化學化工軟件應用課程教學模式改革與實踐

胡桂香+雷引林

摘 要：隨著科技和計算機技術的發展，化學化工軟件已經成為相關工作者解決化學化工問題的基本工具，在大學開設化學化工軟件應用課程對于畢業生具有重要作用。本文介紹了我校化學化工軟件應用課程在教學內容、教學方法以及考試模式等方面的改革措施與實踐經驗。

關鍵詞：計算機 化學化工軟件應用 教學模式 改革 實踐

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0247-02

隨著現代科技的飛速發展，計算機技術已經普遍應用到各個領域。因此，將計算機引入大學專業教學是當今教育改革的基本特征。化學化工軟件是化學化工以及相關專業人員利用計算機解決化學化工問題的基本工具，因此利用化學化工軟件來解決實際問題是新技術發展的必然趨勢?；瘜W工作者除了具有化學、化工專業知識外，還應該掌握與本專業相關的計算機應用技術[1]，如化學實驗或化工生產中的數據處理以及實驗設計、數據庫檢索、流程控制等各種模塊的設計制作。一個成熟的化學化工專業工作者應當熟練地使用相關的軟件，使自己的工作更加方便、高效與可靠[2]。我們曾對早期畢業生進行調查，學生普遍反映，工作中經常用到專業軟件解決實際問題，可是由于沒有接受過系統訓練，使用起來束手束腳，甚至不了解什么軟件可以解決什么樣的問題。近幾年，國內大部分高校已經意識到學生軟件應用能力的培養的重要性，開始設置相關課程的教學[3-4]。

我校相關化學化工軟件應用課程于2012年開設，是針對制藥工程、生物工程、高分子材料與工程、化學工程與工藝4個專業的選修課程。由于課程涉及到軟件應用，因此最初安排在機房進行授課，但卻發現存在一些問題，如機房計算機配置偏低，涉及到的軟件較多，運行速度慢，容易死機；選課人數多時，后排的學生看不清楚，教學效果差；學生不能充分利用課下時間進行軟件的熟悉、操作，完成作業；課程結束后，學生自己沒有軟件或者不會安裝，學習的軟件使用率不高。鑒于以上原因，我們對該課程的教學模式進行了改革和實踐，大大提高了教學效果，受到了學生好評。

1 對教學內容進行拓展

多數院校的化學化工軟件應用課程涉及到的軟件一般包括Excel（數據處理與作圖）、ChemOffice（包括三個模塊：ChemDraw， Chem3D， ChemFinder，一般選擇ChemDraw模塊講解，涉及到生物與化學結構式、反應路線和反應裝置繪制等）、AutoCAD（制圖），Origin（數據分析與制圖）等，所選軟件以作圖為主。鑒于我校相關專業學生在大二時已經單獨開設過AutoCAD課程，我們對課程的教學內容進行了拓展，課程涉及到的軟件包括三大類型5個軟件，分別為數據處理與統計分析類軟件Origin和Statistica，化學結構信息與計算類軟件ChemOffice和TSAR；業務流程圖繪制類軟件SmartDraw。Origin軟件主要介紹數據處理、數據擬合、二維與三維圖形繪制和編輯等。Statistica軟件主要介紹數據編輯和各類統計分析方法等。ChemOffice軟件涉及到三大功能，化學結構繪圖模塊ChemDraw中主要介紹化學結構式、反應裝置及流程繪制，結構式與名稱互換，NMR位移預測等；分子三維圖形及模擬分析模塊Chem3D包括分子三維模型的構建與操作，分子結構信息的計算，分子表面和分子軌道圖形的顯示以及分子圖譜預測等；化學信息搜索模塊ChemFinder包括化學物質檢索方法和化學反應的檢索；最后介紹ChemOffice的系統應用。TSAR軟件主要介紹化學分子結構信息的計算，外源數據的導入與處理，定量構效關系與數據統計分析等。SmartDraw軟件主要介紹如何快速地繪制與編輯各類業務流程圖。改革后的教學內容擴大了應用范圍，能夠解決實驗報告，畢業論文（設計）、課程設計等方面的需要，甚至為工作或者繼續深造后應用軟件打下基礎。課程開設時間為大四第一學期。

