化學(xué)工程與工藝知識(shí)點(diǎn)范文

時(shí)間:2023-12-20 17:57:54

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化學(xué)工程與工藝知識(shí)點(diǎn)

篇1

關(guān)鍵詞:專業(yè)特色;課程體系;化學(xué)工程工藝;電化學(xué)工程

哈爾濱工業(yè)大學(xué)電化學(xué)工程專業(yè)成立于1962年,是國(guó)內(nèi)最早建立的電化學(xué)工程專業(yè)之一。1999年我國(guó)大學(xué)本科專業(yè)目錄調(diào)整,原多個(gè)化工類專業(yè)(含電化學(xué)工程)統(tǒng)一合并為“化學(xué)工程與工藝”專業(yè),但各大學(xué)中的該專業(yè)側(cè)重方向與特色不同。我校保留了原來(lái)的“電化學(xué)工程”方向與特色,并被教育部認(rèn)定為第三批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。在特色專業(yè)的建設(shè)過(guò)程中,面對(duì)寬口徑的“化學(xué)工程與工藝”專業(yè),既要開設(shè)核心化工課程又要保持電化學(xué)工程專業(yè)方向的課程。2008年修訂培養(yǎng)方案時(shí),我們將化學(xué)工程與工藝專業(yè)分為“化學(xué)工藝”與“電化學(xué)工程”兩個(gè)專業(yè)方向進(jìn)行課程設(shè)置。對(duì)“化學(xué)工藝”專業(yè)方向的學(xué)生按“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范要求構(gòu)建化工課程體系進(jìn)行培養(yǎng);而對(duì)于“電化學(xué)工程”方向,探索以滿足專業(yè)規(guī)范中核心知識(shí)要求為前提,依據(jù)專業(yè)特色的需要,通過(guò)以知識(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)(不拘泥于課程名稱)協(xié)調(diào)專業(yè)規(guī)范要求與專業(yè)方向的關(guān)系,構(gòu)建彰顯專業(yè)特色的課程體系。2012年修訂培養(yǎng)方案時(shí),我們?cè)谙到y(tǒng)地分析總結(jié)前期實(shí)踐效果的基礎(chǔ)上,形成了新培養(yǎng)方案。本文重點(diǎn)介紹了我們構(gòu)建與“電化學(xué)工程”專業(yè)方向?qū)?yīng)的課程體系的一些做法,以期達(dá)到拋磚引玉之作用。

一、面向國(guó)家需求的專業(yè)特色定位與培養(yǎng)目標(biāo)

專業(yè)特色是特色專業(yè)的靈魂,特色定位準(zhǔn)確與否直接決定了特色專業(yè)建設(shè)的成敗。首先,專業(yè)特色的定位要以長(zhǎng)期形成的辦學(xué)理念以及在人才培養(yǎng)方面的積累為基礎(chǔ)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的“電化學(xué)工程”方向經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的深厚積累,培養(yǎng)了大批我國(guó)電化學(xué)工程領(lǐng)域的中堅(jiān)力量。20世紀(jì)80年代,本專業(yè)王紀(jì)三教授的“發(fā)泡鎳電極”技術(shù),帶動(dòng)了我國(guó)電池行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,胡信國(guó)教授的“一步法無(wú)氰電鍍銅”工藝引領(lǐng)了電鍍行業(yè)降低污染的技術(shù)革命,因此獲得了國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。當(dāng)前,傳統(tǒng)石化類資源的日趨緊張及環(huán)境污染壓力,已成為限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大瓶頸,研發(fā)新型能源與電鍍清潔生產(chǎn)新工藝,是國(guó)家能源、環(huán)境的重大戰(zhàn)略需求,特色專業(yè)責(zé)無(wú)旁貸要擔(dān)當(dāng)起此方面人才培養(yǎng)的重任。我們認(rèn)為,特色定位不能脫離化工領(lǐng)域及化工學(xué)科,要根據(jù)國(guó)家對(duì)人才需求現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),充分發(fā)揮自己已經(jīng)積累的特色基礎(chǔ)和教學(xué)資源優(yōu)勢(shì),有效利用外部環(huán)境中的有利因素和發(fā)展機(jī)遇進(jìn)行定位?;诖耍ご蟆盎瘜W(xué)工程與工藝”專業(yè)特色方向確定為化學(xué)電源和電化學(xué)表面處理,與電池及電鍍行業(yè)對(duì)應(yīng)。

本專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生應(yīng)具有以下幾方面的知識(shí)和能力:(1)具有堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ),較好的人文、藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及較高的科學(xué)素養(yǎng);(2)具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)和外語(yǔ)應(yīng)用能力;(3)較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)知識(shí),了解學(xué)科前沿及最新的發(fā)展動(dòng)態(tài);(4)具有創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力;(5)具有較強(qiáng)的分析解決問(wèn)題的能力及實(shí)踐技能,具有從事與本專業(yè)有關(guān)的產(chǎn)品研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)以及組織管理的能力;(6)熟悉本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的發(fā)展方針、政策和法規(guī)。

二、基于專業(yè)特色的內(nèi)涵和建設(shè)目標(biāo),明確課程設(shè)置的原則

專業(yè)特色是指充分體現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)定位,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期辦學(xué)實(shí)踐逐步積淀形成,優(yōu)于其他學(xué)校相關(guān)專業(yè)的獨(dú)特、穩(wěn)定和具有鮮明個(gè)性特點(diǎn)并為社會(huì)所承認(rèn)的專業(yè)風(fēng)格。開展專業(yè)特色建設(shè),旨在促進(jìn)高等學(xué)校人才培養(yǎng)工作與社會(huì)需求的緊密聯(lián)系,滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過(guò)專業(yè)特色建設(shè),探索專業(yè)建設(shè)實(shí)踐,豐富專業(yè)建設(shè)理論,形成專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密結(jié)合的專業(yè)建設(shè)思路與人才培養(yǎng)方案,形成該專業(yè)建設(shè)內(nèi)容的相關(guān)參考規(guī)范,對(duì)國(guó)內(nèi)同類型專業(yè)建設(shè)起到示范和帶動(dòng)作用。

人才培養(yǎng)方案的制訂與優(yōu)化是專業(yè)特色建設(shè)的核心內(nèi)容,而課程體系的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ),是完成特色型人才培養(yǎng)的保證。課程體系構(gòu)建要根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求應(yīng)具備的知識(shí)、能力、素質(zhì),明確其應(yīng)具有的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)而設(shè)置相應(yīng)課程,形成結(jié)構(gòu)合理能滿足專業(yè)特色需要的課程體系。我們認(rèn)為滿足專業(yè)特色的課程設(shè)置應(yīng)遵循如下原則:

1.通識(shí)教育和專業(yè)教育相結(jié)合的原則。課程設(shè)置上要處理好寬基礎(chǔ)與專業(yè)特色的關(guān)系,注重理學(xué)基礎(chǔ)教育,既要滿足特色的要求,又要為學(xué)生未來(lái)可持續(xù)發(fā)展和繼續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。通識(shí)教育和專業(yè)教育課程的有機(jī)結(jié)合,拓寬學(xué)生知識(shí)和視野,使學(xué)生在科學(xué)基礎(chǔ)、人文素養(yǎng)、專業(yè)素質(zhì)和能力等方面同步提升,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.堅(jiān)持在滿足“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范要求前提下彰顯專業(yè)特色的原則。依據(jù)專業(yè)特色的需要,以知識(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建融會(huì)貫通、有機(jī)聯(lián)系的課程體系。應(yīng)以學(xué)生為本,不但要有與專業(yè)特色要求知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的課程體系,還要通過(guò)增加選修課的方式,構(gòu)建與專業(yè)規(guī)范完全對(duì)應(yīng)的課程體系,以滿足本專業(yè)方向?qū)W生的自主選修。同時(shí)注意設(shè)置反映行業(yè)與產(chǎn)業(yè)形成的新知識(shí)、新成果、新技術(shù)和學(xué)科發(fā)展的課程。

3.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的原則。單獨(dú)設(shè)置與實(shí)踐教學(xué)及創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)對(duì)應(yīng)的課程,注重理論課與實(shí)驗(yàn)課的銜接與相互補(bǔ)充。增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重,及時(shí)將教師的相關(guān)研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,使我校的強(qiáng)勢(shì)科研力量轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。并通過(guò)設(shè)置產(chǎn)學(xué)結(jié)合與創(chuàng)新類課程等,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力及創(chuàng)新意識(shí)。

4.促進(jìn)本科教育國(guó)際化的原則。保證學(xué)生四年外語(yǔ)不斷線。在通識(shí)教育階段基礎(chǔ)上,參照國(guó)外同類專業(yè)課程體系,設(shè)置和建設(shè)系列化專業(yè)教育雙語(yǔ)課程,培養(yǎng)學(xué)生跨文化交流能力,提高學(xué)生的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

三、以滿足專業(yè)規(guī)范基本要求為前提,構(gòu)建彰顯專業(yè)特色的課程體系

高等教育大眾化的顯著特征之一是多樣化,但多樣化不是隨意化,不能沒(méi)有基本的人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。專業(yè)規(guī)范就是專業(yè)人才培養(yǎng)的總體框架與規(guī)定,我們不能背離專業(yè)規(guī)范中的基本要求去追求所謂的專業(yè)特色,遵循專業(yè)規(guī)范而不拘泥于規(guī)范的專業(yè)特色才能日益彰顯。專業(yè)特色總體上呈現(xiàn)多樣性特征,而專業(yè)規(guī)范體現(xiàn)了統(tǒng)一性的特征,專業(yè)規(guī)范中的人才培養(yǎng)基本規(guī)格,核心知識(shí)領(lǐng)域等質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的,這是專業(yè)本身具有的特征。要協(xié)調(diào)好專業(yè)規(guī)范的統(tǒng)一性與專業(yè)特色多樣性的關(guān)系,以滿足專業(yè)規(guī)范基本要求為前提來(lái)彰顯專業(yè)特色。我們以“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范中要求的知識(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn),圍繞“電化學(xué)工程”知識(shí)結(jié)構(gòu)的需要構(gòu)建課程體系?;咀龇ㄈ缦拢?/p>

1.在通識(shí)教育方面,強(qiáng)化數(shù)理基礎(chǔ),數(shù)學(xué)類課程278學(xué)時(shí)、物理課程177學(xué)時(shí),人文與社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)課177學(xué)時(shí),公共外語(yǔ)課200學(xué)時(shí)(前兩學(xué)年完成公共外語(yǔ)課后,大三開設(shè)雙語(yǔ)課有“化工熱力學(xué)”、“電化學(xué)測(cè)量”等,大四開設(shè)“表面工程”、“新型化學(xué)電源”、“電動(dòng)車能源系統(tǒng)”雙語(yǔ)課,保證四年外語(yǔ)不斷線),還設(shè)有文化素質(zhì)講座、全校任選課等;針對(duì)行業(yè)、學(xué)科發(fā)展的需求,在通識(shí)教育的基礎(chǔ)上,通過(guò)知識(shí)點(diǎn)不重復(fù)介紹來(lái)壓縮相應(yīng)課程的學(xué)時(shí),設(shè)置與電化學(xué)工程知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)選修課。為拓寬專業(yè)基礎(chǔ),將“工程制圖基礎(chǔ)”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學(xué)”、“化工綜合實(shí)驗(yàn)”、“專業(yè)導(dǎo)論課”、“化工安全概論”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”、“電工與電子技術(shù)”、“電工與電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無(wú)機(jī)材料制備方法”等定為學(xué)科基礎(chǔ)課。按教學(xué)目標(biāo)重組突出專業(yè)特色的主干課程體系,把“無(wú)機(jī)化學(xué)”、“有機(jī)化學(xué)”、“分析化學(xué)”、“物理化學(xué)”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學(xué)”、“電化學(xué)原理”、“電化學(xué)測(cè)量”、“化學(xué)電源工藝學(xué)”、“電鍍工藝學(xué)”10門課程作為專業(yè)主干課。

2.以知識(shí)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)必修與限選課來(lái)滿足專業(yè)規(guī)范的基本要求。“電鍍車間設(shè)計(jì)”、“化學(xué)電源設(shè)計(jì)”為實(shí)踐類必修課,同時(shí)設(shè)有“化工機(jī)械與設(shè)備”專業(yè)選修課,以此涵蓋化工設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn);“化學(xué)反應(yīng)工程”與“電化學(xué)反應(yīng)工程”2門課限定為至少二選一,另外在10門專業(yè)主干課程中,包含了電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)、催化、反應(yīng)器等內(nèi)容,滿足了反應(yīng)工程知識(shí)點(diǎn)的要求。我們?cè)黾恿诉x修課門數(shù),并以知識(shí)點(diǎn)不重復(fù)介紹為原則壓縮每門課程的學(xué)時(shí),具體分為三類:第一類是設(shè)置了“結(jié)構(gòu)化學(xué)”、“化工設(shè)計(jì)”、“化工儀表及自動(dòng)化”、“化工分離工程”等化學(xué)、化工類課程及“材料分析測(cè)試方法”課程,使學(xué)生具備專業(yè)規(guī)范要求的化工知識(shí)體系,為有志于在化工行業(yè)就業(yè)及出國(guó)、考取外校研究生的學(xué)生打好基礎(chǔ);第二類是設(shè)置了“新型化學(xué)電源”、“固體電化學(xué)基礎(chǔ)”、“電動(dòng)車能源系統(tǒng)”、“綠色能源”、“電極材料結(jié)構(gòu)表征”等課程,供希望從事電池行業(yè)的學(xué)生選修;第三類是設(shè)置了“化工設(shè)備腐蝕與防護(hù)”、“表面工程”、“電化學(xué)加工技術(shù)”、“涂裝技術(shù)”等課程,供準(zhǔn)備從事電鍍行業(yè)的學(xué)生選修。從知識(shí)點(diǎn)看,既滿足了“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)規(guī)范的要求,又構(gòu)建了適合專業(yè)特色的電化學(xué)工程知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。同時(shí),不但滿足了學(xué)生的就業(yè)要求,還為學(xué)生職業(yè)發(fā)展和繼續(xù)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

