基于現(xiàn)代教育模式的小學(xué)時“化工原理”教學(xué)改革與實踐

劉紅梅　李可意　韓永萍　繆鋼

摘要：文章旨在探討小學(xué)時化工原理課程的教學(xué)改革與實踐。根據(jù)各專業(yè)的培養(yǎng)方案和能力需求，整合教學(xué)內(nèi)容；利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建課程互動平臺，推進(jìn)線上線下混合教學(xué)模式改革；教學(xué)過程以實際工程案例為主線，以項目設(shè)計為載體，將理論學(xué)習(xí)與實際工程項目進(jìn)行深度融合；推進(jìn)3+X考核方式改革，加強(qiáng)過程性考核。

關(guān)鍵詞：化工原理；線上線下混合教學(xué)模式；3+X考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）21-0123-02

“化工原理”是化工類及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。很多醫(yī)藥類院校的制藥工程、藥物制劑、生物工程等專業(yè)開設(shè)的化工原理課程存在學(xué)時少、缺少必要的課程設(shè)計和實習(xí)環(huán)節(jié)等問題[1]，學(xué)生缺少對實際生產(chǎn)過程的基本認(rèn)知，教學(xué)過程缺少必要的項目訓(xùn)練，所學(xué)的知識點碎片化和孤立化。因此，對課程相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，充分利用有限學(xué)時和現(xiàn)代教育模式[2]，對學(xué)生進(jìn)行必要的工程和項目訓(xùn)練，幫助學(xué)生建立單元操作之間、課程之間、理論與工程實際之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力，是化工原理教學(xué)過程中的重要課題。

一、制定契合專業(yè)需求的教學(xué)大綱，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)不同專業(yè)的能力培養(yǎng)要求和課程設(shè)置，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，制定契合本專業(yè)需要的教學(xué)大綱。我校制藥工程專業(yè)在工程教育中融入了藥學(xué)，以制藥技術(shù)為主體，強(qiáng)調(diào)工程能力和藥物制劑能力。因此，制藥專業(yè)的化工原理重點介紹流體流動、傳熱、精餾和干燥等常用單元操作的基本原理、工藝計算、典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)和選型等，強(qiáng)調(diào)實際問題的工程處理方法。而生物工程專業(yè)則強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代生物技術(shù)和生物下游技術(shù)，對實際工程方法要求相對較低，因此本課程相對弱化了工程問題的處理，而強(qiáng)調(diào)基本原理的應(yīng)用和設(shè)備改進(jìn)等。根據(jù)各專業(yè)的實際需求對課程內(nèi)容進(jìn)行刪減，如刪掉了吸收、沉降與過濾；以課程研討的方式引入本課程的發(fā)展前沿和研究成果，如膜精餾、分子蒸餾、微波干燥、冷凍干燥等新技術(shù)；以翻轉(zhuǎn)課堂的形式，引入綠色化學(xué)技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)等內(nèi)容，讓傳統(tǒng)課程緊跟技術(shù)發(fā)展和行業(yè)需求。

根據(jù)課程內(nèi)容之間的內(nèi)部聯(lián)系，將動量傳遞相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合，將各單元操作的熱量衡算與熱量傳遞進(jìn)行整合；依托實際工程案例，將課程重點由傳統(tǒng)以公式推導(dǎo)和原理計算為主，轉(zhuǎn)變?yōu)樵砉こ虘?yīng)用和工藝設(shè)備改進(jìn)相融合，引導(dǎo)同學(xué)思考設(shè)備和工藝革新的路線和方法。

二、利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源，推進(jìn)線上線下教學(xué)模式和方法改革[3-5]

1.改革理論教學(xué)方法和手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。本課程利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建項目庫和案例庫，教學(xué)過程以實際工程案例為主線，以項目設(shè)計為載體，將理論學(xué)習(xí)與實際工程項目相結(jié)合，將理論學(xué)習(xí)與工程實際相融合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與意識。①推進(jìn)案例教學(xué)法：利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂構(gòu)建案例庫，包括日常生活實例和實際工程案例。生活案例包括洗手池的結(jié)構(gòu)、暖氣、空調(diào)等，通過生活中的小案例講解本課程的基本原理及其在日常生活中的應(yīng)用。工程案例包括各種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，如青霉素凍干粉針劑的生產(chǎn)工藝、啤酒花的萃取工藝等，引導(dǎo)學(xué)生通過工程案例分析各工藝過程中涉及的單元操作、物料和熱量衡算等，了解各單元操作在實際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。②推進(jìn)項目教學(xué)和CDIO教學(xué)理念：利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂構(gòu)建基于實際生產(chǎn)過程的項目庫，學(xué)生可以自由選題并進(jìn)行工藝設(shè)計，同時利用生產(chǎn)過程模擬動畫和可拆裝生產(chǎn)過程模型進(jìn)行實現(xiàn)，從而對學(xué)生進(jìn)行全工藝設(shè)計訓(xùn)練。將各自獨立的單元操作串聯(lián)起來，讓學(xué)生更加明確所學(xué)的理論知識在實際工程中的應(yīng)用，加強(qiáng)理論與實踐的融合。③推進(jìn)Presentation教學(xué)方式：對于重點章節(jié)，比如流體流動、熱量傳遞等，學(xué)生以小組協(xié)作的形式討論重點內(nèi)容，準(zhǔn)備PPT，然后派1名主講學(xué)生對課程內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，其他同學(xué)進(jìn)行必要的補(bǔ)充，從而促進(jìn)學(xué)生對知識點的理解和掌握，鍛煉學(xué)生表達(dá)能力的同時。

