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论文关键词:素质教育 教学体系 课程质量 教学质量
论文摘要:以全面推进素质教育为根本目的,以培养学生创新精神、提高学生实践能力为重点,建立《化工原理》课程新的教学体系,力求课程质量和教学质量达到一个新的水平。本文试根据多年课堂教学实践就《化工原理》课程的建设与改革进行分析阐述和总结。
《化工原理》课程是化工专业的一门极为重要的专业基础课,其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景,依据操作原理的共性,分成为若干单元操作过程,研究各单元操作的基本原理,基本计算和典型设备。它涉及到化工生产中众多的操作和设备。它要求综合运用数学、物理、物理化学等基础知识来分析和解决化工生产过程中的工程问题,在培养化工技术人才中担负着由理及工、由基础到专业的过渡,在培养学生运用工程观点分析解决化工实际问题方面起着重要的作用。该课程有如下教学特点:涉及的知识面广泛。
学生需具有高等数学、制图、物理、物理化学及计算技术等先修课程的基础知识。工程实践性强。要求学生对于化工生产过程及设备有感性认识与了解。各单元操作过程相互独立。遵循的原理和法则各不相同,每一单元操作均可独立讲授、单独使用。设备类型多种多样,且结构复杂。为了便于学生的理解和掌握,需配以大量的挂图或设备模型。各种操作现象抽象,难于理解。老师授课时为解释清楚,需花费大量时间。大量利用公式、半经验公式或关联式进行计算,学生记忆困难。
高职院校的《化工原理》课程改革,必须转变教育思想,从根本上打破学科教育的模式,针对学生基础普遍较薄弱的特点,降低理论要求,建立以职业能力培养为根本的课程体系,打破理论课程与实践课程的界限,加大实践教学比例,突出实践技能的培养。
1课程内容的改革
《化工原理》课程经过近百年的发展完善,形成了一套完整严密的理论体系,这对于注重知识的系统性和全面性的普通高等教育,会给教学带来很大方便,但这种完整的理论体系却不适合高职教育的培养目标的要求,本着“以应用为目的,必需够用为度,加强针对性实用性”的方针,必须对该课程的传统内容实行必要的整合。根据高职高专教学特点,将教学内容分为两个模块,即基本理论知识模块和设备知识模块。
1.1基本理论知识模块
内容包括各单元操作的基本概念、定律、原理阐述,过程设备的基本计算。由于高职教学中理论学时少,学生基础较薄,本模块对原来的理论内容进行合理的精简,例如删除应用性不强的内容:传热中的热辐射、因次分析法等内容,吸收中传质机理的内容等;精简公式的理论推导,甚至直接写出公式:简化流体动力学中的伯努利方程推导,重点讲解该方程的应用和延伸。精简后的基本内容不脱离大纲要求,能够精、深、突出基本概念与共性规律。通过基本内容学习。要求学生掌握化工单元操作中最基本的共性规律知识。同时为了突出该课程的工程实践性,学习用基础理论知识去解决实际工程问题,拓宽的知识面,将与生产实际密切联系的内容适当补充进去,例如在离心泵一节中,分析讨论:如何判断汽蚀的产生?离心泵打不上液体的原因有哪些?在传热中讨论:什么是换热器的“水锤”现象?生产中为什么不采用过热蒸汽加热?在精馏、吸收章节中分析讨论:进料量的大小对精馏塔操作有什么影响?温度或压力变化对塔的产品质量有什么影响?等等。这些内容即将理论联有实际,又是学生工作后要面对的操作问题,有很强的针对性和实用性,容易激发学生的学习兴趣。
1.2设备知识模块
内容包括典型设备的构造、性能、操作原理。本模块主要通过多种实训来强化学生的设备知识,操作技能。通过单元操作仿真实训,加强理论知识的理解和掌握,使学生掌握各个基本单元过程的操作控制和调节方法,培养分析和解决生产操作中各种工程技术问题的能力;通过单元操作实训,使学生对生产设备具备实际操作技能,以便学生日后能对现行的工业生产过程进行管理,使设备能正常运行;通过课程设计使学生综合运用所学基本理论,对化工过程设备进行工艺设计或设备选型,以便学生日后能对现行的生产过程及设备作各种改进以提高其效率,从而使生产获得最大限度的经济效益。
2教学手段的改革
《化工原理》课程是一门工程实践性很强的课程,它涉及众多大型化工设备结构、复杂的操作原理及流程、大量的工程计算。采用传统教科书+黑板的教学模式,教师难讲,学生难学,因此教学手段的改革应是教学改革的重点。为了适应现代教育技术发展的需要,满足教学手段改革的需求,我们开发制作了《化工原理》多媒体电子教案。该电子教案针对高职教学,合理的对教学内容进行整合,精心编写脚本,开放实用的制作平台更有利于教学过程中对其进行修改。
实践证明,由于多媒体教学能够把抽象的概念或过程形象地展示,动态地展示设备结构、操作原理、工艺流程中物料的流动情况,使原本难讲难学的教学内容更直观、生动、形象,降低了教学难度,学习效果显著提高。利用多媒体教学能够精确做图,进行过程分析,并能方便地多次重复再现整个分析过程,减少了教师在课堂上板书时间,从而使教师将精力与时间更多地集中在知识的讲解和与学生的交流上,每节课可以节约25%的时间,利用这段时间对重点内容进行讨论或结合生产实际的操作方法讨论,这既强化了基本知识的应用,又是对教学内容的深化和补充。
3突出实践教学
高职学校的教学特点是实践课时较多。这给学生提供了理论联系实际的极好机会:一方面实践可以加深对该课程理论内容的理解,另一方面可经常用所学理论知识去认识实际,提高解决实际问题的能力。而且,理论教学与实践教学的相互交叉和反复循环,从人类发展规律看,该方式符合人类从实践到认识到再实践再认识的发展规律;从培养学生思维能力角度看,反复的实践活动能锻炼学生理论知识的纵向连贯性思考和横向分类思考,有利于培养学生良好的思维方式,使相关的理论知识转化为个体经验。为了强化学生实际操作的能力,《化工原理》的实践教学由三部分组成:化工单元操作仿真实训、化工单元操作实训、化工原理课程设计。对实训内容、过程、效果进行全程设计与控制,通过实训,使每一各学生成为能熟练操作的合格技术工人,这也是职业教育的优势所在。
3.1化工单元操作仿真实训
采用北京东方仿真控制技术有限公司的DSC仿真培训系统,利用计算机真实地再现生产中的基本单元过程,使学生在一个与化工生产控制室一样的操作环境中,通过亲自动手,反复操作,将所学的理论知识与实际生产紧密地结合在一起,加深理解化工单元过程及设备的基本原理,熟练掌握各个单元过程的实际操作技能,培养分析和解决生产操作中各种问题的能力。实践证明,化工单元仿真实训饵决了学生到现场实习只能看,不能动手,无法达到实习目的的弊端,极大地提高了学生的学习兴趣和能动性,为学生毕业后能迅速上岗操作奠定良好基础。
3.2化工单元操作实训
学生在单元仿真实训之后,对生产中的真实设备进行操作技能的培训,使学生掌握化工单元过程设备的结构、原理以及各种性能数据的测定方法和整理的方法,以便学生日后能根据不同的生产任务进行过程和设备的选择、调节,进而实现过程和设备的最优化操作,提高经济效益。例如在离心泵单元的实训中,布置给学生的实训任务是:已知一管路输送系统的管径、管长、管件和阀门的设置、流体输送量及供液点和终点的操作压力、相对位置,现有一台离心泵,但性能参数丢失,试设计一个实验,核实该泵是否能完成规定的输送任务。这样由学生设计实验内容、流程、要用的仪器、要测定的数据,变被动为主动,激发实训兴趣,提高实训效果。
3,3《化工原理》课程设计
《化工原理》课程设计综合应用《化工原理》和有关先修课程所学知识,以单元操作为主进行设计的实践环节。通过这一环节,学生可以掌握化工设计的基本程序和方法,并在查阅技术资料、选用公式和计算方法,用简洁文字、图表表示设计结果及化工制图等能力方面,得到一次基本的工程实践训练。在课程设计中,寻找一些科研或生产中的实际问题作为题目,使学生有真实的感觉,而且许多生产实际的要求和书本理论有时并不完全相同,有很多实践经验的因素,这更能体现工程实际问题的特点。从工程实际出发,学会分析解决工程技术问题,是《化工原理>课程教学的一项重要任务。
4改进教学方法
课程讲授不仅是传递人类文化知识体系,而且是促进学生认识、能力、技能等全面发展的手段,而讲授方法将直接影响以上各项目标的实现,为此必须改进教学方法。
