杜可杰 林英武 王宏青 侯三英 賀楚華
[摘? ? ? ? ? ?要]? 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)列入湖南省一流建設(shè)專業(yè),并第二次進(jìn)行了工程教育認(rèn)證。在此背景下,為提升其作為核心課程對本專業(yè)建設(shè)的專業(yè)支撐能力,對精細(xì)化工工藝學(xué)教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容等進(jìn)行設(shè)計(jì)改革非常必要?;诒菊n程特點(diǎn)及本專業(yè)建設(shè)實(shí)際情況,從課堂教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等方面進(jìn)行系列修訂,以期達(dá)到一流專業(yè)建設(shè)要求。
[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 精細(xì)化工工藝學(xué);化工教學(xué)改革;“雙萬計(jì)劃”
[中圖分類號]? G642 ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2020)18-0043-03
為加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化,加快建設(shè)高水平本科教育,從2017年起,教育部達(dá)成了“復(fù)旦共識”,教育部提出高校要加快建設(shè)和發(fā)展“新工科”。[1]同時,為推動新工科建設(shè),建設(shè)一流專業(yè)、培養(yǎng)一流人才,實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的目標(biāo),2019年,教育部啟動一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計(jì)劃”[2],該計(jì)劃在2019—2021年間,建設(shè)10000個左右國家級一流本科專業(yè)點(diǎn)和10000個左右省級一流本科專業(yè)點(diǎn)。截至目前,教育部共認(rèn)定4054個國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)以及6210個省級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。南華大學(xué)入選國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)6個,入選省級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)22個。其中,我院化學(xué)工程與工藝專業(yè)被認(rèn)定為湖南省一流本科專業(yè)建設(shè)專業(yè),這既是專業(yè)建設(shè)的機(jī)遇,同時也為專業(yè)建設(shè)提出了更高的要求,促使專業(yè)明確發(fā)展方向,理清建設(shè)思路,深化教學(xué)改革,不斷加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)和提升專業(yè)辦學(xué)水平。教育部在通知中表示,在實(shí)施本科“雙萬建設(shè)”的同時實(shí)施一流課程建設(shè)“雙萬計(jì)劃”,也就是現(xiàn)在的“金課建設(shè)”計(jì)劃[3],即建設(shè)10000門左右國家級一流課程和10000門左右省級一流課程。對于內(nèi)涵式建設(shè)來說,課程是教學(xué)科目的構(gòu)成及其教學(xué)活動的組織。而課程是學(xué)科和專業(yè)的橋梁,是學(xué)科建設(shè)與專業(yè)建設(shè)的具體體現(xiàn)形式,因此課程建設(shè)也必須體現(xiàn)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新的功能。
精細(xì)化工工藝學(xué)課程是我院化工專業(yè)的核心專業(yè)課程,在化工專業(yè)培養(yǎng)方向方面起著重要作用。該課程涵蓋內(nèi)容廣、涉及知識面寬(包括表面活性劑、合成材料助劑、食品添加劑、黏合劑、涂料、香料、感光材料、化妝品等)。[4]由于本課程內(nèi)容概念性強(qiáng),知識點(diǎn)內(nèi)容分散,傳統(tǒng)的講授式教學(xué)過程中,學(xué)生感覺枯燥,缺乏學(xué)習(xí)興趣及主動性;精細(xì)化工行業(yè)的發(fā)展動態(tài),新產(chǎn)品更新快,授課內(nèi)容及實(shí)踐內(nèi)容往往更新不及時;此外,傳統(tǒng)的教學(xué)模式重理論、輕實(shí)踐,由于課時有限(32課時),學(xué)生對精細(xì)化工工藝學(xué)的認(rèn)知比較有限,教授內(nèi)容與實(shí)踐結(jié)合不牢固,實(shí)踐能力拓展有限。針對以上目前精細(xì)化工工藝學(xué)存在問題。我們對本課程進(jìn)行了全方位的改革,從教學(xué)人員與團(tuán)隊(duì)、教學(xué)內(nèi)容與教材、教學(xué)方法與手段、實(shí)踐能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行逐項(xiàng)提升,力爭能夠達(dá)到一流本科對“金課”的建設(shè)要求。
一、構(gòu)建全新課程體系,教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)
