新技術(shù)背景下化工原理課程教學(xué)的改革思路與舉措

丁 戈，劉紅盼，孟江平,黃孟軍,王新潮

(1.重慶文理學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，環(huán)境材料與修復(fù)技術(shù)重慶市重點實驗室， 重慶 402160；2.山東菏澤學(xué)院 藥學(xué)院，山東 菏澤 274000)

化工原理系列課程是化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程、環(huán)境工程、生物工程、過程裝備與控制、安全工程等相關(guān)專業(yè)的核心課程之一。化工原理主要通過各個單元操作的基本原理、參數(shù)變量設(shè)定、設(shè)計型和操作型計算、單元操作設(shè)備的設(shè)計及結(jié)構(gòu)、設(shè)備的選擇等為理論基礎(chǔ)，研究物料在單元操作里的物理和化學(xué)變化過程并加以計算，在工業(yè)生產(chǎn)過程中是解決相關(guān)生產(chǎn)問題的理論基礎(chǔ)。因此，通過本課程的學(xué)習(xí)，旨在引導(dǎo)學(xué)生由純理論的學(xué)習(xí)向?qū)嵺`性、工程化思維的轉(zhuǎn)變。

近年來，教育部推動了高等學(xué)校的新工科建設(shè)，其中也包括中國化工教育協(xié)會推動的化工類專業(yè)的新工科建設(shè)，旨在提高化工類專業(yè)課程教學(xué)的質(zhì)量，以培養(yǎng)數(shù)量更多，質(zhì)量更優(yōu)的化工專業(yè)應(yīng)用型人才，更好的為國家石油和化工行業(yè)的快速發(fā)展提供更優(yōu)質(zhì)的專業(yè)人才。

傳統(tǒng)的化工類課程教學(xué)方式比較死板，注重理論教學(xué)而缺少實踐應(yīng)用。快速發(fā)展的石油化工行業(yè)也急需各種新技術(shù)背景下的高端人才，這就為從事高?；I(yè)課程教學(xué)的教師在人才培養(yǎng)方面提出了新的任務(wù)和要求。2020年新冠病毒席卷全球，給全球的經(jīng)濟和生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重的破壞，目前，我們國家在黨中央和國務(wù)院的領(lǐng)導(dǎo)下，防疫工作取得了矚目的成效。我們在與新冠賽跑之際，各大中小學(xué)做到了延期不延教，停課不停學(xué)，這其中新的技術(shù)如大數(shù)據(jù)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，各種在線教學(xué)APP等的應(yīng)用起到了不可取代的作用。因此，對于教育者來說，在新技術(shù)背景下，充分利用線下線上網(wǎng)絡(luò)教育資源、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)是教師必須掌握的手段之一，如何充分的利用好線上網(wǎng)絡(luò)平臺，做好化工原理相關(guān)課程的教學(xué)工作，讓學(xué)生更好更多的掌握化工知識并用于實踐，是我們化工原理相關(guān)的課程教學(xué)者需要進(jìn)一步思考的問題。

1 改革的思路與舉措

1.1 培養(yǎng)興趣

作為一線教師，在化工原理教學(xué)過程中，很多學(xué)生反應(yīng)課程本身比較難，不容易掌握，也就沒了興趣，學(xué)習(xí)的動力也蕩然無存。其實，化工原理課程本身從專業(yè)角度來說，知識點的難易程度是比較適中的，只是單元操作之間聯(lián)系不是很緊密，容易混淆，最主要的問題是大家不感興趣，俗話說"興趣是人生最好的導(dǎo)師"，學(xué)好任何一門技術(shù)或者課程，興趣尤為重要，因此，教師在教學(xué)過程中，有意識的讓學(xué)生對授課內(nèi)容感興趣，培養(yǎng)學(xué)生積極的參與思考，是教師應(yīng)該做的最主要的工作之一。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣應(yīng)該從下面幾個方面入手。

