基于工程能力培養(yǎng)的化學(xué)工藝學(xué)課程教學(xué)改革探索

馬 鋒 尹曉紅 畢亞東 許良華

（天津理工大學(xué)，天津 300384）

基于工程能力培養(yǎng)的化學(xué)工藝學(xué)課程教學(xué)改革探索

馬 鋒 尹曉紅 畢亞東 許良華

（天津理工大學(xué)，天津 300384）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)工程人才的需求越來越迫切。對(duì)化學(xué)工藝學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，進(jìn)而對(duì)相關(guān)方面進(jìn)行了教學(xué)改革探討，通過精選教材內(nèi)容、改革教學(xué)與考核方式、強(qiáng)化工程實(shí)踐、跟蹤技術(shù)進(jìn)展等途徑，增強(qiáng)教學(xué)效果，培養(yǎng)化工工程人才，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

教學(xué)改革；化學(xué)工藝學(xué)；工程實(shí)踐

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)工程人才的需求越來越迫切，對(duì)人才質(zhì)量的要求也越來越高，同時(shí)，教育部于2011年啟動(dòng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，目的是提高工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量，提升工程素質(zhì)，以適應(yīng)科技發(fā)展及產(chǎn)業(yè)升級(jí)需要，因此，加強(qiáng)工程人才的培養(yǎng)是新世紀(jì)高等教育的重要內(nèi)容之一[1]。

化學(xué)工藝學(xué)是化學(xué)工藝與工程專業(yè)重要的主干課程之一，是應(yīng)用性很強(qiáng)理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際化工生產(chǎn)過程的一門課程。該課程是在化學(xué)、物理及其它學(xué)科基礎(chǔ)上，研究利用化工原料加工生產(chǎn)化工產(chǎn)品的原理、方法、流程和設(shè)備的一門科學(xué)[2]。因此，本課程的教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、扎實(shí)理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)能力的化學(xué)化工工程人才，實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展服務(wù)具有重要的意義。

一、高?；瘜W(xué)工藝學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.教材版本多樣

目前，高校使用的化學(xué)工藝學(xué)教材各異，其編寫特點(diǎn)也不一樣，有的教材偏重?zé)o機(jī)化工，有的教材偏重有機(jī)化工；有的教材側(cè)重化學(xué)反應(yīng)，有的教材側(cè)重工藝流程及設(shè)備；有的教材老舊，工藝流程卻具有代表性，有的教材新穎，經(jīng)典工藝流程卻涉及很少。同時(shí)高校課程教學(xué)的學(xué)時(shí)有限，選擇合適的教材及教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。

2.教學(xué)形式單一

化學(xué)工藝學(xué)課程傳統(tǒng)的教學(xué)方式多為在黑板上板書，難以對(duì)工藝流程圖及關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行講解，目前，高校多采用多媒體教學(xué)，主要利用幻燈片等制作課件進(jìn)行講授。多媒體教學(xué)提高了教學(xué)效率，可將枯燥抽象的工藝流程變得更加直觀易學(xué)，但由于其信息量大，放映過快，導(dǎo)致學(xué)生來不及做筆記，容易忘記剛學(xué)過的內(nèi)容。

3.實(shí)踐教學(xué)缺乏

化學(xué)工藝學(xué)課程的教學(xué)注重課堂上的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，而對(duì)于實(shí)踐能力的培養(yǎng)卻很少關(guān)注。學(xué)生通過對(duì)理論知識(shí)的死記硬背通過課程考試，甚至取得高分成績，然而其工程實(shí)踐能力并沒有得到提高。

4.教材更新滯后

化工生產(chǎn)技術(shù)總是不斷地取得進(jìn)步，而教材通常很長時(shí)間才得以更新再版，有些教材甚至十多年未有更新，因此，教材內(nèi)容往往不能反映化學(xué)工藝技術(shù)的進(jìn)展。高校工程人才的培養(yǎng)不僅要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的理論知識(shí)，對(duì)于新理論新工藝也應(yīng)有所了解。

5.考核制度落后

化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)中缺乏對(duì)工程能力的考核，更多的是對(duì)課堂上所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的考核，使得學(xué)生將重點(diǎn)放在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與記憶上，忽視了工程能力的提高。另外，教師在課堂上布置的作業(yè)，一些學(xué)生會(huì)拖延到課后完成甚至抄襲其他學(xué)生作業(yè)來應(yīng)付，更有甚者不交作業(yè)。

二、完善高?；瘜W(xué)工藝學(xué)課程教學(xué)策略

為提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀的化學(xué)化工工程人才，針對(duì)化學(xué)工藝學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，從以下幾個(gè)方面對(duì)化學(xué)工藝學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革與探索。

1.精選課程內(nèi)容，注重工程人才培養(yǎng)

