王任芳
(長江大學化學與環境工程學院 湖北 荊州 434023)
化工原理是化學化工類專業的一門重要的技術基礎課程,它主要研究流體流動、傳熱、傳質的基本原理及主要單元操作的典型設備構造、操作原理、工藝計算、設備選型,培養學生運用基礎理論分析和解決化工單元操作中各種工程實際問題的能力,是一門實踐性很強的課程[1、2]。
一般來講,化工原理課程體系主要由三部分組成,即:理論教學、實驗教學和課程設計[3、4]。如何在化工原理教學中幫助學生完成 “從理論到工程”這個轉變,激發學生學習興趣,培養學生的工程實踐能力,抓好理論教學、實驗教學和課程設計三大環節是關鍵。
理論教學的知識傳授,要始終把握讓學生建立起一種工程的意識,用工程的價值觀念、思維方法來分析和解決工程實際問題。在課堂教學中可以采用以教師為主導,學生為主體,集體討論、教師點評等形式,注意調動學生的參與意識,積極動腦,并且盡量選擇一些與現實生產、生活聯系緊密的工程問題進行引導、分析、討論和歸納總結。每次討論問題時,教師要注意引導學生從生產技術性、經濟合理性方面進行系統的“工程”考慮,要對不同的方案進行“工程”比擬,從中提煉工程意識,形成工程觀點,強化工程思想。此外,對于《化工原理》理論教學,應著重從下幾個方面加以改進,切實提高課堂教學效果。
1.1 采用啟發式教學,調動學生的主動性,提高課堂教學效果。可采用課堂討論的方式,提出問題,讓學生討論,然后老師歸納總結。通過課堂討論,活躍課堂氣氛,提高學生的注意力和學習效率。
1.2 采用板書與多媒體相結合的教學方式。采用多媒體教學可以在課堂上給學生一個很強的實物感,形象直觀地表達單元操作過程和設備原理與結構,使課堂內容豐富生動,加深學生對基本原理的理解和相關設備構造的認識。而對一些公式的推導,使用黑板時可以邊提示學生思考邊進行推導,避免了多媒體教學造成推導過程的平淡無味、無懸念、不容易加深學生印象的缺點。
1.3 精心組織習題課。習題課是理論教學的延伸。教師主要從學生的作業中歸納出共性的錯誤并分析出錯原因,講評習題時應著重分析方法和思路,而不是簡單地將題目演算一遍,要從解題過程中總結出該章內容的重點和難點以及易出錯的地方,以加強學生的記憶和理解。
化工原理實驗是針對化工原理課程的基本理論而開設的一門實驗課程,該課程具有對基本理論的驗證性、實驗設備的不變性和工程實驗的實用性三大特點。傳統的實驗教學方法是先由教師講解實驗原理、步驟、要求與注意事項等,并將實驗準備到位,學生只要“照方抓藥”地進行操作,得出預計的實驗結論。這種教學方法將學生置于被動接受訓練的地位,阻礙了學生主觀能動性及創新思維與創新能力的培養。針對這種情況我們在實驗教學中做了一些改進:首先在實驗前給學生5-10分鐘時間,對著實驗裝置和講義分組討論,研究這次實驗的任務,應該如何做,要讀取那些數據,如何讀取?然后集中,由各組出代表講述討論結果,其他人補充,在這個過程中教師掌握節奏,并適時進行引導和啟發,保證每個人都參與討論、發表看法,最后教師做概括性發言,簡單明確的講解實驗原理和實驗流程之后,再讓學生動手實驗。這樣改進后充分調動了每個學生的積極性,提高了他們的實驗興趣,給了他們發揮的空間,學生在裝置旁討論,避免了以前的看講義預習效果差的缺點。同時,學生在討論中發言的情況也作一記載,在實驗成績評定中占一定比例,從制度上確保每位學生都積極主動地完成實驗。
通過這種改革,學生可以從實驗預習、數據測取和整理、結論得出到完成實驗報告一系列嚴格訓練中,了解科研的基本過程及培養嚴謹的科學態度和創造型思維方法。
化工原理課程設計是對學生進行的一次綜合設計訓練和對此前所學專業基礎知識的一次總結,也是對化工原理和化工設備課程教學效果的一次檢驗。為較好地完成課程設計工作,僅靠己有的書本遠遠不夠,在這一過程中學生必須接受作為工程技術人員所必須具備的基本技能和工程素質等方面的訓練,包括工具書、國家標淮和規范的使用,經驗公式和經驗數據的選擇,其他文獻資料的查閱、設計成果的分析判斷等。因此在課程設計中教師必須注意培養學生綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力。在此之前,學生已學習了化工原理、機械制圖等基礎課程,但這些課程都是自成體系,相互獨立的。學生在學習中并沒有將它們看作是一個有機整體,綜合起來共同用于解決工程中的某個實際問題。課程設計正好為此提供了一個很好的機會,可以將有關基礎課知識綜合運用在某個特定的設計課題上,解決工程實際問題。
由于課程設計所要解泱的問題非常貼近生產實際,極具實踐意義,所以在選題上應盡量結合自身科研和所接觸的工廠流程,并將教師的選題和計算實例編輯成冊,作為設計參考書,并增加計算機輔助設計內容。學生每人一套設計數據(各不相同),設計時同學之間可以互相討論,但每人必須獨立完成。在這個過程中既培養了學生的團隊精神,又鍛煉了他們綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力。
筆者在教學中親身體會到,采取上述措施對提高化工原理教學質量起到了促進作用。在授課過程中通過注重教學趣味性,灌輸工程觀念,改進實驗教學和課程設計教學等方法使《化工原理》課程的教學質量大大提高。
[1]夏清,賈紹義,王軍.化工原理課程教學質量管理體系的建立[J].化學工業與工程,2005,22(增刊):96-97.
[2]張頌紅,姚克儉.化工原理課程教學中創新教育的探索與實踐[J].化工高等教育,2003(3):83-84.
[3]徐國想,張所信,許興友,等.淺析化工原理課程體系的教學組織[J].淮海工學院學報,2004,2(1):80-81.
[4]王任芳,李克華.化工原理課程體系的構建與實踐.長江大學學報:自然科學版,理工卷,2008,5(1):324-325.