化工技術(shù)專業(yè)教學(xué)方法分析
時間:2022-03-25 10:36:38
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化學(xué)工業(yè)是與國民經(jīng)濟(jì)密切關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),其發(fā)展速度和規(guī)模對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到舉足輕重的作用。隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,21世紀(jì)對于化工類人才的需求也在發(fā)生深刻變化?;ゎ悓I(yè)成人教育學(xué)生大部分是在職工作人員,具有豐富的實踐經(jīng)驗,但化工專業(yè)理論知識欠缺,可持續(xù)發(fā)展能力不強。作為化工專業(yè)從業(yè)人員,面對科技文化的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)全球化的激烈競爭,必須更新知識,提高專業(yè)水平,為我國化工行業(yè)發(fā)展添磚加瓦。目前,我國化工成人教育存在“普教化”傾向,不能很好地滿足社會對化工成人高等教育應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。為此,筆者結(jié)合成人教育特點和教學(xué)實踐,就化工專業(yè)成人教育的教學(xué)方法進(jìn)行探討,以期提高成人教育教學(xué)質(zhì)量,滿足化工成人教育發(fā)展的需要。
1.分析學(xué)情,強化基礎(chǔ),因材施教
成人教育的對象主要來源于已經(jīng)參加工作且具有一定實踐經(jīng)驗的在職人員,組成復(fù)雜,年齡差異大,學(xué)習(xí)能力懸殊。成教學(xué)生對知識的追求欲很強,迫切需要提高專業(yè)理論和技術(shù)。又由于每個成人以前所受教育不同,對專業(yè)知識的掌握參差不齊,這就要求教師針對成人學(xué)生的特點因材施教。例如,從事化工分析檢驗操作的學(xué)員,對常規(guī)分析方法和分析手段比較熟悉,但對先進(jìn)的分析儀器和在線分析比較陌生且充滿興趣,所以在講授這部分內(nèi)容時,應(yīng)盡可能講述每一種儀器分析方法的最新進(jìn)展和在線分析的廣泛應(yīng)用。又如,在講述光譜分析部分時,側(cè)重介紹熒光、紅外光譜、波譜學(xué)等的工作原理及分析手段,輔以化工軟件演示,以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。另外,成人學(xué)生的記憶力遠(yuǎn)不如全日制學(xué)生,針對這一特點,強化理解性記憶顯得非常重要,在授課過程中可采用通俗的語言和典型的生產(chǎn)實例結(jié)合生產(chǎn)實踐傳授基礎(chǔ)理論知識。如講述化工熱力學(xué)和動力學(xué)時,針對化學(xué)反應(yīng)溫度和壓力的確定原則與依據(jù),可結(jié)合學(xué)生在實際生產(chǎn)中的例子,如氫、氮氣合成氨采用高溫、高壓的目的是提高產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率,擴(kuò)大產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本;催化劑的應(yīng)用可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,在較低溫度下實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,從而降低能量消耗,達(dá)到節(jié)能降耗的目的,等等。
2.調(diào)整知識結(jié)構(gòu),強化實踐教學(xué)
教育教學(xué)質(zhì)量是成人教育的生命線,提高成人高等教育質(zhì)量,已成為當(dāng)前成人高等教育的重中之重。認(rèn)真研究成人教育規(guī)律,有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,組織實施各個教學(xué)環(huán)節(jié)對于提高成人教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要[4]。本科化學(xué)工程與工藝專業(yè)包括兩方面,一個是化學(xué)工藝,以產(chǎn)品和生產(chǎn)過程為對象。另一個是化學(xué)工程,以生產(chǎn)過程和設(shè)備為對象。當(dāng)今化學(xué)工藝和化學(xué)工程密切結(jié)合,同時有適當(dāng)分工。由于化工學(xué)科的范圍擴(kuò)大了,因此專業(yè)范圍應(yīng)該擴(kuò)大,專業(yè)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行修改。