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關鍵詞:數(shù)字化工廠(DF);PLM系統(tǒng);教學模式改革
1. 前言
本文是基于“工業(yè)化”與信息化融合及國家大力發(fā)展職業(yè)教育的大背景下,結合工廠的實踐及高等職業(yè)教育的教學實踐,進行的關于職業(yè)教育改革的思考。
范圍界定:數(shù)字化工廠(DF)概念很廣泛,本文特指離散型制造企業(yè),結合到職業(yè)教育中的具體專業(yè)包含但不限于“數(shù)控、模具、機電一體化、機械設計與制造等”。
2. 需求的提出
“教改、加強實踐、基于工作過程的教學、項目式教學、體驗參與式教學......"如今已經(jīng)在廣泛討論和嘗試,但最終到要落腳到我們的服務對象(制造業(yè))上去,那么我們服務的制造業(yè)到底是怎么在運行、怎么在工作呢?這些如何納入到我們的教學中去呢?師資隊伍是否能夠適應?教學素材是否切實可行?教學的課時和成本是否可以有效控制?教材如何匹配?
綜合來講,就是解決“學什么/教什么?怎么學/怎么教?”的問題。
3. 解決思路
從國家工信部的合并組建,到其提出的信息化“兩甩工程——甩圖、甩帳”,都可以用一個概念——數(shù)字化工廠——來描述先進制造企業(yè)。
“數(shù)字化工廠”就中國制造企業(yè)目前來講,主要包括PLM和ERP兩大系統(tǒng),如下圖:
圖1 中等批量生產制造企業(yè)信息系統(tǒng)
而職業(yè)院校理工類教學主要是培養(yǎng)技術的技能,屬于PLM系統(tǒng)的范疇,因此引入的數(shù)字化工廠教學平臺就是指PLM系統(tǒng),在此系統(tǒng)中,包含了設計、工藝、制造(編程與加工)、及此過程中的管理等方面;此數(shù)字化工廠教學平臺系統(tǒng)具體包括以下幾部分:
3.1.實踐環(huán)境:將數(shù)控設備、計算機中心通過PLM軟件系統(tǒng)集成為一體;
3.2.教學:采用項目式教學,開發(fā)如熱氣機、減速機、手機模具等一系列項目,通過一個個實際的項目課題組織教學,并貫穿始終;一方面讓學生掌握這些信息化軟件,更重要的是讓學生自己動手參與這樣一個從設計、出圖、編工藝、編程序、加工操作全過程的實際項目,培養(yǎng)興趣,鍛煉對崗位的認識、工作過程的認識、強化實際操作動手能力。
3.3.教材:由于課程的連貫性更強、甚至是教學大綱也將有較大的調整,與“數(shù)字化工廠教學平臺”相關的教材就非常重要。
3.4.師資培養(yǎng):今天老師大多是從學校到學校,沒有企業(yè)經(jīng)驗,需要借助校企合作幫助老師的提升。
今天制造企業(yè)中應用非常廣泛的“CAXA數(shù)字化工廠——CAXA PLM”是很好的技術支撐平臺,再加上其大量的制造企業(yè)經(jīng)驗及教學經(jīng)驗,是很好的選擇。其構成平臺如下圖:
圖2 CAXA數(shù)字化工廠模型
圖3 依托CAXA數(shù)字化工廠平臺進行項目式教學
4. 結語
如今隨著國家對教育的投入力度加大,越來越多的中高職學校以示范校建設為契機,全力開展與企業(yè)接軌的專業(yè)建設,汲取企業(yè)的先進制造經(jīng)驗,其中數(shù)控、機電、模具等專業(yè)均建設數(shù)字化工廠項目,數(shù)字化工廠項目模擬企業(yè)模式,通過PLM體驗中心、現(xiàn)代實訓車間、8S管理等內容建設構建出數(shù)字化工廠模型,再配合企業(yè)應用廣泛的CAD/CAPP/CAM/PDM/DNC等軟件,完成數(shù)字化工廠核心內涵建設,并由此展開教學模式改革,做到真正與企業(yè)接軌。
參考文獻:
[1] 新時代下數(shù)字化工廠產業(yè)形勢分析探討 。中國行業(yè)研究網(wǎng).2013-4-2。
[2] 構建數(shù)字化工廠 。中科海德。
關鍵詞:化工 實踐性 教學 改革
化學工程與工藝(簡稱化工)是一個為社會輸出技術性人才的專業(yè),專業(yè)的主要教學任務是培養(yǎng)學生將理論知識應用于實踐操作的能力,要教會學生勇于嘗試、善于發(fā)現(xiàn)問題和積極實踐。此外,專業(yè)還要求學生要具有創(chuàng)新意識和工程意識,要能在今后的化工實踐當中有所突破,應用新的技術或者工藝實現(xiàn)工程質量和速度的雙提高。因此化工類專業(yè)迫切需要進行實踐性教學環(huán)節(jié)的改革,在學校人才培養(yǎng)總體規(guī)劃的大框架之下,優(yōu)化實驗教學、課程設計和化工實習環(huán)節(jié),使學生在學校期間就能掌握一些實踐技能,為將來的實際應用打下堅實基礎。
一、改革的重要意義
面對日益發(fā)展的地方經(jīng)濟和逐漸興起的地方建設,技校類化工專業(yè)肩負著提供實踐性人才的艱巨任務,因此愈來愈多的學校把加強能力培訓作為自身的培養(yǎng)目標。傳統(tǒng)的教育模式過分注重對于課本的語言講解,即教師將課本上的知識或者是實驗操作通過語言的形式向大家呈現(xiàn),對于一些理論性較強的知識點來說,這樣的教學模式問題還不突出,但是對于化工專業(yè)一些實踐性較強的實驗來說,傳統(tǒng)的教學模式顯然不能生動形象地展現(xiàn)實驗操作流程和最終結果,學生對于實驗一知半解,僅能靠背誦來記憶實驗。此外,傳統(tǒng)實驗教學大多要求學生僅進行驗證性實驗,即在已經(jīng)知道實驗結果的情況下進行操作,不僅了降低學生對于實驗的興趣和熱情,還會使學生在實驗過程中缺少嚴謹求實的精神,導致操作不規(guī)范,能動能力下降。因此,技術院校要充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢,將教育教學的重點轉移到實踐性教學上來,通過分析本校的教學現(xiàn)狀,積極尋找實踐性教學環(huán)節(jié)改革的方式方法,大膽進行實踐性教學環(huán)節(jié)改革嘗試,不斷提高學校的實踐性教學質量,避免學生在今后的畢業(yè)考核過程中缺乏理論與實踐相結合的能力,甚至是畢業(yè)之后如不進行崗位培訓則無法及時適應工作要求等種種現(xiàn)象的發(fā)生,最終培養(yǎng)出基礎知識扎實、操作水平突出和創(chuàng)新能力優(yōu)良的綜合性化工專業(yè)應用人才。
二、改革內容及實踐
1.專業(yè)課程教學計劃改革