精細(xì)化工工藝學(xué)主要介紹精細(xì)化工的概況,重點(diǎn)講解精細(xì)化工產(chǎn)品的基本分類、合成理論及工藝學(xué)基礎(chǔ)。主要包括表面活性劑、香料與香精、化妝品、日用化學(xué)品、膠黏劑、食品添加劑、涂料、塑料助劑等。但是本專業(yè)在2016年第一次專業(yè)認(rèn)證的時候,增開了精細(xì)化工導(dǎo)論課程,在第七學(xué)期還開設(shè)了限選課程表面活性劑。因此在課程授課內(nèi)容上,要盡量避開精細(xì)化工導(dǎo)論的初級內(nèi)容,進(jìn)而著重講解產(chǎn)品工藝。而對于表面活性劑一章,則進(jìn)行簡略講解,僅僅對表面活性劑的分類、主要產(chǎn)品的性能及工藝進(jìn)行了簡要講解,以避免與表面活性劑課程內(nèi)容的過度重復(fù)。由于精細(xì)化工行業(yè)更新?lián)Q代快,周期短,現(xiàn)有教材內(nèi)容部分與實(shí)際已經(jīng)稍顯滯后,課程內(nèi)容教授時必須要充分備課,加入更多前沿內(nèi)容以及工廠中的實(shí)際工藝。但是本課程課時量只有32學(xué)時,無法對所有內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解,只有對原有課程內(nèi)容進(jìn)行大膽取舍,點(diǎn)面結(jié)合,突出重點(diǎn)。主要講授內(nèi)容根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整為包括食品添加劑、合成材料助劑、膠黏劑、涂料、香料、化妝品幾大類,而表面活性劑部分則大大刪減。在每一部分的講解中,則選取一典型產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的用途、合成機(jī)理、工廠工藝的講解,在介紹生產(chǎn)工藝時,也盡量采用動畫模擬演示其生產(chǎn)的過程,利用動畫總結(jié)生產(chǎn)的規(guī)律,促使學(xué)生加以理解和掌握。在課程整體體系方面,由于精細(xì)化工產(chǎn)品眾多,我們對于其課程提體系進(jìn)行了調(diào)整,精細(xì)化工工藝學(xué)新的課程體系強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品工藝的研究規(guī)律和學(xué)習(xí)方法,在首次對某個工藝(如合成工藝)進(jìn)行詳細(xì)講解,后面遇到的類似工藝,學(xué)生則可根據(jù)自己的知識對其進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。同時通過對整個課程授課內(nèi)容的整合,使其更加系統(tǒng)化和科學(xué)化,進(jìn)一步反映了精細(xì)化工工藝的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系,有助于學(xué)生科學(xué)思維的形成和發(fā)展。
當(dāng)前,環(huán)境問題一直是當(dāng)今社會所關(guān)注的重要問題,精細(xì)化工行業(yè)由于其產(chǎn)品精細(xì)化程度高,因此對于環(huán)境影響相對于其他化工行業(yè)會更大。[5]因此,在課程體系設(shè)置時,把精細(xì)化工環(huán)境友好化列為本課程的講授內(nèi)容,包括納米技術(shù)、綠色分離技術(shù)、生物化工技術(shù)、綠色催化技術(shù)等在精細(xì)化工中的應(yīng)用等方面,同時注重授課內(nèi)容強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)以及可循環(huán)化工工藝的設(shè)計(jì)與講解。
二、改進(jìn)教學(xué)方法,建設(shè)多元模式教學(xué)
隨著互聯(lián)網(wǎng)與移動通信技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代信息化教學(xué)改革也引起了教育職能部門與教師的關(guān)注。在教學(xué)改革的潮流中,基于“互聯(lián)網(wǎng)+”、強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位的教學(xué)模式和方法不斷涌現(xiàn)[6],如翻轉(zhuǎn)課堂、混合教學(xué)等。當(dāng)然,所有教學(xué)方法的改革都是為了提升學(xué)生的主體地位、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。精細(xì)化工工藝學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)多為講述性教授,由于精細(xì)化學(xué)品多、工藝單調(diào),容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)聽課懈怠。因此在講學(xué)方法上進(jìn)行了系列信息化改革。主要采取了幾種方式:(1)為了提高學(xué)生的上課積極性,加強(qiáng)與學(xué)生的課堂互動,在講解某一具體化學(xué)品時,從其合成路線、從設(shè)備選型到工藝優(yōu)化、從分離方法到結(jié)構(gòu)鑒定、從原料來源到三廢治理進(jìn)行系列講解,同時請學(xué)生參與討論。如講解膠黏劑的工藝時,請學(xué)生提前查閱目前的主要工藝,課上可以就其工藝中的三廢處理工藝進(jìn)行探討,每個學(xué)生都可以參與進(jìn)討論中。(2)研討式課堂改革。具體做法為將學(xué)生分組,一般4~6人一組,每組給定一個大的方向(如膠黏劑、表面活性劑等),選擇其中具有代表性的產(chǎn)品,對該產(chǎn)品進(jìn)行社會調(diào)查、工藝設(shè)計(jì),每組做成PPT,在課堂上可以獲得5分鐘時間進(jìn)行PPT闡述。這種方式直接讓學(xué)生參與到了實(shí)際的課堂教學(xué)來,學(xué)生變成了五分鐘老師,老師針對學(xué)生的PPT講解從PPT制作、專業(yè)知識講解、工藝設(shè)計(jì)、市場趨勢等各方面進(jìn)行評價。該模式對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)檢索、工程分析、工程設(shè)計(jì)、口頭表達(dá)等能力均有較大幅度提高,同時對課程資源建設(shè)也起到一定的補(bǔ)充作用,該研討式教學(xué)在授課中得到了學(xué)生的極大好評。(3)現(xiàn)代化信息技術(shù)引入課堂。本課程積極采用學(xué)校及社會各信息化教學(xué)平臺,進(jìn)行現(xiàn)代化教學(xué)。目前主要采用的平臺有超星學(xué)習(xí)通、大學(xué)慕課平臺。本課程教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、授課課件等均已上傳學(xué)習(xí)通平臺。課程作業(yè)、課程討論等均通過學(xué)習(xí)通進(jìn)行發(fā)布,課堂簽到、討論也會通過學(xué)習(xí)通進(jìn)行。此外,本課程2017年進(jìn)行了南華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)立項(xiàng),在學(xué)校課程教學(xué)平臺上,除能夠看到所有本課程的資料外,還可以看到相關(guān)的典型精細(xì)化學(xué)品工藝的網(wǎng)絡(luò)視頻,為學(xué)生拓寬視野提供了幫助。