按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的培養(yǎng)原則,對原有理論課程體系及其教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革,構(gòu)建目標(biāo)明確、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、適應(yīng)區(qū)位化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理論教學(xué)體系。專業(yè)內(nèi)容體系的改革應(yīng)該具有前瞻性,主要體現(xiàn)在改革教學(xué)計劃,制訂培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和全面發(fā)展并能與國際接軌的教學(xué)規(guī)劃。改革教學(xué)計劃主要是三個方面:一是調(diào)整學(xué)時,減少授課學(xué)時,增加學(xué)生的自學(xué)、思考和個人探索的時間。二是調(diào)整知識結(jié)構(gòu),加大基礎(chǔ)課與人文社科課的比例。三是加強實踐訓(xùn)練,增加多種實踐形式[5]。調(diào)整學(xué)時可讓學(xué)生有充分的自學(xué)與思考時間,必須推行多種教學(xué)方法與采用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)相結(jié)合,啟迪學(xué)生思維,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),優(yōu)化課堂教學(xué)效果。調(diào)整知識結(jié)構(gòu)的目標(biāo)是加強學(xué)生思想素質(zhì)的培育,傳授與近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的知識?;ゎ悓I(yè)成人教育課程可歸納為六個教學(xué)體系,即:人文與社會科學(xué)體系、數(shù)理體系、基礎(chǔ)化學(xué)體系、工程基礎(chǔ)體系、化工基礎(chǔ)體系和選修課體系。調(diào)整體系的第一個措施是增加人文社科體系比例,培育學(xué)生思想素質(zhì)、文化修養(yǎng)、社會道德,并促進(jìn)人文社科與科學(xué)技術(shù)的相互交融。第二是增加自然科學(xué)基礎(chǔ)體系的比例,以適應(yīng)未來科學(xué)的發(fā)展。第三是精簡專業(yè)基礎(chǔ)體系的傳統(tǒng)內(nèi)容以適應(yīng)未來學(xué)科的發(fā)展。第四是增加自由選課體系的比例,以充分發(fā)展個性與興趣。實踐教學(xué)課程體系分為以化學(xué)理論與應(yīng)用為主的實驗課程體系和以工程能力訓(xùn)練為主的實踐課程體系兩大塊。加強實踐可通過加強生產(chǎn)與工程實踐的訓(xùn)練,改進(jìn)生產(chǎn)實習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,最后要鼓勵學(xué)生進(jìn)行社會調(diào)查和市場調(diào)查。
3.改革教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
要激發(fā)成人學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,在教學(xué)中必須轉(zhuǎn)變觀念,針對成人學(xué)生特點,改革和創(chuàng)新教學(xué)方法,采用適合于成人心理特點和社會、技術(shù)、生活發(fā)展需要的多種教學(xué)方法。教學(xué)方法的選擇直接關(guān)系到課程目標(biāo)能否有效達(dá)成,成人教學(xué)方法的選擇應(yīng)以服務(wù)于成人職業(yè)能力提升為出發(fā)點,遵循成人的學(xué)習(xí)原則(主要包括引起學(xué)習(xí)動機(jī)、鼓勵參與、個別化、促進(jìn)遷移、互動性五個方面),針對不同的學(xué)習(xí)原則選擇不同的教學(xué)方式[6]。
