應(yīng)用型高?；瘜W(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)模式的探討

張偉光 李金龍 梁繼宏 邢 進 辛 楊

(1. 齊齊哈爾大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院；2. 齊齊哈爾大學(xué) 圖書館，齊齊哈爾 161006)

應(yīng)用型本科是指以應(yīng)用技術(shù)類型為辦學(xué)定位，而不是以學(xué)術(shù)型為辦學(xué)定位的普通本科院校，是區(qū)別于學(xué)術(shù)型本科的本科類型。應(yīng)用型本科教育對于滿足國家現(xiàn)階段經(jīng)濟社會發(fā)展，對高層次應(yīng)用型人才需要以及推進高等教育大眾化的進程起到了一定的促進作用。國內(nèi)大學(xué)分為研究型、應(yīng)用型、高職高專型三類，相對應(yīng)的人才類型也分為研究型、應(yīng)用型、技能型。研究型人才側(cè)重于探索自然規(guī)律，進行學(xué)術(shù)研究，把研究放在首位的大學(xué)，致力于高層次的人才培養(yǎng)與科技研發(fā)；應(yīng)用型人才側(cè)重于應(yīng)用理論成果進行方案設(shè)計并進行調(diào)查研究；技能型人才側(cè)重于執(zhí)行已經(jīng)設(shè)計好的具體方案，解決實際問題[1]?；瘜W(xué)工程基礎(chǔ)是一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有理論與實踐并重的特點，在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力中起著重要作用，是化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)等理科專業(yè)開設(shè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。課程學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生的工程概念，為后繼專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下良好的理論基礎(chǔ)。課程的主要任務(wù)是掌握單元操作及反應(yīng)過程的基本原理、典型設(shè)備計算、設(shè)備選型方法、單元過程的操作分析和強化，以及典型的化學(xué)生產(chǎn)工藝，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，針對應(yīng)用型高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，化學(xué)工程基礎(chǔ)的教學(xué)工作應(yīng)做好以下幾個方面。

1 引入化學(xué)工業(yè)前沿科技動態(tài)和工程案例，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力

化學(xué)工程基礎(chǔ)是具有很強實踐性的課程，在課堂教學(xué)過程中，將化工前沿科技知識貫穿于課堂中，使學(xué)生能很好地了解化工學(xué)科的發(fā)展前沿，了解科技發(fā)展的方向和趨勢，并關(guān)注化工前沿科技的動態(tài)發(fā)展情況。如用生物化工技術(shù)生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品、精細化學(xué)品及醫(yī)藥產(chǎn)品，新型材料如電子材料、信息記錄材料、特種陶瓷及人工器官的生產(chǎn)；開發(fā)化石能源的高效清潔化工利用技術(shù)，發(fā)展新能源技術(shù)如太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能和地?zé)崮艿纫殉蔀閷崿F(xiàn)經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵；設(shè)備強化新方法及極端條件下的反應(yīng)及分離。將化工前沿知識點融入到課堂教學(xué)中，既開闊了學(xué)生的視野，又拓展了知識面，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并使學(xué)生具備一定的創(chuàng)新能力[2]。通過引入工程案例教學(xué)法，做到理論和實際充分結(jié)合，如在講授流體輸送單元操作時，引入一個向不同設(shè)備輸送物料的工業(yè)生產(chǎn)流程，在講解流程時和學(xué)生一起討論相關(guān)問題，例如根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)如何選擇滿足生產(chǎn)工藝的輸送設(shè)備，根據(jù)管內(nèi)流速選擇合適的管路，各分支管路流量之間的關(guān)系；引入無水乙醇的工業(yè)生產(chǎn)流程，根據(jù)這個流程逐步講解精餾、恒沸精餾的原理、冷凝器、再沸器的傳熱原理及如何進行節(jié)能和強化傳熱；以石油為原料生產(chǎn)聚酯為例，詳細地介紹石油煉制中常減壓蒸餾流程、烴裂解、環(huán)氧乙烷與乙二醇生產(chǎn)、芳烴生產(chǎn)和分離等工藝過程[3]。通過引入化學(xué)工業(yè)前沿科技動態(tài)和工程案例，教學(xué)中重點介紹工業(yè)過程的基本原理和設(shè)備，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

