時間:2022-02-10 01:33:48
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教師首先明確課堂教學有效性是指什么,課堂教學的有效性是指通過課堂教學使學生獲得發展,發展就是知識與技能、方法與方法、情感態度與價值觀的和諧統一發展。從時間上來說,有效教學除促進學生當下發展,還要對學生長遠發展產生影響,保證學生可持續發展。具體來講,就是學生畢業后,就能走上生產第一線,是個生產能手,同時具有扎實的專業基礎理論知識和積極上進、不斷鉆研的態度。扎實的理論知識是發展的基礎,求上進是繼續發展的動力,苦鉆研是不斷發展的保障。學生最終從一個普通工人逐漸發展成為技師、工程師,甚至最后成為該專業的學者、專家。
二、如何實現化工專業課的有效教學
有效教學要做到知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的和諧統一發展。在不同學科不同課程里,這三方面整合的角度和切入點是不同的,要根據學科的特點和學生的實際有機整合,這是教學有效性的根本。知識與技能要在過程與方法中獲得,情感、態度與價值觀要在過程與方法中培養,同時在知識與技能的獲得中不斷升華。知識點和技能要抓核心,有的知識點思維價值和情感價值比較豐富,這就需要挖深挖透。
1.有效講授
目前在教學中都非常重視學生的自主學習、探究學習,將教師的講授忽略了。其實,必要的講授是不能少的。化工專業課的教學更是如此。化工原理課程中,許多概念、原理是人們通過幾十年甚至上百年從生產實際中探索研究得到的,比較深奧,僅僅靠學生自主學習、探究學習,學生會感到困難重重,嚴重打擊學生學習的積極性和自信心。另外,概念、原理本身比較枯燥,很難激發學生的學習興趣,這時恰到好處、畫龍點睛的講授總能吸引學生。教師教學中借助詼諧幽默的比喻、夸張的表情動作,不僅能吸引學生,而且能將這些枯燥難懂的知識,在輕松活躍的氣氛中,讓學生理解了,記住了。例如,傳熱速率是指單位時間內通過換熱器傳遞的熱量,熱負荷是指換熱器中單位時間內冷熱流體間所交換的熱量。從字面上看兩個概念比較接近,而且它們在數值上又相等,故學生理解這兩個概念時很容易混淆。實質上這兩個概念涵義上是有區別的。采取比喻,某個運動員可以舉重150公斤,這是他的能力,相當于換熱器的傳熱速率,傳熱速率大小反映換熱器的換熱能力;他參加運動會要舉起140公斤才能得冠,這相當于熱負荷,熱負荷是根據生產實際所提出來的。最后這位運動員舉起140公斤得冠,等同于換熱器傳熱速率與熱負荷相等,可以完成生產。
2.有效提問、討論和思考
無論講授多么精彩、有效,教師的講授是有限的,學生是被動接受,學生要學到更多知識,需要老師有效地提問,以激發學生討論、思考,投入自主的學習狀態。
有效提問意味著教師所提出的問題能引起學生學習興趣,能讓他們積極地參與到學習過程中,并積極討論。一個有效的問題,可以提高學生的思維積極性,能夠使學生全神貫注地進入思維情景中。反之,一個讓學生無所適從的問題是無效的。因此要保證提問有效,教師首先要保證問題的科學性、邏輯性;第二,提問必須由淺入深,循序漸進;第三,要引導學生討論、探究,給予足夠時間,學生答錯,也要認真剖析錯因,不能打擊其積極性。
3.有效實訓
實訓不但可以幫助學生理解和鞏固知識,還可以培養學生的動手能力、觀察能力、思維能力和創造能力。不同的實訓內容所具有的功能是不同的,其層次也不相同。有效實訓,一定要突出實訓的功能,而不是“走過場”,并且實訓要和實際生產“零距離”。這就要求教師對實訓內容進行重新整合和編排。如,化工原理課程中實訓內容之一“繪制離心泵特性曲線”,按書本要求,學生通過實訓來繪制離心泵特性曲線,在這個過程中熟悉離心泵的操作以及鞏固離心泵特性這個知識點。如果按書本上來進行實訓,可以起到一定作用,但這與生產還有距離。我們對此實訓內容進行了一些改變,在設備上做了一些“手腳”,在學生實訓時會產生一些與實際生產中一樣的常見故障,學生在操作過程中,就有了思考,一組的學生進行討論,各自發表自己的排障方法,最后統一意見,用一種或多種方法進行排障。實訓結束后要求他們進行總結,哪種方法最適合實際生產中排障,這樣使得這個實訓的效果大大提高了。學生在整個實訓過程中,表現得非常積極,興趣很濃,特別在消除故障后,很有成就感,因此他們對本專業的各個學科都有很強的求知欲。
(一)《小型制冷設備維修與調試》課程特點
《小型制冷設備維修與調試》課程是中職教育“制冷和空調設備運行與維修”專業核心課程之一,課程重點培養電冰箱、房間空調器等小型制冷裝置的安裝調試、技術支持、維修保養專業技能。作為與社會考證接軌的一門專業課,該課程強調動手能力和解決實際問題能力的培養,要求學生通過學習能夠達到國家職業技能鑒定“制冷設備維修工”初級工的水平。因此操作、動手是該課程最大的特點,技能培養是該課程的核心目標。
(二)課程改革的必要性
現階段我國在全球制冷行業中占據重要位置,尤其在小型制冷裝置領域更是獨占鰲頭,已成為全球家用小型制冷設備制造中心。近年來,新技術、新材料、新工藝在小型制冷領域得到廣泛應用,新產品層出不窮,熱泵熱水器、紅酒柜等特種制冷設備得到迅猛發展,電冰箱、空調器更是已經普及,小型制冷市場日漸壯大,社會人才需求旺盛,就業空間增大。時代的發展和科技的進步對人才培養的規格質量提出了新的要求。
但是這些年職業教育課程改革效果并不十分明顯,傳統學科型課程模式仍然沒有根本改變,課程內容與職業實踐相脫節的現象依然存在,先理論后實踐的教學模式仍然居于主導地位。課程的實踐教學與理論教學銜接不上、不能與真實的工作過程相合、不能突出學生的技能培養,導致中職畢業生技能水平不能達到行業崗位要求。這就迫切需要加大課程改革力度,改變人才培養模式,提高人才培養質量,加速培養適應經濟社會發展需要的技術型、技能型人才。
(三)課程改革的目標
通過該課程的教學改革,使學生理論水平和技能水平共同提高,達到企業上崗要求;使學生順利通過國家職業技能鑒定“制冷設備維修工”初級工考試,取得相關證書;使學生能夠全面發展,能夠適應將來的職業崗位,能夠適應社會的變化。
改革的做法
筆者根據多年來制冷專業的教學經驗,從基礎理論課程教學、校內實訓基地建設、教學項目開發三方面入手,進行該課程的教學改革,取得了較好的效果。
(一)礎理論課程教學
技能提高依托于理論知識,牢固扎實的專業理論基礎是學好專業課程的前提,制冷專業理論課程涉及空氣調節技術、熱力學、流體力學、傳熱學、制冷原理等多門課程。專業理論課程難度大及抽象化是中職制冷專業師生深感頭痛的問題,因此教學內容的選取要以“必須、夠用”為準則。對于《小型制冷設備維修與調試》課程確定以下教學知識點為必備教學內容,在本門課程學習前要求學生進行過學習,并基本掌握。
(1)熱力學知識
①熱力學參數:溫度、壓力、比體積、內能、焓、熵的概念;
②熱力學第一定律、熱力學第二定律;
③理想氣體基本熱力過程:定溫、定壓、定容、絕熱;
④熱力循環:正向循環、逆向循環的概念;
⑤卡諾循環、逆卡諾循環和卡諾定理
⑥蒸汽的性質:過冷液體、飽和狀態、過熱蒸汽、顯熱、潛熱的概念。
(2)傳熱學知識
熱傳導、熱對流、熱輻射的基本概念。
(3)制冷原理知識
①常用制冷劑性質:R22、R600a、R12、R404a、R502等;
②單級蒸汽壓縮制冷理論與實際循環;
③回熱循環;
④工況變化對制冷循環特性的影響。
校內實訓基地建設
校內實訓基地是小冷課程技能培養的重要場所,單一的擁有幾十臺小冷裝置的實訓室不能滿足實訓課堂教學的需要。小冷課程的技能培養重點為銅管的加工與制作、銅管的連接、小型設備調試與維修,通過建設以下三個實訓室,能夠滿足對于學生技能培養的需求。
(一)焊接實訓室
此實訓室用于訓練學生的釬焊技能。釬焊是小型制冷系統管路連接的主要方式,該技能訓練具有一定的危險性,必須單獨設置實訓室以確保課堂安全。實訓設備應采用小型焊炬以降低危險,同時可以節省投資。實訓室需安置自來水管,實訓設備至少要有小型焊炬、臺鉗、脹管擴口器、偏心型擴口器。
(二)銅管加工實訓室
此實訓室用于訓練學生的管路加工與制作技能,同時可以用于講授理論知識。每個學生設置一個工位,且工位的數量能滿足上課學生數目。工位上能夠有抽屜用于存放工具,每個工位應配備的工具至少為:脹管擴口器1套、偏心型擴口器1套、彎管器1把、鋼板尺1個、盒尺1個。
(三)小型制冷設備維修實訓室
該實訓室用于訓練學生小型制冷系統的維修調試技能。實訓設備為電冰箱及家用空調器,實訓工具要有真空泵、三通修理閥、鉗形電流表、萬用表等制冷維修基本工具,并且要有足夠的銅管及制冷劑等耗材。
教學項目開發
《小型制冷設備維修與調試》課程教學內容涉及電冰箱、冷藏柜、家用空調器、汽車空調等小型制冷設備,但是以電冰箱和房間空調器教學為主。筆者以電冰箱教學內容為例,采取以制作電冰箱模型為成品的教學方案,開發實訓教學項目。
(一)實訓成品介紹
制作一個具有儲存、控溫、制冷功能的電冰箱實訓教學模型。該模型制作要求由老師給出,教學過程中電冰箱箱體制作、制冷系統與電氣控制系統零部件安裝、電冰箱系統調試與試運行整個制作過程由教師引導,學生完成。
