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時(shí)間:2023-12-22 15:16:08
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇化學(xué)工程與材料,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
化工原理是一門工程性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是高分子材料與工程(以下簡(jiǎn)稱“高材”)專業(yè)重要的必修課。其教學(xué)水平、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)質(zhì)量被視為衡量本專業(yè)本科教育的重要因素及評(píng)價(jià)指標(biāo),是從基礎(chǔ)到專業(yè)的連接。高材專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)化工原理的過(guò)程中,存在較多問(wèn)題,其原因有如下幾點(diǎn):①高材專業(yè)的學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)工科基本課程,缺乏基本的工程觀念,在學(xué)習(xí)過(guò)程中很難做到聯(lián)系實(shí)際的設(shè)備、工藝流程。②部分學(xué)生先修課程基礎(chǔ)薄弱,面對(duì)大量公式推導(dǎo)、計(jì)算,會(huì)存在一定難度。③化工原理這門課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,對(duì)初學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō),難免會(huì)有一種不得要領(lǐng)的感覺(jué),認(rèn)為這門課程很難,逐漸失去了學(xué)習(xí)的積極性,等等。因此,我們?cè)诮虒W(xué)中進(jìn)行了探索與實(shí)踐。
1.教學(xué)內(nèi)容的改革
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和科技的飛速發(fā)展,對(duì)我們的教學(xué)內(nèi)容提出了更高的要求?;ぴ碚n程,其教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該反映化學(xué)工程學(xué)科的一些新理論、新技術(shù)和新裝備。高質(zhì)量、高品質(zhì)的教材能為高素質(zhì)人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們要將現(xiàn)代化工技術(shù)應(yīng)用于典型單元操作的定量分析和教學(xué)描述,啟發(fā)學(xué)生用不同的方法處理單元操作過(guò)程中的工程問(wèn)題,使學(xué)生不斷確立工程思想,為解決以后的實(shí)際問(wèn)題打下基礎(chǔ),從而達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)目的。
2.教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革
近年來(lái),隨著教學(xué)改革不斷深入,新的教學(xué)理念越來(lái)越被廣大教師所認(rèn)同,鑒于化工原理是一門工程性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,將計(jì)算機(jī)引入化工原理課程教學(xué)已成為一種趨勢(shì)。有了優(yōu)秀的課程教材和配套的多媒體CAI教學(xué)軟件,我們上課時(shí)可以省去大量的板書時(shí)間用以對(duì)課程重點(diǎn)進(jìn)行更深入地剖析,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和參與討論,這種互動(dòng)方式不但可以活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的參與意識(shí)和學(xué)習(xí)興趣,還有利于知識(shí)的深化和創(chuàng)新。使學(xué)生既掌握了理論知識(shí),又增強(qiáng)了感性認(rèn)識(shí),提高了教學(xué)效率和效果。[1]另外,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),要將課堂講授與課堂討論相互結(jié)合。公式推導(dǎo)繁多是化工原理課程的一大特點(diǎn)。對(duì)于較簡(jiǎn)單的推導(dǎo),留給學(xué)生自己解決,而對(duì)于思路較復(fù)雜的公式則由教師講解。闡述原理的部分,簡(jiǎn)單的就可由學(xué)生講解,難度偏大的就以啟發(fā)式教學(xué)為主,達(dá)到學(xué)生明白實(shí)質(zhì)、加深過(guò)程理解的目的。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革
實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是全面推進(jìn)素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的關(guān)鍵。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐教學(xué)不但可以鞏固加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,而且可以獲得相關(guān)技能并且積累一些經(jīng)驗(yàn)。我們目前采取盡量讓學(xué)生多思考,實(shí)驗(yàn)前多查資料的方式。教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的同時(shí),抓住實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),實(shí)際操作,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)處理和分析等幾個(gè)主要環(huán)節(jié)并逐一把關(guān),對(duì)學(xué)生的多方面能力認(rèn)真考核評(píng)分,讓學(xué)生針對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行討論、分析。教師認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)教材,熟悉各個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,在講解中,應(yīng)有意識(shí)地講解與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的章節(jié)所要驗(yàn)證的理論,使理論與實(shí)踐更好地結(jié)合起來(lái),同時(shí)也避免了由于符號(hào)、公式、方法的不同,使學(xué)生無(wú)所適從的現(xiàn)象。與其他化學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)不同,化工原理實(shí)驗(yàn)屬于工程試驗(yàn)范疇,每個(gè)實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于化工生產(chǎn)中的一個(gè)單元操作,通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生能建立起一定的工程概念。同時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)遇到大量的工程實(shí)際問(wèn)題,學(xué)生可以更實(shí)際、更有效地掌握工程實(shí)驗(yàn)方面的原理及測(cè)試手段,發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的設(shè)備與工藝過(guò)程同相關(guān)數(shù)學(xué)模型之間的關(guān)系。[2]
4.考核方式的改革
化工原理教材中的習(xí)題可以分為兩類:一類是鞏固基本概念,使學(xué)生更好地掌握化工原理的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí);另一類是培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題能力,讓學(xué)生靈活運(yùn)用課堂或書本上的知識(shí)。通過(guò)這兩類練習(xí),不但可以將學(xué)生學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)暴露出來(lái),及時(shí)解決教學(xué)中存在的問(wèn)題,而且可以增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。所以教師就平時(shí)成績(jī)從習(xí)題中計(jì)分的方式,多布置一些練習(xí)題給學(xué)生課后練習(xí),讓他們積極完成課后習(xí)題。
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)04-0170-02
一、材料科學(xué)與工程專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與要求
1.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的
該實(shí)驗(yàn)課程主要講述化工原理中單元操作所涉及的各種設(shè)備,以鞏固學(xué)生加深對(duì)化工實(shí)際生產(chǎn)的理解,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論并提出自己的見解,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),同時(shí),對(duì)學(xué)生的科學(xué)研究能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也起著十分重要的作用[1-5]。
2.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求
通過(guò)實(shí)際操作使學(xué)生驗(yàn)證有關(guān)化工單元操作的理論,熟悉實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、性能、工藝流程,掌握化工單元操作方法,培養(yǎng)學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)研究的能力,其中包括:分析和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力、正確選擇和使用測(cè)量?jī)x表的能力、利用實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力、運(yùn)用文字表達(dá)技術(shù)報(bào)告的能力[4-5]。
二、化工原理實(shí)驗(yàn)中存在的不足
1.人數(shù)較多,儀器裝置較少,學(xué)生動(dòng)手能力受到限制,由于連年的擴(kuò)招,每個(gè)班的學(xué)生人數(shù)基本都是35人以上,而實(shí)驗(yàn)儀器的臺(tái)套數(shù)并沒(méi)有增加, 7-8個(gè)學(xué)生用一臺(tái)裝置的現(xiàn)象非常普遍,個(gè)別學(xué)生根本沒(méi)有機(jī)會(huì)動(dòng)手操作儀器。
2.學(xué)生被動(dòng)的做實(shí)驗(yàn),完全按照實(shí)驗(yàn)書上的照搬照抄,“照單抓藥”式的教學(xué),學(xué)生花大量的時(shí)間寫預(yù)習(xí)報(bào)告,來(lái)到實(shí)驗(yàn)室也不知道到底為什么做實(shí)驗(yàn),怎么做實(shí)驗(yàn)。
3.學(xué)生工程實(shí)踐性意識(shí)淡薄,不知道化工原理實(shí)驗(yàn)的重要性,只是為了學(xué)分被動(dòng)的做實(shí)驗(yàn),達(dá)不到理論聯(lián)系實(shí)踐的作用。
三、化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與思考
1.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與思考
針對(duì)“僧多粥少”的問(wèn)題的教學(xué)模式,材料科學(xué)與工程專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教學(xué)模式,分小班、小組教學(xué),每一個(gè)小組為3-4人,每一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中都有不同的分工, 比如過(guò)濾實(shí)驗(yàn)(恒壓過(guò)濾),一個(gè)學(xué)生要負(fù)責(zé)壓力閥、料漿閥、料液閥的暢通,一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)記時(shí),一個(gè)學(xué)生要看濾液量和記錄,大家還要共同清洗濾布,傾倒濾渣,每組學(xué)生只有默契合作,才能將實(shí)驗(yàn)做完,這樣就充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、參與性和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),老師再根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和小組合作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打分,教學(xué)效果明顯提高。
2.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革和思考
每次課授課之前,給學(xué)時(shí)留20-30min的時(shí)間熟悉實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、性能、工藝流程,掌握化工單元操作方法,正式講課時(shí),以分組提問(wèn)的方式讓學(xué)生自己講解工藝流程和操作步驟,以引導(dǎo)的方式把理論課本上講解的內(nèi)容和實(shí)際操作中遇到的問(wèn)題相結(jié)合,比如傳熱實(shí)驗(yàn)(強(qiáng)化管傳熱),改變?cè)瓉?lái)只做實(shí)驗(yàn)、測(cè)數(shù)據(jù)的單一教學(xué)手段,通過(guò)強(qiáng)化管的強(qiáng)化方法,引申到化工中常見的傳熱設(shè)備的改進(jìn)方法,討論如何從材料的角度降低成本,從傳熱的角度提高傳熱速率等,學(xué)生積極參與發(fā)言,各抒己見,當(dāng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和理論不符時(shí),引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的源頭到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析誤差,充分解決“照單抓藥”式的教學(xué)模式。
3.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革與思考
充分聯(lián)系課本理論知識(shí),讓學(xué)生感覺(jué)化工原理實(shí)驗(yàn)非常實(shí)用。比如傳熱實(shí)驗(yàn),告訴學(xué)生熱電偶溫度計(jì)的測(cè)溫原理,溫度計(jì)冷端溫度補(bǔ)償?shù)暮x,用電腦記錄數(shù)據(jù)的方法,通過(guò)數(shù)據(jù)處理,雙對(duì)數(shù)作圖、線性回歸等方法,了解計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工原理實(shí)驗(yàn)中的重要性,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生要對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,還要總結(jié)和分析,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因等,根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告上的數(shù)據(jù)處理為依據(jù),數(shù)據(jù)處理主要以電腦處理為主,可以鍛煉學(xué)生應(yīng)用Word、Excel、Origin等辦公軟件的能力。
以上教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,增強(qiáng)了工程觀念,充分做到了理論聯(lián)系實(shí)際。
參考文獻(xiàn):
[1]焦緯洲,劉有智,袁志國(guó),祁貴生,高Z.基于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2014,31(3):166-168.
