基于林業高校化工原理教學改革與實踐的研究*

陳欲曉，李淑君，張繼國，任世學，程　倩

(東北林業大學材料科學與工程學院，黑龍江　哈爾濱　150040)

?

基于林業高校化工原理教學改革與實踐的研究*

陳欲曉，李淑君，張繼國，任世學，程倩

(東北林業大學材料科學與工程學院，黑龍江哈爾濱150040)

改革是教學的動力，質量是改革的核心，具有特色專業化工原理課程體系的改革是我們的目標與方向。結合課程性質將林業特色與課程內容相融合，通過教學體系培養學生的創新能力，注重學生的實踐能力，重視學生的素質提高，為社會培養合格的人才。最終，激發了學生的主體能動性，培養了學生學習的興趣,增強了學生的學習能力，由教師“教”轉向學生“學”與“創”。

林業特色專業；化工原理教學改革與實踐；理論與實踐教學研究

1　化工原理課程教學改革的背景、目的和意義

進入21世紀，我國的高等教育又到了一個新的發展時期，高等教育經過了大改革、大提高之后，教育部提出了加快建設具有中國特色的高等教育強國。改革是動力，質量是核心，社會對當代大學生畢業生的需求，不僅需要具有一定的科學知識、生產技能、更希望具有科學的思維、有創造性的頭腦、敏銳的捕捉信息、駕馭知識的能力。而高等學校無疑承擔著為社會培養和輸送各類人才基地的作用，這個“基地”其“產品”——學生，應該符合國家的需要，能為社會創造更多的財富，這種新型人才的培養，則是高校教育的目標和任務，與高校的個門課程的建設密切相關。

近幾年來各高校相關專業，在化工原理課程教學研究方面的內容比較豐富，取得了良好的效果。本文從具有林業高校特色專業的角度，進行了化工原理教學體系的研究，結合化工原理課程的特點將理論與實踐教學相融，將林業特色專業與化工原理教學內容相融，在加強工程性的教學同時，加強實踐教學環節，加強與行業特色相聯系，加強與專業特點相聯系，我們的研究是非常必要和有意義的，是符合我國高等教育發展方向的[1]。

本文在對化工原理課程特色的研究的基礎上，反復研究該課程與專業結合的優勢以及所存在的問題，取得了比較好的成果。化工原理是化學工程類學科，是起著課堂教學與實際應用“橋梁”作用的課程，因此，對學生今后的工作有著非常重要的意義。化工原理同時仍屬于化工類的一門基礎課，工程類學科的特點是利用有限的理論知識和數據去創性地解決大量復雜的實際應用問題，認識未知世界，它更需要一種創造性，這是工程問題的所在，也是其樂趣所在。因此，靈活地運用知識，使學生掌握科學的學習方法，逐步實現具有創造性的學習，使學生在學習中掌握工程的理念，并應用工程的理念解決實際問題，通過本課題的研究，最終使學生掌握更多的能力，是我們教學的一個重要目的。因此，重視對學生創新能力的培養，重視對學生實踐能力的培養，重視對學生動手能力的培養，需要高校、教師、學生三方面的共同努力，我們在此方面做出了大量的研究工作。

2　林業特色專業與教學內容關系的研究

2.1具有林業特色專業化工原理課程體系的建立

化工原理課程的特點與性質奠定了其實踐教學是非常重要的組成部分，同時我們在認真做好理論教學的基礎上，以林業特色專業對化工原理操作單元的需求為核心點，進行以下研究：如何將專業特色與教學內容相融合？如何將實踐教學環節(課程實習、課程設計)與課堂理論教學相聯系？如何將企業生產實際實例融匯到化工原理教學中？如何將生活中的實際現象結合到課堂教學中？如何將現代化計算機多媒體教學、實體模型教學與傳統的教學方法融為一體？同時將以上研究內容與我校的具體專業特點相結合，如輕化工程(制漿造紙專業)、林產化工等專業，既突出專業特點又不失化工原理的規律，使教學質量有了飛躍提升。在實踐教學環節，進行與理論課互相結合、互相滲透，即實踐與理論做到“你中有我我中有你”，使化工原理課程真正成為學生今后工作的堅實基礎[2]。

