时间:2024-03-04 17:24:41
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化学工程与应用化学,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
化学工程与工艺学科是我国重要的学科之一,在化学工程中,化学实验起着重要的作用。化学实验的好坏严重影响着化学工程的建设。而数据处理过程又是化学实验中的重要组成部分。对程序中的数据进行有效的处理有助于化学实验的研究与开发。然而以往的数据处理方法基本上都是人工处理,这种处理方法既浪费时间又浪费资源。因此,开发新的化学数据处理方法成为我国化学工程研究的重点,而MATLAB软件就是新型化学数据处理方法之一,也对化学工业的发展起到巨大的作用[1]。
一、化学工程和工艺中的实验数据处理
化学工程实验是化学工程的重要组成部分,也是化学实验人员进行数据处理的重要手段。化学实验与其它的科学实验不同,其主要强调实验的结果是否可以反映一定的化学现象并且处理一定的化学问题,化学实验对人类的生活有一定的影响,其结果可以解决社会上的一些化学工业问题,并为化学工业的进行带来方便[2]。可见化学工程实验在化学工程中的重要性。但是以往的化学工程实验需要用人工处理法对大量的化学数据进行处理,由于数据的繁多和复杂,使得处理过程十分困难,并且实验需要运用大量的时间,也会耗费大量的人力及物资,这样的实验方法过于陈旧,已经不能满足社会对化学工程的需求。然而,随着社会科学的不断发展与完善,人们生产出的计算机已经完全可以代替以往的人为处理数据方法,使化工实验变得简单易行,并且可以大大提高处理化学数据的实验效率。
数据处理是化学实验中的重要组成部分,化学实验的实现主要通过进行大量的数据处理得来。数据处理并不简单,需要将大量的数据进行运算,从而得到合理的化学实验结果,但只是单单的运用人工运算方法,耗时耗力,而运用计算机进行化学数据的处理却可以很好的解决这一问题。
化学工程与化学工艺的基本组成部分是化学实验,化学实验的主要目标是根据有效的化学实验数据对生活中出现的一些化学问题进行合理的实验,从而得到合适的解决办法[3]。但在进行化学实验过程中,会有很多的限制因素,因此,实验人员需要在考虑这些限制因素的基础上进行数据处理,从而得到与实验现象相符的数据,只有这样才能更好的解决化学问题。
对于不同的生活现象有不同的化学实验验证方法,而不同的实验方法的难易程度不同,大多数的化学实验都是比较复杂且不易实行的,化学的数据之间有着多种多样的联系,这种联系往往不能单单从表面就被看出,需要经过大量的复杂的运算后才可进行进一步的观察[4]。而这就造成了处理数据需要运用大量的人力资源,并且对一些难理解的数据进行合理的分析也是比较耗时的工作。但如果应用计算机对实验中产生的一系列数据进行整合,将无效的甚至对有效数据有所干扰的数据进行消除,就可以留下有用的数据进行实验处理,这样的做法可以使数据结果非常精准,并且可以节省数据处理时间。
二、应用MATLAB进行化学工程与工艺的数据处理过程分析
MATLAB软件是化学工程实验中所运用到的一种先进的软件,这种软件可以进行编写化学程序、化学数据运算、数据结果运行等,并且可以运用高科技的技术进行化学计算得到有效可靠的数据,再对化学现象进行分析,从而得出合理的化学结论[5]。MATLAB软件的好处有很多,其中最主要的是操作简单,易懂、易学、易会,并且其操作界面比较人性化,有易于操作人员进行有效合理的操作,可以使以往复杂的计算过程变得简单易行,并且使计算结果比以往的更为精准,还可以减小误差。
MATLAB软件运用一种特殊的简单的程序语言对化学实验现象进行编写程序。其应用范围非常广、内部功能非常多、程序便于维护、利于编写程序,并且可以拥有多种平台的操作系统等。这种软件是化学工程实验中的重要软件,在对实验的数据处理上,发挥着重大的作用。这是化学工程及工艺中的重大突破与创新,也是化学工程学科未来的发展方向。
1.画程序图
对于不同的化学实验需要有其不同的数据处理过程,也有其不同的程序图、程序中所应用到的各种公式等,这些影响因素决定了实验的难易程度。一个实验拥有一个与之相符的独特的程序,也只有这一程序可以对其对应的化学实验进行很好的描述。但是,不论怎样的实验都有其共同点,下面就是对于大多数化学实验的总程序图。
图一 实验数据处理总程序图
2.编写程序
2.1输入数据
输入数据时,主要应用的函数是INPUT,应用INPUT将化学工程中有效的数据输入MATLAB软件的程序中,MATLAB再对数据进行处理,得出相应的结论。下面以温度为例对数据进行输入,其主要实现形式是:t=input,即表示系统要求程序输入温度值。但被输入程序的主要数据都是成组出现的,只有这样才会形成有效的程序处理系统。这种系统的处理数据能力高,处理速度快、处理效果好。
2.2处理数据
通常情况下,对实验所需数据进行处理需要先将数据进行整合,使程序模型被整合成一条连续的曲线形式。而对于不同的程序有其不同的整合方法,这里,对常见的整合方法,最小二乘法进行分析。
应用最小二乘法对数据x和y进行整合,是使x和y得到相应的函数关系式y=f(x),其主要思想是使残差的平方 2在定值x上最小。在进行数据测验时,经常会出现误差,最小二乘法不需要整合后的关系式y=f(x)经过所有的x点和y点,只需要残差平方的总和数最小。这证明最小二乘法最适于整合数据。这些方法都是MATLAB软件中所应用到的处理数据的方法。
2.3建立数据库
由于数据是在特殊情况下得出的,但是在实际的生活中,往往不会碰巧与数据相一致,而是会与实验数据有一定的偏差,这就需要技术人员将不同情况下的不同数据进行整合后,得到相应的关系式,即当程序输入一定的数据后,程序便会根据该数据进行及时的分析与运算,得出相对于输入数据的输出值。这就是数据库的建立过程。
三、总结
将MATLAB软件运用到化学工程与工艺中去是我国化学工程中的重大突破,MATLAB软件可以将复杂难懂的数据自动进行分析、整合,并得出有效的合理的数据进行程序设计。这种方法可以节省大量的人力、物力、时间等,并且最终处理数据的结果将更加准确,更便于在化学工程中使用。可见,MATLAB软件在化学工程及工艺中的重要作用。
参考文献
[1]房鼎业,乐清华,李福清主编.化学工程与工艺专业实验[M].北京:化学工业出版社,2009
[2]李丽,王振领编著.MATLAB工程计算机应用[M].北京:人民邮电出版社,2010.
