生物工程專業化工原理教學改革探索

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一、教學內容的設計

(一)教學內容的方向性設計

教學重新設計的原則既要照顧專業需求也要照顧學校實際情況，在設計內容時要有特色不能照搬其他院校，我校旨在培養現代工程師，畢業的出口面相企業一線技術員，而一些985院校則面相科研領域，所以，在學習其他院校提升自身辦學實力的同時也要切忌照抄照搬。以上海交通大學為例，上海交大生物工程專業的畢業生大多面相科學技術研發和生物科學技術的科研領域，所以，在這種方向的指引下，授課內容理論層次較深，在傳統化工原理精華的基礎上增加了較為深層次的理論細節，比如:萃取內容部分，反膠束萃取和雙水相萃取等都有詳細的講解，而我校目前的辦學的實際尚不能匹配。我們是要以突出解決工程問題的能力培養為目標，應用現成結論解決設計型或者操作型的實際問題，輔以化工典型設備的講解，在傳統化工原理精華框架范圍內，簡化理論細節，培養工程素質。

(二)教學內容的細節性設計

我校現行生物工程專業化工原理理論教學教學大綱的制定原則是以64學時為基礎，選擇傳統化工原理主要章節進行制定，沒有充分考慮到專業的特殊性。因此，有必要對教學內容的細節進行合理化調整，進一步提高教學質量，增強我校生物工程專業輸出人才的綜合素質。根據專業需求以及專業本身所授課程，建議對生物工程專業化工原理教學大綱作合理化調整。“流體流動”、“流體輸送機械”、“傳熱”以及“蒸餾”作為最基本的單元操作是很必要的，尤其是“蒸餾”這一單元操作緊貼生物工程專業知識體系的主干，與生物發酵、生物化工、生物制藥、食品等方向息息相關，因此無論是簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾還是特殊精餾都是重點要求部分，連續精餾的計算與分析、精餾塔設計的操作原理與現象以及塔設備的分類與計算等內容都非常符合專業要求，考慮到生物工程專業課中講解“氣液傳質設備”，因此化工原理課程中可以將該部分簡化;而由于“氣體吸收”基本不具專業需求性，建議取消該單元操作的講解;建議引入的單元操作則有“萃取”、“干燥”和“結晶”等內容，這些單元操作與生物工程專業息息相關，該部分內容必能對后續專業教育提供充分其必要的支持。如此一來，我們取消了“氣體吸收”，增加了“萃取”、“干燥”和“結晶”，在這一基礎上，現行的64學時顯然不能完成教學內容，因此，建議增加至80學時分兩個學期來完成，這是保證教學效果以及為專業建設提供助力必要前提。

二、理論教學方式的合理運用

(一)理論聯系生活實際，將理論淺表化

從專業培養方案的安排上看，在化工原理之前，學生基礎的幾乎完全是純理科課程，化工原理是第一門工程技術學科。學習習慣上的各種不適應，使得學生對該門課程產生一些錯覺，諸如:“公式過多”、“推理復雜”、“各種指代符號繁雜”等等，總之，化工原理晦澀難懂，學起來實在吃力，進而產生厭學心理，嚴重偏離了教學的初衷。那么，理論形象化，淺表化則是解決上述問題的一劑良藥，利用生活實例導入理論，然后再將理論去靠近工業設備，之后在工業和生活實際之間構建相似性，如此循環，理論不再晦澀難懂，工程教育不再抽象生僻。舉例來講，在講授“傳熱”這一單元操作時，暖瓶則是學生天天接觸的東西，幾乎每位同學都見過瓶膽是什么樣子，圍繞瓶膽的設計規則對“熱傳導”、“對流”和“熱輻射”三種基本傳熱方式逐一解釋，那么學生就可以利用自己熟知的常識對“傳熱”這一單元操作產生了熟悉感和親近感，同時也對該單元操作重要工業應用之一“保熱/保冷”形成了一些整體意識，在貼近工程素質教育的時候，學生在理解供熱管道外保溫層的材料以及結構時自然不會感覺“離自己太遠”，同時也會總結出保溫采用的一些常規性和一致性的方式方法。再比方說，生活中的暖氣片與工業用的換熱器，盡管從器型設計上有巨大偏差，但是也不難發現原理上相似的地方，這種差異性和共性上的聯系和對比有助于學生對理論的掌握，因此化工原理才不會那么“難學”。

(二)靈活多樣的教學手段有助于提高教學質量

不得不承認數字化教學引入的十多年來，的的確確的大幅改善的教學環節存在的一些問題，但是，隨著知識量的逐年增長等等一些問題的相繼出現，課堂教學效果的提升一定要找到新的出路。靈活多變的教學手段有助于塑就“新鮮有趣”的教學風格，也有利于培養“清新”、“活力”的課堂氣氛。首先，必須把“老師的課堂”變成“學生和老師的課堂”，增加學生在課堂上的“戲份”，上課除了聽課之余，一定要有足夠量的“師生討論部分”，老師在拋出問題后，供學生分組討論，然后學生分別總結陳述，老師在依據討論結果進行總結歸納。這樣可以充分調動學生的主觀能動性，促使學生的思維跟上授課的節奏，同時還能促進學生的自學意識和習慣的養成。其次，教師授課過程中要善于總結，無論是階段性總結，還是跨章節的聯系性總結都能有助于學生對知識體系的整體性把握。如可以通過伯努利方程進行展開，把“流體流動”和“流體輸送機械”兩章整合到一起，闡述各節知識點編排順序的合理性，這樣學生在理解知識結構事會比較容易;再比如，通過“牛頓粘性定律”、“傅里葉定律”以及“菲克定律”相似的“長相”，灌輸化工原理分析解決問題的一些相似性做法，同樣有助于學生自學能力和解決創新性問題能力的培養。當然，教師自身也要刻意培養自身授課風格，讓學生喜歡上老師，以愛屋及烏的方式努力培養學生對這門學科的興趣，這方面的方法方式多種多樣，比如新時代的網絡語言引進課堂無疑更能攫住90后的心;亦或者課間休息時間討論一下體育賽事、娛樂八卦這類;當然，作為教師，腦袋里要有足夠的勵志故事的儲備等。這些都能拉近師生距離，增進“教”與“學”之間的情感。

三、結語

少學時化工原理教學在整個化工原理教學任務中所占份額教學相對較小，長期以來依附于化學工程與工藝以及輕化工程等長學時專業的教學模式，只依據學時數量對教學內容簡單“做減法”;再者，現在教室的受眾群體也就是學生的綜合素質以及過往的教育經歷也在悄悄的發生變化。作為教育工作者，必須順應時展，適應時代需求，自我完善，積極探索教學改革，培養更加適應社會需求的畢業生，為社會發展注入更富活力的新鮮動力。

作者：劉保雷 計海峰 楊梅 王衛東 單位：吉林化工學院