3.1案例教學(xué)法。案例教學(xué)法圍繞一定的學(xué)習(xí)目的把實際中真實的情景加以典型化處理,形成供學(xué)員思考分析和決斷的案例,通過獨立研究和相互討論的方式提高學(xué)員的分析問題和解決問題的能力,比較適合成人學(xué)生善于獨立思考、積極主動地獲取知識的特征。例如,在講授《化工安全技術(shù)》這門課時,講到危險化學(xué)品防火防爆這一節(jié)內(nèi)容時,如果按照防火防爆規(guī)范設(shè)計要求逐條解釋設(shè)計理念、法規(guī)依據(jù)和防火規(guī)定,則學(xué)員深感枯燥、晦澀難懂。此部分引入案例教學(xué)法,播放典型火災(zāi)和爆炸事故的視頻,然后逐條分析事故發(fā)生原因、事故損失、責(zé)任追究、防范措施等,整個教學(xué)過程一環(huán)緊扣一環(huán),學(xué)生聽得興致盎然。又如,講到危險化學(xué)品安全管理規(guī)定時,課堂講授十分乏味,學(xué)生聽課心不在焉,若以某單位化學(xué)品倉庫大爆炸為典型案例,分析導(dǎo)致倉庫發(fā)生火災(zāi)的原因、火災(zāi)后可能呈現(xiàn)的幾種爆炸態(tài)勢、處置危險化學(xué)品火災(zāi)爆炸的滅火方案后,安排學(xué)生分組討論總結(jié)分析危險化學(xué)品的安全管理措施,整個教學(xué)過程中學(xué)生都十分投入,踴躍表達(dá)個人觀點??梢?,案例教學(xué)法使得枯燥乏味的教學(xué)內(nèi)容和知識變得生動活潑,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,提高了學(xué)習(xí)興趣。
3.2對比式教學(xué)法。化工專業(yè)有些課程的內(nèi)容比較相似,要想?yún)^(qū)別并理解記憶這些內(nèi)容,對比法是一種行之有效的講授方法。例如,有機(jī)化學(xué)中的雙分子親核取代、單分子親核取代和雙分子消除反應(yīng)、單分子消除反應(yīng)非常相似,很容易混淆,而這部分內(nèi)容既是重點又是難點,在講授過程中可以把這四個內(nèi)容放在一起進(jìn)行列表找出相同點和不同點,并抓住幾個關(guān)鍵詞取代、消除,單分子、雙分子進(jìn)行講解,再從反應(yīng)機(jī)理進(jìn)一步對比,這樣就使學(xué)生對這幾個概念有一徹底的理解,從而達(dá)到對理論知識的掌握。又如物理化學(xué)中有一些公式十分相似,如范特霍夫公式、克-克方程和阿累尼烏斯方程外在形式的相似隱含它們之間一定有內(nèi)在聯(lián)系,只要分析一下上述關(guān)系式的來源即可發(fā)現(xiàn)它們相似的內(nèi)在原因。這些公式相似的內(nèi)因是由于它們都反映某種平衡關(guān)系及體系從一個平衡態(tài)變到另一個平衡態(tài)的條件。通過對幾個相似公式的分析,把不同章節(jié)的公式聯(lián)系在一起,通過挖掘教材內(nèi)容和各知識點的結(jié)合,使學(xué)生易于理解及記憶,有利于成人學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容記憶得更深刻。
3.3任務(wù)引領(lǐng)式教學(xué)法。任務(wù)引領(lǐng)式教學(xué)法是按照工作任務(wù)的相關(guān)性進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,以工作任務(wù)和工作內(nèi)容為核心組織教學(xué)內(nèi)容,并按照知識的邏輯體系選擇和組織課堂內(nèi)容。工作任務(wù)的提出應(yīng)依據(jù)職業(yè)崗位的工作程序進(jìn)行設(shè)計或選擇,注重培養(yǎng)學(xué)習(xí)者關(guān)注工作任務(wù)目標(biāo)的完成,而不再是僅僅關(guān)注知識的識記。在化工工藝專業(yè)教學(xué)改革過程中,筆者根據(jù)企業(yè)需要和成教學(xué)生實際,在教學(xué)上進(jìn)行了嘗試。以《化工工藝學(xué)》課程中的“合成氨生產(chǎn)工藝”為例,合成氨生產(chǎn)工藝在化工工藝教學(xué)中是很重要的一個部分,在這部分內(nèi)容的教學(xué)過程中,將合成氨工藝分成了三個主要任務(wù)。任務(wù)一是合成氨原料氣的制造,在此任務(wù)下分成了三個子任務(wù)即以煤為原料的制氣工藝、以重油為原料的制氣工藝和以天然氣為原料的制氣工藝。在確定教學(xué)重點內(nèi)容時,可選擇當(dāng)今應(yīng)用較多的制氣工藝如煤制氣進(jìn)行教學(xué)。任務(wù)二是合成氨原料氣的凈化,此任務(wù)下設(shè)四個子任務(wù),即原料氣的脫硫、變換、脫碳和精制。每一個子任務(wù)都有具體要求及完成任務(wù)的辦法,還設(shè)置考核方式及評分標(biāo)準(zhǔn)等。任務(wù)三是氫、氮氣的壓縮和氨的合成。通過上述任務(wù)的設(shè)置,使學(xué)生明白了學(xué)習(xí)一個典型產(chǎn)品合成氨需要做哪些事情,在完成這些任務(wù)的過程中需要掌握哪些基本知識,能夠獲得哪些技能。任務(wù)引領(lǐng)式教學(xué)法使得學(xué)習(xí)內(nèi)容更加具體,考核方式更有意義,學(xué)習(xí)效果更好。
