“三環節、三重視”在生物工程專業化工原理教學中的實踐

楊更須，陳丹云，何建英，劉 勇，李明靜

(河南大學化學化工學院，河南開封 475004)

“三環節、三重視”在生物工程專業化工原理教學中的實踐

楊更須，陳丹云，何建英，劉 勇，李明靜

(河南大學化學化工學院，河南開封 475004)

提出了在生物工程專業的化工原理課程教改中，“理論教學環節重視新知識接收質量、實驗教學環節重視理論在實踐中應用、課程設計環節重視技術經濟和工程觀點”的化工原理教學“三環節、三重視”的培養模式，對構建適應新世紀經濟社會發展需要的生物工程專業人才培養體系具有一定意義。

化工原理教學;生物工程專業;理論教學;實驗教學;課程設計

化工原理是化學工程與工藝、生物工程、應用化學、環境工程、食品工程等專業開設的一門技術基礎課，是自然科學領域基礎課向工程科學的專業課過渡的入門課程。化工原理課程對學生樹立工程概念、分析和解決工程問題的能力培養以及將實驗成果工業化具有十分重要的作用。化工原理教學內容包括理論教學、實驗教學、課程設計三個教學環節。對生物工程專業，化工原理是由理到工起重要橋梁作用的專業基礎平臺課。探討面向生物工程專業的化工原理課程體系、教學內容和教學方法的改革與實踐，能夠更好的為社會培養具有創新精神和實踐能力的生物工程專業高素質專門人才。

雖然經過了近十年的教學改革，但我校生物工程專業的化工原理教學還存在如下問題:①由于理論教學學時數大幅度壓縮，課堂講授將教學大綱中的部分重點內容安排學生自學，因而無法保證教學目標的圓滿完成，對學生考研和就業也有不利影響;②化工原理實驗安排在第二學期即動量傳遞、熱量傳遞為主的單元操作之后，與化工原理(二)同時進行，而且是所有實驗同時做的大循環實驗，往往吸收、精餾、干燥等傳質為主的單元操作理論教學剛開始進行，先行做這些實驗學生常常按照實驗講義照方抓藥，不能真正理解實驗目的和操作步驟的順序、操作條件的調整以及對實驗結果的預測;③長期以來生物工程專業的化工原理教學只有理論課學習和化工原理實驗兩部分，沒有安排化工原理課程設計。化工原理課程設計通常是在化工原理理論教學完成后，綜合運用化工原理課程和有關先修課程所學知識，安排兩周時間完成以化工單元操作為主的一次設計實踐。通過課程設計，對學生進行設計技能的基本訓練，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。

針對上述存在的問題，近年來我們在生物工程專業的化工原理課程教改中，形成了“理論教學環節重視新知識接收質量、實驗教學環節重視理論在實踐中應用、課程設計環節重視技術經濟和工程觀點”的化工原理教學“三環節、三重視”的培養模式，使學生的工程觀點、創新能力、實踐動手能力和應用所學的化工原理理論知識分析、解決實際工程問題的能力顯著提高。“三環節、三重視”在生物工程專業化工原理教學中的實踐方法如下。

1 理論教學環節重視新知識接收質量

這一環節要通過培養興趣、強化預習、提高課堂消化知識的效率，達到提高學生新知識接收質量的目的。為提高學生課堂消化知識的效率，每次課后布置預習內容，要求學生課前預習、上課集中精力聽講，一般情況下不記筆記，必要時簡記重要概念及公式。授課過程中注意介紹相關單元操作在生物工程領域的應用實例，使學生充分認識到這門課程對自己未來發展的重要性，激發學生強烈的求知欲和學習興趣。同時創新教學手段，制作符合生物工程專業特點的化工原理課件。化工原理課程是一門工程性很強的技術基礎學科，課程內容涉及大量的設備結構圖、工藝流程圖。為了在有限的學時傳授大量的知識信息，并且使學生便于、樂于接受新知識信息，化工原理教學課件的文字內容、圖片及動畫等表現形式力求清晰、直觀、形象化，采用具有生物工程專業特點的圖例，提高授課效率，使學生對設備有直觀了解，激發學生的學習積極性，提高新知識接收質量。