《化工原理》课程是以数学、物理、物理化学等自然科学的基础知识、基本理论分析解决化工单元操作问题的工程学科。本课程与工程实际紧密结合,但工程问题具有非线性、复杂性的特征,导致了处理工程实际问题的方法的多样性。因此,在教学中应突出实验研究法、数学模型法、当量法、过程分解法及参数综合法等工程问题处理方法的应用。同时,根据“三传”的相似性,应突出类比推理的方法在教学过程中的应用。
1.提升学生学习物理的兴趣
目前国内许多技工院校的学生主要来源于经济不发达的乡镇。这些地区教育基础薄弱,尤其是物理和化学方面的教学课程。受到教学硬件和教学老师的影响,学生对于物理和化学缺乏专业系统的学习。物理和化学本身是十分抽象的教学内容,单纯依靠课堂讲解的形式,学生在理解某一理论或者物理化学现象会存在很大的难度,久而久之学生会降低学习物理课程的兴趣。实验教学的方式,能够让一些枯燥难懂和抽象的理论更加形象和具体,增加学生的理解能力,同时激发学生的学习兴趣。
2.提升技校学生的整体能力
技工院校进行教育培训的主要目的就是提升技工学生的整体素质,同时使技工学生更好地适应社会和工作的需求。采用物理实验教学的方式,可以让技工学生积极地参与到物理实验的过程中。这对于技工学生的观察能力、理解能力、分析能力、动手能力都有着很大的提升,有利于学生的整体素质提升。
3.培养学生的团队合作意识
物理实验是一个需要大家共同参与的过程。技工院校通过物理实验的教学方式,不仅可以提升学生学习物理的兴趣,而且可以帮助学生更好地理解物理现象,同时提升了学生的团队协作能力。当前社会人与人之间的交集不断增多,团队合作能力成为企业衡量人员的重要指标。物理实验可以很好地锻炼技工学生的团队合作意识。
二、技工院校在物理实验教学中存在的问题
1.观念错误
技工院校在物理实验教学中首先存在的问题就是观念的错误。由于技工院校主要是通过对专业课程的培训来为祖国发展提供专业化的人才,因此很多技工院校都将一些专业课当成了教学的重点,对于像物理和化学等这样基础的课程则不够重视。很多技工院校认为这些对于学生的未来就业不会有什么帮助,因此将这些学科变成为了边缘学科,更不要提对物理进行实验教学了。
2.实验教学设备落后
出于对于专业课程的重视,技工院校的大部分资金投入到购置专业实训的设备上,对于物理实验缺乏重视,无暇进行物理实验的设备购置。物理实验设备的落后和不及时更新,导致物理实验教学的教学质量和教学效果极差,难以提升学生的整体素质。
3.物理教学模式落后
技工院校的物理教学模式过于落后,其教学内容缺乏与专业课程知识的联系,导致教学内容存在与学生就业脱节的情况,在对学生的动手能力、实践能力、创新能力的培养上略显不足,难以适应新时代的教学需求。在物理的教学上,老师沿袭着传统的板书或者课件的教学方式,通过对实验过程和原理的讲解,让学生被动地接收,忽视了学生主体地位和思维的开发。
三、提升技工院校物理实验教学的途径
1.提升物理实验教学的地位
提升技工院校的物理实验教学,需要明确物理教学的地位以及物理教学对技工院校学生整体素质提升的意义。教师和学校领导要转变自己的观念,看到物理实验教W在提升学生动手能力和团队协作能力中的作用,从主观上重视起来,才能更好地进行物理实验教学。
2.完善物理实验设备
物理教学实验活动离不开实验设备的支持,因此技工院校应该更新和完善学校的物理实验设备。良好的设备基础才是开展实验活动的基础,可以更好地提升物理实验教学的教学质量和教学效果,更好地帮助学生理解物理知识。
3.改进物理教学模式
首先,物理教师应该根据学生的专业需求进行物理教学的课程设置,更多地将物理同专业技能联系起来。其次,改革物理实验教学的方法,做到理论和实践相结合,教师可以让学生自行进行物理实验,记录实验过程,对实验结果进行分析,锻炼学生的分析、动手和总结能力。最后,提升物理教师队伍的整体素质。具有良好的教师素质才能保证高质量的物理教学,才能更好地进行物理教学活动。
四、小结
《化工原理》是煤炭深加工与利用专业的一门极为重要的专业基础课,是以化学工业的生产过程为研究对象,研究和探讨化工生产过程中具有共性规律的操作过程问题。
人们经过长期的生产实践,总结并归纳在各种化工产品的生产过程中遵循共同的物理学定律,根据所用设备相似、原理相近、基本过程相同的特点提出了化工单元操作的概念,研究各单元操作的基本原理,基本计算和典型设备。在传统教育中,该课程有如下特点:
①涉及的知识面广泛;②工程实践性强;③各单元操作过程相互独立;④设备类型多种多样,且结构复杂;⑤各种操作现象抽象,难于理解;⑥大量利用公式、半经验公式或关联式进行计算,学生记忆困难。高职院校的《化工原理》课程改革,必须转变教育思想,从根本上打破学科教育的模式。针对学生基础普遍薄弱的特点,降低理论要求,建立以职业能力培养为根本的课程体系,打破理论课程与实践课程的界限,加大实践教学比例,突出实践技能的培养。
1 课程内容改革
化工原理课程有完整的理论体系,经过近百年的发展完善,形成了以流体流动与输送、流体与粒子间的相对运动、传热、蒸发、精馏、气体吸收、干燥等过程为主要内容的理论体系。但单纯的讲授理论知识并不适合高职教育的培养目标的要求,以培养“道德素质强、职业技能强、吃苦精神强、适应能力强”毕业生为目标,必须对该课程的传统内容实行必要的整合。根据高职高专教学特点,在教学中应精炼理论知识而强化操作技能。
1.1 精炼理论知识
由于高职高专学生基础知识相对薄弱,而化工原理涉及到大量的高等数学、物理、物理化学、无机化学、有机化学、流体力学等内容,学生在学习过程中比较吃力。教学效果不理想,因此,对该课程理论方面的改革应做到以下几点:
首先,重点讲解方程式的应用。例如伯努利方程式简化公式的推导,重点讲解公式在流体流动问题上的应用;精馏塔理论塔板的计算,可将之前推导操作线方程和气液相平衡关系式进而逐板计算理论板数的模式改为利用现有方程式计算精馏塔板数的模式,省去公式推导过程;传热过程可将重点放在根据传热量求冷热源的需求量、换热面积大小等实际问题上来。再者,强化用理论知识解决实际工程问题的能力,例如分析讨论离心泵常见的“汽蚀”现象危害、产生原因及解决方法;离心泵灌泵的原因;精馏及吸收过程如何提高塔效率;进料量、回流比、温度、压力等对产品质量的影响等实际问题。而这些是学生在工作后常面临的实际问题,易激发学生学习兴趣。
1.2 强化操作技能
针对目前已成型的化工单元操作设备,可进行流体流动与输送、传热、精馏、吸收、干燥、萃取、过滤八个单元操作实训。根据课程特点可开发多个实训项目,突出职业技能的培养。通过实训,锻炼学生的设备操作及参数控制技能,增加学生对实际生产设备的操控能力,进而使学生在第一时间适应企业的工作要求。现代化工机械设备的机械化程度越来越高,很多工作控制环节应用智能控制。机械化、智能化的设备控制运转系统,对操作者的实际动手能力要求很高,因此,化工专业的学生不仅要熟练掌握基本的理论知识,而且更需要经过相应的实际训练,在学校学习过程中,要适当进行操作技能的训练。
1.3 培养学生的专业价值,塑造良好的职业道德
化工原理是一门很严谨的学科,对学生的专业精神有着很高的要求。在实际学习过程中需要学生认真总结化工实验原理,对实验数据要做到精益求精,培养学生的专业价值,化工原理是化学行业遵循的基本理论,在化学技术日益进步的今天,化学材料、化学实验技术,化学应用技术的运用不断向精细化、高端化发展。在实际工作过程中,由于化学实验工作的严密性,任何小的疏忽可能会造成重大失误,这就对化学行业从业者提出了更高的要求,要求每一位从业人员必须具备优良的职业负责精神。在化学工业加工、化学产品生产过程中,技术人员的职业道德素养直接影响产品生产的质量,要知道在化学工业的车间加工生产过程中,任何化学成分的细微变化都会严重影响产品的质量。可以说,职业道德素养对于化学领域从业人员的工作至关重要。
1.4 教材内容要与时俱进,结合化学领域前沿技术,加快新教材编制
化工原理课程是化学领域比较基础的课程,涉及到很多化学工业当前的实用技术,因此,在教材的编写和改革上,学校教材编写负责人员要及时掌握化学领域当前最先进的技术原理,紧密联系实际应用技术,让学生在教材上学到适应化学技术发展的新知识。当前不少学校的教材建设比较滞后,很多知识已经不适应当前社会发展的需求。因此,一定要从教材的建设做好更新工作,为学生提供优秀的教材。
2 教学方法改革