第一，教師做好課程授課前的充分準(zhǔn)備，美化課件，避免學(xué)生容易引起視覺疲勞。第二，授課過程中，教師多引入案例式教學(xué)，避免教條式，純理論的灌輸，真實的案例引入，讓學(xué)生更容易理解掌握所學(xué)內(nèi)容，并且對增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有莫大的幫助。比如在離心泵的工作原理這一章節(jié)，教師可帶離心泵(或者模型)供學(xué)生參觀，現(xiàn)場講解部件組成、工作原理，學(xué)生更容易了解掌握。第三、課程面授與生產(chǎn)實習(xí)相結(jié)合，根據(jù)我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案，我校與四川省某化工單位達(dá)成協(xié)議，提供我校學(xué)生每年數(shù)次的化工實習(xí)場所，實習(xí)車間包含完整的各種工藝流程，如換熱器，精餾塔、吸收塔等，可供學(xué)生參觀學(xué)習(xí)，不僅提高了學(xué)習(xí)的效果，還為化工原理的課程設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，此舉措避免了空洞的紙上談兵，會大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強化學(xué)生的工程意識。

1.2 啟發(fā)式教學(xué)

教學(xué)的最高境界是啟發(fā)教學(xué)，鍛煉思維模式，增強創(chuàng)新意識。在新時代，新技術(shù)背景下，大學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)關(guān)系著未來民族的進(jìn)步與國家的繁榮。教師要時刻做好角色的轉(zhuǎn)變，摒棄傳統(tǒng)的阻礙學(xué)生創(chuàng)新意識培養(yǎng)的舊時觀念。啟發(fā)式教學(xué)主要以學(xué)生為主，教師可以提前設(shè)置一些內(nèi)容，這些設(shè)置的內(nèi)容可以沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案，讓學(xué)生想辦法把所學(xué)的知識怎么和工程實際聯(lián)系起來，比如用離心泵輸送液體，有幾種不同型號、不同功率的泵，完成一個特定的液體輸送任務(wù)，不同型號的離心泵怎么從中選擇，是串聯(lián)還是并聯(lián)，供學(xué)生分組討論，讓學(xué)生討論后，發(fā)表自己的見解，怎么解決實際問題，發(fā)散學(xué)生的思維模式，不僅活躍課堂氣氛，而且有助于學(xué)生集中注意力聽課。

1.3 面授與線上教學(xué)相結(jié)合

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以面授為主，隨著技術(shù)的日新月異，各種新技術(shù)的出現(xiàn)為教育工作者的教學(xué)方式提供了更多的可能。同時，為了積極應(yīng)對并防止各種突發(fā)事件(如疫情)而影響教學(xué)工作，教師必須從思想層面要有角色的轉(zhuǎn)變，接受新事物，讓教與學(xué)盡可能多元化，做到面授與線上教學(xué)互補，相輔相成。

首先，教師需要轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)念，有許多教學(xué)名師在化工原理面授的時候，很受學(xué)生的歡迎，但是，一旦轉(zhuǎn)為在線教學(xué)的時候，效果好像不是很理想，這是因為面授和線上教學(xué)模式差別很大。面授的過程中，除了課件上的動畫或者圖片來吸引學(xué)生的注意力之外，更多的是教師的利用肢體動作和語言，進(jìn)行單元操作原理和理論的講解與推導(dǎo)。線上教學(xué)并非是簡單的將課件或者視頻錄制好，放到網(wǎng)上供學(xué)生去觀看，而是要注重學(xué)生的反饋以及課堂效果，要用新的適合線上教學(xué)的課件、語言和授課模式。比如，在講解單元操作時，教師可以采用CAD示意圖或者3D動畫剖面圖來展示單元操作的結(jié)構(gòu)及工作原理。所以，教師要做充分的準(zhǔn)備，適應(yīng)新的教學(xué)模式。其次，利用更多新的技術(shù)，新技術(shù)的發(fā)展為學(xué)生很好的獲取知識提供了更多的渠道，教師線上教學(xué)，充分利用新技術(shù)，能有效的提高教學(xué)效果，易于學(xué)生對知識點的理解和掌握。線上教學(xué)的新技術(shù)手段主要有兩塊，一是軟件，另一是硬件，硬件包括我們熟知的電腦、攝像頭、手機等；軟件方面目前主要包括在線課堂、釘釘、騰訊課堂、MOOC視頻等。充分利用這些新技術(shù)，可實現(xiàn)學(xué)生的提問、考勤、上課、考試等一系列教學(xué)活動。除了上述比較寬泛的應(yīng)用技術(shù)外，還有一些針對于的化工原理教學(xué)的軟件，比如化工設(shè)備3D漫游，化工模擬流程、化工虛擬仿真等，充分利用這些軟件，將抽象的東西具體化、實質(zhì)化，提高課堂的效果，易于學(xué)生更好的理解。