我們以提高學生素質水平為中心，考慮“國際前沿”，結合我國國情以及專業亟待解決的的問題，教學研究活動圍繞“創新”與“加強實踐環節”兩個方面展開[3]。

傳統的教學模式具有其自身的規律和特點，當前在適應高校的寬基礎新形式下，又面對縮少學時數，擴大信息量的矛盾，我們將傳統的教學方式與現代化計算機多媒體教學方式相結合，其中融入模型教學，補充大量工廠企業的實際生產實例、圖片、設備、流程等內容，即豐富了教學內容，又開闊了學生的眼界，我們認為才是解決上述矛盾比較好的方法。隨著我國高等教育、教學理念、教學思想的變化，由統一模式培養到創新性、個性化培養，這對教學方法提出了更高的要求。課堂6教學內容與方法的改革與創新，不僅有賴于不斷地將科研成果轉化為教學資源，有賴于不斷地積累教學經驗，而且還要充分應用現代化教育技術、多媒體技術等。

我們從上好第一堂課——“緒論”入手，教師精心準備第一堂課內容，以問題的方式，讓學生思考“為什么學習化工原理？”與“怎么學好化工原理？解決學生學習化工原理的方式方法問題。我們在緒論中從身邊生活的實例例子出發，將化工原理的基本特征及內容融入其中，讓學生明白化工原理并不是高深的知識，而是就在我們自己生活中，使學生在第一堂課就喜歡學習這門課程。教材中的例子讓學生自己學習，不再占用課堂時間。

為了切實提高教學效果，我們積極采用現代化的教學模式與手段，與傳統的教學方法相結合，可以促進課堂的啟發式教學。不斷地、逐漸地增加化工設備、特殊工藝流程的教學中增加了實物模型教學，例如：離心泵的內部結構對輸出流量的影響；新型換熱器(舉例說明目前很多企業都在應用此換熱設備)——板式換熱器的內部結構是怎樣加快傳熱速度的；中央循環式蒸發器的內部結構特征如何能夠進行自循環；板式塔的各種結構區別——泡罩塔板、浮閥塔板的結構區別及特征、填料的發展趨勢，等等；同時結合工廠企業的設備實例加入到課堂教學之中，大大提高了課堂教學效果，同時加強了學生的學習興趣加強。將設備結構及工作原理的動畫、圖片，加之實體模型等融入課堂教學中，讓教材中的內容“動起來”，“活起來”，形象生動，一目了然，有利于學生理解，教學效果非常突出。例如：離心泵葉輪、除塵器、套管式換熱器、雙管程列管式換熱器、螺旋板式換熱器、中央循環管式蒸發器等，在此僅舉幾例。

在結合專業特色進行教學，采取將單元操作與專業性質、特色相結合。例如：在流體流動及輸送設備教學中，結合輕化工程(制漿造紙)專業的紙機上水刀應用問題解決穩定流動過程，其連續性方程及伯努利方程的應用，漿料箱的高位設置問題，料泵的安裝問題；在多相物系分離教學中，將旋液風分離器與制漿過程的除渣器、渣水分離器等相聯系，將沉降過程與實習企業——污水處理廠的旋流沉砂池、初沉、二沉池等相聯系；在傳熱及蒸發操作單元中，將黑液堿回收、物料濃縮過程中熱能的合理利用與節能措施的方法等熱點問題相結合；在萃取單元操作中結合林產化工專業對林產品的分離提純的方法特殊性進行教學；在干燥單元操作中，紙機上操紙干燥過程的特殊性問題相結合，林產品干燥的特殊性相聯系。增加化工設備工作的動態畫面，讓學生直觀了解化工設備的工作過程，提高課堂教學的趣味性，激發學生的學習熱情。課堂教學進行教師與學生的互動，多元化、多方式、多角度的教學方式，針對林業院校的特點，結合各個專業特色自行研制、符合各個專業特色的多媒體課件，例如輕化工程(制漿造紙)、林產化工專業，專業有一定的差異，因此對單元操作要求的重點也不同，需要主講教師對專業特點、教學內容都要十分熟悉，在學時數有限的情況下，把握教學的重點內容突出、結合專業特色難點詳解是非常的重要。在課堂上同時將企業生產中的實例、將自己的科研成果、將化工生產中最先進的成果，作為案例融入在化工原理單元操作的教學中。 總之，我們在教學過程中以強調培養發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力為目標，在時間允許的條件下讓學生參與到教學中，即某些內容讓學生上講臺給學生講課，達到優質的教學目的。

另一方面，我們對學生的學習方法訓練上，在提高學生的素質上，也作了相應的研究，要求學生在每章學習結束后寫出綜述，并作為平時成績的一部分，旨在培養和訓練學生掌握適合自己的、科學的、能夠終身受益的、好的學習方法和學習習慣，即概括性的學習，使學生逐步學會掌握分析分類、概括提煉、歸納總結等方法，并養成好的學習習慣，為今后的繼續學習打下良好的基礎；學生經過此方面的訓練，在畢業考研復習階段得到了很好的驗證。