(二)實訓項目開發
方案以制作教學模型為途徑,開發五個教學項目。項目的開發以實訓為主,項目內容與電冰箱理論知識點相銜接,注重理論教學內容與實踐教學內容相結合,強調“技能為主,學練結合”。
(三)項目任務開發
對于每個實訓項目開發合適的教學任務,項目任務涉及理論課程內容與實踐課程內容,通過各個項目任務的學習,完成課程內容的傳授。以“電冰箱制冷系統的連接”實訓項目為例,下表中列出了該部分的學習任務及任務要求。
總結
作者簡介:陳明付(1964-),男,福建泉州人,福建電力職業技術學院機電工程系,副教授。(福建泉州362000)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)13-0061-02
高職高專的人才培養目標是為經濟社會培養出適應生產、建設、管理、服務一線需要的、掌握“必需、夠用”的專業理論知識、具有較強的高素質技能型人才。“熱工理論及應用”是高職高專“電廠熱能動力裝置”和“火電廠集控運行”(以下簡稱熱動、集控)等專業的一門必修的重要的職業技術基礎課程,是福建電力職業技術學院(以下簡稱“我校”)熱動、集控專業開設的第一門職業技術基礎課程,安排在大一下學期開課。多年的教學座談會反饋,該課程難教難學。那么如何在一學期內組織有效的教學,達到培養目標的要求,是擺在任課教師面前的一個重要課題。筆者在多年教學的經驗上,總結了以下幾點體會。
一、了解學生
1.文化基礎總體比較薄弱,學習積極性不高
高職高專學生的錄取批次是普通高校的最后一批,文化基礎較本科高校的學生要差一些。同時不少學生由于高考成績的限制,無法進入自己喜歡的學校或專業就讀,學習缺乏動力;加上部分學生不適應老師的教學方法,或某些知識點聽不懂,又未得到及時解決等原因,造成學生對所學專業或某課程缺乏熱情,學習動力不足,影響了學習的積極性。
2.注重動手能力和專業技能
高職高專學生的學習情緒化較強,對于內容枯燥的理論性太強的內容,學習興趣不高,學習效果不好;而對于實用的實踐教學環節,他們的學習興趣明顯高于理論課程的學習,學習的積極性和主動性較高。
二、熟悉教材
1.課程的內容和教學目標
我校選用的教材,是由武漢電力職業技術學院景朝暉主編的《熱工理論及應用》(第二版)。該教材包括工程熱力學和傳熱學兩部分的內容,其中工程熱力學部分是研究熱能和機械能相互轉換的規律,以及在火電廠中的應用;傳熱學部分是研究熱能傳遞的規律,以及在火電廠中的應用。[1]
學生通過學習,應掌握熱力學和傳熱學的基本理論,能正確運用熱力學知識定性分析和定量計算基本熱力過程和蒸汽動力循環的技能,運用傳熱學知識定性分析和定量計算傳熱過程的技能,為后續的如鍋爐、汽輪機、熱力發電廠等職業技術課程的學習奠定基礎,并為今后從事相關工作提供重要的基礎理論。
2.課程的特點
工程熱力學部分內容的特點是:內容多而且理論性較強、概念多而且抽象難理解、公式較多而且應用條件復雜。[2]傳熱學部分內容的特點是:三種傳熱方式有不同的傳熱機理、表現,自成體系,所以內容連貫性和系統性較差,但又有一定的規律可循。[3]
三、講究教學方法、注重教學手段
1.培養學生的學習興趣
筆者安排在學院的仿真機教室上第一次課,通過投影簡介火電廠的生產過程和各種熱工設備在火電廠中的應用、作用及所處的地位,讓學生初步了解該課程所介紹的熱工設備都是電廠生產中實實在在的東西,這些設備運行得正常與否,會直接影響到電廠生產的安全性和經濟性;再提出一些諸如冬天用手分別觸摸同一環境中的木塊和鐵塊,為何感到鐵塊很涼,是因為鐵塊溫度比木塊溫度低嗎,[4]夏天吹電風扇為何感到涼快等生活中的實例。這些是生活中的常識,但又無法完全地解釋清楚,這樣學生就會帶著好奇心去學習,于是就激發了學生的學習動機,培養了學生的學習興趣。
第一次課,就給學生簡介該課程的內容、特點和教學目標,讓學生對該課程的總體情況有所了解,以便做好心理準備。另外,第一次課就給學生交代清楚該課程的學業成績評價方法,并非僅僅通過期末閉卷考試來確定的,而是采用綜合的評價方法,并且非常注重學習過程的成績,使學生重視該課程的各個教學環節。
2.重組教學內容
在有限的課時里,緊緊圍繞技能型人才的培養目標,根據“按需施教、學以致用”的原則,重組教學內容。“精講”重點內容,比如對工程熱力學部分,精講壓力、功、熱量、焓、熵、可逆過程等基本概念和性質,理想氣體的四個基本熱力過程,熱力學第一、二定律的涵義和在電廠中的應用,以及水蒸氣的性質,狀態和狀態參數的確定和蒸汽的動力循環等,特別是蒸汽的動力循環;傳熱學部分,精講三種傳熱方式的基本規律和傳熱器在電廠中應用的傳熱實例分析,傳熱的增強與削弱等,特別是傳熱器在電廠中應用的傳熱實例分析。
同時,上每一次課之前都要先給學生說明教學目標和重點、難點,這樣就不會讓學生感到盲目和主次不分。
3.靈活多樣的教學方法
在教學中,教師可實行啟發式、討論式、互動式等教學方法,采用歸納法進行講授,鼓勵學生在自學的基礎上提出問題、相互探討、獨立思考,然后由教師進行分析、總結,使學生不僅知其然,也知其所以然,能夠建立自己的知識體系。[5]對一些有區別又有聯系,而且難以理解的內容,教師通過上述教學方式,再列表歸納比較,可幫助學生加深理解。例如工程熱力學部分:開口系穩定流動能量方程式的四個簡化式;體積功、技術功、軸功、流動凈功的涵義、表達式;理想氣體四個基本熱力過程的方程、比熱、內能和焓的變化以及功和熱量交換的表達式;朗肯循環、再熱循環、回熱循環、熱電合供循環的汽耗率、熱效率的表達式;傳熱學部分導熱、對流、輻射三種傳熱方式的機理、表達式等內容,都可通過多種方法來組織教學,充分發揮學生的潛能,活躍課堂氣氛,以此提高教學效果。在講授傳熱學中用到的熱阻和網絡圖時,將其與電工學中的電阻和電路圖聯系起來,學生就很容易理解并掌握了。
在講授各知識點的時候,應時刻牢記高職高專的培養目標是培養第一線技能型的人才,因此應盡量講該知識在電廠生產實際中的應用。
4.精選例題
由于受時間的限制,為了加深對重要公式的理解,必須精選有關本專業方向的、緊密聯系電廠生產實際的例題,例如開口系穩定流動的能量方程的應用,朗肯循環、再熱循環、回熱循環和熱電合供循環的經濟指標的計算,導熱、對流、輻射及換熱器的傳熱計算等。
5.采用現代化的教學手段
高職高專教育是要培養高素質技能型人才,其特點是強化理論聯系實際,因此在教學方法方面要強調工程實踐性。在教學中,組織學生看幻燈片、動畫展示,到學院模型室參觀鍋爐、汽輪機、回熱加熱器、空氣預熱器等模型,到學院實訓中心參觀水泵、風機等實物的辦法,來分析它們構造、工作原理,以提高學生的感性認識,增強直觀教學效果。但在推導一些簡單的公式和講解例題時,要用傳統的板書方法,以展示分析和計算的過程。同時為了彌補多媒體教學進度太快的不足,教師可讓學生把課件拷貝回去復習。
同時,為了理論聯系實際,我校安排了下廠參觀、認識實習、運行或檢修實習(實訓)等實踐教學環節,讓學生親身感受電廠實際的工作氛圍,縮小學校與電廠的距離。
6.培養獲取信息的能力
工程熱力學部分的內容已建成院級精品課程,一些相關的教學資料,如教師電子教案、課件、習題解答、實驗指導書、學習指導書、參考文獻目錄、授課錄像等均已上網絡,任課教師應指導學生上網查閱,方便了學生自主學習。同時,我校還開通了教學論壇,便于師生課外交流、探討。傳熱學部分的教學內容還未建成和上網,這樣就告訴學生上其他兄弟院校的精品課程網站。
隨著經濟全球化的不斷深入及知識、信息技術等的不斷普及和火電廠新設備、新技術、新工藝的不斷應用,高職高專學生需要培養創新精神和開拓能力,因此教師要在教學中訓練學生利用Internet 獲取相關信息的能力。
7.適時開展第二課堂,提高學生實踐能力[6]
學院從設備、場地和資金上給予大力支持,選派教師跟蹤指導、組織學生開展各類競賽活動,如專業論文評獎、專業知識競賽,適時結合實驗、參觀畢業班學生火電廠仿真系統的操作技能競賽和就業應聘現場模擬會等活動,將課堂教學與課外活動有機結合起來,讓學生感受職業氛圍,培養嚴謹的工作作風,進一步激發學生的專業興趣,提高學生職業素質和專業實踐能力。
8.采用綜合的學業成績評價方式
改革一門課程、一份試卷、一個成績的傳統的學生學業成績評價方式,采用綜合評價,注重學習過程。此外,還應考慮學生的獨特見解方面的成績,且所占比例不應該小。如通過課外作業、課堂提問、課后輔導等途徑加以收集,列成表格,建立《學生學業成績登記表》,如表1。
四、結束語
為了使畢業生符合高素質技能型人才的要求,筆者通過分析高職高專學生的特點、培養學生的學習興趣、重組教學內容、適時開展第二課堂、綜合評價學生的學業成績等教學方法和手段等方面進行了改革與創新,創造一個良好的學習氛圍,培養了學生的自學能力、分析問題和解決問題的能力,提高了教學效果。
參考文獻:
[1]景朝暉.熱工理論及應用(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2009.
