《化工原理》緒論課教學(xué)的重要性及授課策略

林艷紅,袁曉玲,張桐江,孟繁雨

(吉林大學(xué)，吉林　長春　130012)

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《化工原理》緒論課教學(xué)的重要性及授課策略

林艷紅,袁曉玲,張桐江,孟繁雨

(吉林大學(xué)，吉林長春130012)

化工原理是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課之一，對學(xué)生從自然科學(xué)轉(zhuǎn)到工程科學(xué)的學(xué)習(xí)上起到承上啟下的作用。然而，由于所涉及的單元操作內(nèi)容繁雜、工程性強(qiáng)，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是開展緒論教學(xué)的重要內(nèi)容。我們通過在緒論課教學(xué)中介紹化工的發(fā)展簡史、講授化工與化學(xué)的區(qū)別，了解單元操作與生活常識的聯(lián)系，提高理科學(xué)生對化工專業(yè)的認(rèn)識。激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)化工原理的興趣，增強(qiáng)教學(xué)效果。

化工原理；緒論；講授策略

化工原理是化學(xué)工程及其相近專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是以化工生產(chǎn)過程中物理加工為背景，研究若干單元操作的基本原理和規(guī)律、典型設(shè)備的構(gòu)造、設(shè)備工藝尺寸的計(jì)算及設(shè)備的選型等內(nèi)容。通過該門課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問題能力，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。因此，化工原理在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用。然而在實(shí)際的教學(xué)過程中，要想真正達(dá)到教學(xué)目的仍然具有一定難度。究其原因，可以歸納為以下幾個(gè)方面：(1)由于我們學(xué)院是國家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)基地的化學(xué)專業(yè)點(diǎn)，學(xué)生們有著豐富的理論化學(xué)基礎(chǔ)知識和扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能。然而本門課程屬于工程科學(xué)，與原來所學(xué)的高等數(shù)學(xué)、化學(xué)等自然科學(xué)課程有較大差別。如何讓學(xué)生的思維方式從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維切換到工程思維是化學(xué)專業(yè)教師面臨的一個(gè)普遍性的問題。(2)由于該門課程涉及了有關(guān)動量傳遞、熱量傳遞以及質(zhì)量傳遞的化工單元操作，課程內(nèi)容范圍廣，需要掌握的知識點(diǎn)多且雜，但課時(shí)卻有限。如何在有限的時(shí)間里將知識清晰、系統(tǒng)地傳授下去是一個(gè)值得探討的問題。(3)由于該門課程涉及化工生產(chǎn)過程中的各個(gè)單元設(shè)備，而學(xué)生還沒有進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，對常見的有關(guān)化工生產(chǎn)過程中的設(shè)備、管路以及其結(jié)構(gòu)缺乏直觀的認(rèn)識，從而造成學(xué)習(xí)理解困難。如何讓每天與精致的玻璃器皿打交道的學(xué)生能夠?qū)どa(chǎn)過程的龐然大物有充分的理解，如何能讓學(xué)生迅速了解化學(xué)與化工之間的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)化工的興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，是化工原理教學(xué)過程中面臨的首要課題,而完成該項(xiàng)課題的首要任務(wù)就是講好化工原理的第一課——緒論。

1　緒論教學(xué)中工程觀念的培養(yǎng)

人們常說緒論是開宗明義的第一篇[1-2]。一個(gè)優(yōu)秀的教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，不但能夠起到畫龍點(diǎn)睛、啟迪思維的作用，更重要的是能夠激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。有些教師沒有認(rèn)識到緒論課的重要性，忽視甚至省略緒論課的教學(xué)過程，嚴(yán)重影響了今后的教學(xué)效果，給學(xué)生以后的學(xué)習(xí)帶來了不必要的麻煩。其實(shí)，緒論課的教學(xué)更像授課者自導(dǎo)自演的“獨(dú)幕劇”[3]，即經(jīng)過嚴(yán)格的劇本(教案)編寫、精彩的劇情(課堂)設(shè)計(jì)以及用心的表演(講授)，帶給學(xué)生一部不一樣的電影。因此，根據(jù)所教授的化學(xué)學(xué)院學(xué)生特點(diǎn)，在化工原理課程講授之前，我們重點(diǎn)向?qū)W生介紹化學(xué)與化工的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別，從兩者的思維方法、研究對象、研究方法和使用設(shè)備四個(gè)方面逐一進(jìn)行對比，使學(xué)生建立初步的工程觀念。通過兩者的對比講解，讓學(xué)生有種既熟悉又陌生的感覺，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。這部分的講授尤其注重有關(guān)化學(xué)和化工中所用設(shè)備的講解。通過兩種裝置的圖片對比，使學(xué)生對今后所學(xué)的內(nèi)容有一個(gè)感官的認(rèn)識。例如在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們的反應(yīng)裝置通常選用一個(gè)圓底燒瓶，冷凝過程則由一個(gè)冷凝管完成，得到產(chǎn)品后的分離我們通常采用簡單的蒸餾操作。并且實(shí)驗(yàn)過程中玻璃儀器大小的選擇無需進(jìn)行精確的計(jì)算，只是憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。然而在化工生產(chǎn)過程中，實(shí)驗(yàn)室中的瓶瓶罐罐則不能滿足生產(chǎn)需求。例如圓底燒瓶被反應(yīng)釜取代，換熱器則完成了冷凝管工作。而要想得到較高純度的產(chǎn)品，大型的精餾塔代替了蒸餾裝置……。更重要的是，由于化工生產(chǎn)是在一個(gè)密閉設(shè)備里進(jìn)行，這就要求我們在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，需要根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型。如何進(jìn)行設(shè)備的尺寸設(shè)計(jì)？設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣？與我們所用的化學(xué)合成過程中的儀器有何不同？講授緒論課時(shí)留下懸疑與問題，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的工程意識。