[2]戴益民,李潯,張躍飛.基于創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)的化工原理實(shí)驗(yàn)研究性教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J]. 化工高等教育, 2012,6:31-34.
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)37-0128-02
物理化學(xué)課程是高校化學(xué)專業(yè)最重要的一門基礎(chǔ)課程,該課程內(nèi)容豐富、前后連貫、邏輯推理清晰、理論性強(qiáng),不僅可對(duì)化學(xué)、化工、環(huán)境專業(yè)學(xué)生開設(shè),也可為生物、材料、食品、水建等專業(yè)學(xué)生設(shè)置。隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,高等學(xué)校不斷深化教學(xué)改革,全面提高教學(xué)質(zhì)量,對(duì)物理化學(xué)學(xué)科的課程講授和發(fā)展也提出了更高的要求。結(jié)合我校的實(shí)際情況,以及我們近幾年在建設(shè)校級(jí)精品課程的探索與實(shí)踐,重新審視材料科學(xué)與工程專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié),發(fā)現(xiàn)目前我校材料專業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)中還存在以下的問(wèn)題:
1.現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃中,無(wú)機(jī)化學(xué)相關(guān)課程以及后續(xù)一些專業(yè)課,與物理化學(xué)授課內(nèi)容中有一些重復(fù)之處。
2.教材中抽象理論太多,造成了學(xué)生對(duì)這門基礎(chǔ)課程產(chǎn)生了比較枯燥無(wú)味的感覺(jué);加之內(nèi)容多,課時(shí)量有限,老師在課堂講授中不能針對(duì)某一化學(xué)原理或原理推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行深入的剖析和講解。
3.與之配套的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課,經(jīng)常采用多個(gè)班級(jí)集中循環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)的模式,有時(shí)理論部分未講授到,但實(shí)驗(yàn)課程因?yàn)檠h(huán)時(shí)間到,又必須開始,即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容超前于理論教學(xué)的進(jìn)度,或者理論課早已講授完畢,而實(shí)驗(yàn)課程卻推后進(jìn)行,學(xué)生不能及時(shí)將理論和實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系,無(wú)法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。目前我校物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,基本以驗(yàn)證基礎(chǔ)理論為主,缺少綜合性、設(shè)計(jì)性及性能測(cè)試試驗(yàn),因此物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系缺少培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的意識(shí)以及提高學(xué)生動(dòng)手能力的舞臺(tái)。
因此,需要積極推進(jìn)課程體系改革,充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué),從而全面提高物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。
一、優(yōu)化整合相關(guān)學(xué)科內(nèi)容,打破學(xué)科壁壘,構(gòu)建新的教學(xué)體系
對(duì)于我校材料科學(xué)與工程專業(yè),按照2013版教學(xué)大綱的要求和已制定的教學(xué)計(jì)劃,其中包含的課程,如無(wú)機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)非金屬材料、催化作用原理、膠體與界面化學(xué)等專業(yè)課,它們都與物理化學(xué)課程密切相關(guān),有些課程如催化作用原理和膠體與界面化學(xué),直接是從物理化學(xué)的大體系中劃分出去的。由于我院材料專業(yè)招生時(shí)間不長(zhǎng),而這些課程總是不同的教師授課,教師之間就授課內(nèi)容未來(lái)得及進(jìn)行充分的交流,經(jīng)過(guò)幾年的授課,發(fā)現(xiàn)同一知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單重復(fù)難以避免。因此,建議課程組就這一現(xiàn)象,加強(qiáng)教師間的交流與合作,將這些課程的內(nèi)容進(jìn)行有效的整合,突破原來(lái)以學(xué)科和專業(yè)來(lái)劃分的粗放型的課程體系,建立起適合于自己專業(yè)的有效課程體系,是目前我院物理化學(xué)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要任務(wù)。
我校材料學(xué)科專業(yè)物理化學(xué)課程采用的是南京大學(xué)沈文霞主編的《物理化學(xué)核心教程》第二版教材,主要的授課內(nèi)容包括熱力學(xué)(熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)平衡和相平衡)和動(dòng)力學(xué)部分(包括化學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)、表面現(xiàn)象和膠體化學(xué)),共56課學(xué)時(shí),大學(xué)二年級(jí)上半年授課;而無(wú)機(jī)化學(xué),同分析化學(xué)一起共48學(xué)時(shí),無(wú)機(jī)部分主要講授熱化學(xué)(熱力學(xué)第一定律)、稀溶液的性質(zhì)、膠體溶液、化學(xué)平衡及化學(xué)反應(yīng)速率;根據(jù)教學(xué)大綱的安排,膠體和界面化學(xué)、催化作用原理這兩門課程各安排24個(gè)學(xué)時(shí),在大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期開展。通過(guò)幾年授課,經(jīng)老師觀察和學(xué)生反映不難發(fā)現(xiàn),以上所述這些課程,在知識(shí)內(nèi)容上相互之間都存在著一定的重復(fù)性和交叉性。
針對(duì)課程內(nèi)容重復(fù)的問(wèn)題,為了避免盲目浪費(fèi)學(xué)時(shí)數(shù),有效改善不同課程之間的重復(fù)授課,充分利用大學(xué)課堂掌握更多的知識(shí),使我們?cè)谡n堂上的幾十分鐘內(nèi)有效地完成教學(xué)任務(wù),這里提議對(duì)材料系開設(shè)的幾門相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,使每門課都有其側(cè)重點(diǎn),建議組建一個(gè)全新的教學(xué)體系,同時(shí)要照顧到這些學(xué)科知識(shí)的完整性和獨(dú)立性。例如,講授無(wú)機(jī)化學(xué)課程時(shí),建議把化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)平衡作為重點(diǎn)內(nèi)容詳細(xì)講授,而其他內(nèi)容,如電化學(xué)、相平衡和化學(xué)反應(yīng)速率這些內(nèi)容作為物理化學(xué)課程的授課側(cè)重點(diǎn)。物理化學(xué)理論課程中的膠體、表面現(xiàn)象則可放在膠體和界面化學(xué)以及催化作用原理這兩門課程中主要講授,物理化學(xué)課程就不講授這部分內(nèi)容。這樣既節(jié)省了時(shí)間,又突出了重點(diǎn),不僅使教學(xué)內(nèi)容獨(dú)立而完整,還可以適當(dāng)減輕因課時(shí)量小帶來(lái)的物理化學(xué)的教學(xué)壓力,彌補(bǔ)了物理化學(xué)課程內(nèi)容多、課時(shí)少的矛盾,老師在授課的過(guò)程中再也不擔(dān)心時(shí)間不夠用而只能淺顯的表述;對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),仍然是掌握了整個(gè)物理化學(xué)的原理,而且更加堅(jiān)實(shí)。
二、掌握專業(yè)知識(shí)框架,改革教學(xué)方法
通過(guò)對(duì)物理化學(xué)課堂的觀察,發(fā)現(xiàn)學(xué)生們剛開始對(duì)這門課還保持有神秘感,大多數(shù)同學(xué)對(duì)這門課還是很有興趣的,加之從師哥師姐們那里聽說(shuō)這門課容易掛科,因此學(xué)生們剛開始上課的時(shí)候都很認(rèn)真。但是隨著課程的深入,部分同學(xué)開始松懈,開始排斥這門課程,以至于后來(lái)干脆放棄學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)細(xì)心調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),學(xué)生們?cè)谑W(xué)習(xí)興趣后,慢慢迷失在這門課程中。盡管老師在課堂上一再?gòu)?qiáng)調(diào)要理清楚各章節(jié)之間內(nèi)容的聯(lián)系,重點(diǎn)記憶關(guān)鍵結(jié)論,但大部分同學(xué)仍然做不到,不能掌握物理化學(xué)課程的知識(shí)框架,也沒(méi)有選擇性的記憶關(guān)鍵問(wèn)題,總是被動(dòng)地接受課堂上講授的內(nèi)容,甚至被很多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程迷惑。而實(shí)際上這門課程內(nèi)容銜接緊密,邏輯性很強(qiáng)。把各章節(jié)之間的知識(shí)框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的結(jié)論,也有利于知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)記憶。在教學(xué)過(guò)程中,注重課程之間的聯(lián)系,通過(guò)知識(shí)點(diǎn)的連接和相關(guān)內(nèi)容銜接相關(guān)的課程,及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的內(nèi)容納入到學(xué)科的框架中,幫助學(xué)生建立較完整的知識(shí)框架,不要迷失在盲目的理論推導(dǎo)中。
