新技術背景下化工原理課程教學的改革思路與舉措

丁 戈，劉紅盼，孟江平,黃孟軍,王新潮

(1.重慶文理學院 化學與環境工程學院，環境材料與修復技術重慶市重點實驗室， 重慶 402160；2.山東菏澤學院 藥學院，山東 菏澤 274000)

化工原理系列課程是化學工程與工藝、應用化學、制藥工程、環境工程、生物工程、過程裝備與控制、安全工程等相關專業的核心課程之一。化工原理主要通過各個單元操作的基本原理、參數變量設定、設計型和操作型計算、單元操作設備的設計及結構、設備的選擇等為理論基礎，研究物料在單元操作里的物理和化學變化過程并加以計算，在工業生產過程中是解決相關生產問題的理論基礎。因此，通過本課程的學習，旨在引導學生由純理論的學習向實踐性、工程化思維的轉變。

近年來，教育部推動了高等學校的新工科建設，其中也包括中國化工教育協會推動的化工類專業的新工科建設，旨在提高化工類專業課程教學的質量，以培養數量更多，質量更優的化工專業應用型人才，更好的為國家石油和化工行業的快速發展提供更優質的專業人才。

傳統的化工類課程教學方式比較死板，注重理論教學而缺少實踐應用。快速發展的石油化工行業也急需各種新技術背景下的高端人才，這就為從事高校化工專業課程教學的教師在人才培養方面提出了新的任務和要求。2020年新冠病毒席卷全球，給全球的經濟和生命財產造成嚴重的破壞，目前，我們國家在黨中央和國務院的領導下，防疫工作取得了矚目的成效。我們在與新冠賽跑之際，各大中小學做到了延期不延教，停課不停學，這其中新的技術如大數據、人工智能、網絡學習平臺，各種在線教學APP等的應用起到了不可取代的作用。因此，對于教育者來說，在新技術背景下，充分利用線下線上網絡教育資源、網絡教學手段進行教學是教師必須掌握的手段之一，如何充分的利用好線上網絡平臺，做好化工原理相關課程的教學工作，讓學生更好更多的掌握化工知識并用于實踐，是我們化工原理相關的課程教學者需要進一步思考的問題。

1 改革的思路與舉措

1.1 培養興趣

作為一線教師，在化工原理教學過程中，很多學生反應課程本身比較難，不容易掌握，也就沒了興趣，學習的動力也蕩然無存。其實，化工原理課程本身從專業角度來說，知識點的難易程度是比較適中的，只是單元操作之間聯系不是很緊密，容易混淆，最主要的問題是大家不感興趣，俗話說"興趣是人生最好的導師"，學好任何一門技術或者課程，興趣尤為重要，因此，教師在教學過程中，有意識的讓學生對授課內容感興趣，培養學生積極的參與思考，是教師應該做的最主要的工作之一。培養學生的學習興趣應該從下面幾個方面入手。

第一，教師做好課程授課前的充分準備，美化課件，避免學生容易引起視覺疲勞。第二，授課過程中，教師多引入案例式教學，避免教條式，純理論的灌輸，真實的案例引入，讓學生更容易理解掌握所學內容，并且對增強學生的學習興趣有莫大的幫助。比如在離心泵的工作原理這一章節，教師可帶離心泵(或者模型)供學生參觀，現場講解部件組成、工作原理，學生更容易了解掌握。第三、課程面授與生產實習相結合，根據我校化學工程與工藝專業人才培養方案，我校與四川省某化工單位達成協議，提供我校學生每年數次的化工實習場所，實習車間包含完整的各種工藝流程，如換熱器，精餾塔、吸收塔等，可供學生參觀學習，不僅提高了學習的效果，還為化工原理的課程設計奠定了基礎，此舉措避免了空洞的紙上談兵，會大大激發學生的學習興趣，強化學生的工程意識。

1.2 啟發式教學

教學的最高境界是啟發教學，鍛煉思維模式，增強創新意識。在新時代，新技術背景下，大學生創新意識的培養關系著未來民族的進步與國家的繁榮。教師要時刻做好角色的轉變，摒棄傳統的阻礙學生創新意識培養的舊時觀念。啟發式教學主要以學生為主，教師可以提前設置一些內容，這些設置的內容可以沒有標準的答案，讓學生想辦法把所學的知識怎么和工程實際聯系起來，比如用離心泵輸送液體，有幾種不同型號、不同功率的泵，完成一個特定的液體輸送任務，不同型號的離心泵怎么從中選擇，是串聯還是并聯，供學生分組討論，讓學生討論后，發表自己的見解，怎么解決實際問題，發散學生的思維模式，不僅活躍課堂氣氛，而且有助于學生集中注意力聽課。