實踐性教學是培養(yǎng)學生實際操作和動手能力的重要途徑,同時也是技校整個教育體系中的一個重要環(huán)節(jié),教師單純的語言講解和知識點的靜態(tài)呈現(xiàn)遠遠不能滿足培養(yǎng)學生實踐能力的需求,因此學校要切實圍繞培養(yǎng)學生的實踐能力制定科學的教學大綱、教學任務及教學計劃。根據(jù)教學計劃調整課程設計,減少一部分理論課程的課時,增加實驗課課時并合理安排化工專業(yè)的實驗教學及示范,定期組織學生進行社會實踐活動和工廠參觀活動。化工專業(yè)在要求高技術的同時還要求知識的綜合掌握,學校在制定教學計劃是要注意將無機化學、有機化學、物理化學和分析化學等等專業(yè)性課程有機地結合在一起,并根據(jù)學校的教學特點和師資優(yōu)勢著重突出化工分析各方面課程的講解。此外,還應注意有機化學、分析化學和化工原理、儀器分析之間的銜接,正確處理經(jīng)典工藝和原理、成熟技術的講解與新知識原理、新型技術的介紹。制定專業(yè)課程考核體制,定期對學生進行理論知識和實驗技能考核,這樣不僅能及時了解學生的學習情況,還能發(fā)現(xiàn)教育教學中的不足之處并進行計劃的調整。
2.實驗教學體系改革
當前實驗教學還主要采取老師先講,學生后做的課程模式,這種模式不僅浪費大量的時間,還會使實驗的結果和可能出現(xiàn)的問題被老師提前告知給了學生,學生在進行自主操作時就會刻意避免一些操作問題或者是為了接近實驗數(shù)據(jù)而進行一些違規(guī)操作,雖然從表面上來看實驗的操作更加順利,實驗結果也更加準確,但是卻降低了學生對于實驗的探索興趣和熱情,使學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力受到限制。開放型實驗教學是解決這一問題的有效途徑,在教學過程中老師不再花費大量的時間反復強調實驗原理、實驗器材、實驗材料、實驗步驟和實驗結果,而是在學生獨立進行實驗時尋找問題并進行引導,如采取提問的方式,增強了其觀察實驗現(xiàn)象的能力,有利于學生在實驗操作過程中綜合理論知識與實驗背景分析實驗現(xiàn)象和實驗結果,實踐證明,開放實驗教學更能提高學生的學習興趣和操作能力,更有利于學生進行獨立思考和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。雖然現(xiàn)今學校存在著實習制度,但是學生在實習初期很難適應企業(yè)的工作模式,這會給學生的學習帶來一定阻力,為了能使學生更好更快地適應實習生活,學校可以在學生還處于在校期間時建立模擬實驗基地,給學生提供更多親手操作的機會。
3.化工實習改革
實習是整個專業(yè)學習工程中的核心環(huán)節(jié),是學生將理論應用于實踐的過程,但是在學生能力水平和工廠安全效益的雙重制約下,學生在工廠中的實習動手機會比較少,甚至有些學校將生產實習改為參觀實習,這樣就難以保證實習的效果。為了能使學生在走向工作崗位之前更好地得到鍛煉,學校要積極與工廠進行協(xié)商,力求在保證安全和工廠正常生產的前提下給與學生更多的動手機會。學生可以從最基本的操作入手,充分了解機器的構造和操作按鈕的分布,學習模擬操作的各個流程并在工廠職員的指導之下找到不足之處積極改正,在基本操作熟練之后,學生在工廠職員的協(xié)助下可進一步操作機器或者儀器。學校在此期間也不應一味放手不管,而應該定期派遣老師收集學生在工廠實習當中遇到的問題或者困難,并針對性地提出建議,使學生在實習期間能最大限度地提高自身操作水平。
三、結語
當前技校類院校的化工專業(yè)旨在培養(yǎng)高技能、高水平、高素質的專業(yè)性人才,實踐性教學環(huán)節(jié)的改革是學校實現(xiàn)這一目標的重要途徑,而在這一改革的實施過程中我們要清楚的認識到改革要從根本出發(fā),要在課程、實驗、實習改革這三面入手。本文在此提出的一些改革內容希望能給學校領導和處于教育第一線的教師有所啟發(fā),從而更好地展開教學活動。
參考文獻
[1] 孫保帥,朱春山,李冬光. 化工專業(yè)課程設計教學環(huán)節(jié)的改革與探索[J]. 廣東化工. 2010(08)
[2] 畢秀成,張道旗. 論高職應用化工專業(yè)實踐教學體系的改革[J]. 鄖陽師范高等專科學校學報. 2010(06)
關鍵詞:項目驅動;模塊化教學;理實一體化;校本教材;項目小組
1項目驅動式模塊化教學方式介紹
模塊化教學法(mes),是20世紀70年代初由國際勞工組織研究開發(fā)出來的以現(xiàn)場教學為主,以技能培訓為核心的一種教學模式,它一出臺就在許多國家,特別在發(fā)展中國家得到了廣泛的應用。近年來,隨著我國經(jīng)濟由“計劃”轉向“市場”,我國的教育從“應試教育”向“素質教育”的轉軌,該教學模式以其靈活性、針對性、現(xiàn)實性、經(jīng)濟性的特點,越來越受教育理論工作者及各類職業(yè)技術學校的關注。
2項目驅動式模塊化教學的編排
2.1在課程編排上我們打破了一個學期3-5門“專業(yè)技能課”每周2-4學時交替上課的安排方式。wWW.133229.cOM同一門專業(yè)技能課程作為一個教學模塊,集中在連續(xù)的幾周內組織完成教學、實訓、考核(考試),集中完成一門課程模塊后,再轉入下一個課程模塊的學習。這樣教師就有了相對集中的課堂教學時間。教師就可以根據(jù)課程和學生的特點采取不同的教學方法和教學要求,因材施教,激起每個學生學習的興趣,最終達到教學目標。
2.2在上課的方式上不再一半理論課在教室上,一半上機課在機房上,而是同一門課程不分理論課、上機課,全部集中在多媒體機房上課,理論和實訓一體化。自2006年以來,我們開始大力推廣一體化機房建設,目前模塊化教學班已全部實現(xiàn)一體化教學。
3項目驅動式模塊化教學的實施
模塊化教學有很多種具體的實施方法,如項目驅動法、小組法、任務法。實踐中,我們組織實施的“理實一體”模塊化教學小組學習法,取得良好的效果。具體實施方法下面以《常用工具軟件》來進行詳細介紹。
3.1劃分小組小組人數(shù)以3-5人為宜,推選組長,引導學生推選的組長能起到帶頭和組織作用,一般要求組長在計算機常用工具軟件使用上比較熟悉,興趣比較高的學生擔任。組員采用自由組合,但是教師要引導,以保證組與組之間大體上要平衡。
3.2確定內容一節(jié)課的教學目標、教學內容,需要通過完成一項或幾項具體的任務融合到教學過程中,從項目任務中引出教學目標,使學生產生學習知識的興趣。
