探究式教學(xué)法在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用

陳懷春

摘 要： 本文從探究式教學(xué)的特點(diǎn)、重要性及其組織實(shí)施等方面介紹了探究式教學(xué)在化工原理課程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 探究式教學(xué)法 化工原理 教學(xué)應(yīng)用

化工原理課程是化工、制藥、環(huán)境、食品等多個(gè)專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是綜合運(yùn)用高等數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決化工類型生產(chǎn)過(guò)程中各種物理操作問(wèn)題的工程學(xué)科?；ゎ悜?yīng)用型人才培養(yǎng)中，化工原理承擔(dān)著由理論到實(shí)踐、從基礎(chǔ)課程過(guò)渡到專業(yè)課程的橋梁作用[1]?；ぴ碚n程學(xué)習(xí)的效果，將對(duì)學(xué)生業(yè)務(wù)素質(zhì)和工程能力的培養(yǎng)及將來(lái)就業(yè)前景產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。圍繞如何提高學(xué)生對(duì)化工原理的學(xué)習(xí)興趣、如何有效組織課堂教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，廣大教育同行進(jìn)行了大量嘗試和探索[2-4]。為了更好地加強(qiáng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，我們?cè)诮鼛啄昊ぴ斫虒W(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了一系列改革，其中“自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究”的探究式教學(xué)法在課堂教學(xué)中的應(yīng)用取得了良好效果，調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究新知識(shí)并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決化工實(shí)際問(wèn)題的積極性。

1.探究式教學(xué)方法的特點(diǎn)

探究式教學(xué)是當(dāng)前國(guó)際教學(xué)改革中各國(guó)政府和科學(xué)教育界大力倡導(dǎo)的一種主流教學(xué)方式。探究式教學(xué)是指教師在自由創(chuàng)設(shè)的、有結(jié)構(gòu)的、能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的教學(xué)情境中，讓學(xué)生自己動(dòng)腦、動(dòng)手，主動(dòng)獲取科學(xué)知識(shí)和發(fā)展探究能力的一種教學(xué)方式[5]。

探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，教學(xué)活動(dòng)是圍繞問(wèn)題展開。所謂問(wèn)題情境，是教師為了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)某個(gè)知識(shí)而設(shè)置懸念、矛盾所形成的教學(xué)氛圍。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的目的是引起學(xué)生的注意和思考，激發(fā)學(xué)生探索的興趣和強(qiáng)烈的求知欲，使學(xué)生產(chǎn)生最佳的學(xué)習(xí)心向，吸引學(xué)生積極主動(dòng)地研究、探索、發(fā)現(xiàn)，從而主動(dòng)地完成知識(shí)的構(gòu)建，在自己的頭腦中形成較系統(tǒng)的知識(shí)體系。

2.探究式教學(xué)法在化工原理教學(xué)中的重要性

探究式教學(xué)法能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。化工原理與數(shù)、理、化等基礎(chǔ)課程相比，顯著區(qū)別是工程概念強(qiáng)，所面對(duì)的都是真實(shí)的、復(fù)雜的生產(chǎn)問(wèn)題，多變的物性和復(fù)雜設(shè)備的幾何形狀增加了學(xué)習(xí)的難度。符號(hào)多、公式多、單位換算多的課程特點(diǎn)增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的枯燥性，學(xué)生普遍存在畏難的厭學(xué)情緒?；谶@種狀況，我們講授每個(gè)具體單元操作時(shí)，結(jié)合實(shí)際生活、生產(chǎn)狀況適當(dāng)創(chuàng)設(shè)生活情境、工程情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。

探究式教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念、提高學(xué)生的綜合能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具有重要作用。應(yīng)用型人才是當(dāng)前高等學(xué)校人才培養(yǎng)的重要方面，具有較強(qiáng)的工程能力是應(yīng)用型人才的基本素質(zhì)。在探究式教學(xué)過(guò)程中，我們更多的是采用基于生產(chǎn)實(shí)際的工程情境創(chuàng)設(shè)。通過(guò)創(chuàng)設(shè)的工程問(wèn)題，引起學(xué)生的注意和思考，給予學(xué)生研究工程問(wèn)題方法論的啟迪，引導(dǎo)他們運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)積極分析、討論工程實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而解決實(shí)際問(wèn)題。

