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新工科背景下《热工过程与设备》课程教学改革的探索

2020-02-16张现峰

山东化工 2020年12期
关键词:热工无机工科

吴 中,张现峰

(蚌埠学院 材料与化学工程学院,安徽 蚌埠 233030)

新工科是一项针对新兴产业的专业持续深化工程教育改革的重大行动计划。新工科建设以智能制造、云计算、人工智能、机器人等方式方法实现对于传统工科的升级。涉及专业涵盖了所有传统工科专业,内涵丰富,对于新时代新经济下的人才培养具有重要的意义。“新工科”是“工科”,是新建的工科专业及原有工科+新理念、新结构、新模式、新质量和/或新体系而形成的工科“新形态”[1-2]。按照教育部划定的新工科建设行动路线,地方高校应加快将"新工科"建设列入产业发展规划、人才发展规划。

我校的办学定位为地方性、应用型、工程化;旨在培养适应当地经济形态下产业发展对于专业人才的需求。蚌埠市在目前的产业规划中正全力打造千亿级硅基新材料产业园,已经构建了以新型显示玻璃、太阳能电池、特种玻璃制品为发展中心点的三个产业链。为适应当地经济的需求和产业的发展,我校无机非金属材料工程专业也依此为主要依据,培养“基础扎实、知识面宽、能力强、素质高”的专业人才。一方面,人才培养着重于玻璃生产与加工方向的应用型人才,适应于传统的玻璃制造行业的人才需求[2-4]。另一方面,由于地方新产业的发展的核心需求和核心地带的转变,人才的培养也要及时调整,以面对经济的主战场如现代新型显示玻璃和功能玻璃的快速发展。按照地方性、应用型、工程化的人才培养定位,融入地方新产业对于人才培养的需求,转变教育思想、更新教育理念,实现教学改革的不断深化,全面提高教学质量越来越受到人们的关注。新工科背景下,专业人才的培养中,课程建设在高等教育改革中始终居于十分重要的地位。课程建设对于高校教学而言是专业人才培养的基础,其建设水平直接关系到高校的教育教学质量及人才培养的水平;对于学科建设与发展而言是人才培养的支撑点,其建设水平直接关系到学科的发展方向及人才培养的水平。为适应新工科建设背景下对学科改革和创新的要求,有必要对现有《热工过程与设备》课程的教学内容、教学模式和评价方式进行改革和探讨。

《热工过程与设备》课程属于无机非金属材料工程专业本科生的专业方向必修课。课程是培养无机非金属材料工程技术及研究人才的整体知识结构和能力结构的重要组成部分,具有不可替代的地位及作用[8]。在总的培养目标下着重掌握有关热工设备的基本流程、基本结构、基本原理以及新技术的论述的基本理论、基本知识和基本技能。其重点是在目前应用广泛的、新型高效的、有发展前途的无机非金属材料热工设备与技术。为生产及生产管理、设计及技术开发等工作奠定必备的理论基础。

结合无机非金属工程专业在新工科建设背景下无机非金属工程专业人才培养体系的转变与提高、培养模式的改革和创新的要求,对《热工过程与设备》课程的教学现状进行分析,可以发现本课程的教学过程有存在内容设置有待优化、教学方式单一和评价方式不全面的问题。产生上述问题的原因在于传统的教学模式和方法不适用于新工科建设背景下无机非金属工程专业人才培养的需求。因此,为适应新工科建设背景下对学科改革和创新的要求,提高人才培养质量和就业质量,有必要对现有《热工过程与设备》课程的教学内容、教学模式及评价方式进行改革和探讨。

1 内容设置

《热工过程与设备》作为无机非金属材料工程专业基础课,具有概念较为抽象,公式多计算复杂、内容繁琐等特点,对于学生的学习过程具有较大的难度。但同时《热工过程与设备》也是与工程实践结合非常紧密的一门课程,因此可以在该课程的教学过程中结合大量的实例分析,不仅可以帮助学生理论联系实际更容易理解抽象的材料工程概念,而且还有利于培养学生对于工程应用与分析能力的思考。