三、修訂實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,注重實(shí)踐能力培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的一個重要環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要教學(xué)手段之一。本專業(yè)在經(jīng)歷2016年、2019年兩次專業(yè)認(rèn)證后,無論是專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還是實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地都有了極大的改進(jìn)與提升。為使學(xué)生能在有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間內(nèi)極大限度地提高自身的實(shí)驗(yàn)技能和動手能力,本專業(yè)專門成立了精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)室,設(shè)置了24學(xué)時的實(shí)驗(yàn)課程,同時對之前的精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了認(rèn)真的修訂,實(shí)驗(yàn)室設(shè)備也按照專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了升級配備。在實(shí)踐教學(xué)中,將精細(xì)化工設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)作為重點(diǎn),每小組學(xué)生在做具體精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)時必須提前查閱相關(guān)資料,了解該實(shí)驗(yàn)題目的一些基本發(fā)展現(xiàn)狀和研究路線,自行設(shè)計(jì)合理的制備方案,由指導(dǎo)教師審閱后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,實(shí)施實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。此外,由于本專業(yè)實(shí)習(xí)基地包括閏土股份有限公司,該公司為精細(xì)化工行業(yè)巨頭。我們與其非常注重產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合,學(xué)生在實(shí)習(xí)基地認(rèn)真學(xué)習(xí)的過程中,對染料行業(yè)有了較大認(rèn)識,對染料工藝也有了深刻的實(shí)踐認(rèn)知。
四、加強(qiáng)師資建設(shè),提升教師工程教育背景要求
工程認(rèn)證對化工專業(yè)老師的工程背景明確提出了相應(yīng)的要求,要求教師具有足夠的教學(xué)能力、專業(yè)水平、工程經(jīng)驗(yàn)、溝通能力、職業(yè)發(fā)展能力,并且能夠開展工程實(shí)踐問題研究,參與學(xué)術(shù)交流,教師的工程背景應(yīng)能滿足專業(yè)教學(xué)的需要。因此,本專業(yè)十分重視專業(yè)課教師的培養(yǎng)。對于精細(xì)化工專業(yè)老師,要求所有任課老師定期參加化工認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等活動,在有條件的情況下與實(shí)習(xí)基地相關(guān)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作。目前,我們與衡陽裕華化工實(shí)業(yè)有限公司、衡陽建衡有限公司等建立良好的合作關(guān)系。專業(yè)老師到企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí),同時也聘請企業(yè)高級工程師擔(dān)任本專業(yè)兼職教師,大力推進(jìn)“雙師制”教育改革。[7]通過該項(xiàng)措施提高本專業(yè)教師的工程實(shí)踐能力,提升其工程教學(xué)能力。
我?;I(yè)成功入選湖南省一流學(xué)科建設(shè)專業(yè),在此契機(jī)下,立足高等教育內(nèi)涵式發(fā)展,對專業(yè)課程協(xié)同建設(shè)及改革具有非常大的必要性。本專業(yè)以化工實(shí)踐應(yīng)用為主線,對專業(yè)核心課程精細(xì)化工工藝學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)改革,通過構(gòu)建全新課程體系、實(shí)行混合多元教學(xué)模式、修訂實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、提升本課程任教老師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等措施促進(jìn)精細(xì)化工工藝學(xué)課程多元化、信息化發(fā)展,并努力打造成為本專業(yè)“金課”。
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編輯 馬燕萍