對(duì)不同版本化學(xué)工藝學(xué)教材的編寫特點(diǎn)和使用情況進(jìn)行分析整理，采用由米鎮(zhèn)濤主編的普通高等教育 “十五”國家級(jí)規(guī)劃教材（面向21世紀(jì)課程教材）。該教材內(nèi)容豐富，注重理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)調(diào)工藝特點(diǎn)，體現(xiàn)工藝過程的發(fā)展趨勢，且每章均有思考題及參考文獻(xiàn)，便于自學(xué)。

根據(jù)該課程教學(xué)大綱的要求，結(jié)合注重工程能力培養(yǎng)的理念，將知識(shí)和能力分為兩個(gè)層次。第一層主要是基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)及應(yīng)用能力，通過剖析典型工藝流程使學(xué)生將所學(xué)的化學(xué)工程與工藝的知識(shí)運(yùn)用到產(chǎn)品工程中去，養(yǎng)成科學(xué)的思維和分析問題的方法。第二層是知識(shí)和能力的拓展，選擇代表性的“工藝過程”知識(shí)作為教改的重點(diǎn)，如第4章中乙苯的生產(chǎn)工藝，針對(duì)傳統(tǒng)的液相烷基化法生產(chǎn)乙苯存在乙苯收率低、能量回收不合理、三廢多及設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的問題開發(fā)出高溫均相三氯化鋁法生產(chǎn)乙苯，解決了實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。

2.改革教學(xué)方式，提高教學(xué)效果

化學(xué)工藝學(xué)注重化學(xué)化工基礎(chǔ)理論知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用，涉及知識(shí)點(diǎn)多，設(shè)備各異，工藝繁多且復(fù)雜，傳統(tǒng)的“填鴨式”式教學(xué)難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的聽課熱情，使得學(xué)生容易在課堂上從事與教學(xué)無關(guān)的看手機(jī)、學(xué)英語及看考研書籍等活動(dòng)，影響教學(xué)效果?！皢l(fā)式、討論式、問題式”等教學(xué)方法代替教師講學(xué)生聽的灌輸式教學(xué)方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生真正參與到教學(xué)活動(dòng)中來。其次，教學(xué)過程中靈活使用多媒體教學(xué)。用PowerPoint、Flash及AutoCAD等軟件制作多媒體課件，使學(xué)生在課堂上能夠看到動(dòng)態(tài)的工藝流程及物料流向、設(shè)備的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將抽象復(fù)雜的化工生產(chǎn)過程以圖片及動(dòng)畫等形式簡單直觀地表現(xiàn)出來，既能讓學(xué)生更容易理解課堂知識(shí)，又能增加學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)效果[3]。最后，針對(duì)多媒體教學(xué)的放映過快不易筆記等弊端，可制作網(wǎng)頁課件教學(xué)，既保留了多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。網(wǎng)頁課件可設(shè)置教學(xué)大綱、教材、講課視頻、在線答疑、習(xí)題及測驗(yàn)等板塊，既加強(qiáng)了學(xué)生與教師間的互動(dòng)，又可使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性。

3.強(qiáng)化工程實(shí)踐，提高專業(yè)技能的培養(yǎng)

化學(xué)工藝學(xué)與化工生產(chǎn)密切相關(guān)，因此在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合，使學(xué)生在畢業(yè)后能很快適應(yīng)化工生產(chǎn)崗位[4]。在教學(xué)實(shí)踐中努力探索將理論教學(xué)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)訓(xùn)、化工仿真實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合能夠培養(yǎng)工程人才的教學(xué)模式。

在實(shí)踐教學(xué)中，將化學(xué)工藝學(xué)中的相關(guān)理論、設(shè)備及工藝體現(xiàn)在教學(xué)環(huán)節(jié)。化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置軸向返混活度系數(shù)測定、反應(yīng)精餾、共沸精餾及真空膜分離等實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)化工實(shí)際生產(chǎn)反應(yīng)體系放大出現(xiàn)的返混及目的產(chǎn)物分離等相關(guān)工程知識(shí)的理解；工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排三位一體過濾、KOH溶液吸收二氧化碳及化工廠車間實(shí)訓(xùn)等操作，加深對(duì)化工單元操作及車間生產(chǎn)操作的認(rèn)識(shí)和理解；化工仿真實(shí)訓(xùn)在計(jì)算機(jī)上模擬化工生產(chǎn)過程中的開車、停車、生產(chǎn)及事故處理等操作，加深對(duì)工藝流程及實(shí)際生產(chǎn)過程的理解；生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)主要安排學(xué)生到燕山石化參觀及認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，對(duì)烴熱裂解制烯烴等工藝流程及相關(guān)設(shè)備有直觀認(rèn)知，同時(shí)對(duì)一些設(shè)備及生產(chǎn)問題與車間師傅討論，將理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系起來。