化工原理是一门工程实践性很强的课程。采用传统教科书+黑板的教学模式,教师难讲,学生难学,因此教学方法的改革应是教学改革的重点。为适应现代职业教育发展的需求,利用化工单元操作实训室,实施学训一体“体验式”教学,将教室“搬到”实训室,实现“教、学、做”一体化。具体做法是教师开出任务工单,实施 “六步骤”教学:
第一步,资讯。教师讲解本课程重点理论知识,结合多媒体教学,使理论知识更加生动形象,易于学生掌握。在此基础上提出问题,学生根据自己的理解解决问题,教师再以提问的方式得到学生反馈并对错误进行纠正。第二步,决策。教师布置本节课的实践任务,例如分离乙醇-水的精馏过程,使学生明白本节课的主要实践内容。第三步,计划。在教师的指导下,根据任务及设备性能制定操作步骤,讨论其可行性。第四步,实施。按照步骤进行实训,对设备进行正确的调节、控制。第五步,检查。学生针对自己的实训情况进行分析评价,反思在理论知识及操作中可能存在的问题。第六步,评价。教师对学生理论知识及实践过程的掌握进行评价。并对本任务的重点给予指导性意见。
“六步骤”教学法彻底改变了传统的教学模式,极大的提高了学生的学习兴趣。该方法将学生转变为教学活动的主体,教师作为过程的引导。培养了学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。培养了学生良好的思维方式,将理论知识转变成个体经验。通过实际操作,增强学生动手能力的同时,还增强了学生对设备的掌控能力,使学生日后能根据不同的生产任务进行过程和设备的选择和调节,进而实现过程和设备的最优化操作,提高经济效益。实施学训一体“体验式”教学使每一名学生成为能熟练操作的合格技术工人,这也是职业教育的优势所在。
[关键词]园林材料课程 教学模式 方法探索
园林材料不仅仅是传统造园材料的识别和应用,对新型材料的使用和拓展同样具有重大的意义。是培养“能设计,会施工,懂管理”复合型园林人才的重要基础课,是园林工程专业从业人员达到“以艺驰技,以技创艺,技艺结合”这一高度的必备知识,贯穿整个园林行业。因此,对园林材料的教学则就显得重要起来。
市场对实践的加强和细化对园林材料课程的教学有一定的迫切性,传统的园林材料仅仅是在设计和园林工程中有片面的涉及,另一方面仅仅依靠建筑材料模式来教学方式范围单一,依靠室内材料模式的教学方式范围又小,可以形象的说,装饰材料在室内外,室内外在建筑中,建筑在园林中,因此园林材料有其独特的一面,教学方式也应有一定的发展。
一、园林材料课程的特点
这里所说的园林材料是指除去园林植物,水,土壤以外的造园材料。《园林材料》[1]是一门以实践性很强的课程,在园林设计,园林施工,园林工程,园林预决算等方面起着重要的作用,由于其自身的特点,因此有别于单纯的建筑材料和室内装饰材料。
(一)涉及面广
不仅包括基本的建筑材料,还包括室内装饰材料,既有园林的传统材料砖木石,也有现代材料金属,水泥,人造石材,也有新型的树脂高分子材料,还有环保型材料和可循环材料等。既要保证建筑的功能,还要具有造景的功能,既要有装饰效果,还要与周围环境有协调统一的特点。
(二)叙述性的内容多
各种材料的基本性质,如组成,机构,物理化学性质以及使用特点,景观效果等。自然物候对材质的影响,对人审美心理的影响,对环境的影响,选材的文化差异等。
(三)更新速度快
新技术,新材料的不断应用和尝试,使得园林材料的范围也在扩大。不仅仅注重了环保和循环利用,也注重了景观营建更符合现代人的需求。另外是随建筑和装饰行业的新材料的发展,园林材料也逐渐能吸取到新材料的引用。如:利用计算机制作假山,可以利用现代的材料定制假山等新技术。另外制作假山的材料不仅仅可以用原始的天然石材制作,还可以用玻璃钢仿制假山等。
二、园林材料教学内容特点
(一)园林材料应用特点
建筑材料主要从建筑结构出发来选择材料,如砖石混凝土结构等。室内装饰材料主要从屋内的各种不同的房间功能几家具来选择材料。都是以局部或单体的环境功能需求。
园林材料的特殊性在于使用的范围广,根据环境的特定来选择材料。可以直接选择天然的石材做假山和铺装,也可以加工后铺装。雕塑小品可以直接使用石材雕刻而成,也可以用木材,砖石,水泥或是金属造成。
他们最大的区别是,由于园林环境性质所决定,因此,园林材料中一部分是天然不刻意人工化的材料。
(二)在教学内容方面的特点
建筑材料的教学模式多以石材,木材,钢材,玻璃,水泥等单一材料为主线教学。室内装饰材料多以室内的部位和家具为材料的主线。
园林材料教学大体可以分为两个方面:一是造景工程方面:铺路材料,水景材料,假山材料等。二是以材料的应用方面:传统材料,现代材料,新型材料等
可以简单的总结说:建筑材料以结实耐用为主,装饰材料以装饰和环保效果为主,园林材料则是尽力以自然为主,还要保持长久使用,美观和环保等。
(三)材料课程的教学方式
材料课程无论是建筑材料还是室内装饰材料都以理论教学为主,但高职类的学生确是要以实践为主为目标,因此继承传统教学的手法上也要有高职独特的教学手法。
目前材料类教学特点:填鸭式,实验课形式化,兴趣引入式,课堂讨论式,任务驱动式,实验样品,网络模式等有可取的如兴趣引入,任务驱动等[2],也有案例教学,实物教学[3],多媒体教学[4]等。但园林材料也有其自身的特点就是,它不是一个孤立的单体,它要与环境融为一体,要做到“虽由人作,宛自天开”的意境,因此还需要自身独特的教学模式。
三、《园林材料》课程的教学方法
要达到课程的教学目的及要求,就根据具体的教学内容,运用恰当的教学方法,由于不同于传统材料专业学习内容,因此也有一些不同与传统教学的模式来使用,有继承,有发展更有独特的一些教学方式方法不断的得到探索。
(一)理论教学模式
1)以点带面法
讲授时通过具体的材料识别和应用,让学生做到举一反三。以材料为主线分类园林要素例如:石材的大类,一点就是石材的本质特点,如强度硬度和质感等特性。面就是各种石材在园林中可以做什么园林景观,花岗岩,大理石,砂岩能做什么园林景观,在园林中能做什么等。
2)突出重点法
以园林要素来分类材料:如在讲授铺装材料的时候,道路可以由那些材料构成,或者说是有什么路,打破一说道路一定是水泥或是砖铺成的单一铺装,除了砖石,混凝土,砂砾等的传统铺装,也有新型材料玻璃,瓷砖等的铺装及各自的景观特点。
3)对比法
在讲授雕塑小品时,如在驳岸用木栈道还是用水泥,用金属材料的除了保证功能要求外,他们的景观效果有什么不同,对人审美和心理的影响,对环保的要求等。
4)多媒体演示法
虽然建有部分的材料实物,但无法满足市场需求。如大理石:各省各地都有自己出产的大理石,还有国外进口的等,没有实物但用图片的方式可以迅速了解其特征。一些新型的材料还未用在园林上,但可以作为未来使用的材料以图片的方式推荐给学生。
(二)实践教学模式
1)课堂实训方式
(1)从文字到图像:以多媒体的图片来产生文字到实物外形和色彩的转化。
(2)从书本到实物:材料实验室照图索骥式的对照学习,把理论变成实物。
(3)从实物到实体:材料和工程实训场地实物分析材质的学习,把单体变成实体。
2)教学实训方式
(1)以材料市场的调查来分析和归类学习法(模拟采购主要材料的价格,规格和品种及应用等)
(2)以综合公园所有园林要素来分析园林材料的分类和使用。(根据调查市场调查的品种和规格与公园园林材料的调查可以估算大致的成本)
四、考核方式的探索
传统的考试方式是理论考试,疏于对实际操作的考核,因此可以采用多样化的考核方式,如实验室材料的实物识别测试,实训场实物材质的测试,市场园林材料的调查分析报告,公园园林材料的综合应用分析报告等都可以作为考察考核的内容。
五、结束语
通过对园林材料课程的教学方法的总结和探索,不断提高教学效率,在市场不断对人才高的实践要求的同时,也在改变教学的模式。另一方面随着建筑,化工等行业发展,不断的引用新的材料和技术运用在园林建设当中,因此,此课程也是一个动态开放的课程,与时俱进的课程,需要不断的更新,不断的提高。
[参考文献]
[1]本文教学参考材料《园林工程材料识别与应用》易军.机械工业出版社
[2]郑贤忠等.高职建筑材料教学方法浅探.山西建筑.2010年12月.第36期
[3]孙翠莲等.浅谈《建筑材料》课程教学.21世纪高教论坛.2010年.第六期
【关键词】生物制药技术专业;药物检验;教学模式
