)習。

化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程是一門實踐性很強的課程，無論學(xué)生理論掌握得多么扎實，如果不能熟練操作應(yīng)用軟件，都會影響后續(xù)的使用。同時，化學(xué)化工軟件的版本和功能總是在不斷往前發(fā)展變化的，而且新的軟件也會不斷出現(xiàn)。因此，我們更注重學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。我們將課程周1～2學(xué)時改為“1+1+1”夾心餅干式學(xué)時進行教學(xué)。即第一節(jié)課先讓學(xué)生進行自學(xué)和操作，第二節(jié)課教師根據(jù)學(xué)生自學(xué)過程中出現(xiàn)的問題進行系統(tǒng)講解，第三節(jié)課學(xué)生進行操作實踐。這一改革使學(xué)生從常規(guī)的接受式學(xué)習轉(zhuǎn)為探究式學(xué)習，學(xué)生可以先做后學(xué)，邊做邊學(xué)，帶著問題學(xué)習，學(xué)習的效率也大大提高。同時，自學(xué)能力的培養(yǎng)也有助于學(xué)生應(yīng)對后期軟件的更新和新軟件的出現(xiàn)。endprint

教師系統(tǒng)講授以基本模塊和功能為主，更深入的模塊和功能則由教師提出問題，學(xué)生去探索和挖掘，師生共同解決出現(xiàn)的問題，同時注重不同專業(yè)的學(xué)生根據(jù)自己專業(yè)的需要挖掘不同的功能，不僅使課程教學(xué)內(nèi)容上拔高了一個層次，而且更具有特色，培養(yǎng)了學(xué)生個性和獨創(chuàng)精神。

為了激發(fā)學(xué)生的自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生團隊意識和協(xié)作精神，我們讓選課的學(xué)生自由組合進行分組，每組2～4人，組內(nèi)學(xué)生在學(xué)習過程中可以分工合作，每人負責不同的模塊或者功能，之后進行交流溝通，互相學(xué)習，共同進步。組間可以互相PK，激發(fā)學(xué)生的積極性。

3 改革考核模式

化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程不同于常規(guī)的理論課程和實驗課程，因此考核模式也不相同。我們對課程的考核模式進行了改革，最終考核成績組成為：平時20%、專題作業(yè)60%、設(shè)計作業(yè)20%。平時成績主要包括課堂表現(xiàn)和隨堂練習，具體到學(xué)生個人，可以更好地激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性。專題作業(yè)為每個軟件學(xué)習結(jié)束后布置的和軟件相關(guān)的作業(yè)，共6個專題作業(yè)，按小組完成并給出成績。設(shè)計作業(yè)為所有軟件學(xué)習結(jié)束后布置的自由設(shè)計作業(yè)，不限制內(nèi)容，學(xué)生自由發(fā)揮，可以由某一個軟件完成，也可以是幾種軟件組合完成。作業(yè)完成后，以小組為單位，準備好PPT，上講臺講解自己作業(yè)的目標、使用的軟件、制作過程和方法以及最后的效果圖，其他組學(xué)生可以進行提問，也可以提出意見或者建議。

我校經(jīng)過改革之后的化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程，不僅受到了學(xué)生的歡迎，也得到了教師的好評。經(jīng)過課程培訓(xùn)的學(xué)生在其他課程的作圖與編輯等方面明顯優(yōu)于未經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生。實踐證明，高校化學(xué)化工軟件應(yīng)用課程的開設(shè)不僅培養(yǎng)了學(xué)生利用計算機技術(shù)來進行數(shù)據(jù)處理、報告、畫圖、編輯及模擬的能力；也培養(yǎng)了學(xué)生遇到問題時懂得利用相關(guān)化學(xué)軟件達到理想效果的能力。

參考文獻

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