化工計算機仿真實(shí)驗教學(xué)的實(shí)踐改進(jìn)論文

　　[摘要]摘地方院校的轉型發(fā)展對專(zhuān)業(yè)建設提出了更高的要求，而實(shí)驗教學(xué)改革又是化工專(zhuān)業(yè)應用型人才培養的重點(diǎn)建設領(lǐng)域，本文以化工專(zhuān)業(yè)特色實(shí)驗課-化工計算機仿真實(shí)驗為載體，分析了在化工計算機仿真實(shí)驗教學(xué)中遇到的問(wèn)題，從清晰的認識課程的屬性和特點(diǎn)出發(fā)，結合教學(xué)實(shí)踐中總結的相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗，從教學(xué)模式和課程考核兩方面提出了改進(jìn)的方法，明顯提高了實(shí)驗課教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)反饋良好。

　　[關(guān)鍵詞]仿真實(shí)驗；教學(xué)實(shí)踐；改進(jìn)

　　近年來(lái)，根據《國家中長(cháng)期教育改革和發(fā)展規劃綱要(2010~2020年)》的指導思想，地方本科院校在化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)建設過(guò)程中，加快了應用型本科高校轉型發(fā)展步伐，我院結合本�！伴_(kāi)放辦學(xué)、服務(wù)地方，與區域經(jīng)濟和社會(huì )互動(dòng)發(fā)展”的理念，積極探索適應地方經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展需要的應用型本科人才培養模式，在課程群的設置和特色課程建設上，不斷的摸索和改進(jìn)，積累經(jīng)驗，提高教學(xué)質(zhì)量�；�工專(zhuān)業(yè)是化學(xué)、物理、數學(xué)、工程學(xué)等交叉的學(xué)科，要求培養學(xué)生綜合運用化學(xué)的基本原理和有關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎知識，對各種化工及其相關(guān)過(guò)程和化學(xué)加工工藝進(jìn)行分析、研究的能力，并能較熟練地利用計算機技術(shù)進(jìn)行過(guò)程模擬和過(guò)程設計�；�工計算機仿真實(shí)驗是我院化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)特色實(shí)驗課程之一，也是實(shí)驗教學(xué)改革的重點(diǎn)[1-3]，本文就這門(mén)與理論教學(xué)緊密結合的特色實(shí)驗課程在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題和教學(xué)中摸索的改進(jìn)方案做一介紹，供交流討論。

　　1課程特點(diǎn)

　　計算機仿真實(shí)驗是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的特色實(shí)驗課程之一，是在化工原理、化工工藝學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、化工自動(dòng)化及儀表等專(zhuān)業(yè)理論課的基礎上[4-5]，結合計算機仿真技術(shù)而形成的一門(mén)上機操作的實(shí)驗課。課程設置的目的是：通過(guò)計算機仿真實(shí)驗，模擬化工生產(chǎn)過(guò)程中的主要單元操作和化工工藝流程，完成設備的選型、進(jìn)出物料、化工設備的操作、工藝過(guò)程的儀表控制、數據采集、數據分析與處理等實(shí)驗操作，提高學(xué)生對化工生產(chǎn)過(guò)程的認識，掌握現場(chǎng)模擬操作、工藝過(guò)程控制、數據采集處理等專(zhuān)業(yè)知識，為今后在現場(chǎng)工作奠定基礎。工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)通過(guò)項目的實(shí)踐學(xué)習可以使知識變成解決問(wèn)題的能力[6-8]，但由于化工專(zhuān)業(yè)的特殊性，在校期間，學(xué)生在化工廠(chǎng)現場(chǎng)實(shí)踐或實(shí)驗操作的機會(huì )非常少，受到了安全性和實(shí)習單位生產(chǎn)實(shí)際的限制，而化工計算機仿真實(shí)驗可以提供一個(gè)模擬的化工生產(chǎn)環(huán)境，作為有限的實(shí)驗室操作和化工廠(chǎng)參觀(guān)學(xué)習的補充，完善了化工專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的體系。

