劉吉波,毛海舫
(上海應用技術大學化學與環境工程學院,上海 201418)
化學工業生產的各種產品與我們每個人生活息息相關,化學工業也是國民經濟中不可或缺的重要組成部分,現代社會已經無法離開化學工業[1]。同時近年來化學工業發生了不少環境污染事件與安全生產事故,有被妖魔化的傾向,已經到了“談化色變”的程度。如何為現代化學工業輸送具備正確處理化學工業這座金山銀山與生態環境的綠水青山關系的合格人才是每一個應用型本科院校化工專業教師面臨的新挑戰。早在2005年8月時任浙江省委書記的習近平總書記在浙江湖州安吉考察時就提出了“綠水青山就是金山銀山”的科學論斷。2017年10月18日,習近平總書記在十九大報告中指出:堅持人與自然和諧共生,必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念,堅持節約資源和保護環境的基本國策。綠水青山就是金山銀山闡述了經濟發展和生態文明建設的關系,這一點在化學行業的體現尤為典型。因此,《化工環保與安全》這門課程也是我國面向21世紀“化學工程與工藝”專業培養方案中新設置的一門必修工程基礎課,是化學工程與工藝專業的學生走上工作崗位前的關鍵一環[2-4]。
《化工環保與安全》課程結合典型實例,系統而又簡明地介紹了化工生產過程中的環境保護和安全生產技術的基本概念、基礎理論和基本方法,具有鮮明的現代化工生產的特點。通過國內外化學工業中的一些歷史事件、典型事件等做引導,使學生樹立起牢固的環境保護意識和安全生產第一的思想觀念,為學生向一線卓越工程師發展打下堅實的理論基礎。但是,在實際教學過程中,該課程由于涉及化工技術、環境治理技術、安全技術三方面內容的交叉融合,所以教學內容繁多[5]。在任課教師層面,存在單一學科背景的教師存在教學深度不夠、知識面不夠寬廣等弊端;在學生層面,普遍存在學生重視不足、學習興趣和積極性不高的問題。因而該課程容易產生教學效果不明顯的問題,所以現有的教學模式亟需改變。為響應《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》的文件精神,促進高校本科教學信息化建設,同時提高現代教育信息技術在本科教學活動中的應用,結合上海應用技術大學的應用型本科特色,化工原理教研室結合團隊自身企業實踐經驗和團隊合作優勢,利用線上教學的靈活性和便捷性開展了以MOOC平臺資源為線上教學內容的向上線下混合式教學改革,同時開展全面化案例教學,兩者協同作用,促進《化工環保與安全》的教學質量提高。
立足于應用型本科建設,與常規每門課程只有一個專業的師資團隊不同,上海應用技術大學《化工環保與安全》教學過程中結合了化學工程、環境治理和安全防護三方面的雙師型教學團隊共同建設了線上課程。目前該課程已經全面上線,結合MOOC在線課程,將在線教學和傳統教學的優勢有機結合,開展線上線下混合式教學,把學生的學習由淺而深的逐漸引入深度學習,教學效果顯著。
首先,在線課程則能充分利用學生的零星時間,發揮學生學習的主動性,學生可以隨時隨地、重復多次的進行線上學習,有效克服了線下教學中無法適應每個學生的學習習慣的弊端。其次,線上教學可以根據教學內容調整線上師資。鑒于本課程涉及的化工、環保與安全三方面的內容,由在相應方面有豐富從業經驗的雙師型教授擔任線上課程的師資。化學工業,尤其是應用型本科院校培養學生的目標之一是要培養學生解決實際問題的能力。尤其是在條件受到限制時,綜合利用化學、安全、環保各方面的知識解決實際問題,因此這也為面向應用型本科教育的師資提出了更高的要求。具體做法可以結合三方面的內容,由在專業領域具有較深造詣的資深專家學者共同擔當本課程的主講教師,雄厚的師資力量有力地保證了學生可以獲得更前沿、更權威的技術知識,從而促進了教學效果的提升。第三,多教師的團隊授課需要在線課程的支持。多教師授課需要協調各授課教師之間的授課時間問題,因此在線課程這種方式有利于教師的時間協調。三方面的授課教師可以將自己的授課內容進行線上講解,在線下教學過程中學生可以帶著對線上教學的疑問進入課堂,通過面對面交流為主,老師可以根據學生的反饋及時調整教學內容。最后,線上課程可以有利于引進校外的專業教學資源。以全面提升學生的綜合實力為己任,在本單位條件受限的情況下,可以引進其他單位的優質資源、師資為學生提供有力的理論指導。如在本校的《化工環保與安全》課程中,由上海職業病防治病防治院的資深專家講授化工毒物的危害及預防,向學生提供更專業、更權威的教學內容。