物理化學(xué)這門課理論性很強(qiáng),內(nèi)容較多而抽象,公式又多,學(xué)生接受很困難,這就對(duì)老師的課堂教學(xué)提出了更高的要求。為了能夠進(jìn)行有效的課堂教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,常把日常生活現(xiàn)象中涉及的物理化學(xué)原理介紹給學(xué)生。比如,舉例高溫下食物容易變質(zhì)的問(wèn)題,聯(lián)系化學(xué)動(dòng)力學(xué)的理論加以說(shuō)明;講解溫度對(duì)反應(yīng)平衡和反應(yīng)速率的雙重影響時(shí),例舉合成氨工業(yè)中如何選擇最佳溫度;涉及講授表面化學(xué)的理論時(shí),可以例舉農(nóng)民鋤地能防止水分蒸發(fā)的現(xiàn)象,或者小氣泡、液滴、呈球形的現(xiàn)象,加以解釋后,學(xué)生就會(huì)對(duì)表面性質(zhì)有清晰的認(rèn)識(shí);講授滲透壓的時(shí)候,聯(lián)系滲透壓的作用,提問(wèn)為什么肥料用多了農(nóng)作物會(huì)“燒死”?打吊瓶時(shí)為什么會(huì)感覺(jué)到疼痛?讓學(xué)生帶著問(wèn)題聽課,面對(duì)生活中各種現(xiàn)象去思考,多問(wèn)幾個(gè)為什么,自己到物理化學(xué)中去尋找答案,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的興趣,也就達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
除此之外,在課堂上還可以采用小班討論或者Seminar討論式教學(xué)模式,以教師和學(xué)生為共同的教學(xué)主體,就某些共同關(guān)注的問(wèn)題,在和諧的氣氛中進(jìn)行討論,加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的交流和溝通。課下,利用我校教務(wù)處網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),與學(xué)生進(jìn)行課下的交流和習(xí)題討論、小測(cè)驗(yàn)等,與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式相比,它具有互動(dòng)性、合作性、學(xué)術(shù)性的優(yōu)勢(shì)。
三、強(qiáng)化配套實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理化學(xué)課程的教學(xué)中占有十分重要的地位,它與物理化學(xué)課程緊密配合,鞏固和加深對(duì)物理化學(xué)原理的理解,提高學(xué)生對(duì)知識(shí)靈活應(yīng)用的創(chuàng)新能力,還培養(yǎng)了觀察和分析問(wèn)題的能力。
為了避免實(shí)驗(yàn)課程超前理論課程,建議在學(xué)習(xí)完物理化學(xué)相關(guān)理論后,及時(shí)在學(xué)期后半學(xué)期開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。課程組已經(jīng)設(shè)置獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課并計(jì)算學(xué)分,如:配合表面現(xiàn)象,開展了液體表面張力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)、粉體粒度分析實(shí)驗(yàn);為了鞏固反應(yīng)速率反應(yīng)章節(jié)的學(xué)習(xí),開設(shè)蔗糖反應(yīng)速率常數(shù)、乙酸乙酯反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)等。同時(shí),也應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論,合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,開展綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn),根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的題目、要求等內(nèi)容,讓學(xué)生查閱相關(guān)資料,并利用學(xué)過(guò)的理論知識(shí),選用相關(guān)的儀器、藥品,分析實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)和關(guān)鍵步驟等,自行完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、并上講臺(tái)講授實(shí)驗(yàn),以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力。
經(jīng)過(guò)幾年的探索和實(shí)踐,我院化學(xué)化工學(xué)院材料專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)改革將有助于提高學(xué)校物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果,促進(jìn)了物理化學(xué)這門校級(jí)精品課程的建設(shè)和發(fā)展。
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【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)32-0052-02
隨著我國(guó)不斷加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入,各地工程不斷開工建設(shè),國(guó)家對(duì)工程技術(shù)人員的需求越來(lái)越大。在這樣的大環(huán)境下,高職院校的土木工程專業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,學(xué)校的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)也得到了大力支持。與此同時(shí),社會(huì)對(duì)高職院校所培養(yǎng)的人才也有了更高的要求。從以前的會(huì)動(dòng)手,到現(xiàn)在的還要會(huì)動(dòng)腦,無(wú)疑要求高職院校在教育教學(xué)手段上做出改變。
一 高職院校工程材料與檢測(cè)課程現(xiàn)狀
高職院校是國(guó)家規(guī)定的具有??茖哟无k學(xué)資質(zhì)的院校,其教育層次低于本科,因此,在生源水平上,學(xué)生大多沒(méi)有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)習(xí)熱情也不高,加之感覺(jué)不到學(xué)習(xí)壓力,很容易被周圍諸多誘惑吸引而迷失前進(jìn)的方向,忘記在校學(xué)習(xí)的目的??紤]到生源的質(zhì)量,高職院校的課程在教學(xué)理念上,不能把教學(xué)對(duì)象當(dāng)作“目標(biāo)明確的成年人”來(lái)對(duì)待,不能認(rèn)為“他們已經(jīng)是成年人了,能對(duì)自己的未來(lái)負(fù)責(zé)”,而是要像中學(xué)時(shí)一樣,讓他們?cè)谡n堂上知道“學(xué)了這門課,我能干什么”,而且要隨著學(xué)習(xí)的深入,讓他們看到自己學(xué)到的東西在工作中是怎樣發(fā)揮作用的。這樣才能保持他們對(duì)學(xué)習(xí)的熱情,從而完成教學(xué)任務(wù)。
工程材料與檢測(cè)是一門基于實(shí)驗(yàn)的具有“理論+實(shí)踐”要求的課程,所教授的是在工程建設(shè)過(guò)程中使用的水泥、砂石、鋼筋、瀝青等一切原材料的性質(zhì),以及原材料、工程構(gòu)筑物的質(zhì)量檢測(cè)方法、判定依據(jù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,要掌握多種常用材料的物理、力學(xué)性能,以及國(guó)家規(guī)范對(duì)材料性能指標(biāo)的要求和這些指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法。因此,課程中設(shè)置了若干個(gè)材料實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,供學(xué)生強(qiáng)化理論知識(shí),并培養(yǎng)動(dòng)手操作能力。
在教學(xué)中,主講教師多采用在課堂內(nèi)介紹材料的組成、特性及應(yīng)用的理論講解,再到實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)操作,最終以學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為評(píng)定學(xué)生成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。但在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),學(xué)生理論是否掌握,實(shí)驗(yàn)的目的是否明確,操作步驟是否規(guī)范,實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能完全體現(xiàn)。
二 “教學(xué)做一體化”教學(xué)法的引入
當(dāng)前高職院校教育強(qiáng)調(diào)以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)高技能人才為目標(biāo)。學(xué)生是否掌握教師傳授的知識(shí)并融會(huì)貫通,是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的最終標(biāo)準(zhǔn)。在多年的教學(xué)實(shí)踐中我發(fā)現(xiàn),高職院校學(xué)生對(duì)課堂理論教學(xué)的耐性較低,當(dāng)課堂內(nèi)容相對(duì)生動(dòng)有趣時(shí),大部分學(xué)生都能跟隨教師的思路聽下去,但當(dāng)講到理論性強(qiáng)一些的內(nèi)容時(shí),還能保持聽課耐性的學(xué)生就少了很多。無(wú)論什么教學(xué)內(nèi)容,想保持全程活潑生動(dòng)的難度相當(dāng)大,以講授為主的課程模式對(duì)知識(shí)的傳授是有限的。而在實(shí)踐課上,大部分學(xué)生因?yàn)槟懿僮鲀x器,在教師的講解下能看到自己從一竅不通到基本能操作的過(guò)程,就對(duì)能動(dòng)手操作的教學(xué)內(nèi)容保持較高的積極性,經(jīng)過(guò)1~2周的實(shí)訓(xùn),大部分學(xué)生都表示比平時(shí)課堂學(xué)習(xí)收獲更大。從對(duì)比中可以看出,高職院校學(xué)生的特點(diǎn)是:動(dòng)手操作的意愿遠(yuǎn)大于單純的動(dòng)腦學(xué)習(xí)。為了順應(yīng)學(xué)生的這一特點(diǎn),“教學(xué)做一體化”的教學(xué)方法勢(shì)在必行。
“教學(xué)做一體化”的核心是將講授、學(xué)習(xí)、操作整合在一起,以學(xué)生動(dòng)手操作為課堂主要學(xué)習(xí)形式,在學(xué)生操作的同時(shí),教師從旁觀察、發(fā)現(xiàn)并解答學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題。在工程材料課程的設(shè)計(jì)上,則是以砂石基本性質(zhì)、水泥檢測(cè)、混凝土、砂漿、鋼筋、瀝青等若干個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別作為教學(xué)單元,以熟悉掌握實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為目的進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)。相比傳統(tǒng)的教學(xué)方法,課程的表現(xiàn)形式主要有以下兩點(diǎn)差別:
1.一體化教學(xué)場(chǎng)地