四、發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì),設(shè)置加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程

本專業(yè)依托的哈工大化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科,具有一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán),并建有化學(xué)工程與技術(shù)博士后流動(dòng)工作站,2012年哈工大的化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科排名進(jìn)入全國(guó)評(píng)估前八名。多年來(lái)面向國(guó)家、國(guó)防重大需求,形成了本學(xué)科的優(yōu)勢(shì)特色。在應(yīng)用電化學(xué)方向上,產(chǎn)學(xué)研特色突出,多項(xiàng)原創(chuàng)性成果為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的效益。與本專業(yè)建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的科研、教學(xué)合作關(guān)系的企業(yè)有十幾家,為產(chǎn)學(xué)結(jié)合的學(xué)生培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。我?;W(xué)科在“211工程”、“985工程”的支持下,形成了科研、教學(xué)硬件大平臺(tái),為學(xué)生的科研訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))等提供良好的實(shí)踐平臺(tái)。在軟硬件方面,對(duì)電化學(xué)工程的專業(yè)特色方向建設(shè)起到了保障和促進(jìn)作用。另外,本專業(yè)正在逐步加大科研設(shè)備和科研實(shí)驗(yàn)室等資源向?qū)W生開放的力度,創(chuàng)造條件讓學(xué)生能夠較早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,參與教師的科研工作,在具體的科研活動(dòng)中培養(yǎng)實(shí)踐、創(chuàng)新能力。在專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,鼓勵(lì)教師將適合于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科研成果轉(zhuǎn)化、更新為課程教學(xué)內(nèi)容,有利于將最新的學(xué)科知識(shí)、技能傳授給學(xué)生。

在實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面,對(duì)于基本技能、方法類實(shí)驗(yàn),與四大化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課為132學(xué)時(shí)、與化工基礎(chǔ)相關(guān)實(shí)驗(yàn)72學(xué)時(shí),與專業(yè)方向?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)課100學(xué)時(shí)。特色專業(yè)是面向行業(yè)培養(yǎng)人才,在產(chǎn)學(xué)結(jié)合上,設(shè)置“國(guó)內(nèi)外專家講學(xué)”學(xué)科基礎(chǔ)課,還要求講授專業(yè)課的教師要理論聯(lián)系實(shí)際,注重啟發(fā)科研思路。專業(yè)定期從合作企業(yè)中邀請(qǐng)高級(jí)工程技術(shù)人員來(lái)校為學(xué)生進(jìn)行課堂教學(xué)或講座,聘請(qǐng)具有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師參與本科教學(xué)活動(dòng);在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,設(shè)置了“大一年度項(xiàng)目”、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”、“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課”、“創(chuàng)新研修課”,要求學(xué)生在校期間至少完成2個(gè)學(xué)分,可通過(guò)選修創(chuàng)新研修課、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課、參加大一年度項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、學(xué)科知識(shí)競(jìng)賽、發(fā)表研究論文、申請(qǐng)專利等方式獲得。

自1999年本科專業(yè)目錄調(diào)整后,我們圍繞協(xié)調(diào)專業(yè)規(guī)范的統(tǒng)一性與專業(yè)特色多樣性的關(guān)系上,進(jìn)行了各方面的努力與探索,構(gòu)建了面向國(guó)家需求的化學(xué)工程與工藝特色專業(yè)課程體系。作為特色專業(yè)建設(shè),我們今后要為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具有前瞻性、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)和具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè)人才的目標(biāo)而繼續(xù)努力。

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篇2

【摘 要】以服務(wù)浙江及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向,基于CDIO工程教育理念對(duì)化學(xué)工程與工藝本科專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行初步改革探索。建立了“華峰班”、請(qǐng)企業(yè)的專家來(lái)講學(xué)、讓學(xué)生到企業(yè)去等教學(xué)模式,使學(xué)生在工程實(shí)際環(huán)境中學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí),得到了一些正面的結(jié)果,并初步嘗試建立了化學(xué)工程與工藝專業(yè)CDIO工程理念的考核制度,為CDIO工程教育理念在化學(xué)工程與工藝專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案改革提供一些思路。

【關(guān)鍵詞】華峰班 CDIO 工程教育

20世紀(jì)的工程教育課程主要是提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐,使學(xué)生掌握相關(guān)的專業(yè)知識(shí)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。然而,隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化以及科學(xué)知識(shí)的發(fā)展,工程教育課程的教育偏向了“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的工程科學(xué)的培養(yǎng)模式,從而削弱了對(duì)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式導(dǎo)致了學(xué)生缺乏對(duì)現(xiàn)實(shí)工程情況應(yīng)有的認(rèn)知程度。為了解決這個(gè)難題,2000年由麻省理工學(xué)院Crawley等人通過(guò)4年的探索創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念,主張以產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過(guò)程,即構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)作(Operate)為載體,以工程項(xiàng)目生命周期全過(guò)程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、學(xué)生的職業(yè)道德、學(xué)術(shù)知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,以及具備終生學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)交流能力。

化學(xué)工程與技術(shù)作為化學(xué)工業(yè)的主要學(xué)科領(lǐng)域,擔(dān)負(fù)著促進(jìn)化學(xué)工業(yè)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展與進(jìn)步的重要使命,因此培養(yǎng)出具有解決實(shí)際化工過(guò)程問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生作為教學(xué)改革培養(yǎng)對(duì)象,將CDIO工程教育理念與化學(xué)工程與工藝的專業(yè)教育有機(jī)地結(jié)合,探索適合于以服務(wù)浙江及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向的化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)模式的改革與實(shí)踐。

一 工科人才教育培養(yǎng)現(xiàn)狀

我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師為中心、以課堂講授為主,以理論考試成績(jī)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的模式。當(dāng)前,我國(guó)工程教育是通識(shí)教育模式和蘇聯(lián)教育模式的結(jié)合體。解放前,我國(guó)的先進(jìn)高等工科教育主要是來(lái)自西方一些教會(huì)式的大學(xué)教育。建國(guó)后,由于化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要,我國(guó)效仿蘇聯(lián)搞起了專業(yè)教育。這種專業(yè)教育培養(yǎng)模式為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)作出了較大的貢獻(xiàn)。其缺點(diǎn)是過(guò)于強(qiáng)調(diào)教材和教學(xué)大綱的統(tǒng)一,影響了教育工作者的思維活躍性,也阻礙了對(duì)工科學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,教育家們對(duì)蘇聯(lián)教育模式進(jìn)行了回顧和反思,制定了通識(shí)教育和專業(yè)教育相結(jié)合的工科通識(shí)教育模式。然而,隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步升級(jí)以及高校的持續(xù)擴(kuò)招,導(dǎo)致了大量的工科畢業(yè)生找不到適合自己的工作,這可能是因?yàn)橥ㄗR(shí)教育過(guò)于強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)理論,而弱化了專業(yè)內(nèi)容和工程實(shí)踐,導(dǎo)致了工科畢業(yè)生只了解一些表面的理論,缺乏工程應(yīng)具備的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

在辦學(xué)機(jī)制上,一方面,高校過(guò)于強(qiáng)調(diào)科研業(yè)績(jī)考核,許多具備豐富工程經(jīng)驗(yàn)的老師很少參與到實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,而參與教學(xué)的教師又與企業(yè)的聯(lián)系不緊密。負(fù)責(zé)教學(xué)的教師缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn),工程教學(xué)過(guò)程又缺乏與企業(yè)的有效溝通,造成了工程教育和社會(huì)需求的嚴(yán)重脫節(jié)。另一方面,雖然在教學(xué)上安排了生產(chǎn)見習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié),但是不少學(xué)校在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上是比較薄弱的,這是因?yàn)橐娏?xí)、實(shí)習(xí)的時(shí)間一般比較短,相應(yīng)的考核制度也不健全。

綜上所述,我國(guó)工科教育從教學(xué)模式、辦學(xué)機(jī)制等眾多方面都存在著與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的問(wèn)題,嚴(yán)重影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。尤其是理論脫離實(shí)際、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱、產(chǎn)學(xué)脫節(jié)的問(wèn)題直接導(dǎo)致了學(xué)生找不到適合自己的工作崗位以及企業(yè)有崗位找不到合適的人才。由此可見,我國(guó)的工科人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)升級(jí)的需求。為了更好地培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)升級(jí)所需的人才,我們從培養(yǎng)模式上進(jìn)行了改革探索。

二 化學(xué)工程與工藝專業(yè)CDIO工程教育改革探索

CDIO工程教育模式改革旨在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力,尤其是項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施能力,以及較強(qiáng)的自學(xué)、組織溝通和協(xié)調(diào)能力。CDIO模式以工程項(xiàng)目全生命周期的要求來(lái)組織教、學(xué)、做,學(xué)生需要掌握各門課程知識(shí)之間的聯(lián)系,并用于解決綜合問(wèn)題。因此,課程體系的建設(shè)要突出課程之間的關(guān)聯(lián)性,這就必須打破教師單打獨(dú)斗的傳統(tǒng)教學(xué)方法,而圍繞CDIO工程項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃和課程關(guān)聯(lián)工作。

1.化工核心課程群的組織與教師隊(duì)伍建設(shè)

核心課程群由化工熱力學(xué)、傳遞過(guò)程原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程、化學(xué)工藝學(xué)、化工設(shè)計(jì)6門課程組成,構(gòu)成了化學(xué)工程與工藝核心專業(yè)課的主體?;ぴO(shè)計(jì)以其他五門課程為基礎(chǔ),對(duì)提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理,是學(xué)好其他專業(yè)課程的基礎(chǔ);化工熱力學(xué)則建立在分離工程的基礎(chǔ)之上,闡述工業(yè)條件下各種流體熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算;化學(xué)反應(yīng)工程以傳遞過(guò)程為基礎(chǔ),傳遞現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)工程利用數(shù)學(xué)的方法,從微觀角度闡述化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、設(shè)備設(shè)計(jì)的共性科學(xué)問(wèn)題;化工工藝是關(guān)于化學(xué)品生產(chǎn)方法的技術(shù)科學(xué),它以自然科學(xué)和工程科學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ),使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用水平。由此可見,核心課程群的各門專業(yè)課是相輔相成的。

在課程群建設(shè)中,涉及專業(yè)課教學(xué)的老師主要通過(guò)進(jìn)修、企業(yè)實(shí)踐、參加會(huì)議三種方式提高業(yè)務(wù)水平,對(duì)化工專業(yè)工程教育模式做到整體的認(rèn)識(shí),同時(shí)要求參與指導(dǎo)學(xué)生的化工設(shè)計(jì)。利用校企合作的機(jī)會(huì),與企業(yè)方面的人才進(jìn)行專業(yè)知識(shí)和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實(shí)施過(guò)程如下:

第一,教學(xué)方法改革的探索。首先,按照CDIO的教育理念,要逐步形成教師引導(dǎo)和以學(xué)生為主體的思想,使教師從教育者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者,教師不再是簡(jiǎn)單地賣知識(shí),而是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí),把主要任務(wù)放到教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法上來(lái)。在教學(xué)方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進(jìn)行。溫州大學(xué)為課程體系建設(shè)和師資建設(shè)提供了很好的平臺(tái),在化工核心課程群教改的過(guò)程中提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)基礎(chǔ)和政策鼓勵(lì)。在這種良好的環(huán)境下,教師也愿意投入更多的時(shí)間去聽課評(píng)課,吸納好的教學(xué)手段和方法。由于化工班都屬于小班上課(30人左右),對(duì)部分課程如化工專業(yè)英語(yǔ)、精細(xì)化工工藝學(xué)實(shí)施角色互換教學(xué)模式,讓學(xué)生參與到化工教學(xué)的過(guò)程中。這些課程的效果反映較好,對(duì)化工原理等課程中的部分章節(jié),我們也將逐步展開開放式的教學(xué)方法。

為了達(dá)到各門課程的知識(shí)體系能夠很好地銜接,通過(guò)教研室教師集體備課,相互切磋,討論每門課程講授的重點(diǎn),個(gè)別章節(jié)內(nèi)容的舍棄和補(bǔ)充,做到教學(xué)的知識(shí)體系完整、重點(diǎn)難點(diǎn)突出、學(xué)時(shí)合理分配,真正做到精選、精講教學(xué)內(nèi)容。摒棄了過(guò)去教學(xué)活動(dòng)中的單打獨(dú)斗,改為教學(xué)團(tuán)隊(duì)授課,使各門課程有機(jī)地銜接起來(lái)。通過(guò)相互聽課并課后集體討論,指出教師課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題與不足,相互交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn),討論改進(jìn)的方法與策略,使教師的整體教學(xué)水平迅速得到提升。

第二,教師工程素質(zhì)的培養(yǎng)。不少高校在引進(jìn)人才方面主要考慮的是教師科研水平,其次關(guān)注人才的企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。鑒于科研壓力,假期教師也不能到企業(yè)去參與實(shí)踐或者工作。此外,許多教師只對(duì)與自己科研相關(guān)的專業(yè)課非常熟悉,對(duì)其他的專業(yè)課則非常生疏。因此,利用現(xiàn)有的教學(xué)資源,培養(yǎng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)是很重要的一環(huán)。溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝教研所以化工設(shè)計(jì)為主線,基于地方化工企事業(yè)單位為依托,派遣年輕教師每年到相關(guān)的化工企業(yè)實(shí)踐兩個(gè)月,逐步培養(yǎng)教師的專業(yè)水平。