1.3 面授與線上教學相結合

傳統的教學模式以面授為主，隨著技術的日新月異，各種新技術的出現為教育工作者的教學方式提供了更多的可能。同時，為了積極應對并防止各種突發事件(如疫情)而影響教學工作，教師必須從思想層面要有角色的轉變，接受新事物，讓教與學盡可能多元化，做到面授與線上教學互補，相輔相成。

首先，教師需要轉變轉念，有許多教學名師在化工原理面授的時候，很受學生的歡迎，但是，一旦轉為在線教學的時候，效果好像不是很理想，這是因為面授和線上教學模式差別很大。面授的過程中，除了課件上的動畫或者圖片來吸引學生的注意力之外，更多的是教師的利用肢體動作和語言，進行單元操作原理和理論的講解與推導。線上教學并非是簡單的將課件或者視頻錄制好，放到網上供學生去觀看，而是要注重學生的反饋以及課堂效果，要用新的適合線上教學的課件、語言和授課模式。比如，在講解單元操作時，教師可以采用CAD示意圖或者3D動畫剖面圖來展示單元操作的結構及工作原理。所以，教師要做充分的準備，適應新的教學模式。其次，利用更多新的技術，新技術的發展為學生很好的獲取知識提供了更多的渠道，教師線上教學，充分利用新技術，能有效的提高教學效果，易于學生對知識點的理解和掌握。線上教學的新技術手段主要有兩塊，一是軟件，另一是硬件，硬件包括我們熟知的電腦、攝像頭、手機等；軟件方面目前主要包括在線課堂、釘釘、騰訊課堂、MOOC視頻等。充分利用這些新技術，可實現學生的提問、考勤、上課、考試等一系列教學活動。除了上述比較寬泛的應用技術外，還有一些針對于的化工原理教學的軟件，比如化工設備3D漫游，化工模擬流程、化工虛擬仿真等，充分利用這些軟件，將抽象的東西具體化、實質化，提高課堂的效果，易于學生更好的理解。

1.4 多元化的考核

我們學校化工原理課程的考核方式已經沿用多年，學生總成績=期末考試(70%)+平時成績(30%)，其中平時成績主要由平時作業、考勤、上課時的表現三部分組成，總成績高于60分者合格，否則參加補考，卷面成績是補考的最終成績，并且此部分沒有平時成績。傳統的考核方式雖然利于教學質量的監督和評價，任課教師出題，統一改卷，對教師給與足夠的靈活度，也體現出對學生考核的公平性，但是其中的弊端必須要重視起來，每學期教學任務結束后，大部分學生抱著考前突擊的心態，死記硬背。而無法對學生的學習進行動態追蹤，往往導致學生缺乏對課程學習的思考和理解，考試一結束，所有的知識點都基本忘的一干二凈，因此，鑒于新技術背景下建設"新工科"的要求，化工原理考核的內容和方式也需要改進，考核需注重學生的應用能力，解決實際問題的能力。

第一，增加考核頻次，教師平時可以隨機設置一些小測驗，或者課堂作業，隨時對學生學習的動態和效果進行摸底。第二，考核方法可采用閉卷開卷考試相結合，閉卷考試，著重于考察學生對一些概念的理解，公式的推導等方面；而開卷考試著重于考察學生用所學知識解決一般操作問題，復雜工程問題的能力。第三，紙質考核和網絡平臺考核相結合，隨著新技術的不斷開拓和應用，網絡考核因其快速、方便、高效等特點逐步在代替傳統的紙質考試，比如教師可以通過網絡平臺發送試題給學生，學生在線完成，教師在線打分，考試不會因為一些突發情況而終止。第四，平時成績的評價應該多元化，不僅僅局限在平時的作業，考勤和課堂表現上，應該增加單元測試、課堂測試、綜合考試等內容，讓學生盡可能的把精力放在學習上，注重積累，學習效果才會顯著提高。

5 結束語

新技術的不果斷涌現，為新時代教師的教學方式帶來了重大的變革，教師必須從自身角度要有積極的思想轉變，摒棄傳統的不利于學生創新意識培養、灌輸式的教學模式；應該采用新技術、新手段、線上線下相結合、變革教學及考核方式，致力于培養學生解決實際工程應用的能力，化工原理這門課程是石油、化工、制藥等行業的橋梁，新技術背景下的教學模式才能讓學生更好的掌握理解各個單元操作的原理并應用于實踐，這樣才能為新時代石油化工行業輸送新型的高端技術人才。