随着改革开放和我国加入世界贸易组织,制药业也迎来了新的发展机遇和挑战,国内的医药研制由以前以仿制为主向未来的自主研发转变,市场迫切需要国家药典和药品质量标准同国际接轨,这使得与其紧密相关的生物制药技术中药物检验技术的教学面临新的形势和挑战。在高职教育飞速发展的今天,如何结合专业特点进行药物检验技术教学,为培养合格的制药专业人才,满足社会需求奠定良好基础,是我们药物检验技术教师的一个共同目标。为此,本人结合多年的药物检验技术教学经验,谈谈药物检验技术课程的教学改革。
一、药物检验技术课程特点
药品是用于防病、治病、诊断疾病、增强机体抵抗力的特殊商品,不同于一般的产品。为了保证用药的安全、合理和有效,在药品研制、生产、供应以及临床使用过程中都应该执行严格的科学管理制度,并采用各种有效的分析方法,对药品进行严格的检验,实现药品的全面质量控制。药品质量控制是一项涉及多方面多学科的综合性工作,药物检验就是其中最重要的一个环节。药物检验技术主要运用化学、物理化学或生物化学的方法和技术研究化学结构已经明确的合成药物或天然药物及其质量控制方法,也研究有代表性的中药制剂和生化药物及其制剂的质量控制方法,是一门研究与发展药品质量控制的“方法学科”。在生物制药技术专业教学计划中规定设置药物分析课程是十分必要的,它充分体现了生物制药专业对培养学生具有强烈的药品质量观念的重视。
本课程的任务是培养学生具备强烈的药品全面质量控制观念使学生能够胜任药品研究生产供应和临床使用过程中的分析检验工作并能具有探索性解决药品质量问题的基本思路和基本能力。作为一门研究与发展药物质量控制的方法学科,本课程具有实践性和应用性强的特点。药物检验实验是药物分析与检验课程的重要组成部分,不仅是验证补充理 论 还是培养学生技能和能力的重要手段。 因此本课程实验部分非常重要随着社会的发展 对人才的需求从 知识型转变为技能型为了适应高职教育的特点适应医药企业人才需求方面的新变化需要在教学理念教学内容教学方式课程考核形式和内容等方面进行 全 面的改革和创新着力培养适合企业发展需求的技能型人才。
本人在药物检验技术教学过程中,根据学生的特点以及高职的培养目标,结合药物检验技术课程本身的特点,做了以下尝试。
二、教学探索
(一)以真实产品为载体,创设学习情境,实施“职业能力培养”。
学生完成一个工作任务即完成了一个日常生活中能用的真实药物的某项质量指标或质量全项目的检验,激发了他们的学习兴趣,提高了学习效果和学习主动性。在学习过程中,让学生有企业工作的真实情境感,要求学生按照企业实际要求从原料药、中间体到成品进行检验,并填写原始记录,出具规范的检验报告单。通过点点滴滴的工作,锻炼学生职业能力、职业道德和职业素养,使他们成为合格的“QA 员”、“QC 员”、“药品开发辅助人员”和“车间生产的技术工人”。
(二)综合运用多样化教学方法
药物检验教材的主体内容大多引用《中国药典》的正文,文字描述虽然简洁但却抽象,在教学时仅通过课堂上教师的导读和直接讲解,势必导致课堂气氛沉闷、不活跃,无法让学生在头脑中形成深刻的印象和建立必要的结构—性质一方法的有机联系,更谈不上去积极思考相关方法的实际应用。传统的教师主导型课堂讲授法,在此面临直接的教学危机。如何调动学生学习的主动性,是达到教学目标必须解决的首要问题。笔者通过教学实践的发现,总结归纳型、启发式、讨论式、情景分析教学相结合的方法非常适合药物检验技术的教学。
1.总结归纳型教学方法。总结归纳型教学方法最适合用于讲授以知识迁移为目的的教学内容。该方法要求学生通过查阅药典,针对教师给出的数十种药物,就某种分析方法的实际应用情况进行总结和归纳。如在讲授紫外分光光度法在药物分析领域中的综合应用情况时,通过归纳总结,学生既可以发现该方法可用于药物的鉴别、检查和含量测定,也可以归纳出利用紫外分光光度法进行药物鉴别、检查或测定含量的多种不同手段,最终达到具备对某种具有紫外吸收功能的药物进行分析方法设计能力的目的。
2.情景分析型教学方法以创设仿真情境为教学的关键,教师通过药品分析检验的实况录像、仿真动画等,帮助学生达到理解分析方法,学会分析技术,掌握操作技术的目的。如对片剂的崩解时限、溶出度检查方法的讲授,通过真实的实验录像,学生可迅速认识仪器、掌握操作过程、理解合格指标的判定标准。该方法适用于讲授以某种特定药物分析方法为主的教学内容。
3.启发式教学与讨论相结合教学方法。启发式教学即以“学为主体、教为主导、发展智能”为原则,在教师指导下,充分调动学生学习的主动性,激发学生的兴趣,训养学生独立思考、解决问题的能力。学生都比较讨厌学习枯燥、抽象的知识,喜欢时尚、挑战自我,对能引起他们好奇心、兴趣的内容格外青睐,所以在教学时,采用启发教学手段,可以取得良好的教学效果。采用启发式教学,最主要的就是教师提问,要科学严谨、梯度适当、新颖活泼、举例典型、讨论性强。例如,巴比妥类药物的分析,老师就可以提出:从物质的结构上分析,巴比妥类药物含量测定的方法有哪些?为什么可以用标准碱溶液直接标定等等,通过问题的提出,使学生在课堂上能够集中注意力,有效提高授课效率。讨论法和启发式教学模式经常结合在一起使用,讨论式教学更重视师生的交流,老师在课堂上主要是引导,启发学生的思维,而学生才是课堂的主角,教师应该积极调动学生的积极性,通过问题的提出,让学生积极讨论,最后老师进行归纳总结,即对教学内容的重点、难点以及讨论中出现的问题加以条理化,以加深学生对重点知识点的理解与记忆。通过这种教学模式,有利于培养学生的思维能力,更有利于培养学生的综合素质。
(三)学生为主导的教学实践教学模式
基于用人单位对于高职生动手能力的要求,学生在教师的指导下有计划地进行实训课的课前准备工作如:试药称量、试剂配制及标准溶液标定和仪器调试及校准等并进行预试,然后再进行实训。让学生进行实验前的准备工作有利于学生主动思考问题能力和解决问题能力的培养。
(四)现代教学技术手段的应用
课程在互联网上建立了相关的教学网站,将包括课程标准、教学内容、电子教案、电子课件、作业与习题等教学资料上网,并设有师生互动交流区。通过教学网站、丰富的网络资源为学生的自主学习创造了条件,学生不仅在课堂而且可以在课后根据需要随时观看本课程的内容,对学习效果进行在线测试,提高了学习效果。同时,本课程还利用多媒体课件,动画视频等教学手段,提高学生的学习积极性。
总之,教学没有固定的模式,药物检验技术教师要善于根据社会需求、专业特点、学生情况,结合《中国药典》,合理地设计、调整、更新药物检验学科的教学内容,采用灵活多样的教学方式,在实践中不断积累经验、摸索和改良教学方法,提高药物检验教学质量,同时全面提升学生的自身综合素质,为社会培养出具有扎实的专业知识和实践技能,并具有协作、创新、自我学习能力的高素质技术型人才。
参考文献
[1]刘文英.药物分析,第4版[M].北京:人民卫生出版社,2002:2.
[2]王志群,倪坤仪.药物分析教学探讨[J].药学教育,2002,18(4):28.
[3]于淼,慕善学等,高职药物分析与检验技术课程实验教学改革探讨[J],2011,129-130
Abstract For the surface engineering technology curriculum, which content is rich combining with theory and practice and involving a wide range of disciplines, so there is some teaching difficulties. In this paper, surface engineering technology curriculum was opened at material formation and control engineering department in Chengdu University. It is discussed about teaching objectives and strengthen students' professional knowledge training. At the meet of social demand, to optimize the teaching reform and to improve the students interest for "surface engineering" course, to stimulate students' independent innovation model.