　　2教學(xué)中存在的問(wèn)題

　　我院近五年的化工計算機仿真實(shí)驗教學(xué)情況反應，學(xué)生對仿真實(shí)驗有非常濃厚的興趣和較高的期待，這對我們教學(xué)過(guò)程是個(gè)非常好的事情，但是在教學(xué)過(guò)程中存在以下幾個(gè)問(wèn)題，往往使學(xué)生的上機操作流于過(guò)程，淺入淺出，學(xué)習效果不是很理想。(1)本課程相對其他實(shí)驗課程，所需理論課程的綜合性較強，有一定的難度，隨著(zhù)課程的進(jìn)行，部分學(xué)生的學(xué)習興趣越來(lái)越低，學(xué)習主動(dòng)性差；(2)學(xué)生在實(shí)驗課過(guò)程中雖然在按步驟要求進(jìn)行操作，但進(jìn)度拖拉，部分學(xué)生不能按時(shí)完成實(shí)驗操作；(3)部分學(xué)生對實(shí)驗操作按部就班，不注意細節，出錯率高。例如：進(jìn)料只是按下進(jìn)料泵，沒(méi)有細心的等待完成所需的進(jìn)料量而是直接進(jìn)行下一步操作，導致實(shí)驗操作進(jìn)行到某一步后無(wú)法繼續；干燥過(guò)程中參數的設置混亂，導致實(shí)驗操作得到的數據不合格等。針對以上教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，在教學(xué)實(shí)踐中，我們不斷的觀(guān)察、分析、總結，發(fā)現解決問(wèn)題不能僅限于表面，一味的要求學(xué)生課前認真預習，上課認真操作，按時(shí)完成實(shí)驗任務(wù)等，在教學(xué)中能起到的作用有限，要改善以上問(wèn)題，必須從教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行改革，“軟硬兼施”，提高學(xué)生的學(xué)習興趣、學(xué)習主動(dòng)性、積極性的同時(shí)嚴格考核制度，督促學(xué)生被動(dòng)的提高學(xué)習意識。

　　3改革內容與方法

　　3.1教學(xué)模式改革

　　3.1.1教學(xué)內容的學(xué)時(shí)分配化工計算機仿真實(shí)驗共32課時(shí)，以往和一般實(shí)驗課一樣，按32課時(shí)直接安排實(shí)驗教學(xué)內容，教學(xué)改革后，把32課時(shí)分為三部分進(jìn)行教學(xué)：第一部分2課時(shí)，安排課程介紹、軟件介紹、學(xué)習要求等內容的講解，使學(xué)生首先對本課程建立一個(gè)宏觀(guān)的認識，在有所準備的情況下進(jìn)入化工單元操作的學(xué)習，有效的避免了學(xué)習過(guò)程中的盲目性；第二部分26課時(shí)，根據所選擇的教學(xué)內容的難易程度，順序由易到難。學(xué)生在剛接觸實(shí)驗內容時(shí)，不能因為其理論部分和實(shí)驗操作簡(jiǎn)單而壓縮講解的時(shí)間，而應該幫助學(xué)生復習相關(guān)的理論知識，講解實(shí)驗操作的方法和步驟，在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現，這樣做有利于建立學(xué)生的自信心，使學(xué)生在剛開(kāi)始接觸操作時(shí)多了一份信心和耐心，能有效的提高操作的正確率，即便操作失誤也會(huì )主動(dòng)去分析原因，重新完成正確的操作過(guò)程，教學(xué)效果良好；第三部分4課時(shí)，主要用于復習和獨立摸索，要求學(xué)生對本課程涉及到的實(shí)驗內容進(jìn)行復習，重點(diǎn)針對自己在實(shí)驗操作中不是很熟練的、有疑惑的部分(例如：精餾過(guò)程中，回流比的改變對塔頂組成的影響等)，或是同一個(gè)實(shí)驗內或單元操作可以選擇不同的方式或操作對象的內容(例如：干燥對象由棉布換成木塊時(shí)，參數的選擇和設置等)。這部分操作可有效的提高學(xué)生的學(xué)習興趣，深入掌握教學(xué)內容，同時(shí)也是效率較高的復習方法。3.1.2教學(xué)內容的講解方式及處理學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)的教學(xué)方式化工計算機仿真實(shí)驗的教學(xué)內容涉及到的專(zhuān)業(yè)理論課程往往使作為本科的先導課程已經(jīng)在上學(xué)期或更早的時(shí)間完成了，學(xué)生在上機操作過(guò)程中運用到相關(guān)知識時(shí)不一定能記得很清楚，所以在實(shí)驗操作和數據處理的過(guò)程中就會(huì )遇到這樣那樣的問(wèn)題，而在實(shí)驗課的講解過(guò)程中，有限的時(shí)間內不可能面面俱到，除過(guò)在課前布置內容要求學(xué)生主動(dòng)預習并加強預習報告的檢查之外，在課堂教學(xué)中，對涉及到的理論知識點(diǎn)進(jìn)行整合，以“鏈條”的形式串講，使學(xué)生對整個(gè)操作過(guò)程涉及到的理論有連續性的了解，有助于學(xué)生理解工藝生產(chǎn)過(guò)程，在實(shí)驗操作中遇到問(wèn)題后，鼓勵學(xué)生思考、提問(wèn)，老師和學(xué)生采取相互探討的方式，引導學(xué)生通過(guò)實(shí)驗操作嘗試性的解決問(wèn)題，加強學(xué)生對知識的理解和記憶，提高了學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性，教學(xué)效果良好。