[2]曾冬琪,林小鬧.提高“工程熱力學”教學質量的方法漫談[J].中國電力教育,2010,(16).
[3]吳怡,雒婧.“傳熱學”教學方法探討[J].中國電力教育,2011,(7).
“任務驅動”是建立在建構主義理論基礎上,以學生為主體,教師為主導,以任務為驅動的教學方式,其顯著特征是:教師的教與學生的學都是圍繞著教學目標,在工作任務引領下,通過對學習資源的積極主動運用,進行自主探索和團隊協作學習,尋求解決問題的方法和途徑,達到教學目標的一種學習實踐活動。“任務驅動”是一種實施探究式教學模式的教學方法,在任務驅動的教學模式下,實訓課程教學既注重學生知識和技能的培養,也關注學生職業經驗的積累,以及交往能力、自主學習能力、職業態度和職業情感等諸多非專業能力的培養。
一、精心設計任務
任務的設計,要做到與學生當下學習進度一致;要有層次性和連貫性,能讓學生順著任務主線把知識點連貫起來;任務的設計既要貼近工業應用,又要能在本校現有實訓裝置上實現。能讓學生在真實或仿真任務環境里學到知識;在完成任務之后,不同的學生根據自己不同的條件與需求,可以由任務中的“可擴展點”做進一步的發揮與完善。
為了選取能用于化工單元過程實訓教學并貼近化工企業生產實際的工作任務,我們與行業企業專家、技術骨干,以及本院專業教師組成課題團隊,研討分析本實訓需掌握的知識、能力和素質,確定來自于企業的真實或經改良的工作任務引領整個實訓教學。例如化工單元過程實訓中的精餾操作,我們選取將15%的酒精水溶液提純至93%為實訓任務。為完成這個任務,學生需查閱相關書籍、資料,了解裝置的工藝和設備結構;設計各小組實訓方案;熟練掌握精餾裝置開停車操作;分析操作過程中不正常操作現象、原因,并進行及時處理;掌握精餾塔各個參數和產品質量控制。這個任務既體現實際生產過程,又適用于學校實訓裝置;既有理論學習,又有實踐操作;既提高了學生學習的興趣,又加強教師的指導效能。
二、實訓過程要以學生為中心
在傳統教學模式中,教師是教學的主體,學生只是被動接受學習,這很不利于調動學生學習的積極性。而任務驅動下的實訓教學模式要求師生改變傳統的觀念和角色,讓學生在學習中起主導作用,使學生成為任務教學的積極參與者,學習的目標和任務都要求學生主動地、有目的地去獲取學習材料來實現。教師在任務驅動教學中的作用為組織、引導、促進、控制、咨詢,學生是在教師的組織、引導下,嘗試用不同的方法完成任務。興趣是最好的老師,任務對學生而言就是一個興趣,促進他們自主進行探索式學習。通過任務的完成,使他們獲得成就感,從而成為他們更積極學習的動力。例如在傳熱模塊的教學中,通過討論各小組設計出解決任務的最佳操作方案,然后小組派代表發言對觀點進行闡述,在全班范圍內討論。在此過程中教師只是傾聽者、激發者、引導者和主持者,學生是主角,在激烈的討論和思想碰撞中加深學生對知識的理解和認識。通過這樣的方法,能夠增強學生發現問題、分析問題和解決問題的的綜合能力。
三、實訓組織形式的創新
在實訓前我們將全班學生分編成若干個小組,每個小組4-5人,每個小組教師指派1名組長。然后教師分配給每個小組需完成的單元過程實訓任務,對每個小組提出相同的要求。在一個好的團隊里,學生能夠通過自己的積極努力獲得小組成員的認可,從而不斷地獲得成就感,激發他們的求知欲望,逐步形成一個積極、自主的良性循環。另外在團隊分工協作完成任務的過程中,能培養出學生團結協作能力和很好的團隊組織能力。
四、過程考核內容及評價方式
(1)知識和技能的掌握,包括階段性知識技能掌握情況,成果展示和完成的任務的綜合情況。具體為對裝置操作、事故處理、實訓產品、表達能力等進行考核。另外針對現有實訓考核方案中考核形式和內容比較單一的問題,可以增加工藝流程圖的作圖、操作方案的設計、數據曲線作圖和解釋、個人提問、人為擾動、事故處理等項目考察學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力。
(2)職業素質,包括實習態度、遵守實訓紀律、團隊協作和遵守職業操作規范的情況。其中在對團隊的協作進行考核時,可以對團隊組織、參與度、合作能力和團隊精神進行考核。另外針對化工操作中物料往往易燃易爆易腐蝕的職業特點,我們特別強調職業操作規范的遵守情況的考核,例如操作安全措施是否規范,廢棄物是否隨意亂丟,操作場所是否保持清潔、工具擺放是否到位等。
項目完成后的教師總結評價是必不可少的重要環節。任務驅動下的教學結果不僅僅是完成操作任務,還要有好的操作過程質量或者好的產品。如果教師將完成任務的結果看成學生學習的最終結果,將評價只是看成教師打分,將評價內容固定在過程操作控制質量或學生表現上,則這種認識是有偏差的,這種評價方式重結果、輕過程。在過程考核實施的過程中,應該首先要讓學生表達、分享自己都學會了什么,總結項目教學活動對他們的意義。教師最后的點評更是重要,教師應該對每個小組完成任務的情況進行評價,對過程中所遇到的疑難問題作出解答。任務完成后的綜合評價,包括學生的自我評價、相互評價以及教師評價的結合。
五、教師的指導
實施的過程中,不是忽視教師指導作用,而是教師的角色轉變為組織者、引導者和幫助者。以學生為中心,并不意味著教師責任的減輕,或教師作用的降低,恰恰相反,這兩方面都對教師的知識和能力提出了更高的要求。
在任務實施前,教師要幫助學生進行必要的知識和技能準備,提醒學生在完成任務過程中的重點難點和可能的突發故障。在任務實施的過程中,教師需要掌握好團隊工作進展和每位學生的參與程度,監控整個過程,要善于調動每一個同學都能參與到任務學習的每一個階段中去,確保學習效果。
參考文獻:
[1] 李軍.“教、學、做”一體化任務驅動型高技能教學模式構建[J].職業技術教育,2009,30(8):39-40.
[2] 方凱.淺談任務驅動教學在電工電子實訓中的應用[J].科技信息,2011,(12):424-425.
