莫文龙,苑君容,马凤云,任铁真,刘晓玲,高歌,黄雪莉
(新疆大学化工学院,新疆 乌鲁木齐 830046)
化工传递过程课程是化工类研究生和本科生的专业基础课,理论性、基础性和工程性极强,该门课程讨论和研究化工过程中普遍存在的动量、热量和质量传递机理,揭示三类传递过程之间的类似性,还涉及化工主要单元操作的典型设备构造、过程计算及实验研究方法等内容[1]。该课程具有以下特点:(1)课程内容公式多,工程理论性强;(2)推理逻辑性强,对高等数学的依赖性高;(3)要求理解复杂物理过程的能力强,基本规律多,需建立较多的物理模型和数学模型。
传递过程是化工单元操作的基础,它注重从理论上揭示各种单元操作过程和设备的基本原理。结合特定的单元操作和设备深入研究动量、热量和质量传递现象,并归结为速率问题进行综合探讨,同时学习和探讨三类传递过程之间存在的基本理论的类似性[2]。
化工传递过程课程作为化学工程与技术等过程学科研究生、本科生的必修课程,一直以来都是解决过程工业实际问题的基础。同时,对石油化工、冶金工程、轻化工、高分子化工、生物工程、环境工程等相关专业的研究人员,此课程也具有较高的学习和参考价值。因此,对于本课程所学内容学生不仅需要理论知识过关,更需要理论联系实际。在讲解过程中,力求多涉及一些生产中的例子。基于这一思路,作者结合化工传递过程课程、化工原理课程和化工工艺学课程基础知识,在指导学生实习和撰写毕业论文过程中,分析讲解重要化工设备的原理、功能与注意事项,提高学生对工程实际装置的兴趣,营造良好的求知氛围[3-4]。
(1)促使学生全新感受专业知识的英文表达。从学生的反馈情况来看,不论是平时听课还是课程的阶段考核,学生通过前1~2章的学习后,可以基本理解英文授课的内容,掌握一般专业问题的英文表达方式,专业英语得到了显著提升。更为重要的是,基于难度较高的期末考试,以及对研究生能力水平的要求,学生会高度重视此门课程的学习,经过深入思考和讨论,对专业知识的英文表达往往会有全新的认识和感受。
(2)有效帮助学生提高英语水平。在研究生阶段,英语的学习和应用非常频繁。在导师的指导下,学生会阅读大量与研究方向相关的英文文献,而通过英汉双语课程提升英语水平可以切实强化学生阅读英文文献的能力。从长远的全面深入学习和将来发表高水平论文的要求来看,还需要学生切实提高英文写作的能力。因此,在课程中设置并要求英汉双语学习,目的是让学生在专业知识学习的同时,可以了解某些专业术语的英文表达及其应用于表述化学化工问题时的具体含义。
(3)中文表达成为本课程的能力训练之一。授课过程中,会尽量将所讲到的英文表述进行翻译(这里主要指意译),或带领学生共同翻译和理解重点知识。具体实施过程中,做到先看森林,再见树木。有全局观念之后,再研究具体树木,才有远见。整体把握知识点之后,通过老师引导翻译讲解的方式,让学生自己去组织语言,形成规范清晰完整的中文表达,并且识记相关单词和句子的用法,再对某句话的英文组织形式进行具体探讨,以研究的思维去理解英文的表达,既提高英文阅读能力,又增强中文表达能力(调研发现,多数研究生的中文表达能力仍然很差)。
(4)善于思考强化练习方能举一反三。关于对知识点的强化和复习,以课后作业和课堂小测试的形式开展。本课程准备了不同类别不同层次的练习题,以便学生对自己的学习情况进行自我检测。对课堂上学习到的重点、难点都有对应的习题。学生完成作业后上交检查,根据批改情况调整复习和学习新知识的思路和模式。需要强调的是,对专业表达(英文)的理解,无论从句子本意还是从深层次含义方面,都是一个不断巩固和深入的过程,需要学生具有坚持不懈的耐心和勇于直面困难的决心。此外,相同的英文句子,可以引申不同的中文表达。学生需要结合上下文,从不同角度认真体会,给出更合适的专业理解。
(1)数学推导较多,课程难度较大。教材中涉及的动量传递、热量传递、质量传递相关基本理论和典型案例,均需进行严格的大量的数学推导,学生理解和掌握起来难度较大。学生普遍反应,课程中有的内容比较晦涩难懂,难以在短时间内通过听课或者自学搞清楚。化工传递过程课程注重从理论角度揭示化工各个操作过程和设备的原理,涉及的概念较多、范围较广,且课程在研究深度上也更为突出。对于部分同学来说,由于对先修课程化工原理课程的基础知识掌握不够牢固,要短期内理解化工传递过程课程中的一些概念存在困难。教学过程也发现,以上情况不利于学生树立学习自信心,导致学生的学习积极性不够高,在课程知识的理解和掌握过程中处于被动学习的状态。因此,在教学过程中,要加强对基本概念的解释和重要公式的推导,不断复习先修课程中的重要基本知识,加强与学生的交流沟通,及时掌握学生的学习动态。
(2)采用英文原版教材,语言考验障碍重重。在研究生化工传递过程课程的教学过程中,以原版英文著作《Transport Phenomena》为教材,需要学生通过识记专有名词,理解英文表达,掌握核心要义,才能学懂弄通重要的基础知识。课堂教学之前,引导学生对本教材中的专业名词和常用表达进行自主预习,实现与课堂教学的无缝衔接。学生可以结合老师给出的预习材料,自行阅读教材了解课堂教学的主要内容,让学生带着问题去进行预习,对问题进行思考,达到较好的预习效果。
