劉 清 豆振江 倪燁陽
(南京工業大學 化工學院,江蘇 南京 211816)
自2018年9月,“00后”大學生作為教育的受眾登上了時代舞臺。與“90后”相比,他們成長于物質和精神更加豐富的時代,擁有更加良好的條件和教育氛圍。他們性格更加自信樂觀,追求潮流與創新,價值取向多元化[1],實用主義傾向更加明顯。他們更偏向于思考課程的實際化應用,導致對課程的理論基礎學習不重視,缺乏分析問題與解決問題的能力。化學反應工程是在化工學習過程中的一個重要的學科[2],對于打牢學生的化工學習的基礎,強化日后在工程中需要的分析能力具有十分重要的意義。化學反應工程不僅涉及的知識面廣,如高等數學、物理化學、化工原理、化工熱力學、傳遞過程等[3],而且還需要靈活運用工程數學軟件,如Matlab、Aspen等。不僅如此,現階段大學教學任務的繁重大大縮短了化學反應工程的課時,老師們不得不加快講課進度,從而導致學生學習這門課程時難度加大、學習動力不足,這是當前教學改革與化學反應工程的最大矛盾。伴隨化學反應工程技術的深入發展,已成為當今化工行業生產技術改革和開發的核心內容[4],化學反應工程的教學地位愈發重要。因此如何改善教師的教學的方式,營造良好的學習氛圍,調動學生學習的積極性,提高教學效果成為化學反應工程一直以來的改革攻堅目標。
作為時代的新生兒,“00后”逐漸進入高校,并且成為了高校學生中的主力軍。他們生活在信息發達的互聯網時代,傳統的教育觀念已經無法完全適應“00后”的發展需求[5],信息的多元化似乎已經讓他們與“90后”成為了截然不同的群體。
與“80、90后”相比,“00后”是在移動互聯網—信息大爆炸的時代下長大的,從小就接觸了電腦、智能手機、iPad等各種電子產品,網絡信息的發達讓他們更早更方便的接觸了多樣性的文化,養成了多元化的思想,心態也更加開放,同時完備的教育讓他們也很理性,敢于追求自己的真實想法,但由于他們不同于“80、90后”的生活環境,也讓他們的想法很少被社會理解,所以一些墨守成規的突破也被稱之為個性張揚。如果說“80后”注重物品質量和價格,“90后”追求生活的好玩、有趣,那么“00后”具有更強的個人意識和精神追求。他們喜歡張揚自己的個性、勇于表達自己的內心,更加注重生活價值,為自己喜歡的買單,為自己的個性買單,活出自己想要的樣子。
足不出戶也可知天下事,在以前可能是褒揚。“00后”學生成長的20年,國家經濟快速發展、科技不斷進步、文化更加自信,同時也是互聯網飛速發展、信息大爆發的20年,在這個時代手機、電腦已經步入了大眾的生活之中,借助發達的網絡社交軟件,“00后”可以輕易的認識各種地方的人甚至外國人。但網絡社交似乎也成為了他們唯一的交流方式,內向、靦腆,已經成了他們的大眾特點。
物質上更加豐富,精神上沒有包袱,使得“00后”大學生的價值取向更加多元化,他們會結合時代背景的發展、社會需求、自身能力等各個方面來規劃設計個人的成長路線。由于受到傳統應試教育和就業壓力的影響,“00后”大學生在學習內容的選擇上傾向于更加具有實用價值的技能,而對基礎理論知識的學習不夠嚴謹和重視。
化學反應工程與眾多化學工程核心課程都有聯系,融合了化工原理、物理化學、化工熱力學、化工傳遞過程等化工知識的精華,不僅如此,還對高等數學知識有較高的要求。這對于沒有經歷過工廠實際操作且沒有進行化工過程設計的本科生來說可謂是十分困難,因此有很多學生覺得化學反應工程這門學科內容過于抽象,學起來十分吃力,公式繁多且不易理解。化學反應工程課程中有復雜難懂的公式和邏輯推理,經驗性的內容較多,涉及的概念術語很多。綜合性、理論性和實踐性都很強,要求學生具有扎實的基礎知識和較強的理解能力,要知其然并知其所以然。
反應工程這門課程的教學主要包括理論課、上機課兩部分,教學任務繁重,但是部分高校已經將其由最初的64個學時縮短為48個學時。面對這種情況,老師們通常會采取壓縮教學內容,提高講課速度,去追趕教學進度。因此導致部分學生因接收能力不足而感到學習吃力,學習動力不足。