《化工單元操作》是從自然科學領域的基礎課向工程科學的專業課過渡的入門課程,是一門關于化工加工過程的技術基礎課,不僅理論體系完整,更是與工程實際有著密切聯系,具有很強的實用性,對化工及相近學科的發展起支撐作用。該課程的教學改革目的在于強化學生的生產實踐能力、提高學生的職業綜合素養。
一、與生產崗位相結合,以培養崗位能力為目標進行課程設計
《化工單元操作》課程內容設計與企業生產崗位相結合,以崗位能力培養為目標,以化工單元操作項目為載體,實施項目教學和工學結合的教學模式,按照化工生產技術領域和職業崗位的要求確定教學內容,以達到突出崗位能力,強化職業素質,注重應用性和實用性的目的。本課程以典型的化工單元操作項目為載體,每個化工單元操作項目都對應著各自的學習情境,根據學生的認知規律采用五步教學法,即項目、組織、實施、檢驗和總結五個步驟組織教學,并根據化工單元操作項目,制訂相應的實驗實訓項目,實現項目化教學模式,通過理論和實踐教學使學生達到能取得相關職業資格證書的能力,為學生就業打下良好基礎。
在設計化工單元操作工作過程的教學情境中,為突出真實工作環境,建立了多方位的實踐環節教學體系:以仿真實驗實訓室、單元操作實驗室、校外實訓基地等為基礎,按照化工單元操作項目,在虛擬和真實的生產環境中組織教學。采用化工單元項目教學、小組聯合操作、頂崗實習等多種方式,強化職業崗位實際操作訓練,突出實踐技能培養,以求達到與就業崗位無縫對接。
二、根據高職高專教育特點,整合教材,有針對性地選取教學內容
根據高職教育特色,本著理論“必要,夠用”、提高學生職業素質和職業能力的原則,在教學過程中合理削減理論性較強的教學內容,利用化工單元操作仿真實驗、化工單元操作實訓、認知實習和頂崗實習等多種教學手段,增強學生實踐能力,培養學生職業素養。
本課程選擇化工企業生產中最普遍的化工單元操作為教學內容。具體內容為研究若干化工單元操作——流體流動、流體輸送、非均相物系分離、傳熱、蒸餾、吸收、干燥的基本原理、單元操作的典型設備構造、設備操作特性、過程和設備的設計與計算、設備的選擇與改造、研究問題的方法等。通過學習,使學生能靈活運用所學知識和技能來分析、解決單元操作中的一般技術性問題,并能勝任化工生產過程中不同崗位的工作。
三、根據學生自身的認知規律,循序漸進,設計七層次教學模式
《化工單元操作》教學改革詣在強化學生的生產實踐能力、提高學生的職業素養。提高學生實踐能力的關鍵在于如何給學生創設企業崗位工作環境,并引導學生把所學的理論知識運用到實際工作中去。按照以上思路,設計《化工單元操作》課程工學結合、項目化教學的七層次教學模式。
第一層次為認知實習。帶學生參觀化工企業生產,讓學生感受到化工生產環境,獲得對化工生產的第一印象,增強學生對本課程的學習興趣。
第二層次為理論教學。其教學內容是研究若干化工單元操作——流體流動、流體輸送、非均相物系分離、傳熱、蒸餾、吸收、干燥等基本原理、單元操作的典型設備構造、設備操作特性、過程和設備的設計與計算、設備的選擇與改造、研究問題的方法等。
第三層次為仿真單元操作練習。這一層次主要是為實踐實訓做準備。學生在進入實驗室操作之前,先通過仿真實訓練習,再進入實驗室開展實際操作。
第四層次為實踐操作。通過實踐部分的理論學習和嚴格的技能操作訓練,使學生掌握化工生產過程中常用的典型設備的基本操作、調節控制和事故處理方法等。
第五層次為課程設計。通過這一環節加強學生對本課程理論知識的進一步理解,提高學生的實踐操作能力,開發學生的創新思維。
第六層次為頂崗實習。建立校外實習基地,學生可以在各個生產車間進行實習實訓,條件成熟的車間可以讓學生進行頂崗實習,學生在真實的工作環境中感受生產操作,達到提高學生技能水平的目的。
第七層次為職業資格證書的考取,要求學生至少獲取一個相關的高級工證書,如化工總控工、化工操作工和化學檢驗工等。
四、靈活運用多種教學方法,激發學生學習的積極性
靈活運用多種先進的教學方法,如多媒體教學、現場教學、實驗教學、啟發式教學等,形象生動,貼近生產實際,增加學生的感性認識,強化實踐教學,提高學生的學習興趣,激發學生的積極性和求知欲,最大限度地提高學生學習效率。
1.制作多媒體教學課件,加強教學手段的現代化。多媒體教學集文字、圖像、圖片、實物照片、動畫于一體,生動易學,有助于學生對抽象內容的理解,大大激發了學生學習的積極性和求知欲,提高了學生的學習效率。另外,對單元操作等實踐性環節進行錄像,用多媒體豐富多彩的表現力,高效率地完成教學任務。
2.采用對比式教學方法,活躍課堂氣氛,培養學生創新意識。《化工單元操作》中三種傳遞過程具有相似性,采用對比講授法,引導學生用已掌握的知識去理解新內容,并引導學生提出解決問題的新方法、新思想,從而培養他們的創新意識,使教學起到事半功倍的效果。
3.課堂與實訓場地一體化,實施現場教學。現場教學有效地增加學生感性認識,強化生產實際,改善教學效果,提高教學質量,激發學生學習的動力,提高學生分析問題和解決問題的能力。
4.理論課與實踐課相互滲透,培養學生解決實際問題的綜合能力。針對《化工單元操作》實用性和工程性比較強的特點,教學過程中始終堅持理論與實踐相互滲透,二者相互促進。一方面在學時安排上,理論課與實驗實訓課緊密銜接,實驗實訓內容與教學內容相互滲透;另一方面采用分層次教學,不僅延伸了教學內容,而且對理論知識也進行了綜合應用。
5.聘請企業技術專家開展技術應用講座。利用星期天、節假日,聘請企業工程技術專家給學生開展技術應用講座,使學生了解行業的最新技術和發展動向,拓寬學生專業知識,提高學生學習興趣。
五、多樣化的考核模式,促使學生個性和能力的全面發展
在考核方式上,采用筆試、技能操作、設計等多樣化的考核方式;在考核內容的選擇上,既考知識又考能力,著重考核學生的綜合素質和實踐能力;在評判學生學業成績上,采用平時能力、應知能力、專業技能綜合考評等多種評分方法,通過改革考試考核方法,促進學生個性和能力的全面發展。
通過近年來不斷的教學改革探索,《化工單元操作》課程以典型的化工單元操作項目為載體,采用五步教學法組織教學,設計工學結合的七層次教學模式,靈活運用多種教學方法及采用多樣化考核方式,有效地強化了學生的生產實踐能力,提高了學生的職業綜合素養。
參考文獻:
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)18-0155-02
引言:
我校《鍋爐原理》課程的授課對象是能源與動力工程(原熱能與動力工程)專業的本科生,本課程是一門綜合性、實踐性較強的主干專業學位課程,具有濃郁的電力生產特色。我校這門課程為上海市教委重點建設課程和上海市精品課程。為了適應能源與動力工程專業“卓越工程師教育培養計劃”要求,強化學生工程能力和創新能力的培養,本課程在教學過程中加強了實驗教學,培養學生分析和解決實際問題的能力。
《鍋爐原理》課程是以“電站鍋爐”為研究對象,通過本課程的學習,使學生初步掌握綜合應用已學的專業工程熱力學、工程流體力學、傳熱學和工程燃燒學合分析的方法。本課程以其他專業基礎課程(比如:工程熱力學、工程流體力學、傳熱學和工程燃燒學)為基礎,與實際電廠生產之間聯系緊密,需要在講授過程中將理論與實踐緊密結合,使學生注意掌握將理論應用于實踐的方法。
實驗、實踐教學在培養學生嚴謹的科學思維和創新能力、理論聯系實際,特別是與科學技術發展相適應的綜合能力方面有著不可替代的作用。在《鍋爐原理》課程教學過程中,運用鍋爐原理的基本知識及方法解決工程實際問題是教學的目的也是教學的難點。為此,必須加強實踐教學環節,增加實習和綜合性實驗內容,以助學生對《鍋爐原理》課程理論教學內容的理解和解決工程實際問題方法的掌握。針對電力行業特色,課題組對《鍋爐原理》課程實驗內容進行了精心設計、改革了實驗方法、改進了考核方式,形成了一套完整的實驗教學體系,包括綜合性實驗、鍋爐實習參觀、計算機仿真訓練以及檢修實訓。在幫助學生充分理解并掌握教學內容的基礎上,增強動手能力,拓展第二課堂、提高創新能力。
一、《鍋爐原理》課程的實驗教學目的與基本要求
實驗教學的目的:通過鍋爐課程的實驗使學生獲得鍋爐實驗技能的基本訓練,掌握鍋爐實驗的基本方法,學會常規測量儀器的使用方法,同時借助實驗中顯示的物理化學的現象和數據,進一步深化對“鍋爐原理”課程中有關重要理論和概念的理解。同時掌握實驗基本方法,鍛煉動手能力,培養創新思維。
