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【關鍵詞】化學工藝學 教學改革 石油化工
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)16-0001-02
廣東石油化工學院坐落于中國南方最大的石油生產基地——廣東省茂名市,為華南地區唯一一所石油化工特色院校。學校的化學工程與工藝專業是國家級特色專業建設點,畢業生遍布全國各地的石油化工行業,就業具有很強的針對性,深受用人單位歡迎。廣東石油化工學院化學工程與工藝專業人才培養的目標是為社會輸送具備化學工程與工藝基本理論、基本知識和基本技能,具有較強工程實踐能力、良好的創新意識和較高綜合工程素質的人才。畢業生能在石油煉制、石油化工、能源、環保、材料等部門從事工程設計、技術開發、生產管理等方面的工作。化學工藝學作為該專業一門重要的專業課,是基礎化學、化工熱力學、化學反應工程、化工原理等課程的綜合應用。通過該課程的學習,要求學生掌握化工生產的基本原理、主要化工產品的生產方法、工藝流程等。在化學工藝學課程教學中,應注重強化學生的工程意識和基礎知識的實際應用能力。
一 結合石油化工特色,創建課程群
從人才培養的角度看,石油化工高校培養的畢業生應具有較強的工程實踐能力、良好的創新意識和較高的綜合工程素質,以適應石油煉制或石油化工等相關行業的人才需求。畢業生不但要懂得某一專業的基礎理論,還要具有某一崗位所需要的生產操作和組織能力,并能在現場進行技術操作和改進,解決生產實際問題。因此,廣東石油化工學院石油化工專業所培養的人才具有基層性、實用性和技術性,這是本專業區別于其他普通高校教育的一大特色。根據本專業的特點和學生的基礎及接受能力,以培養學生的綜合實踐操作能力和創新能力為主線,可將石油煉制工程、石油化工產品分析技術、石油產品應用技術與開發、石油儲運基礎等課程創建一個課程群,圍繞本專業人才培養目標,對各課程的主要內容進行精選優化,調整化學工藝學的教學內容。可從這些主干課程中選擇一些典型的石化產品,作為化學工藝學的教學案例,分析這些石化產品的生產方法、工藝流程、工藝參數、條件影響等。這種處理方式對課程群里面其他的課程教學可起到輔助和鞏固的作用。
二 優化和更新化學工藝學的教學內容
根據教學大綱對教學內容進行處理,把各章節內容按照了解、掌握、應用、設計等不同要求作詳細的定位。例如,對于工業生產中已經不采用的生產方法,只要求學生了解某種工業過程可能有多種生產方法即可;對需掌握的內容,可以要求學生對各種生產方法進行比較,分析其適用范圍、效果、操作條件、能耗等,從技術經濟的角度選擇生產方法。學生不僅要掌握教材介紹的幾種基本化工產品的生產,而且其生產--方法要會應用,能夠舉一反三,要能設計出一些簡單的生產工藝。例如,在講授合成氨時,可以先引入哈伯法合成氨工藝的歷史及哈伯本人的一些簡介,既可以提起學生對合成氨工藝的學習興趣,又可以了解一些名人的事跡。當學生有了興趣之后,可以從不同的原料角度,引入不同的生產工藝,如以煤為原料,以天然氣為原料,以重油為原料的合成氨工藝,其各自的工段均有所不同,可以在講授完后讓學生總結各不同原料合成氨工藝的異同,這樣學生學完之后印象深刻,可以吃透這部分內容。
