導語：環(huán)境與化工專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：創(chuàng)新是一個民族持續(xù)發(fā)展的動力，是高等教育的特質(zhì)?，F(xiàn)代教學平臺和教育資源的特征要求我們以更加高效的線上線下混合教學模式開展教學。在這個過程中如何根據(jù)課程特點、將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入教學過程之中，是一個新的課題。顆粒沉降是環(huán)境工程、化工專業(yè)學生學習的重要內(nèi)容，本文以顆粒沉降這一章節(jié)內(nèi)容教學為例，分析了教學內(nèi)容的特點，分享了教學過程的經(jīng)驗和個人思考，供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：高等教育；線上線下混合教學；顆粒沉降；創(chuàng)新能力；教學設(shè)計

《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標建議》指出，到2035年，我國經(jīng)濟、科技、綜合國力等方面將大幅躍升，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，步入創(chuàng)新型國家前列［1］?！督ㄗh》中47次提到了“創(chuàng)新”，可見，規(guī)劃從國家發(fā)展戰(zhàn)略角度把創(chuàng)新放在極其重要的位置。創(chuàng)新型國家需要具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的國民支撐，而高等院校是培養(yǎng)高級專門人才的基地，是養(yǎng)成各類人才創(chuàng)新能力的沃土。因此，高校在國民創(chuàng)新能力培養(yǎng)和提升方面擔負著重要責任。在新時代背景下通過中國特色社會主義高等教育理論創(chuàng)新、制度創(chuàng)新以及實踐創(chuàng)新，不斷促進優(yōu)質(zhì)教科研支撐的高等教育高質(zhì)量發(fā)展［2］，毫不例外，新時代創(chuàng)新精神也應(yīng)體現(xiàn)在化學化工教育和環(huán)境教育中。如今，我們已處在高速網(wǎng)絡(luò)支撐的信息化時代，信息正以難以置信的速度增長，并以日益靈活的方式傳輸?shù)綆缀趺恳粋€人，其中包括牙牙學語、蹣跚學步的兒童，和鶴發(fā)童顏的耄耋老人。知識和信息的傳播，早已不再是口口相傳，不再是紙媒、傳統(tǒng)廣播，甚至電視媒介也已經(jīng)稍顯落后。在現(xiàn)代媒體的支撐下，信息的傳播已經(jīng)構(gòu)成立體化傳輸模式。對于受眾而言，呈現(xiàn)在面前的多源信息呈現(xiàn)立體化狀態(tài)，簡短新聞、娛樂視頻、奇談怪論、天文地理、經(jīng)史子集、學術(shù)發(fā)現(xiàn)，可謂應(yīng)有盡有，但對于受眾卻多處于無序狀態(tài)。從無序信息中發(fā)現(xiàn)素材并按照一定原則和理論體系組織教學過程并使學生通過思考、歸納總結(jié)掌握相關(guān)知識和理論，并實現(xiàn)創(chuàng)新能力的提升，充分體現(xiàn)高等教育的創(chuàng)新與時代引領(lǐng)性特質(zhì)，實現(xiàn)教育創(chuàng)新。化工原理和環(huán)境工程原理在理論體系上的相通之處頗多，尤其體現(xiàn)在“三傳一反兩守恒”及分離方法等方面。而隨著時展，新的化學化工技術(shù)及環(huán)境治理工程理論不斷涌現(xiàn)，在現(xiàn)代高等教育過程中采用線上和線下相結(jié)合提高授課效能方面的需求顯得更為迫切。基于上述思考，結(jié)合課程建設(shè)中關(guān)于顆粒沉降問題的教學，探討大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)問題。

1知識點梳理與分析

顆粒沉降是課程授課的重要內(nèi)容，對于后續(xù)專業(yè)課中相關(guān)處理技術(shù)的理解具有重要支撐作用。其核心內(nèi)容包括以下三個方面：粒子在流體中沉降過程的阻力特征、粒子在重力場中的沉降規(guī)律、離心力場及電場中粒子的沉降分離等。表面上看這三部分內(nèi)容是相互獨立的，事實上屬于層層遞進的關(guān)系。粒子在流體中所受流體阻力是各種沉降分離技術(shù)的理論核心，無論重力、離心力還是電場力作用下的分離都離不開阻力計算。因此在授課中以阻力作用及受力分析為主線開展教學，以重力沉降作為重點授課內(nèi)容。

1．1本案例教學設(shè)計

1．1．1教學目標與內(nèi)容通過學習和探究，使學生掌握顆粒沉降基本原理，重點掌握顆粒在流體中產(chǎn)生阻力的條件和阻力作用規(guī)律，以重力場中顆粒物沉降為核心，分析探索顆粒沉降效率影響因素及提升沉降效率的方法。教學重點內(nèi)容為流體中顆粒物運動阻力作用規(guī)律，重力場中顆粒物沉降規(guī)律。其中，難點體現(xiàn)在流體中顆粒物阻力作用規(guī)律。1．1．2教學方法線上線下相結(jié)合，線上完成基本知識點學習，線下采用翻轉(zhuǎn)課堂模式深化理解和運用能力，以學生為學習主體，主動探索與總結(jié)；教師就本章節(jié)的重點和難點問題進行剖析和講解，引導學生開展創(chuàng)新性發(fā)散式思考，并要求其總結(jié)。