2.2實踐教學與理論教學關系的研究

在化工原理理論課教學中，我們努力在不同的單元操作中始終貫穿著實際生產的實例，以及企業與之對應的化工設備等內容，將理論知識不斷地、深入淺出地與生產的實例相結合，與身邊的現象相結合，與學生比較熟悉的產品知識相結合進行教學。

在化工原理理論課教學中，我們努力在不同的單元操作中始終貫穿著實際生產的實例，以及企業與之對應的化工設備等內容，將理論知識不斷地、深入淺出地與生產的實例相結合，與身邊的現象相結合，與學生比較熟悉的產品知識相結合進行教學。

我們在實習(去工廠)之前進行實習動員，在進行安全教育的基礎上，將工廠企業的生產、設備、流程、產品等情況先進行介紹，提出問題，讓學生帶著問題去，尤其是書本中解決不了的工程型問題，同時我們鼓勵學生在實習期間多向技術人員提出問題，并作為實習成績的學生的課程實習過程中，在工廠、企業遇見、看到的設備、流程，可以說林林總總，情況復雜。我們看到的設備、流程，有些與教材相同，有些與教材不同，有些是課堂教學內容不涉及的內容，有些是先進的設備，有些是落后的應淘汰的設備，有很多是工程技術人員自行設計或改制、或臨時借用等等，但是卻與課程的原理有著密切的聯系。這需要我們教師既要有深厚的原理功底，又要具有一定的實際能力。例如：一次實習過程中，我們在預熱車間，不巧車間換熱器的疏水器壞了，工程技術人員用一個U型管代替，起到了同樣的作用，雖然是個很不起眼的“小裝置“，但它卻起到了“大作用”，當時我們覺得這是一個非常好的機會，立即進行了現場實地教學，先給學生提出問題：為什么可以用U型管替代疏水器？然后結合傳熱單元操作中飽和蒸汽冷凝的原理進行解釋，收到良好的效果。同時我們將此例作為例子在以后的課堂教學中提出，請學生分析，讓學生解決這個問題。這種例子在《化工原理》實習過程中經常出現，我們甚至希望多出現一些這種與課程內容相關的事件，可以提高學生分析問題與解決問題的能力，提高學生對生產實際的認知。

在課程實習方面：我們走出校門，多與生產企業建立聯系，讓學生深入到相關的工廠企業、生產車間去，直接與工程技術人員直接接觸，親身感受生產第一線對化工原理的需求，以及化工單元操作在生產中的地位與作用，使學生能夠將課堂的理論知識與生產實踐得到很好的結合。為了加強課程實習與理論知識的有機聯系，我們經過研究，在實習前將學生按專業、學號進行分組，并要求將實習體會做成PPT的形式，采取實習后學生的總結并答辯環節，既培養了團隊精神，又鍛煉了與不喜歡的人的合作能力，培養了學生的表達能力，給學生創造了交流的平臺，讓學生相互談實習的體會，作為實習成績的一部分，一次理論與實踐聯系的極好訓練，收到良好的效果.

3　以教學為平臺具體實施的方法

根據多年工作經驗和對人才市場需求的調查，展望新世紀對人才質量的要求，我們擬定了研制目標。

3.1針對專業特點結合教材對教學內容的取舍研究

化工原理課程對于林業高校的輕化工程、林產化工等專業是一門非常重要的基礎課之一，但理論課學時數與幾年前比較，仍減少了近三分之一左右，但我們認為基本的內容不能減少。面對這個突出的矛盾，比較好的解決方法，兼顧具有我們專業的特點，只有我們自己解決。我們經過幾年的教學實踐，逐步研制和完善了輕化工程、林產化工等專業與教材同步的多媒體教學課件(上、下冊)。 根據不同的專業，在化工原理單元操作的內容方面有側重。

