新技术背景下化工原理课程教学的改革思路与举措

丁 戈，刘红盼，孟江平,黄孟军,王新潮

(1.重庆文理学院 化学与环境工程学院，环境材料与修复技术重庆市重点实验室， 重庆 402160；2.山东菏泽学院 药学院，山东 菏泽 274000)

化工原理系列课程是化学工程与工艺、应用化学、制药工程、环境工程、生物工程、过程装备与控制、安全工程等相关专业的核心课程之一。化工原理主要通过各个单元操作的基本原理、参数变量设定、设计型和操作型计算、单元操作设备的设计及结构、设备的选择等为理论基础，研究物料在单元操作里的物理和化学变化过程并加以计算，在工业生产过程中是解决相关生产问题的理论基础。因此，通过本课程的学习，旨在引导学生由纯理论的学习向实践性、工程化思维的转变。

近年来，教育部推动了高等学校的新工科建设，其中也包括中国化工教育协会推动的化工类专业的新工科建设，旨在提高化工类专业课程教学的质量，以培养数量更多，质量更优的化工专业应用型人才，更好的为国家石油和化工行业的快速发展提供更优质的专业人才。

传统的化工类课程教学方式比较死板，注重理论教学而缺少实践应用。快速发展的石油化工行业也急需各种新技术背景下的高端人才，这就为从事高校化工专业课程教学的教师在人才培养方面提出了新的任务和要求。2020年新冠病毒席卷全球，给全球的经济和生命财产造成严重的破坏，目前，我们国家在党中央和国务院的领导下，防疫工作取得了瞩目的成效。我们在与新冠赛跑之际，各大中小学做到了延期不延教，停课不停学，这其中新的技术如大数据、人工智能、网络学习平台，各种在线教学APP等的应用起到了不可取代的作用。因此，对于教育者来说，在新技术背景下，充分利用线下线上网络教育资源、网络教学手段进行教学是教师必须掌握的手段之一，如何充分的利用好线上网络平台，做好化工原理相关课程的教学工作，让学生更好更多的掌握化工知识并用于实践，是我们化工原理相关的课程教学者需要进一步思考的问题。

1 改革的思路与举措

1.1 培养兴趣

作为一线教师，在化工原理教学过程中，很多学生反应课程本身比较难，不容易掌握，也就没了兴趣，学习的动力也荡然无存。其实，化工原理课程本身从专业角度来说，知识点的难易程度是比较适中的，只是单元操作之间联系不是很紧密，容易混淆，最主要的问题是大家不感兴趣，俗话说"兴趣是人生最好的导师"，学好任何一门技术或者课程，兴趣尤为重要，因此，教师在教学过程中，有意识的让学生对授课内容感兴趣，培养学生积极的参与思考，是教师应该做的最主要的工作之一。培养学生的学习兴趣应该从下面几个方面入手。

第一，教师做好课程授课前的充分准备，美化课件，避免学生容易引起视觉疲劳。第二，授课过程中，教师多引入案例式教学，避免教条式，纯理论的灌输，真实的案例引入，让学生更容易理解掌握所学内容，并且对增强学生的学习兴趣有莫大的帮助。比如在离心泵的工作原理这一章节，教师可带离心泵(或者模型)供学生参观，现场讲解部件组成、工作原理，学生更容易了解掌握。第三、课程面授与生产实习相结合，根据我校化学工程与工艺专业人才培养方案，我校与四川省某化工单位达成协议，提供我校学生每年数次的化工实习场所，实习车间包含完整的各种工艺流程，如换热器，精馏塔、吸收塔等，可供学生参观学习，不仅提高了学习的效果，还为化工原理的课程设计奠定了基础，此举措避免了空洞的纸上谈兵，会大大激发学生的学习兴趣，强化学生的工程意识。

1.2 启发式教学

教学的最高境界是启发教学，锻炼思维模式，增强创新意识。在新时代，新技术背景下，大学生创新意识的培养关系着未来民族的进步与国家的繁荣。教师要时刻做好角色的转变，摒弃传统的阻碍学生创新意识培养的旧时观念。启发式教学主要以学生为主，教师可以提前设置一些内容，这些设置的内容可以没有标准的答案，让学生想办法把所学的知识怎么和工程实际联系起来，比如用离心泵输送液体，有几种不同型号、不同功率的泵，完成一个特定的液体输送任务，不同型号的离心泵怎么从中选择，是串联还是并联，供学生分组讨论，让学生讨论后，发表自己的见解，怎么解决实际问题，发散学生的思维模式，不仅活跃课堂气氛，而且有助于学生集中注意力听课。