近幾年,利用學(xué)習(xí)、調(diào)研以及下派科技特派員的方式,到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業(yè)參觀學(xué)習(xí),不斷地提高老師的業(yè)務(wù)水平。同時(shí),為了讓教師能夠很好地參與到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,溫州大學(xué)對(duì)擔(dān)任科技特派員的教師提出教學(xué)科研任務(wù)減半、考核優(yōu)先等政策鼓勵(lì)。僅2010年,我們派年輕老師帶隊(duì)到衢州巨化學(xué)習(xí)15天,杭州化工研究院學(xué)習(xí)3天,華峰學(xué)習(xí)7天,溫州本地化工企業(yè)實(shí)踐1個(gè)月左右,有效地提高了教師的工程素質(zhì)。教師工程素質(zhì)的增強(qiáng)也使學(xué)生收益頗豐,在2010年省化工設(shè)計(jì)大賽和全國(guó)“三井杯”化工設(shè)計(jì)大賽中多次獲獎(jiǎng)。

2.學(xué)生工程能力和團(tuán)隊(duì)合作的培養(yǎng)

作為地方院校,溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的辦學(xué)宗旨是以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才為主,服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)對(duì)近兩年該專業(yè)的畢業(yè)生調(diào)查的情況來(lái)看,目前該專業(yè)存在以下問(wèn)題:(1)畢業(yè)生雖然掌握較多的書本知識(shí),但實(shí)踐能力不強(qiáng),導(dǎo)致他們從學(xué)校到公司需要較長(zhǎng)的“崗位過(guò)渡時(shí)間”;(2)畢業(yè)生普遍缺乏對(duì)現(xiàn)代企業(yè)工作流程和文化的了解,缺乏團(tuán)隊(duì)工作經(jīng)驗(yàn)、溝通能力和創(chuàng)新能力;(3)工程職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱,責(zé)任感不強(qiáng)。具體體現(xiàn)在:工作不踏實(shí)、心浮氣躁、做工程不細(xì)心、不愿承擔(dān)責(zé)任,客觀上他們的實(shí)踐能力與企業(yè)要求存在較大差距,而主觀上又不能沉下心來(lái)虛心向前輩學(xué)習(xí)。

從以上的調(diào)查結(jié)果來(lái)看,以目前的培養(yǎng)方案和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)學(xué)生的專業(yè)教育經(jīng)不起企業(yè)用人單位的考驗(yàn)。為了更好地培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的人才,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),我們與溫州地區(qū)最大的化工企業(yè)華峰集團(tuán)實(shí)行校企聯(lián)合培養(yǎng)本科生,實(shí)施“華峰特色班”戰(zhàn)略。目前,“華峰班”的學(xué)生采用“3+1”模式培養(yǎng)方案(即學(xué)生前三年在學(xué)校集中學(xué)習(xí)理論知識(shí)并完成實(shí)踐教學(xué),最后一年到企業(yè),接受企業(yè)的培訓(xùn),并在企業(yè)盯班盯崗接受生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng))。同時(shí)在工程專家的指導(dǎo)下,根據(jù)企業(yè)的需要對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行部分修改,增設(shè)華峰提出的部分課程,使得學(xué)生在校期間所學(xué)的基本知識(shí)和專業(yè)理論更貼近于華峰實(shí)際的應(yīng)用。在這種戰(zhàn)略方針下,學(xué)生在企業(yè)的環(huán)境中真正做到知識(shí)和能力之間的無(wú)縫連接,縮短了“崗位過(guò)渡時(shí)間”,增加了學(xué)生的工程實(shí)踐能力,有效地推進(jìn)了CDIO教學(xué)改革。在2010屆的化工專業(yè)畢業(yè)生中,華峰集團(tuán)招聘了7名華峰班學(xué)生。提升了學(xué)生的工程能力、團(tuán)隊(duì)合作精神以及專業(yè)素養(yǎng)。

3.逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度

正確、公平、合理且科學(xué)有效的考核制度對(duì)本專業(yè)的健康發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,它應(yīng)當(dāng)是對(duì)教學(xué)效果做出真實(shí)和客觀的評(píng)價(jià),同時(shí)有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性?,F(xiàn)行的課程考核方法主要是通過(guò)期中和期末考試成績(jī)來(lái)評(píng)定,它能在一定程度上反映學(xué)生掌握知識(shí)的程度以及教師上課的教學(xué)效果,但不能很好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。部分學(xué)生比較反感現(xiàn)行的考核制度,這是因?yàn)楝F(xiàn)行的考核方法存在比較單一、部分學(xué)生在學(xué)習(xí)上投機(jī)取巧也能獲得高分而影響其他學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、不能全面反應(yīng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力等問(wèn)題。

CDIO教學(xué)模式以能力培養(yǎng)為目標(biāo),其主要培養(yǎng)的是學(xué)生的理論知識(shí)、職業(yè)技能、人際交流以及產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過(guò)程。采用CDIO教學(xué)模式,評(píng)價(jià)方法則應(yīng)側(cè)重能力的考核,能力本位的教學(xué)觀貫穿課程設(shè)置和教學(xué)實(shí)踐的全過(guò)程。我們進(jìn)行教改,其目的是提高學(xué)生的工程實(shí)際能力,因此我們的考核將使用過(guò)程能力評(píng)測(cè)替代以往單一的成績(jī)?cè)u(píng)定。

我們現(xiàn)階段的具體做法是:(1)選題:在學(xué)生進(jìn)入大三學(xué)習(xí)開始,從企業(yè)選出一些與本專業(yè)相關(guān)的課題以及近兩年化工設(shè)計(jì)大賽的課題,讓學(xué)生自動(dòng)組成4~5人的小團(tuán)隊(duì);(2)專業(yè)學(xué)習(xí):上專業(yè)課的老師或工程師把握好主要的授課內(nèi)容,然后將大部分時(shí)間留給學(xué)生,讓他們針對(duì)自己的課題與本課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行思考、提問(wèn)、討論;(3)階段性測(cè)試:上完某些知識(shí)點(diǎn)后,老師或者企業(yè)工程師根據(jù)學(xué)生所做的課題和所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià),其中主要包括面試、答辯、自我評(píng)價(jià)、團(tuán)隊(duì)合作能力等方面;(4)中期成績(jī)總結(jié):這次總結(jié)是比較重要的,一般在大三上學(xué)期結(jié)束后,包括階段性測(cè)試的成績(jī)、平時(shí)的表現(xiàn)、專家化工設(shè)計(jì)大賽作品的評(píng)價(jià)、企業(yè)對(duì)學(xué)生課題的反饋等進(jìn)行中期總結(jié),由學(xué)校老師和企業(yè)專家對(duì)學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)進(jìn)行方法論指導(dǎo),提出下學(xué)期的目標(biāo);(5)最后專業(yè)課成績(jī)?cè)u(píng)定:最后專業(yè)課成績(jī)進(jìn)行A、B、C、D四個(gè)等級(jí)進(jìn)行劃分,其中階段性測(cè)試占40%、中期成績(jī)總結(jié)10%、企業(yè)專家評(píng)價(jià)10%、課題完成情況10%、專業(yè)綜合能力20%、化工設(shè)計(jì)大賽10%。目前,整個(gè)評(píng)價(jià)體系尚在完善中。

三 結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的工程概念、分析和解決工程問(wèn)題的培養(yǎng)對(duì)我國(guó)高等工科教育可持續(xù)發(fā)展以及化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化升級(jí)起著非常重要的作用。本文就溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)行調(diào)研,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在所學(xué)的知識(shí)和培養(yǎng)的能力和企業(yè)所需的人才具有一定的差距。本文以服務(wù)浙江及其周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)作為出發(fā)點(diǎn),初步建立了溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的CDIO工程教育理念,獲得了一些正面的成果,為將來(lái)進(jìn)行深入教學(xué)改革奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),我們的改革嘗試也為CDIO工程理念在化學(xué)工程與工藝專業(yè)的教育改革提供了一些思路。

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關(guān)鍵詞:雙語(yǔ)教學(xué);潔凈煤技術(shù);多媒體課件

中圖分類號(hào):TP37 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)03-0181-02

隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展大潮的到來(lái),近幾年我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度驚人,而維持經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展則需要一大批專業(yè)技術(shù)人才。這樣的復(fù)合型、創(chuàng)新型、國(guó)際型高級(jí)人才就要求既要精通本專業(yè)知識(shí),又要擅長(zhǎng)本專業(yè)外語(yǔ)。為了培養(yǎng)這樣高層次的人才,學(xué)校在課程設(shè)置時(shí)大學(xué)里的雙語(yǔ)教學(xué)就顯得尤其重要了。對(duì)于化學(xué)工程的學(xué)生們,特別是煤化工方向相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,同樣面臨著專業(yè)國(guó)際化的改革與創(chuàng)新問(wèn)題?!稘崈裘杭夹g(shù)》課程是我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)及礦業(yè)專業(yè)的必修課程,建立《潔凈煤技術(shù)》雙語(yǔ)課程體系對(duì)于專業(yè)課程建設(shè)有著非常重要及深遠(yuǎn)的意義。但是在教學(xué)過(guò)程中采用雙語(yǔ)教學(xué)模式,就使學(xué)生的學(xué)習(xí)難度加大,不容易接收更多的信息內(nèi)容。如何在有限的課堂教學(xué)學(xué)時(shí)里,完成這一繁重的教學(xué)任務(wù)并取得良好的教學(xué)效果,是雙語(yǔ)教學(xué)教師們應(yīng)一致積極思考和探索的問(wèn)題。多媒體教學(xué)是高校近年來(lái)興起的一種輔助教學(xué)手段,它形象、直觀且信息量大,能緩解雙語(yǔ)教學(xué)引起的授課時(shí)間緊張的問(wèn)題。但要想達(dá)到這樣的教學(xué)效果,雙語(yǔ)教學(xué)教師必須精心編制、設(shè)計(jì)多媒體課件,盡量使課件內(nèi)容形象、生動(dòng),并且能夠配合自己的實(shí)際教學(xué),更容易為學(xué)生所接受。下面就結(jié)合本人在《潔凈煤技術(shù)》雙語(yǔ)教學(xué)多媒體課件編制設(shè)計(jì)過(guò)程的做法和實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),簡(jiǎn)單談幾點(diǎn)體會(huì)。

一、充分做好準(zhǔn)備工作

1.把握教材方向,重點(diǎn)鮮明,精選教學(xué)內(nèi)容。由于本課程工程技術(shù)性強(qiáng),知識(shí)點(diǎn)非常多,主要包括煤炭加工、煤炭轉(zhuǎn)化、煤炭高效燃燒、后處理及現(xiàn)代煤化工先進(jìn)技術(shù)等幾個(gè)方面,在有限的學(xué)時(shí)里,不可能做到面面俱到,而且采用雙語(yǔ)教學(xué),勢(shì)必要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更合理的安排,做到重點(diǎn)突出,并具有連貫性。目前,尚無(wú)《潔凈煤技術(shù)》雙語(yǔ)課程本科的適用教材。在本教研室教師長(zhǎng)期教學(xué)的摸索及在學(xué)院經(jīng)費(fèi)的支持下,自編出版了校內(nèi)講義,保證學(xué)生在課堂上對(duì)該課程中的工程技術(shù)知識(shí)的掌握及應(yīng)用。例如煤炭氣化、煤炭液化、煤氣、煙氣除塵、脫硫等章節(jié),結(jié)合實(shí)際的工藝及設(shè)備側(cè)重工程概念,而對(duì)機(jī)理不做過(guò)多強(qiáng)調(diào)(因在其他課程中已有詳細(xì)介紹)。

2.針對(duì)學(xué)生的英語(yǔ)水平和對(duì)課程的熟悉程度制作多媒體課件的內(nèi)容。雙語(yǔ)多媒體課件,版面內(nèi)容應(yīng)以英文為主,這樣可以讓學(xué)生在聽課的同時(shí)掌握大量英文專業(yè)詞匯。在此之前,首先要做好調(diào)研,看學(xué)生能否適應(yīng)這種教學(xué)模式。按照學(xué)生英語(yǔ)基礎(chǔ)水平的條件在學(xué)生中實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué)。在此課程開設(shè)前,化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)都應(yīng)開設(shè)專業(yè)的英語(yǔ)課程,而且在大一、大二階段進(jìn)行過(guò)兩年的英語(yǔ)強(qiáng)化教學(xué),這無(wú)疑都給雙語(yǔ)教學(xué)課程的開設(shè)奠定了基礎(chǔ),但因?yàn)橛袀€(gè)別同學(xué)英語(yǔ)水平不夠好,而考慮到絕大部分學(xué)生的接受能力,在制作雙語(yǔ)多媒體課件時(shí),要以中英文對(duì)照的形式列出每一知識(shí)點(diǎn)的術(shù)語(yǔ),并讓學(xué)生們提前預(yù)習(xí),這樣會(huì)取得更好的教學(xué)效果。另外,還可以采用與板書相結(jié)合的方式,將生疏的一些術(shù)語(yǔ)羅列在黑板上,以便學(xué)生們對(duì)照。

二、多媒體課件的形式和結(jié)構(gòu)

1.課件設(shè)計(jì)應(yīng)符合本課程的特點(diǎn)――工程性強(qiáng)?!稘崈裘杭夹g(shù)》課程內(nèi)容工程性很強(qiáng),需要有大量的圖形、計(jì)算,學(xué)生在課下自學(xué)或復(fù)習(xí)時(shí),往往比較吃力,有很多地方自己不容易搞明白。通過(guò)采用多媒體課件的特殊動(dòng)畫功能,讓工藝中的物料、能量線等都動(dòng)起來(lái),并定義多層次動(dòng)態(tài)圖像,使圖像與推導(dǎo)過(guò)程、機(jī)理模型等有機(jī)結(jié)合起來(lái),按照推導(dǎo)的順序依次展現(xiàn),來(lái)將《潔凈煤技術(shù)》課程中的工程概念演繹得層次分明、直觀易接受、生動(dòng)、說(shuō)服力強(qiáng)。而且很多比較復(fù)雜的工藝等能根據(jù)需要反復(fù)播放,加深在課程體系的重要性。例如,在講解到煤氣化工藝時(shí),可以先將工藝設(shè)備設(shè)置一個(gè)圖層,讓學(xué)生首先了解到該工藝中需要用到的裝置,然后再將物料線附加到該圖中,構(gòu)成了工藝流程圖,能量線的加入又有助于學(xué)生更深層次地了解該工藝的能量平衡和工藝的原理,最后將工藝的核心設(shè)備――氣化爐的結(jié)構(gòu)鏈接出來(lái),這樣循序漸進(jìn)的將整個(gè)工藝及設(shè)計(jì)的思想、設(shè)備的結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)滲透到學(xué)生思維中,將復(fù)雜的、龐大的知識(shí)點(diǎn)分解,并強(qiáng)化吸收。