由于課程的主要目的是學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作的步驟,不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及大大小小的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器,普通教室無(wú)法滿足數(shù)十名學(xué)生同時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作。因此,必須把教室搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,在“實(shí)驗(yàn)教室”中進(jìn)行教學(xué)和操作。為了同時(shí)滿足教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的要求,實(shí)驗(yàn)教室的內(nèi)部布置也應(yīng)針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,以實(shí)驗(yàn)設(shè)備為核心,增加教學(xué)設(shè)備。以水泥實(shí)驗(yàn)教室為例,實(shí)驗(yàn)教室中教師所在的講臺(tái)由實(shí)驗(yàn)臺(tái)取代,實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放置水泥實(shí)驗(yàn)所需要的量筒、天平、水泥刀、維卡儀、水泥凈漿攪拌機(jī)等設(shè)備,水源、電源齊備。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)旁,電腦及多媒體設(shè)備也必須到位。講臺(tái)下,按班級(jí)人數(shù)設(shè)置若干個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái),以每臺(tái)4~6人為宜,儀器設(shè)備等與教師實(shí)驗(yàn)臺(tái)相同。教室四周設(shè)置4~6臺(tái)水泥膠砂振實(shí)臺(tái),另外放置一排鐵架,放置水泥膠砂試模及油等輔助材料,并在角落堆砌一個(gè)水泥試塊養(yǎng)護(hù)池,以滿足水泥試塊的養(yǎng)護(hù)需要。
2.一體化課堂組織
通過(guò)對(duì)不同材料實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的研究和分析,將各個(gè)大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分解為若干個(gè)分部實(shí)驗(yàn),每次課圍繞一個(gè)分部實(shí)驗(yàn),先由教師進(jìn)行理論講授,再組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。
在“教學(xué)做一體化”教學(xué)的水泥技術(shù)性質(zhì)檢測(cè)章節(jié),水泥需要檢測(cè)五項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),安排12課時(shí),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有“水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量”、“水泥凝結(jié)時(shí)間”、“水泥體積安定性”、“水泥細(xì)度”、“水泥膠砂強(qiáng)度”五項(xiàng)(其中,進(jìn)行“凝結(jié)時(shí)間”及“水泥體積安定性”檢測(cè)的前提條件是水泥凈漿達(dá)到“標(biāo)準(zhǔn)稠度”,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間存在前后連續(xù)關(guān)系,因此安排在同一次課中進(jìn)行。由于“水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量”需要多次重復(fù)試驗(yàn),嘗試使用不同的用水量,以期得到標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥漿,故需要安排4個(gè)課時(shí)以保證實(shí)驗(yàn)順利完成)。
以“水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量”課堂組織為例,該課程安排4個(gè)課時(shí),分配如下:理論講授1個(gè)課時(shí),演示實(shí)驗(yàn)步驟1個(gè)課時(shí),學(xué)生動(dòng)手2個(gè)課時(shí)。
第一,在理論講授環(huán)節(jié),主要利用多媒體課件的圖片講解水泥技術(shù)指標(biāo)對(duì)水泥性質(zhì)的影響,以及對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的意義。通過(guò)對(duì)比合格與不合格的水泥對(duì)工程構(gòu)筑物的不同影響,讓學(xué)生對(duì)水泥各技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)的重要性有一定的直觀認(rèn)識(shí),初步建立質(zhì)量檢測(cè)意識(shí),重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)安全意識(shí)(包括工程安全、設(shè)備安全以及人員的安全)。
第二,理論講授完成后,介紹“水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量”實(shí)驗(yàn)需要的各種儀器設(shè)備的使用方法以及設(shè)備使用的注意事項(xiàng),并進(jìn)行演示。在演示過(guò)程中,逐一指出實(shí)驗(yàn)可能存在的危險(xiǎn),并強(qiáng)調(diào)自我保護(hù),盡量減少發(fā)生意外的概率。根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量”實(shí)驗(yàn)中水泥凈漿的攪拌要求,攪拌機(jī)會(huì)按已編程序低速攪拌120s,停頓15s后高速攪拌120s。根據(jù)規(guī)范要求,在停頓的15s中,實(shí)驗(yàn)者應(yīng)迅速將粘在攪拌葉上的水泥凈漿刮至攪拌鍋中。但由于學(xué)生首次操作,對(duì)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)不熟悉,動(dòng)作也不可能迅速地完成刮水泥漿的操作,稍有不慎就可能受到突然啟動(dòng)的攪拌葉的傷害。因此,必須提醒學(xué)生在停轉(zhuǎn)的15s內(nèi)不可進(jìn)行任何操作,以保證安全。攪拌好的凈漿需裝入圓臺(tái)試模,在裝填的過(guò)程中,需強(qiáng)調(diào)“插搗”及“振搗”?!安鍝v”和“振搗”對(duì)于水泥產(chǎn)品有著極其重要的意義,能否得到內(nèi)部均勻、密實(shí)的水泥產(chǎn)品,主要就看“插搗”及“振搗”是否充分到位。最后講解維卡儀的使用,主要講解讀數(shù)方法以及判定水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度的標(biāo)準(zhǔn)。
第三,后兩個(gè)課時(shí)就交由學(xué)生自行支配,完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師則巡視全場(chǎng),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,糾正不規(guī)范的操作。由于該實(shí)驗(yàn)需要不斷重復(fù)操作,通過(guò)反復(fù)攪拌水泥漿、檢測(cè)稠度的過(guò)程,讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室的工作性質(zhì)有初步的認(rèn)識(shí),鼓勵(lì)并要求學(xué)生在多次失敗后繼續(xù)堅(jiān)持實(shí)驗(yàn),直至得出最終結(jié)論。
三 “教學(xué)做一體化”教學(xué)的教學(xué)效果
在近一個(gè)學(xué)期的“教學(xué)做一體化”課程實(shí)踐中,通過(guò)對(duì)比常規(guī)教學(xué)與“一體化”教學(xué)班級(jí)的學(xué)習(xí)效果,在排除教師差異的影響后,有如下區(qū)別:
1.理論知識(shí)掌握情況對(duì)比
在兩個(gè)班級(jí)的對(duì)比中,以相同知識(shí)點(diǎn)在講授一個(gè)月后的整體記憶情況來(lái)判斷,普通班級(jí)有34%的學(xué)生能直接回答出來(lái),52%的學(xué)生表示只有一些印象,需要翻看課本才能作答,另外有14%的學(xué)生則毫無(wú)反應(yīng)。而使用“教學(xué)做一體化”教學(xué)授課的班級(jí)對(duì)于同一知識(shí)點(diǎn),近80%的學(xué)生還有很清晰的記憶,能直接回答,剩余20%的學(xué)生則能很快在書上翻找到相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)并作答,掌握程度明顯好于普通班級(jí)。
2.實(shí)踐操作情況對(duì)比
由于普通教學(xué)和“一體化”教學(xué)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前,都會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行演示及講解,因此兩個(gè)班級(jí)在初次實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)基本相同。但采用“一體化”教學(xué)的班級(jí)在實(shí)驗(yàn)原理掌握、操作規(guī)范及數(shù)據(jù)處理能力方面要好于普通班級(jí)。
四 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)比,采用“教學(xué)做一體化”教學(xué)法的授課班級(jí)的知識(shí)掌握程度明顯優(yōu)于普通班,動(dòng)手能力略高。對(duì)高職院校的學(xué)生來(lái)說(shuō),在掌握動(dòng)手操作技能的基礎(chǔ)上,能記住更多的理論知識(shí),不但“能動(dòng)手”,還“會(huì)思考”,使他們區(qū)別于其他專科生,接近本科的水平,這使他們?cè)谖磥?lái)的職業(yè)道路上會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間。
中圖分類號(hào):G420文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Material Mechanics Teaching Base on
"Excellence Engineer Education Training Plan"
JIANG Haibing, WANG Tao, WU Mingming
(School of Mechanical Engineering, Quzhou College, Quzhou, Zhejiang 324000)
AbstractBase on the "Excellence Engineer education training plan"requirements, Reforming teaching system, optimizing the teaching content, teaching method and exploring advanced methods and reform assessment methods, stressing both knowledge and qulity education, so as to cultivating excellent engineers with down-to-earth basis, , high ability and quality, innovative spirit.