1.3 面授与线上教学相结合

传统的教学模式以面授为主，随着技术的日新月异，各种新技术的出现为教育工作者的教学方式提供了更多的可能。同时，为了积极应对并防止各种突发事件(如疫情)而影响教学工作，教师必须从思想层面要有角色的转变，接受新事物，让教与学尽可能多元化，做到面授与线上教学互补，相辅相成。

首先，教师需要转变转念，有许多教学名师在化工原理面授的时候，很受学生的欢迎，但是，一旦转为在线教学的时候，效果好像不是很理想，这是因为面授和线上教学模式差别很大。面授的过程中，除了课件上的动画或者图片来吸引学生的注意力之外，更多的是教师的利用肢体动作和语言，进行单元操作原理和理论的讲解与推导。线上教学并非是简单的将课件或者视频录制好，放到网上供学生去观看，而是要注重学生的反馈以及课堂效果，要用新的适合线上教学的课件、语言和授课模式。比如，在讲解单元操作时，教师可以采用CAD示意图或者3D动画剖面图来展示单元操作的结构及工作原理。所以，教师要做充分的准备，适应新的教学模式。其次，利用更多新的技术，新技术的发展为学生很好的获取知识提供了更多的渠道，教师线上教学，充分利用新技术，能有效的提高教学效果，易于学生对知识点的理解和掌握。线上教学的新技术手段主要有两块，一是软件，另一是硬件，硬件包括我们熟知的电脑、摄像头、手机等；软件方面目前主要包括在线课堂、钉钉、腾讯课堂、MOOC视频等。充分利用这些新技术，可实现学生的提问、考勤、上课、考试等一系列教学活动。除了上述比较宽泛的应用技术外，还有一些针对于的化工原理教学的软件，比如化工设备3D漫游，化工模拟流程、化工虚拟仿真等，充分利用这些软件，将抽象的东西具体化、实质化，提高课堂的效果，易于学生更好的理解。

1.4 多元化的考核

我们学校化工原理课程的考核方式已经沿用多年，学生总成绩=期末考试(70%)+平时成绩(30%)，其中平时成绩主要由平时作业、考勤、上课时的表现三部分组成，总成绩高于60分者合格，否则参加补考，卷面成绩是补考的最终成绩，并且此部分没有平时成绩。传统的考核方式虽然利于教学质量的监督和评价，任课教师出题，统一改卷，对教师给与足够的灵活度，也体现出对学生考核的公平性，但是其中的弊端必须要重视起来，每学期教学任务结束后，大部分学生抱着考前突击的心态，死记硬背。而无法对学生的学习进行动态追踪，往往导致学生缺乏对课程学习的思考和理解，考试一结束，所有的知识点都基本忘的一干二净，因此，鉴于新技术背景下建设"新工科"的要求，化工原理考核的内容和方式也需要改进，考核需注重学生的应用能力，解决实际问题的能力。

第一，增加考核频次，教师平时可以随机设置一些小测验，或者课堂作业，随时对学生学习的动态和效果进行摸底。第二，考核方法可采用闭卷开卷考试相结合，闭卷考试，着重于考察学生对一些概念的理解，公式的推导等方面；而开卷考试着重于考察学生用所学知识解决一般操作问题，复杂工程问题的能力。第三，纸质考核和网络平台考核相结合，随着新技术的不断开拓和应用，网络考核因其快速、方便、高效等特点逐步在代替传统的纸质考试，比如教师可以通过网络平台发送试题给学生，学生在线完成，教师在线打分，考试不会因为一些突发情况而终止。第四，平时成绩的评价应该多元化，不仅仅局限在平时的作业，考勤和课堂表现上，应该增加单元测试、课堂测试、综合考试等内容，让学生尽可能的把精力放在学习上，注重积累，学习效果才会显著提高。

5 结束语

新技术的不果断涌现，为新时代教师的教学方式带来了重大的变革，教师必须从自身角度要有积极的思想转变，摒弃传统的不利于学生创新意识培养、灌输式的教学模式；应该采用新技术、新手段、线上线下相结合、变革教学及考核方式，致力于培养学生解决实际工程应用的能力，化工原理这门课程是石油、化工、制药等行业的桥梁，新技术背景下的教学模式才能让学生更好的掌握理解各个单元操作的原理并应用于实践，这样才能为新时代石油化工行业输送新型的高端技术人才。