3.3布置任務確定要完成的任務后,教師要向學生具體詳細地講清任務,充分調動學生學習的積極性。學生認清了自己要完成的任務后,自然愿意去完成。
3.4學生實施向學生講明要做什么后,教師不能采取“放鴨式”,教師作為教學組織者、實施者,教學的指揮、調度仍掌握在教師手中,應該讓學生知道怎么做,指導學生想辦法、找出路,特別是對在學習上有困難的學生要給予適當?shù)妮o導,使每個學生都能順利完成任務。這一階段,教師既是“指導者”、“導航者”又是學習伙伴,讓學生在親切友好、和諧平等的氣氛中進行知識、技能的學習。
3.5評價結果學生完成任務之后,教師要展示其成果,進行討論、總結、評比。評價包括學生對知識的掌握程度、運用所學知識解決新問題的能力以及學生在此項活動中的表現(xiàn)等,多褒獎,少貶低,以激發(fā)學生進行下一輪學習的興趣。
4項目驅動式模塊化教學的考核
在每一門專業(yè)技術課程開課之初,任課教師就要明確以實踐操作作為本課程的主要考核依據(jù),并布置課程考試的“題目”——本課程學習之后要完成的“工作項目”。
例如,《電腦組裝與維護》的考試(考核)題目就是“完成一臺電腦的組裝和系統(tǒng)優(yōu)化”;《網(wǎng)頁三劍客》的考試題目就是依照所給主題和素材制作一個網(wǎng)頁。《常用工具軟件》的考核則平時項目成果40%,期末學生小組可以采用兩種方式考核:①以小組為單位,從考核題庫中抽取項目任務,提交完成成果,教研室組織教師進行評價。②所有學生以小組為單位進行現(xiàn)場項目完成和提交,教研室組織教師進行考核,相當于論文答辯形式。
學生學習的情況有差異,自然做出的“項目”也有差異,課程的成績也有高低,總的一個標準就是以運用所學技能完成成果的質量作為課程成績的主要考核依據(jù)。當然,對于必要的理論知識也可以實行理論+實踐的考核方式,并按一定比例記分。
此外,對參加了與本課程相關的國家職業(yè)技能鑒定或it行業(yè)認證考試并取得相關合格證書的,經(jīng)核準,也可予抵本門課程成績。
5項目驅動式模塊化教學的優(yōu)點
5.1提高了教師的理論水平和實踐能力模塊與專業(yè)技能的高度結合,要求教師必須全面掌握實用的專業(yè)技能,而提高技能的最佳方法就是下企業(yè)、到公司實習。我系每學期都有2-3位老師被下派到公司實習2-5周,實踐證明效果良好,當他們再走上課堂時,所講授的已不再是空洞的內容。
5.2教學上達到精講多練教師在模塊化教學過程中起到貫通、點撥作用,只講解一些難懂的、易錯的地方以及一些更快更有效的學習方法,從而更全面地發(fā)揮學生的學習自主性,讓學生去摸索創(chuàng)造,發(fā)揮自己的想象。真正做到高職學生“理論夠用”。
5.3加強了教材的專業(yè)性和實戰(zhàn)性實施模塊教學的關鍵是實訓教材。對每個模塊所需的教材,不采用按章節(jié)分類的傳統(tǒng)模式,而是根據(jù)不同模塊要解決的工種內容的需求來編寫教材。采用模塊化教學的教材一般以項目為單位來編寫,將實戰(zhàn)項目整體融入教材。模塊教學是專業(yè)課教材建設的一次大變革,打破了現(xiàn)有的教材體系,加強了專業(yè)性和實用性。正確地解決了學科體系的系統(tǒng)性與生產實踐所需知識綜合性的矛盾。
精餾是分離液體混合物最常用的一種操作,在化工、醫(yī)藥、煉油等領域得到了廣泛的應用。精餾同時進行傳熱和傳質的過程,為實現(xiàn)精餾過程,需要為該過程提供物料的貯存、輸送、傳熱、分離、控制等設備和儀表。由精餾原理產生的精餾裝置是現(xiàn)在當今科技是領先水平體現(xiàn),在國內大型技能比賽中,精餾裝置是主流操作設備,要求參賽選手的各個方面的高水平技能,這樣的設備最能考察技能的熟練程度。精餾設備也是石油化工類院校進行行業(yè)技能等級評定的主要設備,對于即將走上石油化工崗位的學生是一個很好反映操作水平的設備。
一、常減壓精餾操作教學中要融入企業(yè)文化
石油化工類技工院校往往就業(yè)面向石化產業(yè),對于即將走上崗位的學生,我們教師在進行專業(yè)化操作教學的過程中應該不時的穿插企業(yè)文化在其當中,讓學生在學習操作中能時刻保持到“上學如上班,上課如上崗“”的精神狀態(tài)。
案例:在操作課上,由于設備有限,學生進行訓練只能按照分組的順序進行訓練,在崗的學生進行操作時候,其他學生剛開始能認真觀看學習,但是往往過了一段時間后,學生就會拿出手機或者亂走動、大聲講話等,上課的教師一般遇到這樣的情況會制止,但是過了幾分鐘,這樣的情況就會重復出現(xiàn),后面教師制止也制止不住,課堂秩序比較混亂,學習效果差。本人在教學之初也遇到這樣的情況,經(jīng)過了解后,發(fā)現(xiàn)這樣的情況不單存在在本班,其他專業(yè)其他學校都存在這樣的問題,經(jīng)過思考后,知道學生在操作中還是把自己當做一名學生,沒有把自己當做一名上崗人員,所以,在后來的操作教學前,都融入企業(yè)的管理理念和企業(yè)精神進行熏陶,讓學生能在操作課時把自己的身份從一名學生轉化成一名真正的上崗人員,這樣,他們在課堂上的狀態(tài)非常高昂,在企業(yè)化管理規(guī)定下他們也能很好的遵守服從,課堂秩序有了很大的提高,效果也達到了理想效果。
在技能教學中,教師往往重視操作的正確性和高效性,往往忽視學生的思想觀念,這樣的結果造成的后果要嚴重得多,因為未來學生要走上工作崗位,對于他們現(xiàn)在的學生狀態(tài)是不適合在崗位上工作的,所以,教師在操作課上能適度的引入企業(yè)管理,對他們來說既是新鮮是我也是一種嚴格要求的做法。而且企業(yè)文化不應只停留在表面,要深入融合,根據(jù)學生的實際情況進行調整。
二、要系統(tǒng)全面的強調安全
安全問題非常重要,每一個操作教學的教師都明白,講安全事項時候也能比較好的認真的講述,給學生示范操作過程中容易碰到危險后的解決方法,但是,講得很不完善也很不全面,給學生的感覺就是內容多而且雜亂,說明講的時候沒有系統(tǒng)的講解。以下幾個要點是我總結出來的比較完善的安全教育。
1.虛心學習,掌握技能。虛心的態(tài)度認真學習,不懂的地方一定要問清楚,要努力掌握學到的知識,要逐步進行實踐,生產技能要反復進行練習。
2.“安全三原則”:整理整頓工作地點,有一個整潔有序的作業(yè)環(huán)境。經(jīng)常維護保養(yǎng)設備。按照標準進行操作。
3.“三級安全教育”――廠級、車間級、班組級。
4.嚴格遵守安全生產規(guī)章制度和操作規(guī)程。
5.做到“三不傷害”。