另外,在組織化學工藝學教學內容時,應著重突出石油化工特色。在第一次化學工藝學講授過程中,讓大家認識到本門課程的針對性、重要性及實用性。在第一章“緒論”部分組織講授材料的時候,可以結合茂名煉油產業鏈,圍繞幾個關鍵詞如石油化工、石油煉制、乙烯工業、茂名乙烯、石化工業區等展開內容學習。例如,乙烯工業是指以石油餾分為原料裂解生產乙烯為主,同時生產丙烯、丁烯、芳烴等產品的生產過程。乙烯是石油化工的基本有機原料,目前約有75%的石油化工產品由乙烯生產。乙烯主要用來生產聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多種重要的有機化工產品,乙烯產量已成為衡量一個國家石油化工工業發展水平的標志。再如,對乙烯產品結構的介紹(塑料類、合成橡膠類、液體化工類);對長三角、珠三角、環渤海灣大型煉化一體化企業集群及沿長江產業帶分布的介紹等,這些內容可以讓學生清晰地認識未來的就業方向、就業區域和就業前景。在這種情況下,學生會充分認識到化學工藝學這門課程的針對性和重要性,在后面的時間里自然會重視這門課程的學習,因為這些內容的學習與他們未來的就業息息相關。
圍繞本專業人才培養目標,針對畢業生的就業特點,廣東石油化工學院的化學工藝學這門課應該調整教學內容,注重重點內容的凝練。其重點內容應圍繞乙烯工業展開。
如以茂名石化乙烯為例,學習乙烯生產原理、工藝技術、產品應用等基本知識;以茂名石化工業區為例,學習乙烯下游產業鏈、產品應用等基本知識。
乙烯生產原理主要包括乙烯生產過程中的化學反應規律、反應機理、熱力學及動力學分析,乙烯生產的工藝參數和操作指標(如原料性質及評價、裂解溫度、烴分壓、停留時間、裂解深度等)及乙烯生產的工藝過程等。
三 適當引入雙語教學
關鍵詞:物理化學 教學改革
物理化學是以物理學的原理和技術研究化學問題的學科,是化工類各專業中最重要的的四大基礎課程之一[1]。它在數學、物理學及無機化學、有機化學、分析化學的基礎上,進一步系統闡述化學的理論,為后續的專業課程學習、知識應用和科學研究提供更全面、更直接的基礎,是鏈接基礎學科和應用學科、科學研究的橋梁。[1]
由于該課程內容邏輯性強、概念抽象難懂、公式較多,導致學生常常不易理解接受,難以學好。加上我校學生多來自西部民族地區,原有理論基礎較為薄弱,因此結合我校實際情況,對物理化學課程的教學思想、教學方法等進行了一系列的實踐與探索。
1 重新設計教學方案,體現分層教學思想
我校化工學院和生命科學與工程學院均開設物理化學課程,共涉及7個專業,在教學方案設計上,分為3個層次:第一層次為化學工程與工藝專業、高分子材料與工程專業、應用化學專業;第二層次為環境工程專業,制藥工程專業;第三層次為食品工程專業,生物工程專業。針對不同專業的培養方案和要求,在實際教學中需要在各個層次上體現出教學學時,教學目的,教學內容上的差別,通過設計教學的各個環節使各專業學生達到專業培養方案中所提到的要求,因此我們制定分層次的教學大綱,制定分層次的教學進度表,在教學中除了講授物理化學基礎理論知識之外,還要整理不同專業方向的前沿知識,注重理論聯系實際,體現分級教學的思想。[2]
2 大膽探索和嘗試,提出3大教學法
以著名教育學家奧蘇貝爾的同化理論為依據,結合物理化學課程的自身特點,充分考慮學習者的心里特征,通過教學方法的創新,使學生對知識本身和形成過程產生興趣,從而達到良好的教學效果。
2.1框架式教學方法
物理化學分為熱力學、動力學、電化學、界面化學、膠體化學五大部分,在教學中要讓學生掌握每一個部分要解決的核心問題,比如熱力學解決能量、方向和限度問題;動力學解決速率和機理問題;電化學解決電解質溶液理論問題,可逆電化學問題和不可逆電化學問題。對物理化學理論知識體系有一個全面的認識。
