鐘國玉,傅小波,許書瑞,廖文波,徐勇軍,何運兵
(東莞理工學(xué)院 化學(xué)工程與能源技術(shù)學(xué)院,廣東 東莞 523808)
化工仿真是系統(tǒng)仿真技術(shù)應(yīng)用的一個分支,它以真實的化工單元、工段或工廠為基礎(chǔ),以仿真機為工具,在計算機上建立動態(tài)數(shù)學(xué)模型來模擬了真實的帶有控制點的設(shè)備和工藝流程實際操作?!痘し抡鎸嵱?xùn)》是基于化工仿真技術(shù),適用于化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、高分子材料與工程專業(yè)的一門具有認(rèn)識性、操作性的集中實踐課?;し抡鎸嵱?xùn)包括以下三個方面的實訓(xùn),化工單元過程實訓(xùn),如:精餾、換熱、吸收、固定床反應(yīng)器等;化工工藝流程實訓(xùn),如:常減壓精餾工藝、催化裂化工藝、煤制甲醇變換工藝、合成氨工藝等;化工安全實訓(xùn),如:化工裝備危險性仿真、火災(zāi)與爆炸仿真、有毒有害氣體擴散仿真等。通過仿真實訓(xùn),學(xué)生加深對化學(xué)工業(yè)及化工企業(yè)生產(chǎn)過程的理解,增強實踐動手能力與事故及安全應(yīng)急處理能力,為將來從事化學(xué)化工相關(guān)行業(yè)奠定基礎(chǔ)。由于該課程注重工程概念與實際生產(chǎn)問題,應(yīng)用性較強,且課程中涉及到的大量前置課程的工程觀點、原理和方法。因此,為了完善和改革化工仿真實訓(xùn)課程,提高教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)生真正地掌握化工生產(chǎn)過程,我們對我校2016級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)共135名學(xué)生進行問卷調(diào)查及分析,以期為化工仿真實訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容和形式提供改革依據(jù)。
本次調(diào)查以問卷的形式,分別從以下五個方面:1)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣,2)課程的重要性和作用,3)課程的難度與難點,4)課程的內(nèi)容與教材,5)課程的教學(xué)方法與改進,具體設(shè)計了16個問題。東莞理工學(xué)院2016級應(yīng)用化學(xué)1、2、3班共135名學(xué)生參與調(diào)查,當(dāng)場回收調(diào)查問卷,不符合要求的問卷不計入統(tǒng)計結(jié)果,共發(fā)出135份,回收135份,有效問卷135份,有效率達(dá)到100%。
大多數(shù)學(xué)生對化工仿真實訓(xùn)課程感興趣,其中21%的學(xué)生很感興趣,69%的學(xué)生較感興趣,只有10%的學(xué)生完全不感興趣。學(xué)生對于本課程學(xué)習(xí)的兩套裝置的興趣差不多,對常減壓蒸餾裝置的興趣(54%)略高于催化裂化(44%)。這可能是由于常減壓蒸餾裝置是其他課程中介紹較多,也是較簡單的一套裝置。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中最感興趣的部分,其中54%是各單元操作的關(guān)聯(lián),23%是裝置實際工作的狀況,13%是工藝流程,剩余10%是關(guān)鍵設(shè)備。各單元操作之間的聯(lián)系是學(xué)生的興趣點,也正好是本課程中的難點。要想掌握好這一點,首先需要學(xué)生深入理解各個單元操作的基本原理,其次需要學(xué)生理解整個工藝流程,最后需要學(xué)生熟悉關(guān)鍵設(shè)備的工藝參數(shù)及其影響因素。以上調(diào)查說明學(xué)生對該課程存在內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力,能夠激勵學(xué)生主動、積極地學(xué)習(xí)該課程,而教學(xué)過程中各單元操作之間的聯(lián)系是教學(xué)重點之一。
學(xué)生對化工仿真實訓(xùn)課程的認(rèn)知中,51%的學(xué)生認(rèn)為非常重要,41%的學(xué)生認(rèn)為比較重要,僅有8%的學(xué)生認(rèn)為不重要。49%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)本科最大的作用是加深專業(yè)知識的學(xué)習(xí),38%的學(xué)生認(rèn)為最大作用是擴展了知識面,7%的學(xué)生認(rèn)為能夠了解本專業(yè)的就業(yè)情況,還有6%的學(xué)生僅僅是為了完成學(xué)生。83%的學(xué)生認(rèn)為該課程對于化工相關(guān)工作有一定幫助或很大幫助(分別為65%和18%)。綜上可見,大部分學(xué)生對開設(shè)本課程重要性有所認(rèn)識。但還是有部分學(xué)生對本課程具體的作用還缺乏了解,認(rèn)為本課程僅僅能夠擴展知識面?;し抡鎸嵱?xùn)課程是學(xué)生了解本專業(yè)實際工作情況的重要途徑,大部分學(xué)生都認(rèn)為本課程的學(xué)習(xí)對化工方向的工作具有幫助,但還