Key wordsteaching system; teaching content; teaching method; reform
材料力學(xué)是機(jī)械專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,與工程實(shí)際問(wèn)題結(jié)合緊密,實(shí)用性強(qiáng),不僅滿足學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課的要求,也是滿足學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)工作、新項(xiàng)目研究、開發(fā)和繼續(xù)學(xué)習(xí)的要求。應(yīng)用型本科院校學(xué)校材料力學(xué)課程的傳統(tǒng)教學(xué)與“卓越計(jì)劃”在教育指導(dǎo)思想、教學(xué)體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等方面存在許多不相適應(yīng)的地方,急需妥善解決。
1 課程現(xiàn)狀
傳統(tǒng)教學(xué)方法在某些方面已不能適應(yīng)要求,問(wèn)題主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面:①②③(1)課程教學(xué)方法落后;(2)課題體系結(jié)構(gòu)不適應(yīng)工程師培養(yǎng)模式;(3)教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)發(fā)展脫節(jié);(4)教學(xué)手段單一;(5)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不適應(yīng)卓越工程師教育計(jì)劃理念。
綜合上述,材料力學(xué)課程教學(xué)目前存在著很多問(wèn)題,必須有針對(duì)性的進(jìn)行教學(xué)改革,逐步完善教學(xué)。
2 教學(xué)改革
2.1 教學(xué)體系結(jié)構(gòu)改革
傳統(tǒng)教學(xué)采用“以四大基本變形為主線”的教學(xué)體系,如圖1所示,這種按基本變形為主線的內(nèi)容體系,內(nèi)容重復(fù)多,花費(fèi)學(xué)時(shí)量大,教學(xué)過(guò)程缺乏新意,難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。從培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求出發(fā),重視學(xué)生能力與素質(zhì)培養(yǎng),打破了傳統(tǒng)體系的結(jié)構(gòu),提高了材料力學(xué)的起點(diǎn),采用從“內(nèi)力―應(yīng)力―變形”的課程體系結(jié)構(gòu),如圖2所示,運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)代替灌輸教學(xué),面向能力培養(yǎng)、面向?qū)W生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,提高學(xué)生素質(zhì)和能力,強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。
2.2 教學(xué)內(nèi)容改革
“卓越計(jì)劃”旨在培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才,為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù),“內(nèi)力―應(yīng)力―變形”的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系地方經(jīng)濟(jì)和特色產(chǎn)業(yè),立足服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、反映材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。采用了衢州地區(qū)的特色工業(yè)產(chǎn)品作為課程教學(xué)案例,培養(yǎng)了學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力,提升了學(xué)生的素質(zhì)。
圖1傳統(tǒng)材料力學(xué)的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)
圖2“內(nèi)力―應(yīng)力―變形”的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)
2.3 教學(xué)手段和教學(xué)方法改革
在新教學(xué)體系中采用的教學(xué)手段與教學(xué)方法,如圖3所示:團(tuán)隊(duì)教學(xué)實(shí)行理論課程與實(shí)踐課程平行的開課方式,資深教授采用多媒體手段,推行啟發(fā)式教學(xué)、研討式教學(xué)和學(xué)生研究性學(xué)習(xí)講授理論??蒲心芰?qiáng)的青年教師和聘任的企業(yè)專家指導(dǎo)實(shí)踐課,采用項(xiàng)目教學(xué)、案例式教學(xué)方式講授實(shí)際案例,借助計(jì)算機(jī)仿真對(duì)案例進(jìn)行建模與仿真。理論課和實(shí)踐課采用提出問(wèn)題―分析問(wèn)題―解決問(wèn)題思路培養(yǎng)卓越工程師,促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才,全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。
圖3教學(xué)手段與教學(xué)方法圖4實(shí)驗(yàn)體系結(jié)構(gòu)
2.4 實(shí)驗(yàn)體系改革
將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合,分為基本性能實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和前沿專業(yè)性實(shí)驗(yàn),如圖4所示。
基本性能實(shí)驗(yàn)是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目精選、提高、歸并,培養(yǎng)學(xué)生基本力學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和加強(qiáng)現(xiàn)代力學(xué)測(cè)試方法和實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較為復(fù)雜,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,擬定實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟,并完成實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)思考性和啟發(fā)性,增加了學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、研究和解決問(wèn)題的能力。前沿專業(yè)性實(shí)驗(yàn)是以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽模型、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題和科研等為基礎(chǔ)開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生開闊眼界,了解前沿研究動(dòng)態(tài),跟蹤學(xué)科的發(fā)展方向,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用高新技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力,為以后的工作、研究奠定基礎(chǔ)。
2.5 考核方式改革
考試內(nèi)容改革是減少記憶書本知識(shí)的考試內(nèi)容,出一些靈活性大、知識(shí)面寬、綜合運(yùn)用知識(shí)能力強(qiáng)的題目。改革標(biāo)準(zhǔn)答案式的考試成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法,注重考查學(xué)生的解題思路和綜合分析與解決問(wèn)題的能力,活躍學(xué)生思維,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。
3 結(jié)束語(yǔ)
在教學(xué)改革實(shí)踐中,只有通過(guò)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,才能提高了教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)材料力學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀和材料學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì),根據(jù)“卓越計(jì)劃”要求,進(jìn)行教學(xué)體系改革、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、探索先進(jìn)的教學(xué)手段和方法,進(jìn)行考核方式改革,并重知識(shí)教育與素質(zhì)教育,旨在為社會(huì)培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實(shí)、能力強(qiáng)、素質(zhì)高,具有創(chuàng)新精神和職業(yè)道德品質(zhì)高的卓越工程師。
注釋
①劉軍.材料力學(xué)教學(xué)改革探索[J].煤炭高等教育,2005(7).
中圖分類號(hào):G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)52-0040-02
貴州大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)是安排在學(xué)生學(xué)習(xí)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《熱處理原理及工藝》等專業(yè)基礎(chǔ)課程后進(jìn)行。然而實(shí)習(xí)內(nèi)容多,概念抽象,理論性強(qiáng),理解困難,常常缺乏成分-結(jié)構(gòu)-性能-用途相互之間的連貫性,綜合分析能力欠缺。還有實(shí)習(xí)安全責(zé)任、設(shè)備老化、生產(chǎn)環(huán)境、經(jīng)費(fèi)不足、技術(shù)更新等諸多因素,往往使得實(shí)習(xí)難以深入開展,流于形式,很容易引發(fā)學(xué)生失落心理,缺乏專業(yè)興趣。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力的不可替代實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。電化教學(xué)具有知識(shí)表達(dá)的多樣性、交互科學(xué)性、反饋性、以及教學(xué)管理的開放性、靈活性等突出的特點(diǎn)。在這種背景下,電化教學(xué)在生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)迎來(lái)了創(chuàng)新式發(fā)展,必將對(duì)實(shí)踐教學(xué)改革有著積極的作用。
一、運(yùn)用電化學(xué)教學(xué),激發(fā)學(xué)生的實(shí)習(xí)興趣