无数实例证明:同一个学生,在惩罚他的教师的课堂上,思维迟钝,整个学习处于被动状态。而在关爱他的教师的课堂上,积极发言,表现出对这门课浓厚的学习兴趣。这就告诉我们,要想使自己的教学顺利而有效地进行,必须了解、尊重学生的感情,用真情和爱心与学生平等相处,努力成为学生的知心朋友,使他们亲其师信其道,从而唤起他们成功的欲望。
二、成功教育的关键――学生学习兴趣的培养
我国古代教育家孔子指出:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,“乐学”是学习的最高境界。有了乐趣就可能成功,而成功又会给学生增添乐趣。可见教学能否最终成功,兴趣的培养是关键。
(一)充分利用化学学科的特点,激发学生的学习兴趣
化学学科的特点是实验多,包括分组实验、演示实验、家庭小实验和兴趣实验,而这些正是学生感兴趣的焦点。教师可根据情况,适当地对实验进行改进。如在介绍碳酸根离子的检验时,教师为学生准备仪器和盐酸,学生自己准备一些鸡蛋壳来亲手进行实验,来验证鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。这样可以增加学生动手的机会,让他们有成功的体验。
另外,让学生充分意识到生活中到处都有化学。如做馒头用发酵粉是怎么回事,为什么家里的铁门要刷油漆等等。这样学以致用,学生不仅牢固地掌握了这些知识,还增强了解决实际问题的能力,从而激发了学生的学习兴趣。
(二)为每个学生创造成功的机会,保护好他们学习化学的兴趣
苏霍姆林斯基说:“成功的欢乐是一种巨大的情绪力量,它可以促进儿童好好学习的愿望。”试想:如果一个人在做某件事时,总也享受不到成功,怎能以饱满的热情去投入进去呢?这就要求化学教师的教学应该因材施教,根据学生的不同水平,制定恰当、合理的目标,使他们经过努力都可能成功。另外,学生在考试中,可能由于种种原因失败,教师应及时帮助学生分析失败的原因,为学生创造再成功的机会,保护好他们学习化学的兴趣。
(三)兴趣的培养需对学生进行励志教育
有部分学困生认为学习化学没有用,他们只想混个毕业证即可。针对这种情况,我们可以利用化学史教学介绍科学家的轶事,像制碱先驱侯德榜如何研究制碱原理,用这些名人对科学不懈的追求,感染学生,把厌学现象消灭在萌芽状态。
三、改进教学方法,引领学生走上成功之路
在社会飞速发展的今天,作为初中化学教师,我们必须清楚意识到:初中化学教学的目的不是培养化学人才而是培养人。教学一定面向全体,让不同层次的学生都获得一定的化学知识。例如在讲到溶液和化学方程式的综合计算题时,要求能力较强的学生不但掌握一般的此类计算题,而且还要掌握含杂质的和涉及到质量守恒定律的计算;而对那些能力较差的学生,只要求他们掌握基本公式计算,即溶质质量分数等于溶质质量除以溶液质量,溶质的质量从化学方程式中求出,而溶液的质量已知给出。
化学在人类发展过程中起着十分重要的地位,为人类的生存与发展提供了重要的物质保障。与此同时,化学生产带来的各种污染问题同样也给人类的生存与生活产生了严重影响,如何发展对人类健康和环境危害较小的生产工艺,成为化学家面临的新问题,绿色化学由此得到发展。绿色化学与工艺是指利用化学技术和化学方法,减少或者消除对人类及环境有害物质的使用和产生,使化工生产与环境友好共存。
1 绿色化学与工艺在无机化工过程中的应用
1.1 绿色化学与工艺介绍
1.1.1 原子经济理念下的绿色化学。原子经济理念提出较早,其含义是:在化工生产过程中,应将化工原材料中的分子最大化的转化为目标产物。虽然无机化工生产对社会经济的发展具有重要影响,极大地推动了社会经济的发展,但我们也应该清醒地认识到化工生产给环境带来的危害。为此,应在化工生产和研发中,充分发挥原子经济理念的作用,最大限度的将化工原材料转化为目标产物,降低化工生产对环境和人体健康的危害。
1.1.2 原料的绿色化。化工企业在生产过程中,由于工艺需要,通常会在化工生产中使用氢氰酸、光气等有毒原料,这些有毒原料在反应过程中会产生大量的有害物质,给作业人员人体健康带来极大危害,同时也给环境造成了严重污染。为保护工作人员的人体健康,使环境免受污染,化工企业应在化工生产中尽可能采用无毒无害的化学物质。
化工企业在生产中使用酸、碱或有机化合物替代有毒化工原料,降低了化工生产的毒性,但酸、碱性物质腐蚀性较强,在反应过程中会产生高浓度的酸性气体或碱性气体,不仅腐蚀化工生产设备,缩短设备使用寿命,还会对作业人员身体造成严重影响,这也是应尽量避免的。综上所示,化工企业应改进生产工艺,采用无毒、无害、无腐蚀性的化工原料,若必须要使用腐蚀性材料,应利用催化剂加快反应速率,降低反应条件,减少腐蚀性化学品对设备的危害。
1.1.3 溶剂的绿色化。化工生产过程中,需要使用大量的溶剂,其主要功能是反应介质、分离物质以及配置溶液等,部分溶剂会在反应后产生大量污染气体,为降低溶剂在反应过程中产生有毒有害气体,可使用绿色无污染的溶剂,如超临界二氧化碳(CO2)。超临界二氧化碳溶剂是指温度和压力达到临界点以上的流体,具有与溶剂一样的密度,而且具有气体的粘度和传质速度,该溶剂在化工生产反应中得到初步应用,已经取得了较为理想的效果。相对于其他传统溶剂而言,超临界二氧化碳具有无毒、不可燃,成本低等优势,因此具有十分广阔的发展前景。
1.1.4 可再生资源的利用。可再生资源生产化学产品是绿色化学未来重要的研究领域之一,也是无机化学企业未来发展的方向。可再生资源的使用不仅能有效缓解资源紧缺问题,还能将化工生产中产生的废弃物变废为宝。如化工生产过程中废弃物经过处理后,可用于动物喂养、燃料燃烧以及其他用途,这主要是通过生物或农业肥料进行聚合物再造工作完成的。可再生资源的利用,提高了化工生产的环境效益,降低其成本,可有效提升化工企业的经济效益和社会效益。
1.2 绿色化学与工艺应用实例
1.2.1 含汞废液微电解处理工艺。汞在化工生产商有重要用途,同时该物质也是对环境和人体具有危害的一种金属物质。上世纪五十年代日本水俣事件以后,世界各国开始加大了环境保护力度,并对工业废水中汞污染问题的处理进行了深入研究。在电池生产工艺中,工业废水含有大量的汞、锌、锰等重金属,对废水中的汞进行处理是一个关键环节。虽然除汞的方法较多,但各类方法的特点不同,而且适合应用于电池厂工业废水处理的方法并不多。较为常用的有混凝法处理工艺,该工艺是将三种重金属转化为氢氧化物或者氧化物污泥,从而达到降低污染物含量的目的。但该工艺在汞含量较高时难以达到量的处理效果,如某电池厂每天生产100t工业废水,其中汞、锌、锰的污泥含量大约为20-50kg,直接排放形成了巨大的资源浪费,同时还会污染环境。
新研发的微电解-混凝沉淀技术可用于电池含汞废水处理工艺中,试验结果表明,总含汞量低于1.765mg/L的工业废水经过该工艺处理后,其总汞含量达到排放标准,而且汞基本富集于汞泥当中,有效避免了锌、锰污泥的污染,为后期金属的回收利用提供了便利;该工艺操作简单,使经济效益和环境效益得到了同步实现。
1.2.2 液相法芒硝制碱中苛化废渣利用工艺。近年来,我国科研学者开始研究液相法芒硝制碱新工艺,并取得了显著进展。该工艺主要分为两部分,①通过加入中介质,将芒硝(Na2SO4・10H2O)转化为质量分数为12%的高浓度Na2CO3溶液;②将得到的Na2CO3溶液中的溶质直接苛化为NaOH溶液。在制取NaOH溶液的同时,产生大量的苛化废渣,其主要成分是碳酸钙(CaCO3),若将其弃掉,不但降低原料的利用率,而且还要占用大量的土地堆存,造成严重污染。
为解决制碱工艺中废渣对环境污染问题,科研工作者在回收利用方面进行了较为系统的探究试验。具体流程如下:第一步,废渣成分分析,主要对苛化钠组成进行分析;第二步,转化,利用碳化法将废渣中的碳酸钙成分转化为轻质的碳化钙;第三步,碳化钙的利用,试验证明转化后的轻质碳化钙可广泛用于冶金、有机合成、玻璃制造等制造工艺中,而且还能用于塑料、橡胶、油膜的填料。该处理工艺不仅减少了废渣对环境的污染,还使原材料得到了充分利用,降低了烧碱和塑料等产品的生产成本。
2 结束语
无机化工生产与我国社会经济发展密切相关,在促进经济发展的同时,也带来了一些问题,如环境污染问题以及人类健康问题,需要我们采取积极的应对措施。为促使化工生产能够健康持续发展,减少对环境的污染,保障工作人员健康,应充分利用现代生产工艺进行生产,从原材料、溶剂、生产工艺等多个方面进行改进,实现无机化工的绿色化生产,确保无机化工能够持久发展。
参考文献:
0 引言
力学是研究物质运动和变形规律的科学,所阐述的规律带有普遍性,是一门基础科学。是各技术工程学科的重要理论基础,是沟通自然科学基础理论与工程实践的桥梁。该课程内容由理论力学和材料力学两部分组成,具有理论性、系统性、抽象性的特点,学生在学习过程中感到枯燥乏味,理论与实际相脱离,从而造成教学效果不佳等现象。而本课程又与很多专业课程密切相关,学习的效果直接影响了学生对专业的学习。因此,改变教学方法提高效率,加强学生的学习效果,是该课程教学的大势所在。本文在工程力学的教学中引入项目化教学方法,以实际工作任务为引导,采用基于工作过程的项目化教学法。将生产一线中的实际项目引入课堂,使学生在“做中学,学中做”,加强理论与实践的结合,提升学生职业能力。
1 课程设计方面
在课程设计方面,坚持理论与实际相结合的原则,立足于工程应用,利用多媒体充分说明工程力学在现代工程中的应用情况,使学生认识到本门课程在整个知识体系中的地位与作用,从而引起学生的重视,提高学习的热情,调动学习的兴趣。现以工程力学课题组制定的课程整体设计为例,加以阐述。本课程内容以油压夹紧机构为项目载体,结合工程力学教学目标,设计如下的教学内容,见表1。
在进行课程整体设计时,需注意以下几点:
1、整个课程设计时,要充分进行企业调研,根据学生将来从事的职业岗位的知识、能力要求而设计,课程的教学目标围绕项目训练能力进行,学生通过完成项目(任务)进而训练职业能力,项目又是能力实现的切实载体。
2、为保证设计过程的系统性,用油压夹紧装置的分析是本课程的项目,按照机械设计的设计过程设计了课程顺序,任务和步骤是一个接一个地被展现、被传授、被实现,项目具有连续性、实用性等特性,当这些单项任务都被完成后,学生也就基本具有了从事简单的机械设计、测绘能力。
3、有些子项目或单项任务的前后顺序有待斟酌。
2 教学模式、教学方法方面
教学环节设计,依据项目的选定,结合相应的教学目标,设置教学任务。在设计时,一定注重要基于工作过程的设计模式,并且要注重学生主体,让学生真正在学习的过程中做到“做中学”,任务的设计本着由浅入深,由低到高的原则进行,并且与学生所要掌握的知识紧密结合。另外在教学中任务引导法、案例教学法、头脑风暴法、六步教学法等多种教学方法要综合互补使用。在教学过程中对于要完成的任务,老师要做简单的讲解,使学生既能准确把握研究的方向,又能保持好奇心理和研究动力。每一任务的教学都采用单元设计表格的形式,从而较完善的完成教学任务.
