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基于化工设计教学的学生团队协作能力培养
 
更新日期:2021-06-07   来源: 化工设计通讯   浏览次数:52   在线投稿
 

核心提示:随着社会的发展和科技的进步,现代化工生产过程对工程技术人员提出了更高的标准和要求。技术人员不仅要求具备扎实的专业知识和专

 

随着社会的发展和科技的进步,现代化工生产过程对工程技术人员提出了更高的标准和要求。技术人员不仅要求具备扎实的专业知识和专业技能,还要具备岗位之间的通力合作能力,实现稳定、高效、安全的生产。化工生产过程中工程问题系统性强、复杂性高,必须通过团队成员之间的相互协作和配合才能有效解决。因此,用人单位在关注可通过成绩衡量的专业技术性因素的同时,更加注重从业者团队协作能力的非技术性因素[1-4]。目前,高等院校的大学生很多独生子女,集体意识淡化,过于个性化,缺乏沟通能力,尊重、宽容、关心和协作默契意识不足;另一方面,在大学前的素质教育和家庭教育中,强调的是挑战和竞争的精神,忽略集体主义和协作能力的培养。因此,培养大学生的团队合作意识,增强团队合作能力是未来高等教育人才培养的发展趋势,对社会发展起着积极的作用[5]。

化工设计是化学工程与工艺专业的一门基础必修课,是化工类专业人才培养的核心课程之一。该教学环节旨在提升学生运用专业知识分析问题、解决问题的能力,培养学生团队协作的意识和能力,以实现大学生向工程师的过渡和转化。因此,以工程教育理念为导向,开展化工设计课程教学环节的改革,培养和加强大学生团队协作能力[6-7]。

1 化工设计课程的特点和存在问题

化工设计以化工生产装置的建设为目的,以工艺技术先进、生产安全可靠、环保措施良好、经济效益和社会效益优良为目标,选取合适原料,设计最优工艺技术路线,通过工艺软件模拟,设计工艺流程、优化工艺条件、确定设备选型及其他非工艺专业等。化工设计课程工程实践性强,综合性突出,涵盖了化学工程与工艺专业多门主干课程的基础理论知识。但是,由于各种因素的影响,学生对化工设计课程重视程度不够,毕业后解决工程实际问题的能力和团队合作意识欠缺。

目前,化工设计教学中存在的主要问题有:第一,内容多,学时少,化工设计涉及设计标准和规范较多,化工设计方法在短时间内学生不能全面掌握;第二, 教学偏重理论,实践性的工程训练严重不足,理论知识和工程应用明显脱节,不能做到“学以致用”;第三,对学生学习情况的考核手段比较单一,一般采取期末考试(占总评成绩的70%)和过程性考评(占总评成绩的30%)两种形式,其中,过程性考评包括课后作业和课堂表现,而期末考试局限在设计的原则、规范、步骤和工艺计算题上,属于重理论、轻实践的考核。因此,这种传统的教学模式和考核方式往往导致学生缺乏团队协作精神,毕业生具备的能力与社会需求相脱节[8]。

2 基于课程教学的团队协作能力培养

为解决以上课程教学问题、提升学生团队协作精神,应以工程教育专业认证为导向,以提高学生的技术类能力和非技术类能力(职业道德、团队、沟通、终身学习)为目标,立足于实际情况,有效实施课程教学改革方案。

2.1 教学模式的改革[9-10]

在课程的教学过程中,建立“成果为导向(OBE)、学生为中心(SC)”的教育理念和学习成果反向设计的教学设计模式,制定可支撑培养目标和毕业要求的课程目标。在教学过程中,由被动教学模式向主动探究模式转变,突出学生的自主学习主体地位,而教师充当学生学习的组织者、合作者和引导者。

在课程教学中实施“学中做、做中学”的教学方法,根据课程目标融入关注化工行业和企业需求与发展的项目训练,强化项目训练在教学过程中的重要作用和主导地位,提升学生主观能动性和解决实际工程问题的能力,培养团队协作能力。在课堂上展开讨论,例如,在讲授生产方法和工艺流程的选择时引导学生基于所学的专业理论知识对某一具体项目的不同生产方法和工艺路线进行分析,评价其合理性、先进性和可靠性。

以项目训练为主导的教学模式,可以使学生有目标性地在探索中学习,从而提高了学生参与课程的积极性,同时,通过团队讨论和配合提升了学生“风雨同舟”的责任感及团队协作能力,加深了学生对化工设计过程的认识和理解,实现了以学生为中心的课程目标。

2.2 考核方式的改革

在课程考核方式上,打破传统的闭卷考核为主的模式,学生以团队形式组成小组,每个小组确定一个设计课题,以设计作品、现场答辩、组间讨论等方式考核学生该课程的成绩。

2.2.1 选题

选题可从教师设定的若干个方向中选择,也可以将多学科交叉的竞赛题目或者当年的全国大学生化工设计竞赛题目作为课程设计的题目。同时,教师根据化工发展需求设置合理、必要的评价指标,以使得设计过程充满挑战性。

