《化工原理》少學(xué)時教學(xué)改革思考

肖楊　陳勝慧

［摘要］對近年來非化工專業(yè)的少學(xué)時《化工原理》課程在理論教學(xué)、實驗教學(xué)及實踐環(huán)節(jié)等方面的教學(xué)改革進行了思考總結(jié)。指出為了緩解教學(xué)內(nèi)容多與學(xué)時少的矛盾，有力提高學(xué)生工程意識和在工程實踐中分析問題和解決問題的能力，應(yīng)充分利用先進電子設(shè)備和現(xiàn)代化教學(xué)手段，全方位調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

［關(guān)鍵詞］化工原理教學(xué)改革課程建設(shè)

［中圖分類號］G642.0［文獻標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2012）08-0096-02

《化工原理》課程不僅是我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程，而且還是材料化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程、生物工程及藥物制劑等非化工專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。對非化工專業(yè)學(xué)生來說，本課程學(xué)時少，而內(nèi)容多，涉及的知識面廣泛，工程實踐性強，各單元操作過程相互獨立，設(shè)備類型多種多樣，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。筆者在教學(xué)實踐中對非化工專業(yè)少學(xué)時《化工原理》課程從理論教學(xué)、實驗教學(xué)以及實踐環(huán)節(jié)等方面進行了改革嘗試。

一、理論教學(xué)方面

《化工原理》課程現(xiàn)有的理論教學(xué)改革取得了一定的進展，但還存在不足。我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段三個方面進行了改革探索。

教學(xué)內(nèi)容上，不僅對教學(xué)計劃和教學(xué)大綱進行修改，同時還對已有的流體流動、流體輸送機械、沉降與過濾、傳熱、精餾、吸收、干燥、蒸發(fā)、氣液傳質(zhì)設(shè)備、萃取等章節(jié)作不同程度的增減。概括地講，本課程主要介紹動量傳遞、熱量傳遞及質(zhì)量傳遞的基本原理；主要學(xué)習(xí)典型設(shè)備的構(gòu)造、操作原理；學(xué)習(xí)設(shè)備計算、選型及實驗研究方法。該門課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生運用基礎(chǔ)理論分析和解決化工單元操作中的各種工程實際問題的能力，強調(diào)理論與實際結(jié)合，提高分析問題、解決問題的能力。基于此，在教學(xué)實踐中，與后續(xù)單元操作聯(lián)系緊密的基本原理從過程描述、數(shù)學(xué)建模到工程應(yīng)用都探求深入淺出、通俗易懂，使學(xué)生輕松掌握并印象深刻；與后續(xù)單元操作或設(shè)備應(yīng)用的聯(lián)系不是太要緊的理論推導(dǎo)可以概括小結(jié)方式帶過以節(jié)約學(xué)時；教學(xué)內(nèi)容除了講授“三傳”基本理論外，適當(dāng)介紹新型分離技術(shù)如膜分離、超臨界流體萃取等，使教學(xué)內(nèi)容與時俱進，使學(xué)生的知識視野和時代同步。

教學(xué)方法上，以多樣化形式調(diào)動學(xué)生的積極主動性。課堂上采用啟發(fā)式教學(xué)，從不同的角度、用不同的方式引入問題，深入淺出，并結(jié)合實例來說明問題，力避呆板、枯燥，力求概念清楚、條理清晰、結(jié)論明確。在教學(xué)實踐中，我們嘗試了“倒敘法”，即在講解某一章節(jié)內(nèi)容時，并不按教材上先講概念、定義、基本方程的推導(dǎo)、工程實際應(yīng)用這樣的內(nèi)容順序，而是首先給出實際生活中遇到的問題，然后引出方程并推導(dǎo)，穿插基本概念和定義，隨后回到問題上并詳細解答。比如，在講解流體流動時，我們首先提出：如何將液體從低位槽送至高位槽？顯然需要外加能量，外加多少才夠？以此引導(dǎo)學(xué)生分析問題，進而想辦法解決這一問題，就是要弄清楚伯努利方程、連續(xù)性方程。推導(dǎo)這兩個方程時，將基本概念與定義講述清楚，最后將最初提出的實際問題解答。又如在講解精餾章節(jié)時， 先繪出一個精餾塔的示意圖，問：要分離某兩組混合液體至某一純度，那么該設(shè)計多少層塔板或多高的填料層才能滿足要求？帶著問題，分析精餾過程原理，引出理論板概念、恒摩爾流假定，推導(dǎo)操作線方程、相平衡方程及進料線方程、回流比的選擇方法，最后回到塔高的計算上來，解決工程實踐問題。利用這種倒敘方式，促進了學(xué)生積極思考，課堂討論氛圍活躍，教學(xué)效果顯著提高。

