“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”教學(xué)改革與實(shí)踐

韓春蕊 朱莉偉 宋先亮 蔣建新

(北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,北京 100083)

林產(chǎn)化學(xué)加工工程(林產(chǎn)化工)專業(yè)是傳統(tǒng)專業(yè),也是林業(yè)院校化學(xué)工程學(xué)科的一大特色專業(yè)。目前,全國已有近20所高等院校設(shè)置了林產(chǎn)化工本科專業(yè),為我國的林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)培養(yǎng)了大批高級專門人才?！熬?xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”作為林化專業(yè)的專業(yè)主修課程,該課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生對專業(yè)知識的掌握和將來到工作崗位上對專業(yè)知識的應(yīng)用?！熬?xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”課程具有專業(yè)性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn),隨著科技的發(fā)展,林產(chǎn)化工和精細(xì)化工行業(yè)都得到迅速的發(fā)展,如何對該課程進(jìn)行改革,滿足現(xiàn)代林化行業(yè)的需求,是值得我們探討和實(shí)踐的問題。我們根據(jù)北京林業(yè)大學(xué)林產(chǎn)化工專業(yè)的特點(diǎn),對“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段以及教學(xué)資源進(jìn)行了改革探索。

一、教學(xué)內(nèi)容的改革

(一)針對課程實(shí)用性特點(diǎn),增加代表性教學(xué)內(nèi)容

林化專業(yè)“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”不僅要講授精細(xì)化工的基礎(chǔ)理論,還要考慮林化專業(yè)的方向性。一直以來,課堂講授的內(nèi)容主要是以林產(chǎn)品為原料的精細(xì)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。例如,以松香、松節(jié)油為原料開發(fā)表面活性劑、膠黏劑以及涂料等精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)工藝。內(nèi)容偏重林產(chǎn)化工,范圍相對窄,在現(xiàn)實(shí)精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品中的代表性差。例如,表面活性劑在生活中應(yīng)用最多,其最直觀的代表性產(chǎn)品便是日用洗滌用品,而松香基表面活性劑在日常生活中應(yīng)用性不強(qiáng),代表性較差,難以給學(xué)生留下深刻的印象,此時(shí)加入陰離子表面活性劑最典型的產(chǎn)品烷基苯磺酸鈉,繼而引出洗衣粉等產(chǎn)品,更容易讓學(xué)生理解。因此,在教學(xué)內(nèi)容上,除了要講授林產(chǎn)化工精細(xì)化學(xué)品代表性產(chǎn)品以外,還要考慮實(shí)用性和典型性,適當(dāng)引入實(shí)際生活應(yīng)用中最典型的精細(xì)化學(xué)品內(nèi)容。

(二)結(jié)合國內(nèi)外技術(shù)的現(xiàn)狀,引入學(xué)科前沿的研究內(nèi)容

林化專業(yè)“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”課程教學(xué)參考書為伍忠萌主編的《林產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)》,該參考書集中了主要林產(chǎn)品(松香、松節(jié)油、栲膠、糠醛、活性炭等)的重要精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)工藝過程以及主要相關(guān)的基礎(chǔ)化學(xué),既包含有經(jīng)典工藝,也匯集了一些科研成果。但該書出版于2002年,內(nèi)容相對陳舊。隨著林化科學(xué)的快速發(fā)展,課程教學(xué)中需要及時(shí)更新相關(guān)的內(nèi)容,增加學(xué)科前沿的研究內(nèi)容。例如,在“表面活性劑”一章中引入新型表面活性劑——雙子(Gemini)表面活性劑,在表面活性劑產(chǎn)品實(shí)例中也相應(yīng)地加入松香基Gemini表面活性劑的合成生產(chǎn)內(nèi)容;在“藥物制劑”一章中,結(jié)合前沿研究的現(xiàn)狀,加入松香基醫(yī)藥生物活性衍生物最新的研究內(nèi)容。

(三)聯(lián)系學(xué)生感興趣的事例,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”課程教學(xué)建立在先修課程的基礎(chǔ)之上,與工藝實(shí)踐聯(lián)系比較密切,而且課程專業(yè)性強(qiáng),教學(xué)任務(wù)繁重瑣碎,因此學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較枯燥,課程內(nèi)容難以掌握［1-2］。如果僅僅是照本宣科,只講課本上的內(nèi)容,將無法吸引學(xué)生的注意力,教學(xué)效果較差。