　　3.2考核模式改革

　　3.2.1每節課結束及時(shí)總結實(shí)驗課教學(xué)過(guò)程中，分組上課，每組不多于20人，在實(shí)驗操作中大家可以相互討論，在課程結束時(shí)，指導教師逐一檢查學(xué)生電腦上自動(dòng)生成的實(shí)驗報告，通過(guò)實(shí)驗結果和實(shí)驗數據分析，和學(xué)生們一起總結本節課的表現及存在的共性、個(gè)性的問(wèn)題，使學(xué)生養成及時(shí)總結的習慣，有利于知識點(diǎn)的深入理解和學(xué)習，同時(shí)對學(xué)生在實(shí)驗課時(shí)注意力和精力的投入有明顯的督促的作用，有效的改善了學(xué)生上課時(shí)拖拉、懶散的情況。3.2.2期末考核期末考試的成績(jì)組成設置由原來(lái)的平時(shí)表現(包括預習報告20%、實(shí)驗操作40%、實(shí)驗報告40%)占總成績(jì)60%，期末操作考試占總成績(jì)40%，調整為平時(shí)表現(包括預習報告20%、實(shí)驗操作40%、實(shí)驗報告40%)占總成績(jì)70%，期末操作考試占總成績(jì)30%，強化平時(shí)成績(jì)的比例，督促學(xué)生把每一個(gè)實(shí)驗內容的知識點(diǎn)學(xué)到細處、深化理解。期末操作考試的試題設計注重理論、操作、數據處理三部分內容的有機結合，采用上機操作，現場(chǎng)提問(wèn)相結合的方式，綜合考核學(xué)生對實(shí)驗內容的掌握。試題采用現場(chǎng)抽題的方式，分組進(jìn)行，保證1人1題，獨立完成，好的考試風(fēng)氣反過(guò)來(lái)促進(jìn)學(xué)習風(fēng)氣的改進(jìn)。

　　4結語(yǔ)

　　化工計算機仿真實(shí)驗是化工專(zhuān)業(yè)非常有特色的一門(mén)實(shí)驗課，具是一門(mén)理論知識綜合性較強、實(shí)驗操作復雜、工藝過(guò)程貼近生產(chǎn)實(shí)際的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課�；�工計算機仿真實(shí)驗以模擬生產(chǎn)工藝過(guò)程的實(shí)驗為主，在操作中所遇到的問(wèn)題也可能會(huì )出現在實(shí)際生產(chǎn)中，在實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中，培養學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，是實(shí)驗教學(xué)核心的能力要求，通過(guò)合理的課時(shí)設置、課前鏈條式的理論知識串講、課內探討式的引導、課后及時(shí)總結分析遇到的問(wèn)題、強化平時(shí)成績(jì)、期末綜合考核等不同層次的教學(xué)模式改革，有效的改善了以前教學(xué)中存在的問(wèn)題，提高了學(xué)生的學(xué)習積極性、主動(dòng)性，課內學(xué)習氣氛濃厚，期末考試成績(jì)良好，學(xué)生對教學(xué)的評價(jià)良好，達到了預期的教學(xué)效果。

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