3.4仿真教學(xué)法。仿真教學(xué)法利用模仿真實的工作程序和環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué),達(dá)到理論與實踐相結(jié)合的目的。學(xué)生置身于仿真環(huán)境中,可以充分調(diào)動感覺、運動和思維,極大地提高學(xué)習(xí)效率?;し抡嬗?xùn)練系統(tǒng)可把各種設(shè)備的外觀、結(jié)構(gòu),以及運行模式直觀地顯示在計算機(jī)屏幕上,學(xué)生可以按照操作規(guī)程訓(xùn)練,如果操作錯誤,仿真訓(xùn)練系統(tǒng)就會提示或者終止操作,而且訓(xùn)練系統(tǒng)會把操作錯誤的原因列出,并且會讓學(xué)生按照提示將正確操作執(zhí)行下去,實現(xiàn)了理論知識與實踐緊密的結(jié)合。另外,化工生產(chǎn)裝置投資費用高、流程復(fù)雜,介質(zhì)在管道和塔器中進(jìn)行,無法觀察到實際現(xiàn)象,教學(xué)過程受場地、設(shè)備、物料消耗等因素的限制,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。引入化工仿真訓(xùn)練系統(tǒng),可以形象、生動地展現(xiàn)生產(chǎn)原理、工藝流程、儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、操作方法,可以逼真地模擬開停工操作過程。學(xué)生通過仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的操作,對設(shè)備、工藝流程的運行情況會有更深刻的理解,對出現(xiàn)的故障和問題會有一個正確的解決方法,充分了解了生產(chǎn)原理和設(shè)備的操作控制要點,為從事實際工作打下堅實的基礎(chǔ)。
3.5利用信息手段,完善教學(xué)環(huán)節(jié)。加強信息化教學(xué)手段推動教學(xué)過程的信息化進(jìn)程,有利于提高課堂教學(xué)效率?;I(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,如《有機(jī)化學(xué)》中的有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu),由于結(jié)構(gòu)抽象、復(fù)雜,很難用語言描述清楚?;I(yè)的專業(yè)課程,如《化工工藝學(xué)》中有許多工藝流程圖和設(shè)備結(jié)構(gòu)圖,用常規(guī)方法進(jìn)行教學(xué),既難板書又費時間,一堂課下來難以完成大綱規(guī)定的教學(xué)任務(wù)。針對上述情況采用現(xiàn)代高技術(shù)大容量的多媒體教學(xué)手段,借助計算機(jī)技術(shù)將圖像、聲音、文字、動畫等相結(jié)合,形成“動靜結(jié)合、聲形并茂”的教學(xué)情境,使微觀世界變得直觀、明了,非常有助于學(xué)生對知識的理解和掌握。利用多媒體課件教學(xué)可以使有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)一目了然,可以使各流程中物料的流向、產(chǎn)物的分離、設(shè)備的結(jié)構(gòu)形象生動。
4.培養(yǎng)化工專業(yè)應(yīng)用型人才
應(yīng)用型人才需要的基本條件是什么呢?筆者認(rèn)為首先應(yīng)該有思想動力,即追求真理、鍥而不舍,要有這樣一個思想動力才能創(chuàng)新。沒有這個動力,雖然有這樣那樣的條件,但是不會創(chuàng)新。第二,應(yīng)用型人才要有一定的知識基礎(chǔ),這些基礎(chǔ)要廣博而專,多科兼通。具體來說,應(yīng)用型人才應(yīng)該具有自然科學(xué)與工程技術(shù)的基礎(chǔ)知識,這是一個方面,另外還要有專業(yè)知識,有相鄰交叉學(xué)科的知識,最后還要有人文社科的知識。創(chuàng)新必須具有一定的相關(guān)知識、一定的修養(yǎng)。第三,應(yīng)用型人才要具備一定的獨立思維能力,要能夠分析問題、解決問題。第四,應(yīng)用型人才要有實踐能力。有創(chuàng)新思想,還要有辦法實現(xiàn)創(chuàng)新的思想。最后,創(chuàng)新往往不是一個人能夠完成的,而是一個團(tuán)隊,因此還要具有團(tuán)隊協(xié)作的精神。培養(yǎng)化工類應(yīng)用型人才的應(yīng)該加強以下幾個方面的工作:①加強思想與人文素質(zhì)教育。②調(diào)整學(xué)習(xí)的知識結(jié)構(gòu)。③進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生思維能力。④鼓勵學(xué)生自學(xué)及博覽群書與資料。⑤重視實驗、工程及社會實踐技能訓(xùn)練。⑥產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合,建立學(xué)生創(chuàng)新基地,加強創(chuàng)新能力的輔導(dǎo)和團(tuán)隊協(xié)作精神。
作者:田偉軍黎璞琛工作單位:湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院成教培訓(xùn)處