现以课程项目之一:扭转变形在传动轴中的分析和计算为例,展示项目教学法的具体实施过程。
(1)明确本项目的教学内容流程:
复习巩固任务引入任务设置任务分析归纳总结考核评价布置作业
(2)复习巩固:
油压加紧装置中哪些构件受到剪切变形?
杆件的基本变形有哪些?
(3)任务设置:
任务1:传动轴的变形分析;
任务2:传动轴内力的计算;
任务3:传动轴扭矩图的画法;
拓展任务 :分析传动轴外力偶的合理安排。
(4)任务分析:
任务一 传动轴的变形分析
通过一些图片展示,例如传动系统的传动轴、汽车传动轴、汽车转向轴、攻丝等机构,提出问题:机械中的轴类零件在传动中受到什么共同变形?还有哪些实例属于同种变形?能否总结一下它们的特点是什么?然后引入扭转的变形特点:各横截面绕轴线发生相对转动,杆轴线始终保持直线。
任务二 传动轴扭矩的计算
截面法求扭矩
1、截开:将圆轴沿任一截面1-1截开,取任一部分为研究对象.
2、代替:用内力偶矩代替截去的另一部分.
3、平衡:由T=ΣMi 得 T=?
任务三 传动轴扭矩图的画法
定义:扭矩图表示沿杆件轴线各横截面上扭矩变化规律的图线
目的:①扭矩变化规律;②|T|max值及其截面位置;③强度计算(危险截面)。
拓展任务:分析传动轴外力偶的合理安排
练习:传动系统的主轴ABC的转速n=960r/min,输入功率PA=27.5kw ,输出功率PB=20kw,PC=7.5kw 。试画出ABC轴的扭矩图;如果将轮A和轮B位置对调,试分析对轴的受力是否有利?
(5) 总结归纳
任务1 :由传动轴的变形分析,可以掌握扭转变形的受力特点和变形特点。
任务2 :由传动轴内力的计算,能够熟悉的掌握受扭转变形的圆轴内力大小方向的求解。
任务3:由传动轴扭矩图的画法,可以更熟练掌握变形的内力的分布,以便找出危险截面。
拓展任务 :由分析传动轴外力偶的合理安排能够锻炼学生学以致用、融会贯通的能力,以及耐心、细心、严谨的科学态度和团队的协作精神。
考核评价 教师评价+小组互评+个人自评
布置作业 在校企合作项目“电脑弹簧机”中,有哪些构件属于扭转变形实例,分析它们的特点
3 教学手段方面
合理运用多媒体教学资源:当前,在课堂讲授中应用多媒体教学已成为大家的共识。多媒体教学可以将工程结构直观、形象地展现在学生面前,增加感性认识,使学生将课堂与工程背景联系起来,有助于学生掌握如何建立力学模型的问题,从而激发学生的学习兴趣,提高课堂节奏和教学效率,也提高了课程的教学质量。多媒体教学具有交互界面丰实、生动、逼真、信息量大的特点,可使学生将主要精力集中于理解方面,极大地减少用于繁杂计算上的时间,教师就可以有更多的时间进行启发、诱导;课件在实施过程中可进可退,速度可快可慢,有利于讲授的连贯性和逻辑性的发挥;利用多媒体技术通过三维动画、虚拟现实等多种手段使学生理解教学内容,充分激发学生的想象力、创造力,为学生的创新素质的培养创造了条件,具有传统教学模式无法比拟的优势。
4 考核评价方面
本课程的教学评价由两大部分组成:
1、过程考核:主要包括教师评价,小组互评和个人自评三部分,占总成绩的40%。本考核主要是对学生的出勤、课堂纪律、课程作业、课堂表现(如:是否积极主动地参与讨论和分析;是否敢于表述自己的想法;是否敢于尝试从不同角度思考问题,有独到的见解;能否理解他人的思路,小组成员之间团结协作的的程度,能否在与小组成员合作交流中得到启发与进步;是否有认真反思自己思考过程的意识等。)等进行综合考核。
2、终结考核:是对学生一个学期所学课程内容的综合考核,包括应知(50%)和应会(50%)两部分,采用闭卷考试的形式。应知考试内容以本学期授课内容为主,应会考试内容是根据理论知识结合工程实际进行的知识拓展考核。本考试成绩占学期课程考核成绩的60%。
5 教学效果方面
(1)转变了专业课教师的教学理念,使教师真正认识到教师不仅要关注“如何教”,而且更关注“教什么”。项目化构建成为教师备课的首要任务,教师真正成为课程的开发者。
(2)改变了教师的教学模式,基于教学,将理论知识与实际操作技能相结合,充分体现教学做一体的原则,灵活运用项目教学法、案例教学法、现场教学法等教学方法,增强学生的学习积极性。
(3)转变的学生的学习方式,以往的课堂,学生整节课往往是被动的听,成为课堂的附属。实施项目教学法,学生的“思想自由”得以空前提高,学生成为课堂的主体,可以自主思考、独立或小组协作解决技能训练过程中产生的问题,对解决不了的问题再请老师予以解答。整个课堂步骤循序渐进,学习氛围宽松活跃,学生参与率高,效果良好。
(4)教师教学科研水平稳步提高。教师通过对教学项目的设置,增强了专业知识的理解与见地,并且充分认识到了对深层次知识的不足和新知识的欠缺,从而促使课题组教师走出课堂,走进企业,丰富自己的理论知识和操作技能,再反馈到课堂提高教学质量。同时,通过项目的实施,教师可以发现项目中存在的技术难关与科研课题,并付诸行动,解决难题,无形中提高了教师的整体科研能力。
6 建议与意见
(1)在教学过程中,应立足于加强学生实际操作能力的培养,采用项目教学法,以任务型项目激发学生的学习兴趣。
(2)教学过程由实践到理论,使学生通过感性认识升华到理性认识,除少数必要的基本概念外,切忌直接讲述枯燥的理论知识。
(3)在教学过程中,应以学生为本,注重“教”与“学”的互动,由老师提出阶段性要求,学生在不断练习中逐步达到目标,掌握课程的职业能力。老师应根据学生的实际学习情况,合理调整教学
进度。
(4)教学中,要努力提高学生学习兴趣,创设趣味性情境,练习项目应包含个体练习,小组合作,经验交流及老师点评等不同形式,让学生在愉快的扭转中完成学习。
(5)教学中,通过选用典型活动项目,由教师提出要求或做出示范,组织学生进行活动,让学生在活动中树立责任意识,增强团队的合作精神,掌握课程的职业能力。
(6)教学中注重职业情景的创设,以多媒体、录像和案例分析等方法提高学生解决和处理实际问题的综合职业能力。
7 结束语
工程力学课程的建设与改革是一项长期而艰巨的工作,是一个不断实践完善的过程,不仅需要广大力学教师的共同努力,还需要学校各级领导的大力支持,坚定不移的坚持项目化教学,从摸索到探索直至发挥极致,为职业院校的可持续发展提供一条借鉴之径。
参考文献
[1]张定华.工程力学. 北京:高等教育出版社,2009
[2]傅颖、汪荣林.高职工程力学教学改革的探索与实践[J].科技广场.2007
[3]王延遐.少学时工程力学教学探讨[J].中国科技信息.2010
[4]徐成福,王先,谢云峰.浅谈高职高专《工程力学》教学方法的改革[J]. 科技信息.2010
作者简介
项目基金:本文受云南大学教学改革研究项目资助。
引言
世界经济一体化、文化多元化和交流便利化,使英语成了一门国际通用交际语言。高校理工科师生在探究自然规律、设计工程方案工作中往往需要通过英语获得本专业领域知识,参加国际学术交流,掌握并转化世界前沿技术。我国高校的理工科英语教育体系开设有大学英语(基础)、专业英语等课程,少数一些专业还开设了双语或全英语的专业课程,但是实际上现有的课程体系、教学内容和教学效果难以适应高等教育的国际化进程要求。在大量的国际学术活动中,英语交际能力的欠缺,严重制约了广大的教师、学生和科研人员学术交流、个人成长和学问创新。因此,唯有与时俱进,改革大学英语教学才能找到出路。许多学者认为,以学科内容为依托的学术英语EGAP是衔接大学基础英语教学和双语教学的桥梁,是大学英语和专业英语之间的一门过渡性课程,是我国大学英语教学的崭新领域,是大学英语教学改革和发展的方向。
开设以理工学科内容为依托的通用学术英语课程(EGAP),学习与专业相关的英文原文文献、讲座等,不仅可以训练理工科学生用英语进行论文写作、口头陈述、学术交流等语言应用能力,为适应双语教学(即专门学术用途英语,ESAP)奠定扎实基础,而且有助于提高他们的科学素养。因此,课题组借鉴工程化思想,构建以大学理工学科内容为依托的通用学术英语课程(EGAP)教学工程,根据学生需求调查分析、教学模式设计、教学评估等内容,探讨其可行性。
1 通用学术英语教学的必要性
1.1 理工科专业双语教学的困惑