1．2教學過程

理論源于對自然現(xiàn)象的分析，源于對工程實踐問題的思考和總結(jié)，最終應(yīng)用于實際工程問題的解決；理論教學與實踐的密切結(jié)合。根據(jù)認知規(guī)律，從自然環(huán)境中的大氣沙塵沉降、水中的泥沙沉降等自然現(xiàn)象出發(fā)，分析影響因素，建立簡化模型，總結(jié)阻力規(guī)律，從現(xiàn)象理解事物的本質(zhì)。再從簡單到復(fù)雜，由理論向?qū)嶋H過渡，分析重力場作用下的顆粒物沉降規(guī)律，進一步探討生產(chǎn)環(huán)節(jié)的除塵、沉淀池泥水分離過程，分析如何提高其分離效率。進一步討論存在的問題和解決問題的方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維習慣?；谶@一思考，對本部分教學內(nèi)容作如下設(shè)計。（1）學生利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索與沉降有關(guān)的自然現(xiàn)象、生活里與沉降有關(guān)的事物，歸納其基本特征。（2）結(jié)合學生歸納的情況，教師在課堂授課中引入顆粒沉降的基本概念，總結(jié)分析阻力產(chǎn)生的基本條件，講解顆粒運動的物理本質(zhì)和阻力作用規(guī)律，以斯托克斯區(qū)域為例重點分析顆粒物所受阻力特征，進而分析影響沉降速度及分離效率的因素。（3）引導學生結(jié)合水處理過程關(guān)于膠體顆粒的去除思考絮凝劑的反應(yīng)及卷掃作用機理，與本章節(jié)所述沉降原理對接，使其能夠活學活用。（4）學生利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索與重力沉降有關(guān)的工業(yè)裝置、構(gòu)筑物，初步了解其結(jié)構(gòu)特征，分析粒子在這些裝置及構(gòu)筑物的受力相同與不同之處，引導其結(jié)合重力沉降理論分析得出這些結(jié)構(gòu)改設(shè)計的理由，思考進一步改進沉降效率的設(shè)計方法。（5）引導學生利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索與沉降有關(guān)的各種工業(yè)裝置，找出各屬于重力沉降裝置、離心沉降裝置、電沉降裝置、磁力沉降裝置、慣性沉降等的例子，分析其相同點與不同點，結(jié)合離心力場和靜電場受力分析討論其設(shè)計依據(jù)。

2教學總結(jié)與思考

（1）采用線上授課方式是對線下課堂很好的改進，比如利用線上教學平臺，布置團隊合作和協(xié)作作業(yè)，布置課前預(yù)習課題和布置課后創(chuàng)新作業(yè)，充分發(fā)揮線上教學的優(yōu)勢。（2）在日常的教學中就手機和其他多媒體通訊終端，可以采用疏而不是堵的方法，主動增加學生在課堂上使用手機檢索和信息收集的活動，比如在規(guī)定時間內(nèi)完成信息收集，并回答和解釋檢索結(jié)果，在課堂上讓學生思維隨信息檢索活動起來，使其成為真正的學習和思考的主體。（3）教師的引導和關(guān)鍵問題指導具有不可替代性，由于課堂變得更加開放和發(fā)散，需要教師具有更深更廣的把握，有超強的課堂教學節(jié)奏控制能力。建議一門課由多名骨干教師分別承擔不同專題的內(nèi)容，并增強教師的教學內(nèi)功，增強利用現(xiàn)代教學平臺、教學資源開展專題教學的能力。（4）教學中增加適當以教學評價和學生學習效果評估環(huán)節(jié)，讓學生清楚地了解自己的學習進展和能力提升狀況，給教師以進行更高效的反饋，以便對教學過程及時調(diào)控。（5）為了有效達成教學目標，線上線下授課均應(yīng)在有序組織的前提下進行。課堂上要求學生檢索和總結(jié)的素材應(yīng)按一定關(guān)鍵詞組合規(guī)則設(shè)計，檢索是有序開展的，不能過度發(fā)散，否則會降低課堂效率。課外創(chuàng)新作業(yè)應(yīng)提供參考主線和發(fā)散性思考樣例。

3結(jié)語

現(xiàn)代科技迅速發(fā)展在推動高等教育改革，變化的是現(xiàn)代教育手段，不變的是人的認知規(guī)律。無論是化學化工教育，還是環(huán)境專業(yè)教育，在觀察中發(fā)現(xiàn)問題、在思考中分析和解決問題，創(chuàng)新能力培養(yǎng)中注重學生的創(chuàng)造力、獨創(chuàng)性和批判性思維等特質(zhì)，是現(xiàn)代高等教育教學中追求的目標。創(chuàng)新教育任重而道遠，高校教師應(yīng)在專業(yè)課程教學過程中持續(xù)開展創(chuàng)新研究，融入學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)內(nèi)容，為提升國民素質(zhì)教育貢獻應(yīng)有之力。本文僅為作者教學經(jīng)驗總結(jié)，能起拋轉(zhuǎn)引玉之效則幸甚，所提觀點不一定正確，請同行、專家不吝批評指正。

參考文獻

［1］中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議［EB／OL］．［2021－04－23］．

［2］李迅．五中全會精神指導下以教科研支撐高質(zhì)量教育發(fā)展［J］．教育評論，2021（1）：3－8．

作者：周廣柱 劉音 王金鳳 陳平 單位：山東科技大學安全與環(huán)境工程學院