2.整體風(fēng)格應(yīng)簡(jiǎn)潔――層次分明,重點(diǎn)突出。風(fēng)格簡(jiǎn)潔的課件,不但能增強(qiáng)教學(xué)效果,而且還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,所以課件的制作從背景、圖形曲線的色彩、文字的字體等都要力求簡(jiǎn)約,這樣做出的課件畫面層次感強(qiáng),符合學(xué)生的視覺心理和邏輯思維,這樣就使學(xué)生更容易接收課堂教學(xué)內(nèi)容,可以實(shí)現(xiàn)更好的學(xué)習(xí)效果。

3.合理使用超鏈接設(shè)計(jì)。正確、合理使用超鏈接功能,可以啟發(fā)學(xué)生的聯(lián)想思維,可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息的靈活獲取,可以使教學(xué)內(nèi)容重現(xiàn),更適合于不同層次水平的學(xué)生的學(xué)習(xí)需要,能做到因材施教。因此,在多媒體課件的設(shè)計(jì)中,既要注重教師的教學(xué)過(guò)程,也要重視學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。多媒體課件要改變簡(jiǎn)單的演示型模式,從而使多媒體課件真正成為學(xué)生探索和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具。超鏈接的應(yīng)用大致有兩種情況,一種是“總述―分支”,例如,在講解到煙氣脫硫這一章節(jié)時(shí),前面要將整個(gè)脫硫方法進(jìn)行分類,在每一種方法中都要介紹這種方法脫硫的機(jī)理,這時(shí),就可以采用超鏈接的方法先總述,再逐一介紹分支,然后再回到根目錄的方法,當(dāng)然超鏈接的使用還可以應(yīng)用到另外一種情況下,就是利用超鏈接去引導(dǎo)學(xué)生思考,將前后知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián),例如,在講解到煤直接液化產(chǎn)物的特點(diǎn)時(shí),要結(jié)合液化的基本原理和工藝過(guò)程來(lái)理解,這時(shí),我們就要將課件再鏈接回到前面這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)所在的位置來(lái)進(jìn)行解釋了。

4.課件的設(shè)計(jì)也要注重師生互動(dòng)。在制作課件時(shí),一定要留有讓學(xué)生思考的空間,例如,我要提出某一個(gè)問(wèn)題時(shí),切忌將答案直接與問(wèn)題一起出現(xiàn)在幻燈片中,可以利用動(dòng)畫設(shè)計(jì),讓問(wèn)題與答案具有一定的時(shí)差性,這是進(jìn)行師生互動(dòng)的前提,這樣安排,可以使整個(gè)課堂氣氛極其活躍,還可以激發(fā)學(xué)生自主思考的積極性。

三、《潔凈煤技術(shù)》多媒體課件的設(shè)計(jì)實(shí)踐性結(jié)論

雙語(yǔ)課件的建設(shè)和教學(xué)實(shí)踐,一定要理解對(duì)本科專業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)的內(nèi)涵,了解本課程的知識(shí)體系、科技前沿,并用一些實(shí)用性的方法,取得良好的教學(xué)效果。通過(guò)對(duì)《潔凈煤技術(shù)》雙語(yǔ)教學(xué)課件的建設(shè)及操作過(guò)程,我的體會(huì)主要有以下幾點(diǎn):第一,雙語(yǔ)教學(xué)的多媒體課件制作的內(nèi)容及形式結(jié)構(gòu),必須針對(duì)本課程的特點(diǎn)、難易程度和授課對(duì)象的接收能力進(jìn)行設(shè)計(jì),力求重點(diǎn)突出、簡(jiǎn)潔直觀,比如使用表格、圖形圖層等方式,充分將課程以最易接受的方式傳達(dá)給學(xué)生,激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。第二,雙語(yǔ)教學(xué)的課件形式的安排應(yīng)該與結(jié)構(gòu)體系和界面功能設(shè)計(jì)相融合,例如采用簡(jiǎn)單清晰的背景再配以動(dòng)畫、超鏈接等工具的使用,充分體現(xiàn)課件內(nèi)容體系與多功能、多情景教學(xué)方法的相互協(xié)調(diào)、有機(jī)融合;第三,多媒體教學(xué)要與傳統(tǒng)教學(xué)的模式相結(jié)合,揚(yáng)長(zhǎng)避短、相互補(bǔ)充,使多媒體雙語(yǔ)教學(xué)達(dá)到良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn):

篇4

關(guān)鍵詞:工業(yè)催化;項(xiàng)目與案例式教學(xué);課程改革;工程教育

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)22-0128-02

2016年6月19日,我國(guó)高票通過(guò)《華盛頓協(xié)議》工程教育質(zhì)量第21個(gè)成員國(guó),意味著中國(guó)工程教育質(zhì)量得到了國(guó)際認(rèn)可,這是我國(guó)工程教育界多年努力的結(jié)果[1-3]。針對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的目標(biāo),結(jié)合《工業(yè)催化》這門課程本身具有理論與實(shí)踐不能很好地結(jié)合等特點(diǎn),改革《工業(yè)催化》傳統(tǒng)的教學(xué)方法,將“項(xiàng)目、案例式教學(xué)法”應(yīng)用于《工業(yè)催化》課程教學(xué)中。通過(guò)實(shí)際反應(yīng)引入知識(shí)點(diǎn),科研案例將起到拋磚引玉的作用,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的印象及理解。

一、課程的定位和目標(biāo)

高校開展專業(yè)建設(shè)和工程教育改革的根本目的是推動(dòng)專業(yè)教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)與提高。認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了專業(yè)應(yīng)該滿足的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求,學(xué)生在畢業(yè)時(shí)應(yīng)該具備的基本的溝通能力、合作能力、專業(yè)知識(shí)技能、終生學(xué)習(xí)的能力及健全的世界觀和責(zé)任感等能力素質(zhì)要求。近年來(lái),通過(guò)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革以及教材建設(shè)等方面的探索與實(shí)踐,結(jié)合行業(yè)實(shí)際,培養(yǎng)能夠解決復(fù)雜工程問(wèn)題的化工工程師已經(jīng)成為課程教學(xué)的風(fēng)向標(biāo)。

《工業(yè)催化》課程是為化工相關(guān)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的選修課,為學(xué)生畢業(yè)后從事催化化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的化工設(shè)計(jì)、催化劑設(shè)計(jì)與制備、運(yùn)行管理等工作提供工業(yè)催化方面的專業(yè)知識(shí)。通過(guò)掌握有關(guān)催化劑設(shè)計(jì)、化劑制備和工藝、表征與測(cè)試等基本理論知識(shí),了解相關(guān)研究方法,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決催化劑制備技術(shù)中各種復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。通過(guò)掌握催化作用的基本規(guī)律和基本原理,掌握各類催化劑及其催化作用,具有對(duì)現(xiàn)有工業(yè)催化過(guò)程的改善和新的催化劑研究能力;通過(guò)掌握運(yùn)用催化反應(yīng)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),具有對(duì)工業(yè)催化領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)行識(shí)別、分析、表達(dá),以獲得有效結(jié)論的能力。

目前學(xué)生對(duì)專業(yè)課的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力不足,專業(yè)課程較難理解,需要大量課外學(xué)習(xí)時(shí)間,而學(xué)生很少傾注課外時(shí)間鉆研專業(yè)知識(shí)[4-6]。課本知識(shí)不能滿足學(xué)生對(duì)新技術(shù)、新工業(yè)等知識(shí)的渴求,工科專業(yè)課的性質(zhì)又使得學(xué)生容易出現(xiàn)遺忘的情況,教學(xué)效果難以保證。在成績(jī)考核方面,學(xué)生普遍認(rèn)為臨時(shí)突擊能夠通過(guò)考試甚至有等待教師講解重點(diǎn)等現(xiàn)象,課外自學(xué)時(shí)間很少,學(xué)習(xí)后效果不好,應(yīng)用本課程的知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題則更難。

通過(guò)《工業(yè)催化》課程教學(xué)改革圍繞工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需要,結(jié)合國(guó)內(nèi)院校多年來(lái)在本課程教學(xué)方面積累的經(jīng)驗(yàn),從教學(xué)定位、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等多方面著手,將項(xiàng)目與案例式教學(xué)融入課堂,輔以科技論文閱讀及寫作,培養(yǎng)學(xué)生將催化知識(shí)與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合,使學(xué)生能夠在自主學(xué)習(xí)時(shí)接觸到國(guó)際前沿知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想,注重理論與實(shí)際緊密結(jié)合的求實(shí)態(tài)度,建立并完善學(xué)生專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)體系,促進(jìn)學(xué)生接受新技術(shù)、新知識(shí)的能力,培養(yǎng)和提高學(xué)生利用專業(yè)知識(shí)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析、表達(dá)以獲得有效結(jié)論的能力。

二、案例式教學(xué)法

工業(yè)催化過(guò)程經(jīng)石油、化工以及精細(xì)化工近百年的發(fā)展,已形成了巨大的生產(chǎn)力,在世界各國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著不可估量的作用。無(wú)論是石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)還是精細(xì)化學(xué)品工業(yè),其發(fā)展進(jìn)程中起著十分重要作用的是催化過(guò)程。―個(gè)新的催化劑、新的催化過(guò)程的出現(xiàn)往往從根本上改變了某一化學(xué)加工過(guò)程的狀況,降低了成本,創(chuàng)造出大量的財(cái)富,有力地推動(dòng)著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展?!豆I(yè)催化》課程作為化工、材料相關(guān)專業(yè)的選修課程,主要研究各類工業(yè)催化劑的設(shè)計(jì)、制備、分析、測(cè)試與使用方法;介紹環(huán)境保護(hù)催化技術(shù)、未來(lái)能源催化技術(shù)。在實(shí)踐的基礎(chǔ)上,總結(jié)催化作用的基本規(guī)律,熟悉不同類型催化劑的基本要求和作用特點(diǎn),催化劑制備技術(shù),催化劑表征方法以及工業(yè)上催化劑的評(píng)價(jià)與應(yīng)用。早在1834年Berzelius就引入了“catalysis”術(shù)語(yǔ),此后催化反應(yīng)層出不窮,課堂教學(xué)中引入案例,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。案例:在講授“金屬催化劑及其催化作用、分子篩催化劑及其催化作用”等內(nèi)容時(shí),引入與生活密切相關(guān)的高辛烷值汽油制備案例。合成氣(CO+H2)經(jīng)費(fèi)托合成反應(yīng)可定向制備高辛烷值汽油。費(fèi)托合成的主要產(chǎn)物為直鏈烷烴,符合Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布,合成產(chǎn)物主要是C1-C50+的直鏈烷烴組成的復(fù)雜混合物,重質(zhì)烴產(chǎn)物需要二次加工。研究者一般通過(guò)二段工藝將長(zhǎng)鏈烷烴經(jīng)進(jìn)一步裂解改質(zhì)和加氫異構(gòu)獲得具有優(yōu)異燃燒性能的中間餾分油(如高辛烷值汽油)。此反應(yīng)通常需要二種催化劑,一是常規(guī)費(fèi)托合成用金屬催化劑,二是分子篩催化劑。借此引入常規(guī)催化劑的主要成分、了解工業(yè)催化劑制備工藝路線,催化劑的制備方法;理解溶膠凝膠法、微乳液技術(shù)等催化劑制備新技術(shù);掌握沉淀法、浸漬法等制備工業(yè)催化劑步驟和影響因素,掌握工業(yè)催化劑的運(yùn)輸、貯存與裝填,升溫與還原,失活與再生、開、停車及鈍化等知識(shí)點(diǎn)。分子篩是一種結(jié)晶硅鋁酸鹽,具有規(guī)則的分子量級(jí)上的孔道結(jié)構(gòu),是石油煉制工業(yè)上常見的重油催化裂解和異構(gòu)化催化劑。通過(guò)講解分子篩催化劑,從分子篩作用著手,分成兩方面內(nèi)容。(1)分子篩的吸附作用,了解固體催化劑表面的內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散,理解多相催化反應(yīng)步驟,掌握多相催化反應(yīng)步驟,掌握吸附作用和吸附等溫線;掌握Langmuir等溫方程的幾點(diǎn)假設(shè),以及Langmuir等溫方程。(2)分子篩作為固體酸催化劑用于裂解、異構(gòu)化和擇型催化反應(yīng)中。使學(xué)生了解分子篩在石油化工中的重要作用,掌握分子篩吸附作用與多相催化的關(guān)系。