基本要求:
(1)通過實驗使學生強化對鍋爐理論知識的認識、驗證理論知識的結論。
(2)使學生掌握常規儀器的基本原理與使用,學會完成實驗的方法和操作程序。
(3)學會從實驗數據的分析中得出反映基本原理和定律的結論。
(4)整理實驗過程取得的數據,完成實驗報告。
(5)學習完成簡單的設計性的實驗。
(6)通過實驗教學環節培養學生實事求是、遵循客觀規律的科學態度和嚴謹認真的工作作風。
二、《鍋爐原理》課程的實驗教學內容
依據實驗教學的開課目的,《鍋爐原理》實踐教學內容設計為綜合性實驗、鍋爐實習參觀、計算機仿真訓練以及檢修實訓四個部分。通過綜合性實驗和電廠實習參觀,使學生進一步加深燃料成分、鍋爐熱平衡、鍋爐熱偏差的形成機理以及鍋爐設備及系統的理解,并掌握基本實驗方法和測試技術;通過計算機仿真訓練,開展形象教學,可從根本上改變專業課程教學中存在的涉及大型設備、復雜系統,在課堂上難以講解和學習的設備運行及工作過程等問題;而檢修實訓的主要目的是培養和提高學生動手能力和綜合應用能力的實踐環節,也是強化學生工程師基本技能的訓練,培養和加強學生的實踐能力和創新能力。通過實訓,學生可以了解鍋爐的泵與風機、燃燒設備等的結構特點、工作方式及有關的技術經濟指標,熟悉鍋爐設備的結構和性能、設計及計算方法,將理論和生產實踐相結合,鞏固和擴大專業知識面。
結合《鍋爐原理》理論教學的授課模塊:燃料及燃燒特性、燃料燃燒計算和鍋爐機組熱平衡、煤粉制備及系統、鍋爐受熱面、鍋爐工作原理等,開設了相應的實驗教學:燃料的工業分析實驗、燃料的元素分析實驗、燃料發熱量測定實驗、灰熔點測定實驗、鍋爐熱平衡實驗、煤粉細度測量實驗、過熱器熱偏差實驗。受實驗時數的限制,上述實驗部分是作為第一課堂必修實驗進行的,而部分是放在第二課堂選做的。再結合校企合作平臺,第二課堂上還開展了相應的鍋爐檢修和實訓,作為相應實驗課程的有力補充,鍛煉動手能力,培養創新思維能力,提高創新能力。
三、鍋爐原理實驗教學模式的探索
為了培養學生的動手能力和創新能力,《鍋爐原理》課程的實驗室是開放式實驗室,實驗分為必做和選做兩類。對于教學必做的實驗,由于受到實驗臺套數的限制,所以每個實驗都按照實驗臺套數將學生人數控制在與實驗臺套數相適應的組別來排實驗,使學生有獨立操作機會。每次實驗,實驗老師都付出很多的時間和心血。對于選做的鍋爐實驗,學生提前一周提交實驗申請,實驗教師把相關的儀器、設備、系統、實驗工具等準備好,學生可以隨時到開放式實驗室進行相關實驗的操作。對于復雜的實驗,學生可以自行組隊,然后進入實驗室進行團隊協作,操作實驗設備和儀器,并主動思考實驗過程中遇到的現象和問題,通過團隊合作解決實驗中出現的問題,記錄和整理實驗數據,進行數據分析和實驗總結。學生在做實驗的過程中,可有效提高動手能力、團隊協作精神、獨立思考并分析解決問題能力以及自主創新能力。
四、鍋爐原理實驗教學考核方式
實驗考核是對學生實驗能力的全面檢查,也是對教師教學效果的檢查。同時,實驗進行相應的考核能夠給學生壓力和動力,促使學生重視實驗課程。實驗課程傳統的考核方式多是依據學生提交的實驗報告質量來確定,這種實驗考核方式重點考察了實驗成果而忽視了做實驗的過程,有一定的合理性,但同時也帶有實驗指導教師的主觀性,導致一部分學生不重視實驗過程,甚至出現了個別學生抄襲他人實驗報告的情況,而教師僅根據實驗報告是無法判定哪份報告是抄襲的,這就不可避免會出現個別對待實驗敷衍了事的學生,但其實驗報告寫得很好,所以其實驗考核成績比那些認真做實驗學生的要高的不合理現象,這會挫傷部分學生進行實驗的積極性、主動性和創造性。為此,課題組對傳統的考核方式進行了改革,將成果考核改為過程考核。把成績分為五部分,包括:實驗準備過程、實驗操作過程、實驗數據分析、實驗報告和實驗創新。采用過程考核方式,可以考察學生的綜合表現。實驗準備過程考核主要是考查學生對實驗的預習情況;實驗操作過程考核主要考查學生實驗操作過程的動力能力、實驗操作的規范性和正確性;實驗數據分析主要考查學生實驗數據的準確性及數據處理方法的合理性;實驗報告主要考查學生對整個實驗的綜合整理能力;實驗創新主要考查學生通過本次實驗,在操作方法上、數據處理上有無改進或創新,或把本次實驗的理念、原理等向外拓展,提出新的實驗。實驗教師根據以上五個環節進行綜合評分,給出總評成績。通過這種考核方式給出的實驗綜合成績,實現對學生的學習態度、觀察能力、動手能力、思維能力、綜合分析能力、創新能力的全面考查。這種考核方式可充分反映學生對實驗課的學習態度、知識掌握、動手能力和拓展創新能力等綜合素質,進一步促進實驗教學質量的提高。
五、結束語
《鍋爐原理》課程的實驗教學是將《鍋爐原理》教材的理論知識與工程實踐相結合、基礎理論學習與實驗能力培養相結合的教學活動,是培養學生創新能力的重要環節。針對電力行業特色,進行了《鍋爐原理》課程實驗內容的設計、實驗方法的改革、考核方式的改進,形成了完整的實驗教學體系,包括綜合性實驗、鍋爐實習參觀、計算機仿真訓練以及檢修實訓,有利于學生充分理解并掌握教學內容,增強動手能力,拓展第二課堂,提高創新能力。這種實驗教學方法得到了學生的一致好評,教學質量提高明顯。
中圖分類號: G353 文獻標識碼: A
《汽輪機設備及運行》是高職高專電廠熱能動力裝置專業學生所學的一門專業核心課,該課程的內容非常復雜,如汽輪機原理涉及到工程熱力學、流體力學方面的知識;汽輪機的調節涉及自動控制方面的知識;汽輪機的本體結構涉及到工程力學方面的知識;凝氣設備的學習用到了傳熱學方面的知識;可見要學好該課程需要掌握扎實的理論基礎知識,但是高職學生大多數基礎差,底子薄,對基礎知識掌握的不牢靠,學習的主觀能動性差,要想學好這門課程真是難上加難,因此,在這種情況下,老師采取合適的教學方法顯得尤為重要,本文就汽輪機設備及運行課程教學中所采用的教學方法提出自己的幾點思考。
一、教材內容的處理
第一章汽輪機概述和第二章汽輪機的工作原理為基礎知識模塊,該模塊要通過詳細講解,讓學生明確汽輪機是如何實現將熱能轉換為機械能的、在轉換過程中效率和損失;在教學中將第三章汽輪機的變工況和第四章汽輪機的本體結構順序調換,在明確汽輪機結構的基礎上更有利于學習汽輪機的變工況特性;學習第五章汽輪機凝氣設備及運行時,有效地結合傳熱實訓室和流體輸送實訓室的設備化難為易,針對陜北地區的特點,著重給學生介紹空冷系統;第六章汽輪機的調節系統簡要介紹調節的任務,調節系統的組成及汽輪機的油系統,將復雜的調節原理和調節邏輯刪掉,該部分知識建議自動控制老師給予強化,學生只要明確正常運行時是如何調節的,事故情況下是如何保護汽輪機的即可,第七章汽輪機的運行簡要介紹,后續單元機組集控運行中會花大量的時間介紹該部分內容,從而有效的避免了內容的重復和時間的浪費。
二、教學方法改革
1、感性認識,自己動手
目標和興趣是學習的動力。在“汽輪機設備及運行”課堂理論教學之前以及教學過程中合理安排實踐教學環節。如在講解汽輪機概述時,讓學生自己動手做一個風車,應用類比教學法講風車和汽輪機的轉子部分類比,從而直觀地明確汽輪機的基本構造。同時,讓學生參觀教學模型、觀看教學錄像,在講解汽輪機本體時,老師放映大量的多媒體文件,在此基礎上指導學生在課余時間動手做汽輪機模型,通過做模型,學生對汽輪機的結構有了感性的認識,從而更好的幫助學生理解汽輪機的工作原理。在做模型的過程中,學生不僅學習到了汽輪機的構造,還提高了動手操作能力和創造力。
2、知識遷移,轉化吸收
熱工基礎與泵與風機課程中一些專業知識可以有效地利用到汽輪機工作原理這一章節,通過教師提問、引導,讓學生把該部分知識遷移并應用于新知識的學習過程中。如講解蒸汽在噴嘴中實現能量轉換的基本規律中的幾何條件時,要充分激發學生的熱情,回顧馬赫數相關知識,并將該部分知識應用到新內容的學習中。
3、理實一體,化難為易
