項目教學法在化學原理課程設計中的應用

張建峰++朱學軍++梁靜++張潔婧

摘 要：本文在吉林省品牌專業生物工程團隊支持下我們根據農科院校學生特點和化工原理課程特點，將項目教學法引入到化工原理課程設計中，讓學生以小組為單位共同完成一個較大的項目，以實現將化工原理理論與工程實踐相結合的目的。改變了傳統的化工原理課程設計教學中，學生各自為政，獨立解決某一個特定的小課題的教學形式，加強的學生間的相互合作，有利于培養學生的團隊意識和解決綜合問題的能力。

關鍵詞： 項目教學法；化工原理；課程設計；理論與實踐結合

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.213

0 引言

項目教學法 （Project Based learning， PBL），是以項目為對象，將學生分組，然后各組學生圍繞各自的項目進行討論、協作學習，最后進行合理分工，共同完成項目，教師根據項目完成的情況來評價學生對知識的掌握程度是否達到了教學要求。

1 項目教學起源

項目教學法起源于16世紀末期的歐洲，是由意大利建筑教師要求學生進行的設計教堂、紀念碑、宮殿等 建筑的“競賽”演變而來的，經過100多年的發展改進，到1763年，項目教學觀念正式成為學院派的教學方法。1765-1880 年，項目教學法成為常規的教學方法，并且由歐洲傳入美國，從最初的僅在建筑學中應用發展到在工程學中廣泛應用，從而掀起了項目教學法的第一次發展浪潮。1880-1915 年間，項目教學法在手工培訓、工藝美術等學校中得到較廣泛的應用，在這些學校中，學生必須完成“畢業項目”，并且獲得學校教師的認可才可以拿到畢業證書。1915-1965 年，美國的教育家 Kilpatrick 發表了題為《項目教學法在教育過程中有目的的活動的應用》論文，重新定義了項目教學法，引發了世界教育行業的廣泛關注與熱烈討論，掀起了第二次項目教學法理論與應用研究的浪潮。1965 年以后，項目教學法再次進入快速發展時期。教育家凱茲與查德撰寫了題為《啟迪孩童的心智：項目教學法》的專著，將項目教學法引入到兒童教育領域，掀開了項目教學法第三次研究的浪潮的序幕。在這一時期，項目教學法逐漸完善，成為了一種重要教育模式，并成為一種探究式學習形式被大力推廣，其學習理念從大學教育推廣到中小學教育。

2 項目教學法在國內的應用

項目教學法在我國廣泛應用的時間比較晚，到本世紀初才開始研究，但是發展及其迅速。在化工原理課程設計中應用項目教學法卻有很多優點。下面我們以乙醇生產工藝設計為例來討論項目教學法在化工原理課程設計中的應用。

發酵法生產乙醇工藝一般包括原料粉碎，糊化，糖化，發酵，蒸餾五個主要工段，我們將每班30個學生分成A～E 5組，每個組拿到的設計任務都不相同，比如A組設計以木薯為原料年產10000噸乙醇的工藝，B組設計以玉米為原料年產8000噸乙醇的工藝。每組6名學生，選出一名學生作為組長，負責組織學生討論方案，任務分工，把握工作進度，定期匯報等工作。學生按自己的意愿，按工段分工或按單元操作分工，組長組織組員列出完成本項目所需的所有工作，盡可能列的詳細，周全，然后提出任務分配方案供大家討論，根據組員意見做適當修正，最終確定任務方案，如果項目進行過程中出現預算外任務，組長負責合理的安排下去。這樣的過程可以鍛煉組長的領導組織能力，鍛煉團隊成員的團隊協作能力，語言表達能力，同時還可以鍛煉學生在意見不一致時處理問題的能力。一般情況下，為了分工清晰，學生會選擇按工段分配任務，五名學生各負責一個工段，組長負責輔助工段及各個工段直接的銜接工作，鑒于蒸餾工段任務量比較重，一般組長會幫忙做一部分輔助設計工作，比如再沸器，冷凝器的設計選型等。

任務分配完畢以后，每個學生花費1天的時間根據自己的任務提出設計方案，以及一些自己沒法解決或把握不準的問題，準備小組討論。第二天開工前組長組織討論各個工段的設計方案，組員積極參與討論，找出設計方案不合理的地方，并討論提出解決方案或者解決問題的方向。如果有實在無法解決的問題及時找老師討論。經過論證，初步達成一致意見后與指導教師討論方案，并最終確定設計方案。從第三天開始進入常規設計工作狀態，按計劃2周的課程設計通常有7天處于常規設計工作狀態。在這期間，每天開工前組長要組織半小時的開工會，每天工作結束前1小時各組組長向指導老師做當天的工作匯報。開工會時討論當天需要完成的工作及頭一天遇到的還沒有解決的疑難問題。開工會結束后各成員進入工作狀態，遇到問題首先自己查資料文獻去解決，如果解決不了，則自由找人討論，可以找本組成員也可以找其他組成員討論。到收工前1.5小時仍然沒解決的問題組長匯總，在向指導導師做當天組內工作進展報告時提出來。每天設計工作結束后各組組員需要向組長做一個工作進展報告，匯報當天自己所做的工作，包括設計方案，工作進度，遇到的問題，需要提供的幫助等。之后，各組組長需要向指導老師做一個工作報告，匯報整個組的工作進展，那些工作正按計劃進行，那些工作已經提前完成，哪些工作遇到問題比預期需要多花費多少時間，明天準備做哪些工作，有哪些問題需要老師幫助解決等。課程設計的最后一天，各組需要整理計算書、圖紙、工藝方案，然后總結本次設計所用到的知識如塔板計算理論，哪些設計理念如精餾塔選型時要綜合考慮效率、成本和技術實現難度等問題，秉承企業利潤最大化的原則來對精餾塔選型。最后，各組組長要向指導老師做這兩周實習的工作匯報，包括設計成果，設計過程中遇到的值借鑒推廣的處理問題的方案等。

3 結束語

以項目制的方式進行化工原理課程設計不僅可以提高學生的工程意義，以便畢業后能更快的適應企業管理模式，同時能使學生將所學知識綜合利用，融會貫通，能培養學生的團隊意識，增進同學間感情。因每個同學的任務都不同，必須獨立完成，所以能提高學生自己解決問題的能力和語言表達能力。因此，項目教學法非常適宜用于化工原理課程設計。

參考文獻：

[1]白順芳，唐梁兵.項目教學法在計算機網絡課程中的應用[J].機械職業教育，2009（12）：51.

[2]孔婷.基于項目教學法的高職英語教學設計[J].揚州大學學報，2015（01）：22.

作者簡介：張建峰（1973-），男，吉林舒蘭人，博士，副教授，研究方向：傳質與分離工程，工業微生物應用。

*為通訊作者。