3.2加強課程實習環節

我們認真研究了化工原理課程的性質，研究了實踐與理論教學的關系，并且經過走訪一些生產企業，回訪畢業生，為學生聯系及建立實習企業、工廠。 我們走出校門，多與生產企業建立聯系，讓學生深入到相關的工廠企業、生產車間去，直接與工程技術人員直接接觸，親身感受生產第一線對化工原理的需求，以及化工單元操作在生產中的地位與作用，使學生能夠將課堂的理論知識與專業的特點得到很好的結合。為了加強課程實習與理論知識的有機聯系，我們經過研究，在實習前，首先我們在學校進行實習動員，內容包括安全教育、實踐教學重要性教育、企業文化介紹及我們對實習的要求，具體內容包括哪些企業的設備在教材中的對應關系，相同部分、有區別的部分，哪些企業的生產流程與課程內容的相關性。將學生按專業、學號進行分組，并要求將實習體會做成PPT的形式，采取實習后學生的總結并答辯環節，既培養了團隊精神，又鍛煉了與不喜歡的人的合作能力，培養了學生的表達能力，給學生創造了交流的平臺，讓學生相互談實習的體會，作為實習成績的一部分，一次理論與實踐聯系的極好訓練，收到良好的效果。我們的結論是：2人一組制作PPT實習總結并進行答辯的效果比較好，而且每一組之間還有了良性競爭，有的小組所做的PPT總結既能反映實習企業的生產流程、設備的應用、自己的學習心得，又能將理論知識與生產的設備聯系，利用對比等方法使學習有了提高與升華。化工原理實習結束后，學生的反饋意見，輕化工程專業的學生在實習總結中寫到：實習過程是將原理靈活用于手機生產，不是死板的學習；解決了理論學習中對化工設備的模糊不清的問題；暫短的實習卻給我們留下了寶貴的財富。在實習過程中，深刻理解到了理論知識要與實踐相結合的重要性，對于我們今后學習和工作都有和很大幫助，同時了解了企業文化，讓我明白一個企業的成功來源于許多方面，我今后到社會時，必須一步一個腳印，努力從基礎做起。林產化工專業的學生寫到：短短的實習不僅讓我們更近距離觀測到化工設備、生產工藝，也讓我們對高科技心生敬意，在高科技飛速發展的新時代，作為我們應有積極的求學態度；很感謝老師為我們提供的這樣一個走進各大企業、學習企業生產工藝的大好機會，通過實習，我們學習的不僅僅是原理與生產流程和生產設備，而是使我們懂得了企業生產的整體方向與過程，懂得了換位思考問題，我深信，此次化工原理實習，是將使我們每個人都獲益良多，為我們將來走向工作奠定了不可磨滅的實踐基礎[4-5]。

4　結　論

我們經過此項教學研究，使授課內容從抽象、枯燥到具體、直觀；加強了教師與學生的課堂互動；在充分發揮了教師的主導作用同時，激發學生的主體能動性，培養學生學習化工原理的興趣；培養了學生的學習能力，使學生由“學會”轉向“會學”，再到“創造學”，由教師“教”轉向學生“學”與“創”。

[1]Yuxiao Chen，Wenqiang Su. Engineering Concept Establishment and Case Study on ChemicalEngineering Principles for Non-chemical-engineering-related Majors[A]. 高等教育課程建設與教學改革研討會[C].2012：1110.

[2]陳欲曉,李淑君,張繼國,等. 林業院校特色專業化工原理特色教學的研究與實踐[J]. 知識力量·教育理論與教學研究,2013(15):15-16.

[3]張繼國,陳欲曉,程倩. 化工原理流量性能實驗教學的新探討[J].廣州化工,2014,42(2):154-156.

[4]馬鳳英,李樹勛,崔旭春. 結合校內實習基地強化化工原理實驗的工程實踐能力培養[J].高等理科教育, 2007(5): 113-114.

[5]楊玲,朱孝欽,楊明,等. 化工原理認識實習改革的探索與思考[J]. 化工高等教育,2004(1): 71-72.

Research on Teaching Reform and Practice of Chemical Engineering Principles Based on the Characteristics of Forestry University*

CHENYu-xiao,LIShu-jun,ZHANGJi-guo,RENShi-xue,CHENGQian

(College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Heilongjiang Harbin 150040, China)

Reform is the power of teaching while quality is the core of the reform. Making the reform of the course system of Chemical Engineering Principle more characteristic and specialized is our goal and direction. Considering the course nature to combine the forestry characteristics and course content perfectly, and through the teaching system to cultivate students’ innovation ability, students’ practical ability and quality improvement were paid attention which can train qualified personnel for the society. In the end, the reform stimulated the students’ initiative, cultivated the students’ interest in learning, enhanced students’ learning ability, and changed the teachers "teaching" to students "learning" and "creating".

Characteristic Forestry specialty; teaching reform and practice of Chemical Engineering Principle; theoretical and practical teaching research

黑龍江省高等教育學會高等教育科學研究“十二五”規劃課題資助項目“基于林業高校特色專業化工原理教學改革與實踐的研究”(HGJXHB2110401)。

陳欲曉，東北林業大學副教授，主要從事化工原理的教學工作。

G642

A

1001-9677(2016)03-0154-03