興趣是對(duì)客觀事物選擇的態(tài)度,是積極認(rèn)識(shí)某種事物或參加某種活動(dòng)的心理傾向,表現(xiàn)出高度集中的注意力和較強(qiáng)的求知欲。電化教學(xué)能創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、形象、直觀、視聽結(jié)合的教學(xué)環(huán)境,以其新穎性、多樣性、生動(dòng)性、趣味性易吸引住學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。精心篩選學(xué)院專業(yè)教師、企業(yè)校友研究成果簡(jiǎn)介和科研項(xiàng)目。以形象、直觀、生動(dòng)的“看圖識(shí)知”方式向?qū)W生介紹材料在生產(chǎn)、生活、社會(huì)發(fā)展中的重要性。學(xué)生通過(guò)大信息、多角度的授課模式,感受到“材料與社會(huì)生活息息相關(guān)”,樹立學(xué)好材料學(xué)科的決心和信心。學(xué)生觀看本專業(yè)教師研制的新型GDL-1汽車齒輪、新型GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸、大型燃油退火爐等產(chǎn)品制備過(guò)程圖像,了解材料制備、檢測(cè)、使用過(guò)程須用的知識(shí),深刻體會(huì)新材料可以推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)文明發(fā)展,科技創(chuàng)新生活,明確自己將從事材料領(lǐng)域工作必有良好的專業(yè)基礎(chǔ),從而激發(fā)學(xué)生對(duì)材料學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,自覺(jué)地提高了學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的重視。
二、利用電化學(xué)教學(xué),增設(shè)實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,突出重點(diǎn)難點(diǎn)
電化學(xué)教學(xué)能克服實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)時(shí)空的局限性,將圖像、文字、聲音、動(dòng)畫等信息有機(jī)融合,形象生動(dòng)、直觀突出重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn),注重物理、化學(xué)內(nèi)容有機(jī)糅合,不斷優(yōu)化充實(shí)實(shí)習(xí)內(nèi)容。實(shí)習(xí)電化教學(xué)按照成分-結(jié)構(gòu)-性能-用途主線的科學(xué)性和邏輯性,將多學(xué)科零散的知識(shí)點(diǎn)連貫熔融起來(lái),化靜為動(dòng),化虛為實(shí),化遠(yuǎn)為近,化抽象為直觀,由表及內(nèi),深入淺出,解釋疑惑。比如在貴陽(yáng)某鋼廠實(shí)習(xí)鋼材的制備過(guò)程以及中航集團(tuán)某公司表面處理車間的化學(xué)表面處理過(guò)程時(shí),用電化教學(xué)講解GDL-1汽車齒輪、GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸等材料冶煉、鑄造、鍛打、塑性變形、熱處理/表面處理、檢測(cè)、使用等程序。在對(duì)應(yīng)的程序里巧妙地串聯(lián)產(chǎn)品生產(chǎn)、檢測(cè)設(shè)備以及使用過(guò)程中的操作步驟和方法,把虛構(gòu)球形化原子間的物理化學(xué)作用機(jī)理融解于組織結(jié)構(gòu)、性能演變、理論分析等重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容,讓人一目了然。在較短實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi),電化教學(xué)提供大量無(wú)法從實(shí)習(xí)過(guò)程中直接獲取的知識(shí),多學(xué)科知識(shí)貼近材料實(shí)物的生產(chǎn)實(shí)踐,解決傳統(tǒng)實(shí)習(xí)教學(xué)無(wú)法講清、難以理解的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容,更加充分地、清晰地揭示材料生產(chǎn)過(guò)程的本質(zhì)。學(xué)生在實(shí)習(xí)中發(fā)現(xiàn)材料生產(chǎn)問(wèn)題,用抽象-具體-形象的思維加以分解,逐層展示,由易到難、突出重點(diǎn)、剖析難點(diǎn),步步深入理解多學(xué)科的有機(jī)交融統(tǒng)一,拓寬渠道獲取更多知識(shí)。
三、利用電化教學(xué),提高實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量
電化教學(xué)使微觀世界宏觀化,抽象內(nèi)容具體形象化,活躍了實(shí)習(xí)教學(xué)氣氛,增加了實(shí)習(xí)改革教學(xué)的感染力,提高了實(shí)習(xí)效果和質(zhì)量。如模擬仿真軟件,演示新型GDL鋼材料制備-過(guò)程處理-組織觀察-性能測(cè)試的生產(chǎn)過(guò)程,以虛構(gòu)的球形化原子來(lái)展示微觀運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),演繹不同成分GDL鋼材料冶煉-凝固相變、塑性形變、表面化學(xué)處理等過(guò)程中相應(yīng)的組織、性能演變,來(lái)理解GDL鋼不同的用途要求。抽象化生動(dòng),讓學(xué)生清晰地認(rèn)識(shí)、分析材料設(shè)計(jì)、制備、檢測(cè)、使用全過(guò)程。以材料用途為目標(biāo),微觀世界宏觀化、具體形象化,學(xué)生能獨(dú)立地步步深入,多角度綜合分析選取材料以及生產(chǎn)過(guò)程,有利于鞏固、吸納相關(guān)學(xué)科知識(shí),理解材料成分-組織-性能-用途內(nèi)在聯(lián)系,清晰地認(rèn)識(shí)材料學(xué)科的整體性、復(fù)雜性以及關(guān)聯(lián)性,樹立了正確的材料學(xué)科觀念,培養(yǎng)學(xué)生用辯證唯物主義的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、變化、發(fā)展的觀點(diǎn),合理地、系統(tǒng)地、創(chuàng)新地解決問(wèn)題的能力,有效地保證實(shí)習(xí)教學(xué)改革質(zhì)量和效果,也為學(xué)生將來(lái)就業(yè)、工作增添了自信心和競(jìng)爭(zhēng)力。
四、利用電化教學(xué),全面提高學(xué)生的素質(zhì)
電化教學(xué)可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。在實(shí)習(xí)電化教學(xué)過(guò)程中,齒輪、釬桿、高速重載列車車軸等典型材料成功生產(chǎn)案例,潛移默化塑造學(xué)生正確的人生觀、價(jià)值觀、世界觀。典型材料成分-組織結(jié)構(gòu)-性能-用途交替對(duì)應(yīng)演示,強(qiáng)化學(xué)生唯物辯證的工程意識(shí),激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣,主動(dòng)積極地去獲取交叉學(xué)科知識(shí)和發(fā)展智力,有力地培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維辯證能力、分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力。在中航集團(tuán)公司某熱處理車間實(shí)習(xí)期間,以軍工企業(yè)文化熏陶塑造人,6~8位學(xué)生一組的形式參與某液壓泵零件熱處理工藝培訓(xùn)教材的動(dòng)漫插圖比賽,全面訓(xùn)練了學(xué)生用腦、眼、手的基本技能。學(xué)生觸發(fā)多種感官功能后,能持久保持學(xué)習(xí)興趣,最大限度地調(diào)動(dòng)實(shí)習(xí)教學(xué)的積極性。學(xué)生十分愿意接觸學(xué)習(xí)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)和知識(shí),調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)材料與計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)的主動(dòng)性,求知欲熱情高漲,激發(fā)了他們的想象力和創(chuàng)造力。學(xué)生間通力合作,充分發(fā)揮聰明才智,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作與競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)新能力。
實(shí)習(xí)電化教學(xué)改革,有效地激發(fā)了學(xué)生的實(shí)踐積極性,充分發(fā)揮其主動(dòng)獲知的精神。學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)掌握專業(yè)實(shí)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn),加深理解材料學(xué)科的辯證統(tǒng)一內(nèi)在聯(lián)系本質(zhì),吸收消化更多學(xué)科知識(shí),開闊視野,發(fā)展智力,提高了實(shí)習(xí)質(zhì)量。反之,有力促進(jìn)電化教學(xué)在實(shí)習(xí)教學(xué)改革中創(chuàng)新地發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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一、“卓越計(jì)劃”的實(shí)施背景和主要內(nèi)容
卓越工程師是適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的,具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)高的各類型工程技術(shù)人才,進(jìn)而能夠?yàn)閲?guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人力資源強(qiáng)國(guó)服務(wù)。
“卓越計(jì)劃。培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系包括通用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)層面。
首先,要掌握扎實(shí)的工科基礎(chǔ)知識(shí)和本專業(yè)的學(xué)科理論知識(shí),能夠?qū)ιa(chǎn)工藝、設(shè)備與制造、包裝、工廠或工程進(jìn)行設(shè)計(jì),了解本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),了解本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)行業(yè)政策、法律和法規(guī)。其次,應(yīng)具有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的主動(dòng)意識(shí)及實(shí)踐能力,即能敏感地在生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題,通過(guò)分析和思考,熟練運(yùn)用各種知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)技能,最終解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
二、影響大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)適應(yīng)性的因素
就業(yè)適應(yīng)性也叫職業(yè)適應(yīng)性,是指一個(gè)人對(duì)從事一種職業(yè)或特定工作時(shí)所應(yīng)該具備的知識(shí)、能力和素質(zhì)的總和,是其內(nèi)在因素和成長(zhǎng)環(huán)境共同作用而造就和形成的。就業(yè)適應(yīng)性包括諸多方面,可因職業(yè)不同而會(huì)有不同的要求,從目前情況看,影響學(xué)生就業(yè)適應(yīng)性的因素有學(xué)校和學(xué)生兩方面。
2.1學(xué)校方面的因素