2 實驗教學環節重視理論在實踐中應用

化工原理實驗是以化工原理為基礎的一門工程實驗課程，化工原理實驗再現化工過程現象和客觀規律。通過實驗驗證化工理論和公式，熟悉單元操作設備的結構及性能，掌握其操作方法，加深對理論教學內容的理解。在實驗教學過程中培養學生的實驗技能和科學研究能力，引導學生利用化工過程技術與設備、實驗方法學、現代測控原理等理論知識完成實驗。同樣，化工原理實驗在培養生物工程專業學生的綜合科學實驗能力、提高他們的社會競爭能力及綜合素質方面起著舉足輕重的作用。

為了通過化工原理實驗，使學生加深對化工單元操作的理解，對學生進行實驗研究方法、實驗技能的基本訓練，增強創新意識，綜合運用理論知識，提高分析和解決實際問題的能力，我們將化工原理實驗教學由大循環形式調整為按照理論教學相關內容完成之后，依次隨已學過的單元操作完成各實驗，即化工原理理論教學各單元操作順序為化工原理教學第一學期講授以動量傳遞、熱量傳遞為主的單元操作化工原理(一)，包括流體流動、流體輸送機械、非均相物系分離、傳熱、傳熱設備、蒸發，第二學期講授以質量傳遞為主的的單元操作化工原理(二)，包括傳質過程導論、吸收、蒸餾、汽液傳質設備、干燥。化工原理實驗依次按照相應各章理論教學完成后，即安排該章的單元操作實驗。化工原理實驗的順序為流體阻力、離心泵性能測定、過濾、傳熱、吸收、精餾和干燥。既避免了實驗的盲目性，還有利于加深學生對新知識的感性認識。

3 課程設計環節重視技術經濟和工程觀點

化工原理課程設計是化工原理教學三大內容之一，是化工原理教學中綜合性和實踐性較強、培養學生技術經濟和工程觀點的重要教學環節。通過課程設計使學生初步掌握化工單元操作設計的基本程序和方法，熟悉查閱技術資料和國家技術標準，正確選用理論公式、經驗公式、半經驗公式以及數據，運用簡潔文字和工程語言正確表述設計思想和設計結果，同時樹立實事求是的科學態度、正確的設計思想和嚴謹的工作作風，提高學生綜合運用所學知識，獨立解決實際問題的能力。為了在不增加教學學時的情況下使生物工程專業的課程體系中補充化工原理課程設計，我們提出以完成大作業的形式進行化工原理課程設計。設計題目是工藝計算量相對較少的換熱器設計以及填料吸收塔的設計，雖然工藝計算量相對較少，但設計內容不變，包括設計方案簡介、主要設備的工藝設計計算、典型輔助設備的選型和計算、工藝流程簡圖和主體設備工藝條件圖等。

由于課程設計不同于理論課教學的作業，在設計中需要學生獨立作出決策，獨立確定方案、選擇流程、查取資料、進行過程和設備計算，并要對自己的選擇作出反復論證和核算，優化設計方案，而論證、核算、優化的杠桿是技術經濟和工程觀點。所以強調每一步設計都要按照技術上最先進、操作上最安全可靠、經濟上最合理有利的技術經濟和工程觀點完成有關數據搜集、公式選用、工藝流程的確定、設備的選型等，使生產工藝及設備設計滿足優質、高產、節能、低碳的工業化要求。培養學生用技術經濟和工程觀點分析解決工程問題的能力，對學生未來的創新和創業實踐打下良好的基礎。

當前，世界經濟全球化趨勢日益明顯，國際競爭日趨劇烈，信息技術和生物工程技術在經濟發展中居于舉足輕重的地位。我國把發展生物工程技術列入“十五”計劃重點戰略目標，教育部多次強調生物工程技術的重要性，國家和地方的規劃中都把大力發展信息技術和生物工程技術作為實現跨越式發展的重要途徑，不少省市把生物工程技術列為支柱產業。因此近年來生物工程專業生源充足，就業、考研、出國深造形勢較好。這必然要求教育要適應形勢發展的需要，以滿足當前和今后一段時期對該專業人才的需求，培養生物工程專業人才的重要性顯而易見。按照“理論教學環節重視新知識接收質量、實驗教學環節重視理論在實踐中應用、課程設計環節重視技術經濟和工程觀點”的化工原理教學“三環節、三重視”的培養模式，進行生物工程專業的化工原理教學實踐，對構建適應新世紀經濟社會發展需要的生物工程專業人才培養體系具有一定意義。

G642.0

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1003－3467(2011)05－0063－04

2011－12－20

楊更須(1965－)，男，副教授，從事化工教學與研究工作，Email:danyunmm@qq.com。