在教學過程中,應加強技能培養,強化學生的推理能力,由于高職生的數學功底差,為此可將理論穿插于實踐過程中,實現理實一體化教學,尤其是對那些理論深奧的內容,需要采取行之有效的方法。如汽輪機變工況章節中,公式的推導較復雜,現場不需要進行復雜的運算,可直接寫出公式,讓學生討論規律,教師點評,以表格的形式將結論梳理,方便學生掌握,然后再引申到現場應用較多的凝汽式汽輪機的監視段壓力詳細地進行重點講解,并列舉幾個監視段壓力在實際中應用的例子使講解更生動形象,同時,可以在仿真機上設計典型工況,讓學生充分認識到蒸汽流量變化時其他參數的變化規律;其次講解汽輪機的調節方式時,可以讓學生利用仿真調用DEH操作畫面,讓學生觀看幾種調節方式切換時閥門的狀態有何變化,這樣就把復雜的抽象的理論簡化了;介紹油系統和抗燃油系統時,以仿真機汽輪機油系統投運操作為載體,讓學生在操作中明確油系統的任務、組成、工作流程及各主要設備的作用。理實一體化教學效果立桿見影,學生更容易在操作中獲得知識。
4、引導激發、寓教于樂
在工科課程的教學中,課程的內容枯燥、單一,學生的學習氛圍差,如何讓課程成為歡聲笑語的課堂?如何實現教學中寓教于樂,淺顯易懂?需要教師花大量的功夫,如在講汽輪機真空的形成時, 可以解釋為什么暖水瓶在水變得冷時, 瓶塞難以拔出等,在講抽氣設備時,可以引導學生利用實訓室的射水抽氣器去思考抽氣器的工作原理和作用,在整個教學環節中,大量采用啟發式教學;在講解汽輪機油系統時,結合日常生活中的例子,如北方夏天,家里的食用油處于液體狀態,而在北方冬天,家里的食用油就黏在一起,引發學生思考汽輪機的油系統用油狀態應該怎么樣?學生就很容易得出油系統需要油的油溫有一定的要求這個結論。
5、歸納總結,梳理主線
歸納和總結對學生學習成果的強化至關重要,在近幾年教學中,發現大多數學生習慣于“喂著吃”,不知道“找食吃”,學完一門課程對課程的宏觀把握遠遠不夠,因此,在教學中,多教學生歸納總結,例如在學習完汽輪機的工作原理這一章時,讓學生利用2課時的時間分小組命名一套單元測試題,學生在出題的過程中對本章節的內容總體有了把握,同時對該章節的知識主線也有了明確的認識,及時、有效地歸納總結,對于學生掌握知識能起到事半功倍的效果。
6、加強創新,提升能力
課程實驗特別是一些專業課程實驗,受到場地和實驗設備臺套數限制,面臨的教學壓力就更大了。同一個實驗,指導教師要在幾天時間內不斷重復十幾次甚至幾十次,在這種情況下,實驗教學難免照本宣科、留于形式。教師沒有太多精力用于擴展實驗內容,拓寬學生思路,引導和協助學生完成實驗指導或實驗教材以外的實驗內容。學生做實驗只是按照實驗指導或實驗教材給出的步驟、方法,驗證教材內容中的原理和定律。在這種習慣性的思想指導下的實驗教學,教師的主動性、創造性得不到發揮,學生創新能力的培養和發揮也不可能得到足夠的重視,這顯然已經不能滿足社會對創新型人才的需求。研究型實驗教學注重學生主動性和探索性的發揮,改變學生完成任務了事的被動學習。
三、注重解決實驗教學需解決的硬件問題
設備陳舊,且實驗設備與實際生產設備差別大。實驗用測振轉子多為單跨、剛性轉子,而實際汽輪機組均為多跨、剛性連接的撓性轉子;測試手段落后,測試數據單一,無法實現綜合分析需求;數據處理落后,速度慢,數據再現性差,不適合現場應用。學生實驗過程中對測試對象和測試設備的了解及使用、數據處理等,都已經不能滿足實際生產的需要,教學設施、教學方法應與時俱進,根據科學技術和生產發展不斷進行更新調整。因此我們提出在主要專業課程的實驗教學中采用“新設備、新技術、新方法”的改革思路。為此,重新設計、加工了新的振動實驗系統。轉子系統緊密結合實際汽輪機設備結構和運行特點,同時也采用了先進的測試設備和數據處理工具,該系統具有故障診斷、信號分析、轉子和軸系振動測試等功能,并具有良好的人機交互界面,兼顧了儀器與軟件分析的優勢,在汽輪機轉子振動故障診斷課題研究方面發揮了重要作用。新實驗系統結合了實際設備和實際的技術應用,很好的實現了教學與科研的有機融合,能進行汽輪機轉子振動故障分析、診斷及相關課題研究。
四、結語
汽輪機設備及運行課程作為高職電廠熱能動力裝置專業的主干專業課程之一, 一直被認為是一門難教、難學的課程,本門就教材內容的處理和教學方法的改革提出了自己的意見,但這些實踐還遠遠不夠,還需要在今后的教學實踐中繼續完善和探索實踐。
【參考文獻】
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中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1672-5727(2012)06-0167-02
傳統《化工過程單元操作》(即化工原理)以三傳(動量、熱量和質量傳遞)為基礎,講解流體輸送及其輸送設備、非均相物系分離、傳熱、吸收、蒸餾和干燥等內容。本課程擔負著由理及工、由基礎到專業的特殊使命,即承擔著工程科學與工程技術的雙重教育任務,課程強調工程觀點、定量計算、實驗技能及設計能力的培養,強調理論與實際相結合,以提高學生分析問題、解決問題的能力。《化工過程單元操作》是化工類專業的專業技術課程,也是化工類專業的核心課程。該課程主要培養學生在化工生產現場進行操作、管理、工藝過程的優化等技能。該課程不僅涉及每個化工過程單元的原理、操作,而且涵蓋設備、儀表、控制等知識,需要綜合性的知識和能力。
自2006年開始,我系進行模塊化課程改革工作,將一些專業課程揉合并分解成幾個獨立的教學單元,將《化工設備》、《化工儀表及自動化》的內容揉合到各模塊中,將《化工過程單元操作》分為《流體輸送與非均相分離》、《傳熱技術》、《傳質分離技術》三門課程,保證學生在短時間內學習掌握某一模塊的專業知識技能,進一步縮短理論與實踐的距離,為上崗實習做好基礎理論準備。在此基礎上,從2008年開始,我院開始新的教學模式探索,在模塊的基礎上采用生產任務驅動、工作過程導向,通過模擬工廠項目實施教學。
隨著課程改革的不斷深入,各項工作逐步完善,學生學習成果的考核和評價成為關鍵因素。因此,如何在項目化教學中公平合理地評價學生的學習成果,并通過評價和考核反饋意見調整及改進教師項目化教學,更好地促進學生學習效果和教師教學效率的提高成為一個關鍵環節。
評價中多元智力理論的引入
學習效果評價和考核本身具有導向和教育作用,對于促進學生的發展和成長有著重要的意義。在我國當前職業教育課程改革中,學生評價在評價目的、內容、方法、環境等方面存在諸多不足。傳統的《化工過程單元操作》課程教學主要采用課堂理論傳授和實驗練習。檢驗學習成果的考核方法主要是小型測驗、期中或者期末考試,一張試卷包括填空、選擇、簡答和計算等內容。教師往往以期末考試成績為主,同時參考平時測評成績評定學生的學習能力和學習成果。這種方式的考核,基本上是期末考試成績決定學生的評價結果。直到學期結束,教師才能得到教學反饋意見。而這個成績既不能正確全面地反映學生在課程各個學習階段的學習情況,教師也不能根據各個學習階段學生學習狀態的不同及時調整教學方式,使教學更有針對性和效率。我院《化工過程單元操作》課程引入的項目化教學就是為充分促進學生發展,讓教師及時掌握學生在不同學習時間對課程的了解程度和學習狀態,在評價中應注意學生的成長,教學內容多元化,評價注意展示性和情景化,評價方式多元化,評價內容多樣化。
1983年,美國心理學家加德納教授在《智力的結構》一書中,從多元的角度對智力進行闡述。加德納認為,人的智力是多元的,除了言語—語言智力、邏輯—數理智力兩種基本智力以外,還有其他七種智力,它們分別是:空間關系智力、音樂節奏智力、身體運動智力、人際交往智力、自我反省智力、自然觀察者智力、存在智力。在加德納看來,能否解決實際生活中的問題和創造出社會所需要的有效產品的能力是核心,并以此作為衡量智力高低的標準。這種闡述打破了傳統智力理論對學生的主體性、創造性和教育的情景性的忽略,使學生能夠得到全面的發展。多元智力理論豐富和發展了傳統智力理論,為教學中實現因材施教、創造教育、差異教育提供了有力的理論依據。借鑒多元智力理論,針對我院項目化教學改革,對學生進行發展性評價,為項目化教學改革指明方向。
多元智力理論視閾下的項目化教學評價
(一)了解學生在多元智力模型中的優點和弱點,實施個性化評價
學生一般不能獨立評價自己的優缺點或者樹立自己的夢想,這就需要教師設法了解這些學生的優勢智力領域及每個學生的背景、興趣、愛好、目標等,在教學評價過程中突出個別化和多元化,創造適合每一個學生的教育。更重要的是,通過在優勢智力領域取得的成績幫助學生樹立自尊心和自信心,然后有意識地將自己在優勢智力領域的優點遷移到弱勢智力領域中,實現全面發展。
