CDIO精细合成工程教育论文

CDIO精细合成工程教育论文

1传统教育模式下“精细合成”教学的不足

1.1课程内容枯燥,无法激发学生的学习兴趣

精细合成课程的内容包括精细合成的基本理论及工艺学基础,精细有机合成单元反应的分类、主要反应机理,各单元反应的典型品种的合成工艺及基本精细有机物的合成方法,其中有大量的反应机理、合成方法的内容已经在有机化学课程中讲授过,在本课程中重新讲解无法激发学生的学习兴趣,容易引起学生的抵触情绪。

1.2传统的教学方法以教师传授知识为主,忽略了学生的主动性

在精细合成课程传统的教学过程中,以灌输式教学方法为主,教师传授知识,学生被动接受,不能够很好地发挥学生主动学习的积极性,同时对学生在解决实际问题能力的培养方面也有诸多不足。

1.3课程考核方式单一,不利于评价学生的综合素质

精细合成课程的考核还是采用一份试卷定成绩的传统模式,缺乏准确性和全面性。学生对于课程中讲授的有机合成反应机理和单元反应,虽然能在考试过程中给出正确答案,但是这并不意味着学生可以解决任何一个精细合成事例从研发到生产过程中出现的问题,因此采用一份试卷来评价学生对本课程的掌握程度是不合适的。

2CDIO工程教育模式在“精细合成”教学中的应用

为了解决传统教育模式下精细合成教学的不足,我们在借鉴其他高校教学经验的前提下,对精细合成课程教学进行改革,尝试在本课程的教学过程中引入CDIO工程教育模式,将企业产品生产全过程映射至高校人才培养的全过程,使学生在“构思-设计-实现-运作”有机结合的教学过程中开阔思维,激发创新能力,培养学生自学能力、发现和解决问题能力,从而完成整个教学过程。

2.1CDIO工程教育模式下精细合成课程的教学目标的改革

在CDIO教育模式下,精细合成课程教学目标由两部分组成,一个是技术目标,一个是CDIO能力培养目标。技术目标主要是学生在课程学习中需要掌握技术的具体要求,由以下5个方面组成:精细合成反应机理,精细合成单元反应,各单元反应的典型品种的合成工艺,基本的精细化合物合成方法,精细合成工艺学基础。CDIO能力培养目标包括培养学生的工程基础能力、个人能力、人际团队能力和工程系统能力,培养学生自学和解决问题以及产品研发的能力。改革后的教学目标可以更好的培养学生的综合素质和创新精神。

2.2CDIO工程教育模式下精细合成课程的教学过程改革

为了在整个教学过程中贯彻CDIO工程教育理念,首先由任课教师在课堂上讲授精细合成中的合成路线与反应机理,然后选择合适的精细化工产品做为生产目标,设计了五个CDIO项目,分别为十二烷基苯磺酸钠的合成项目、己二酸的制备项目、甲醇液相氧化羰基合成碳酸二甲酯项目、邻氯苯甲醚的合成项目、脂肪醇硫酸钠的合成项目,然后让学生分组实施,学生对目标进行分析研究,并设计实施方案,按照CDIO工程模式完成构思、设计、实现和运作的步骤,从而在实践中掌握教师在课堂上讲授的合成路线与反应机理,从而完成由实际化工产品反推学习理论知识、合成机理的过程。在教学中有一个综合练习项目,把环己醇氧化制己二酸做为CDIO项目载体,让学生分组设计合成路线,通过这个项目设计学生不仅可掌握包括氧化、还原、硝化、磺化、烷基化、酰基化、重氮化和偶合等常见单元反应的基本原理和影响因素,而且通过真实的实践操作任务掌握了单元反应的基本操作及尝试工艺的改进方法,最后以小组为单位进行PPT汇报,教师评定成绩。

2.3CDIO工程教育模式下精细合成课程考核方式改革

在教学过程中应用了CDIO工程教育模式后,我们同时也改变了仅凭一张试卷定成绩的考核模式,在课程教学的不同阶段,将不同的精细化工产品设计成目标产品,让学生按照CDIO工程模式完成从产品研发到生产的整个过程,然后由教师对学生设计的合成过程进行打分。总的说来,决定一个合成的质量好坏的主要是四个指标:(一)途径越简捷越好;(二)原料越便宜越好;(三)产率越高越好;(四)环境污染越小越好[5]。通过这四个指标的衡量就可以判断学生对合成反应机理、有机合成路线设计与技巧、经验的掌握程度和熟练程度,进而对学生成绩进行合理的评价。

3CDIO工程教育模式在“精细合成”教学中的教学效果

CDIO工程教育模式是一种注重能力培养的教育模式,改变了以往以知识传授为主的教学理念,突出了精细合成理论学习与工程实践的结合,对教学效果的促进作用体现在以下几个方面:1、培养了学生的个人能力与协同能力,尤其是项目组织、设计、开发和实施能力;2、培养了学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风。3、在课程中设计的丰富实践项目,改变了以往枯燥乏味的学习方法,开阔了学生思维,激发学生创新能力。4、提高了学生的工程意识与工程素养,适应当前社会对工程技术人才的需求。

4结束语

基于CDIO工程教育模式的教学改革在精细合成课程中的实施,让学生接受了精细化工合成方面的工程基础锻炼,打破了原有的单一封闭的教学体系,激发了学生对精细合成课程的学习热情和钻研精神,培养了学生工程素质和创新能力。不过,这种教育模式的实施,对教学环境和教师的素质等方面都提出了新的挑战,特别是需要一些化学工程设备,目前我们还没有这个条件,只能采用计算机模拟的方式完成CDIO项目的运作,但是只要在课程建设过程中不断融入CDIO思想,就能使我系的工科教育获得更好更快发展。

作者:韩丽娟 孔亚杰 单位:济宁学院化学与化工系