化工原理探究式教學(xué)模式的探索與實(shí)踐*

李 梅，柳 華，雒春輝

(北方民族大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

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化工原理探究式教學(xué)模式的探索與實(shí)踐*

李 梅，柳 華，雒春輝

(北方民族大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

以北方民族大學(xué)基于應(yīng)用型化工人才培養(yǎng)模式為例，基于化工原理課程內(nèi)容多、理論性強(qiáng)、工程背景較強(qiáng)的特點(diǎn)，運(yùn)用探究式教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的主體地位和自主能力，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)并掌握化工原理課程的相關(guān)原理和結(jié)論，使學(xué)生自覺、自主學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實(shí)際。探究式教學(xué)方法的引入，可以積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意識(shí)，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題、從討論研究中總結(jié)理論知識(shí)的能力，用化工原理單元操作的理論解釋生活、生產(chǎn)中的現(xiàn)象。

探究式教學(xué)；化工原理；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

1 探究式教學(xué)的特點(diǎn)

探究式教學(xué)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)概念和原理時(shí)，教師只是給他們一些事例和問題，讓學(xué)生自己通過閱讀、觀察、實(shí)驗(yàn)、思考、討論、聽講等途徑去獨(dú)立探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應(yīng)的原理和結(jié)論的一種方法。它的指導(dǎo)思想是在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生自覺地、主動(dòng)地探索，掌握認(rèn)識(shí)和解決問題的方法和步驟，研究客觀事物的屬性，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展的起因和事物內(nèi)部的聯(lián)系，從中找出規(guī)律，形成自己的概念?？梢姡谔骄渴浇虒W(xué)的過程中，學(xué)生的主體地位、自主能力都得到了加強(qiáng)[1]。

2 化工原理課程的重要地位

化工原理課程是化工類及相近專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課。它是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決化工類型生產(chǎn)中各種物理過程(或單元操作)問題的工程學(xué)科。本課程擔(dān)負(fù)著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用。該課程教學(xué)水平的高低，對(duì)化工類及相近專業(yè)學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)和工程能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。化工原理課程屬于一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)和計(jì)算科學(xué)，具有很強(qiáng)的工程背景。因此，把探究式教學(xué)模式引入到化工原理課堂教學(xué)中，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的綜合能力和解決實(shí)際問題的能力，具有十分重要的作用[2-3]。

化工原理課程的特點(diǎn)是：(1)知識(shí)面廣、內(nèi)容多、理論性強(qiáng)；(2)工程性強(qiáng)、計(jì)算量大、與工程實(shí)際接觸緊密；(3)設(shè)備類型多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(4)實(shí)際問題復(fù)雜，經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)公式和各種關(guān)聯(lián)式多，學(xué)生學(xué)習(xí)困難。所以化工原理課程的教學(xué)在使學(xué)生掌握基本原理和理論體系的同時(shí)，要強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和創(chuàng)新思想，不僅要掌握一定的實(shí)驗(yàn)操作技能，更要具備分析和解決工程問題的能力。

鑒于化工原理在化工類及相近專業(yè)中的重要地位，教學(xué)研究已經(jīng)成為化工原理一線教師的首要任務(wù)。目前研究較多的是如何在課堂教學(xué)中充分使用案例式教學(xué)[4]。

對(duì)于一些211、985學(xué)校和其他生源素質(zhì)比較高的學(xué)校，學(xué)生學(xué)習(xí)化工原理課程比較容易。而對(duì)于我們這樣一個(gè)新建本科院校，學(xué)生入學(xué)時(shí)的素質(zhì)不是很高，大一和大二學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)課程時(shí)，部分學(xué)生顯得非常吃力，到學(xué)習(xí)化工原理階段已經(jīng)失去學(xué)習(xí)的自信心。所以通過本課題的研究激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，改變現(xiàn)狀，為以后的化工專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