Key words surface engineering technology; teaching reformation; innovation culture model
0 前言
人类很早就掌握了表面技术为自己的生存和发展服务,从最原始的使用树叶来抵御寒冷到古代的干将莫邪打造的宝剑,使表面的渗碳技术发挥到极致。在漫长的人类发展中,中国人为表面工程技术的发展做出了卓越的贡献。随着人类的进步,科技的快速发展,表面工程技术的需求和改进日益凸显。现代,宇宙飞船的发射成功,标志着中国的表面工程技术走向太空,因为没有抗高温的涂层技术,载人飞船不可能穿过大气层安全返航;没有抗辐射的薄膜技术,太阳能电池不可能在太空正常工作。20世纪80年代,电子、信息、海洋、航天、先进制造等高科技的急剧发展和对传统工业改造的迫切需要,表面工程技术将成为21世纪工业发展的主导关键技术。仅材料表面失效,如腐蚀一项年损失就超过水灾、火灾、地震和台风飓风加上恐怖分子所造成的损失之和。
因此,提高表面技术的应用技能,掌握瞬息万变的材料表面处理,提高材料的使用寿命,减少能源的损耗及维护成本,是本门课程在教学中核心所在。
1 明确表面工程的特点,加强教学改革
表面工程技术按照工艺特点,可分为13类,每一类里又包含很多的不同工艺方法,如图1所示,涉及的表面技术领域有机械、电子、汽车与船舶、航空航天、能源动力、生物医疗器械等。表面工程技术是交叉的多学科新兴技术,它与材料学的发展密不可分,同时跨越了物理、化学、生物学等多个学科领域,这对教材的内容要求就更加高,但目前教材更新内容较慢,单一的教材不能满足学生对本学科的掌握,且这门课程在我们学校的材料成型与控制工程专业中,课时仅有32学时,对于课程内容的扩展和学时的减少形成明显反差,满足不了学生对专业知识的认识和领悟,在较短的时间内完成本课程的教学,这对教师的教学提出了较高的要求。本课程要增加学生对本知识的掌握,在教学中必须优化课程教学体系,着重培养学生对各种工艺在实际中的应用研究,解决表面工程技术在生产中出现的问题,培养学生分析和解决问题的能力。
图1 表面工程技术工艺方法
2 注重基本原理,提高实践教学
课时的减少,就需要学生在课堂上掌握基本原理的同时,结合教师的实践生产研究,在课堂上扩大同学的知识视野,采用“虚实结合”的形式,提高教学质量。即尽管学生不能亲自实践学习,但是课堂上通过教师的实践讲解,举实例形式,通过经验教学,如具体的工艺流程及参数的改进,提高表面处理技术等,当然这种经验,来自教师的课下实践总结及参观考察等。同时,培养学生的自学能力,鼓励学生多选修些与本课程相关的基础知识及实践教学,如本学院的汽车产业人才培养中心及实训技能培训中心,了解和本专业相关的实践专业知识,推进质量工程的建设,在教学过程中突出创新能力的培养特色。同时,学院也引进了“双师型”教师,即具有工程实践背景的高素质、高学历人才,材料成型与工程专业也向企业聘用高级技术人员担任学院兼职教授,通过这种方式,解决当前实践教学的能力短板。
3 拓宽专业范围,强调多学科融合
表面工程技术是材料加工工程系或材料成型与控制工程系的一门专业课程,现有的教材多偏向于理论系统知识及基本原理,在培养学生的发散思维能力、创新意识和探索精神上较少。为了拓宽专业知识范围,教师在课堂上应引入最新的相关科研论文介绍,培养学生的创新意识和科研理念,在讲述表面技术的同时,也自然会涉及到相关的新材料、新方法、物理化学原理及机理探讨,达到更深层次的教学效果。如讲气相沉积技术教学内容时,介绍磁控溅射技术,以“磁控溅射-热处理两步法制备Cr2AlC图层及力学性能”,一文为例,从材料的角度讲述Cr-C化合物涂层的优点及用途,加入Al后可改善涂层的耐磨性等,形成了三元相结构,更加提高材料的抗高温性和抗腐蚀性能。这样学生不仅了解了材料的综合性能及优缺点,同时也进一步复习了三元结构相图,进而引入表面工程技术,从前人的研究采用磁控溅射技术存在的不足,如沉积层薄、沉积速度高、工艺复杂、大面积处理难度大等缺点,进行了技术的改进及参数的选择,对图层的硬度及弹性模量进行了分析,了解表面分析及性能测试,也会激发学生对测试仪器的兴趣。因此,通过对具体科技论文的讲授,让学生了解了多领域的专业知识,加深了对整体专业性的把握,为学生的自学能力提供了良好的基础。
4 全面实施质量工程,推进表面工程的改革和创新
成都大学在各学科发展中,注重交叉融合,以材料学中表面工程技术为代表,建立交叉学科研究中心,以表面分析及测试技术为平台,向多学科辐射,包括环境污水治理、临床医学、制造技术、数字信息化模拟等,以社会对人才的需求为导向,增强人才培养的社会适应性,建立主动适应经济社会发展要求的人才培养模式和机制。加强不同学科专业之间的相互交叉渗透与融合,培养复合型人才。在不断的创新能力和实践能力培养下,优化人才培养目标和人才培养模式,使人才培养从“专业对口”转变为特色和“广泛适应”。同时,努力探索并建立多样化的人才培养模式,不断探索和完善双学位、主辅修制等,为学生的个性发展和潜能发挥创建有利条件。
5 结束语
关键词:实践教学;教学改革;实习基地
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)16-0229-02
化学是一门实践性很强的学科,与工业生产有着密切联系,专业实习是应用化学专业学生理论联系实际,加强化学技能训练,强化工程意识和实践能力必需的重要教学实践环节。针对近年来在教学实践中碰到的问题,结合我院的具体情况,对合理安排师范高校应用化学专业的实习教学及其改革提出了一些建议,以不断提高其教学质量。
一、化学教学中专业实习实践教学的现状
我国的化学工业化水平已进入高度计算机自动化控制时代,对工程技术人才的要求更加苛刻,实践教学效果的好坏将直接影响学生工程素质的高低和就业竞争力的强弱。就我院而言,随着学校的建设和发展,目前共开设有48个本科专业,其中约半数为非师范专业,每年的毕业生超过3000人。从用人单位反馈的意见显示,我校非师范毕业生理论基础并不比省内同等院校差,但科研能力和操作技能稍有欠缺,不能很好地迎合多变的市场需要。因此,对非师范专业实习的改革很有必要性。目前非师范学生的实习实践教学面临不少困难和问题,主要表现在以下几个方面。
1.学校教学管理方面的问题。教学资源不足,影响实习的质量。主要表现为:①非科班出身的专业教师工程实践经验不足,且实践教学指导任务繁重,学生专业技能、实际操作方面的训练不充分;②化工实验设施不足,还没有建设和使用仿真实习技术;③在教学内容上就事论事多,缺少对先进设备结构与功能的详细分析;④在教学观念上,重课堂知识轻实践;⑤由于经费不足,实验室中试验设备少,试验以微量半微量小型仪器操作为主,学生很难联想到工业化连续运转对产品质量等的影响。实验仪器维护和保养几乎为真空区,能一直正常使用和运转的设备不多。
2.新形势下选择和联系实习单位面临的困难。由于各高校实习时间安排过于集中,在市场经济环境下,考虑到生产和管理管理成本增加、实习费过低、知识产权保护、安全等方面的影响,很多企业对接纳学生实习的积极性不高。
3.学生实习积极性不高。在高校“厚基础,宽口径”的培养模式下,部分学生思想上自视过高不能把个人理想与对社会现实的看法尽快地统一起来,往往产生失落感。在经济负担上,校外实习的吃、住和交通费用实际上是由学生自己负担,由于实习时间短,实习单位一般不愿意给学生学徒工的待遇,学生经济压力较大。另外,专业实习通常安排在大四,正值学生忙于找工作、投简历的黄金时期,由于就业压力、择业需求不同和对未来的较高预期,不少学生选择了与本专业不太对口的工作,鉴于专业实习对择业和就业作用不大,实习积极性也不高。
二、改革的思路
1.加强实践教学改革,完善实习制度。通过在现有的非师范生培养方案中完善实习过程监控体系,进一步细化实习质量考核标准和工作要求,灵活安排实习时间和实习形式,鼓励学生入学开始就自己寻找实习机会,使大学教育逐渐与社会发展、市场需要接轨;鼓励专业实习跟教师的横向课题相结合,形成毕业论文,增强学生对实际生产问题的分析和研究能力,体现学校产学研一体化的办学宗旨。在实习形式上可以采取集中实习与照顾个人需求的分散实习相结合的模式,校内仿真实习为主,校外见习为辅的模式,或多岗位轮岗实习等新模式。与此同时,政府应出台相应政策,明确高校学生实习制度的必要性,增加实习经费比例,使实习具有可行性。
2.以本科教学水平评估为契机,完善校内实训设施。应用化学为师范高校的非师范专业,校内实习设施的采购和建设相对落后于师范专业建设,部分甚至处于筹建阶段,借助本科教学水平评估和特色专业实验室建设的挈机,购置一些典型化工单元操作、工段和流程的化工仿真设施和软件,由指导教师在实验室讲解典型工业实例,训练学生开、停车的操作能力。通过生产过程仿真,营造类似于真实生产车间的教学环境,增加学生动手的机会,使学生既熟悉了工艺流程,又了解了主要生产设备及管路、控制点、阀件的合理布控及作用。同时,化工仿真训练如能与毕业论文、毕业设计、大学生创新项目以及大学生创新基地建设相结合,不仅可以增加实验设备的利用率,丰富实习实践教学手段,还可强化学生工程意识和创新意识的培养,拓宽知识面,为灵活安排专业实习模式打下基础。与传统教学模式相比,校内仿真实习为主的新型教学模式,可减轻学生校外实习经济上的压力。
