《化工原理》作为能源化工专业的核心课程,是构建化工类专业人才知识体系与能力框架的关键环节。鉴于华北电力大学在能源电力领域的独特优势,及其与国家能源电力企业的紧密合作,将《化工原理》的教学内容紧密对接电力行业实际需求,建设具有能源电力特色的《化工原理》课程,对于增强学生的实践能力、社会适应性和就业竞争力具有深远意义。
1.进行《化工原理》课程建设的必要性和意义
围绕国家可持续发展战略,华北电力大学深耕新能源、智能电网、电力环保等领域,为行业输送了大批高素质人才,并取得优异技术成果。能源化工专业作为化工与能源科学的融合体,在电力环保与新能源开发中扮演关键角色。目前《化工原理》这一核心课程的教学内容及模式较为传统,对于能源化工生产案例的探讨较为匮乏,未能充分反映并紧跟新时代能源化工行业的快速发展步伐,限制了学生工程实践能力和创新思维的培养。为了适应时代需求,教学中亟需引入更多最新的能源化工生产案例,使课程内容更加贴近行业前沿,促进学生全面发展[1]。
面对培养方案学时限制,借助优化课程体系、建设线上课程资源、推行线上线下混合式教学,可确保教学质量与效率并重。此举不仅能丰富课程内容,还可提升学生的自主学习与工程实践能力,为培养适应时代需求的能源电力专业人才提供了有力保障[2]。
2. 《化工原理》课程的实践改革措施
根据能源电力特色和《化工原理》新教学大纲的要求, 我们针对线下基础理论知识教学进行补充,建设线上专栏,包含重难点强化专栏、能源电力专栏、考研加油站,以确保在有限的时间内最大化教学效果,同时兼顾不同学习层次学生的需求,真正做到以学生为本,因材施教[3]。具体改革方案如图1所示。
图1. 能源电力特色《化工原理》课程的混合式教学设计的思路
2.1 线下基础理论知识内容建设
针对《化工原理》课程面临的课时紧张的现状,我们对课程内容进行了精心筛选与整合,确保每一堂课都能聚焦于最核心、最基础的理论知识。通过提炼课程精华,减少不必要的冗余讲解,力求在有限的时间内让学生掌握化工原理的精髓。
(1)核心知识体系的优化与聚焦
在基础理论教学环节中,我们首要任务是构建一个精简而高效的知识框架。这包括精准筛选课程的核心知识点,确保它们能紧密关联并有效支撑能源化工单元操作的理论基础。面对课时紧张的挑战,我们讲线下课程内容进行整合与精简,确保聚焦最核心的理论原理,使学生能够在有限的时间内快速掌握关键知识点。
(2)教学方法的创新与实践
为了提升教学效果,我们采用多样化的教学方法。在课堂上通过启发式提问引导学生主动思考,利用讨论式教学促进知识交流与碰撞。同时,我们充分利用现代多媒体教学工具,如PPT的直观展示、复杂过程的动画模拟、视频实例的生动讲解,使抽象的理论知识变得具象化、易于理解。此外,引入案例分析,让学生进一步加深对理论知识的理解与运用;并实施问题导向学习,鼓励学生围绕具体问题进行自主探索,培养解决问题的能力。
(3)结合行业实践的深度剖析
在教学中,紧密结合传统化工及能源电力行业的实际问题,比如在讲解蒸馏操作时,可以引用炼油厂中的原油蒸馏塔案例,详细讲解蒸馏原理、塔板效率、操作条件对产品质量的影响。同时,引导学生分析该过程中可能遇到的结焦、腐蚀等问题,并探讨如何通过技术创新和工艺优化来解决这些问题,从而增强学生对化工原理的深度理解,并激发他们的创新思维和实践能力。
(4)学习效果评估与反馈
为了确保教学效果,我们建立了完善的学习效果评估与反馈机制。通过定期测试、项目报告、小组讨论等多种形式,全面评估学生的学习成果和问题解决能力。同时,我们鼓励学生提出宝贵意见和建议,以便我们不断优化教学内容和方法,更好地满足学生的学习需求。
2.2 线上学习平台建设
为了满足不同层次学生的学习需求,我们特别为学有余力的学生提供了线上学习平台。该平台不仅包含了重难点强化专栏、能源电力专栏、考研加油站三大内容板块,还设有在线讨论区、习题库和模拟考试等功能。
(1)重难点强化专栏建设优化
对于学有余力、渴望深入探索化工原理奥秘的同学,我们为他们提供了重难点强化专栏,这些资源包括:重难点知识视频讲解、在线习题库、模拟实验平台以及前沿科研论文导读等。通过梳理重难点知识,学生可以根据自己的学习进度和兴趣点,自主选择学习内容和深度,通过观看视频讲解、参与在线讨论、完成习题练习等方式,深化对知识点的理解和掌握,实现个性化学习。同时,我们还安排了专业教师团队进行线上答疑,确保学生在学习过程中遇到的任何问题都能得到及时解答,形成良好的学习互动氛围。这种以学生为本、因材施教的教学模式,旨在让每一位学生都能取得最佳的学习效果。
1)重难点专栏内容建设
智能识别与个性化推送:利用大数据分析技术,分析学生在课程学习中的行为数据(如观看视频时长、习题正确率、讨论区活跃度等),智能识别每位学生的学习难点和兴趣点。基于此,系统能够个性化推送定制化的重难点知识视频讲解,确保每位学生都能获得针对性的学习材料。
深度解析与案例应用:重难点知识视频讲解不仅涵盖基础理论的透彻阐述,还融入大量实际案例和工程应用分析,帮助学生理解抽象概念在实际操作中的具体应用,增强学习的实用性和趣味性。同时,引入行业专家访谈或讲座视频,分享最新技术动态和解决实际问题的方法,拓宽学生视野。