三、項(xiàng)目式教學(xué)法

成果導(dǎo)向教育是由美國(guó)與1994年首先提出來(lái)的,經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展,使其成美國(guó)、加拿大、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家教育改革的主流理念[7]。因此,通過(guò)科研項(xiàng)目與教學(xué)改革融合為成果導(dǎo)向教育提供了良好的前提基礎(chǔ),使課堂上的理論知識(shí)應(yīng)用于在科研、生產(chǎn)實(shí)踐中。在“工業(yè)催化劑的設(shè)計(jì)”的教學(xué)內(nèi)容中,利用產(chǎn)學(xué)合作企業(yè)的生產(chǎn)線,在課程適當(dāng)教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)合教師的科研題目以及產(chǎn)學(xué)合作企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)。如:浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)教改項(xiàng)目、浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目“新型雙提升管沼氣自熱重整制生物質(zhì)基合成氣工藝關(guān)鍵技術(shù)研究”等融入課堂教學(xué)。在“各類催化劑及其催化作用、工業(yè)催化劑的評(píng)價(jià)與宏觀物性的測(cè)試”等章節(jié),以省自然科學(xué)基金項(xiàng)目中的Fe/SBA-15/H-ZSM-5單晶膠囊催化劑設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn),介紹金屬和分子篩在催化劑中的作用,介紹調(diào)控費(fèi)托產(chǎn)物分布的催化劑種類、制備方法和研究進(jìn)展以及分子篩催化劑在合成生物柴油中的應(yīng)用。在“工業(yè)催化劑設(shè)計(jì)、工業(yè)催化劑的制備和使用”等章節(jié),以浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目中的沼氣自熱重整催化劑設(shè)計(jì)和制備為出發(fā)點(diǎn),介紹催化劑載體和助劑對(duì)催化劑性能的影響,介紹制備方法和條件對(duì)催化劑性能的影響;在“未來(lái)能源及燃料工業(yè)用催化技術(shù)”章節(jié),介紹生物質(zhì)基清潔能源的開發(fā)等。學(xué)生分小組研討,在查閱文獻(xiàn)和總結(jié)的基礎(chǔ)上,得出沼氣重整制備合成氣,合成氣直接制備柴油的具體催化劑選擇和工藝,應(yīng)用CAD化工軟件畫出工藝路線圖,并在課堂上小組代表進(jìn)行項(xiàng)目方案的講解,采用以學(xué)生“參與式”的課堂教學(xué),以學(xué)生為中心,讓學(xué)生成為課堂的主體,使學(xué)生具有一定的探索知識(shí)能力。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)《工業(yè)催化》課程進(jìn)行教學(xué)改革,使本課程能較好地適應(yīng)當(dāng)代本科生工程教育的特點(diǎn)和學(xué)科發(fā)展趨勢(shì),將項(xiàng)目與案例運(yùn)用到教學(xué)中,課程的改革主要圍繞以下3個(gè)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行:

1.強(qiáng)化工業(yè)催化的基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和科研項(xiàng)目案例閱讀、查詢能力,注重學(xué)科交叉滲透和應(yīng)用發(fā)展。

2.使學(xué)生掌握先進(jìn)研究方法與技能、擁有對(duì)工業(yè)催化領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)行識(shí)別、分析、表達(dá),以獲得有效結(jié)論的能力。

3.達(dá)到培育具有國(guó)際化視野、能力全面、良好創(chuàng)新素養(yǎng)的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才的目的,為提高高等工程教育的質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

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[5]高正中.實(shí)用催化[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

篇5

關(guān)鍵詞:化學(xué)反應(yīng)工程;教學(xué);虛擬仿真;Aspen

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)18-0176-02

化學(xué)反應(yīng)工程是關(guān)于如何在工業(yè)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,以期最有效地把原料轉(zhuǎn)化為盡可能多的目標(biāo)產(chǎn)品,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益,滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要的一門學(xué)科。它的研究對(duì)象為工業(yè)反應(yīng)過(guò)程,研究過(guò)程速率及其變化規(guī)律、傳遞規(guī)律及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。其研究方法是結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)模型化方法解決反應(yīng)器的開發(fā)放大、結(jié)構(gòu)選型、尺寸設(shè)計(jì)、操作優(yōu)化等實(shí)際問(wèn)題[1,2]?;瘜W(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括反應(yīng)動(dòng)力學(xué)測(cè)定、反應(yīng)器流動(dòng)狀態(tài)測(cè)定等實(shí)驗(yàn)。采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),存在實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)參數(shù)不易確定,生成物檢測(cè)困難等問(wèn)題,而且一般同種設(shè)備只有一套,數(shù)個(gè)學(xué)生共同操作一個(gè)實(shí)驗(yàn),不能進(jìn)行充分的鍛煉。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,利用輔助軟件進(jìn)行教學(xué)以越來(lái)越顯示出其優(yōu)越性[3,4,5]。在化學(xué)反應(yīng)工程這門課程中,可以采用化工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件和流程模擬軟件Aspen進(jìn)行輔助教學(xué),并取得了良好的輔助效果。

一、化工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要補(bǔ)充,具有直觀性、系統(tǒng)性、綜合性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn),能給學(xué)生提供全面的技能訓(xùn)練,獲取完善的知識(shí)體系、完備的綜合能力。

在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中由于受教學(xué)資金的限制,實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足或設(shè)備陳舊,學(xué)生實(shí)驗(yàn)難以充分開展。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以快速擴(kuò)容、更新升級(jí)。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中,部分按照人才培養(yǎng)計(jì)劃要求必須開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由于高危險(xiǎn)、高成本、高消耗及高污染等問(wèn)題無(wú)法開展。采用虛擬仿真軟件,可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本,以安全環(huán)保的形式強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方法陳舊不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)考核來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí),讓學(xué)生自主通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)知識(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng),完成對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí);同時(shí)在仿真軟件中練習(xí)操作,操作過(guò)程中后臺(tái)會(huì)對(duì)操作結(jié)果自動(dòng)評(píng)分,學(xué)生完成操作后可以提交虛擬實(shí)驗(yàn)仿真報(bào)告,從而大大提高預(yù)習(xí)效果。

反應(yīng)過(guò)程要受到溫度、壓力、流動(dòng)狀況等多種因素的影響,且各因素之間具有很強(qiáng)的耦合性。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)改變參數(shù)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程的最優(yōu)化,要耗費(fèi)大量的人力物力。而通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn),可以快速改變參數(shù),獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,探索反應(yīng)過(guò)程的規(guī)律。把虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶到實(shí)際實(shí)驗(yàn)中加以驗(yàn)證。通過(guò)虛實(shí)結(jié)合,能有效提高真實(shí)實(shí)驗(yàn)效率和結(jié)果最優(yōu)化。

學(xué)校現(xiàn)在有乙苯脫氫制苯乙烯、多釜串聯(lián)反應(yīng)器返混的測(cè)定、填料塔液相軸向混合實(shí)驗(yàn)、氣固催化固定床實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)精餾制乙酸乙酯、煤制油、甲醇合成七套反應(yīng)工程類的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)虛擬仿真練習(xí),開拓了學(xué)生的視野,提升了知識(shí)結(jié)構(gòu),培養(yǎng)了綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

二、Aspen軟件

Aspen是一個(gè)通用的流程模擬軟件,采用模塊化的建模方式,可以對(duì)化工生產(chǎn)中反應(yīng)、混合、分離、換熱、流體輸入等單元操作進(jìn)行模擬計(jì)算。在反應(yīng)模塊,有7個(gè)內(nèi)置的反應(yīng)器模型,其中生產(chǎn)能力類反應(yīng)器2種(Rstoic、RYield)、熱力學(xué)平衡類反應(yīng)器2種(REquil、RGibbs)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)類反應(yīng)器3種(RCSTR、RPlug和RBatch),涵蓋了化學(xué)反應(yīng)工程中所有的常用模型。具體的功能如表1所示。動(dòng)力學(xué)模型包括內(nèi)置的冪次定律、LHHW(Langmuir-Hinschelwood-Hougen-Watson)動(dòng)力學(xué)或用戶自定義的動(dòng)力學(xué)。自定義的動(dòng)力學(xué)可以用Fortran子程序或者excel工作表格定義。通過(guò)這些模塊可以計(jì)算質(zhì)量和能量平衡、反應(yīng)熱、產(chǎn)品選擇性、反應(yīng)程度和相平衡結(jié)果。

Aspen采用向?qū)降牟僮鹘缑妫鸩捷斎敕磻?yīng)體系組分、物性方法、進(jìn)口流股信息、反應(yīng)器模塊信息就可以進(jìn)行模擬計(jì)算。反應(yīng)器模塊中需要根據(jù)選定的模塊輸入反應(yīng)方程式、轉(zhuǎn)化率、收率、反應(yīng)溫度、壓力、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)器尺寸中的部分信息。

學(xué)生可以通過(guò)Aspen軟件搭建所需的反應(yīng)體系模型,比固定的虛擬仿真軟件更加靈活,更有助于理解化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)知識(shí)。Aspen軟件應(yīng)用于反應(yīng)工程教學(xué),也避免了復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及數(shù)值求解問(wèn)題,使得反應(yīng)過(guò)程盡可能的形象化,有助于學(xué)生對(duì)反應(yīng)過(guò)程的理解并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)論

1.化學(xué)反應(yīng)工程是一門理論和實(shí)踐性均非常強(qiáng)的學(xué)科,采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),更加直觀、便捷、安全和經(jīng)濟(jì),能給學(xué)生提供全面的技能訓(xùn)練,并獲取完善的知識(shí)體系和完備的綜合能力。

2.Aspen軟件是綜合性強(qiáng)的系統(tǒng)軟件,學(xué)生可以根據(jù)需要建立合適的反應(yīng)器模型,并可以方便地進(jìn)行調(diào)試和比較,完全避免了復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及數(shù)值求解問(wèn)題,加深了學(xué)生對(duì)反應(yīng)工程的理解。

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篇6

化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)是人類從科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)發(fā)展起來(lái)的,而它的理論又離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)。對(duì)于這種實(shí)踐性很強(qiáng)的工程學(xué)科來(lái)說(shuō),實(shí)訓(xùn)是學(xué)生參加實(shí)踐獲取知識(shí)所必需的學(xué)習(xí)途徑。我們把整個(gè)教學(xué)過(guò)程分成三個(gè)階段:理論教學(xué)階段、仿真實(shí)訓(xùn)階段、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)階段。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,引入案例,提出問(wèn)題,講解案例在國(guó)內(nèi)外的研究背景,工業(yè)用途,讓學(xué)生有一個(gè)感性認(rèn)識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生感到學(xué)有所用。聘請(qǐng)企業(yè)工程師,做為課堂主講教師,將一個(gè)綜合項(xiàng)目分解成若干任務(wù),做為課堂教學(xué)內(nèi)容實(shí)施的載體,將企業(yè)的工作方法和管理模式,融合到課堂的教學(xué)與管理中。在一個(gè)個(gè)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)之下,對(duì)學(xué)生分組。學(xué)生根據(jù)任務(wù)查閱資料,提出設(shè)計(jì)方案,在完成任務(wù)的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題,整個(gè)教學(xué)過(guò)程充分發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性與創(chuàng)造性,同時(shí)課堂上講的一些理論知識(shí),在實(shí)訓(xùn)中得到驗(yàn)證。歸納總結(jié),教師在審閱學(xué)生的實(shí)訓(xùn)報(bào)告后,對(duì)學(xué)生普遍出現(xiàn)的問(wèn)題以及每個(gè)實(shí)訓(xùn)小組采用的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、總結(jié),使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)際用途有所了解;同時(shí)用所學(xué)概念、原理對(duì)案例進(jìn)行剖析,提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的理解,在此階段教師需要的是引導(dǎo)。推行過(guò)程評(píng)價(jià)激勵(lì)機(jī)制,教學(xué)評(píng)價(jià)是教學(xué)環(huán)節(jié)中必不可少一環(huán),目的是檢查學(xué)生是否完成學(xué)習(xí)任務(wù),實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。隨著項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的逐步實(shí)施,化學(xué)反應(yīng)工程課程過(guò)去一卷定成績(jī)的評(píng)價(jià)方式也必須隨之改變。學(xué)生從方案設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝到結(jié)果分析,包括理論課程考試、實(shí)驗(yàn)室安全管理,每一步內(nèi)容的得分作為總成績(jī)的一部分,教師根據(jù)任務(wù)完成情況給出客觀評(píng)價(jià)或得分,促使學(xué)生相互交流、學(xué)習(xí),找出自己的差距,看到自己的優(yōu)勢(shì)。

2仿真教學(xué)在項(xiàng)目教學(xué)中的作用

工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)是化學(xué)工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的重要內(nèi)容。作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)和頂崗實(shí)習(xí),是學(xué)生培養(yǎng)工程實(shí)踐能力的重要途徑。由于經(jīng)費(fèi),設(shè)備有限,學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中容易出現(xiàn)盲目操作和“走過(guò)場(chǎng)”現(xiàn)象;在頂崗實(shí)習(xí)中,企業(yè)為了安全和效益等因素一般不允許學(xué)生親自動(dòng)手操作。近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和仿真軟件的開發(fā),仿真教學(xué)在理論和實(shí)踐之間架起了一座新的橋梁。采用仿真技術(shù),可以將復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程虛擬化,在計(jì)算機(jī)上動(dòng)態(tài)再現(xiàn)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程及每一步變化特征。而且仿真實(shí)訓(xùn)還具有無(wú)消耗、無(wú)污染可重復(fù)操作等優(yōu)點(diǎn)[7]。在現(xiàn)代化工企業(yè)中大部分已經(jīng)采用了DCS控制系統(tǒng),技術(shù)員主要在控制室通過(guò)電腦操作控制生產(chǎn)過(guò)程[8]。因此在《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)中,我們穿行四周仿真實(shí)訓(xùn)。通過(guò)化工生產(chǎn)中具有代表性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目如醋酸裝置仿真、乙烯裝置仿真、常減壓裝置仿真等過(guò)程的模擬,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化工單元操作、化學(xué)反應(yīng)、過(guò)程控制、能源綜合利用等理論知識(shí)的理解和掌握。通過(guò)仿真讓學(xué)生掌握正常生產(chǎn)操作、停車操作、故障處理操作等實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),了解化工反應(yīng)過(guò)程中工藝和控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性。培養(yǎng)學(xué)生分析和解決生產(chǎn)操作中的異?,F(xiàn)象的能力,為日后在企業(yè)工作奠定良好基礎(chǔ)。仿真實(shí)訓(xùn)是項(xiàng)目教學(xué)中理論聯(lián)系實(shí)際的一種新的教學(xué)方法。

3結(jié)束語(yǔ)

篇7

關(guān)鍵詞 非均相分離;啟發(fā)式教學(xué);工程意識(shí);實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2013)09-0099-02

Discussion on Course of Heterogeneous Separation Technology and Equipment//Sun Zhiqian, Wang Jianjun, Wang Zhenbo, Jin Youhai

Abstract Course arrangement and content of heterogeneous separation technology and equipment is introduced, and the aspects of stimulating students’ learning interests, combination of various teaching methods, cultivating students’ engineering consciousness and improving students’ practice ability are discussed to enhance teaching effect.