6.注意遵守安全警示標志提出的要求。
7.正確佩戴使用勞動防護用品。
8.開工前、完工后的安全檢查。開工前――了解生產任務、作業(yè)要求和安全事項。工作中――檢查勞動防護用品穿戴、機械設備運轉安全裝置是否完好。完工后 應將閥門、開關關好:氣閥、水閥、煤氣、電氣開關等;整理好用具和工組箱,放在指定地點;危險物品應存放在指定場所,填寫使用記錄,關門上鎖。
在進行安全教育時候,并不是單純由任課老師老講,學生也要進行互動,模擬出現(xiàn)危險時候怎樣進行解決。讓學生能清楚的知道危險就在身邊,一個小小的忽視造成的后果是難以想象的,從思想上先樹立這樣的觀念,規(guī)范他們的日常行為,再從實際設備操作中具體來講解涉及到危險的方面,這樣收獲到的效果要比較好。
三、流程圖要和設備流程結合起來學習
1.精餾操作流程
原料槽V703內約20%的水-乙醇混合液,經(jīng)原料泵P702輸送至原料加熱器E701,預熱后,由精餾塔中部進入精餾塔T701,進行分離,氣相由塔頂餾出,經(jīng)冷凝器E702冷卻后,進入冷凝液槽V705,經(jīng)產品泵P701,一部分送至精餾塔上部第一塊塔板作回流用;一部分送至塔頂產品槽V702作產品采出。塔釜殘液經(jīng)塔底換熱器E703冷卻后送到殘液槽V701,也可不經(jīng)換熱,直接到殘液V701。
教??講解常減壓精餾裝置主要介紹流程和設備,講解完后示范給學生就給學生進行操作,這樣的結果讓學生只能機械的按照操作步驟來進行操作,培養(yǎng)不了學生的創(chuàng)新能力和整體性,約束了學生的發(fā)展,限制了學生的主動性,不利于學生未來的創(chuàng)新改革能力。
案例:教學過程中,一定要求學生了解常減壓精餾設備的整體性,整體的最好反映就是流程圖,流程圖能最直觀的表現(xiàn)設備的構造、管線、物料的流向等等,許多老師不要求流程圖并不是不會講,而是擔心學生能力不足,學生接受不了。繪制流程圖有三大步驟:畫設備、畫管線、補充閥門。第一次畫圖,許多學生確實畫得不理想,但是第二次后就有了質的飛躍,第三次基本可以看出是經(jīng)過訓練后畫的,學生在畫流程圖時候就能夠結合流程了解本裝置,對裝置有了更深入的理解。流程圖的重要性并不僅僅試用在本套裝置,在其他裝置中,流程圖的作用更大,在模擬煉油廠,設備管線繁多復雜,如果只會設備流程是遠遠不能熟悉掌握裝置的,還應該認真學習流程圖,對流程圖加以分析,才能對裝置有全面的深入的了解。
四、塔效率的計算
教學中,精餾塔的效率和產量是最為重要的指標,塔效率是依據(jù)塔板數(shù)算出的。塔板數(shù)有理論塔板數(shù)和實際塔板數(shù)。理論塔板數(shù)是根據(jù)精餾塔工藝計算求出的理論上應有的塔板數(shù),實際塔板數(shù)是指精餾塔實際設計的塔板數(shù)。塊實際板起不到一塊理論板的作用,這就存在著塔效率問題。
塔效率(即全塔效率)是指達到分離要求所需要的理論塔板數(shù)與實際塔板數(shù)之比
即
式中 E塔: 全塔效率;
N理: 理論塔板數(shù);
N實: 實際塔板數(shù)。
1.回流比的計算
1.1回流比的定義
在精餾過程中,回流量與塔頂采出量之比稱為回流比,以R表示。
式中 R: 回流比;
L: 單位時間內塔頂回流液量,kg/h;
D: 單位時間內塔頂采出液量,kg/h;
1.2最適宜回流比
從上面的分析得知,全回流時理論塔板數(shù)最少,但無產品;最小回流比時,理論塔板數(shù)要無限大。因此二者都不能采用,實際回流比應介于全回流與最小回流比之間。
最適宜回流比是根據(jù)經(jīng)濟核算確定的。在完成規(guī)定的分離任務,同時設備費用和操作費用又都處于最低點時的回流比,即為最適宜回流比只適。各精餾塔在設計時都確定了適的參數(shù)。
關鍵詞:校企合作 校園數(shù)字化工廠 實訓教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)03(b)-0221-02
1 校企合作模式下校園數(shù)字化工廠實訓教學模式的構建
1.1 校企合作模式下基于CAXA的數(shù)字化工廠實訓系統(tǒng)教學平臺的建設
(1)數(shù)字化工廠實訓系統(tǒng)網(wǎng)絡設計。
要達到項目目標,需要首先建設車間網(wǎng)絡環(huán)境,通過工業(yè)以太網(wǎng)絡實現(xiàn)所有數(shù)控設備的連接,并且與管理人員的辦公網(wǎng)絡連接。配置服務器、終端機、觸摸屏終端機等。必須保證整個校園網(wǎng)絡的通暢,特別是教室(機房)到車間(實訓)的網(wǎng)絡必須是暢通的,也就是說建立一個良好的網(wǎng)絡環(huán)境是數(shù)字化工廠實訓系統(tǒng)的基礎保障。
在學校局域網(wǎng)的架構下,數(shù)字化實訓中心內的多臺交換機與裝有通信客戶端/管理客戶端的計算機通過已建好的學校局域網(wǎng)和計算機網(wǎng)絡中心的總服務器相聯(lián)。而各種數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心等數(shù)控設備則通過CAXA智能終端和無線網(wǎng)絡聯(lián)接到就近位置的交換機。
(2)數(shù)字化工廠實訓系統(tǒng)硬件設計。
需要PLM體驗中心教室一間,可容納6張六角桌,桌椅上配置電腦,每張桌椅6個人。在實訓車間需要數(shù)控機床20臺以上,同時在實訓車間預留一體化討論區(qū),需要配置連排椅 4排,配置82寸的電子白板一臺,在每臺數(shù)控機床內部安置攝像頭各一臺。
(3)數(shù)字化工廠實訓系統(tǒng)軟件配置。
通過對CAXA公司的調研,參觀了多個依托CAXA軟件建立起的數(shù)字化工廠,下面以CAXA公司樣板為依托建立學校數(shù)字化工廠實訓系統(tǒng)。配置CAXA實體設計軟件、CAXA分析軟件、CAXA電子圖板軟件,形成數(shù)字化設計平臺。配置CAXA網(wǎng)絡DNC代碼管理、文檔管理、機床信息監(jiān)控、通信管理等軟件模塊,與工業(yè)中心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成,將數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng),形成先進數(shù)字化網(wǎng)絡化制造平臺。配置CAXA 工藝匯總表軟件和CAXA工藝圖表軟件,與CAXA網(wǎng)絡DNC管理軟件構成數(shù)字化工藝平臺。