为适应全球化形势下国家培养国际化人才的需要,教育部2005年1号文《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中提出要提高双语教学课程的质量与扩大其数量。2007年教育部在《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》中提出推动双语教学课程建设,探索有效的教学方法和模式,切实提高大学生的专业英语水平和直接使用英语从事科研的能力,以此鼓励高校全面开展教学。然而,近十年的双语教学探索和实践,效果差强人意,处于尴尬的境地,究其原因:一是愿望良好,基础难为。双语课程使用学习者的母语和一门外语同时讲授专业知识,这对学生和教师的语言应用能力提出了较高的要求;而理工科学生特别是本科学生以及教师的实际英语水平参差不齐,双语课程流于形式,效果欠佳。二是教学形式单一,课程缺乏体系。双语课程的目标是培养专业知识扎实、能用英语流利地表达观点与做专业陈述、在未来工作中能有效地进行国际学术交流的毕业生;而实际的教学中,内容普遍存在只注重语篇翻译、忽略听说和写作能力、师生无法用英语互动、考核方式陈旧单一、事实上并未达到双语课程的要求。三是缺乏学术规范指导,缺少与大学公共英语的衔接。双语教学属于专门学术用途英语教学(ESAP),无论课程设置还是教学内容要求都很高,是高校英语教学的较高阶段;而现行的大学公共英语教学多停留在一般用途英语,和双语教学之间出现了明显脱节。
1.2 大学英语教学的迷茫
21世纪初期,中国教育部着手改革高校大学英语教学,制定了《大学英语课程要求》,新的教学目标为“培养学生的英语综合应用能力”,重点是发展学生的听说能力与自主学习能力。然而,高校的大学英语教学也处于十分尴尬的境地,一度通过四、六级考试成了大学英语的全部,全盘否定了英语的工具属性。究其原因:一是评价体系缺失,唯考试论。许多高校都把大学英语的教学目标设定为提高学生的英语综合应用能力或提高学生的综合素养。但这一目标与实际脱节,学生还是被动学习英语。许多大学生为了求职而参加大学英语四六级考试,为了参加四六级考试而学习英语。一旦考试通过,学习英语的动力和目的就变得十分模糊,所学英语课程与其大学学习和未来生活似乎毫无关系了。二是大学英语定位模糊,未能理清楚与高中英语的关系。戴炜栋在2001年就曾指出,大学英语教学必须在学习内容、方法与评价系统方面做好与高中英语的衔接。笔者通过对大二学生的问卷调查发现,约半数学生认为大学英语课堂与高中英语课堂相比实质差异并不大,这种目的相同、内容相似、缺乏实用前景的英语学习,使得大学生在达到《大学英语课程要求》中的基本要求后往往失去继续学习的动力和兴趣,导致英语水平停滞甚至下降。三是欠缺与专业相关的英语应用能力,近几年我国经济迅速发展,国力明显增强,与国际社会的联系也日益密切,社会各行各业越来越需要既拥有专业能力又有良好英语应用能力的人才,而专业英语应用能力的欠缺较明显地体现在学生用英语进行文本阅读、文章写作、口头陈述、交流谈判等方面,大学英语教学效果与社会需求的英语水平存在一定差距,英语应用能力已成为制约大学毕业生顺利就业的重要因素。
1.3 通用学术英语的提出
重构大学英语课程体系,突显英语作为学术交际和职场交际的工具属性备受重视。中国高校需要勇敢地向传统的一般用途英语教学说不,需要一种在一般用途英语和专门学术用途英语之间、能够训练提高学生在学术领域的英语交际能力、使其能够真正适应与国际性知识接轨的双语教学的英语教学途径,这就是通用学术英语(English for General Academic Purposes,以下简称“学术英语EGAP”)。学术英语EGAP与一般用途英语的根本区别在于它在教学目标和教学内容上注重的是英语应用于学术的功能性和实用性。以内容为依托的学术英语EGAP“把语言教学建基于某个学科或某种主题内容的教学上,把语言学习与学科知识学习结合,在提高学生学科知识和认知能力的同时,促进其语言水平的提高”。
2 理工学科学生学习学术英语的可行性
2.1 学生的英语基础能力
从入学基础来看,高校学生入学的英语基础要求通过初、高中学习已经掌握3000-4000词汇量,具备一定的读写和听说能力。而且他们大多对大学英语学习的内容和方法有着浓厚的兴趣和好奇心,加之入校一、二个学期内许多学生可以通过大学英语四六级考试,这些基础很容易转变成良性的学习动力。但是另一方面,大学生的学术英语能力又很欠缺。根据蔡基刚教授对复旦大学等高校学生以及Geoghegan对剑桥大学海外学生语言困难问题的调查表明,听英语讲授课程、用英语写作和参与讨论是大学生通用学术英语能力欠缺表现最明显的几个方面。尽管不同学校不同学科的学生英语能力有区别,但都需要通过加强学术通用英语技能来突破学术语言障碍。应针对学生不同需求开展分层次教学,不能“一刀切”,要有校本特色,适时引入。复旦大学直接用通用学术英语课取代大学综合英语,东莞理工大学的大学英语只保留了一年的公共外语教学时间,第三学期学生学习职场英语,第四学期为方向性的选修英语;云南大学也在第四学期对二级起点班的学生开设了通用学术英语的课程。从对学生学习情况的调查来看,教学效果相当不错。
2.2 学生科学素质的培养
大学英语教学长期注重基础英语学习,使得大学生的学术英语能力很欠缺。蔡基刚教授对复旦大学等高校学生以及Geoghegan对剑桥大学海外学生语言困难问题的调查表明,听英语授课、用英语写作和参与讨论是大学生通用学术英语能力欠缺表现最明显的几个方面。理工科学术英语EGAP实际上是传统通用英语的延伸和提高。它包括“技能层面”(English for Academic Purposes-EAP)和“语言层面”(Academic English-AE)力求培养理工科学生阅读和听讲座时做笔记的能力以及用学术语言写文章、陈述学术观点的技能等。这些技能不为高中英语教学所要求,却是大学生专业学习所必需。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》对大学生明确提出了“提高科学素质和人文素质”的要求。近年来中国大学推行通识教育,大学英语的人文素质教育作用倍受重视。然而,科学素质的培养却不同程度地受到冷落。科学素质包括掌握基本的科学知识、科学方法和科学精神,是理工科学生汲取世界先进科学技术、提升高等教育培养人才的国际竞争力的重要前提,而科学素养的提高离不开英语,这也成为设置理工科通用学术英语课程的重要原因。理工科学生只有具备阅读专业外文文献、撰写专业英语论文、英语答辩、英语演讲和交流的能力,才能适应更高层次的、与专业知识密切相关的双语教学。不少英语基础很好的科技人员用英语写的论文或论文摘要,虽然没有基础语法错误,但其句式、篇章结构、修辞等离正式英语论文的规格仍然存在不小差距。通过学习学术英语EGAP,能学会如何鉴别各种文献资源的真假,如何理解、解释和组织这些资源,如何合理引用这些资源而避免学术剽窃,如何在学术规范下开展学习和研究,从而切实提高自身的科学素养。
3 教师开展理工科学术英语教学的可行性
3.1 教师面对的挑战
在从一般用途英语教学转型为学术英语EGAP教学的过程中,从高校、学院到教师个人都必然面临各种挑战。复旦大学、清华大学、中国政法大学、宁波诺丁汉大学等高校已经走在了改革的前列,他们在学术英语EGAP课程内容的设定、课时的安排、教材的选定、教学与评估方法等方面开展了大胆改革与创新,取得了良好的效果。笔者在进行了一个学期的学术英语EGAP教学实践并在学生中开展问卷调查后认为,大学英语教学改革成功的关键、实施学术英语EGAP面临的最大挑战是教师素质的调整和能力的提高。大学英语教师们大都已经习惯一般用途英语教学,积累了丰富教学经验。但是很多人都未接触过学术英语,尤其是许多英语人士谈及理工科“色变”,难免会有畏惧心理和焦虑情绪。他们非常需要来自外界的关心、鼓励和自身的调整、提高。
3.2 教师适应的策略
大学英语教师应该积极面对改革的挑战,从心理和能力两方面调整自己、提高自己。首先,要看清学术英语EGAP和一般用途英语、双语教学之间的关系,认识到学术英语EGAP是语言教学而不是内容教学,只要在理工专业方面有一些基本知识就能胜任,畏惧心理和焦虑现象就会逐渐消除。因为学术英语EGAP注重的是学科中的语言交流能力,是教跨学科的语言共性东西,重点在理工学科的语篇、体裁,尤其是这些领域的交流策略和技能,主要训练学生专业上的听说读写学术交流能力。内容只是一个载体,并不需要系统或全面,更不一定必须是专业的前沿成果知识。
其次,高校管理层需要结合本校的办学特点和学科优势,在课程设置、教材选用、评估体系等方面做出针对多层次英语教学改革的方案和措施。综合大学可以先按照大文、大理、大商的模式来组织学术英语教学,这符合学术英语EGAP在多学科综合大学的应用规律。任何课程设置都需要具有相应能力的教师来实施,学校需要尽可能提供政策和机会,给予教师必要的培训与业务、心理的指导,鼓励团队合作,让大学英语教师们尽快熟悉学术英语的特点及教学方式,帮助他们提升信心、顺利过渡。
最后,值得提倡的是学科教师和语言教师的紧密配合,能有利保证双语教学的成功。学科教师精通专业知识,但英语能力难如人意,也缺乏系统的英语教学方法和用英语与学生沟通交流的能力,无法有效组织课堂,往往只能采用简单的语法翻译教学法;英语教师则英语语言功底扎实,但专业知识背景缺乏,因此也很难独立胜任EGAP教学。只有把英语教师和学科教师组合起来,使他们双赢互补,共同提高,才能实现以学科内容为依托的英语技能教学。同时还可以根据专业特色为学生量身定制学术英语EGAP教材、针对自身发展开展合作式行动研究、共同申报课题等。云南大学理工科学术英语EGAP课题组就组建了一支层次、角度全面的项目研究团队,既注重英语教师和专业教师相结合,也注意各职称层次相结合,各年龄层次相结合,双肩挑、管理与教学一线相结合。为实现该项目课程设置和教师发展研究目标提供了有力的人力资源保障。