在线习题库与智能评估:构建涵盖基础题、提高题、挑战题等多层次的在线习题库,支持自动批改与即时反馈。引入AI辅助学习系统,根据学生的答题情况动态调整习题难度,实现个性化学习路径规划。同时,提供错题本和知识点关联分析,帮助学生查漏补缺,巩固学习效果。
科研论文导读与研讨:定期发布能源化工领域的前沿科研论文导读,引导学生阅读并讨论最新研究成果。组织线上科研沙龙或研讨会,邀请学者与学生直接交流,分享研究心得,激发学生的科研兴趣和创新能力。
2)专业教师团队支持与服务
线上答疑与辅导:建立专业教师团队在线答疑机制,确保学生在任何时间、任何地点都能获得专业解答。通过即时通讯工具、论坛讨论区等多种渠道,实现师生之间的无缝沟通。
个性化学习规划:针对学生的学习情况和目标,提供一对一的学习规划建议。教师根据学生的兴趣、能力和职业规划,量身定制学习路径,帮助学生高效达成学习目标。
综上所述,重难点强化专栏模块建设通过精准定位学习难点、优化互动式学习体验、融入前沿科研动态以及提供专业教师团队支持等措施,为学生打造一个全方位、个性化的学习平台,助力他们在化工原理的学习中取得卓越成绩。
(2)能源电力专栏建设的全面深化
精选行业内的典型案例,建立能源电力专栏,可深度对接能源化工行业的实际需求,构建一个理论与实践紧密结合的学习平台。该专栏不仅能提升学生解决复杂工程问题的能力,还能培养他们的创新思维和行业洞察力,使学生深刻理解化工原理在能源电力领域的应用价值,从而增强学生的实践能力和就业竞争力,为未来职业生涯奠定坚实基础。
1)案例教学的深度挖掘
案例精选与分类:广泛搜集能源化工企业中的真实案例,涵盖从原料处理、反应过程控制、产品分离提纯到能源转换与利用等各个环节。将这些案例进行精心筛选和分类,确保既具有代表性又贴近学生认知水平。
化工原理内核剖析:在案例分析过程中,我们引导学生深入剖析每个案例背后的化工原理,揭示其内在规律和机制。通过对比不同案例中的相似性和差异性,帮助学生构建系统化的知识体系,并学会灵活运用所学知识解决实际问题。
多维度分析视角:除了基本的化工原理分析外,还鼓励学生从经济、环保、安全等多维度审视案例,培养学生的综合分析和决策能力。通过模拟企业决策过程,让学生体验真实工作环境中的挑战与机遇。
2)企业专家互动与前沿技术分享
专家讲座与交流:我们定期邀请能源化工企业的资深专家进行线上讲座和交流,分享他们的行业经验和最新技术进展。这些讲座不仅拓宽了学生的视野,还为他们提供了与行业精英直接对话的机会,激发其职业兴趣和热情。
前沿技术追踪:能源电力专栏还设有“电力前沿技术追踪”板块,定期发布能源电力领域的最新研究成果和技术动态。这有助于学生紧跟行业发展趋势,了解未来技术走向,为未来的职业规划和学术研究提供有力支持。
(3) 考研加油站:全方位助力学生考研之路
鉴于本校《化工原理》课程时长的限制以及学生考研比例的逐年攀升,我们设计了“考研加油站”这一板块,旨在为学生打造一条从知识巩固到应试技巧提升的全面备考路径。
1)考研知识体系的系统化构建
精准定位,深度挖掘:针对考研大纲的要求,我们对化工原理的核心知识点进行了细致的梳理和挖掘,确保每一部分内容都精准对应考研考点。同时,我们结合历年真题和考研趋势,对重点难点进行强化讲解,帮助学生把握考试方向。
高效复习资料:基于深入的分析与研究,我们编制了系统化的线上考研复习资料和习题集。这些资料不仅涵盖了全面的基础知识点,还融入了历年真题的解析和模拟题型的训练,旨在帮助学生高效备考,巩固知识基础。
2)师资力量的优化配置
名师指导,答疑解惑:我们组建了具有丰富考研辅导经验的教师团队,通过线上直播讲座与即时答疑,以深厚的学术造诣和实战经验,为学生提供精准指导,解决备考路上的困惑。
个性化辅导方案:针对每位学生的不同情况和需求,我们提供个性化的辅导方案。通过一对一的咨询和交流,帮助学生明确自身优势与不足,制定科学合理的复习计划,确保备考过程的高效性和针对性。
3. 结语
能源电力特色《化工原理》课程的建设,采用混合式教学模式融合了线上自学与线下互动,激发了学生学习兴趣,深化了他们对化工原理的理解。同时,丰富的线上资源拓宽了学生视野,为专业探索打下坚实基础。在提升学生竞赛、就业及考研能力上取得了不错的成绩,提高了能源化学工程专业学生的综合素质,该模式的推广对提升人才培养质量、推动行业技术进步具有深远意义。
参考文献
[1] 时鹏辉.电力特色高校开设《清洁生产》课程的必要性及实践[J]. 广州化工,2020,48(6):177-178+191.
[2] 李英杰,赵 海,刘 瑾等.校企合作背景下电力类院校化工原理课程改革与实践[J].山东化工,2017,47:117-118.
[3] 左广玲,叶红勇,李入林等.基于学习通平台的“化工原理”线上线下混合式教学探索与实践[J].安徽化工,2022,48(2):133-134+137.
作者简介:王茹洁(1983-),女,博士,副教授,主要从事能源化工及环境工程的教学和科研工作;