1.2 基于數(shù)字化工廠實訓系統(tǒng)教學平臺的數(shù)字化教學資源庫的建設
通過對企業(yè)的走訪調研,以企業(yè)對人才的需求為主要依據(jù),確定對應的教W內容和學習任務與技能培養(yǎng)任務,根據(jù)教學內容和技能培訓的相關課題建立和完善了教學資源庫。該平臺集成我校和校外收集的各種教學課件、教育資源,學習資源,提供由教師根據(jù)企業(yè)實例優(yōu)化后應用于教學的項目;合作編寫教材;可以管理各種教職工資料及教學中使用的課件、題庫或科研成果,分級授權訪問。
實訓課教師示范時可以將特定機床上的現(xiàn)場加工視頻連接到實訓中心,通過在實訓工場電視屏幕或投影的方式,讓學生觀看,還可以同步切換到計算機仿真上,讓學生公平直觀的接受現(xiàn)場教育,從而理解專業(yè)課教學中關于工藝設置等方面的理論內容,理論教學與實踐教學融入一體,豐富課堂教學手段。
主要包括以下幾個模塊:(1)多媒體課件庫。收錄重點專業(yè)有關課程的教師優(yōu)秀多媒體課件及制作課件需要的圖片、動畫等素材庫,為教師制作新的多媒體課件提供方便。(2)在線測驗、考試模塊。按系(部)和專業(yè),創(chuàng)建在線測驗、考試系統(tǒng),形成專業(yè)試題庫,可用于學生自測及網(wǎng)上考試。
2 校企合作模式下校園數(shù)字化工廠實訓教學模式的運行
數(shù)字化實訓工廠是運用在職業(yè)教育的綜合實訓項目中,借鑒西方發(fā)達國家職業(yè)學校的培養(yǎng)模式,采用項目式分組規(guī)劃,按一個班30人的規(guī)模來規(guī)劃分5組,每組6人為一個項目小組,共同完成一個目標,作為共同的綜合實訓成績,老師作為指導和最終的評分。總共有5個項目,每組完成一個項目。完成后輪換項目。
(1)產品的接單流程。從企業(yè)接收客戶預定展開項目,啟動需要加工產品的報價流程,實現(xiàn)學生模擬企業(yè)員工達到銷售與設計的協(xié)同。
(2)產品的設計流程。通過在學生參與的項目小組中設立項目主管、經(jīng)理、以及產品設計人員的角色分工開展企業(yè)產品設計管理流程,一系列過程展示出產品從理論設計、再到平面圖紙、最后到三維產品等環(huán)節(jié)的流程。
(3)產品的工藝流程。從項目組學生自主定義工藝模板開始,到各類加工工藝的編制,以及制定生產過程需要的派工單、到產品最終的檢驗卡的設計流程。統(tǒng)計各種工藝數(shù)據(jù)。
(4)實現(xiàn)數(shù)控編程與設備聯(lián)網(wǎng)、管理。結合網(wǎng)絡視頻攝像機,形成對實訓工場人員及材料使用狀況、機器設備的運行狀態(tài)、參數(shù)和設備內部的加工狀態(tài)進行實時監(jiān)控。可以在聯(lián)網(wǎng)的任意一臺計算機上通過遠程身份的確認查看生產現(xiàn)場所有狀況。
項目編程完成后,經(jīng)過仿真和老師的檢查,通過教師機的無線網(wǎng)絡DNC把每組編好的程序發(fā)放到需要加工的機床,各個小組分成數(shù)車加工組和數(shù)銑加工組到各個機床邊上進行加工,加工前到數(shù)字化庫房領料,實訓老師根據(jù)學生設計好的零件進行實訓規(guī)劃,發(fā)送實訓物資需求單據(jù)(種類、規(guī)格、數(shù)量、用途),由庫房管理員收到單據(jù)核對后準備物資,實訓老師刷卡領取物資,庫房管理員審核存檔。
學生組在加工工程中通過觸摸屏電腦查看實訓內容和工藝要求調閱該零件的造型(包括注意事項、加工示范、使用材料、毛坯尺寸、加工工藝、零件尺寸等),并根據(jù)二維圖紙(不需要打印出來)進行測量。
在討論區(qū)內,通過工場內部網(wǎng)絡及投影,可以將學生做的基于企業(yè)生產過程的項目實例播放出來,很快捷地查詢項目設計圖紙、包括二維圖或三維模型,工藝流程、仿真模型及加工中的刀路軌跡、以及最終的數(shù)控仿真結果以及完整的加工程序。同時,必要時也可在此區(qū)域內查看實訓工場內數(shù)控機床的實時操作的視頻或錄像。參訓學生通過軟件的模擬仿真技術與實際操作視頻的對比,實現(xiàn)理實一體的教學實踐。
老師在調用管理平臺數(shù)據(jù)時,可以現(xiàn)場對共性問題進行圈閱和講解。對機床現(xiàn)場操作的注意事項及操作方法,對照視頻進行講解。
在車間現(xiàn)場設置數(shù)字化的教學示范區(qū),通過電子白板,與學生進行互動。在整個車間配備電子白板作為討論區(qū),改變傳統(tǒng)的手工白板教學模式。可以通過電子白板訪問到互動體驗中心中的服務器,將基于工作過程所做過的實例調出來進行實際加工,使實踐與理論一體化。
整體布局按企業(yè)場地來規(guī)劃,在保持現(xiàn)有機床布局的前提下,按企業(yè)7S標準來規(guī)劃。在數(shù)控車區(qū)域配置一套電子白板系統(tǒng)。
指導老師在機床現(xiàn)場進行加工示范(包括零件的裝夾、對刀、加工過程等)學生在討論區(qū)可以通過電子白板非常清晰直觀的看到整個過程,進行遠程現(xiàn)場視頻教學。
在車間加工現(xiàn)場可以調閱該零件的造型(零件材料、毛坯尺寸、加工尺寸、加工工藝、加工示范及加工注意事項),實現(xiàn)任務的分發(fā)與接收。
3 結語
通過在校企合作模式下校園數(shù)字化工廠實訓教學模式的構建與運行,大大拓寬了學生的視野,增強了實踐創(chuàng)新能力,提高了解決問題的能力,使他們在走向工作崗位之后不僅能夠從事設備或系統(tǒng)的操作性工作,還能從事調試、裝配、維修、質量檢驗、監(jiān)督與控制、生產管理、行政管理等更能力要求更高的工作。
現(xiàn)階段我國的職業(yè)教育已經(jīng)向以全面提升教學質量為核心的建設階段轉變。改變了以往以理論知識、教師講授為主的傳統(tǒng)教學模式,進而向工學結合、任務驅動的項目化教學模式轉變,并取得了一定的教學成果。在高職市場營銷專業(yè)中,《市場調查與分析》已經(jīng)成為其中的一門核心課程,為學生的學習起到了引導的作用。也正因如此,提升此課程的教學質量已經(jīng)越來越受到授課教師們的關注與重視。
一、《市場調查與分析》課程的概述