4 结束语
在综合大学设置以理工学科内容为依托的学术英语EGAP,是一种以理工学科知识为依托,使用理工科真实的、新的语言材料,传递相关学科新信息,符合理工科学生群体的学习和学术发展需要的教学模式。一方面完善了大学英语教学的课程体系,有效地衔接基础英语与专业英语的学习。另一方面,推动了大学英语信息化大背景下的个性化教学趋势,切实改变学生的普遍懈怠现象,弥补英语应试教育改革后大学生英语学习动力下降的缺陷,提升了师生的科学素养。因此,开展通用学术英语课程(EGAP)教学是必要的,在具体实施过程中,考量好学生的基础,评估好教师的能力,完善好管理的制度,适时适地的引入才是可行之举。
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为贯彻教育部关于职业教育的相关政策,全面提高高职教育教学质量,我们以“变频技术及应用”课程为例,以机电行业中真实工作任务及实施过程为依据,进行整合优化,将工作过程中所需的知识和技能融入该课程教学中,合理的设计出学习任务。教学时,以项目为中心,由教师组织、引导学生采用研究及实践的方法,运用已掌握的知识,按照实际项目的完整工序,制订计划并完成实施,使学生学习流程与实际工作流程保持高度一致。通过课堂教学和工程现场紧密结合,培养学生的学习能力、实践技能及团队协作能力。
1 基于工作过程的教学项目开发与设计
基于工作过程的项目化教学是基于工作过程理念的、以项目为核心展开对过程性知识的学习活动。是以“教师为主导,学生为主体”原则下进行的,首先就学生的职业岗位进行分析,再确定课程的教学内容,通过对内容进一步的重组,转化为具体工作过程任务或项目,学生围绕项目展开自主、探究式学习,各类工作任务是教学内容的串行组合。在此模式下教师的角色发生的转变,成为了学生的促进者,在具体的学习情境中协作交流,充分调动了学生的主动性、积极性,学生主体之间是以小组讨论、协作交流、自主探究的形式进行,在和谐共进的环境下完成具体的项目。
1.1 项目开发
所谓工作过程是指“在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”。[2]而工作过程的意义在于,“一个职业之所以能够成为一个职业,是因为它具有特殊的工作过程,即在工作的方式、内容、方法、组织以及工具的历史发展方面有它自身的独到之处”。[3]因此,我们到校企合作单位进行深入调查研究,在整合教师与工程师的意见后,根据机电行业中各职业能力的要求进行教学项目开发。分析学生需要的知识和技能,考虑知识的衔接性和技能单元的独立性,制订课程大纲、设计项目模块及考核标准,确保学生能在学校的师资实验实训设备条件下掌握相应的知识技能,并实现动态的过程考核,实施有效的项目化教学。
1.2 项目设计
项目教学要求学生以小组协作、自主探究的方式完成学习任务,强调的是学生通过亲自参与活动来解决问题、获取知识、并实现知识和能力方面的创新。因此,教学内容应该是以专业技能为核心内容,指向工作过程和工作任务本身;应该是在具体的工作情境或学习情境中通过真实的职业模拟和操作,在劳动实践中逐步积累起来的知识,而不是具体的实践操作技能,也并不是指从学科知识加工得来的知识的再现。遵循以上原则我们制定了下列学习情境,每个情境对应一个项目。
(1)通过上述项目的实施,重点培养学生分析工程项目组成结构,对项目做出方案性计划的能力;(2)对项目所需设备和产品做出选择决策的能力;(3)对项目各组成部分进行安装与调试的能力;(4)对项目所有技术文件的编制能力。通过这种源于工程现场的项目的全过程训练,使学生实现零距离上岗。
1.3 组织教学
基于高职学生循序渐进的认知规律和项目化教学以学生为主体、教师为主导的特点,将上述四个学习情境的教学分成四个阶段。
一是入门启蒙阶段,在此阶段,以教师指导为主,学生实训为辅。首先,教师分解电机调速系统项目模块,让学生对项目组成结构获取感性认知,了解应该具备的项目知识和能力;其次,教师引导学生认识工程项目设计的工作流程,对工作任务进行分解,制定相应的工作计划;然后,教师进行实践性操作示范和技术讲解,让学生在模仿操作的过程中掌握项目所需设备及产品的安装、操作及调试方法。
二是训练巩固阶段,此阶段,学生按教师要求分成若干学习小组,教师下达电梯拖动调速系统学习任务,以学生自主分析为主,教师对学生进行辅助与补充;教师协调学生按小组进行组内任务分工,制定项目学习计划,分配工作任务;学生进行自主训练,巩固所学知识和技能。
三是综合训练阶段,在项目二的基础之上提出自动扶梯节能调速系统任务,教师检查学生对项目二的学习效果并启发学生对其功能进行拓展,综合培养学生的项目设计和实施能力。此阶段,学生自主完成项目的分析、方案设计、设备选择、设备安装与调试,教师只给予适当的辅导与答疑,并指导学生完成相关技术文档的编制。
四是拓展提升阶段,通过恒压供水调速系统的工作任务,让学生在不依赖教师的前提下完全自主地完成一个真实的职业模拟,对本行业的工作过程有完整且具体的感性认知。
二、基于工作过程系统化的应用写作教学改革
高职基于工作过程的教学改革是从20世纪90年代开始在世界范围内得到发展和普及,它是一种满足学习者的需要,将学习和工作结合起来的一种教学方式。它以工作任务为单位组织教学,通过工作任务的完成来建构与职业有关的知识和技能,强调在做中学。课改第三次浪潮―基于工作过程本位的课程改革,以工作过程系统化为指导思想的课程教学设计理念,提出在课程教学设计中凸显职业竞争力,为应用写作课程教学打开了一扇新窗口,它提出应用写作课程设计应该考虑学生的职业成长过程,在课程目标中应当纳入行业能力目标和职业人能力目标。应用写作课程应围绕职业教育的特点而开展,采用工作过程系统化课程教学设计理念把应用文基础与专业知识有机结合,提高学生在专业技能中运用应用文作为辅助工具的能力,做到“以就业为导向、以职业竞争力培养为主线”进行课程教学改革。
三、基于工作过程系统化的应用写作教学研究设计
1、研究拟达到的目标
经过研究和实践,在培养目标、课程体系、教学内容、教材建设、教学方法和考核方式等方面对高职院校的应用写作教学模式进行开发与实施。坚持以观念改革为先导,以职业竞争力培养为核心,努力探索形成适应社会需求的应用写作人才培养模式。力争改变原来以教师为中心的教学模式,建立起一种“以学生为中心的、实用性与趣味性相结合,职场化”的新型应用写作教学模式。
2、具体研究内容
(1)以市场需求和专业设置为导向,确立应用写作教学培养目标。
(2)打破传统的章节式、专业型的教学模式,以完成工作任务的北京资料、操作规范说明和进程为指导方案,充分实践“教、学、做”一体化,构建“工学结合”的教学模式。
(3)以学生就业未目的,以学习项目为中心,以工作步骤未导向,以能力培养为目标,以理论够用为原则,以实践操作为主线,将学生应用温写作能力的培养与实际工作过程有机的结合起来。
(4)最大限度提高学生学习兴趣,为学生提供课内知识、课外操练和实用的真实职场互动学习情境。
3、创新之处
创新性主要体现在课程目标定位、课程内容设置和教学方法上都突出了“职业竞争力”的培养。
(1)结合职业岗位能力分析,重新进行应用写作课程目标定位
从岗位(群)出发,分析学生实际从事的职业岗位所需要的应用写作技能来重新进行课程定位,即让学生掌握一定应用写作基础知识的同时,着重培养学生真实工作过程中所需要的应用写作基本应用技能。
(2)以真实工作任务为载体确定课程内容,突出培养学生的职业竞争力
把职业需求和学生能力发展作为课程内容设置的基础,从专业人才培养实际从事的职业岗位出发,分析和归纳学生在完成职业岗位实际工作任务过程中所需要的应用写作基本知识和技能,根据所需要的知识和能力要求来选择教学内容。构成要素则是以职业能力培养为主线的工作任务,并注重在任务的执行过程中培养职业能力。
(3)对课程进行整合,采用模块化、进阶式的课程体系
打破了原有的学科课程体系和课程设置,调整课程结构和课程设置,全面修订专业培养方案和课程教学大纲,更新教学内容,构建新的课程体系,并使课程内容的排序体现顺序关系原则。模块化的课程体系保证了学生专业能力的具体落实;进阶式的课程设置瞄准了高职学生的特点,使学生专业核心能力在循环中得到强化和提升,突出人才创新能力和创新素质的培养。
(4)运用以学生为中心的教学方式和手段
【中图分类号】 G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2014)07C-0153-02