Key words heterogeneous separation; heuristic teaching; engineering consciousness; practice teaching

非均相分離技術(shù)及設(shè)備是中國(guó)石油大學(xué)(華東)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)技術(shù)限選課。它涉及化學(xué)工程領(lǐng)域中的單元操作技術(shù),主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用粉體工程學(xué)、流體力學(xué)及相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)來(lái)解決化學(xué)工程領(lǐng)域非均相分離單元操作實(shí)際問(wèn)題。筆者結(jié)合教學(xué)之中形成的對(duì)于非均相分離技術(shù)及設(shè)備課程教學(xué)方法的一些體會(huì)和感悟進(jìn)行探討。

1 課程基本要求

非均相分離技術(shù)及設(shè)備的前置課程是粉體工程學(xué)和流體力學(xué)。粉體工程學(xué)亦稱顆粒學(xué),主要介紹顆粒學(xué)的基本知識(shí)及顆粒物性的分析方法與測(cè)量技術(shù),使學(xué)生具備將顆粒學(xué)及其理論應(yīng)用于流態(tài)化、粉體輸送和粉體制備技術(shù)等工程領(lǐng)域的綜合能力;流體力學(xué)則主要介紹流體力學(xué)的基本概念和原理,使學(xué)生具備分析非均相分離過(guò)程所涉及的單相與多相流動(dòng)特性的能力。

非均相分離技術(shù)及設(shè)備的授課目標(biāo)是使學(xué)生熟悉氣態(tài)非均相物系和液態(tài)非均相物系分離的基本理論知識(shí),掌握重力及慣性分離、旋風(fēng)分離器、過(guò)濾除塵器、電除塵器、水力旋流器、靜電聚結(jié)器、液固過(guò)濾等設(shè)備的分離機(jī)理及設(shè)計(jì)計(jì)算基本方法,了解濕法捕集、懸浮液的預(yù)處理與增濃的基本方法和途徑以及離心沉降分離設(shè)備的原理,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)及創(chuàng)新意識(shí),為學(xué)生從事化學(xué)工程領(lǐng)域內(nèi)非均相物系分離技術(shù)及設(shè)備的研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2 教學(xué)方法探討

筆者根據(jù)非均相分離技術(shù)及設(shè)備的課程特點(diǎn),結(jié)合授課經(jīng)驗(yàn)與體會(huì),對(duì)非均相分離技術(shù)及設(shè)備課程的教學(xué)方法進(jìn)行探討。

2.1 采用啟發(fā)式教學(xué)法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師。非均相分離技術(shù)及設(shè)備課程是一門專業(yè)性、理論性較強(qiáng)的課程,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,容易出現(xiàn)提不起興致、注意力不集中等問(wèn)題,嚴(yán)重影響授課和學(xué)習(xí)效果。鑒于此,在授課過(guò)程中,采用啟發(fā)式教學(xué)方法,通過(guò)列舉生活中的實(shí)例,講述其中蘊(yùn)含的非均相分離原理,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,取得較好的效果。

例如,在課程的緒論部分,從學(xué)生感興趣的核電工業(yè)入手,介紹其工藝及應(yīng)用,并指出分離設(shè)備在整個(gè)工藝流程中的作用;而后逐漸深入介紹發(fā)電、采油、鉆井、西氣東輸、煉廠相關(guān)工藝及設(shè)備,并指出日常生活中的吸塵器、滾筒式洗衣機(jī)、魚缸凈化器等都是非均相分離技術(shù)的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)課程的深入介紹奠定基礎(chǔ)。

又如“重力沉降分離設(shè)備”一節(jié)中,在闡明“增大沉降面積可以提高分離性能”的觀點(diǎn)時(shí),列舉兩個(gè)生活中的實(shí)例:

【實(shí)例一】國(guó)家大劇院的殼體表面積高達(dá)3.5萬(wàn)平方米,灰塵易沉降在殼體表面,形成“高性能的露天重力沉降器”。

【實(shí)例二】黃河發(fā)源于青藏高原,延綿5000多公里,途徑9個(gè)省份,最終在東營(yíng)墾利匯入渤海。黃河中上游河流流道窄,流速快,夾帶大量泥沙匯至下游,在入??趨R入渤海后沉降面積急劇增大,流速趨緩,河流中泥沙得以沉降,而黃河入??诘膬?nèi)陸面積也因?yàn)槟嗌吵练e而不斷增加。

生活處處有物理,留心觀察皆學(xué)問(wèn)。通過(guò)生活實(shí)例,啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用非均相分離原理給出合理解釋,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們主動(dòng)參與到課堂討論與學(xué)習(xí)之中。

2.2 采用板書、PPT課件、視頻教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及,高校普遍采用PPT課件進(jìn)行課堂教學(xué)。雖然PPT課件具有信息量大、方便快捷等優(yōu)點(diǎn),但是知識(shí)點(diǎn)講解速度較快,尤其在講解理論推導(dǎo)內(nèi)容時(shí),絕大多數(shù)學(xué)生只能被動(dòng)接受,遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上教師的授課思路,聽課效果較差。因此,對(duì)于課程中理論推導(dǎo)內(nèi)容,應(yīng)輔以板書教學(xué)。對(duì)于非均相分離設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及多相流動(dòng)與分離過(guò)程的教學(xué),如油氣水三相分離器以及臥螺離心機(jī)的分離過(guò)程等,則可以采用視頻教學(xué)法。

例如,在講授“旋風(fēng)分離器”一節(jié)時(shí),對(duì)于旋風(fēng)分離器的分離原理、主要結(jié)構(gòu)形式、分離器內(nèi)部流場(chǎng)和濃度場(chǎng)分布規(guī)律、旋風(fēng)分離器分離性能的影響因素、旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)方法,以及旋風(fēng)分離器的磨損及防磨措施等知識(shí)點(diǎn),采用PPT課件進(jìn)行講解;對(duì)于旋風(fēng)分離器的相似準(zhǔn)數(shù)、分離理論、阻力系數(shù)、壓降計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)采用板書進(jìn)行授課;對(duì)于旋風(fēng)分離器內(nèi)部氣固兩相流動(dòng)形態(tài)、旋風(fēng)分離器的工業(yè)應(yīng)用等內(nèi)容通過(guò)視頻進(jìn)行教學(xué)。板書、PPT、視頻相結(jié)合的教學(xué)方法,可以合理安排教學(xué)進(jìn)度,深入講解各部分知識(shí)點(diǎn),取得良好效果。

2.3 緊密聯(lián)系工程實(shí)際及科研項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)

非均相分離技術(shù)及設(shè)備主講教師均為中國(guó)石油大學(xué)(華東)多相流分離課題成員,長(zhǎng)期從事多相流分離技術(shù)及裝備的研究,先后承擔(dān)或參與了多項(xiàng)與分離過(guò)程和裝備有關(guān)的技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目設(shè)計(jì),并已取得多項(xiàng)成果,積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在教學(xué)過(guò)程中,不僅要教授各類分離設(shè)備的分離原理、分離過(guò)程、設(shè)計(jì)方法以及設(shè)備分離性能的影響因素,更要緊密聯(lián)系工程實(shí)際,結(jié)合科研項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容以及最新科研進(jìn)展,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。例如,在講授“旋風(fēng)分離器”一節(jié)時(shí),給學(xué)生講述課題組研發(fā)PDC、PSC型旋風(fēng)分離器的過(guò)程;在講授“水力旋流器”一節(jié)時(shí),結(jié)合課題組在新疆風(fēng)城油田進(jìn)行的工業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解。通過(guò)相關(guān)工程項(xiàng)目的介紹,培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí),深化了教學(xué)效果。

2.4 增設(shè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力

中國(guó)石油大學(xué)(華東)多相流分離實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室面積約1200平方米,擁有完備的實(shí)驗(yàn)分析儀器,如LS230激光粒度測(cè)試儀、PH50系列數(shù)字顯微成像系統(tǒng)、TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)、PIP6.1顆粒圖像分析儀、MT1000多功能粉體物性分析儀、多功能原油含水自動(dòng)測(cè)量?jī)x、DE-100L型實(shí)驗(yàn)室高剪切分散乳化機(jī)、QBZY-1型全自動(dòng)表面界面張力儀等與非均相分離技術(shù)相關(guān)的測(cè)試儀器。

實(shí)驗(yàn)室擁有旋風(fēng)分離器流場(chǎng)及性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置、直流式低速風(fēng)洞、旋液分離綜合試驗(yàn)研究裝置、旋液分離熱態(tài)高溫試驗(yàn)研究裝置、氣液旋流分離試驗(yàn)研究裝置、重力聚結(jié)分離裝置等多套實(shí)驗(yàn)裝置。非均相分離技術(shù)及設(shè)備課程設(shè)有4學(xué)時(shí)的實(shí)踐學(xué)時(shí),學(xué)生通過(guò)參觀實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備、觀摩實(shí)驗(yàn)過(guò)程,可以加深對(duì)于所學(xué)非均相分離知識(shí)的理解。此外,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部分實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)裝置向?qū)W生開放,學(xué)生可以參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái),鍛煉了動(dòng)手能力,切實(shí)做到學(xué)以致用,強(qiáng)化了學(xué)習(xí)效果。

篇8

1課程設(shè)計(jì)前的調(diào)查與輔導(dǎo)

在開始化工原理課程設(shè)計(jì)之前,充分了解學(xué)生對(duì)前修課程如物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工原理等課程理論知識(shí)的掌握程度,了解學(xué)生查閱文獻(xiàn)獲取物性參數(shù)和相關(guān)公式的能力,了解學(xué)生是否具有一定的工程、經(jīng)濟(jì)觀念,了解學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)CAD繪圖能力的掌握情況。上述內(nèi)容均是在化工原理課程設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)與能力,通過(guò)課前調(diào)查,掌握學(xué)生的基礎(chǔ),進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)與指導(dǎo),使學(xué)生在開始課程設(shè)計(jì)之前提前進(jìn)入狀況,讓學(xué)生建立信心,激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的完成將要開始的課程設(shè)計(jì)。

2課程設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程

課程設(shè)計(jì)的任務(wù)(或題目)是教學(xué)的核心,也是能否培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生工程實(shí)踐能力的關(guān)鍵。在教學(xué)過(guò)程中,為了全面的地鍛煉學(xué)生的查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)計(jì)算、實(shí)際分析和CAD繪圖能力,課程設(shè)計(jì)的選題在符合教學(xué)大綱要求的前提下結(jié)合工業(yè)實(shí)際,設(shè)計(jì)結(jié)果有較好的參比性。

2.1任務(wù)布置

在分配任務(wù)時(shí)根據(jù)學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)和儲(chǔ)備進(jìn)行合理的搭配與分組,做到每組成員具有較均衡的知識(shí)能力。設(shè)計(jì)題目做到每人一題,盡量避免抄襲現(xiàn)象發(fā)生,如進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)時(shí),所有學(xué)生都有自己的產(chǎn)量、餾出液組成、釜液組成、原料狀況與組成、回流比等;組內(nèi)成員具有個(gè)別不同的數(shù)據(jù),根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以對(duì)比不同條件對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響,如回流比的不同、原料狀況不同、餾出液組成不同、釜液組成不同等。如此一來(lái),組內(nèi)成員在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),都能積極參與到整個(gè)過(guò)程中來(lái),每個(gè)人計(jì)算設(shè)計(jì)結(jié)果都是對(duì)比分析與工程評(píng)價(jià)的一部分,能夠較好的提高學(xué)生的參與性、積極性,同時(shí)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和創(chuàng)造。另外在課程設(shè)計(jì)開始之前,指導(dǎo)教師應(yīng)仔細(xì)地講解設(shè)計(jì)內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的工藝流程,并將整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行具體的說(shuō)明,就設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中容易出錯(cuò)的位置進(jìn)行重點(diǎn)指出。

2.2答疑與引導(dǎo)

在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,方案設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn),如在進(jìn)行換熱器設(shè)計(jì)時(shí),如何選擇合理的工藝流程和換熱器的類型,需要根據(jù)加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)的狀況、換熱器在整個(gè)工藝流程中的地位等因素來(lái)綜合考慮,如進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)時(shí),是選用板式精餾塔還是選用填料精餾塔,都需要根據(jù)物料的物性參數(shù)和實(shí)際工藝條件來(lái)共同決定。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)方案,組織學(xué)生討論分析,通過(guò)對(duì)比綜合選用較合適的設(shè)計(jì)方案。在課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行過(guò)程中,要及時(shí)了解與掌握學(xué)生設(shè)計(jì)的進(jìn)度與狀況。由于學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和能力的差異,在獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、物性數(shù)據(jù)、方案設(shè)計(jì)、公式選用等方面都會(huì)有或多或少的困難,對(duì)學(xué)生遇到的問(wèn)題可以通過(guò)以下三種方式進(jìn)行解決:(1)對(duì)于個(gè)別同學(xué)遇到的個(gè)別問(wèn)題,教學(xué)過(guò)程中采取一對(duì)一的答疑方式進(jìn)行,就學(xué)生的問(wèn)題進(jìn)行個(gè)別解答和指導(dǎo)。如在換熱器的設(shè)計(jì)過(guò)程中,就管程和殼程走何種流體,主要從介質(zhì)的安排能夠達(dá)到提高傳熱效率和節(jié)省材料的方面來(lái)考慮,易產(chǎn)生污垢、腐蝕性強(qiáng)、高溫高壓的介質(zhì)走管程,粘度較大的介質(zhì)走殼程;(2)對(duì)于大部分學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的共性問(wèn)題,采取集中詳細(xì)講解的方式進(jìn)行,并對(duì)該設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行中所涉及的知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的影響進(jìn)行引導(dǎo)與分析。如板式精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算中,對(duì)于塔板數(shù)的計(jì)算,可以通過(guò)圖解法和逐板計(jì)算法來(lái)進(jìn)行,根據(jù)查閱文獻(xiàn)獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做出物系的平衡曲線或計(jì)算出物系的平均相對(duì)揮發(fā)度,再根據(jù)原料、餾出液、釜液的濃度和選擇的適宜回流比獲得精餾段、提餾段的操作線方程,由原料狀況獲得進(jìn)料線方程,根據(jù)上述內(nèi)容可以選擇圖解法或逐板法來(lái)進(jìn)行計(jì)算;(3)對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生遇到的不了解設(shè)備形狀和結(jié)構(gòu)等方面造成的困難,指導(dǎo)教師通過(guò)實(shí)物、多媒體圖片及動(dòng)畫的方式向?qū)W生展示說(shuō)明,讓學(xué)生充分了解設(shè)計(jì)中所選用設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。

