“石油化学”课程改革与实践

摘要:在对“石油化学”课程教学改革的实践中,兼顾课程教学内容体系的学术性、完整性、实用性和前沿性,采用任务驱动等多种教学方式和方法,使用过程考核方式,注重科研对教学的促进作用,培养学生的创新能力和实践能力,提高了教学质量,课程改革收到了明显的成效,“石油化学”初步形成了自己的课程特色。

关键词:石油化学;课程改革;教学方法;过程考核;科研促教学

“石油化学”是一门关于石油及其产品化学组成、物理性质、石油产品的使用性能与其化学组成的关系、石油加工过程的化学原理以及研究方法的学科。包括石油及其组分的性质、结构与组成及使用性能的各种定义,石油及其组分性质、结构与组成的基本特征与规律;石油各类产品包括燃料(汽油、煤油、柴油及重质燃料油)、润滑油及润滑脂、石油蜡、石油沥青、石油焦等产品的使用性能与其性质、结构与组成之间的关系;石油热转化过程、催化裂化转化、催化重整过程、催化加氢过程以及其原料、产物和催化剂之间的关系;介绍石油复杂体系的各种分析研究方法及石油化学学科的发展方向。石油化学理论知识应用于石油开采、石油加工、储运和应用等领域。

一、明确培养目标,构建课程新体系

东北石油大学2003年为2000级应用化学本科专业讲授“石油化学”课程,理论32学时,实验8学时。2010年“石油化学”成为东北石油大学校级重点建设课程。“石油化学”是应用化学专业主要专业课,目的是使学生掌握关于石油及其产品的物理性质和化学组成的基本知识,以及主要石油加工过程的基本化学原理,培养学生将化学基础理论与石油加工实践相结合的能力。在有限的课时内保障教学质量,教学内容和整个专业课程体系配伍需要通过教学方法和教学内容的改革来实现。通过重点课程建设,使课程教学更加符合人才培养目标的实际需要,丰富和完善教学文件,推动师资队伍梯队建设,促进教师转变教育理念,改革教学内容,改进教学方法和教学手段,重点课程建设是深化教学改革、提高教学质量的重要举措。

在课堂教学中,我们使用的教材是梁文杰主编的“石油化学”,授课教师根据课时数和整个专业的课程设置情况,将教学内容主要分为石油和石油产品的化学组成与使用性能,包括石油的化学组成、物理性质、石油产品的使用性能及其与化学组成的关系、润滑油和燃料添加剂、石油化学组成的研究方法、石油及天然气的成因,其中石油加工的化学原理作为学生自学部分。

在构建“石油化学”教学内容体系的过程中,我们比较注重创新思维模式的培养,平衡基础性与实践性的关系,此外,如何将化学基本原理与石油物性和生产实践有机结合,也是石油化学课程改革的内容。例如:讲述燃料油添加剂时,按教材内容除了讲述各种单剂的种类和功效外,还引入教材中没有提及、目前又比较流行使用的复合剂概念。针对柴油,讲述柴油的调和工艺、化学组成特点、柴油稳定剂的种类和作用机理、柴油稳定剂在国内外的发展方向等内容,突出了教学内容的学术性、完整性、实用性和前沿性。

二、改革教学方法和手段

课程组教师通过多年的教学实践、交流和总结,克服了以往教学的随意性,明确了以下几点教学方法和手段,并在实践中达到了理想的效果。

1.串联法

把全部教学内容作为一个有机整体,注意相关内容之间的内在联系。例如原油的基属和原油化学组成特点串联起来,油品粘度性质和平均分子量、环状结构单元等信鼠串联起来。

2.比对法

通过比对石油产品组成和结构的异同点,讲授它们的使用性能。例如:比对汽油爆震燃烧和柴油粗暴燃烧的现象,比对两种现象氧化过程的本质,从而更深入地掌握汽油辛烷值、柴油十六烷值与油品化学组成之间的内在联系。

3.直观演示法

运用多媒体技术,把用语言难以描述的工艺过程制作成Flash课件。例如:在讲解汽油发动机的工作过程及其对汽油的使用要求时,通过将汽油发动机的工作原理制作成Flash动画的形式,直观演示四冲程发动机的工作过程,便于讲解对汽油的使用要求和汽油的质量指标。

4.归纳法

课后对当次课堂内容进行总结,每章教学结束时,都要总结整章内容。归纳整理教学重点内容,强调与学过内容的联系,适当安排课堂讨论,对所学内容进行整合,使学生形成完整的知识体系。