无机化学实验是高职高专应用化工技术专业新生入学后接触到的第一门实践性课程,为应用化工技术专业后续实践课程奠定基础的重要课程。目前高职高专使用的实验教材仍存在以下一些问题:一是普遍性较高,无针对性。凡是与化学有关的专业如工业分析、冶炼、化工、药学、生物等都适用。虽然在一定程度上使学生能掌握化学实验的基本操作技能,提高学生对知识的运用,但实验内容跟后续的实践课程缺乏紧密的连贯性。二是实验类型单一。实验过程过度依赖教材机械性操作,缺少充分想象环节,实验过程一般都是老师根据实验内容给学生讲解一遍后就由学生参照教材步骤按部就班的操作。虽然实验过程能在一定程度上培养学生的观察能力和操作技能,但却忽略了化学实验所包含的科学性、思想性、探究性和发展性的功能,达不到真正意义的实验目的。因此,要使实验实践达到预期的目标,实验过程的开设就必须对应用化工技术专业所有专业课程进行探讨和研究,仔细分析无机化学实验与后续实践课程的之间关联环节,充分利用有限的实践课时,提高实践教学效率。为了适应高职高专应用化工专业教育的发展需要,本文以培养本专业人才目的为背景,结合笔者多年来自身实践教学经验及未来的发展形势,从实验内容、实验教学方法和手段以及培养目标等几个方面来思考应用化工专业无机化学实验课程改革的措施和办法。
一、优化实验项目的内容
优化的目的是提高教学效率,强化实践环节。一是坚持“必需”原则来开设实验项目。化工类专业很多,传统的无机化学实验课程是针对化工类所有专业开设的。而无机化学实验实践课程一般为一至两周,如何在有限的课时内不仅达到使学生掌握基本操作技能,培养学生创新能力和开发学生潜力,而且又要保证实验项目的开设跟后续实践有所关联的教学目的。因此,优化实验内容首先考虑哪些实验是“必须”开设的,删减那些与未来本专业其他课程无关或者关联很少的实验项目,增加一些与其他课程有连贯性的实验项目,对实验课程教学方案进行优化设计,以达到实验教学方法的最优化。二是坚持“可实行”原则来遴选实验项目。实验项目必须根据本校所提供实验设备和条件来设定,根据实验条件对实验课程进行优化整合。确保学生在实践过程中能够掌握相关的理论知识和实践知识,又能使教学资源利用率最大化。
二、增大设计性、综合性实验的比例
无机化学实验的教学过程中虽然通过验证性实验培养学生的观察能力和操作技能,但学生通过验证性实验所学到知识是被动的,思维往往被教师课堂上所讲的东西束缚,因为验证性实验整个实验原理、药品和仪器的使用,以及实验过程中出现的问题和注意事项都是由教师详细讲解。而设计性、综合性实验则是学生根据教师提供的实验任务,通过查阅相关的文献,收集各种相关知识根据现有的实验条件和实验要求,自行设计出合理是实验方案,准备实验仪器和药品,撰写实验报告,整个实验过程基本都是学生独立完成的。教师在设计性、综合性实验中只对学生做一些辅助工作比如对实验方案审阅,帮助学生分析出现问题并原因,提出相应对策。通过设计性、综合性实验使学生摆脱对实验讲义的依赖,培养自主研究、分析、解决问题的意识,对于提高学生分析问题和解决问题的能力、学生综合素质方面的提高具有重要的作用。增大设计性、综合性实验的比例不仅能使学生掌握一定的操作技能知识上,进一步加强了他们的动手能力和实际应用能力。从而达到学生培养创新意识和创新精神,提高创新能力的目的。
三、多媒体辅助教学
随着科学技术的发展,电化教学的引入使教师的教学方法和手段得以完善,教师利用多媒体技术对文本、图像、声音、视频、动画等多种素材结合起来编辑出来的课件进行实践性教学,使整个教学过程更加图文并茂、有声有色。在无机化学实验教学过程引入多媒体辅助教学的优势可从以下方面体现出来:第一,很形象地模拟出整个实验过程,更利于提高学生的观察能力。比起教师在课堂上的演示,投影视频对实验过程的扩大化更能方便学生观察,更能集中学生注意力和激发学习兴趣,提高学生学习效率。第二,更能有效地对学生进行安全教育。在实验过程中可能出现危险性操作和某些注意事项,教师不能做演示,只能通过在实验前反复强调来加强学生的安全意识。举一个简单的例子,比如浓硫酸的稀释操作,为什么只能浓硫酸倒入水中稀释而不能反过来操作?反过来操作后果会怎样?会出现什么危险?通过利用多媒体动作制作来演示反过来操作出现危险后果整个模拟过程,更能让学生理解和认知水倒入浓硫酸中的危险性和危害性,从而增强学生安全操作意识。第三,能提高教学过程的教学效率。教师在讲解一个复杂或反应时间长的验证性实验中,那些比较抽象理论知识用语言形式来描述的教学方式对空间思维较差的学生很难接受和理解。另外,反应时间长的实验由于实践课时的限制,做一个演示实验室不现实的;利用多媒体进行模拟仿真教学让学生在短时间内通过视觉和听觉来感受和认知整个实验过程,让学生更容易接受和理解实验过程中抽象的知识,从而提高学习效率。科学实验已经证实:人类通过听觉获取信息只有11%,而通过视觉获取信息则高达83%。由此可见利用多媒体对于提高教学效率是很有帮助的。
四、加强环保教育、增强学生环保意识
环境问题是当今人类面临的三大问题之一,保护人类的生存环境已成为人们的共同呼声。环境的污染、治理和保护已列入我国的基本国策。在环境污染中很多情况下是由化学污染造成的,化学污染主要来源于以下方面:一是实验室在实验过程中产生的废气以及实验结束后的液体、固体废弃物;二是化工生产及冶金行业的废气、废液、废渣;三是城市垃圾中比如废旧电池、荧光灯等物质;四是矿山选厂的废液。这些物质的排放和处理将对环境产生负面影响。作为向化工生产部门培养第一线技术应用型人才高职高专应用化工技术专业,加强环保教育、增强学生环保意识是整个实践教学中很重要的一部分。在教学过程中首先让学生充分认识化学与环境的关系,从工厂“三废”的排放、城市垃圾、日常生活用品、实验室药品和废液等各方面分析了解造成污染的原因,来增强学生的环境忧患意识。其次培养学生在实验过程中通过节约使用药品,利用最少药品达到减少废弃物的良好习惯,引导学生正确处理实验完毕后的废弃物,使学生形成自觉保护环境的意识。
五、培养学生创新能力和科研能力
高职教育自创办以来,一直以培养高素质技能型人才为宗旨,以服务区域经济发展为目标。随着社会的飞速发展,生产设备和工艺不断更新,高职高专培养的学生毕业后将会或多或少地接触新型仪器设备的使用和参与到新的工艺流程改良活动中,这就要求他们必须具有一定的分析问题和解决问题以及创新的能力;高职教育既然肩负着培养高素质高级技能型专门人才的重要使命,培养培养学生创新和科研能力也就变得很重要。教师在传授学生基本技能和操作技能过程中,应该适当培养学生的创造和创新能力;培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。在开设无机化学实验课程中一至两个由教师给出课题让学生自主通过查阅文献,收集相关的知识和材料并结合已学过的知识独立对某个实验的实验条件或实验方法进行改良,设计出可行的实验过程;并通过实践总结出最佳实验条件。以培养学生如何把在课堂上所学习的知识运用于实践,并在实践中学会分析问题和解决问题的能力,为学生毕业时毕业论文的撰写以及毕业后迅速适应岗位打下扎实的基础。
六、实行无机化学实验考核评价机制
实验考核总成绩由三部分组成即平时考核占40%、期末考核占60%和实验报告占20%相结合来进行的办法。实验考核目的使教师能全面了解学生的操作熟练程度、基本知识和关键知识的掌握程度。对实验考核评价除了看实验结果外,还应该从实验素养、操作能力、实验过程、仪器使用、问题处理能力、环保意识等各方面进行统一的评价方法,使考核成绩能全面反映学生整体综合素质。
总之,高等职业教育目标是培养以适应区域经济社会发展需要,结构合理的高素质技能型专门人才。因此每个专业必须根据自身专业的特点准确把握定位和发展方向,才能培养出适应生产、社会、服务第一线需要的全面发展的高等技术应用性专门人才。
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[作者简介]郭华(1980- ),女,广西柳州人,南宁职业技术学院,讲师,研究方向为大学英语教学。(广西 南宁 530008)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)02-0161-02
高等职业教育要求学生在掌握科学文化知识的同时,具备熟练的职业技能和相应的职业变化适应能力。高等职业教育的课程体系必须紧跟时代步伐,根据就业市场工作岗位和职业技能要求的需求变化,及时更新课程体系,培养出契合时展需求的复合型人才。相对于基础教育领域,我国高等职业教育理论研究明显落后于高等职业教育的发展速度。近年来,高等职业教育掀起了以工作过程为导向的教学体系建设,但高职英语教学体系相比其他专业的发展还相对落后。受传统高等教育英语体系的影响,高职学生的英语整体能力与将要面向的工作岗位、过程、任务没有形成紧密的联系。多数学生在实习前,对于工作岗位所需要的专业英语能力比较匮乏。这不仅为学生尽快融入实习带来了困难,还会影响学生的就业竞争性。因此,更新高职英语教学与课程体系,建构基于工作过程导向的高职英语项目化教学模式研究显得尤为重要。