化工原理課堂教學(xué)的核心問題不是簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授，不是將內(nèi)容灌輸給學(xué)生的過程。探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程的設(shè)計(jì)、組織和引導(dǎo)，通過教學(xué)設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，讓學(xué)生能積極主動(dòng)的參與到課堂教學(xué)中來。最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主思維能力，解決問題的能力以及質(zhì)疑精神，而不是簡(jiǎn)單接受。探究式教學(xué)要求學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)境中，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，積極探索，并將其轉(zhuǎn)化成技能。教學(xué)過程中，教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的精心設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠自主發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，這才是教學(xué)的終極目標(biāo)。探究式教學(xué)的著眼點(diǎn)在于學(xué)生學(xué)習(xí)方法的養(yǎng)成，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于科學(xué)的探索精神。

3 化工原理課程“探究式教學(xué)法”的探索與實(shí)踐思路及方法

化工原理既有較強(qiáng)理論性，又有較強(qiáng)工程實(shí)際意義，具有理論不易掌握、概念和方程較多且易混淆、對(duì)學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析和處理問題能力的要求較高等特點(diǎn)。改進(jìn)教學(xué)方法，給學(xué)生自由的思維空間，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)非常重要。采用探究式教學(xué)模式，讓學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)習(xí)效果[5]。

項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)如下：(1)在課程教學(xué)計(jì)劃中為學(xué)生提供廣闊的互動(dòng)空間和認(rèn)知空間，在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)中合理安排教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)校與企業(yè)等一系列互動(dòng)元素，以強(qiáng)化對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解以及理性知識(shí)與感性知識(shí)的結(jié)合。(2)通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息資源的整合，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新技術(shù)的理解，加強(qiáng)論文寫作能力以及文獻(xiàn)檢索能力。(3)通過定期開展化工原理實(shí)驗(yàn)操作技能競(jìng)賽，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，并為學(xué)生提供互動(dòng)與能力展示的空間。(4)提高化工原理課程的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果，逐步形成化工原理課程教學(xué)的多元化教學(xué)模式。

項(xiàng)目的實(shí)施方法：(1)將全班學(xué)生分組，把要探究的內(nèi)容以專題的形式布置下去，大家圍繞老師的提示進(jìn)行談?wù)?，最后讓他們發(fā)表自己的觀點(diǎn)。(2)針對(duì)學(xué)生渴望了解的事物提出問題；聯(lián)系學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)提出問題；結(jié)合生產(chǎn)和科學(xué)研究實(shí)踐提出問題；運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和其他直觀手段展示現(xiàn)象并提出問題；為滿足社會(huì)的需要而提出問題；展望未來而提出問題。讓學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，用理論解釋實(shí)際問題。(3)引導(dǎo)學(xué)生從經(jīng)濟(jì)合理性方面考慮問題，樹立工程經(jīng)濟(jì)性概念，畢業(yè)后能盡快適應(yīng)化工生產(chǎn)。

探究式教學(xué)沒有固定的模式，需要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象進(jìn)行靈活調(diào)整，鼓勵(lì)學(xué)生的自主精神，倡導(dǎo)學(xué)生按自己的方式探索結(jié)論。教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用各種信息技術(shù)獲取自己需要的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)能夠貫通知識(shí)點(diǎn)，能夠進(jìn)行橫向比較和縱向比較。橫向主要指的是各個(gè)學(xué)科之間的相互關(guān)聯(lián)，比如吸收單元操作中設(shè)計(jì)到的化學(xué)上的均相物系的組成表示，物理化學(xué)中的亨利定律、相律等到，高數(shù)中連續(xù)函數(shù)問題等。縱向聯(lián)系則是把具有相似之處的單元操作進(jìn)行比較，使得教學(xué)內(nèi)容上能更好的銜接，更容易理解。例如將吸收單元操作與傳熱和動(dòng)量傳遞的推動(dòng)力，數(shù)學(xué)表達(dá)式及定律中的物理量進(jìn)行類比，在已經(jīng)熟悉了傳熱和動(dòng)量傳遞的情況下，更好地理解吸收單元操作的數(shù)學(xué)模型。