5.实验教学

“石油化学”是一门实践性很强的应用学科,课程在32学时理论课的基础上还配备8学时的实验课,以便加深学生对所学理论的理解和掌握,培养学生动手和解决问题的能力。例如:“减压馏分油族组成分析”实验后,学生对饱和分、芳香分’胶质和沥青质的概念有了更深刻的理解。

6.任务驱动法

“台上教师是演员、学生台下当观众”的教学模式,教学效果很差。授课教师可以采用任务驱动法教学模式,针对教学内容的某一实际问题,由教师提出明确任务,交由学生进行解决。在教师的主导下,调动了学生学习的积极性,课堂围绕一个共同的任务而展开,进行自主探索和互助协作学习。例如:在学习润滑油添加剂时,教师虚拟的任务是学生有一台高级轿车,由学生自己调和机油。由于缺少添加剂,发动机报废,任务失败。在教师的引导下,根据发动机的具体工况,引出一系列添加剂品种,如极压剂、抗氧剂、降凝剂等。在这种教学模式下任务成为学生主动学习知识的内心原动力,学生听课热情高,课堂效果好。

三、淡化结业考试。注重过程考核

课程考试是检查学生对课程内容掌握程度的手段,是督促学生学习的动力源,也是检查教师教学效果的方式。以往的考核方式只有一次结业考试,这种凭着单次考试的成绩评价学生的学习效果,导致部分学生平时学习不认真,考试前突击复习,这种教育方式完全是应试教育的方式,根本谈不上能力的培养,也难以培养适合社会需求的人才:在改革考核方式过程中,教师应该注重的是过程考核,注重的是创新能力、应用能力和学习习惯的培养,而不是应试考核。由于课时较少,有关石油化学的部分内容无法讲授,可以给学生安排自学任务,明确自学部分是考试内容,从而提高学生的自学能力。对自学部分的要求是写学习总结报告,根据总结报告的质量评定自学效果。学生学习成绩的构成改革方式如下:学习成绩的评定包括课堂出勤、平时作业、回答问题、及结业考试四个部分,结业考试成绩的权重仅占60%。结业试题强调综合性、灵活性和应用性,突出对能力的考核。实行过程考核后,学生的出勤率、学习态度和课堂教学效果有了明显的改善。

四、科研促进教学

教学质量是高校的立校之本,提高教师的学术水平是保障教学质量的前提,进行科研实践是提高教师学术水平的有效途径。不可否认,任课教师对教材内容都能很好地掌握和理解,如果单纯地搞教学,照本宣科,即使是倒背如流,也是对创新学生培养不负责的表现。课堂理论和实际应用脱节,违背了学以致用的原则,也是必须进行教学改革的环节。任课教师通过科研实践,讲授学科的最新研究动态,把研究成果引入课堂,丰富了教学内容,并使教学具有创造性和启发性。教师的科研理念贯穿整个教学环节,潜移默化地用科研的严谨性、实践性和创造性感染学生,使学生受到启迪。

“石油化学”是和生产实践紧密结合的专业课程,提高任课教师业务水平是成功开设“石油化学”课程和进行教学改革的关键环节。任课教师可以通过讲授学科前沿领域的研究动态,丰富和更新学科知识内容,从而达到学生听课热情高,课堂教学效果好。例如:在讲授石油中含氮化合物时,以“焦化蜡油络合脱碱氮技术”科研项目为依托,从科研技术应用背景出发,催化裂化掺炼焦化蜡油,焦化蜡油中的碱性氮化物和催化裂化催化剂的酸性中心矛盾。采用络合剂将碱性氮化物转化成非碱性氮化物,保持催化剂活性,抑制焦炭,增加轻油收率。以项目为线索,讲述了原油中氮化物的来源及氮化物分布特点,讲述了氮化物的种类、加工危害以及脱除方法等内容,介绍了催化裂化工艺流程,取得了良好的课堂效果。

五、结束语

通过近几年的课程改革,“石油化学”初步形成了自己的课程特色。课程教学内容先进,教师梯队合理,教学内容和教学环节安排合理,教学方法和手段有利于学生对知识的掌握,课堂气氛活跃,比较注重学生创新能力和实践能力的培养,课程改革收到了明显的成效。课程改革是随着社会的发展而变化的过程,具有鲜明的时代特征,“石油化学”课程只有不断地进行改革,才能适应石油化学工业对现代化人才的需求。

参考文献:

[1]梁文杰.石油化学[M].东营:石油大学出版社,1995.

[2]黄伟强.“电子技术及基本技能”课程改革和实践[J]中国科教创新导刊,2010,(14):72

(责任鳊辑:郝魁府)