在具體到每一章每一節的學習,在教學中會把事先準備好的教學提綱材料印發給學生,提綱中包含了章節學習重點、難點;知識結構主線;要預習的內容、進度;討論的問題;達到的學習要求等信息。
在每一個章節學習結束后,都加一個框架總結的環節,例如在物理化學熱力學的教學中,要求學生做到以下幾點:
① 掌握熱力學中 U H F G S函數間的聯系
②掌握五個函數及重要公式間的聯系
③掌握重要公式間的聯系
④提倡由一個公式出發推導其他公式。
2.2 科學研究輔助式教學法
科研和教學本身就是相輔相成的,以科研來帶動教學,激發學生的興趣, 拓展學生的能力,提升學生的科學素養[2],在實際教學中我們會安排二類研究性題目,一是學生感興趣的題目;二是教師的科研題目。從實驗題目的選擇、實驗方案的設計到實驗數據的處理, 都由學生獨立完成, 這既能讓學生在分析問題,解決問題的過程中鞏固和提高理論知識,又為學生將來的科學研究打下了良好的基礎。通過這種教學方式的實施,取得了良好的教學效果,并多次在學校“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽中取得優異成績。
2.3 互動式教學法
教學是以學生為中心的雙邊活動,教師在主持,設計,調整教學的過程中,應該把學生的學習主體地位擺在首位,使學生在學習過程中有著積極的興趣和飽滿的精神狀態,積極主動的思考。在實際教學中,我們發現互動式學習是一個很好的教學模式。例如, “ 偏摩爾量”和“化學勢” 一節的教學中, 可以采用課堂討論方式,課前教師給學生擬定如下幾個討論題目: (1)偏摩爾量和摩爾量的區別是什么?為什么在多組分體系熱力學中必須要學習偏摩爾量? (2)從化學勢的定義中能夠看出化學勢是一個表示什么含義的物理量?(3)學完偏摩爾量、化學勢和偏摩爾量集合公式,我們能從理論上解決什么問題?在交流互動中,認真聽取每一個學生的發言,對獨特的見解或新穎的觀點, 進行鼓勵。在交流互動中,對學生的觀點進行歸納和總結[3],取得了良好教學效果。[3]
3 教學改革的實踐效果
物理化學教學改革實施多年,在化工學院和生命科學與工程學院近40個左右的專業班級上實踐,取得了良好的教學效果,主要表現為以下幾個方面:
1)實現了分級教學,教學內容更加合理。
2)借鑒和吸收先進教育理論,由傳統的“老師為中心”的模式轉變為“學生為中心”的模式,注重了學生的學習心理。
3)在教學方法上實現轉變,由傳統的“教師講學生記記筆記做習題”轉變為框架式教學法、科學研究輔助式教學法、互動式教學法相結合。
總之, 物理化學課程作為化工類各專業的一門基礎理論課程, 需要我們結合化工類各專業的特點和培養要求,合理選取和不斷更新教學內容,大膽嘗試教學內容改革;不斷學習和借鑒新的教育學,心理學的最新成果和理論,大膽嘗試教學方法改革。最終培養出基礎知識深厚,創新意識和創新能力強的實用型專業人才。
參考文獻:
[1] 蘇育志 宋健華關于物理化學課程教學改革的實踐和探索[J]廣州師院學報.1998(4).19:14-18.
[2]高盤亮 與時俱進,實現物理化學教學的創新[J]臨沂師范學院學報2004(6).26:76-78.
[3] 趙東江 高師院校物理化學教學的改革與實踐[J]吉林省教育學院學報2005(2).21:54-56.