由于受傳統(tǒng)教育觀念和教學(xué)模式的影響。近些年來(lái),我國(guó)工科類本科生教育多以知識(shí)傳授為主,往往將此做法置于教學(xué)的中心位置,而輕視對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng),特別是學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。從教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)方法等多方面都可以看出,高校的教育是以老師為主體,學(xué)生為客體,這就很容易導(dǎo)致學(xué)生習(xí)慣被動(dòng)、消極與盲從地接受老師知識(shí)的灌輸,不愿意動(dòng)腦筋,從而扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí)。況且,老師也可能在某些知識(shí)方面存有不足,如果一些學(xué)生不假思索地接受知識(shí),就容易受教師主觀臆斷的影響。
2.2學(xué)生方面的因素
許多高校大學(xué)生雖然選擇了現(xiàn)在所學(xué)的專業(yè),但實(shí)際并不了解自己學(xué)的專業(yè)具體是做什么,對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的意義也認(rèn)識(shí)不足,加之易受社會(huì)浮躁和功利思想的影響,缺乏職業(yè)規(guī)劃。在應(yīng)試教育體制下,學(xué)生習(xí)慣考前“突擊”,而忽視平時(shí)有關(guān)工程基本功的訓(xùn)練。還有的學(xué)生將精力過(guò)多地沉浸在各種課外活動(dòng)或個(gè)人生活中,難以系統(tǒng)地學(xué)到專業(yè)知識(shí),更談不上提高專業(yè)實(shí)踐能力。其結(jié)果,幾年下來(lái),學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)往往知之甚少,甚至道不出個(gè)所以然來(lái),畢業(yè)后難以勝任工作的需求,進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)適應(yīng)性差。
三、“卓越計(jì)劃”對(duì)材料專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)適應(yīng)性的促進(jìn)作用
實(shí)施“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)是克服我國(guó)目前嚴(yán)重的工科類教育與產(chǎn)業(yè)脫節(jié),理論與實(shí)踐脫節(jié)的問(wèn)題,改革現(xiàn)有的工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式,實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)學(xué)校學(xué)習(xí)與校外實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,真正使工科類本科生的知識(shí)、能力、素質(zhì)能夠有機(jī)協(xié)調(diào)地發(fā)展,從而培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的各類型工程技術(shù)人才。
一、化學(xué)工程技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展
化學(xué)工程最早產(chǎn)生于19世紀(jì)的歐洲,到20世紀(jì)石油的開采進(jìn)一步發(fā)展,石油化工業(yè)興起。一戰(zhàn)后美國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展成化學(xué)工程領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。二戰(zhàn)期間化學(xué)工程的作用大大的顯示出來(lái),各種化學(xué)武器搬上戰(zhàn)場(chǎng)。原子彈的研發(fā)也是這期間化學(xué)工程領(lǐng)域突破性的進(jìn)展。
20世紀(jì)60年代開始化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步的擴(kuò)展,已經(jīng)從一些小型化工產(chǎn)品向著研究大型化工設(shè)備的方向前進(jìn),出現(xiàn)了許多能夠生產(chǎn)大量化工產(chǎn)品的大型裝置。60年代后,計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用到化學(xué)工程領(lǐng)域,極大地促進(jìn)了化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。至此70年代以來(lái)各種高新的化學(xué)工程技術(shù)不斷地出現(xiàn),化工領(lǐng)域的變化也稱得上是日新月異,取得了很大的成就。
二、化學(xué)工程技術(shù)在新世紀(jì)的發(fā)展趨勢(shì)
化學(xué)工程的迅速發(fā)展在中國(guó)已經(jīng)成為一級(jí)工程學(xué)科,在新的世紀(jì)呈現(xiàn)與相關(guān)的學(xué)科交叉結(jié)合的趨勢(shì)。
1.化學(xué)工程與相關(guān)學(xué)科的交叉
1.1與高分子化學(xué)、高分子物理的交叉?;疚挠墒占韺W(xué)工程與高分子化學(xué)、高分子物理的交叉的學(xué)科工程就是所謂的材料化學(xué)工程。這一發(fā)展趨勢(shì)是將工程化學(xué)原理應(yīng)用到材料的制造過(guò)程中,把自然資源的粗材料加工成精細(xì)的化工材料。這一發(fā)展趨勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域十分的廣泛,如農(nóng)業(yè)中用的薄膜以及各種新型纖維,汽車器材的制造。
1.2與生物化學(xué)、微生物學(xué)的交叉。化學(xué)工程與生物化學(xué)、微生物學(xué)的結(jié)合就是生物化學(xué)工程,是將化學(xué)技術(shù)手段應(yīng)用于生物技術(shù)的研究,生物科學(xué)實(shí)用化學(xué)技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為能偶為人類使用的產(chǎn)品?;ぴ系纳a(chǎn)就是這一技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域,還有各種農(nóng)藥、酶制劑以及氨基酸的生產(chǎn),這些產(chǎn)品都是人們生活中必須要用到的。有了生物化學(xué)技術(shù),更加方便了人們的生產(chǎn)生活。
1.3與有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)的交叉?;瘜W(xué)工程與有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)的交叉學(xué)科就是精細(xì)化學(xué)工程。這一技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是化肥的生產(chǎn)以及石化企業(yè)的石油精細(xì)化產(chǎn)品的加工生產(chǎn)。
1.4與環(huán)境學(xué)的交叉。當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)環(huán)境的保護(hù)也越來(lái)越得到重視,不斷發(fā)展的化學(xué)工程技術(shù)也要注意到環(huán)境的發(fā)展,這就是環(huán)境化學(xué)工程。目前主要應(yīng)用于一些無(wú)公害產(chǎn)品的生產(chǎn),以及凈化環(huán)境技術(shù)的研究。
1.5與物理、微電子學(xué)的交叉?;瘜W(xué)工程技術(shù)與各種電子產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)的結(jié)合,有利于各種微電子產(chǎn)品如硅、線路板的生產(chǎn)發(fā)展。
2.化學(xué)工程與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、基礎(chǔ)化學(xué)進(jìn)一步結(jié)合
2.1與數(shù)學(xué)的結(jié)合。當(dāng)代化學(xué)的發(fā)展必須要掌握一定的數(shù)學(xué)工具,化學(xué)工程中非線性代數(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,表明化學(xué)工程技術(shù)與近代數(shù)學(xué)的進(jìn)一步結(jié)合。
2.2與物理學(xué)的結(jié)合?;瘜W(xué)工程技術(shù)與物理學(xué)的進(jìn)一步結(jié)合體現(xiàn)在x光衍射、氣相色譜程序以及電鏡等高科技產(chǎn)品的研發(fā)和利用方面。
2.3與物理化學(xué)、生物化學(xué)的進(jìn)一步結(jié)合。化學(xué)工程技術(shù)與物理化學(xué)、生物化學(xué)學(xué)的結(jié)合主要體現(xiàn)在人力學(xué)參數(shù)的預(yù)測(cè)和生物環(huán)境的治理上,通過(guò)與生物化學(xué)學(xué)技術(shù)的深層次結(jié)合,是這兩項(xiàng)技術(shù)有了很大的進(jìn)展。
三、促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展的對(duì)策
1.著眼全局提高化學(xué)工程技術(shù)水平
化學(xué)工程科學(xué)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)明顯地呈現(xiàn)與多學(xué)科交叉的現(xiàn)象,要進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步,就要從全局出發(fā)綜合考慮與化學(xué)工程交叉的各個(gè)領(lǐng)域的情況。要統(tǒng)籌考慮各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用,做好整體的規(guī)劃,協(xié)調(diào)各項(xiàng)科學(xué)的開發(fā)利用。并且統(tǒng)籌現(xiàn)有領(lǐng)域的同時(shí)積極開拓新的研究領(lǐng)域,使各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域相互促進(jìn),最后實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。
2.提高化學(xué)工程機(jī)械設(shè)備研究水平
機(jī)械設(shè)備是提高一項(xiàng)技術(shù)必須具備的,先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備能為更高水平的技術(shù)研究硬件支持。但是相對(duì)而言,目前化學(xué)工程技術(shù)方面的機(jī)械設(shè)備還比較落后,應(yīng)該加強(qiáng)研究力度,向世界化學(xué)工程技術(shù)研究的機(jī)械水平靠近。有了這些高科技水平的機(jī)械設(shè)備,在化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域趕超世界水平指日可待。
3.做好化學(xué)工程技術(shù)的教育工作
任何一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展都不能離開高水平的人才,所以要促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展需要加強(qiáng)化學(xué)工程領(lǐng)域的教育培訓(xùn)工作。不僅需要培養(yǎng)化學(xué)工程技術(shù)方面的知識(shí),與其相關(guān)的學(xué)科的教育與培訓(xùn)也要加強(qiáng)。不僅僅培訓(xùn)理論知識(shí),更要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,為化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展儲(chǔ)備人才。