3.建立稳定的校外实习基地,加强校企合作和管理。师范高校可立足自身特点,采取“互利互惠”原则,从以下几方面培育和扩充稳定的校外实习基地:①在满足专业性、管理规范和有用人需求的前提下,优先就近选择当地知名品牌企业或本行业有实力的大型企业;②实行实习基地挂牌制,双方签订合作协议后,尽早挂牌,并委派社交能力强的教师负责保持联系;③加强校企双方在技术服务、科研项目方面的合作,帮助企业培训技术骨干,建立横向课题,帮企业解决生产实际问题;④邀请企业家或工程师经常到高校开设讲座,加强师生与企业的交流,扩大企业影响力,提升知名度;⑤高校根据企业列出的人才需求计划及时调整学生的培养方案,为企业培育和发掘有用人才。目前,与我院已签订校企合作协议且专业对口的稳定校外实习基地有柳州化工股份有限公司、柳州钢铁股份有限公司、北流三环集团、广西银亿科技矿冶有限公司、兴业海螺水泥有限责任公司、玉林燕京啤酒有限责任公司等十几家大中型企业。总之,通过建立稳定的实习基地,加强合作和管理,既拉动企业接纳学生实习的积极性和配合的热情度,又促进就业,使专业人才的培养维持供需平衡。
4.消除学生心理顾虑,提高实习积极性。在开展实习工作之初,提前预测学生在实习活动中可能遇到的心理、思想等方面的问题和矛盾,甚至由此产生的骄傲自大、自卑等不正常心理,有针对性地对学生开展思想教育,提高思想认识、加强业务、技能学习和心理训练,使其尽快适应实习工作。安排实习任务时,采取集中实习与照顾个人择业需求的分散实习相结合的灵活实习模式,让学生与有意向的企业有充足的时间进行双向选择,挑选双方都满意的学生进厂就业。即使未就业的学生,对于将来的就业发展也起到了很好的导向作用。
学科知识与社会实践教育是相辅相成的,要提高应用型人才的培养质量,就要在实习教学过程中积极探索,不断总结,才能培养满足社会发展要求的适应能力强、创新意识高和思维敏感的复合型专业技术人才。
参考文献:
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[关键词]仿真仪器分析 教学 思考
[中图分类号] G648 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)10-0029-02
一、引言
仪器分析是化学领域的一个重要分支,它是以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的一种现代化分析方法,利用各种特殊的仪器设备,对物质进行定性和定量分析及形态或结构的分析。仪器分析实验课程理论深、综合性强,已成为化学、化工、材料、地质等学生必须掌握的一门重要课程。仪器分析实验课程不仅使学生加强对理论知识的理解,同时还让学生掌握了物质的检测和分析手段。分析仪器有紫外分析仪、红外光谱仪、色谱分析仪、质谱分析仪、原子吸收仪、核磁共振分析仪、热重分析仪等。由于各学校仪器资源有限,学生不能独自操作实验,因此,可采用仿真仪器分析教学,也就是分析仪器的仿真教学,它是利用建立分析仪器的教学模型,利用计算机、网络技术、仿真技术和信息技术,在计算机上建立一套反应特性与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统进行教学,学生通过操作这台虚拟分析仪器,可以获得与操作真实仪器一样的丰富经验。
仿真仪器分析教学可满足每个学生学习需求,促进学生感性地理解仪器分析中的理论,快速地操作仪器以满足各企事业单位的需求。
二、仿真仪器分析教学的优点
(一)提高教学质量
仪器分析根据分析原理不同,涉及多种类型仪器,且很多仪器价格昂贵,新建本科院校和一些普通本科院校,部分仪器未采购,大型仪器实验由老师演示给学生。而仿真仪器分析提供了仪器操作实训,计算机的普遍使用可使每个学生都能根据仿真系统进行模拟操作,达到了解真实仪器的操作方法,形象理解理论知识。
在操作仿真系统中,每一个仪器的操作步骤都有评分,学生参考评分就可知道自己操作是否正确,如果操作不对可重复操作。同时学生可查阅仪器的说明、结构、原理和方法,从而锻炼他们解决问题和分析问题的能力。
仿真仪器分析教学,基本包括核磁共振分析仪、质谱分析仪、红外分析仪、色谱分析仪等仪器的组成、操作以及相关理论,学生能基本掌握仪器的结构、原理、使用方法、注意事项和数据处理。仿真模拟真实仪器环境的直观、可操作性,在一定程度上激发了学生学习兴趣,让学生对仪器有一个具象认识,是一种图文并茂的教学方式,进而提高教学质量。
(二)低成本
采用仿真仪器分析系统,可大大地降低教学成本。首先,减少购买实验仪器的费用。一台国产热重分析仪需十几万,高效液相色谱需十几万,甚至上百万;其次,无需花钱配置高标准实验室。部分仪器操作条件苛刻,实验室需配置空调、除湿机等;最后,仪器维修费高,有些仪器耗材很贵,部分试剂价格较贵而其用量大,在考虑教学成本的问题上,这些实验就很可能被取消,仿真系统在计算机上进行虚拟操作,这样就无需高价的试剂。
三、仿真仪器分析教学的注意事项
仿真仪器分析教学具有得天独厚的优势,但要获得较好的教学效果,还需注意以下几个方面:
(一)激发学生兴趣
仿真软件教学枯燥难懂,为激发学生兴趣,在每一种分析仪器和分析方法背后都蕴藏着艰辛或有趣的故事,回顾和追踪科学家走过的足迹,能极大地提高学生学习兴趣,激发学生参与科研和追求创新的热情。例如,色谱法起源于20世纪初,1903年俄国植物学家米哈伊尔・茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管,以石油醚洗脱植物色素的提取液,经过一段时间淋洗后,植物色素在碳酸钙柱中实现分离,在管内形成了具有不同颜色的谱带。1952年英国科学家阿切尔・马丁、理查德・辛格因发明分配色谱分离法而共同获得诺贝尔化学奖。通过这些事实,让学生领会仪器分析在化学界所起的作用,引起学生对仿真软件操作的兴趣。
(二)与真实仪器教学相结合
原子吸收分析仪操作条件复杂,采用仿真软件系统较好,每个学生都能操作。红外光谱仪、紫外光谱仪等操作简单、迅速,这些仪器能满足1人或几人的小组操作,单一采用软件系统,不免有些单调,学生希望进行实际操作,可让他们操作真实仪器,之后操作仿真软件,两者相比较,加深对仪器和理论知识的理解。
(三)重视操作过程
仿真仪器分析,例如北京东方仿真分析仪器仿真软件,每一种分析仪器的操作步骤都有评分,操作正确给满分。在这种情况下,要检查学生获得的分析数据是否正确,例如,学生在仿真紫外分光光度计时,操作满分,但结果不对;有时结果对,但操作不完全对。所以教师要仔细检查学生的操作过程。
教师必须要求学生对仿真系统反复操作,达到熟练程度。在仿真下一个实验前,需要重复练习上一个仿真实验。
(四)重视信息反馈
仿真仪器分析是让学生形象地理解仪器分析理论,同时还要掌握分析仪器的操作。通过提问,可检查学生对以上两点的掌握情况。例如,提问学生气相色谱仪能否分析混合液体?依据什么原理将其分开?载气流速对色谱图有何影响?气化室的温度、柱温对色谱图有何影响等。通过学生的回答可了解他们掌握情况,同时让他们更好地理解仿真仪器分析软件中的操作。
四、仿真仪器分析教学中存在的问题
仿真仪器分析教学在设备、师资投入上具有优势,但也存在不足之处,例如,软件的仿真程度,教学多样性低,还具有一定的机械性,学生学习主动性不足等。
(一)仿真软件开发问题
为提高仪器分析模拟效果,需开发仿真软件,且要求软件种类和功能齐全。软件公司开发的软件大多是常用的几种,而仪器分析所涉及的仪器至少十几种。
同时,科技迅速发展,新仪器层出不穷,使得新仿真软件开发备受重视。而软件开发人员不懂仪器的相关理论和知识,所以要密切跟分析化学专业人士探讨,设计软件操作模块,使模型参数、环境与实际仪器的样品采集、分析相同。
(二)仿真软件升级问题
传统仿真软件有待于升级。例如,仿真原子吸收软件,增加不同种类的阴极灯;气相色谱软件中的检测器,除了热导检测器、氢火焰电离检测器外,还可增加电子俘获检测器和火焰光度检测器等,加深学生对真实仪器的全面认识。某些软件存在缺陷,例如,液相色谱软件,溶剂的设置与否,都被系统默认为初始值,学生可不进行设置;紫外分光光度计软件,紫外光波长若不调整,也有出现正确的实验结果,而误导学生认为自己操作正确等。以上这些问题,影响学生对真实仪器的理解,所以仿真软件升级迫在眉睫。
(三)仿真教学开放性问题
仿真教学不能限于实验室,更应网络化,便于学生利用课外时间,在宿舍或网络上进行自主学习;同时也加大实验室的开放力度,实验教师安排一定时间,让仪器分析课程的学生学习和操作。
五、总结
仿真仪器分析具有明显的优势,被很多教学者认可,在新建本科院校和普通高校中具有较强的实用性,但也存在不足之处。在仿真仪器教学中更需要激发学生兴趣,重视学生操作,学生信息反馈等方面,使学生能理解仪器分析理论,熟练操作仿真系统,同时仿真软件开发和升级也迫在眉睫。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 陈海健.浅谈《仪器分析》应用型人才培养[J].科技创新导报,2011,(21).