2 教學(xué)中融入課程思政進行全方位育人，貫穿立德樹人的育人理念

化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)中融入課程思政的目的在于：一是要求學(xué)生掌握主要化工單元過程、反應(yīng)過程的基本原理及典型工藝過程的原理、流程及工藝條件，并能運用這些知識分析和解決化工單元過程在實際操作中出現(xiàn)的問題；掌握化工典型設(shè)備的構(gòu)造、性能、作用原理、計算使學(xué)生具備一定的工程設(shè)計能力，加強對單元操作及典型工藝過程的認識，并為與化工有關(guān)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展提供一定的基礎(chǔ)；二是要求學(xué)生掌握學(xué)好化學(xué)工程基礎(chǔ)課程所具有的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的理論知識解決實際工程問題的能力；三是培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的價值觀，全面提升學(xué)生的知識、素質(zhì)和能力[4]。授課過程中可以引入科學(xué)家探索科學(xué)的事例，如丹尼爾·伯努利，瑞士物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、醫(yī)學(xué)家，丹尼爾·伯努利受父兄影響，一直很喜歡數(shù)學(xué)。1724年，他在威尼斯旅途中發(fā)表《數(shù)學(xué)練習(xí)》，引起學(xué)術(shù)界關(guān)注，并被邀請到圣彼得堡科學(xué)院工作。同年，他還用變量分離法解決了微分方程中的里卡提方程。丹尼爾·伯努利開辟并命名了流體動力學(xué)這一學(xué)科，區(qū)分了流體動力學(xué)和靜力學(xué)的概念，1738年，他發(fā)表了用十年寒窗寫成《流體動力學(xué)》一書，他用流體的流速、密度、壓強作為描述流體運動的基本概念，從而表述了理想流體穩(wěn)定流動的伯努利方程。在講授傳熱、精餾等單元操作時由于能耗較大，通過強化傳熱、傳質(zhì)過程，達到節(jié)能減排，減少環(huán)境污染，對學(xué)生進行綠色化工理念的教育。

通過將“課程思政”引入化學(xué)工程基礎(chǔ)課程中，將立德樹人根本任務(wù)貫穿于整個教學(xué)過程，以化工專業(yè)知識和實用技能為載體加強學(xué)生思想政治教育，具有一定的說服力和感染力，可以發(fā)揮課堂教學(xué)的主渠道功能，避免化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中重專業(yè)知識輕德育的現(xiàn)象。通過一系列“課程思政”教學(xué)活動的實施，使學(xué)生既可以學(xué)習(xí)到化工專業(yè)的知識，同時可以樹立正確的科學(xué)精神，實現(xiàn)知識傳授、技能培養(yǎng)和價值引領(lǐng)的多重功能。

3 利用“線上線下”混合式教學(xué)，加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)

我校化工虛擬仿真實驗教學(xué)中心是黑龍江省級虛擬仿真實驗教學(xué)中心，圍繞化工單元操作、化學(xué)工藝、儀器分析、制藥工程、環(huán)境工程建立仿真平臺。化工單元仿真平臺有流體流動綜合實驗，傳熱綜合實驗、過濾實驗、多釜串聯(lián)反應(yīng)器返混的測定、離心泵綜合性能測定實驗、精餾實驗、洞道干燥實驗、二氧化碳吸收與解吸實驗、萃取塔實驗、乙苯脫氫固定床反應(yīng)器實驗等10個3D虛擬仿真單元；化學(xué)工藝仿真平臺有固定床反應(yīng)器、甲醇合成工藝、合成氨的凈化、合成氨轉(zhuǎn)化工藝、乙醛氧化制醋酸氧化工藝、青霉素發(fā)酵工藝、污水處理工藝、煤制甲醇等3D生產(chǎn)實習(xí)虛擬現(xiàn)實仿真軟件。學(xué)生在虛擬仿真實驗室和工程能力實訓(xùn)室操作，利用這些線上資源進行實驗預(yù)習(xí)，然后進入化工原理實驗中心和化工工程實踐中心進行現(xiàn)場操作，做到線上線下相結(jié)合，虛實結(jié)合，相互補充。在化學(xué)工程基礎(chǔ)實驗教學(xué)中引入“線上線下”混合式教學(xué)的方式，把“線上”教學(xué)內(nèi)容直觀、可重現(xiàn)與“線下”教學(xué)互動性強、針對性強的優(yōu)勢很好地結(jié)合在一起，明顯地提高了教學(xué)效果。此外還可以安排開放性實驗教學(xué)，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，設(shè)計實驗條件，達到培養(yǎng)學(xué)生獨立進行實驗操作的能力[5]。實驗教學(xué)利用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)，能明顯地提高實驗教學(xué)效果，有助于培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力。