Research and Exploration on the teaching of physical chemistry curriculum reform in Ethnic Universities and colleges of Engineering Physics
PengCheng1 TianHUA1
(1 Chemical Engineering institute of Northwest University For Nationalities Gansu Lanzhou 730030)
生物技術專業具體是實驗性的學科類別,并擁有著較強的實踐性,具體包含畢業設計、教學實習、實驗課的教學,或者還能夠理解為是以畢業論文為主的實踐性形式的教學載體,在培養學生實踐能力與創新意識方面,擁有著較為核心的價值。其中的實驗課程教學方面,需要將傳統的教學方式改變,在傳統的教學模式中,會將實驗課和理論課充分的融合在一起,對于當今社會而言是不正確的。因此,對于傳統的教學模式,需要把實驗課單獨的設置為一門課程,同時要以大實驗的方式進行現代生物技術的探究,便于利用實驗教學和實驗室的統一管理、統一安排以及統一規劃,將物力、人力資源的有效應用和資源的優化配置充分實現。進行生物技術專業的實際教學過程中,需要將技能訓練作為關鍵再開展細致的教學組織內容,嚴格關注實驗的程序共性以及技術原理的構建,并將實驗對象與材料之間的區別淡化,還要將驗證性的一系列實驗減少,將開放性實驗、探究性實驗以及綜合性實驗的比重增加,從而將層次豐富的開放型實驗教學建立健全。進行教學的實習過程中,一方面要在特定的企業進行實習,另一方面還需要引導學生積極的參與到教師科研當中,讓學生的實踐能力與科學探究訓練在極大程度上得到強化。此外,還需要強化畢業設計或者畢業論文的指導與組織,要在教師有效引導條件下,引導生物技術專業的學生對畢業論文的選題方面獨自完成,并且在論文寫作、設計實驗、文獻查閱等細節部分,都需要親力親為。
2培養規格和培養目標的分析
在創建生物技術專業的過程中,較為核心的成分是人才的培養規格以及人才的培養目標問題。當定位生物技術專業的培養規格,以及人才培養目標時,其中對于人才培養的確立,需要主動并積極的與現階段社會發展需求,以及國民經濟建設的思想充分適應,要把人才的培養方面細致的作用在應用型的人才之中。并且,想要將生物技術專業的創設歷史以及學科的優勢有所凸顯,需要在一定程度上,對人才培養的目標有效的進行定位,要將應用基礎人才的培養作為重點,同時基于此對學生知識結構進行合理組織,從而擬定生物技術專業的教學設計內容與教學計劃。對于擬定出的人才培養規格當中,需要有其關注的是具備強有力的人才科技開發能力以及創新意識。
3素質教育的分析
對于指定選修課與必修課的比重要相應的減少,同時對任意選修課的比重要有所增加。以鼓勵的方式,讓生物技術專業的學生們選取與人文社會科學相關的科目,同時要求對人文社會科學與專業課的學習游刃有余的學生,對企業的經濟法進行適當的輔修,在一定程度上能夠將學生的文化修養和知識面提升。同時,要在外語以及計算教學方面有所加強,要將英語學習作為重點,其中在一年級和二年級時,專供公共英語,以二級英語作為最低等級,在畢業之前需要通過國家的四級考試。在三年級和四年級時將專業英語作為重點,利用外文的閱讀等方式開展外語的學習。計算機要將基礎課程作為根本,不斷將計算機技能提升。此外,還要組織或創設不同類型的學術報告、專題講座等學術型活動,以此來將學術的氛圍活躍起來,還能夠將學生的知識面拓寬。引導與鼓勵生物技術專業的學生,們積極的參與到社會調查與社團的活動當中,同時讓學生對不同類型的問題活動積極參與,將生物技術專業學生的綜合素質不斷提升。
4課程體系的分析