首先,在實施課程教學前,筆者設計興趣愛好調查問卷、職業規劃和一些有針對性的創造性活動(包括家庭、學校、班級共同合作的活動),了解學生在多元智力中哪些是自己的優點、哪些是自己的弱勢,鼓勵學生表現自己的特長。這些辦法應保證多樣性和靈活性,以適應學生的個體差異,并符合具體的評價任務。
其次,在學校里建立有效的信息交流庫,使教師在實際接觸學生前就對學生有一定的了解。同時,教師要不斷地在信息庫中增加新的信息,最終使每個學生都擁有一個記錄自身成長和進步軌跡的“檔案袋”,從而促使教師提出有針對性的教育和評價措施,達到個性化評價。
(二)專題項目教學和學習實施全面化智力評價
在充分了解學生信息之后,布置工廠專題項目,分組合作共同解決。在這個過程中,各組成員需要查詢資料、分析問題、小組交流、匯報完成情況,在上課過程中評價自己小組以及其他小組的方案是否合理。組長及其成員需要組織完成該項目的方案確定、繪制流程圖、確定工藝參數、計算選擇設備及其參數、在匯報點評后修改方案、在實訓室中實施該方案,確保實施中正確合理并最終得到合格產品。
在這個項目學習過程中,不僅教師可以通過專題項目看出學生判斷事物的能力、對概念的掌握情況以及運用所學知識的能力,還為學生提供了與教師、同學交流的機會,也為學生評價提供了更多的評價材料,具體表現如下:(1)在項目下達后,小組成員需要查閱資料,分析項目中所要解決的問題,與各自組員探討方案。方案確定后,各組需要匯報,各小組在點評自己小組的方案后,還需點評其他小組的方案是否合理。在這個過程中,教師隨時記錄小組成員的表現,考核學生的語言智力、邏輯智力。(2)方案確定后,就需要為項目實施選定所需設備和過程操作的工藝參數,完成項目中的計算推理。對于該課程,流程圖的繪制是一個重點,需要對線條、形狀、空間的了解和掌握。在這個過程中,所有小組成員需要團隊合作,共同承當責任,共同學習探討,提交一份合理的項目解決報告。這個過程中,教師考核各成員的空間智力、數學邏輯智力以及人際關系智力。(3)繪制好流程、計算出工藝參數后,需要對方案進行實施。能否得到合格的產品,這就需要小組成員在實訓室中完成各個單元操作,正確操作實訓設備,學習操作技能,在實施過程中發現并解決問題。在這個過程中,學生所表現出的是團隊合作能力、組織能力、身體運動智力、自然智力,教師也可多方面地考核學生的表現。(4)在正確實施操作過程后,需要提交合格的產品、分析報告、單元操作學結。這個過程可以考察學生的邏輯思維能力、學習應用能力以及內省智力等。
(三)智力展示、成果、評價主體多樣化,實施多樣化的評價
在項目化教學中,筆者借鑒多元智力理論,進行多樣化評價。
首先,對智力展示進行多元化考核,而不是只在數學邏輯和語言上進行考核,把音樂、美術、體育等納入到評價體系中,使加德納智力模型中其他智力都有所體現并得到充分的考核。
其次,可以提供的成果多樣化,可以對成長記錄袋、任務單、過程資料、總結ppt、方案報告、最終產品、拓展訓練報告、總結報告、實施過程中考核表、學習能力考核表、拓展分析報告一一進行點評考核,為學生提高知識應用能力、解決問題的能力提供支撐。
再次,評價主體多元化,由以往的教師主體評價改為個人、小組、他人、教師、家長、企業多方評價,最終得到評價結果。
結語
借鑒多元智力理論,筆者對學生進行全面、多樣、發展性的評價。在評價內容上,確立多元的評價標準,打破原有的局限,評價不僅要關注學生的學業成績,而且要發現和發展學生各方面的潛能,將學生的書面考試成績和在日常生活中的表現相結合。評價結果既是一段教學的終點,又是下一階段教學的起點和依據,教師可針對評價過程中發現的問題調整教學任務和目標,使學生的智力和素質得到全面提高。
參考文獻:
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化工設備機械基礎課程是高職化工類專業學生所學的唯一涉及材料、力學、機械零件、設備等相關知識“量大面廣”的專業基礎課,涉及內容為化工類專業人才必不可少的知識結構。課程面向大多數非機專業化工類學生,是在我院設置的專業基礎課中學生人數最多的課程之一。目前,隨著專業發展的需要和改革的深入,課程學時數幾乎縮減至原來的一半(50學時左右)。為了保證教學質量、提高教學效果,著重培養學生的綜合素質和職業能力,筆者所在院校不斷加強師資隊伍和教學條件建設,對教學內容、教學方法進行了改革與實踐。
1、課程定位是基礎
化工設備機械基礎課程的定位應符合高職教育課程的特點,即具有職業性、針對性和應用性,突出“以能力培養為目標”的教育理念,考慮授課對象的實際情況,基于崗位需求,注重職業素質和能力的培養。通過校企合作進行課程建設,企業參與課程標準的制定與審核,將企業文化、行業標準直接滲透到課程建設中。通過該課程的學習,使學生掌握化工設備機械基礎知識和操作維護方法,具備基本的機械設計能力,培養學生的工程觀念,提高其分析問題和解決實際問題的能力。
2、教學內容設計是重點
教學內容是課程建設的核心,是打造精品、提升質量的先導。根據化工行業對從業人員的要求、專業培養目標、崗位職業能力的基本要求,與行業企業密切合作,完成化工崗位所需要的知識、能力、素質要求來選取《化工設備機械基礎》課程的教學內容,并為學生可持續發展奠定良好的基礎。
本課程是一門實用性極強的課程,課程內容設計打破傳統的模式,以模塊、項目取代章節。注重理論聯系實際,遵循崗位職業能力培養的基本規律,重組和整合教學內容,融知識傳授與能力培養為一體。注重教學過程的實踐性、開放性和職業性,加大實踐教學環節的比重。確定理論和實踐教學內容,將知識點、技能要求與具體工作任務聯系起來,突出知識與技能要求的崗位針對性。
教學內容設計采用“認識――深入――強化”三段式展開。
課程認識階段:主要以感性的認識為主,以參觀、圖片展示、討論等活動為手段,讓學生了解課程概論和一些淺顯的專業知識,引發學生學習該課程的興趣。例如,化工容器結構這一節內容,可以采取現場教學得到感性認識,再輔以圖片進一步了解內部結構,使學生易于接受。
課程深入階段:主要通過創設工作情境、項目實訓等多種方式,使學生在工作情境中學習專業知識,不斷鞏固上一階段對該課程建立起來的興趣,并通過項目、任務演練初步嘗試成功,增強學生學習的信心、掌握相關的專業技能。利用學院的化工實訓基地和煤化工實訓基地,讓學生在仿工廠情境化環境中學習,通過創設模擬的現場實訓教學環境,進行基于工作過程的實訓項目的訓練,強化職業技能和職業素質的培養。例如,通過閥門的認識與拆裝項目,學生以小組為單位在創設好的工作情境中學習,不僅增強了學習興趣和信心,掌握了職業技能,而且通過團隊合作鍛煉了同學們的溝通交流能力、語言表達能力和團隊協作意識。
課程強化階段:通過操作性強的項目或任務,培養學生分析、解決問題的能力,使學生逐步建立起工程概念。例如,學生在完成換熱器拆裝、試壓綜合項目中,已經對換熱器結構、性能、壓力試驗、拆裝操作規程等知識都有了較全面的學習,通過項目訓練,將理論與實踐結合起來,進一步強化職業技能,獲得相關的“工作經驗”和“工作訣竅”,培養學生綜合分析和處理實際問題的能力。在此階段,充分發揮學院化工單元操作裝置、仿真實訓、模擬工廠化情境的實訓車間以及校外實訓基地在人才培養中的重要作用,開發利用好校內外資源。
3、教學團隊建設是關鍵
化工設備機械基礎課程所涉及的理論知識面寬(包括多門學科)、實踐性強,因此對教師的要求較高,不僅要求教師具備扎實的專業功底,而且還要求教師具備相當的實踐經驗,將理論知識靈活應用到實踐當中去。我院近幾年通過骨干教師培養、雙師素質教師培養、新老教師結對子工程、兼職教師隊伍建設不斷提高教師團隊的專業技能和實踐經驗。組織專業教師參加教育部高職高專師資培訓基地培訓、行業組織的相關技術類培訓、精品課程師資培訓、相關實訓基地設備使用和教學功能開發等各級各類教師培訓。新、老教師結對子,起到了老教師“傳、幫、帶”的作用,使得新教師迅速成長,增強了教學團隊的競爭力。此外,學院不斷加強與行業企業的合作,聘請企業技術人員和能工巧匠作為兼職教師指導學生生產性實訓和實習,培養學生職業技能。通過以上舉措,大大提高了教學團隊的教學實力,為課程建設提供了強有力的支持。
4、教學條件建設是支撐