《市場調查與分析》課程在市場營銷專業(yè)中是一門核心的專業(yè)課程,其以對市場進行充分的調研為基礎,在與企業(yè)專家和專業(yè)人士進行的座談研討中,分析和探討市場調查的全過程,并對其工作的典型任務進行總結和歸納,然后經(jīng)由課程小組和校內的專家教授對《市場調查與分析》課程的學習情境進行確定。在此課程的學習過程中,學生能夠對制定調查方案、設計調查問卷、使用調查方法以及整理和編寫調查資料與報告方面進行充分的了解和掌握,增強學生市場調研和解決市場營銷實際問題的能力,為現(xiàn)代企業(yè)提供具有高素質、高能力的應用型營銷人才。
二、對《市場調查與分析》教學進行改革的原因
(一)對《市場調查與分析》課程的認識不夠深入
一般情況下,人們都會將營銷看作是賣東西,這是非常片面的認識。以營銷的基本職能為出發(fā)點,其主要包括兩種涵義:第一種是企業(yè)通過各種手段和方法激發(fā)消費者的購買欲望,另一種是企業(yè)向消費者提品,滿足消費者的購買需求。此課程的主要任務是培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)能力,以實踐操作能力的培養(yǎng)為重點。但是,以往的課堂教學僅以教師講授為主的傳統(tǒng)教學模式進行授課無法實現(xiàn)以上目的,尤其是對學生創(chuàng)造性的培養(yǎng)方面。
(二)教材內容與教學方法不相匹配
采用以學生為主、工學結合的項目化教學模式,需要運用內容能夠與其相匹配的教材作為參考,否則會給教師的教學和學生的學習造成很大影響,使學生逐漸失去學習的信心與興趣。
(三)教學模式不符合高職學生的特點
進入高職院校進行學習的學生,都經(jīng)過高中或是中專階段的學習,具備粗淺的團結協(xié)作觀念、營銷知識以及一定的觀察分析能力,然而他們對這些方面的掌握還不是很成熟,邏輯思維能力不強,對理論知識學習的興趣不高,但是卻有著很高的參與實踐的積極性。
(四)傳統(tǒng)的教學模式無法滿足教學目標的要求
《市場調查與分析》課程是一項重視實踐能力的課程,其對學生的專業(yè)素質和實踐解決問題能力的要求較高。過去采用的傳統(tǒng)教學模式,主要是以教師講授為主,重視理論知識的傳授,學生缺乏學習的主動性和積極性。被動的接受學習,這不僅影響學生的學習成績,而且還對學生未來發(fā)展造成了嚴重的阻礙。
三、基于工作過程《市場調查與分析》項目化教學的實踐內容
(一)設置與之相配套的教學內容
在教學內容的設置方面,需要改變傳統(tǒng)的學科觀念,以工學結合、重視實踐、以學生為中心為原則,對教學內容進行與課程相配套的選擇。對教學內容進行合理的安排,促進課程教學針對性和實用性的提高。對于教材內容,則要根據(jù)本校的具體情況以及學生的特點,對基于工作過程的《市場調查與分析》教材進行編寫,適當?shù)脑黾诱鎸嵒蚴悄M職業(yè)活動流程的教學內容,重視應用,對學生的綜合應用能力進行培養(yǎng),促進學生操作方法與技能的提高。
(二)設計合理有效的教學方法
1.情境教學與任務驅動教學。教師結合實際工作過程對調查內容與目標進行確定,然后將課程內容設置成3個學習情境,再將學生劃分到這3個學習情境中并細化分設若干小組,每組人數(shù)在4-6人左右,然后在教師的指導下進行小組任務調查,在課程情境和任務驅動的過程中逐漸完成任務目標。課程結束后,再對調查任務的管理過程和結果進行歸納,最后由教師做總結和評價。
2.在真實的企業(yè)中進行實地調查。《市場調查與分析》課程重視學生職業(yè)能力的培養(yǎng)。在上述教學中將學生帶到企業(yè)中進行實地的調查任務教學,使學生在這個過程中真實的進行調查工作、體會工作任務,并在同時了解和掌握市場調查與分析的方法與手段,增加本課程的學習印象。
3.采用多媒體技術、案例分析等教學手段。在《市場調查與分析》課堂教學中,很多理論知識的講授是非常枯燥且難以理解的,以視頻、圖片等多形式為主的多媒體技術,以及真實案例分析等教學手段可以增加課堂教學的趣味性,激發(fā)學生的學習興趣,提高課堂教學的質量。
(三)對上述課程教學方法的評價
在上述課堂教學中,教師根據(jù)學習情境的實施、實地工作的調查以及課堂理論知識教學的具體情況,由任課教師與學生對學生的學習成果進行自評、互評等多形式的教學評價。同時還要在這個過程中對學生提出的各類問題進行解答和處理,增強學生的自信心,提高學生的職業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)能力等綜合素質。
(四)對此教學實踐的總結
《市場調查與分析》課程的建設應該以培養(yǎng)職業(yè)能力為中心,運用工學結合的教學方法,對理論知識結合實踐能力、職業(yè)素養(yǎng)結合專業(yè)能力兩方面進行加強培養(yǎng)。此課程系統(tǒng)的教育思想主要體現(xiàn)在先進工作過程系統(tǒng)化,教學內容具備科學性和先進性的特征,可以為此學習領域提供全新的教學手段與方法,提高學生的學習質量,滿足現(xiàn)代化企業(yè)的發(fā)展需求。
關鍵詞:項目驅動;模塊化教學;理實一體化;校本教材;項目小組
1 項目驅動式模塊化教學方式介紹
模塊化教學法(MES),是20世紀70年代初由國際勞工組織研究開發(fā)出來的以現(xiàn)場教學為主,以技能培訓為核心的一種教學模式,它一出臺就在許多國家,特別在發(fā)展中國家得到了廣泛的應用。近年來,隨著我國經(jīng)濟由“計劃”轉向“市場”,我國的教育從“應試教育”向“素質教育”的轉軌,該教學模式以其靈活性、針對性、現(xiàn)實性、經(jīng)濟性的特點,越來越受教育理論工作者及各類職業(yè)技術學校的關注。
2 項目驅動式模塊化教學的編排
2.1 在課程編排上 我們打破了一個學期3-5門“專業(yè)技能課”每周2-4學時交替上課的安排方式。同一門專業(yè)技能課程作為一個教學模塊,集中在連續(xù)的幾周內組織完成教學、實訓、考核(考試),集中完成一門課程模塊后,再轉入下一個課程模塊的學習。這樣教師就有了相對集中的課堂教學時間。教師就可以根據(jù)課程和學生的特點采取不同的教學方法和教學要求,因材施教,激起每個學生學習的興趣,最終達到教學目標。
2.2 在上課的方式上 不再一半理論課在教室上,一半上機課在機房上,而是同一門課程不分理論課、上機課,全部集中在多媒體機房上課,理論和實訓一體化。自2006年以來,我們開始大力推廣一體化機房建設,目前模塊化教學班已全部實現(xiàn)一體化教學。
3 項目驅動式模塊化教學的實施