一、基于工作过程导向的项目化教学概念阐释
项目化教学是围绕“工作项目”开展教学活动。其概念最早源于美国,是指将学科体系进行分解,形成若干子项目,教学工作围绕着这些子项目开展,学生围绕参与这些子项目学习。工作过程是指个体为完成一件工作任务而进行的一个完整的工作程序。职业之间的区别在于其特殊的工作过程,基于工作过程导向的项目化教学就是以过程性知识为主体,以工作过程作为课程设计的参照系,围绕项目的开展和完成而建构的教学模式。这种教学模式更符合高等职业教育的特点,能更好地在满足社会或职业需求的基础上满足教育和学生个体的发展,进而为学生个体在未来的职业生涯中的可持续发展打下坚实的基础。
二、项目化教学的理论基础
1.建构主义学习理论。建构主义学习理论由三大观点组成:知识观。知识不是对现实世界的准确表征,在现实世界中,知识需要针对具体情境进行再创造,学习者对于知识的理解是建立在自己的经验基础上的。教学观。学生在以往的学习过程中已经积累了一定的经验,教学应该以学生已有的知识经验为生长点,引导学生掌握新知识。学习观。学习是学生自己建构知识的过程,是主动的,是学生自己对外部的信息进行选择和加工。学习所发生的场域应该与情境化的社会实践活动相结合。学习是通过社会实践的参与而内化相关的知识和技能,这样一个过程需要通过合作互动的形式来实现。通过对建构主义学习理论的介绍发现,项目化教学是一种基于建构主义学习理论的学习模式,注重学习活动的主动建构性,强调团体合作的学习方式,以及重视对新知识的意义建构。
2.实用主义教育理论。实用主义教育理论的出现主要是针对赫尔巴特传统教育理论而提出的。实用主义教育理论强调经验学习的重要性,认为一切知识都来源于经验。其代表人物杜威认为,教育是传递经验的方式,教育必须以经验为基础。杜威这里所指的经验就是学生个人的以往生活经验。实用主义认为,学习应以学生为中心,反对忽视学生兴趣的做法。学习应以活动为中心。传统教育过于注重书本知识的传授,因而是一种被动的学习方式。杜威提出了做中学的教育理论,通过疑难的创设,使学生针对疑难进行思考、假设、检验,并最终在知识的实际应用中解决问题,在实践中培养学生的能力。项目化教学模式正是以实际工作的真实模拟为基础,让学生整合各种资源,通过完成项目来提高知识与技能,这与实用主义教育理论注重活动、注重做中学等理念是相符的。
3.情境学习理论。情境学习理论认为,知识并不是抽象的,而是情境化的,是个体在与情境的相互作用中建构的。情境学习理论基于这种知识观认为学习的本质是发生于情境之内的,情境决定了个体学习的内容,个体建构知识是通过参与实践实现的。项目化教学模式的教学内容来自于真实工作中的任务,学生正是通过完成一个个任务获得实践能力的发展。基于情境学习理论的观点,莱夫提出了实践共同体合法的边缘性参与理论。他认为通过参与实践共同体,学习者的身份从边缘向共同体的核心区域流动,在这一过程中,通过身份的获得,描述了学习者的学习轨迹,习得相应的知识、技能及共同体的文化。项目化教学模式,教师、学生为完成工作任务而组成学习共同体,在完成任务的过程中,与同伴、教师相互协作,逐步成长为掌握熟练工作技能的人才,这迎合了情境学习理论的观点。
三、项目化教学的特征
1.项目化教学以工作任务为基础。项目化教学模式的教学设计是根据教学任务设计出一个个子项目,并创设一个个模拟真实的学习环境,有效消除了传统学科教学中存在的一些显著弊端。在项目教学中,通常将教学内容以项目化的方式进行重新整合,项目的设置以实际工作任务为导向,突破了传统学科教学忽视实际工作情境的局限,以实际工作的逻辑顺序来整合教学内容。这样可以有效解决学生学习理论与实践相脱离的问题。理论教学与实践教学以工作项目为桥梁紧密地联系在了一起。学生通过对一个个子项目任务的完成,可以对将来所要从事的职业工作内容有一个更为清晰、全面的了解。同时,还能帮助学生了解自己未来从事的工作在企业整个工作环境中所处的地位,使自己能有一个更合理的定位,能够在毕业后迅速融入工作。
2.项目化教学以学生为主体。项目化教学模式的教学活动通常采用团队合作的学习方式,这不仅有助于提高学生的团队合作能力、形成协作精神,还能发挥学生个人在团队中的优势特长,使学生个人与团队共同成长。项目化教学与传统的传授式教学方式不同,能充分调动学生的积极性,激发他们探究的欲望。在每一个工作项目中,信息资料的收集、工作计划的制订、工作方案的选择、工作目标的实现、工作成果的检验等每一个环节,学生无不参与,真正成为学习的主人。学生通过工作任务的完成,既熟悉了每一个环节的具体工作,又对每一个子项目有了全面的认识。
3.学习成果的多样化。项目化教学为每一个学生都创造了一个宽松的学习环境,在这样的环境中,学生更容易发挥自身的潜能。项目化教学的学习成果不单是理论知识的积累,更重要的是职业能力的提升。职业能力不仅要依靠理论知识的学习打下坚实的基础,更重要的是需在实践中运用、积累。职业能力的实践性特征需要为学生创设真实的工作环境,通过工作项目的执行,使学生能够体验到真实的工作环境。项目教学成果的检验不具有唯一正确性,评价标准不是简单的对与错、好与坏的区别。每一个学生都会根据自身的经验基础,选择不同的项目解决方案。因而,项目化教学的学习成果会呈现多样化的特征。
四、高职英语项目化教学模式应用
1.项目准备阶段。在项目准备阶段,教师应首先确定项目的名称、内容及学习目标,并以书面形式传递给学生,向学生提供完成项目所需要的相关知识及资料,指导学生寻找解决项目的方案。学生以团队的形式接受任务,并开展资料收集工作及理论储备工作,商讨确定工作计划和流程。这一阶段的教学重点在于帮助学生熟悉新任务的背景知识,目的在于为学生开展下一阶段的工作减负减压。如在学生接触到一个新项目时,要对相关的术语进行解释。如果是一个相对比较困难的项目,应帮助学生正确理解任务的主题和目标,通过团队的力量打开思路、集思广益以期获得更多的灵感。
2.项目实施阶段。在项目实施阶段,教师要努力营造良好的学习氛围,创设真实的工作情境,有条不紊地组织、协调和引导整个教学过程。学生在完成项目时,不可避免地会遇到各种各样的困难,当学生出现困难时,教师应及时给予指导与帮助。学生根据自己在团队中所分担的工作任务,采取相互合作的方式,按照事先团队已确定的工作计划和步骤依次完成相关工作。
3.项目评价阶段。项目评价阶段可以采取学生自评、互评和教师评价等方式。评价既要针对活动成果评价,也要对学生在项目完成过程中的整体表现给予评价。教师起到总评的作用,在学生自评的基础上,让学生更充分地认识完成项目所要达到的目标要求,引导学生反思自己在整个项目参与过程中的表现,师生在共同的工作中所遇到的困难及解决困难的方法。本阶段是整个项目实施的最后阶段,要帮助学生理清新的英语概念、语言知识和语言规则。最后教师根据每个团队所提交项目报告书,总结有关此项目的所有知识技能。学生通过教师的总结进一步反思自己的成功与不足,完善自己,并在下一次的项目学习中进一步提高。
以高职英语教学为例,在整个教学过程中,打破原有的按章节进行教学顺序安排的方式,突出以工作逻辑,按项目进行教学。如英语口语的教学,可以设置“日常交流”与“业务交流”两个模块,同时在每个模块下再设置不同的子模块,子模块下再设置若干任务。以业务交流为例,工作中主要涉及活动交际和业务交际两块。活动交际又可以分解成不同的任务,如接待外宾任务、陪同外宾游览任务、外宾迎送会任务等。学生在这些任务中不仅学习了实践知识,还提高了解决实际问题的能力。将抽象的语言转换成解决实际任务的工具,既调动了学生学习英语的兴趣,也提高了学生学习英语的效果。
五、高职英语项目化教学中应注意的问题
高职英语项目化教学模式项目选取工作一定要针对当前就业市场对人才的规格需求,这是决定此教学模式效果的关键,同时项目选取工作还应结合学生自身的知识结构与能力水平。学校开展的项目应以教学内容为基础,以人才需求为指向,围绕教学目标来设计教学项目。这样能使学生在完成项目过程中,获得所需的知识与技能。项目化教学模式对高职教师提出了更高的要求,是对以往以教材为中心的教学模式的突破,对教师的组织、协调、控制和随机应变能力都提出了更高的要求。
基于工作过程导向的高职英语项目化教学模式为学生提高英语应用能力提供了一条新的途径,在项目化教学过程中,学生在工作中自然地学习英语、应用英语,充分挖掘了他们对于英语潜在的运用能力,搭建了学校与社会工作的桥梁,较好地实现了高职英语培养目标。
[参考文献]
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[3]朱红雨.高职项目化教学中教学情境创设的实践[J].职教论坛,2011(11).