有少部分同學(xué)不確定,甚至認(rèn)為沒有幫助。
在對課程學(xué)習(xí)難度的調(diào)查中,認(rèn)為課程容易的占23%,比較容易的占57%,比較難的占19%,很難得占1%。對課程具體的難點,38%的學(xué)生認(rèn)為是對閥門的精細(xì)控制,19%的學(xué)生認(rèn)為是對工藝流程的理解,11%的學(xué)生認(rèn)為是閥門、設(shè)備的尋找。而對學(xué)習(xí)化工仿真實訓(xùn)課程困難的原因,認(rèn)為相關(guān)基礎(chǔ)知識差的占41%,認(rèn)為內(nèi)容過于抽象的占33%,認(rèn)為內(nèi)容過多的占14%,認(rèn)為學(xué)習(xí)注意力不集中的占12%。綜上所述,學(xué)生普遍認(rèn)為課程的難度不高,但對涉及課程核心的各單元操作的關(guān)聯(lián)和工藝流程的掌握還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這既是本課程的難點也是學(xué)生最為感興趣的部分。而學(xué)生之所以對這兩個難點掌握不好,主要是由于相關(guān)的基礎(chǔ)知識較差,且缺少工程思維去理解各單元操作和工藝流程。
對于選用的教材,認(rèn)為內(nèi)容、難度合適的學(xué)生占77%,認(rèn)為難度較小、內(nèi)容較少和難度較大、內(nèi)容較多的學(xué)生分別占12%和11%。對于學(xué)時安排和教學(xué)內(nèi)容學(xué)生們普遍認(rèn)為較為合適,此項占比為62%,認(rèn)為內(nèi)容不足、學(xué)時少的占34%。本課程目前采用16學(xué)時、連續(xù)2天的授課方式,該授課形式和特別是授課學(xué)時被大多數(shù)43%學(xué)生肯定,28%的學(xué)生認(rèn)為可以調(diào)整為每周2節(jié)課,剩下29%的學(xué)生則認(rèn)為應(yīng)該增加學(xué)時到32。以上結(jié)果表明,本課程在教材選用、學(xué)時和教學(xué)內(nèi)容上都較為合適,但還是有少量同學(xué)認(rèn)為學(xué)時和內(nèi)容可以更為的充實。
本課程長期使用多媒體課件講授、教師實機演示并配合學(xué)生實機操作的教學(xué)方式,此授課方式得到了絕大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可,69%的學(xué)生認(rèn)為這是最好的授課方式。對于本課程需要改進之處,52%的學(xué)生認(rèn)為要提升教學(xué)硬件、29%的學(xué)生認(rèn)為要改進教學(xué)方法、17%的學(xué)生認(rèn)為要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。最后對于具體教學(xué)硬件方面存在的問題,48%的學(xué)生認(rèn)為是電腦系統(tǒng)問題,32的學(xué)生認(rèn)為是學(xué)生機的硬件差,18%的學(xué)生認(rèn)為是多媒體效果差。綜上所述,化工仿真實訓(xùn)課程目前采用的教學(xué)方法合適,主要需要改進的是教學(xué)硬件,特別是學(xué)生機的軟件和硬件。
通過以上的問卷調(diào)查及數(shù)據(jù)分析,我們獲得了我?!痘し抡鎸嵱?xùn)》課程的寶貴信息,為課程建設(shè)及教學(xué)改革工作提供導(dǎo)向,總結(jié)如下:
(1)學(xué)生對本課程中介紹的兩套裝置都較為感興趣,特別是對其中各單元操作的關(guān)聯(lián)最為感興趣,是以后教學(xué)的重點。
(2)學(xué)生對課程的重要性認(rèn)可度高,該課程能夠加強學(xué)生的專業(yè)知識、擴展學(xué)生的知識面、并有利于學(xué)生畢業(yè)后的實際工作。
(3)本課程的整體難度不大,但其中各單元操作的關(guān)聯(lián)以及工藝流程是難點,需要加強相關(guān)基礎(chǔ)知識的教學(xué),強化學(xué)生的工程思維。
(4)本課程的教學(xué)內(nèi)容、教材選用和學(xué)時數(shù)都較為合適,鑒于實訓(xùn)教學(xué)的特點,較為時候采用連續(xù)教學(xué)。
(5)本課程最適合采用的教學(xué)方式是多媒體課件講授、教師實機演示并配合學(xué)生實機操作,教學(xué)過程中的硬件對教學(xué)效果影響很大,特別是學(xué)生機的硬件和軟件質(zhì)量必須得到保證。