模塊化教學有很多種具體的實施方法,如項目驅動法、小組法、任務法。實踐中,我們組織實施的“理實一體”模塊化教學小組學習法,取得良好的效果。具體實施方法下面以《常用工具軟件》來進行詳細介紹。
3.1 劃分小組 小組人數(shù)以3-5人為宜,推選組長,引導學生推選的組長能起到帶頭和組織作用,一般要求組長在計算機常用工具軟件使用上比較熟悉,興趣比較高的學生擔任。組員采用自由組合,但是教師要引導,以保證組與組之間大體上要平衡。
3.2 確定內容 一節(jié)課的教學目標、教學內容,需要通過完成一項或幾項具體的任務融合到教學過程中,從項目任務中引出教學目標,使學生產生學習知識的興趣。
3.3 布置任務 確定要完成的任務后,教師要向學生具體詳細地講清任務,充分調動學生學習的積極性。學生認清了自己要完成的任務后,自然愿意去完成。
3.4 學生實施 向學生講明要做什么后,教師不能采取“放鴨式”,教師作為教學組織者、實施者,教學的指揮、調度仍掌握在教師手中,應該讓學生知道怎么做,指導學生想辦法、找出路,特別是對在學習上有困難的學生要給予適當?shù)妮o導,使每個學生都能順利完成任務。這一階段,教師既是“指導者”、“導航者”又是學習伙伴,讓學生在親切友好、和諧平等的氣氛中進行知識、技能的學習。
3.5 評價結果 學生完成任務之后,教師要展示其成果,進行討論、總結、評比。評價包括學生對知識的掌握程度、運用所學知識解決新問題的能力以及學生在此項活動中的表現(xiàn)等,多褒獎,少貶低,以激發(fā)學生進行下一輪學習的興趣。
4 項目驅動式模塊化教學的考核
在每一門專業(yè)技術課程開課之初,任課教師就要明確以實踐操作作為本課程的主要考核依據(jù),并布置課程考試的“題目”——本課程學習之后要完成的“工作項目”。
例如,《電腦組裝與維護》的考試(考核)題目就是“完成一臺電腦的組裝和系統(tǒng)優(yōu)化”;《網(wǎng)頁三劍客》的考試題目就是依照所給主題和素材制作一個網(wǎng)頁。《常用工具軟件》的考核則平時項目成果40%,期末學生小組可以采用兩種方式考核:①以小組為單位,從考核題庫中抽取項目任務,提交完成成果,教研室組織教師進行評價。②所有學生以小組為單位進行現(xiàn)場項目完成和提交,教研室組織教師進行考核,相當于論文答辯形式。
學生學習的情況有差異,自然做出的“項目”也有差異,課程的成績也有高低,總的一個標準就是以運用所學技能完成成果的質量作為課程成績的主要考核依據(jù)。當然,對于必要的理論知識也可以實行理論+實踐的考核方式,并按一定比例記分。
此外,對參加了與本課程相關的國家職業(yè)技能鑒定或IT行業(yè)認證考試并取得相關合格證書的,經(jīng)核準,也可予抵本門課程成績。
5 項目驅動式模塊化教學的優(yōu)點
5.1 提高了教師的理論水平和實踐能力 模塊與專業(yè)技能的高度結合,要求教師必須全面掌握實用的專業(yè)技能,而提高技能的最佳方法就是下企業(yè)、到公司實習。我系每學期都有2-3位老師被下派到公司實習2-5周,實踐證明效果良好,當他們再走上課堂時,所講授的已不再是空洞的內容。
5.2 教學上達到精講多練 教師在模塊化教學過程中起到貫通、點撥作用,只講解一些難懂的、易錯的地方以及一些更快更有效的學習方法,從而更全面地發(fā)揮學生的學習自主性,讓學生去摸索創(chuàng)造,發(fā)揮自己的想象。真正做到高職學生“理論夠用”。
5.3 加強了教材的專業(yè)性和實戰(zhàn)性 實施模塊教學的關鍵是實訓教材。對每個模塊所需的教材,不采用按章節(jié)分類的傳統(tǒng)模式,而是根據(jù)不同模塊要解決的工種內容的需求來編寫教材。采用模塊化教學的教材一般以項目為單位來編寫,將實戰(zhàn)項目整體融入教材。模塊教學是專業(yè)課教材建設的一次大變革,打破了現(xiàn)有的教材體系,加強了專業(yè)性和實用性。正確地解決了學科體系的系統(tǒng)性與生產實踐所需知識綜合性的矛盾。
關鍵詞: 物理化學 緒論課 教學方法
物理化學是高等院校化工類專業(yè)的一門重要基礎課,這門課程的特點是概念多,公式多,理論性強,難理解,被普遍認為是門難教也難學的課程。課時少的矛盾更增加了教學的難度。許多教師為了用有限的課時講授更多的正文內容而忽略了緒論的講授,緒論課通常是一帶而過。結果學生在學習的過程中會越來越覺得茫然,找不到正確的學習方法,對所學知識沒有一個清晰的脈絡,最終使學生喪失學習的興趣。我認為物理化學緒論課在整個教學中占有重要地位,它對于整個教學起到以下幾方面的作用:第一,介紹物理化學的概念、研究內容、研究方法;第二,激發(fā)學生學習興趣,鼓勵學生克服學習中遇到的困難;第三,向學生傳授正確的學習方法。我就以上幾點談一下自己的體會。
1.介紹物理化學概念
很多第一次接觸物理化學課的學生不清楚什么是物理化學,只是從字面上理解,認為是物理和化學兩門學科加在一起。在緒論課上,教師首先要介紹物理化學的概念,使學生對物理化學有一個正確的認識。物理化學不是物理加化學,它是一門學科,與無機化學、有機化學和分析化學加在一起統(tǒng)稱四大化學,是化學一級學科下的一門二級學科。要回答什么是物理化學要從化學現(xiàn)象和物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手。化學現(xiàn)象和物理現(xiàn)象有著緊密的聯(lián)系,化學現(xiàn)象也叫化學反應。在化學反應中總是伴隨著種種的物理現(xiàn)象,比如在化學反應中會放熱或吸熱;化學反應的容器會發(fā)生溫度、壓力、體積的變化;再如電池中的反應會放電,等等。物理化學正是從這些物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手來研究化學反應普遍規(guī)律的一門學科。
2.介紹物理化學的研究內容
對于新接觸的一門學科,學生首先想了解的是這門學科都包括哪些內容。而在緒論課上把物理化學的研究內容介紹給學生,并講明哪些是要重點學習的,哪些是因為課時的限制而不能在課堂上講的,這樣就會使學生心里有數(shù),在以后的學習中做到有的放矢。物理化學內容繁多,但是歸納起來應該分為三大塊:化學熱力學、化學動力學、物質結構。化學熱力學研究化學反應的方向與限度問題,重點是熱力學的三個定律。化學動力學研究反應速率與反應機理。化學熱力學和化學動力學是物理化學的兩大支柱,也是本門課程的重點。物質結構研究宏觀性質與微觀結構的關系,對于工科學生來說,這部分內容理論性很強,由于課時有限,不在課堂重點討論。
3.介紹物理化學的研究方法