實踐性教學的重要性在高職教育中的地位日益凸顯。教學條件的建設成為課程建設的重要支撐。我院化工實訓基地集實習實訓、仿真、培訓、技能考核和科研于一體,擁有精餾、流體輸送、傳熱、干燥、吸收解析、過濾、管路拆裝、純水制備、固定床反應器、流化床反應器、釜式反應器等設備,通過教師們的努力,開發出配套的實訓項目,編制了相應的實習、實訓講義,制定出設備的操作規程和規范,為課程改革打下了良好的基礎。
我院在加大院內實訓基地建設的同時,不斷深入校企合作,與神華煤制油公司合作共建“校中廠”――煤化工教學工廠,仿現代化煤化工企業程度高、融入了企業管理文化,擁有煤制甲醇典型裝置、模擬生產、DCS自動化控制,可以進行開車、運行、停車、設備維護保養、事故判斷處理、崗位管理等實訓。為課程教學提供了可靠的保障。
5、教學方式靈活多樣
采用多媒體教學、現場教學、模型演示等教學手段,增強了教學的直觀性、生動性、互動性,大大增加了課程的信息量,便于學生理解,提高了教學效率。例如,在講授常見化工設備的過程中,組織學生到我院化工實訓基地進行現場教學,建立起感性認識后,利用多媒體教學進行深入講解,并不斷引導學生獨立思考,將同類設備進行對比分析,探索內在聯系與規律,培養學生分析問題和解決問題的能力。
采用小組討論法、案例教學法、總結歸納法、頭腦風暴法等教學方法,引導學生自主學習的積極性,鼓勵學生參與討論、分析和思考,要適時地給予學生必要的肯定。在這個教學過程中,教師不再是知識的傳播者,而是教學活動的設計者和激勵者,教學過程不是授之以“魚”應是授之以“漁”。
6、實施效果
在《化工設備機械基礎》課程的教學過程中,嘗試從課程定位、教學內容設計、教學團隊合作、教學條件的充分利用和教學方式的改革等方面入手,積極開展課程的建設與研究。實踐表明,這些措施改進和提高了該課程的教學效果,開闊了學生視野,培養了學生運用所學知識分析解決工程實際問題的能力,提高了學生的綜合素質。
基金項目:本文為2011年度高等學校科學研究項目《化工設備機械基礎課程建設研究與實踐》的部分成果(項目編號NJC11256)。
參考文獻:
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A?搖 文章編號:1674-9324(2013)26-0033-02
教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見教高(2006)16號文件中指出,“高等職業院校要積極與行業企業合作開發課程,根據技術領域和職業崗位(群)的任職要求,參照相關的職業資格標準,改革課程體系和教學內容,建立突出職業能力培養的課程標準,規范課程教學的基本要求,提高課程教學質量。改革教學方法和手段,融“教、學、做”為一體,強化學生能力的培養。”可以說高職教育實行課程改革是提高教學效果的必由之路。為此我院對所有課程都進行了課改。
一、《熱工技術與應用》課程的特點
城市熱能應用技術專業是我院的主干專業,《熱工技術與應用》課程是本專業的一門主要專業基礎課,在東北地區主要研究制熱方向。一方面,它為學生今后學習專業課,如《鍋爐原理》、《熱工儀表與自動控制》等提供必要的基礎理論知識和熱工分析與熱工計算能力,另一方面,通過實驗、測試技能等綜合訓練,提高學生運用理論分析和解決工程實際問題的能力。但是該課理論性強、概念抽象、公式繁多,是學生公認的較難的課程。尤其對于城市熱能應用技術專業(高職層次)教學來講,由于學生高等數學基礎薄弱,很多學不好本課程的學生,主要問題是出現在數學基礎上。加上學時(56學時)有限,讓初次接觸該課的學生難以入門,從而產生畏懼心理。如何使《熱工技術與應用》課程化難為易、化繁為簡、化抽象為具體,以提高教學效果,在這里做初步研究。
二、課程改革的內容
1.教學內容的改革。本課程主要是研究熱功轉換及熱傳遞規律的基本原理、概念,以及在熱能工程問題上的應用。針對本課程概念多、公式多和線圖多、理論性和應用性較強這些特點,在組織教學內容時努力做到:①重視基本概念和理論,精簡公式推導,讓學生理解基本概念和定理的實質,不必過分強調公式如何推導。②強化實際工程應用,將大量實際熱力工程知識引入教學,列舉大量工程實例,使學生能用熱工知識分析和專業相關的實際問題,突出熱工知識在城市熱能應用技術專業中的應用,有助于培養學生對知識的理解和分析問題、解決問題的能力。③運用圖表分析,緊密聯系實際。圖表分析是熱工課中很重要的一部分內容,無論是工程熱力學中的過程、循環、熱量與功量分析,還是傳熱學中的換熱分析計算,都以圖表分析為基本工具。
2.教學方法和教學手段的改革。教學方法和教學手段的改革目的就是要提高課程教學內容的形象性、生動性和通俗易懂性,提高教與學的效率,提高教學質量。根據本課程的性質和內容,選擇切實可行的教學方法,如頭腦風暴法、分組討論法、案例分析法和現場教學法等。充分利用現代化教學手段,制作了實用的多媒體課件;借助計算機多媒體演示,使抽象的概念具體化,復雜的問題簡單化,繁瑣的內容精煉化,實際問題形象化。①頭腦風暴法。在教學過程中,針對基本概念和基本理論內容的講解,應多引用學生身邊的例子、工程應用的實例。教師引出問題,有意識地啟發學生思考,讓他們積極踴躍回答問題,提出自己的見解和方案。最后老師總結,選取最佳方案。這樣既加深了學生對概念的理解,又充分調動了學習的積極性、主動性和創造性,并且提升了學生的工程意識和分析問題、解決問題的能力。比如在講解圓筒壁導熱章節時,向學生提出問題:為什么保溫飯盒具有保溫性能,并設計幾種提高保溫性能的方案。引導學生積極思考,最后再引申到工程實際-供熱管道保溫問題上來。②案例分析法。在《熱工技術與應用》的教學過程中,應始終把握理論教學聯系實際案例的教學思想,突出熱工理論和專業相結合的重要性,讓學生體會到本課程是與專業密切相關的,進一步增強學生的學習興趣。比如講解熱力過程與循環時,聯系到熱力設備是如何制熱的。講解水蒸氣飽和壓力與飽和溫度對應關系時,聯系到鍋爐熱力設備額定工作壓力與溫度的調解關系。在講到傳熱學穩態導熱部分時,提出冬天怎樣穿衣服會更溫暖等問題。學生往往會反應熱烈,感到熱工學就在自己身邊,熱工理論并不是高深莫測的,從而消除了畏懼心理,提高了學習興趣。然后再從身邊的問題引申到工程實例,比如鍋爐等動力設備的工作原理、熱工計量測試儀器儀表的設計開發等,由淺入深,使學生由被動學習變為主動學習,充分提高的了學習效果。③現場教學法。利用實驗實訓室、實訓基地、校企合作單位等途徑,組織學生現場教學,幫助學生更好地理解、鞏固所學的理論知識,也可以學到更多課堂上學不到的知識,同時加強了學生實踐技能的培養。在實際授課過程中,由于我們學院地處哈爾濱,冬天特別寒冷。學院有自己的供暖鍋爐房,夏天正值鍋爐維修期間,我們可以帶領學生到鍋爐房現場講解鍋爐爐墻的組成結構。冬天是鍋爐運行的季節,我們可以帶領學生到現場體會鍋爐爐墻的保溫效果,并可以參與鍋爐的熱工測試全過程。不但提高了教學效果,還培養了學生的職業能力。
3.考試改革。在以往的教學過程中,對學生學習效果的評價,無論考試課還是考查課,主要是通過課程考試來實現,存在評價目標單一、評價內容片面、評價方法簡單化的缺陷。所以,應該在評價標準方面做改進,督促學生學習。為了體現學生是否對所學知識真正掌握和使用,克服學生為了考試而學習的弊端,使學生走出死記硬背的學習習慣,應探討靈活多變的考核形式,發揮學生的學習潛能。通過多種考核方式,來評定學生的成績,有助于督促學生對基礎知識的掌握與鞏固,以及分析問題解決問題的能力和實際動手操作的能力。
我院是骨干高職院校,城市熱能應用技術專業的人才培養模式不同于其他院校,我院的特色和優勢是更加強調對學生實踐應用能力的培養,注重對學生應用開發、研究、科學咨詢和技術轉換能力的訓練。因此《熱工技術與應用》課程作為城市熱能應用技術專業的主要專業基礎課程,通過課程改革,更加注重行業化的專業方向、應用化的課程教學方法的實施,達到工程熱力學和傳熱學在課程設置上條理清晰,內容關聯性強;充分發揮教師備課的創造性,有效避免照本宣科;更能適應行業就業特點和社會經濟的發展需求,更能激發學生學習的興趣,有利于培養學生獨立思考問題的能力。
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