[2] 黄芳,吴晓,霞邵阳.仪器分析课程的教学思考[J].江苏教育学院学报(自然科学),2011,(4).
[3] 陈韵.加强地方院校仪器分析实验的几项措施[J].韶关学院学报(自然科学),2011,(2).
【关键词】 工业分析 职业能力 教学改革
工业分析与检验专业主要培养面向工矿企业分析岗位的中级分析人员,学生毕业后,除了必须具备足够的化学分析和仪器分析的基本理论外,实际操作能力要达到中级分析工水平。由于分析岗位针对性强,无论是在化工、石油、食品、纺织、冶金、环保、商检等行业,对从事分析工作的毕业生操作能力的要求都比较集中,因此如何提高学生的职业能力是我们工业分析与检验专业职业教育迫在眉睫的大事。
根据当前和今后长期存在的中职学生的状况,曾在本校组织并主研了工业分析与检验专业《以职业能力为本位的CBE教学模式改革》实践探索的课题研究,通过市场调研和企业用人需求,确定人才培养模式,并对专业结构和专业教学计划进行调整,在课堂教学中对原有的教学模式进行大胆的改革尝试,旨在为企业培养出专业知识够用、操作技能高、有敬业精神、操作规范的深受企业欢迎的中职学生。
采用模块化教学和目标教学相结合的教学模式,寻找理论教学、社会需求、学生实践的结合点,探索解决企业用人供需的矛盾,力图使企业用的满意,学生干的满意。具体来说就是在分析专业的三门主干课的教学中采用了理论和实践教学同期进行,使用了在“做中学”、“学中做”的方式,通过“做”启发学生发现问题,通过“学、做”结合使学生学会分析问题,解决问题,培养学生养成良好的职业习惯,最后提高学生的职业能力。
经过几年的教学实践认为,在教学改革中,采用以职业能力为本位的CBE教学模式,使学生在“做中学”、“学中做”,能使学生学习积极性提高,并且能使学生对知识掌握程度和技能掌握程度都有所提高。
1 教学改革的方案
1.1 培养计划的改革。制定培养计划时注重知识、能力与素质的合理构建。我们把知识结构的重心放在分析专业知识的基本应用上,“基础”与“专业”的比例适当。技术能力方面,我们培养和训练分析岗位所需基础能力、专业能力、分析能力。为了突出这三方面技能的培养,在各个课程中安排足量的实训内容和综合训练项目,使毕业生成为既有基本技能,又有专业技能,同时具备职业道德的中级分析检验工。通过就业指导和专业课程的学习,使学生深刻理解分析工的职业内涵从而激发学生的学习兴趣。同时刻意创建良好的职业氛围,促使学生形成积极向上的自我意识,引导学生正确认识自我,不断塑造自我。
1.2 课程体系改革。
1.2.1 根据知识与能力要求,设立课程模块。在课程设置上,以职业岗位能力为主要依据,安排每门课程,重视课程的实用性和实践性,以及课程体系的整体性和可操作性。课程模块结构如下:①知识与素质模块。包括公共文化基础教学、专业基础知识教学、专业知识教学三个模块;②专业技术操作模块:包括无机定量分析、工业分析与环境监测、仪器分析技术、中级分析工技能培训、毕业专题实验等模块。
1.2.2 根据课程的具体培养目标,将每门课程划分为若干个子模块,设立若干章。每个子模块单独存在,又相互联系。这些子模块(即:章)又由若干个专项能力构成,设立若干节。为了达到专项能力的培养目标,将涉及的知识和技能划分为相应的模块,即将专项能力(节)划分为知识基础模块、技能基础模块和专项能力模块三大类。知识基础模块是学生应掌握的专项能力所涉及的理论知识模块;技能基础模块是学生应掌握的专项能力所涉及的基本技能模块(包括:溶液配制、仪器使用、标准溶液的配制和标定等);专项能力模块是学生应掌握的专项能力所涉及的专项技能模块。
1.2.3 课程开发的思路。首先,基础理论体现“够用”原则。基础理论课的开设以“够用”为原则,建立文化基础课和专业基础课,不苛求学科体系的完整性。基础课的开设是为专业课服务的,强调实用性和应用性。适当削减了数学和物理的学时,对知识点的学习也有所侧重。
其次,根据教学目标整合课程。中职教育要体现学生对专业技能的掌握,因此在教学过程中,根据实际情况将部分课程进行整合。例如将无机化学、有机化学和物理化学三门课程进行整合,形成课程体系中的“化学基础”课程;将工业分析、有机分析和环境监测三门课程进行整合,形成课程体系中的“工业分析与环境监测”课程;授课教师以完成单项分析任务为主线,融合以上课程的内容来组织教学。
最后,开设整学期的综合训练课程。在第五、六学期安排整学期综合训练教学。包括毕业专题实验和顶岗实习,使学生在实践中对所学知识融会贯通,增强学生就业竞争力。
1.3 教材内容的改革。教材内容的改革,主要体现在打破原来的教材体系,以专项分析任务为主线,先作理论基础知识的学习和技能基础的训练,再深入专项分析任务的完成。总体思路就是:将以前的教材内容,分解为若干个具体的分析任务,再根据分析任务涉及的理论知识和技能知识,作进一步的讲解,最后,才是完成该分析任务的理论知识和技能训练。
在几年的教学实践中,对工业分析与检验专业的三门主干课,即专业基础课无机物定量分析、专业课工业分析与环境监测、专业课仪器分析技术,根据培养目标和课程改革的需要,分别进行了教材、学材、鉴定指南、教师指南、学生指南的编写工作。具体的编写思路:
1.3.1 教材的编写思路。主要内容:按每门课程的知识体系组成课程的章次,再根据实际的分析任务(即各种专项能力)单独组成各章的节次,每一节中根据分析任务所需的知识从知识基础、技能基础、专项能力三个方面进行阐述。知识基础包括完成这种专项能力所需要的理论知识;技能基础包括完成这种专项能力所需要的基础操作技能,如溶液的准备、仪器的选择和使用、标准溶液的配制与标定等;专项能力则是具体的分析任务的步骤、结果计算、数据处理等。
1.3.2 学材的编写思路。主要内容:包括学生上课时填写教材的主要内容(相当于笔记)、课堂练习,下课之后的课外作业布置,技能训练完成后的实验报告等。
1.3.3 学生指南的编写思路。主要包括:课程的基本要求、授课计划,教材的主要内容,教师上课的板书、例题,课后思考与练习的答案。
1.3.4 鉴定指南的编写思路。主要内容:包括各章节的内容小结、知识考核表、技能考核表等。
1.3.5 教师指南的编写思路。主要内容:包括教师上课的安排、课堂教学设计等。
1.4 教学方法的改革。主要采用模块教学和目标教学相结合的教学模式,将理论教学内容分解到各个专项能力中,在实验室里完成理论知识的学习和专项能力的培训,体现理论知识够用为度。为使实践性教学环节得以落实,我们大胆尝试着将课堂转到实验室里,为了使学生达到专项能力的培养目标,在教学中先提出目标,然后再作知识准备和技能准备,在教学方式上,采用边讲边练的手段,理论讲到哪里,马上用实验来验证,这样打破了理论教学与实践教学的界限,使学生能有足够的学习时间来进行实际操作,充分体现“教中学”和“学中做”的教学原则,从而保证对学生综合能力的培养循序渐进,逐步深入。教师则需要有指导完成专项能力的培养目标的专业综合能力、组织能力和课堂掌控能力等,能做到收放自如,因此此种教学方法对教师的要求很高,但对学生综合素质提高有很大的帮助。
