夏偉 王璇 鄭佳 樊姝婧
摘要:化工單元操作技術(shù)是石油化工專業(yè)的及化工相關(guān)專業(yè)的一門從自然科學(xué)到工程科學(xué)的專業(yè)核心課程,與時俱進(jìn)的教學(xué)模式改革對提升學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識具有重要意義。在該課程教學(xué)的創(chuàng)新意識培養(yǎng)改革探索中,充分體現(xiàn)以學(xué)為本的教學(xué)理念,通過課堂討論和線下討論相結(jié)合、以賽代練及以訓(xùn)促學(xué)、優(yōu)化考評制度等方式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,提高課程教學(xué)質(zhì)量。 筆者作為應(yīng)用型本科院校的一位化工專業(yè)課教師,在化工單元操作技術(shù)教學(xué)中,結(jié)合實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)創(chuàng)新的情境,在成功與歡樂中去感受創(chuàng)新,總結(jié)出一些心得體會,覺得對教學(xué)有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:化工單元操作;創(chuàng)新思維;教學(xué)改革
一、注重公式的記憶和應(yīng)用
化工單元操作技術(shù)公式繁雜,但單元操作的整個計算遵循著自然界的共同規(guī)律,其計算公式是質(zhì)量守恒、能量守恒、動量守恒的具體應(yīng)用。如在流體流動單元操作中,通過對某一系統(tǒng)的能量衡算導(dǎo)出描述流體流動規(guī)律的柏努利方程。傳熱、蒸發(fā)及干燥等單元操作中,通過熱量衡算計算冷熱流體流量、熱空氣消耗量等。而流體流動中的連續(xù)性方程、吸收的操作線方程及精餾段和提餾段的操作線方程均由物料衡算導(dǎo)出。
二、把握章節(jié)間的聯(lián)系和區(qū)別
化工單元操作技術(shù)涉及的單元操作有流體流動、流體輸送機(jī)械、非均相物系的分離和固體流態(tài)化、傳熱、蒸發(fā)、蒸餾、干燥、液液萃取等,教學(xué)中是按章節(jié)逐一介紹各單元操作。在各單元操作之間存在著許多相互連貫和銜接的知識點(diǎn)。如在流體輸送機(jī)械單元操作中,在求離心泵的特性曲線或工作曲線時,要用到流體流動單元操作中的柏努力方程;在蒸發(fā)單元操作中求算蒸發(fā)設(shè)備的面積時,要用到傳熱單元操作中總傳熱速率方程。
三、分清內(nèi)容主次,理清思路,突出重點(diǎn)
教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,要處理好教學(xué)內(nèi)容首先做到重點(diǎn)突出,詳略得當(dāng),切忌面面俱到,泛泛而過。因此,教師要精心組織講課內(nèi)容,思路清晰、線條清楚,由淺入深、重點(diǎn)、難點(diǎn)突出。要做到“主線明確,重點(diǎn)突出”,教師必須吃透全部傳授內(nèi)容,對教材進(jìn)行精心處理,對教學(xué)內(nèi)容反復(fù)推敲,認(rèn)真?zhèn)浜妹抗?jié)課,哪點(diǎn)該細(xì)講哪點(diǎn)該略講應(yīng)做到心中有數(shù),不斷提高教學(xué)水平。
四、優(yōu)化問題設(shè)計,促進(jìn)創(chuàng)新思維
興趣能推動學(xué)生去尋求知識,轉(zhuǎn)眼問題,開拓眼界,這個調(diào)動學(xué)習(xí)積極性的重要條件。課堂教學(xué)作為培養(yǎng)創(chuàng)新思維的主陣地,在教學(xué)中應(yīng)不斷創(chuàng)設(shè)趣味性的問題,對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),會有意想不到的效果。
教師在課堂中教學(xué)提問大致分四類:(1)判別性問題;(2)敘述性問題;(3)述理性問題;(4)擴(kuò)散性問題。在組織課堂教學(xué)中,要善于設(shè)計問題,激勵學(xué)生的創(chuàng)造性思維,應(yīng)加大對后兩類問題的提出,同時對問題的提出要注意有序性和階梯性,同一問題,也應(yīng)注意用幾個小問題提出,使問題切入口較小。例如:對板框式壓濾機(jī)原理的分析,可作這樣分步提問討論:(1)過濾板、洗滌板與框有怎樣特點(diǎn)?(2)板與框之間如何組合?(3)如何形成懸浮液、濾液通道?(4)濾液流程如何?(5)洗滌液的流程如何?通過這樣五個問題的分析,足以清晰分析板框式壓濾機(jī)的工作原理,如果再加上讓學(xué)生結(jié)合過濾原理及板框壓濾機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn),猜想如何對板框壓濾機(jī)進(jìn)行改進(jìn),則更加有利于學(xué)生對知識的深化,同時激活了學(xué)生的創(chuàng)新思維。
五、展開豐富聯(lián)想,推動創(chuàng)新思維
創(chuàng)造性思維能力來源于創(chuàng)造性思維,而沒有豐富的聯(lián)想則沒有創(chuàng)造性思維。