學習物理化學不僅要學習它的知識性的內容,而且要掌握它的研究方法。授人以魚,不如授人以漁,培養(yǎng)學生的科學的世界觀和思維方法比傳授具體知識更重要[1]。物理化學區(qū)別其他三大化學在于它的理論性特別強。物理化學有三大理論基礎:熱力學、統(tǒng)計力學、量子力學。這三大力學都屬于物理學范疇,可見要想學好物理化學首先要學好物理。物理化學的實驗方法也是以物理方法為主,物理化學是從物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手研究化學反應規(guī)律的一門學科,或者說是以物理現(xiàn)象為切入點來研究化學反應規(guī)律的一門學科,所以在做物理化學實驗的時候實際上大部分做的是物理實驗,比如在做實驗的時候測量的是溫度、壓力、體積、旋光度、電導率、電動勢等物理量。最后說一下物理化學的所用到的數(shù)學方法,物理化學是一門理論化學,理論性強就免不了推式子,物理化學所用到的數(shù)學方法主要是演繹法,演繹法就是從一個普遍的命題出發(fā)得出在特定條件下的特定規(guī)律,比如熱力學第一定律是一個普遍規(guī)律,把它應用在特定條件下如恒壓、恒容等就會得出在這些特定條件下的特定公式,物理化學中的公式之所以條件苛刻,是因為在演繹的過程中加入了特定條件。
4.激發(fā)學生的學習興趣,鼓勵學生克服學習中遇到的困難
要想學習好一門學科首先要對它產生興趣,興趣是最好的老師。在緒論課上,教師可以舉一些生活中的常見的現(xiàn)象,如為什么自然界中的樹木可以長到一百多米?為什么晴朗的天空是藍色的?為什么水在干凈的毛細管中上升而汞卻下降?為什么在做豆腐的時候要用鹵水?然后告訴學生學習物理化學之后就可以解釋這些現(xiàn)象,這樣給學生留下懸念,也讓學生覺得物理化學與實際生活密切相關,就會對學習產生極大的熱情。當然學習光有興趣和熱情還不夠,還要有克服困難的勇氣和信心。在學習之前,學生已經(jīng)從高年級的同學那里得知物理化學是一門難學的課程,所以心里難免有畏難情緒,基礎差的學生可能沒有學習的信心,作為教師在緒論課上要鼓勵學生克服學習中遇到的困難。榜樣的力量是強大的,教師可以舉一些偉大科學家的事跡來激勵學生,如物理化學的創(chuàng)建者之一――荷蘭科學家范特霍夫在青年時期就發(fā)表了后來被稱為劃時代的重要論文《空間分子結構》,起初不被承認,還受到批判和攻擊,但他沒有氣餒。此后他在阿姆斯特丹大學狹小、簡陋的實驗室從事繁重的教學和研究工作,長達18年之久,以頑強的毅力克服了許多困難,終于發(fā)表了《化學動力學研究》和《稀溶液理論》等巨著[2]。
5.傳授正確的學習方法
除了要有學習興趣和克服困難的勇氣之外,要想學好物理化學沒有正確的學習方法是不行的。要想掌握正確的學習方法首先要了解物理化學的特點。物理化學和其他三大化學比它有這么幾個特點:第一,公式多,而且公式應用的條件苛刻;第二,概念多,而且很多概念不好理解;第三,方法多,物理化學與其他三大化學相比,它是特別講究方法的一門學科。學生在學習的過程中不僅要掌握知識性的東西,而且要掌握它研究問題和解決問題的方法,從某個意義上說學習方法比學習知識更重要。針對這幾個特點教師要幫助學生建立正確的學習方法,使學生能盡快地進入物理化學的學習狀態(tài)。首先,針對公式多、條件苛刻這一特點,教師要告訴學生,在記公式的同時一定要記住它所使用的條件,如果在使用公式的時候條件不正確那么得出的結論就一定是錯誤的,而且公式不要死記硬背,最好理解公式的來龍去脈,這樣就能加深對公式的理解,也容易記憶。其次,針對物理化學概念多,而且很多概念不好理解,教師要告訴學生要勤于思考,要理解概念而不是死記硬背。很多概念不是講完就能理解的,需要在課后慢慢消化和吸收,所以需要學生付出更多的時間和精力來學習。再來說說方法多這一特點,物理化學在研究問題時非常講究方法。例如,科學模型方法的使用,使我們從實際氣體中得到理想氣體、理想液態(tài)混合物、理想稀溶液、熱力學可逆過程等。這些模型的建立突出了主要矛盾,排除次要矛盾的干擾。使我們通過對主要矛盾的研究,得到一般規(guī)律性結論,再對結論進行修正,就可以得到實際系統(tǒng)的某些特征或近似的規(guī)律。[3]再比如,熱力學中有一個重要的方法,就是狀態(tài)函數(shù)法,該方法用于系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)變的計算時,不關心系統(tǒng)都經(jīng)歷了哪些具體過程,只關心系統(tǒng)的始終態(tài)。用該方法計算某些熱力學函數(shù)變時,就會把很復雜的問題簡單化。針對方法多這一特點,教師要告訴學生,在學習的時候不能只記知識而忽視方法的學習,方法的學習在某種意義上說比知識的學習更重要,掌握了物理化學的研究方法對以后的學習和科學研究大有好處。
參考文獻:
[1]肖十民,謝家聲,謝逢春.在物理化學教學中突出科學方法的講授們.化工高等教育,2003,77,(3):68-69.
一、實驗教學激發(fā)學生學習化學的興趣
化學對于初三學生來講是一門新學科。學生的好奇心與求知欲較強,對于變幻莫測的化學實驗現(xiàn)象,往往有濃厚的興趣。
首先要認真做好每一個演示實驗。興趣盎然的觀察能活躍學生的思想,形成積極思考的氛圍,從而使學生學到化學知識。講催化劑概念、氧氣、氫氣、酸堿鹽性質時,演示實驗尤為重要。如在講氧氣的鑒別時,我沒有先講鑒別方法,而是用一個帶火星的木條,分別兩個集氣瓶中,讓學生由觀察到的現(xiàn)象得出鑒別氧氣的方法。其次是指導學生做好每一個學生實驗,教師要因勢利導,把單純的興趣轉化成對學習知識的樂趣,成為學習的動力。注意及時糾正學生不正確的操作方法,指導他們分析實驗現(xiàn)象,書寫實驗報告。
另外還要指導學生做好選做實驗及家庭小實驗。根據(jù)學生自身的特點,結合本校實際,盡可能地做一些有意義的實驗,緊扣住學生的心弦,效果當然要比平鋪直敘好得多。
二、課外活動保持學生學習化學的興趣!
化學課外活動的內容及方式很多,大體上包括“化學游戲晚會”、“化學知識講座”、“化學知識競賽”、“化學園地”、“化學展覽會”等等,可以每學期或每學年舉行一兩次。如“化學知識講座”可以講講“空氣與水污染的危害、原因及防護”、“溫室效應的原因”、“酸雨的形成”、“當代軍事與化學”、“化學與日常生活的關系”等,幫助學生認識學習化學的重要性。也可以講講“道爾頓”、“拉瓦錫”、“侯德榜”等著名化學家的成才之路,使學生樹立崇高的理想,端正學習態(tài)度。