2.3課程考核

化工原理課程設(shè)計(jì)的主要目的是進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力和處理實(shí)際工程問(wèn)題的能力。因此,在課程的考核方面也主要從這些方面著手,課程考核主要通過(guò)如下三個(gè)方面來(lái)綜合評(píng)定學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)的成績(jī):(1)遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律的情況,對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取方式或途徑,重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)前修理論課程的掌握情況;(2)考察學(xué)生在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中,針對(duì)實(shí)際問(wèn)題是否能夠結(jié)合理論知識(shí)、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行全面分析與預(yù)判;(3)分組合作過(guò)程中考察學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),課程設(shè)計(jì)總結(jié)與答辯過(guò)程中考察學(xué)生的語(yǔ)言組織及表達(dá)能力。

3總結(jié)與展望

篇9

1理工科專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

有機(jī)化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,其涉及范圍很廣,存在內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、反應(yīng)類型多樣、理論知識(shí)抽象等特點(diǎn),這就使學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒,學(xué)習(xí)效率下降,從而影響教學(xué)效果。特別是對(duì)理工科專業(yè)學(xué)生而言,有相當(dāng)多的學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)課程重視不夠,學(xué)習(xí)興趣不高,加上學(xué)生入校時(shí)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)差異大,學(xué)習(xí)起來(lái)較困難,也影響到課堂教學(xué)效果。此外,隨著高校教學(xué)改革的逐步推進(jìn),有機(jī)化學(xué)理論課程學(xué)時(shí)有所壓縮,導(dǎo)致理論課程課堂教學(xué)中每節(jié)課程教學(xué)信息量日益增加,但又不能增加學(xué)生的課外負(fù)擔(dān),教師的教學(xué)難度也在不斷加大。因此,對(duì)理工科專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程的課堂教學(xué),應(yīng)摒棄“填鴨式”教學(xué)講授方法,要因材施教,強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)精心安排各個(gè)環(huán)節(jié),精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程,靈活運(yùn)用各種教學(xué)手段,以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合能力。

2理工科專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)方法探討

課程教學(xué)有法而無(wú)定法。在有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中,教師應(yīng)在立足“學(xué)生主體,教師主導(dǎo)”的教學(xué)指導(dǎo)思想的基礎(chǔ)上,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活選擇和變換各種教學(xué)方法。

2.1知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)法

各類有機(jī)化合物、基本概念、基本原理之間,既有共性又有個(gè)性,要通過(guò)課程教學(xué)設(shè)計(jì)提高教學(xué)效率,就必須對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行巧妙設(shè)計(jì),這樣才能達(dá)到調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、讓學(xué)生主動(dòng)探究的目的。例如,在進(jìn)行單烯烴、炔烴和二烯烴的教學(xué)中,正常情況下護(hù)理學(xué)、生物科學(xué)、生物教育和環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生這部分內(nèi)容授課為4學(xué)時(shí),化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生授課為6學(xué)時(shí)。對(duì)于前者學(xué)生會(huì)感覺到教學(xué)內(nèi)容過(guò)多,時(shí)間緊張。為了避免這種情況,就可以通過(guò)對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的巧妙設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、發(fā)揮學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在講烯烴、炔烴的命名這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí),可以先讓學(xué)生回顧烷烴命名的規(guī)則,之后簡(jiǎn)要說(shuō)明烯烴、烷烴在命名規(guī)則上的相同點(diǎn)與不同點(diǎn),然后通過(guò)練習(xí)題幫助學(xué)生學(xué)會(huì)利用系統(tǒng)命名法進(jìn)行命名。做了這些知識(shí)鋪墊之后,再設(shè)計(jì)提問(wèn):有順?lè)串悩?gòu)的不飽和烴如何命名?當(dāng)雙鍵兩碳原子所連接的四個(gè)原子或基團(tuán)不相同時(shí)又怎樣命名?以此引出順?lè)疵ㄅcZ/E命名法。這樣,通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn),就會(huì)極大地調(diào)動(dòng)起學(xué)生主動(dòng)思維和學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生會(huì)很輕松地用較少的時(shí)間掌握較多的知識(shí)。

2.2歸納總結(jié)法

在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)課程中,由于化合物種類繁多,化學(xué)性質(zhì)豐富,有機(jī)反應(yīng)形式各異,變化萬(wàn)千,且與反應(yīng)條件密切相關(guān),所以很多學(xué)生耗費(fèi)了大量的時(shí)間記憶,卻事倍功半。這時(shí),教師要隨時(shí)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納法,從個(gè)別反應(yīng)中找它們的共同規(guī)律。例如貫穿有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)始終的有機(jī)反應(yīng)歷程問(wèn)題,是學(xué)生較難以理解和記憶的重點(diǎn)內(nèi)容。在講授過(guò)程中,我們可以將有機(jī)反應(yīng)比喻為有機(jī)化學(xué)的“詞匯”,而反應(yīng)機(jī)理則類似于有機(jī)化學(xué)的“語(yǔ)法”。反應(yīng)歷程根據(jù)共價(jià)鍵的斷裂方式可歸納為兩大類:即自由基反應(yīng)一由共價(jià)鍵均裂成帶單電子基團(tuán)引起;離子型反應(yīng)一由共價(jià)鍵異裂成帶正負(fù)電荷的基團(tuán)引起。在此基礎(chǔ)上再經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的歸納,又可細(xì)分為以下幾類:自由基反應(yīng):(1)自由基取代反應(yīng),如烷烴的鹵代反應(yīng);(2)自由基加成反應(yīng),如烯烴在有過(guò)氧化物存在下與溴化氫的自由基加成反應(yīng);離子型反應(yīng)又分兩類:一類是被親電試劑進(jìn)攻的親電取代反應(yīng)(如芳環(huán)上的硝化、鹵代、磺化反應(yīng)等)和親電加成反應(yīng)(如烯烴的親電加成反應(yīng));另一類是被親核試劑進(jìn)攻的親核取代反應(yīng)(如鹵代烴的親核取代SN1、SN2)和親核加成反應(yīng)(如醛、酮的親核加成反應(yīng)),以及β-消除反應(yīng)E1和E2(如鹵代烴脫鹵化氫反應(yīng)和醇的分子內(nèi)脫水)和α-消除反應(yīng)(如卡賓的反應(yīng))等。這樣,借助反應(yīng)歷程作為貫穿有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的主線索使知識(shí)系統(tǒng)化,避免死記硬背繁多的有機(jī)化學(xué)反應(yīng),幫助學(xué)生把許多表面上看來(lái)完全不同的反應(yīng)通過(guò)反應(yīng)歷程相應(yīng)地聯(lián)系起來(lái),進(jìn)一步加深對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的理解。

2.3多重導(dǎo)入法

課堂教學(xué)的導(dǎo)入是指課堂教學(xué)的開頭,它起著醞釀情緒、提示內(nèi)容、帶入環(huán)境的作用。一個(gè)好的導(dǎo)入可以抓住學(xué)生的心弦,引起學(xué)生的求知欲望,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性,加強(qiáng)師生間的雙邊活動(dòng),從而為課堂教學(xué)的效果提供一個(gè)好的前提保證。有機(jī)化學(xué)是一門以描述性知識(shí)為主的學(xué)科,大量的基本資料可由結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和合成三部分內(nèi)容來(lái)概括。它們之間的關(guān)系是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu),性質(zhì)和合成則是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面。課堂導(dǎo)入方式很多,如有通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、分子模型等直觀導(dǎo)入;有通過(guò)化學(xué)史來(lái)導(dǎo)入,例如脂環(huán)烴環(huán)的張力學(xué)說(shuō)、苯環(huán)的結(jié)構(gòu)等。而提問(wèn)式導(dǎo)入經(jīng)常出現(xiàn)在章與章、節(jié)與節(jié)之間關(guān)系緊密、前后連貫處,歸納式導(dǎo)入則在總結(jié)前一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容或習(xí)題、實(shí)驗(yàn)后,針對(duì)學(xué)生存在的問(wèn)題分析原因,從而導(dǎo)入新課。更能激起學(xué)生興趣的是事例式導(dǎo)入。有機(jī)化學(xué)與日常生活密切相關(guān),因此可運(yùn)用日常生活中學(xué)生所熟悉的例子來(lái)引入。例如學(xué)習(xí)酯類化合物時(shí),可以從水果蔬菜的風(fēng)味品質(zhì)來(lái)導(dǎo)入,如乙酸異戊酯是香蕉的香味,正戊酸異戊酯是蘋果的味道,乙酸乙酯和乙酸異戊酯是梨子的香味,丁酸乙酯和丁酸異戊酯是草莓的味道等。類比導(dǎo)入法是充分發(fā)揮學(xué)生形象思維的好方法,分子是看不見、摸不著的,但對(duì)宏觀物體學(xué)生比較熟悉,所以,可從宏觀物體作類比引入微觀世界。例如在講授有機(jī)化合物分子具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象時(shí),可以從鏡前的物與像,山水畫中的倒影以及人體的左、右手等非常相似但不能重合來(lái)說(shuō)明分子也有鏡像關(guān)系的存在。在講到外消旋體與內(nèi)消旋體的區(qū)別時(shí),展示一張非洲羚羊的照片,羚羊的兩只角呈現(xiàn)出完美的內(nèi)消旋體形狀,一個(gè)物體,不可拆分。幫助同學(xué)們記住內(nèi)消旋體純物質(zhì)不能拆分,外消旋體是混合物,可以拆分等知識(shí)點(diǎn)。

2.4問(wèn)題探究法

問(wèn)題探究教學(xué)法,就是通過(guò)創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情景,引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,最終獲取知識(shí)。學(xué)生探究活動(dòng)是以思維的激發(fā)、深化作為手段進(jìn)行的。在有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中可以問(wèn)題意識(shí)驅(qū)動(dòng)學(xué)生思維,而問(wèn)題是學(xué)生探究活動(dòng)的誘因,人一旦對(duì)某些難以解決或疑惑的實(shí)際問(wèn)題產(chǎn)生困惑、懷疑、焦慮的心理狀態(tài),問(wèn)題意識(shí)就形成了。為了培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),教師在教學(xué)時(shí)要營(yíng)造民主、和諧的教學(xué)氛圍,巧妙營(yíng)造問(wèn)題情境積極鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提問(wèn),敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)。例如在講授鹵代烴消除反應(yīng)機(jī)理時(shí),由于鹵素原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)造成β-H變得活躍,在這種情況下鹵代烴易于脫去β-H而發(fā)生消除反應(yīng)。如果有思維敏捷的學(xué)生就可能提出這樣的問(wèn)題:如果鹵素原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)使得α-H要比β-H更為活躍,那么為什么不脫去α-H呢?聽到這樣的問(wèn)題,教師首先應(yīng)該對(duì)學(xué)生提問(wèn)給予肯定與鼓勵(lì),然后再引導(dǎo)學(xué)生共同進(jìn)行深入討論,進(jìn)一步了解α-消除反應(yīng)與β-消除反應(yīng)的區(qū)別,從而達(dá)到教師引導(dǎo)學(xué)生思考的目的。又如當(dāng)講到鹵代烴消除反應(yīng)的主要產(chǎn)物取向遵循扎依采夫(Saytzeff)規(guī)則,即主要產(chǎn)物是雙鍵碳原子上連接烴基較多的烯烴,也有學(xué)生可能會(huì)提問(wèn),在什么情況下主要產(chǎn)物可以是雙鍵碳原子上連接烴基較少的烯烴呢?這就可以進(jìn)一步引入對(duì)“扎依采夫烯烴”和“霍夫曼烯烴”的討論。

3結(jié)論

篇10

關(guān)鍵詞:印制電路 培養(yǎng)模式 卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)04(a)-0189-02