教學(xué)過程中增加著名企業(yè)(十大日用消費(fèi)品公司)相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的介紹、著名企業(yè)在校園招聘的信息(分析公司招聘類型、專業(yè)要求等因素,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識)、采用導(dǎo)入式教學(xué)模式(比如藥物制劑章節(jié)中加入阿司匹林藥物的發(fā)現(xiàn)、表面活性劑章節(jié)中加入肥皂的發(fā)現(xiàn)等教學(xué)內(nèi)容),分析工廠的案例,剖析當(dāng)前社會事件(例如食品添加劑章節(jié)中加入三聚氰胺牛奶事件)以及科學(xué)研究的新發(fā)現(xiàn)。該項(xiàng)改革措施可以吸引學(xué)生的注意力,活躍課堂氣氛,增加學(xué)生對工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及專業(yè)發(fā)展前景的了解,增加學(xué)生的專業(yè)興趣,不僅能收到較好的教學(xué)效果,而且對學(xué)生的考研或工作方向有一定的指導(dǎo)意義。

(四)突出實(shí)用性,與林化專業(yè)課實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐緊密結(jié)合,設(shè)置相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)

“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”課程具有很強(qiáng)的實(shí)用性和實(shí)踐性,但沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課。我們在林化專業(yè)課實(shí)驗(yàn)中設(shè)置該課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn),如表面活性劑復(fù)配護(hù)膚、洗滌用品實(shí)驗(yàn)課。另外,在專業(yè)課程實(shí)習(xí)中,安排學(xué)生到北新集團(tuán)涂料公司和華北制藥集團(tuán)實(shí)習(xí),使學(xué)生對課程中“涂料和制藥制劑”章節(jié)的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝有更直接的接觸和了解。通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí),學(xué)生可以較好地把課堂上學(xué)到的理論知識和專業(yè)知識及實(shí)際操作結(jié)合起來,不僅增加學(xué)生的動手能力,而且提高學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。

(五)結(jié)合大型石化工廠的生產(chǎn)工藝,完善教學(xué)內(nèi)容

由于我國林產(chǎn)化工企業(yè)具有小型化、分散性及林化產(chǎn)品的初級性、滯后性的特點(diǎn),林化企業(yè)的生產(chǎn)工藝往往相對落后,而林化專業(yè)“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”的參考教材主要以林化企業(yè)為主,與大型工廠的生產(chǎn)工藝有一定的差別。如果僅學(xué)習(xí)林化精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)工藝可能會導(dǎo)致學(xué)生到大型工廠實(shí)習(xí)、進(jìn)行復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)或者在大型化工企業(yè)工作時(shí),對實(shí)際問題無從下手［3-4］。因此,在教學(xué)中,我們收集了大型工廠中有關(guān)的技術(shù)資料和數(shù)據(jù),理論聯(lián)系實(shí)際,把大型工廠的生產(chǎn)工藝引入課堂教學(xué)中,完善教學(xué)內(nèi)容,拓寬參考書的內(nèi)容。

二、教學(xué)手段的改革

(一)借助現(xiàn)代化教學(xué)手段,提高課堂教學(xué)效果

“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”具有課程內(nèi)容多、流程圖多、教學(xué)學(xué)時(shí)少等特點(diǎn),采用常規(guī)的教學(xué)方法很難取得好的教學(xué)效果。多媒體教學(xué)課件具有涵蓋內(nèi)容多、信息量大、圖表和工藝流程圖表達(dá)清晰準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)［5］,因此該課程選用多媒體教學(xué)課件輔助教學(xué)。

為了形象、生動地展示精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)過程中的工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的工作原理,我們采取搜索網(wǎng)絡(luò)資料和運(yùn)用Dream weaver、Flash、AutoCAD等軟件繪圖等方式,獲得工藝流程圖和設(shè)備工作原理的動畫效果、立體圖和剖面圖等多媒體教學(xué)資源。

(二)采用學(xué)生講解和分組討論的方式,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力

充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,采用靈活多樣的教學(xué)方法可達(dá)到事半功倍的效果?！熬?xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”課程開設(shè)在大三下學(xué)期,學(xué)生具備了一定的查閱資料的能力和基礎(chǔ)專業(yè)課知識,已可以獨(dú)立或者協(xié)作完成一定的課程任務(wù)。