化學反應工程是建立在數學、化學及物理等基礎學科上卻又有著自己特點的應用學科分支,也是化學工程學科的重要組成部分。反應工程這門課要求我們不僅有化工原理的知識儲備,還要有良好的數學基礎、內容非常繁雜且缺少內在聯系。學生在學習的過程中會缺乏目的性,從而感到枯燥無聊,最后產生厭學情緒。
目前,反應工程的實驗課仍然是使用傳統的先在課堂上講授理論知識,再到實驗室開展實驗教學環節的教學方法。原理的教學和實驗的分離,導致學生只能按照課本上的步驟機械地重復實驗的過程,而實驗原理卻沒有充分理解,理論知識和實踐無法充分結合,在實驗過程中遇到問題往往不能獨立解決,亦或者只是簡單的想拿到實驗課的學分,從而草草地應付實驗,使得教學效果大大下降。
在如今這個互聯網高度發達的時代,應該確立的是一種全新的“為學習服務”教育觀。作為新世紀的孩子,“00后”成長于中國移動網絡時代,可以毫不夸張的說互聯網雖然不是空氣,但能呼吸的地方都有了網絡。針對化學反應工程課時縮短,課堂上老師不得不精煉教學內容,這就需要學生利用碎片時間。慕課、超星、雨課堂等形成開放式的教學模式。課堂上老師理清思想脈路,幫同學疏導反應工程理論的內在聯系。課下同學們借助互聯網對這些專業知識進行補充,不僅可以拓展學生獲取知識的途徑,促進學生自學習慣的養成,而且可以開闊學生的視野,開發學生創新性的思維。
化學反應過程包括著化學和物理兩種現象。物理現象包括動量、質量、熱量的傳遞,再根據化學反應,即構成了化工的基礎“三傳一反”。以化學反應過程中的反應器為例,從反應器的角度看,其存在化學反應的同時,也存在著一些復雜的傳遞過程。所以在反應器的設計與分析中,要綜合研究化學反應和傳遞現象,分析它們的關系和作用,當然也要掌握各種現象的本質,這樣才能分清主次,針對關鍵解決問題。尤其對于現階段的00后,實用性是他們的首要追求,教師圍繞著教學目標和教學任務尋舉相應的實例,從教材和實例著手,解析學生的困惑,激發學生的學習興趣。
怎樣調動學生學習的積極性,一直以來是個重大難題。尤其對于“00后”,他們更偏向于依賴互聯網獲取知識,在課堂上與老師交流甚少。在傳統課堂中,老師“一對多”上課,由于學生的接受能力不同,教師很難顧及各種水平的學生。為了期末教學任務的順利完成,老師無奈地選擇無差別授課,導致很多學生易積累疑難,不會的知識也來越多,從而對課程的學習產生挫敗感,產生厭學的思想,無法從學習中獲得成就感。采用翻轉課堂模式,學生先通過自學,有了一定的課本理解和知識儲備,使得在課堂上學生可以靈活向老師提出問題,師生之間會有更加頻繁的互動,從而在互相學習的過程中答疑解惑、完成作業等,使得教學質量更高。
化學反應工程課程綜合性極強,應根據不同的教學需求,把以往僅有期末考核的考察方法改為筆試、課程設計、平時作業結合三個部分來考察學生對反應工程的了解。考察方式如下:筆試,占綜合成績60%,采用閉卷的方式,重點考察學生對重要模型,以及基本理論的掌握情況。課程設計,占綜合成績30%,由老師提供課程設計的具體要求,學生進行問題的解決并自己設計實驗的流程,主要考查學生設計反應器的能力及是否能用自己所學的知識解決問題,可結合Aspen和Matlab等輔助軟件強調來進行過程和計算,鍛煉激發學生的動手能力。平時作業,占綜合成績10%,作業作為老師檢驗教學效果的重要工具,借此判斷與比較學生接收能力。
化學反應工程是一門具有一定難度的綜合性學科,學科交叉的特點在未來只會被拓展的更廣闊。近幾年來,不少的教師團隊對反應工程的教學改革進行了不斷的探索,進行應用型創新人才的培養。在教學環節教師要全面激發學生學習興趣,充分利用現代化技術幫助學生提高對反應工程的了解與運用能力。在課程內容建設,應該圍繞基本原理展開,讓學生在學習的過程中打下堅實的基礎,學會分析問題和解決問題的能力。只有發揮出學生學習本門課程的積極性、主動性,才能使得教學事倍功半。在今后的教學中,我們將不斷得深化改革,從老師、同學等多方面綜合考慮,注重學生綜合能力地培養,為我國化工行業輸送大批優秀的實用型人才。