具体做法是:在学习“混合物分离的一般方法”这一节内容时,介绍物理分离法,实验班采用在实验室里上课,讲蒸馏法时,是将蒸馏所需要的各种仪器放在实验台上,一组一套,每组进行仪器安装,然后老师再一组一组的检查,点评,并给每组打综合成绩。而在其他班则采用在教室里上课,是将蒸馏所需要的各种仪器画在黑板上,让学生在黑板上画出组装图,老师进行检查,点评,并给画图的同学打成绩。在仪器分析教学中,采用分组拆装仪器,进行直观教学,使学生在实训过程中不但掌握专业能力,而且培养了合作、协调等社会能力和从实践中学习、计划等方法能力。这样由于教学方式上的改革,使实验班的学生有更多的时间和机会进行实际操作训练,技能水平和熟练程度都得到提高。
1.5 教学评价方法的改进。在实际的教学过程中,以职业能力教育为中心,通过教学使学生具备分析岗位所需的各项职业能力。在理论教学结果评价时,主要考察学生是否掌握了本专业够用的专业知识;在实践教学结果评价时,主要看学生是否能达到能力目标所规定的要求,而非实施过程,即在考核学生实践能力时,注重学生能否达到职业能力的要求,而不是看学生是否做过实验、做过多少实验。在每个专项能力训练后,根据鉴定指南中知识考核表和技能考核表对学生进行评价。在期末时,课程评价方式从三方面(期末考试占40%,专项技能水平占30%,平时成绩占30%),进行综合评定,给出课程的总评成绩。
2 教学改革的效果
2.1 学生问卷调查结果。在教学改革开展一段时间后,组织了一次关于本次教学改革的学生问卷调查,就“是否愿意参加实验班的教学、对现在教学方式是否满意、与上期学习兴趣比较、知识学习情况、技能掌握情况”几个方面作了调查。调查结果表明:93%的学生都愿意参加实验班的教学。实验班有76%的学生对实施本课题的教学方式表示满意,对比班有63%的学生对原有教学方式表示满意。实验班有33%的学生学习兴趣比上期高,有19%的学生学习兴趣比上期低;对比班有13%的学生学习兴趣比上期高,有37%的学生学习兴趣比上期低。实验班有19%的学生表示知识学习懂了,对比班有11%的学生表示知识学习懂了。实验班有30%的学生表示学会了操作技能,对比班有26%的学生表示学会了操作技能。
综合以上的调查数据说明:通过开展教学改革以来学生学习积极性提高了,大多数学生能够接受此教学模式的改革,并且知识掌握程度和技能掌握程度都有提高。
2.2 本校教师的评价。在实施教学改革的班级,主要进行了《定量分析技术》、《仪器分析技术》、《工业分析与环境监测》共三门分析专业主干课程的教学活动。历时一年半,取得如下几方面的效果:
2.2.1 学生对知识的掌握较好。在教材开发时编写开发了“学材”,“学材”的内容注重对知识点的掌握,在课堂上完成对主要内容的填写,课后完成练习题,针对学生对习题中计算难的问题,编写了一定量的例题,帮助学生理解题意,提高了学生解决问题的能力。“学生指南”是教师上课的板书,注入了新仪器、新方法的模块,使学生对现代分析方法和仪器有较多的了解,拓宽了知识面,对今后从事相关工作提供帮助。“鉴定指南”是对教学内容的小结,注入了能力考核模块,使学生全面了解课程学习的目标,熟悉了课程考核的目标,使学生对知识的掌握比其他班好。
2.2.2 实验班动手能力较强。在实施教学改革的班级,学生的实训项目比普通班级增多,实习实训时间增长,为学生进行实训操作提供了极大的方便。使得该班学生实际动手技能得到了普遍提高。尤为突出的具体表现是:①在国家“中级分析工”职业鉴定和考核中,该班学生在为期两周的培训中,基本操作熟练,动作规范,80% 以上的学生能完成对分析天平称量、各种溶液的配制、标准溶液的制备及物质含量的测定等相应操作。在本次考核中,合格率达到100%,其中优秀人数 17人,占该班人数的41%,比其他班级高17个百分点。②在实验课中,体现在完成同类型的实践课时用时少,且得到的实验数据较平行班好。③在学校组织的化学分析技能比赛中,有10个班级,初选出40位学生参加比赛,奖项设置:团体奖6个,个人奖9名。比赛结果:实施教学改革的班级,获得团体一等奖,并获得个人奖项3名(分别是第1名、第3名和第6名)。这充分体现了“分析专业以能力为本位的CBE教学模式”实施后的良好效果。
2.2.3 职业习惯增强。在教学中教师根据学生的能力不同,将实验班分为多个小组,对知识点展开讨论式教学;在小组间展开竞赛,增强学生的合作意识,培养团队合作精神;也锻炼了优生的工作能力;同时进行实验台面的工作仪器、药品试剂有序摆放、台面的整洁等实验室工作作风的培养,使学生在今后工作中尽快进入角色。
2.3 毕业生跟踪调查。参加试点的班级学生,毕业之后,我们组织了一次毕业生跟踪调查,从用人单位的信息反馈表明:参加试点班的学生,其综合职业能力明显提高,具有知识面宽、上手快、岗位的适应期短、基本操作规范化、熟练程度与其他班的学生相比有显著提高的优点,且具备了良好的职业修养,用人单位大多将他们安排在专业对口的岗位上,事实上这些毕业生也确实能较快地适应岗位工作并受到企业的好评。
3 教学改革实施成本分析
本次教学改革为培养工业分析与检验专业学生的职业能力,采用“做中学、学中做”的CBE教学模式。因此大量的教学环节是在实验室中完成的。这就造成教学成本必然高于普通班的教学成本。主要体现在以下几个方面:
3.1 实验药品、试剂用量增加,仪器的损耗费用增加。例如:学习“废水中总铬含量的测定”这一环节时,采用可见分光光度法测定。实验班教学时,教师准备未知样品,然后由学生通过试验确定样品预处理方法,试测定等确定样品的取样量,最后完成。使学生明确工作曲线法的测定要求,样品处理的原则和处理方法等知识要点。而普通班教学则由教师讲出样品处理方法、样品的取样量,总结出工作曲线法的测定要求。两种模式比较:实验班比普通班多用硫酸约(100ml)、高锰酸钾20g、乙醇(50ml)、其它药品若干。
3.2 实验仪器和教学设备投入费用增加。学生要能做到“做中学、学中做”,必然需要大量的实验仪器,特别是大型分析仪器。推广后,对实验设施的数量要求较多。另外,在教学过程中,对教学环境有一定的要求:实验室里既能容纳学生做实验,还需要在实验室中安装多媒体设备,能进行理论教学和实验视频观看。这就必然增加教学费用,当然有些费用是一次性投入。
3.3 学生书本费用增加。由于针对本次教学改革,开发了一套校本教材,即工业分析与检验专业的三门主干课,无机物定量分析、工业分析与环境监测、仪器分析技术,分别有教材、学材、鉴定指南、教师指南、学生指南等五本书,学生由于教材增加,其书本费用也会相应的增加。
总之,实验班在进行专业主要课程的学习中,学校方面:对仪器和教学设备的投入,会增加;因为多数环节都是在实践中进行,其教学成本比普通班高约20%左右。学生方面:由于教材增加,其书本费会相应的增加。
4 结论
本次教学改革通过在实验班进行工业分析与检验专业“以职业能力为本位的CBE教学模式”的实践探索,从学生、用人单位、教学效果等几方面分析比较,采用“做中学、学中做”的方式进行教学,在工业分析与检验专业教学中是切实可行的教学方法,值得推广。另外,配套开发的关于工业分析与检验专业主干课程的教学资料,有助于学生对专业知识的重点、难点、专业技能方面的学习和掌握。