“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”課堂教學(xué)以教師講授為主,選擇重要的、有代表性的典型生產(chǎn)工藝過程深入講解,從中總結(jié)出普遍規(guī)律,達(dá)到舉一反三、觸類旁通的目的。有些章節(jié)讓學(xué)生查閱資料自學(xué),寫出讀書報(bào)告或制作ppt,組織學(xué)生進(jìn)行課堂講解或討論,最后歸納總結(jié)。這樣,不僅可以激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而且有利于學(xué)生之間的知識交流,提高自學(xué)能力。例如,“食品添加劑”一章,把學(xué)生分成小組,分別調(diào)查飲料、肉食、零食、面食等食品的配方,并將配方中的物質(zhì)按照食品添加劑的分類進(jìn)行歸納總結(jié)。這些發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的作業(yè),不僅能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,也能收到良好的教學(xué)效果。

三、建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫

目前,課程教學(xué)資源主要以教材和多媒體課件為主,以學(xué)校圖書館的資源為輔［6-8］。多媒體課件教學(xué)具有涵蓋內(nèi)容多、信息量大、不容易記筆記等特點(diǎn),為了便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),提高教學(xué)效果,我們建立了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫。

為了與課堂教學(xué)相結(jié)合,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫的內(nèi)容主要包括:(1)課堂講述內(nèi)容和相關(guān)資料(每堂課結(jié)束后上傳多媒體課件);(2)最新動態(tài)專欄(專家、最新研究論文、行業(yè)最新動態(tài)等資料);(3)著名企業(yè)招聘的信息;(4)工藝流程和設(shè)備動畫集錦;(5)課前問題(設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生通過查資料、制作ppt,或者給出一些現(xiàn)象,讓學(xué)生解釋,引導(dǎo)學(xué)生思考);(6)學(xué)生自傳資源(學(xué)生收集到的資料、自己制作的ppt課件、對課堂內(nèi)容的看法等上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫與大家共同分享)。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫主要采用以下3種形式:(1)建立網(wǎng)頁。主要針對資源庫的最新動態(tài)專欄、企業(yè)介紹、招聘信息等,設(shè)置一些方便的鏈接,以利于學(xué)生查詢到更多的學(xué)習(xí)資料。(2)公用郵箱。主要針對資源庫的課堂課件和學(xué)生自傳資源,創(chuàng)建一個大家共享的空間。(3)校園網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。放置工藝流程和設(shè)備動畫集錦等。

已有的調(diào)查數(shù)據(jù)表明［9］,100%的學(xué)生歡迎使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源;75%的學(xué)生會通過課余時(shí)間瀏覽教師提供的網(wǎng)絡(luò)資源;63%的學(xué)生愿意使用圖書和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源輔助學(xué)習(xí)。這些都說明網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫的建立有助于課堂教學(xué)的開展,有利于提高教學(xué)效果。

四、改進(jìn)考核方式,加強(qiáng)學(xué)生能力的考核

課程考核的目的是為了檢查學(xué)生是否掌握了教學(xué)大綱要求的基本知識,是否具有一定的分析問題、解決問題的能力。傳統(tǒng)的考核方式是閉卷考試,教師用全部的課時(shí)講課,學(xué)生記筆記,臨近考試,教師劃出考試范圍,學(xué)生背題,導(dǎo)致學(xué)生死記硬背,出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象,也導(dǎo)致一些學(xué)生平時(shí)失去學(xué)習(xí)興趣,考前突擊,應(yīng)付考試。閉卷考試不能考核學(xué)生實(shí)際分析問題和解決問題的能力。因此,采取靈活多樣的考核方式。

現(xiàn)在的考核方式是平時(shí)成績與考試相結(jié)合,同時(shí)增加平時(shí)成績的比重。筆試主要考核學(xué)生對基本知識的掌握,改變筆試的題型,減少客觀題,增加辨析、事實(shí)分析以及綜合題的分量。平時(shí)考核包括課堂討論、課后搜集資料、課程論文和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考查等,考核學(xué)生應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力。特別是課程論文和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考核,可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

隨著石油資源的逐漸枯竭,人們將目光轉(zhuǎn)向可再生資源,加強(qiáng)對可再生林產(chǎn)品的研究與開發(fā)越來越顯示出重要性。因此,林產(chǎn)化工產(chǎn)業(yè)又迎來了新的機(jī)遇,更需要培養(yǎng)適應(yīng)新形勢的林化人才。在林化專業(yè)“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝學(xué)”教學(xué)過程中,通過不斷更新和完善教學(xué)內(nèi)容,探討適合培養(yǎng)學(xué)生能力的教學(xué)手段,增加合理的教學(xué)資源,再以適當(dāng)?shù)姆绞娇己?一定能激發(fā)學(xué)生對該專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣,擴(kuò)大學(xué)生的知識面,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競爭能力,為我國林產(chǎn)化工行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才。

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