教學(xué)手段上，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，提高效率。對非化工專業(yè)開設(shè)《化工原理》課程中最突出的問題就是學(xué)時少與內(nèi)容多的矛盾，充分利用多媒體技術(shù)可以有效緩解這一矛盾。大量的黑板板書占用大量的教學(xué)學(xué)時數(shù)，為了在有限的學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，我們自己編制了少學(xué)時《化工原理》多媒體電子教學(xué)課件，可以節(jié)省原來黑板書寫推導(dǎo)公式、板書流程示意圖或設(shè)備結(jié)構(gòu)圖的時間，用于對基本概念、原理的深入剖析或例題解題思路的分析上。

二、實驗教學(xué)方面

化工原理實驗教學(xué)改革方面，我們自己編寫了與現(xiàn)有實驗設(shè)備相匹配的實驗講義，內(nèi)容包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗?nèi)容、實驗步驟等 。對于有些單元操作，我們采用了計算機仿真軟件來輔助教學(xué)，能夠加深對課堂教學(xué)中理論知識的理解，進而培養(yǎng)學(xué)生對實驗的興趣，調(diào)動學(xué)生參加實驗的積極性，提高實驗操作能力。

為了更好地開展實驗教學(xué)，我們購置了化工原理實驗數(shù)據(jù)處理軟件等數(shù)字化資源，有利的地方是，學(xué)生不僅能在電腦上進行實驗預(yù)習(xí)，在學(xué)生完成實驗操作后，能夠快捷方便地處理大量實驗數(shù)據(jù)，在有限的時間里盡快完成實驗報告，減少學(xué)生數(shù)據(jù)處理工作量，提高學(xué)習(xí)效率。

三、實踐環(huán)節(jié)方面

應(yīng)該說，化工原理實驗是實踐教學(xué)的一部分，但這里提到的實踐環(huán)節(jié)主要是指課程設(shè)計?；ぴ碚n程設(shè)計是綜合應(yīng)用化工原理和有關(guān)選修課程所學(xué)知識，以單元操作設(shè)備及其主要輔助設(shè)備為主，進行化工工藝設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)。

以某反應(yīng)設(shè)備的工藝設(shè)計為設(shè)計對象，根據(jù)給定的設(shè)計任務(wù)，算出主要設(shè)備的主要工藝尺寸，選定設(shè)備型號，并對附屬設(shè)備進行計算和選用。通過課程設(shè)計，培養(yǎng)了學(xué)生運用化工原理課程中的基本理論知識組織工程設(shè)計的能力及分析問題與運用知識解決工程實際問題的能力，增強了學(xué)生的工程觀念。

四、結(jié)語

我們發(fā)現(xiàn)在少學(xué)時《化工原理》課程教學(xué)中，通過改革與實踐，能夠激發(fā)學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，增強學(xué)生的工程應(yīng)用能力，提高學(xué)生的工程意識和實踐能力，與新世紀(jì)對高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求相適應(yīng)。

［參考文獻］

［1］鄭旭煦.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)《化工原理》課程教學(xué)改革探索［J］.2004，21（4）: 629-632.

［2］張雪洪，唐涌濂，王凌華.面向生物工程學(xué)科的化工原理實驗教學(xué)改革［J］.2002，21（2）:19-21.

［3］李德華．化學(xué)工程基礎(chǔ)（第二版）［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［4］畢曉玉，黃芳．我國大學(xué)雙語教學(xué)的“缺乏”［J］．復(fù)旦教育論壇，2003，1（6）：62-64.

［5］Warren L McCabe，Julian C．Smith，Peter Harriott．Unit Operations of Chemical Engineering ［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．

［責(zé)任編輯：鐘嵐］