化學反應工程教學改革現況分析論文

化學畢業論文 時間:2018-11-13 我要投稿

  摘要:針對傳統的“以知識為主導”課程教學,對我校《化學反應工程》課程進行了教學改革。該教學改革是將課程教學重心放在“學生能力產出”上,實現了教學范式由“內容為本”向“學生為本”的根本轉變。教學改革內容包括課程目標與畢業要求的對應關系的建立、靈活多樣的授課形式以及學生能力獲得的課程評價。《化學反應工程》課程教學改革取得了良好的教學效果。

  關鍵詞:工程教育專業認證;成果導向;化學反應工程;教學改革

  《化學反應工程》作為化工類專業的一門核心課程,對化學工程與工藝專業學生分析化工過程單元操作、反應過程以及解決化工及相關領域復雜工程問題能力的培養起至關重要的作用。本文以我校《化學反應工程》課程教學為例,針對現有教學理念、教學目標、教學過程及教學評價中存在的問題進行教學改革,以期提高我校工程教育人才培養質量。

  1我校化學反應工程教學及教學改革現狀

  《化學反應工程》是以化學反應為基礎,以反應器的設計與優化為目標,同時以工程問題為對象專業課。該課理論枯燥、內容抽象,既涉及化學本征反應特性,又涉及相際的動量、熱量和質量的傳遞特征,甚至還有各種繁瑣數學模型的表達,因此具有難教、難學、難掌握、難應用的特點[5-7]。我校對《化學反應工程》課程教學仍主要采用傳統教學模式,注重教師如何講,而忽略學生如何學;注重理論知識的傳達,而忽視學生實踐能力的培養。因此教學過程中,雖以點名的方式將學生束縛在教室內,但學生注意力不集中,積極性不高,致教學效果不佳。為了使學生能有效的掌握化學反應工程知識,我校也進行了積極的教學改革與嘗試,如基于工程案例的教學改革,這種教學改革實質為教學方法的改進,即針對某一實際的工程案例,讓學生從中獲得某些專業知識;該方法相比于講授式更形象直觀;又如互動式的教學改革,這種教學改革實質亦為教學方法的改進,即課堂上增強學生和教師間的交流,以提高學生的注意力。這些教學改革在一定程度上彌補了傳統教學過程的不足,逐漸從教師為主導的課堂教學走向“師生的互動”,對人才培養質量起到了一定的促進作用。不過這些教學改革本質上還是依據“教學內容”正向設計教學,屬于“教學內容導向”的教學模式,而不是將教學的重點放到學生的“能力產出”上來[4]。

  2基于成果導向的化學反應工程教學改革

  基于成果導向的《化學反應工程》的教學改革思路為:由畢業要求分解的某些指標點落實到《化學反應工程》課程中,制定《化學反應工程》課程與畢業要求指標點的對應關系,修訂教學大綱,實施課程教學,課程教學結束后通過課程目標評價定量分析課程目標達成度。(1)建立課程目標與畢業要求指標點的對應關系。將課程目標指向學生的學習結果上,以學生所獲“成果”為目標實施教學,最終促使學生學習成果的達成。基于此,修改《化學反應工程》課程教學大綱,明確給出課程目標與專業認證畢業要求指標點間的關系,如表1所示。這樣明確了學生通過《化學反應工程》課程學習,能達到怎樣的成果,任課教師圍繞學生最終“成果”,即畢業要求指標點,反向設計教學過程。(2)注重學生為中心,教學過程更具靈活性。任課教師首先基于《化學反應工程》的課程教學大綱,圍繞課程目標的實現編制課程實施大綱,課程實施大綱主要根據學生的實際情況,編寫實施教學的詳細教學過程。課程實施大綱既體現以學生為中心的教學理念,也體現出不同任課教師的個性以及任課教師對課程的理解。教學過程亦注重以學生為中心。教學授課形式避免“講座式”、“一言堂”等講述法,針對不同的教學內容可采用非講述法。如講授均相單一化學反應,采用提問或討論式的教學方法使學生回憶“物理化學”均相化學反應動力學內容;又如講授非均相催化反應過程,采用探究式的教學方法讓學生分析整個過程的步驟,認識控制步驟對反應速率所起的關鍵作用,進而引出過程的總速率等于整個過程中最慢的那個步驟的速率;再如對于課程中涉及到非常重要且難于理解的知識點,諸如“返混”、“非均相反應本征速率的測定”等,則將這些知識點作為微課片段,授課前呈現給學生,然后采用基于微課的翻轉課堂式教學形式,將學習的決定權由教師轉移給了學生,讓學生在課前通過微課,以及自己查閱的資料學習這些知識點,課堂上教師僅通過協作學生學習的方法,實現學生對知識點的理解和掌握。(3)教學評價聚焦學生能力指標。改革傳統的“重學生知識點掌握”為主的教學評價,通過課程考核結果,圍繞課程目標,對學生的能力獲得進行評價。目前主要依據《化學反應工程》課程期末考試成績評價該課程目標達成度。課程目標達成度評價首先將考核內容與畢業要求指標點一一對應,即列出每一畢業要求指標點對應的小題,再這些小題總分加和起來作為每一指標點對應的目標分值,隨機抽樣30人左右的試卷,分別計算每一指標點對應的小題的平均分,將此平均分除以每一指標點對應的目標分值,獲得每一指標點對應的課程目標達成度,將課程目標達成度與課程目標達成度期望值對比,分析學生通過《化學反應工程》的課程學習,是否達到所應具有的能力要求,并給出課程持續改進的措施。以我校2013級化學工程與工藝專業卓越班為例,通過學生《化學反應工程》期末課程考試成績,給出課程目標達成度評價。如表2所示。可見,對于指標點1、2,課程目標達成度分別為0.79和0.73,課程目標達成度期望值皆為0.7,說明通過該課程的學習,學生基本理解了化學反應工程的基本概念及研究方法,且基本能結合化學反應特點實現反應器的分析、優化。目前《化學反應工程》的課程考核方式以及學生能力獲得評價相對單一。考核方式以課程期末考試成績為主,平時作業、提問等為輔;學生能力獲得評價主要依據學生《化學反應工程》期末考試成績評價課程目標達成度。鑒于此,后續還希望引入多層次的考核內容、多元化的考核方式以及完善的學生能力獲得評價方式。多層次的考核內容主要體現在期末考核引入案例分析、主觀討論題等以考查學生解決問題的能力;多元化的考核方式主要體現在考核形式除了期末考試、平時作業外,引入課堂討論、學科競賽、小論文、課堂練習等考核方式;完善的學生能力獲得評價方式主要體現在以多元化的考核方式為依據,評價學生能力的達成度。

  3結語

  基于成果導向的《化學反應工程》教學改革相對于傳統的“以知識為主導”的教學來說,不僅將教學理念定位在“學生能力的產出”上,而且通過多樣化的教學方法實施教學,真正做到“以學生為中心”。課程結束后,通過課程考核結果,圍繞課程目標,對學生的能力獲得進行評價,給出持續改進措施。該教學改革取得了良好的教學效果。不過目前《化學反應工程》的課程考核方式以及學生能力獲得評價相對單一,因此對多層次的考核內容、多元化的考核方式以及完善的學生能力獲得評價方式有待進一步探索。

  參考文獻

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