2.利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂和微信群，推進(jìn)線上線下混合教學(xué)模式改革，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。建設(shè)基于BlackBoard的網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂，教學(xué)大綱、教案、內(nèi)容綱要、動畫和視頻等都上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂，建設(shè)試題庫、案例庫及項目庫，錄制各章節(jié)小結(jié)及實驗課程教學(xué)視頻。利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂進(jìn)行作業(yè)發(fā)布、課程答疑、知識點測試等，督促學(xué)生利用課下進(jìn)行學(xué)習(xí)，推進(jìn)線上線下混合教學(xué)模式改革?；趯嶋H教學(xué)要求，將部分內(nèi)容設(shè)計為選修內(nèi)容，設(shè)計課程研討專題和研討問題，如復(fù)雜管路的計算、沉降過濾、恒沸精餾和萃取精餾等。建立課程微信群，將微信群作為課前/課后測試和答疑平臺。鼓勵學(xué)生通過微信群答疑；將作業(yè)點評遷移到微信群，將學(xué)生中普遍存在的問題發(fā)到群里，并進(jìn)行點評。

3.利用網(wǎng)絡(luò)資源和工具，推進(jìn)3+X課程考核方式改革，加強(qiáng)學(xué)習(xí)過程管理。為推進(jìn)過程性考核，我校要求每門課程的考核應(yīng)包括平時測試、期中和期末考試。結(jié)合課程特點和現(xiàn)有資源，本課程推進(jìn)3+X的考核方式，其中的X包括：利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂完成各章節(jié)的在線測試、基于項目和CDIO理念的工藝流程設(shè)計、針對重點內(nèi)容和章節(jié)的Presentation、選修內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)研討及翻轉(zhuǎn)課堂、利用問卷網(wǎng)和微信進(jìn)行課前/課后5分鐘測試等，加強(qiáng)過程性考核?；趩柧砭W(wǎng)的微信測試：利用問卷網(wǎng)的測評功能，建設(shè)了涵蓋每個知識點的微型題庫，每個測試包含5個小題，時長5min，通過微信進(jìn)行答題?；诰W(wǎng)絡(luò)學(xué)堂的各章節(jié)在線測試：利用BB網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂，建設(shè)了試題總量不少于1200道的試題庫。鼓勵同學(xué)在完成每章的學(xué)習(xí)后先進(jìn)行自測，再進(jìn)行有針對性的復(fù)習(xí)鞏固，然后再進(jìn)行在線測試。測試結(jié)果納入平時成績。生產(chǎn)工藝設(shè)計：每個班分組協(xié)作完成3-6個相對獨立的產(chǎn)品工藝過程設(shè)計大作業(yè)，讓學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點，做到學(xué)以致用。選修內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)研討：網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂發(fā)布了4個研討專題，內(nèi)容涉及綠色化學(xué)、新型分離技術(shù)等，每個專題設(shè)置相應(yīng)的研討問題。要求學(xué)生選擇其中的1-2個專題，通過獨立查閱文獻(xiàn)、自學(xué)PPT和課程視頻后，對相關(guān)問題進(jìn)行研討。Presentation：每學(xué)期完成2-5組次學(xué)生進(jìn)行課程Presentation教學(xué)，此部分作為加分獎勵項，鼓勵學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備、積極參與，以便取得更好的成績。

三、結(jié)語

小學(xué)時“化工原理”的教學(xué)難度較大，如何根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)方案和能力需求，設(shè)計契合各專業(yè)需求的教學(xué)大綱，是小學(xué)時“化工原理”理論教學(xué)成敗的關(guān)鍵。如何充分利用現(xiàn)代教育模式、改革理論教學(xué)方法和考核方式，從而實現(xiàn)減學(xué)時但不降低教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)，是小學(xué)時“化工原理”教學(xué)的根本要求。本文總結(jié)了筆者基于現(xiàn)代教育模式的小學(xué)時“化工原理”教學(xué)改革與實踐，希望為其他院校小學(xué)時的教學(xué)提供有益的借鑒。

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