所謂的課程體系所指的就是,對培養專業目標的實現,是創建學生主要知識構架的核心階段。按照對學科基礎的強化,對專業口徑方面的擴大,對培養人才適應性、前瞻性、實踐性、創新性等原則的增強,需要在幾個方面將生物技術專業課程體系針對性的構建。其中專業的基礎課程主要分為:分子生物學、微生物學、遺傳學、細胞生物學、生物化學等。公共基礎的課程主要包含:計算機、外語、物理以及數學等。專業的課程主要包含兩大類別,其一是對選修課程的指定,包含:發育生物學、神經生物學、微生物工程、細胞工程以及免疫學等;其二是任意形式的選修課,主要包含:化工原理、生物統計學、生物物理學、蛋白質化學、分子遺傳學等。具體是想要將學生的學術視野拓寬,將學生知識面開拓,生物技術專業的學生擁有較為巨大的創新發展空間。
5結語
選擇恰當的教材與教學內容,激發學生的學習意愿
根據教學目標選擇合適的教材與教學內容是教學能順利進行的保障。目前可供選擇的精細化工專業英語教材很少,教材建設是當前亟須解決的問題。經權衡利弊,我們以劉宇紅主編的《化學化工專業英語》為教材,[4]以花建麗主編的《精細化工專業英語》為參考書,[5]部分教學內容可選自參考書。《化學化工專業英語》不是專業英文文獻的簡單羅列,而是分為科技英語翻譯方法、專業文章閱讀及科技論文摘要三部分。其中,第一及第三部分既方便教學又利于學生自學,第二部分的專業文章內容涵蓋了專業基礎課及精細化工專業課的一些內容。我們選擇的教學內容包括無機、有機、分析、物化、化工單元操作、表面活性劑和洗滌劑、化妝品和盥洗用品及香料等方面的文章。對精細化工專業的學生而言,專業基礎課的內容是學習專業課的基礎。基于這種考慮,在選擇時,我們兼顧了基礎化學、化工單元操作及精細化工專業課的內容,同時考慮課文難度及學生對專業熟悉的程度。恰當的教學內容會開啟學生心中的興趣之門,因為熟悉的專業知識會令學生如遇故人,只不過這位“故人”換了妝,以英文的形式出現了。原來專業知識可以這樣用英文解讀,熟悉及親切之感會讓學生愿意去學。
明確基礎英語與專業英語的關系,理清學生的學習思路
學習之前,對于專業英語與基礎英語之間的區別與聯系,大多數學生一知半解,這往往導致學生學習時抓不住重點、找不到方法。因此,教師在第一次課上應講清楚二者的關系。基礎英語與專業英語都屬大學英語學習的范疇,二者不可生硬割裂。但二者的側重點不同,基礎英語偏文偏基礎知識,專業英語與專業緊密結合,偏理偏應用,是用英文來闡述專業知識,進行溝通交流,獲取專業信息以及寫作。很多學生認為以過去的英語知識為基礎,再記些專業詞匯就能學好專業英語。這種觀點是片面的。專業英語除內容上的專業特色之外,行文風格、構詞方式、語法等方面都具有鮮明的特點。為了客觀、準確、精煉地敘述專業知識,專業英語在行文風格上的表現就是結構嚴謹、邏輯嚴密,語法上的表現就是被動語態多、后置定語多、復雜長句多。另外,專業詞匯量非常大,但構詞手段靈活多樣且具有規律性。明確了專業英語與大學英語之間的關系,了解了專業英語的特點,學生就能清楚怎樣學習這門課,由此就有了想探究下去的好奇心。
精心設計教學過程,調動學生的學習興趣
如前所述,專業英語的課堂教學很容易陷入到單調、沉悶之中。為提升學生學習的興趣進而提高課堂教學質量,我們精心設計教學過程,采取了以下一些措施。對每一次課,我們都精心安排教學內容,盡量避免在一次課上只講解課文。就好比吃飯,總吃一道菜,難免讓人食欲漸失,若是每餐菜品豐富,必令人胃口大開,課堂教學也一樣最忌單調。每次課我們都巧花心思,盡量使內容多樣化,除安排基礎的詞匯、課文教學,再在恰當的時候穿插諸如數字的英文表示與讀法、化學式的英文讀法、溫度的英文表示法或者一些與課文相關的背景知識等。每個新的知識點,會成為一個新的興奮點,能將學生的注意力牢牢吸引住。