國(guó)家教育部推出卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃(以下簡(jiǎn)稱卓越計(jì)劃)[1],旨在通過(guò)在試點(diǎn)高校及專業(yè)實(shí)施卓越計(jì)劃,摸索建立具有中國(guó)特色工程教育模式。卓越計(jì)劃強(qiáng)調(diào)要“重視國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的人才需求,適度超前培養(yǎng)人才”。從當(dāng)前卓越工程師人才培養(yǎng)目標(biāo)的發(fā)展情況來(lái)看,隨著電子化學(xué)科技發(fā)展的不斷綜合化及加速化,著力提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力,提升學(xué)生的國(guó)際視野及參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力,探索電子領(lǐng)域中化學(xué)工程教育規(guī)律,創(chuàng)建與電子科技大學(xué)辦學(xué)定位和特色相適應(yīng)的化學(xué)與電子的復(fù)合人才的印制電路專業(yè)人才培養(yǎng)模式勢(shì)在必行。目前我國(guó)電子化學(xué)教育的體系還不夠完善,特別是在電子化學(xué)“材料制備-印制電路設(shè)計(jì)與制作-器件應(yīng)用”系統(tǒng)化的印制電路教學(xué)領(lǐng)域,教育教學(xué)水平相對(duì)落后于歐美先進(jìn)國(guó)家,而隨著電子化學(xué)品成分趨于復(fù)雜,技術(shù)密集程度越來(lái)越高,將化學(xué)知識(shí)與電子工藝結(jié)合在一起,著重培養(yǎng)在信息產(chǎn)業(yè)重要組成部分的電子工藝技術(shù)領(lǐng)域的高技術(shù)復(fù)合型人才,印制電路工藝是一門必不可少的課程[2]。我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是我國(guó)目前唯一培養(yǎng)電子技術(shù)與化學(xué)技術(shù)相結(jié)合的綜合性印制電路高科技人才的專業(yè),在應(yīng)用化學(xué)教育專業(yè)人才培養(yǎng)體系中逐漸完善“化學(xué)”與“電子”相結(jié)合的人才培養(yǎng)在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng),是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的擴(kuò)展[3]。2013年我國(guó)印制電路行業(yè)總產(chǎn)值到達(dá)236億美元,占全球產(chǎn)值的43%,盡管我國(guó)是印制電路制造大國(guó),但不是強(qiáng)國(guó)。高技術(shù)含量、高附加值的高端印制電路產(chǎn)品,國(guó)外從制造設(shè)備、材料、工藝技術(shù)等方面對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷。要想改變我國(guó)高端印制電路落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)狀,培養(yǎng)具有扎實(shí)的電子-化學(xué)理論基礎(chǔ),能將所學(xué)理論知識(shí)靈活應(yīng)用到印制電路工藝、制造等相關(guān)工作中,創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力較強(qiáng)的具有卓越工程師潛質(zhì)的畢業(yè)生是十分必要和緊迫的。

我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)被教育部批準(zhǔn)為卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施專業(yè)。該文從分析卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),探討本科生印制電路工程專業(yè)工程師培養(yǎng)存在的問(wèn)題,提出針對(duì)卓越計(jì)劃修訂印制電路教學(xué)大綱、編寫實(shí)用教材、建立校外實(shí)習(xí)基地、校企聯(lián)合培養(yǎng)等培養(yǎng)實(shí)用創(chuàng)新型印制電路工程人才的思路。

1 印制電路教學(xué)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1 教學(xué)現(xiàn)狀

近年來(lái),我國(guó)印制電路(PCB)產(chǎn)業(yè)每年以25%以上的高速度發(fā)展,已跨入世界PCB大國(guó)之列,伴隨著印制電路產(chǎn)品發(fā)展,要求有新的材料、新的工藝技術(shù)和新的設(shè)備。我國(guó)印制電器材料工業(yè)在擴(kuò)大產(chǎn)量的同時(shí),更要注重于提高性能和質(zhì)量。我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是我國(guó)目前唯一培養(yǎng)電子技術(shù)與化學(xué)技術(shù)相結(jié)合的綜合性高科技人才的基地,但目前對(duì)印制電路教學(xué)的重視度同市場(chǎng)需求相比存在一定差距,單從學(xué)時(shí)分配上就可見一斑。從我校情況看,應(yīng)用化學(xué)系本科生印制電路教學(xué)分成《印制電路原理與工藝》(專業(yè)必修課,32學(xué)時(shí))、《雙面印制電路板制作》(專業(yè)實(shí)驗(yàn)選修課,8學(xué)時(shí))二個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行,在第三學(xué)年第2學(xué)期內(nèi)完成?!队≈齐娐吩砗凸に嚒氛n程組在教學(xué)中,按照PCB技術(shù)發(fā)展歷史與基礎(chǔ)、基本材料、線路設(shè)計(jì)、線路制作、三廢處理、質(zhì)量管理和發(fā)展趨勢(shì)的順序組織安排教學(xué),內(nèi)容包括印制電路基板材料、印制板設(shè)計(jì)與布線、照相制版和圖形轉(zhuǎn)移、刻蝕和焊接技術(shù)、化學(xué)鍍與電鍍技術(shù)、孔金屬化技術(shù)、多層及HDI板的制作技術(shù)、特種印制板制作技術(shù)、印制板工業(yè)三廢的控制、印制板質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化、印制電路技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)等部分內(nèi)容?!峨p面印制電路板制作》實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練項(xiàng)目包括:PCB布線貼圖的設(shè)計(jì)與制作相關(guān)軟件的學(xué)習(xí)、PCB照相底版的設(shè)計(jì)與制作、孔金屬化工藝及技術(shù)、印制電路板圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)與工藝、印制電路板線路制作及線路保護(hù)技術(shù)與工藝等幾部份實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

1.2 存在問(wèn)題

印制電路課程知識(shí)點(diǎn)多,涉及知識(shí)面廣,工藝制造問(wèn)題及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)難度大,加之很多學(xué)生材料化學(xué)與工藝、應(yīng)用電化學(xué)與電子化學(xué)品基礎(chǔ)不扎實(shí),雖然采用多媒體教學(xué)手段,嘗試將互動(dòng)討論式教學(xué)、PCB工業(yè)制造案例教學(xué)、學(xué)生調(diào)研式教學(xué)、學(xué)生小組作報(bào)告等多種教學(xué)方法引入到教學(xué)中,因課時(shí)所限及學(xué)生工程實(shí)踐能力要求高,授課時(shí)往往還是無(wú)奈停留在學(xué)生對(duì)PCB制造的基本原理的掌握及工藝能夠正確了解的層次,很難引導(dǎo)幫助學(xué)生提升到對(duì)印制電路線、孔構(gòu)件、電氣信號(hào)穩(wěn)定性及任意層Cu互連技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理構(gòu)造處理,從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及工程創(chuàng)能能力。同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外印制電路電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的比較介紹也難以進(jìn)行,對(duì)印制電路結(jié)構(gòu)新理論、新材料、新技術(shù)介紹也不足。所以依據(jù)“卓越計(jì)劃”人才培養(yǎng)的要求,從印制電路原理與工藝的授課內(nèi)容及授課效果分析,印制電路課程教學(xué)主要存在的問(wèn)題有:

(1)印制電路課程的課程大綱面向卓越工程師計(jì)劃的針對(duì)性不強(qiáng);(2)教學(xué)內(nèi)容對(duì)國(guó)內(nèi)外最新印制電路制造的新理論、新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)吸收不及時(shí);(3)印制電路課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的工程實(shí)際針對(duì)性不強(qiáng);(4)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及熱情較低,整合高校、企業(yè)、科研資源配置的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)基地較少;(5)課時(shí)偏少,未做到因材施教;(6)很多學(xué)生側(cè)重與理論知識(shí)的學(xué)習(xí),動(dòng)手能力較差,從而對(duì)印制電路板制作工藝產(chǎn)生畏難心理。

2 印制電路課程改革思路

應(yīng)用創(chuàng)新人才培養(yǎng)應(yīng)是以知識(shí)學(xué)習(xí)為載體,著力培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力。印制電路技術(shù)橫跨信息電子與新材料兩大國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),而長(zhǎng)期以來(lái)傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式對(duì)于化學(xué)與電子融合領(lǐng)域復(fù)合人才能力培養(yǎng)的重要性認(rèn)識(shí)不足,基于我國(guó)印制電路領(lǐng)域的高技術(shù)人才匱乏現(xiàn)狀,通過(guò)分析印制電路教學(xué)存在的問(wèn)題,從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教改嘗試。

2.1 課題教學(xué)及實(shí)驗(yàn)科目中注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

通過(guò)實(shí)施“卓越計(jì)劃”,探索應(yīng)用化學(xué)系印制電路特色專業(yè)教育部卓越工程師計(jì)劃實(shí)施與實(shí)踐教學(xué)的人才培養(yǎng)的新途徑,結(jié)合現(xiàn)代印制電路材料、結(jié)構(gòu)、體系及設(shè)計(jì)方面的最新發(fā)展,制定相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃和課程大綱,開發(fā)出基于“材料制備-印制電路設(shè)計(jì)與制作―器件應(yīng)用”系統(tǒng)化的印制電路教學(xué)的課件。并科學(xué)劃分及銜接本科與研究生的印制電路課程內(nèi)容。針對(duì)印制電路學(xué)時(shí)少而內(nèi)容多的矛盾,采取凝練授課內(nèi)容、主講精講基本概念及基本原理、課后結(jié)合作業(yè)自學(xué)理解掌握相關(guān)知識(shí)的方式精煉教學(xué)內(nèi)容;同時(shí)將實(shí)驗(yàn)?zāi)J綇闹v授式逐步轉(zhuǎn)化為開放式,在優(yōu)化理論點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上制定印制電路課程開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,啟動(dòng)印制電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,引入實(shí)際工程設(shè)計(jì)討論,啟發(fā)學(xué)生深入思考及掌握印制電路理論知識(shí)及設(shè)計(jì)方法,構(gòu)筑開放實(shí)驗(yàn)體系培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2.2 加強(qiáng)實(shí)際工程訓(xùn)練

積極拓展校外資源,形成了一條走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)的辦學(xué)模式,努力建立校企聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制,為多樣化拔尖人才培養(yǎng)創(chuàng)造“研發(fā)訓(xùn)練、工程實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)體驗(yàn)”的多樣化拔尖人才培養(yǎng)環(huán)境,將先進(jìn)工業(yè)化技術(shù)引進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)及假期讓部分學(xué)生到校外實(shí)習(xí)基地、校企聯(lián)合培養(yǎng)基地參與印制電路的設(shè)計(jì)及制造工藝,印制電路課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)題目逐步改進(jìn)為實(shí)際工程設(shè)計(jì)題目。通過(guò)校外實(shí)習(xí)基地、校企聯(lián)合培養(yǎng)使印制電路實(shí)驗(yàn)學(xué)科更具有自己獨(dú)特氣質(zhì),實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)向設(shè)計(jì)研究階段的轉(zhuǎn)變,改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)研究脫節(jié)的現(xiàn)象,學(xué)習(xí)體驗(yàn)大生產(chǎn)線的工藝流程和管理方式,使我校應(yīng)化系學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮O(shè)計(jì)能力得到提高,為今后成長(zhǎng)為技術(shù)或管理人員打下堅(jiān)實(shí)的工程基礎(chǔ)。

2.3 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,力求因材施教

現(xiàn)代印制電路技術(shù)是許多學(xué)科與技術(shù)相互滲透、交叉的產(chǎn)物,是一個(gè)從事電子儀器與設(shè)備設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域合格的專業(yè)人員應(yīng)具備的知識(shí)、技能等。以資深教師進(jìn)行印制電路課程學(xué)習(xí)動(dòng)員,緒論課主要介紹印制電路發(fā)展的最新特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀、印制電路面臨的瓶頸技術(shù)課題、印制電路未來(lái)的光電路發(fā)展前景、印制電路行業(yè)狀況及國(guó)內(nèi)外重大印制電路技術(shù)革新等。通過(guò)印制電路學(xué)習(xí)動(dòng)員開闊學(xué)生視野也有益于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)印制電路的興趣。鼓勵(lì)對(duì)設(shè)計(jì)感興趣的學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)LPKF ProtoMat H100數(shù)控鉆機(jī)Board Master5.0、CR5000等印制電路工藝設(shè)計(jì)軟件,為做畢業(yè)設(shè)計(jì)及適應(yīng)畢業(yè)后從事印制電路設(shè)計(jì)工作做準(zhǔn)備;鼓勵(lì)對(duì)科研感興趣的學(xué)生參與任課老師的科研課題,構(gòu)建“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn) 專業(yè)實(shí)驗(yàn)?工程實(shí)訓(xùn)?創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”的遞進(jìn)式、工程化、創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)體系,建立體現(xiàn)個(gè)性化教育和研究性學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式;建立化學(xué)虛擬工程模擬與工程實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的先進(jìn)工程教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣、開拓學(xué)生個(gè)性潛力、以期達(dá)到開闊學(xué)生知識(shí)視野、陶冶學(xué)生情操、發(fā)展學(xué)生健全身心、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的目的。

2.4 電子―化學(xué)相關(guān)知識(shí)的拓展

在電子科學(xué)技術(shù)日新月異的當(dāng)今時(shí)代,各種新型材料、新型元器件以及各種新型整機(jī)的研制、生產(chǎn)與應(yīng)用,都與化學(xué)及其工藝過(guò)程密切相關(guān),印制電路課程是以化學(xué)與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的電子化學(xué)學(xué)科方向?yàn)橹骶€,整合電子科學(xué)與技術(shù)、有機(jī)合成與光電技術(shù)、能源化學(xué)科學(xué)與技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)等資源。這就要求學(xué)生在化學(xué)課學(xué)習(xí)階段對(duì)印制電路所需的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)扎實(shí)掌握,鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生閱讀印制電路課外書籍及科研文獻(xiàn)、撰寫讀書報(bào)告等,從而改善學(xué)生因化學(xué)基礎(chǔ)差而對(duì)印制電路學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難心理的狀況,保證學(xué)生印制電路知識(shí)的系統(tǒng)性。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)要從印制電路制造大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橛≈齐娐窂?qiáng)國(guó)及至創(chuàng)新強(qiáng)國(guó),培養(yǎng)出一大批高素質(zhì)應(yīng)用創(chuàng)新型印制電路專門人才是當(dāng)務(wù)之急。以實(shí)施卓越計(jì)劃為契機(jī),修訂印制電路系列課程教學(xué)大綱,編寫側(cè)重工程應(yīng)用型現(xiàn)代印制電路制作實(shí)驗(yàn)教材,精煉實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,采用現(xiàn)代化教學(xué)手段及多種教學(xué)方法想方設(shè)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)印制電路熱情和創(chuàng)新意識(shí),提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)獨(dú)立思考的能力,把化學(xué)知識(shí)與電子產(chǎn)品結(jié)合起來(lái),利用校企聯(lián)合培養(yǎng)方式即印制電路實(shí)習(xí)基地培養(yǎng)學(xué)生印制電路制造的工程實(shí)踐能力,培養(yǎng)出卓越計(jì)劃要求的未來(lái)卓越工程師的后備軍。

參考文獻(xiàn)

[1] 林文松,劉延輝,何亮.“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”下的工程材料課程建設(shè)[J].大學(xué)教育,2013(6):139-140.