4.跟蹤技術(shù)進(jìn)展，反映最新工藝

科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展進(jìn)步，化工生產(chǎn)技術(shù)也在不斷改進(jìn)與發(fā)展，教材內(nèi)容的更新要滯后于化工生產(chǎn)技術(shù)革新的步伐。教材中介紹的化工生產(chǎn)工藝均是成熟的工藝，作為基礎(chǔ)知識(shí)從技術(shù)原理、工藝條件、生產(chǎn)設(shè)備及工藝優(yōu)缺點(diǎn)等方面講解，培養(yǎng)學(xué)生工藝改進(jìn)意識(shí)。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)采用的新技術(shù)、新設(shè)備以及相關(guān)工藝的科研進(jìn)展也需要引進(jìn)教學(xué)實(shí)踐中，可保證教學(xué)內(nèi)容新穎，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，促進(jìn)學(xué)生了解新知識(shí)和新工藝，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

除了在課堂上講解新工藝新技術(shù)外，還會(huì)邀請(qǐng)專家學(xué)者或化工企業(yè)技術(shù)人員給學(xué)生做報(bào)告，講解化工生產(chǎn)中的熱點(diǎn)問題及最新研究成果，使學(xué)生更好更快地了解新知識(shí)新技術(shù)，同時(shí)也可使學(xué)生與專家學(xué)者面對(duì)面進(jìn)行交流。如，曾邀請(qǐng)?zhí)斐焦こ坦炯夹g(shù)人員給學(xué)生作過化工設(shè)備專題講座，學(xué)生反映良好，獲得較好教學(xué)效果。

5.改革考核模式，促進(jìn)工程能力培養(yǎng)

考試環(huán)節(jié)在教學(xué)過程中起著重要的作用，既能反映教師的教學(xué)質(zhì)量，也能反映學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握的情況。以往評(píng)價(jià)學(xué)生的課程成績時(shí)，平時(shí)成績占20%，主要包括考勤及平時(shí)作業(yè)，期末成績占80%，主要是閉卷考試成績。這種評(píng)價(jià)模式雖然在一定程度上反映師生的教學(xué)狀況，但不足以體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)及工程應(yīng)用能力，學(xué)生往往在期末突擊學(xué)習(xí)，依靠死記硬背通過課程考試，不利于工程能力的培養(yǎng)?？荚噧?nèi)容的側(cè)重點(diǎn)及合適的考核方法有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培訓(xùn)及工程應(yīng)用能力的形成。根據(jù)課程考核要求以及培養(yǎng)工程人才的目標(biāo)，課程考核包括兩部分，即平時(shí)成績和期末考試成績。

（1）平時(shí)成績

占總成績30%，主要包括兩部分，一部分為考勤成績、作業(yè)成績及課堂討論成績，共占平時(shí)成績50%；另外一部分為每章節(jié)的隨堂開卷測驗(yàn)，重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)生的工程思維及解決實(shí)際問題的能力，占平時(shí)成績50%。

（2）考試成績

占總成績70%，主要是期末考試成績，采用閉卷百分制形式，重點(diǎn)考察學(xué)生的工程實(shí)踐能力，考察學(xué)生運(yùn)用專業(yè)理論知識(shí)去分析和解決實(shí)際生產(chǎn)中存在問題的能力。

三、結(jié)束語

在本課程的教學(xué)過程中，通過對(duì)化學(xué)工藝學(xué)的課程內(nèi)容、教學(xué)方式及考核模式等方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐，取得了良好效果，學(xué)生工程意識(shí)得到增強(qiáng)，分析及解決化工實(shí)際生產(chǎn)問題的能力得到了提高?；瘜W(xué)工藝學(xué)課程的教學(xué)與改革應(yīng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，將理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)，提高工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)社會(huì)需要的工程人才。

[1]張明遠(yuǎn)，呂俊杰，柳浩．冶金工程專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)學(xué)生工程能力的實(shí)踐教學(xué)改革[J]．教育與職業(yè)，2012（32）：117-118．

[2]米鎮(zhèn)濤，張香文，王蒞．當(dāng)代“化學(xué)工藝學(xué)”的地位與展望[J]．化學(xué)工業(yè)與工程，2005（S1）：75-77．

[3]馬新起，郭新勇，付榮超，等．多媒體課件化工工藝學(xué)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003，22（3）：66-68．

[4]王鈞偉，官葉斌，孔學(xué)軍，等．《化學(xué)工藝學(xué)》教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J]．廣東化工，2012，39（4）：232-233.

（責(zé)任編輯：張華凡）

Teaching Reform in Chemistry Technology Course for Cultivating Engineering Abilities

MA Feng,YIN Xiaohong,BI Yadong,XU Lianghua
（Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China）

With the development of domestic economy,there is an increasing demand for engineering talents. The present situation of chemical technology teaching is analyzed,and a possible teaching reform is discussed in thispaper,which includesselecting course contents,reforming teaching and examination methods, enhancing engineering practice,and reflecting the development of the subject.Thus,the teaching effect can be improved and the talents of chemical engineering can be cultivated to serve the economic construction.

teaching reformation；chemical technology；engineering practice

G642.0

馬鋒（1980—），男，講師，研究方向：化學(xué)工藝學(xué)及化工原理實(shí)驗(yàn)。

天津理工大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（YB14-13）。