探究式教學(xué)有利于加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。教師在引導(dǎo)和幫助學(xué)生就工程實(shí)踐問(wèn)題開展“自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究”的過(guò)程中，自身要有較高的探究素質(zhì)，需要教師具有先進(jìn)的教育理念、較高的知識(shí)和能力素養(yǎng)及扎實(shí)的生產(chǎn)實(shí)踐基本功，這從客觀上必然會(huì)推動(dòng)教師積極參與科研和經(jīng)常深入生產(chǎn)一線，關(guān)注化學(xué)工程學(xué)科前沿發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，更新自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，適時(shí)將最新的科研成果和理念引入課堂教學(xué)，使學(xué)生耳目一新，提高學(xué)習(xí)積極性。

3.探究式教學(xué)法在課堂中的組織實(shí)施

探究式教學(xué)法強(qiáng)調(diào)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)。從教學(xué)角度講，要根據(jù)教學(xué)目的和內(nèi)容，精心準(zhǔn)備，提出難度適度、邏輯合理的問(wèn)題，營(yíng)造良好的探究氛圍。探究式教學(xué)法一般沒(méi)有固定模式，針對(duì)化工原理課程內(nèi)容的特點(diǎn)，我們采用了以下幾種形式。

3.1課前導(dǎo)入法

面對(duì)新的章節(jié)、新的單元操作，學(xué)生在學(xué)習(xí)之前普遍缺乏對(duì)工程實(shí)踐的認(rèn)知。課前導(dǎo)入時(shí)，問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)一般是圍繞生活常識(shí)展開。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探究，由熟悉的生活常識(shí)實(shí)現(xiàn)陌生的工程實(shí)踐的自然過(guò)渡，拉近課本知識(shí)與實(shí)踐的距離，讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到所要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用背景，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。此類問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)很多，比如，煙囪的高、矮對(duì)燃燒的作用（流體靜力學(xué)方程應(yīng)用），有、無(wú)風(fēng)時(shí)人體對(duì)氣溫的感受不同（對(duì)流強(qiáng)化傳熱），等等。

3.2課中導(dǎo)入法

化工原理課程的每個(gè)單元操作都是由若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成的。課中導(dǎo)入法，問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)一般是圍繞某一知識(shí)點(diǎn)的工程實(shí)踐展開。在授課過(guò)程中，針對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)，首先列舉出工程中存在的實(shí)際問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生探索的興趣和求知欲，通過(guò)探究該問(wèn)題產(chǎn)生的原因及解決該問(wèn)題的方法，再引出本知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容。例如某化工廠新進(jìn)員工，在重新啟動(dòng)離心泵再次輸液時(shí)，發(fā)現(xiàn)離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)但不能輸送液體。探究原因可能有兩個(gè)：?jiǎn)?dòng)前未“灌泵”或者是離心泵吸入管路年久失修發(fā)生漏氣現(xiàn)象，由此可以導(dǎo)出離心泵的工作原理和氣縛兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

3.3課后總結(jié)法

化工原理解決的都是工程實(shí)際問(wèn)題。在每個(gè)單元操作內(nèi)容學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生要對(duì)該單元操作進(jìn)行工程設(shè)計(jì)或者工程改造。課后總結(jié)法，問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)一般是圍繞該單元操作的工程設(shè)計(jì)或工程改造實(shí)例進(jìn)行。例如，在學(xué)習(xí)完成蒸餾單元操作后，問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)可以圍繞如下工程實(shí)例展開。某工廠利用發(fā)酵法生產(chǎn)酒精工藝過(guò)程中，產(chǎn)生一股乙醇與正丙醇的混合物，該混合物中含有乙醇45%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。現(xiàn)欲用常壓精餾塔對(duì)上述混合物進(jìn)行分離，要求分離后乙醇和正丙醇的純度均不小于95%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。當(dāng)處理量為20噸/小時(shí)的時(shí)候，進(jìn)行板式精餾塔的工藝設(shè)計(jì)，確定塔高、塔徑、進(jìn)料位置等。引導(dǎo)學(xué)生綜合利用本單元操作所學(xué)知識(shí)，通過(guò)思考、討論、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)等探究形式，解決該混合物系的分離問(wèn)題，從完成精餾等相關(guān)化工專業(yè)知識(shí)的構(gòu)建，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)及實(shí)踐能力。

4.結(jié)語(yǔ)

教學(xué)實(shí)踐證明，在化工原理課程中開展探究式教學(xué)，能極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程意識(shí)及主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)教師隊(duì)伍業(yè)務(wù)水平的提升，對(duì)于提高課程教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有重要意義。

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基金項(xiàng)目：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程教改項(xiàng)目（XJC2013071）