化工計算機仿真實驗教學的實踐改進論文
[摘要]摘地方院校的轉(zhuǎn)型發(fā)展對專業(yè)建設(shè)提出了更高的要求，而實驗教學改革又是化工專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重點建設(shè)領(lǐng)域，本文以化工專業(yè)特色實驗課-化工計算機仿真實驗為載體，分析了在化工計算機仿真實驗教學中遇到的問題，從清晰的認識課程的屬性和特點出發(fā)，結(jié)合教學實踐中總結(jié)的相關(guān)教學經(jīng)驗，從教學模式和課程考核兩方面提出了改進的方法，明顯提高了實驗課教學質(zhì)量，教學反饋良好。
[關(guān)鍵詞]仿真實驗；教學實踐；改進
近年來，根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010~2020年)》的指導(dǎo)思想，地方本科院校在化工類專業(yè)建設(shè)過程中，加快了應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展步伐，我院結(jié)合本�！伴_放辦學、服務(wù)地方，與區(qū)域經(jīng)濟和社會互動發(fā)展”的理念，積極探索適應(yīng)地方經(jīng)濟社會發(fā)展需要的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式，在課程群的設(shè)置和特色課程建設(shè)上，不斷的摸索和改進，積累經(jīng)驗，提高教學質(zhì)量�；I(yè)是化學、物理、數(shù)學、工程學等交叉的學科，要求培養(yǎng)學生綜合運用化學的基本原理和有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識，對各種化工及其相關(guān)過程和化學加工工藝進行分析、研究的能力，并能較熟練地利用計算機技術(shù)進行過程模擬和過程設(shè)計�；び嬎銠C仿真實驗是我院化學工程與工藝專業(yè)特色實驗課程之一，也是實驗教學改革的重點[1-3]，本文就這門與理論教學緊密結(jié)合的特色實驗課程在教學實踐過程中遇到的問題和教學中摸索的改進方案做一介紹，供交流討論。
1課程特點
計算機仿真實驗是化學工程與工藝專業(yè)的特色實驗課程之一，是在化工原理、化工工藝學、化學工程學、化工自動化及儀表等專業(yè)理論課的基礎(chǔ)上[4-5]，結(jié)合計算機仿真技術(shù)而形成的一門上機操作的實驗課。課程設(shè)置的目的是：通過計算機仿真實驗，模擬化工生產(chǎn)過程中的主要單元操作和化工工藝流程，完成設(shè)備的選型、進出物料、化工設(shè)備的操作、工藝過程的儀表控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析與處理等實驗操作，提高學生對化工生產(chǎn)過程的認識，掌握現(xiàn)場模擬操作、工藝過程控制、數(shù)據(jù)采集處理等專業(yè)知識，為今后在現(xiàn)場工作奠定基礎(chǔ)。工科類專業(yè)通過項目的實踐學習可以使知識變成解決問題的能力[6-8]，但由于化工專業(yè)的特殊性，在校期間，學生在化工廠現(xiàn)場實踐或?qū)嶒灢僮鞯臋C會非常少，受到了安全性和實習單位生產(chǎn)實際的限制，而化工計算機仿真實驗可以提供一個模擬的化工生產(chǎn)環(huán)境，作為有限的實驗室操作和化工廠參觀學習的補充，完善了化工專業(yè)實踐教學的體系。
2教學中存在的問題
我院近五年的化工計算機仿真實驗教學情況反應(yīng)，學生對仿真實驗有非常濃厚的興趣和較高的期待，這對我們教學過程是個非常好的事情，但是在教學過程中存在以下幾個問題，往往使學生的上機操作流于過程，淺入淺出，學習效果不是很理想。(1)本課程相對其他實驗課程，所需理論課程的綜合性較強，有一定的難度，隨著課程的進行，部分學生的學習興趣越來越低，學習主動性差；(2)學生在實驗課過程中雖然在按步驟要求進行操作，但進度拖拉，部分學生不能按時完成實驗操作；(3)部分學生對實驗操作按部就班，不注意細節(jié)，出錯率高。例如：進料只是按下進料泵，沒有細心的等待完成所需的進料量而是直接進行下一步操作，導(dǎo)致實驗操作進行到某一步后無法繼續(xù)；干燥過程中參數(shù)的設(shè)置混亂，導(dǎo)致實驗操作得到的數(shù)據(jù)不合格等。針對以上教學過程中遇到的問題，在教學實踐中，我們不斷的觀察、分析、總結(jié)，發(fā)現(xiàn)解決問題不能僅限于表面，一味的要求學生課前認真預(yù)習，上課認真操作，按時完成實驗任務(wù)等，在教學中能起到的作用有限，要改善以上問題，必須從教學過程中進行改革，“軟硬兼施”，提高學生的學習興趣、學習主動性、積極性的同時嚴格考核制度，督促學生被動的提高學習意識。
3改革內(nèi)容與方法
3.1教學模式改革
