【关键词】发酵工厂设计;案例教学;实践;课程
【基金项目】本文系2016年度南阳理工学院本科专业核心课程改革专项研究项目(编号:HXKC2016115)的阶段性研究成果。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2017)26-0023-02
案例教学法源于古希腊哲学家苏格拉底创立的对话法,是以案例为基础,在教师的指导下,启发学生独立思考,以案例预设的问题为主题进行理解、分析、研究,提出解决问题的方案和策略,实现教学目标的启发式教学方法。目前,案例教学法已广泛应用于法学、医学、材料等多个学科领域的课程教学中,与传统教学方法相比,该方法能够使学生成为教学活动的主体,学生通过自主学习、合作学习、研究性学习,提高分析和解决问题能力、实践能力和创新能力。
“发酵工厂设计”是南阳理工学院生物与化学工程学院生物工程专业(本科)的专业核心课程,典型特点是综合性和实践性,教学任务是在学生扎实掌握基础理论、工程技能及专业知识的基础上,培养学生具备工厂工艺设计的能力,结合后续的毕业实习和毕业设计等实践教学环节,完成工程师的综合性基本技能的训练。课程内容安排是以设计新建发酵工厂为主线,主要讲授基本建设程序、厂址选择、工厂总平面设计、工艺流程设计、工艺衡算、设备设计与选型、车间布置设计等7个方面内容,其中工艺流程设计、工艺衡算、设备设计与选型、车间布置设计是重难点知识。笔者在多年的教学过程中发现问题:①学生已具备了生物工程专业尤其是发酵工程专业方向的理论知识,但创新意识和创新能力薄弱,习惯于设计已大量生产的、工艺成熟的大宗发酵产品的生产工厂,较少采用新工艺、新设备和新技术。②“发酵工厂设计”的课程内容比较简单、枯燥和刻板,主要介绍设计规范、标准、基本方法和步骤等,但学生难以掌握,实践能力更是不足,表现出“眼高手低”的特点。针对这些问题,笔者在“发酵工厂设计”课程教学中采用案例教学法,取得了良好教学效果。
一、课前精选案例
我国是发酵强国,传统发酵工业生产有机酸、氨基酸、酶制剂和多元醇等多种产品。因此,“发酵工厂设计”课程的案例资源十分丰富,教师筛选的案例需要具有以下特点:①目标性。根据教学大纲规定的教学目标和要求,选择教学案例,学生在对案例中问题进行分析和解决的过程中获取知识,完成教学任务,达到教学目标。②实践性和综合性。教师筛选的案例是源于实际生产,通过案例引导学生重视和解决实际生产问题,注重提高学生的分析和解决问题能力和实践能力,缩短理论与实践之间的距离。③启发性。教师筛选的案例源于实际生产,又要高于实际情况。通过对实际生产的案例进行预设问题,启发学生的创新思维,有效调动其积极性和主动性,培养学生的创新能力。
笔者所在院校地处河南省南阳市,建有河南天冠企业集团有限公司。公司是国家燃料乙醇定点生产企业,拥有国内最大的年产80万吨燃料乙醇生产能力,国际上最大的日产50万m3生物天然气工程,是我校生物工程专业的校外实习基地。因此,根据课程内容和教学安排,筛选的案例都源于学生熟知的实际生产,题目有年产10万吨燃料乙醇的物料衡算、年产10万吨燃料乙醇的蒸煮糖化车间设计、年产20万吨燃料乙醇的发酵车间设计、年产10万m3生物天然气工程的工艺设计等。在这些案例的基础上,预设的问题有小麦秸秆为原料生产纤维素乙醇,酒精—沼气双发酵偶联工艺设计等等,可以进一步启发学生的创新思维,提高创新能力。
二、课堂实施案例教学
课堂实施案例教学的基本步骤:导入案例→呈现案例→讨论案例→总结案例。
1. 导入案例
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