[4]万小青.在合作学习规律中探索英语项目化教学新思维[J].职教论坛,2012(17).
构建立体化教学资源是进行信息技术教育、实现教育信息化的根本途径川.近几年,在大学公共体育课程的教学改革过程中,产生了一大批能够反映课程建设与学科发展新成果、体现现代教育思想、运用现代教育技术的新型教材及相应的数字化教学资源,但在立体化教学资源的总体建设上仍处于探索、提高的阶段.因此,我们就必须在公共体育课程的教学中加强立体化教学资源的建设与应用,形成体育教学的信息化,才能从根本上转变教育思想和观念,改革教学模式,从而提高体育教学的质量和效果.
1立体化教学资源的概念、内容和特征
立体化教学资源是立足于现代教育理念和网络技术平台,以传统纸质教材为基础,以学科课程为中心,以多媒介、多形态、多用途、多层次的教学资源和多种教学服务为内容的结构性配套的教学出版物的集合,是数字化时代教学现代化的标志,是实现教育信息化、网络化,优化教育资源诸要素配置的重要途径它包括三个方面的内容:立体化教学包、教学资源库、学科(专业)网站,也可以把它们分成三个层次.它具有以下特征:数字化处理、光盘化存储、多媒体显示、网络化传输、学习资源系列化、教学过程智化等囚.这样的特征能够满足多样化、个性化、实用化的教与学需求.
2公共体育课程教学内容和形式
公共体育教学作为学校体育教学系统与社会系统的中介,能够反映社会的要求,并受到体育科学文化发展水平的制约.为实现体育教育的目的和体育课程目标,教学内容就必须包括知识、技能、情感、身体发展等四个方面.教学理论主要包括:体育卫生知识、人与环境有关知识、体育保健知识、人体解剖与生理有关知识、运动营养学基础知识、人体健康知识、传统养生知识等教学实践内容主要包括:促进身体全面发展的内容、竞技性内容、娱乐性内容、保健性内容、情感性内容(体育游戏类)等.教学形式是以室外的运动实践为主,理论教学为辅,使学生在学习各种运动技能的同时进行身体素质的锻炼与培养.
3公共体育课程立体化教学资源的建设
3. 1公共体育课程立体化教学资源建设的思路
公共体育课程立体化教学资源的建设应结合公共体育课程的教学内容,分步骤进行建设,首先,要建设公共体育课程的立体化教学包,完善基础的教学资源;其次,要整合基础的教学资源,建设公共体育课程的教学资源库;最后,要建设大学体育专业网站,提供综合的网络服务.
3. 2公共体育课程立体化教学资源建设的内容
3. 2. 1公共体育课程立体化教学包
公共体育课程立体化教学包的建设要以公共体育课程的教学内容为主,重点开发公共体育教学所需的理论知识和技能培养的主教材、教师参考书、学习指导书和技能锻炼指导书、试题库等,以及开发用于教师授课和学生复习的PowerPoint电子教案、解决重点和难点问题助教助学的CAI课件、提供学生自学自练的网络课程等同时要将教学内容、教学方法和教学手段有机地结合,进行一体化教学设计,呈现包括纸质图书、音像、电子网络出版物等多媒体、立体化产品形态,使这些内容相关、表现形式各异的教育资源,既有重复和强调,又有交叉和补充,相互配合,形成一个教学资源的整体解决方案(如图1),为提高教学质量服务.
3. 2. 2公共体育课程教学资源库
在完成公共体育课程教学包建设的基础上,借助计算机应用软件系统,将教学资源管理系统、指标体系和课程教学包应用数据库、高级编程语言和媒体制作软件开发形成学习系统.使体育理论知识形成文字、图形、图像、音频、视频、动画、流媒体等各种素材,并按照课程、知识点的树状结构排列,便于教师、学生按内容检索;为体育实践教学提供运动技能的仿真练习、模拟系统,以便于学生学习各种运动技能.同时还要完善体育教学资源库的管理系统,以便于教师和学生进行查询和运用,形成整个教学资源库的建设(如图2).
3. 2. 3大学体育网站
大学体育网站的开发要根据专业特点,以学生为主体,以网站为门户进行建设与实践.建设的内容应包括教学网站、课外辅导网站、体育知识网站等几个部分(如图3).教学网站包括教学管理系统、课堂教学内容、教学测试、教学评价和反馈系统等;课外辅导网站包括课外锻炼知识、俱乐部活动、校园体育竞赛组织与训练、场馆器材情况等;体育知识网站包括各类体育网站的链接、体育学术网站的链接等.使公共体育课程在信息化教育环境下,将数字化学习资源、虚拟化网络空间与传统的课程资源及教学活动有机结合,师生之间利用学校、课堂、网络、通讯、生活实践等活动方式将体育运动的知识学习、经验建构和社会体验联结在一体,形成高质量的教学过程.
3. 3公共体育课程立体化教学资源建设的实施
公共体育课程立体化教学资源建设是一个宏大的系统工程,不仅需要公共体育课程丰富的专业资源,而且还需要数码相机、扫描仪等外部设备的支持、计算机专门软件开发的计算机专业人才的参与.从整体来看,应从以下几个方面进行实施:一是加强组织领导,各个高校要协调好学校的各个职能部门、相关的师资队伍,共同努力进行建设;二是技术手段的准备,以现代计算机、网络、数据库和开发工具为基础,配置用于开发的软硬件平台,建设教育信息化的主干道,并应用先进的资源建设技术、工具和手段;三是聚集优秀的师资力量,整合出优筹 立体化教学资源;四是制定合理规划,分期分批,稳步实施公共体育课程立体化教学资源的建设.
4公共体育课程立体化教学资源的应用
公共体育课程立体化教学资源的建设比较滞后,体育教学中只是简单的以教师教学为主体来学习体育知识和运动技能,学生以盲目的模仿练习为主,教师的教学理念、学生的学习习惯、教学的服务水平和质量等都满足不了教育信息化的要求,因此我们必须采取有效措施来促进师生对立体化教学资源的应用,以提高体育教学水平.
4. 1提高师生综合运用立体化教学资源的能力
一是要提高体育教师和学生的信息素养,增强其高效获取信息的能力,熟练、批判性地评价信息的能力,有效地吸收、存储、快速提取信息的能力;二是提高体育教师运用PowerPoint多媒体教案和计算机辅助教学CAI课件的能力,及运用多媒体形式进行体育课程的教学;三是提高学生网络教育资源的应用能力,自主高效地进行体育知识的学习与交流,从而提高教育信息化的程度.
4. 2以立体化服务保障立体化教学资源的应用