3.1.1教學內(nèi)容的學時分配化工計算機仿真實驗共32課時，以往和一般實驗課一樣，按32課時直接安排實驗教學內(nèi)容，教學改革后，把32課時分為三部分進行教學：第一部分2課時，安排課程介紹、軟件介紹、學習要求等內(nèi)容的講解，使學生首先對本課程建立一個宏觀的認識，在有所準備的情況下進入化工單元操作的學習，有效的避免了學習過程中的盲目性；第二部分26課時，根據(jù)所選擇的教學內(nèi)容的難易程度，順序由易到難。學生在剛接觸實驗內(nèi)容時，不能因為其理論部分和實驗操作簡單而壓縮講解的時間，而應(yīng)該幫助學生復(fù)習相關(guān)的理論知識，講解實驗操作的方法和步驟，在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，這樣做有利于建立學生的自信心，使學生在剛開始接觸操作時多了一份信心和耐心，能有效的提高操作的正確率，即便操作失誤也會主動去分析原因，重新完成正確的操作過程，教學效果良好；第三部分4課時，主要用于復(fù)習和獨立摸索，要求學生對本課程涉及到的實驗內(nèi)容進行復(fù)習，重點針對自己在實驗操作中不是很熟練的、有疑惑的部分(例如：精餾過程中，回流比的改變對塔頂組成的影響等)，或是同一個實驗內(nèi)或單元操作可以選擇不同的方式或操作對象的內(nèi)容(例如：干燥對象由棉布換成木塊時，參數(shù)的選擇和設(shè)置等)。這部分操作可有效的提高學生的學習興趣，深入掌握教學內(nèi)容，同時也是效率較高的復(fù)習方法。3.1.2教學內(nèi)容的講解方式及處理學生遇到問題時的教學方式化工計算機仿真實驗的教學內(nèi)容涉及到的專業(yè)理論課程往往使作為本科的先導(dǎo)課程已經(jīng)在上學期或更早的時間完成了，學生在上機操作過程中運用到相關(guān)知識時不一定能記得很清楚，所以在實驗操作和數(shù)據(jù)處理的過程中就會遇到這樣那樣的問題，而在實驗課的講解過程中，有限的時間內(nèi)不可能面面俱到，除過在課前布置內(nèi)容要求學生主動預(yù)習并加強預(yù)習報告的檢查之外，在課堂教學中，對涉及到的理論知識點進行整合，以“鏈條”的形式串講，使學生對整個操作過程涉及到的理論有連續(xù)性的了解，有助于學生理解工藝生產(chǎn)過程，在實驗操作中遇到問題后，鼓勵學生思考、提問，老師和學生采取相互探討的方式，引導(dǎo)學生通過實驗操作嘗試性的解決問題，加強學生對知識的理解和記憶，提高了學生學習的主動性，教學效果良好。
3.2考核模式改革
3.2.1每節(jié)課結(jié)束及時總結(jié)實驗課教學過程中，分組上課，每組不多于20人，在實驗操作中大家可以相互討論，在課程結(jié)束時，指導(dǎo)教師逐一檢查學生電腦上自動生成的實驗報告，通過實驗結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)分析，和學生們一起總結(jié)本節(jié)課的表現(xiàn)及存在的共性、個性的問題，使學生養(yǎng)成及時總結(jié)的習慣，有利于知識點的深入理解和學習，同時對學生在實驗課時注意力和精力的投入有明顯的督促的作用，有效的改善了學生上課時拖拉、懶散的情況。3.2.2期末考核期末考試的成績組成設(shè)置由原來的平時表現(xiàn)(包括預(yù)習報告20%、實驗操作40%、實驗報告40%)占總成績60%，期末操作考試占總成績40%，調(diào)整為平時表現(xiàn)(包括預(yù)習報告20%、實驗操作40%、實驗報告40%)占總成績70%，期末操作考試占總成績30%，強化平時成績的比例，督促學生把每一個實驗內(nèi)容的知識點學到細處、深化理解。期末操作考試的試題設(shè)計注重理論、操作、數(shù)據(jù)處理三部分內(nèi)容的有機結(jié)合，采用上機操作，現(xiàn)場提問相結(jié)合的方式，綜合考核學生對實驗內(nèi)容的掌握。試題采用現(xiàn)場抽題的方式，分組進行，保證1人1題，獨立完成，好的考試風氣反過來促進學習風氣的改進。
4結(jié)語
化工計算機仿真實驗是化工專業(yè)非常有特色的一門實驗課，具是一門理論知識綜合性較強、實驗操作復(fù)雜、工藝過程貼近生產(chǎn)實際的專業(yè)實驗課�；び嬎銠C仿真實驗以模擬生產(chǎn)工藝過程的實驗為主，在操作中所遇到的問題也可能會出現(xiàn)在實際生產(chǎn)中，在實驗教學過程中，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，是實驗教學核心的能力要求，通過合理的課時設(shè)置、課前鏈條式的理論知識串講、課內(nèi)探討式的引導(dǎo)、課后及時總結(jié)分析遇到的問題、強化平時成績、期末綜合考核等不同層次的教學模式改革，有效的改善了以前教學中存在的問題，提高了學生的學習積極性、主動性，課內(nèi)學習氣氛濃厚，期末考試成績良好，學生對教學的評價良好，達到了預(yù)期的教學效果。
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