課堂上應該讓學生學習哪些專業詞匯,也是我們教學內容設計的重點之一。如果詞匯學習只局限于所學課文的詞匯,詞匯量會大打折扣,而且過于零散無規律,難以達到預期的教學效果。因此,我們拓寬了詞匯學習的范圍,比如增加了元素周期表詞匯、與課文詞匯相關的詞匯以及化合物的名稱等。我們將元素周期表詞匯安排在第一次課,為后序的基礎化學相關課文以及化合物命名方法的學習打下基礎。由于學生在學習以及將來的工作中都可能接觸到許多化合物的名稱,而化合物的中、英文命名法又有許多不同,因此我們也將其作為詞匯學習的內容之一,將化合物的命名方法作為小專題進行講述,使學生對化合物的英文名稱有系統的了解。詞匯學習內容的拓寬與多樣化,能有效調動學生學習專業詞匯的興趣。
1、看優勢特色
翻開招生專業目錄大家會看到,同一個專業那么多所院校都有開設,第一反應是應該怎么選呢?簡單地說,如果您只是定了一個選專業的大方向,而不是首選院校,那么在分數允許的情況下,可以參考“重點學科”和“特色專業”,選擇那些有學科優勢的院校,如“國家重點學科”代表了一所學校一個地區學科建設的水平,是最有含金量的判斷標準。除了國家重點學科還有省級重點學科、院校重點學科,這些學科是省級、校級所評選的重點,一般也都是各校投入較多,實力雄厚的專業。重點學科、特色專業等具體內容可登陸教育部陽光高考信息平臺查詢。
如果您已經圈定了院校范圍,也可以參照以上方式將這幾所院校開設的同一專業進行比較,當然,還是要以分數為一個平衡點,一定要選擇那些和考生分數批次相符合的院校及專業。
2、看專業方向
專業名稱只是對一個專業的高度概括,想要知道相同名稱的專業有什么區別,還要看各校具體的專業方向。專業方向往往決定著學生培養方向和將來的就業方向。在人才培養上,不同的院校其培養方向和特色各有不同。如同樣是車輛工程,有的側重車輛本身,有的側重軌道交通,有四年制也有五年制,從未來發展和繼續深造的角度講,學生在考慮時還是應該區別對待。當然不是所有的專業都要考慮的這么詳細,只要大致方向對了就可以了。
但還有一種情況,考生在選專業時就要看清楚一些了。那就是“大類招生”,“大類招生”好處,就是把確定具體專業的環節推后。學生入學后通過一段時間的學習,在充分了解專業的基礎上,結合自己的興趣和能力再次選擇。可即使是相同的招生大類,各學校旗下所包含的專業有時也是不同的。如工商管理類,廈門大學(分數線,專業設置)的“工商管理類”就包括人力資源管理、工商管理、財務管理3個專業;蘭州大學(分數線,專業設置)的“工商管理類”包含工商管理、市場營銷、人力資源管理、會計學、旅游管理5個專業;而武漢大學(分數線,專業設置)的“工商管理類”則包括工商管理、市場營銷、人力資源管理、物流管理、會計學、財務管理、旅游管理7個專業。所以,考生在填報志愿的時候一定要看清楚,大類包含的專業方向,確定自己喜歡的專業是否包含在某“大類”之中。
另外就是一些院校的大類,最后分專業時是按照學生成績和分數來定的,如果入校后成績不佳,將來也有可能分到大類中其它自己不太喜歡的專業。所以,在填報志愿前還是應該了解一下專業方向。
3、看招生要求
考生家長在對以上兩個方面內容進行了解的同時,也不能忽略了學校的招生要求。這些專業錄取及特殊要求一般都包含在學校的《招生章程》中。考生家長除根據各人體檢結果對照《普通高等學校招生體檢工作指導意見》的限報專業外,還要參考所報高等院校章程,弄清專業錄取條件和特殊要求,避開限報專業。
很多專業都明確規定了身體受限情況,如交通運輸工程和航海技術等專業對考生雙眼裸眼視力有要求;農學、林學、心理學、偵察學、生態學、考古學、海洋科學、地質工程、環境工程、輪機工程、食品科學工程等專業不招色盲、色弱者;一些口腔醫學專業只招右利手考生(即不招“左撇子”)等。