2 對教學方法進行改革

（1）從封閉式教學轉為開放式教學。

鑒于機房授課產生的各種問題，我們改變了教學場所，將授課地點由學校統一管理的機房改為多媒體教室。上課時，學生自帶電腦，并按照要求提前準備好電腦的操作系統，我們會在第一次授課時手把手指導學生安裝軟件。這種從封閉式教學轉為開放式教學的模式解決了所有機房授課所產生的問題。學生自備的電腦多為3年內購買，配置遠比學校機房高，使用過程中運算速度快，不會出現死機現象。在多媒體教室授課能保證在軟件演示時所有的學生都能清楚看到，在學生練習過程中，教師能全場掌控，避免了機房空間大，學生分散，教師“忙不過來”的情況，保證了教學效果。同時，由于所有軟件均安裝在自己機子上，學生不僅可以充分利用課下時間熟悉軟件或者完成作業，保證了對軟件的熟練程度，而且還可以在其他課程需要時隨時應用軟件，使得學習的軟件使用率大大提高。

（2）以教師為中心轉為以學生為中心。

化學化工軟件應用課程是2學分的選修課程，為了突出課程的應用性和實踐性，我們改變傳統的靜態教學模式，將課程以教師為中心轉為以學生為中心，課程周學時安排為1-2模式，即一個課時的理論課和兩個課時的實踐課，更加突出學生實踐能力的培養。為了突出學生的中心地位，方便學生之間、師生之間的交流互動，我們為每屆學生建立qq群，遇到問題，學生之間可以很好地交流，也方便教師答疑解惑。為了方便學生課余自學，我們建立了網絡課程，學生可以從網絡課程平臺下載軟件，課件和相關資料，在軟件的使用過程中遇到問題，還可以通過平臺的師生互動版塊向教師咨詢。

（3）從接受式學習轉為探究式學習。

化學化工軟件應用課程是一門實踐性很強的課程，無論學生理論掌握得多么扎實，如果不能熟練操作應用軟件，都會影響后續的使用。同時，化學化工軟件的版本和功能總是在不斷往前發展變化的，而且新的軟件也會不斷出現。因此，我們更注重學生自學能力的培養。我們將課程周1～2學時改為“1+1+1”夾心餅干式學時進行教學。即第一節課先讓學生進行自學和操作，第二節課教師根據學生自學過程中出現的問題進行系統講解，第三節課學生進行操作實踐。這一改革使學生從常規的接受式學習轉為探究式學習，學生可以先做后學，邊做邊學，帶著問題學習，學習的效率也大大提高。同時，自學能力的培養也有助于學生應對后期軟件的更新和新軟件的出現。endprint

教師系統講授以基本模塊和功能為主，更深入的模塊和功能則由教師提出問題，學生去探索和挖掘，師生共同解決出現的問題，同時注重不同專業的學生根據自己專業的需要挖掘不同的功能，不僅使課程教學內容上拔高了一個層次，而且更具有特色，培養了學生個性和獨創精神。

為了激發學生的自學能力，培養學生團隊意識和協作精神，我們讓選課的學生自由組合進行分組，每組2～4人，組內學生在學習過程中可以分工合作，每人負責不同的模塊或者功能，之后進行交流溝通，互相學習，共同進步。組間可以互相PK，激發學生的積極性。

3 改革考核模式

化學化工軟件應用課程不同于常規的理論課程和實驗課程，因此考核模式也不相同。我們對課程的考核模式進行了改革，最終考核成績組成為：平時20%、專題作業60%、設計作業20%。平時成績主要包括課堂表現和隨堂練習，具體到學生個人，可以更好地激發學生的積極性和主動性。專題作業為每個軟件學習結束后布置的和軟件相關的作業，共6個專題作業，按小組完成并給出成績。設計作業為所有軟件學習結束后布置的自由設計作業，不限制內容，學生自由發揮，可以由某一個軟件完成，也可以是幾種軟件組合完成。作業完成后，以小組為單位，準備好PPT，上講臺講解自己作業的目標、使用的軟件、制作過程和方法以及最后的效果圖，其他組學生可以進行提問，也可以提出意見或者建議。

我校經過改革之后的化學化工軟件應用課程，不僅受到了學生的歡迎，也得到了教師的好評。經過課程培訓的學生在其他課程的作圖與編輯等方面明顯優于未經過培訓的學生。實踐證明，高?；瘜W化工軟件應用課程的開設不僅培養了學生利用計算機技術來進行數據處理、報告、畫圖、編輯及模擬的能力；也培養了學生遇到問題時懂得利用相關化學軟件達到理想效果的能力。

參考文獻

[1] 李巨超.化學化工常用的計算機軟件[J].化學工程與裝備，2008（3）：121.

[2] 范鳳艷.化學辦公軟件在高聚物生產技術的應用[J].廣東化工，2014，41（21）：141.

[3] 朱巧鳳，慕苗.淺談化工仿真軟件在化學工藝專業教學中的應用[J].山東化工，2013，42（10）：190.

[4] 彭琳，詹世景，喬偉艷.《計算機在化學化工中的應用》課程的構建和教學探索[J].廣東化工，2014，41（22）：163.endprint