聯(lián)想是由一事物想到另一事物,是記憶的再現(xiàn)。在教學(xué)過程中不僅要充分利用書本知識,而且應(yīng)注意聯(lián)系生活實(shí)際及最新科技成果,用直觀的實(shí)例,來喚起聯(lián)想的靈感,對推動學(xué)生的創(chuàng)新思維,學(xué)好化工單元操作技術(shù)都大有益處。例如:講翅片式換熱器聯(lián)想到暖氣片,講蒸餾原理聯(lián)想到實(shí)驗(yàn)室中無水酒精的提取,學(xué)習(xí)蒸發(fā)原理聯(lián)想到粗食鹽的提純實(shí)驗(yàn)等,這些直觀實(shí)例,都能大大幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率,同時也有了充分發(fā)散性思維的鍛煉。另外能夠同時通過聯(lián)想進(jìn)行聚合性思維,則更能有助于推動學(xué)生的創(chuàng)新思維。例如:學(xué)習(xí)精餾塔的兩條操作線方程和進(jìn)料線方程時,鼓勵學(xué)生進(jìn)行聚合思維,不難發(fā)現(xiàn)三個方程的獲得僅僅是對精餾不同范圍進(jìn)行物料衡算的結(jié)果,這樣可以非常清晰地使學(xué)生了解三條直線的含義,將學(xué)生發(fā)散思維和聚合思維結(jié)合,展開了豐富的想象,對學(xué)生理解知識,推動創(chuàng)新思維作用是不可低估的。
另外,豐富的想象,可促進(jìn)知識的遷移,并以其推動創(chuàng)新思維。如推出吸收速率方程時,可讓學(xué)生聯(lián)想所學(xué)過的多層壁的導(dǎo)熱,以及傳熱方程式,不難發(fā)現(xiàn)兩者有驚人相似。講吸收的氣膜控制和液膜控制則可聯(lián)想到傳熱數(shù)K與管內(nèi)、管外對流傳熱分系數(shù)的關(guān)系,這樣不僅使所學(xué)習(xí)的知識得到了遷移,同時學(xué)生的思維能力也達(dá)到了較高的鍛煉。
總之,我們應(yīng)鼓勵學(xué)生遇到問題時,應(yīng)盡可能提出更多的設(shè)想,找到解決問題的途徑,不僅可使學(xué)生對所學(xué)知識融會貫通,解決問題游刃有余,同時學(xué)生的豐富想象力也為創(chuàng)新思維的培養(yǎng)插上翅膀。
六、企業(yè)學(xué)習(xí)實(shí)踐,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的最佳途徑
化工單元操作技術(shù)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)科,要能熟練了解各種單元操作及其設(shè)備的原理,離不開實(shí)踐觀察,要能夠從學(xué)習(xí)中提出創(chuàng)造性建議,更離不開實(shí)踐觀察,而對于能夠幫助學(xué)生學(xué)好化工單元操作技術(shù),從學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維,擴(kuò)大學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域,企業(yè)學(xué)習(xí)實(shí)踐則是最佳途徑。例如:(1)通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),學(xué)生中看見過與沒有看見過板框壓濾機(jī)的同學(xué)相比較而言,學(xué)習(xí)時看見過的同學(xué)很快就能了解其結(jié)構(gòu)和流體通道及操作原理等問題。(2)學(xué)校組織參觀化工廠,學(xué)生看到換熱器、旋風(fēng)分離器、管道及閥門、反應(yīng)罐、離心機(jī)、干燥器等設(shè)備后,學(xué)生能夠針對實(shí)際設(shè)備與書本知識進(jìn)行比較提出了大量問題,并自覺地聯(lián)想。進(jìn)行科學(xué)猜測,并能通過適當(dāng)途徑去論證,真正做到科學(xué)思維的過程,通過企業(yè)學(xué)習(xí)實(shí)踐,使學(xué)生的創(chuàng)新意識得以發(fā)揮。
當(dāng)然,創(chuàng)新思維的培養(yǎng),不是一朝一夕可以完成的,只要平時有心去做,點(diǎn)點(diǎn)滴滴地積累,那么在創(chuàng)新思維的培養(yǎng)過程中,教師和學(xué)生心將都能體驗(yàn)到創(chuàng)新帶來的樂趣。化工單元操作技術(shù)教學(xué)過程中注意采用靈活多樣的教學(xué)方法,發(fā)揮各教學(xué)手段的積極作用,不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1] 曾偉,隗小山,易娟. 基于“實(shí)踐”的高職《化工單元操作技術(shù)技術(shù)》課程改革的探討[J]. 價值工程,2017,(29):245-246.
[2] 劉絢艷,易衛(wèi)國,舒均杰,等. 基于工作過程的《化工單元操作技術(shù)》信息化教學(xué)設(shè)計[J]. 教育教學(xué)論壇,2015,(44):223-224.
[3] 于文萃. 理實(shí)一體化教學(xué)模式在《化工單元操作技術(shù)》 課程中的應(yīng)用研究[J]. 吉林化工學(xué)院學(xué)報,2017,(2):86-89.