化工原理的很多章節(jié)與日常生活有關(guān)聯(lián)，從學(xué)生熟悉的問題入手，層層遞進(jìn)，由淺入深。例如，在講傳質(zhì)時(shí)，引入“酒香不怕巷子深”的例子以及“佛跳墻”的例子，引起學(xué)生的興趣，拉近理論與實(shí)際的距離。在講干燥的內(nèi)容時(shí)，問班上南方的同學(xué)，“有沒有感覺到來到北方后，頭發(fā)洗過后，即使不用吹風(fēng)機(jī)吹，頭發(fā)也能比較快的干了，而在南方，尤其是冬季，洗過頭發(fā)后，如果不用吹風(fēng)機(jī)，幾個(gè)小時(shí)頭發(fā)都干不了？”經(jīng)過討論后，學(xué)生很快就能明白，空氣的干燥能力與相對(duì)濕度有關(guān)系。通過積極引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析、解決問題的能力。

教師梯隊(duì)的建設(shè)：在課程負(fù)責(zé)人梯隊(duì)建設(shè)過程中，采取一對(duì)一傳幫帶模式，新老教師經(jīng)常討論課程進(jìn)度，講解深度，真正實(shí)現(xiàn)資源共享；課程設(shè)計(jì)過程中也采用新老教師結(jié)對(duì)模式，有效促進(jìn)青年教師的成長(zhǎng)。項(xiàng)目組成員在項(xiàng)目實(shí)施過程中積極踐行項(xiàng)目思路，在課堂教學(xué)中除采用多種教學(xué)手段外，對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，適合學(xué)生自學(xué)的部分讓學(xué)生自學(xué)，并提供自學(xué)報(bào)告和心得體會(huì)。每章學(xué)習(xí)一周后即進(jìn)行隨堂考試，考試后鄰桌互換評(píng)分，幫助學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，并將隨堂考試成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī)，使學(xué)生重視過程評(píng)價(jià)。課后答疑采用微信、QQ群等方式進(jìn)行，方便、及時(shí)、有效解答疑難。

4 結(jié) 語(yǔ)

探究式教學(xué)方法的引入，可以積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意識(shí)，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題、從討論研究中總結(jié)理論知識(shí)的能力，用化工原理單元操作的理論解釋生活、生產(chǎn)中的現(xiàn)象?？梢詫?shí)現(xiàn)化工原理教學(xué)目的，即培養(yǎng)學(xué)生掌握工程的概念、觀點(diǎn)和方法，利用這些觀點(diǎn)和方法考察、處理工程問題，培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)觀念。使學(xué)生自覺、自主學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生“工程”、“經(jīng)濟(jì)”等觀念。

[1] 丁邦平.探究式科學(xué)教學(xué):類型與特征[J].教育研究,2010(10):81-86.

[2] 趙俊廷,張雷,張宏勛.探究式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].廣州化工,2013,41(15):251-253.

[3] 陳懷春.探究式教學(xué)法在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊, 2015(102):144-145.

[4] 賈紹義,夏清,吳松海,等.工程案例教學(xué)法在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用[J].化工高等教育,2010(3):78-81.

[5] 嚴(yán)世強(qiáng).基于探究式教學(xué)模式的化工課程課堂教學(xué)策略[J].高等理科教育,2008(3):9-12.

Research and Practice on Inquiry-based Teaching of Principle of Chemical Engineering*

LI Mei, LIU Hua, LUO Chun-hui

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Beifang University of Nationalities, Ningxia Yinchuan 750021, China)

Based on the applied talents training mode in Beifang University of Nationalities and the characteristics of strong engineering background of Principle of Chemical Engineering, inquire-based teaching was used to inspire students’ active learning and master the related principles and conclusions of Principle of Chemical Engineering course, to make the students study consciousness, initiative, theory with practice. The introduction of the inquiry teaching method can mobilize students to participate actively, train students’ ability of analyzing and solving problems, summarize theory research from the discussion, and use the unit operation theory of Principle of Chemical Engineering in practice.

inquiry teaching; Principle of Chemical Engineering; cultivation of applied talents

北方民族大學(xué)2014年度教學(xué)改革研究項(xiàng)目(No：JYYB201402)。

李梅(1978-)，女，北方民族大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教師，博士，副教授，主要從事化學(xué)工程與工藝專業(yè)課教學(xué)與研究。

G420

A

1001-9677(2016)023-0151-02