4.積極開拓化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用市場(chǎng)
1概況
我國(guó)的化學(xué)工程在上世紀(jì)八十年代的改革開放后得到了經(jīng)濟(jì)、資源、人才的各方面政府性支持,從而得到了飛躍性的發(fā)展,逐漸的對(duì)我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)、人民生活的“衣”、“食”、“住”、“行”和環(huán)境保護(hù)方面產(chǎn)生重要的影響。我們的生活中其實(shí)就會(huì)遇到很多有關(guān)化學(xué)工程技術(shù)的問(wèn)題。首先,能夠解決資源浪費(fèi)問(wèn)題;其次,是指導(dǎo)各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本和需要,任何實(shí)驗(yàn)都依賴于堅(jiān)實(shí)的化學(xué)工程技術(shù)作為理論支持和指導(dǎo);最后,化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展能夠有效的改善我國(guó)能源供給不足的問(wèn)題,多種新能源的出現(xiàn)能夠保障我國(guó)的能源供應(yīng)量,以維護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
2化學(xué)工程的涵義和特點(diǎn)
2.1化學(xué)工程的涵義
化學(xué)工程生產(chǎn)過(guò)程中包括化學(xué)工程和物理工程[1]?;瘜W(xué)工程是以多學(xué)科交叉進(jìn)行的技術(shù)研究,但由于其與社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)生活各方面有著緊密的聯(lián)系和積極的影響,因此成為社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的關(guān)鍵性產(chǎn)業(yè)。
2.2化學(xué)工程的特點(diǎn)
復(fù)雜性是化學(xué)工程最為顯著的特點(diǎn)。化學(xué)工程作為一個(gè)學(xué)科,其輔學(xué)科是多樣化的;作為一項(xiàng)研究,其研究對(duì)象是復(fù)雜的;作為一種應(yīng)用型的技術(shù),其涉及到的社會(huì)生活領(lǐng)域是廣泛的。復(fù)雜性是化學(xué)工程技術(shù)的研究和發(fā)展過(guò)程中的能夠體現(xiàn)其特征的關(guān)鍵詞,研究過(guò)程自身具有復(fù)雜性、物系對(duì)象具有復(fù)雜性、流動(dòng)邊界具有復(fù)雜性等等。
3滲透到生活各領(lǐng)域的化學(xué)工程技術(shù)
生活領(lǐng)域中的化學(xué)工程技術(shù)是十分基礎(chǔ)并且廣泛的,涉及到“衣”、“食”、“住”、“行”和環(huán)境保護(hù)的方方面面?;瘜W(xué)工程作為一種現(xiàn)代學(xué)科,在研究其應(yīng)用領(lǐng)域的時(shí)候,只需要對(duì)比如今的生活與古人生活的不同之處便可以一目了然。
3.1衣——多樣化的服裝材料
化學(xué)工程技術(shù)在日常生活的“衣”方面的體現(xiàn),主要貢獻(xiàn)就是合成纖維。合成纖維不僅可以用于生產(chǎn)服裝、漁網(wǎng)、繩索等生活用品,還可以生產(chǎn)工業(yè)用織物、隔音、隔熱、電氣絕緣材料等,醫(yī)療用布等醫(yī)療用品[2]。古人在穿著方面多使用棉、麻、絲、綢、皮革等制品,在顏色、功能和韌上難以與如今的紡織用品相比較,這多虧了現(xiàn)代化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展。如今,以化學(xué)工程技術(shù)為技術(shù)支持的合成材料已經(jīng)在諸多領(lǐng)域代替了天然纖維,其地位也已經(jīng)早期超越了天然纖維,市場(chǎng)占有度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于棉麻等天然纖維,成為人們?nèi)粘I钪械谋匦杵贰?/p>
3.2食——便捷、美味的食物
人類對(duì)于美食的追求是自古便有的,但是古人多是把關(guān)注點(diǎn)放置在珍貴的食材和烹調(diào)技藝之上。現(xiàn)代的人類通過(guò)化學(xué)工程技術(shù)的支持,人工性的合成了多種調(diào)味品為烹調(diào)增加口感,同時(shí)研發(fā)出的食品添加劑和防腐劑在保證食品色澤和口感的基礎(chǔ)上,還將食物的保鮮期大大的增長(zhǎng)了,研發(fā)出的例如方便面一類的方便食品為現(xiàn)代人類的快節(jié)奏生活提供了食物保障。結(jié)合了生物工程的化學(xué)工程技術(shù),提高了水稻和小麥等糧食作物的產(chǎn)量,解決了地球日益增長(zhǎng)的人口的飲食問(wèn)題,同時(shí)將外來(lái)植物種類進(jìn)行改良以適應(yīng)本地的氣候條件。人們能夠吃到來(lái)自地球另一邊的食材也有著化學(xué)工程的貢獻(xiàn)。
3.3住——提高居住質(zhì)量的材料
從現(xiàn)存的古代建筑就能夠知道,在沒(méi)有化學(xué)工程技術(shù)下的居住空間的建造,多用自然中能夠取得的材料,木材、石材、泥土、海草、竹子等。這些自然材料建造的建筑,由于技術(shù)條件限制,高層建筑很少,建筑的抗震性和耐用度成為了一個(gè)重要的問(wèn)題,越是堅(jiān)固的建筑,其建造周期都長(zhǎng)。在化學(xué)工程技術(shù)支持下,現(xiàn)代建筑有水泥、混凝土、鋼筋等等一系列的現(xiàn)代化建筑材料,在保證建筑質(zhì)量的情況下,能夠快速的建蓋起高層建筑,在城市化進(jìn)程快速發(fā)展的今天,能夠有效的提高土地利用率。
3.4行——改善交通設(shè)施使用性
交通是社會(huì)發(fā)展的催化劑。古人使用的交通工具都是人力或者畜力為動(dòng)力,而現(xiàn)代交通工具是以石油為原料,通過(guò)化學(xué)工程技術(shù)開發(fā)出各類供機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的燃料,在舒適性、運(yùn)載能力、速度等各方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于古代交通工具。以石油為原料還生產(chǎn)出了能夠鋪路的瀝青,以橡膠為原料生產(chǎn)出了輪胎。在化學(xué)工程技術(shù)的幫助之下,現(xiàn)代社會(huì)的交通方式呈現(xiàn)多樣化、立體化、網(wǎng)絡(luò)式的發(fā)展,大大縮短了世界的距離感,加快了人們的生活速度和辦事效率。3.5綠色化學(xué)避免環(huán)境污染傳統(tǒng)能源不僅對(duì)環(huán)境危害力量極大,并且面臨著枯竭的危險(xiǎn),因此新能源的開發(fā)和利用就顯得尤為重要[3]。現(xiàn)代化學(xué)工程的發(fā)展方向就是在改良現(xiàn)有技術(shù)的同時(shí),不斷的與新型技術(shù)結(jié)合,研發(fā)新型能源。新型能源的出現(xiàn),不僅僅是能夠填補(bǔ)傳統(tǒng)能源的供應(yīng)缺口,還能夠有效的避免能源使用對(duì)環(huán)境造成的污染。
4結(jié)語(yǔ)
化學(xué)工程對(duì)于社會(huì)的貢獻(xiàn)是巨大的,對(duì)于每個(gè)人的日常生活也是息息相關(guān)的?;瘜W(xué)工程以其多學(xué)科交叉的研究方式,將其研究成果應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)角落,逐漸的改善人們的“衣”、“食”、“住”、“行”的質(zhì)量,同時(shí)為創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)不斷努力。
參考文獻(xiàn):
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2新材料的開發(fā)
我國(guó)在新材料的開發(fā)領(lǐng)域取得了很多亮點(diǎn),這些新材料的開發(fā)成為分離和反應(yīng)過(guò)程的重要基石。一些研究所和大學(xué)正在開發(fā)一種非晶態(tài)的金催化材料,這種材料很有發(fā)展前途,因?yàn)樗哂蟹浅C黠@的催化特性,而且其催化活性還具有特殊的選擇性,具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對(duì)這種材料進(jìn)行流程綜合和技術(shù)集成,可以有助于我國(guó)新型石油化工技術(shù)的構(gòu)建。石油化工科學(xué)研究院也開發(fā)出一種新型的鈦硅分子篩催化材料,這種材料具有定向氧化催化作用,可以實(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)”,使“零排放”工藝成為可能,而且也具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。而在新材料的分離技術(shù)方面,我國(guó)也取得了很大的進(jìn)步,其中南京工業(yè)大學(xué)發(fā)展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術(shù),同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)集成單元技術(shù)的開發(fā),這些研究不僅使我國(guó)陶瓷技術(shù)更加趨于成熟,而且還形成了陶瓷膜新產(chǎn)業(yè),為我國(guó)帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
3材料化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)展
材料化學(xué)主要是對(duì)產(chǎn)品微結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,其主要手段是在加工材料時(shí),將化學(xué)方法引入進(jìn)去,這樣我們就可以通過(guò)宏觀條件來(lái)調(diào)控產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu),從而為材料的加工和制備提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。因此,化學(xué)工程技術(shù)的改進(jìn)將直接促進(jìn)材料化學(xué)工程的發(fā)展。我國(guó)在化學(xué)工程技術(shù)改進(jìn)方面已經(jīng)取得了非常大的進(jìn)展。清華大學(xué)在碳納米粉體材料的制備過(guò)程中,引入了傳統(tǒng)的流化床技術(shù),大大降低了生產(chǎn)成本,從而使此生產(chǎn)技術(shù)可以用于工業(yè)化生產(chǎn),帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。北京化工大學(xué)則用超重力場(chǎng)技術(shù)來(lái)放大納米材料生產(chǎn)過(guò)程中的形貌控制問(wèn)題,這樣就可以通過(guò)調(diào)節(jié)超重力場(chǎng)的強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)和改變產(chǎn)品的粒徑,。通過(guò)這種方法,我國(guó)已經(jīng)成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系,為我國(guó)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4展望
材料化學(xué)工程作為一門交叉學(xué)科,不僅促進(jìn)了材料工業(yè)的發(fā)展,而且也豐富了傳統(tǒng)化學(xué)工程學(xué)科的內(nèi)容,因此,具有非常重大的研究意義。我國(guó)材料化學(xué)工程的研究已經(jīng)取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于領(lǐng)先水平。但是,材料化學(xué)工程中仍然有很多問(wèn)題需要我們解決,因此,我們需要再接再厲,爭(zhēng)取使材料化學(xué)工程的研究更加深入,使其更好地為人類服務(wù)。