随着现代产业经济和科学技术的不断发展,多学科融合,多角度参与已成为新工科专业的重要特点。在此背景下,各学科之间的进一步交叉融合给《热工过程与设备》这门传统的课程带来了很多新的内容。然而,目前《热工过程与设备》这门课程的教材内容更新较慢,课程内容及本课程与前期基础课程和后期拓展课程的脉络设置不够清晰明了。先进的设备和处理工艺不能及时充实到教学内容中。

在内容设置的改革探索中,要注意《热工过程和设备》课程内容之间及其与前期的基础课程及后期拓展课程之间的联系。在课程内容脉络设置上:(1)通过已学会的前期课程导入本课程的内容,寻找前期内容与现学内容的相互联系便于学生接受和理解。(2)对于《热工过程和设备》课程各章节内容要找出其内在规律,使其条理化、逻辑化,同时要注意知识点的归纳总结。(3)广泛吸收和增加最新研究的成果,如新的热工设备和热处理工艺等。《热工过程和设备》这门课程有助于培养玻璃生产与技术和功能硅基新材料加工与工艺方向人才,通过本门课程的学习在介绍相关章节时要注意人才培养方向后期课程的设置,在讲解过程中给予适当的补充并引导学生对拓展延伸知识的兴趣。

2 教学方式

教学方式是实现课程建设的重要手段。现行教学方式有讲授法、演示法、实验法、练习法等通过直接或者间接的方式完成教学过程。各种教学方式既有其优越的一面,也有其不可避免的弊端。目前蚌埠学院无机非金属材料工程《热工过程与设备》课程采用的教学方法是以教师教授为主,学生则是以听讲为主,辅以习题指导。由于这一教学方法比较单一,对于详细全面讲解理论知识具有一定的优势。然而热工过程和设备课程的许多知识比较抽象,热处理设备结构复杂,这一教学方法使得学生很难通过教师的语言描述准确地理解。

为解决《热工过程与设备》课程内容繁琐且抽象的问题,采用多元化教学方式以便于理解和掌握基本理论及基本的工程化和应用分析能力。其中多媒体教学已成为提高学生综合能力的有效载体和途径。多媒体教学对于抽象概念的讲解,公式的演示,内容的结构具有不可替代的优势。近年来对于多媒体教学方式的探索也使得这一教学手段得到更大的发展[9]。

3 评价体系

为检验人才培养是否复合新工科背景下工程人才培养的要求,评价体系的建立与执行至为重要。评价体系在学生培养过程中起着“指挥棒”的作用,需全面考查学生的理论与实践能力包括对知识的理解和掌握情况、工程应用能力与团队写作能力等。目前《热工过程与设备》课程的评价方式为平时成绩30%加期末考试成绩70%的评价方式。通过考试成绩可以一定程度考察学生对基础知识的掌握情况,但对于考核学生的问题分析能力、文献查阅能力、团队协作能力等方面显得力不从心,迫切需要进一步完善评价体系。

因此,《热工过程与设备》课程应建立综合得评价体系,以全面考察学生对于基础理论的掌握以及进一步的工程化和应用分析能力。评价不仅要注重对技能和成果评价,而且要对学生的态度和方法进行评价。评价既要有任务阶段性评价,又要有结论性评价,应注重可持续学习能力的培养、尽量突出能力为本的考核方式方法。

随着新经济发展,《热工过程与设备》课程在学科建设方面也要与时俱进,促进无机非金属工程专业新工科建设。问题导向教学是按照新工科建设背景下无机非金属工程专业人才培养体系的转变与提高、培养模式的改革和创新展开并贯穿于整个教学。我校现已配备有完善的课程教学平台(超星网络教学平台www.chaoxing.com)和实验教学平台(省级硅基新材料工程实验室)。课程教学平台和实验教学平台保障了《热工过程与设备》课程的教学内容和教学模式进行改革和探讨的必要条件,适应新时代本科教育改革。课程理论学习和实验实践课程的结合实现了学生在学中做和在做中学,激发学生学习积极性,增强学生的专业热情等,有助于提高人才培养质量和无机非金属工程专业毕业生的就业质量。

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