1.4 多元化的考核

我們學(xué)?；ぴ碚n程的考核方式已經(jīng)沿用多年，學(xué)生總成績=期末考試(70%)+平時成績(30%)，其中平時成績主要由平時作業(yè)、考勤、上課時的表現(xiàn)三部分組成，總成績高于60分者合格，否則參加補考，卷面成績是補考的最終成績，并且此部分沒有平時成績。傳統(tǒng)的考核方式雖然利于教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)督和評價，任課教師出題，統(tǒng)一改卷，對教師給與足夠的靈活度，也體現(xiàn)出對學(xué)生考核的公平性，但是其中的弊端必須要重視起來，每學(xué)期教學(xué)任務(wù)結(jié)束后，大部分學(xué)生抱著考前突擊的心態(tài)，死記硬背。而無法對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行動態(tài)追蹤，往往導(dǎo)致學(xué)生缺乏對課程學(xué)習(xí)的思考和理解，考試一結(jié)束，所有的知識點都基本忘的一干二凈，因此，鑒于新技術(shù)背景下建設(shè)"新工科"的要求，化工原理考核的內(nèi)容和方式也需要改進(jìn)，考核需注重學(xué)生的應(yīng)用能力，解決實際問題的能力。

第一，增加考核頻次，教師平時可以隨機設(shè)置一些小測驗，或者課堂作業(yè)，隨時對學(xué)生學(xué)習(xí)的動態(tài)和效果進(jìn)行摸底。第二，考核方法可采用閉卷開卷考試相結(jié)合，閉卷考試，著重于考察學(xué)生對一些概念的理解，公式的推導(dǎo)等方面；而開卷考試著重于考察學(xué)生用所學(xué)知識解決一般操作問題，復(fù)雜工程問題的能力。第三，紙質(zhì)考核和網(wǎng)絡(luò)平臺考核相結(jié)合，隨著新技術(shù)的不斷開拓和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)考核因其快速、方便、高效等特點逐步在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙質(zhì)考試，比如教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)送試題給學(xué)生，學(xué)生在線完成，教師在線打分，考試不會因為一些突發(fā)情況而終止。第四，平時成績的評價應(yīng)該多元化，不僅僅局限在平時的作業(yè)，考勤和課堂表現(xiàn)上，應(yīng)該增加單元測試、課堂測試、綜合考試等內(nèi)容，讓學(xué)生盡可能的把精力放在學(xué)習(xí)上，注重積累，學(xué)習(xí)效果才會顯著提高。

5 結(jié)束語

新技術(shù)的不果斷涌現(xiàn)，為新時代教師的教學(xué)方式帶來了重大的變革，教師必須從自身角度要有積極的思想轉(zhuǎn)變，摒棄傳統(tǒng)的不利于學(xué)生創(chuàng)新意識培養(yǎng)、灌輸式的教學(xué)模式；應(yīng)該采用新技術(shù)、新手段、線上線下相結(jié)合、變革教學(xué)及考核方式，致力于培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程應(yīng)用的能力，化工原理這門課程是石油、化工、制藥等行業(yè)的橋梁，新技術(shù)背景下的教學(xué)模式才能讓學(xué)生更好的掌握理解各個單元操作的原理并應(yīng)用于實踐，這樣才能為新時代石油化工行業(yè)輸送新型的高端技術(shù)人才。