2.2.2 成立学生团队小组,建立“荣辱与共”评分制

学生以团队形式组成小组,每队5人,每组推选一名组织管理能力和责任心强的学生担任团队的组长,负责团队成员的组织分工等工作。以班级内成员组队为主,也可以以多学科的学生组队。教师布置课程设计的任务,组长根据组内各成员的实际情况和学习基础来分解任务,使每个学生都有自主探索课题的机会,让学生强烈地意识到自己在小组学习中所承担的具体任务,并能积极地从不同角度、不同层次来解决复杂工程问题。在考核成绩时,小组中的每个成员必须完成各自负责的部分,保证整个设计课题的完成,最后小组总成绩为个人成绩每部分相加后的平均分。这种“风雨同舟”的协作模式和“荣辱与共”的评分规则,培养了学生良好的责任观和大局观。

2.2.3 学生的自主与协同学习

在团队合作模式下查阅文献资料,共同合作探讨,分析与解决问题,教师在这个过程中只是引导者,全程引导学生来完成课题。学生从选定的课题出发,按照理论授课进度和内容,共同通过图书、网络平台的电子资料等多种资源对课题开展项目可行性论证、工艺流程设计、设备选型及典型设备设计、车间设备布置设计、装置总体布置设计等。最后以项目小组为单位提交作品,作品包括项目可行性报告、初步设计说明书、典型设备工艺设计计算说明书、设计图集(PFD和PID图、车间设备平面和立面布置图、主要设备工艺条件图)等内容。老师对每个阶段提交的材料给出的建议、评价,并使学生不断完善作品,可以培养学生追求完美的精神。学生自主学习讨论,而教师主要负责对关键问题的引导和对学生参与度的监督。

2.2.4 现场答辩

在学习过程结束后,学生需提交书面文档、进行口头报告和现场答辩。各课题组制作PPT,给全班同学讲解。通过答辩的形式对课题进行最终评价考核,每组成员介绍自已在团队中的分工,完成情况、分析与解决问题的方法等。团队之间相互提问、打分;教师对各组的工作成果和成员的表现和能力给予评价,进行提问和打分,给出书面的评判意见。考虑到化工设计综合性极强,涵盖了化工热力学、反应工程、化工原理、化工机械设备、化工仪表自动化、化工计算机、化工制图等多个专业课程的理论知识,涉及到化学、化工、环境、机械、电气、资源、产品、市场、用户、土建、自控、安全卫生、给排水等诸多专业的内容。因此鼓励学生在调研、设计和探讨的过程中,多向不同专业的教师、同学请教;在小组答辩过程中,也可邀请不同专业的教师作为评审专家进行点评、指导。

2.2.5 考核方式改革的效果

成立课题小组,建立现场答辩与组间评分相结合的考核模式,一方面要求学生主动与其他成员共享信息,培养了学生的团队协作意识和自主学习能力;另一方面使学生能够针对复杂工程问题进行组内交流,包括撰写报告、清晰表达或回应指令等,提高了学生的沟通、交流、管理和组织能力。通过学生之间互相讲解、提问和答辩,让学生加深理论知识深度、扩展专业知识广度。通过实践证明,这种考核方式在师生中引起强烈反响,受到了化工专业学生的一致认可,并取得良好的教学效果。

3 结束语

加强大学生团队协作能力培养是从课程目标、教学组织、考核评价等方面强化了集体的凝聚力,充分调动了学生的积极性与主观能动性,使大学生在化工设计课题中提高了责任意识和集体荣誉感。这种教学改革模式增强大学生分析与解决复杂工程问题的能力,培养大学生团队互助、和谐共处的能力。在教学过程中,教师由知识的传授者变为项目团队的沟通者、学生学习的监督者和专业知识的引导者,提高了大学生的综合能力,使之更好地适应化工行业和社会发展需求,为我国人才素质的整体提升提供支持与保障。

[1]贾广信,李 裕,李同川,等.基于团队协作能力培养的化工实践教学模式初探[J].化工高等教育,2018(6):68-71.

[2]郭嘉仪.团队协作探究式实验教学机制研究[J].科技教育,2016(18):103-104.

[3]王春花.新工科背景下化工设计课程教学改革探索[J].化工高等教育,2019(4):57-59.

[4]严 德,鲍 蕊,李道春,等.团队协作和竞争的跨专业课程设计教学实践[J].当代教育理论与实践,2016,8(8):47-49.

[5]黄 敏,刘浩学,武 兵,等.基于课程教学和毕业设计的大学生团队协作能力培养[J].中国印刷与包装研究,2012,4(4):81-85.

[6]林 健.“卓越工程师教育培养计划”质量要求与工程教育认证[J].高等工程教育研究,2013(6):49-61.

[7]张 宇,贾丽华,陈朝辉,等.工程教育背景下化工设计课程教学改革途径探析[J].化工时刊,2019,33(9):46-48.

[8]罗祖云,韩淑萃,吕燕根,等.“新工科”视角下基于PBL-s教学模式的化工设计课程改革与研究[J].化工设计通讯,2019,45(10):179-180.

[9]王 玫,李玉娟,马晓艳.计算机专业PBL对提高团队协作能力的研究[J].中国新技术新产品,2014(4):144-145.

[10]党亚固,章 鹏,费德君,等.搭建教竞联合平台,深化化工设计课程教学改革[J].化工高等教育,2020(1):100-103.

 

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