因此,集合多學科師資力量建設線上資源的線上、線下混合式教學對學生綜合實力的提升具有顯而易見的促進作用。
讓學生具備在環保與安全受限條件下解決化工復雜技術難題的能力是《化工環保與安全》課程的教學目標之一。化工問題是一個非常復雜的技術問題,而解決該技術問題的能力提升是一個積累的過程,尤其是在環保與安全受限的條件下為疑難問題提供解決思路更需要經驗的累積。
常規教學在課堂上除了講授理論知識,給學生講解、分析真實案例的時間是比較少的,而經過線上教學,學生已經學習了基本理論,所以在線下學習中可以有一定的時間結合理論知識進行案例分析。如授課團隊教師毛海舫教授的《香蘭素產業鏈綠色合成工藝設計、關鍵制造技術集成與品質控制》獲得2019年高等學校科學研究優秀成果獎二等獎,在《化工環保與安全》授課中結合該獲獎項目的部分科研成果廢水中有效成分回收與轉化、吸附法高效回收廢氣中的甲苯等案例分析。著重介紹在面臨實際問題時從何處著手,采用什么研究思路具體解決整個實事項目中面臨的化工技術、環保和安全難題;讓學生在接確具有實際應用價值、最新與綜合性的技術成果的同時學習化工環保與安全相關知識,在潛移默化中提升學生在環保與安全受限條件下解決化工復雜技術難題的能力。通過教學團隊與山東普洛得邦醫藥有限公司開展技術合作,幫助公司開展活性酯生產廢液中回收磷酸三乙酯,將廢棄物通過高效回收實現資源化利用的案例激發學生利用化工專業知識解決環境問題的學習興趣;讓學生在靈魂深處意識到化工與環境不是站在對立面的,而是可以找到中間的交叉點,深刻認識到“化工廢棄物是放錯位置的資源”的深層含義。
案例化教學不僅可以提高學生在受限條件下解決復雜問題的能力,同時能夠大大提升化學工程專業學生的專業自豪感和強烈的專業認同感,有力保證應用型本科的教學目標。
提升學生知識與技術水平的同時,提升作為過化工人的職業倫理修養。通過課程思政,深刻體會到實現化工零污染、零事故正是我們化工人的終極目標,將知識教學、能力培養與職業素質提升進行完美結合。
在教學過程中,緊緊抓住“綠水青山就是金山銀山”這一重要指導思想,提高學生對化學工業經濟效益、安全生產和環境保護之間對立統一的認識。明確化學工業在國民經濟中具有舉足輕重、不可替代的作用;化學工業技術是安全生產的重要保障;環境保護是化學工業安全生產的前提。將學生對化學工業的理解從以前學的化工技術上引導到環境和安全上來,引發大家思考化工有哪些環境問題和安全問題,并討論兩者之間有何異同,從而突出本門課的核心-環境保護和安全生產。為了更進一步讓學生加強對化工環保與安全的認識,通過讓學生查閱相關資料,以PPT匯報形式展示化工過程與環境保護、安全生產的關系,從而發掘化學工程與工藝專業的學生對“綠水青山就是金山銀山”的認識,將這一觀念深深烙入內心,增強學生的從業自豪感。
通過課程的學生,讓學生深刻認識到化工技術指導下的安全生產和綠色清潔化學工業是當今化學工業發展的必然要求,在化工技術的基礎上也必然能夠實現綠色清潔化學工業的安全生產,最終實現化工經濟效益的金山銀山和大自然的綠水青山這一金山銀山和諧相處。
《化工環保與安全》考核實施過程化考核,強化學生全方位參與教學全過程。考核成績中期未書面考試占總成績的50%;線上學習與完成作業情況占25%;課堂討論、回答問題等占25%。教學過程學生必須完成32個知識點線上資源的自學,完成相應的線上作業;每位學生要在課堂上認真參與5次課堂案例討論,并針對案例進行相應的總結和分析。還要求學生針對當前國家在化工、環保、安全生產等方面的宏觀政策,針對化工、環保、安全生產做一次PPT匯報,在思想深處加深化學工業的專業認同感,激發學無止境的求知欲,為下學期畢業時學生做畢業設計打下基礎。過程化考核既能反映學生的整體學習效果,又保證每個學生均能受益[6]。
《化工環保與安全》對于化工類學生而言是必修的一門實用性很強的課程。在這門課的課堂教學過程中,讓學生從案例中獲得分析及解決問題的方法,尤其是提高解決受限條件下的能力是關鍵,因此在教學中采用案例化教學具有重要的應用價值。通過線上線下教學和案例化教學能夠有效提高學生的學習興趣和綜合能力,最終將學生引導向化工的行業當中并擔當大任,為學生向一線卓越工程師轉化打下堅實的化工環保與安全理論基礎。創新無止境,只有通過更新教學觀念,優化教學內容,改進教學實踐方法和考核方式,才能使其更符合我校教學實際和現實要求,達到培養高素質創新型人才的目標。