(3)线上教学形式多样,学习状态难以监控。2020—2021学年第1学期、2021—2022年第1学期的前半学期,因为疫情原因我校采取线上教学的方式开展并完成了本课程的讲授,发现讲授的时间和方式更加灵活多变,加之学生对网络比较感兴趣,可以试着将学生对网络的兴趣转变为对本课程的学习兴趣。不可避免地,线上教学实施过程中,老师对学生学习情况的了解只能通过学习平台反馈的数据和学情报告,这与学生真实的学习情况存在一定差距,无法准确根据学生的学习情况来调整下节课的复习内容。部分学生不能及时参与课堂问答、交流讨论环节,导致学习参与度低,体验效果较差。
(1)根据学生的先修课程,对教材的知识体系进行重新布局。针对教材的具体内容,按照学生的认知和学习习惯进行重新布局,按照先修知识由浅入深由此及彼对课件进行编排,并注重课前的引导学习,用身边常见的例子和现象对学生进行疏导,让学生对本门课乃至本节课知识点的框架有正确的认识。将晦涩难懂的专业术语和知识点以通俗易懂的方式进行解释,易于学生掌握和理解相关内容,并且提高学生的学习兴趣,帮助学生树立学习自信心,促使学生主动学习并掌握化工传递过程的相关知识。
(2)灵活运用数学方法解决问题,要求学生实际演算。本课程涉及大量的公式推导运算,这就要求学生对于本科阶段所学习的高等数学的知识非常熟练。因此在课堂学习前,要求学生复习回顾课程所需要用到的高等数学中的知识点。在学生复习回顾后再对公式推导过程进行讲解,学生可以准确理解此处推导是如何进行的,有利于将学过的知识进行串联,也有利于学生对于数学知识的灵活运用。要求学生一定要进行实际演算,不要眼高手低。学生通过计算可以检测自己是否听懂此处的推导过程,是否掌握运算过程。
(3)看到学生在学习中的进步,给予积极鼓励。对学生在学习中的探索给予积极的反馈,相信学生只要想理解只要想记,只要用心记,没有记不住的知识。一个专业性的人,对本领域的基本知识,应如数家珍。在授课过程中,要经常向学生提及先修知识点,并对学生的回答给与积极回应和鼓励。
(4)通过学习笔记了解学生的听课状态,采用小测试复习巩固。在学习过程中,强调学生要“喜新不厌旧”。由于研究生阶段学生科研任务与学业任务并重,传统意义上的学习时间较少,并且线上授课的形式难以准确了解到学生本节课的学习情况。因此,本课程以课堂笔记的方式来了解学生本节课的学习效果,并且根据反馈情况调整之后课程的复习重点,有针对性的进行复习,提高授课效率。在课后或者课前,通过小测试对重点和难点知识加以回顾,帮助学生有效进行知识点的复习和巩固。
(5)全面融入课程思政,加强学生学习效果。化工传递过程课程教学实施过程中,授课教师应紧紧围绕知识目标、能力目标和素质目标,以学生为中心深入思考“教学”与“育人”的内在逻辑关系,并开展关于“知识”“能力”与“素质”的交流和讨论,充分认识“业务水平提升”的同时开展“思政素质培养”的重要性。本课程团队在化工传递过程课程授课过程中,从马克思主义基本原理、思想道德修养与法律基础、中华优秀文化等方面,运用课程思政全面提升学生学习效果,形成了些许经验和体会,如:任何事物都不可能孤立存在,要以辩证统一的观点看问题;学会让数字说话,感受量变引起质变的普遍规律;绝对是暂时的,相对是永恒的;既要关注事物的个性特征,更要把握事物的共性规律等。再如,从理想流体机械能守恒方程和实际流体机械能守恒方程,引申“理想与现实的较量”,进而通过对比引出中国传统文化中关乎“理想与现实”的优秀诗词,凸显中华优秀古典诗词的现实意义,提升学生对我国传统诗词的文化自信。
(6)期末考核更加多元化,更加注重过程考核。传统的研究生课程考核大都以期末考试的考核成绩为准,不能科学的反映学生平时的辛勤付出和学习能力,导致部分学生平时不学习,临近期末的时候考前突击。将过程考核(如:作业成绩、笔记成绩、平时表现等)更多的加入期末考核中,即课堂的听课情况、作业的完成情况、笔记的记录情况以及回答问题的情况等都应该反映到考核中,让同学们重视学习过程,更加认真地完成日常作业,不仅有利于专业知识的掌握,更重要的是培养学生终身学习的习惯。
化工传递过程这门课程在化工专业的学生培养中,具有举足轻重的地位。该课程注重从理论上揭示各种单元操作过程和设备的基本原理,专业性强,也具有一定难度。我校此课程采用英汉双语教学,取得了一定的成效。本教学团队在课程实施过程中结合授课体会,对于如何提升化工传递过程课程的学习效果提出了些许看法,包括根据学生的先修课程情况,对教材的知识体系进行重新布局;灵活运用数学方法解决问题,要求学生实际演算;通过学习笔记了解学生的听课状态,采用小测试进行复习巩固;全面融入课程思政,提高学生的学习主动性,等等。