2　緒論教學(xué)中工程魅力的展示

單純地通過圖片進(jìn)行化工過程的展示并不能真正調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，抽象的內(nèi)容介紹也無法讓學(xué)生真正理解化學(xué)與化工的關(guān)系[4]。因此，為了使學(xué)生對化工生產(chǎn)有個(gè)更直觀的體驗(yàn)，對化工單元操作有更深刻的認(rèn)識，我們在開學(xué)的第一課，給同學(xué)們播放有關(guān)高年級學(xué)生在化工廠實(shí)習(xí)的視頻。視頻里面有熟悉的老師向同學(xué)們介紹化工工藝流程，典型的化工設(shè)備以及化工儀表，也有師哥師姐對他們學(xué)習(xí)的鼓勵(lì)。看到工廠里密密麻麻的管線和高高大大的設(shè)備，同學(xué)們不時(shí)地發(fā)出感嘆聲，就連一個(gè)大大的閥門特寫都能引起學(xué)生們的陣陣議論。通過這樣教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，即讓學(xué)生們感受到工程科學(xué)的巨大魅力，又打消了學(xué)生對工程問題的恐懼心里，同時(shí)也激發(fā)了他們對所學(xué)內(nèi)容的無限想象和期待，我想這是學(xué)好這門課程的必備條件。

3　緒論教學(xué)中體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系

我們知道，任一化工產(chǎn)品的生產(chǎn)實(shí)際上是“三傳一反”的過程。化工原理重點(diǎn)講授其在化工生產(chǎn)中除化學(xué)反應(yīng)以外的物理加工過程，包括動量傳遞(流體流動、流體輸送機(jī)械、沉降與過濾)、熱量傳遞(傳熱)和質(zhì)量傳遞(吸收、蒸餾、干燥、萃取)單元操作。盡管內(nèi)容很多、很雜，但我們在緒論教學(xué)中，首先向?qū)W生介紹主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，即若干單元操作以及在化工生產(chǎn)中的作用。隨后給學(xué)生呈現(xiàn)一個(gè)清晰的知識脈絡(luò)。告訴他們盡管單元操作各有特點(diǎn)，但每個(gè)單元操作都是按照基本原理的介紹、遵循規(guī)律的探討、數(shù)學(xué)模型的建立以及所需設(shè)備的設(shè)計(jì)四大部分進(jìn)行講解。這樣，通過知識結(jié)構(gòu)的梳理以及清晰脈絡(luò)的呈現(xiàn)，預(yù)先消除學(xué)生在學(xué)習(xí)上的顧慮，克服畏懼心理，主動并信心十足地把化工原理課程學(xué)好。

4　緒論教學(xué)中引入生活常識聯(lián)想

由于化工原理所涉及的單元操作，例如傳熱、蒸餾、干燥等內(nèi)容是學(xué)生在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中涉及的內(nèi)容，這樣就會使學(xué)生產(chǎn)生誤解，認(rèn)為這些單元操作都已經(jīng)學(xué)過，導(dǎo)致從一開始就對該課程的學(xué)習(xí)失去了興趣。因此，為了增強(qiáng)化工原理課堂教學(xué)的生動性，突顯化工原理內(nèi)容的重要性，我們在緒論教學(xué)過程中引入生活常識，并用化工原理知識進(jìn)行合理解釋。例如在介紹傳熱的內(nèi)容時(shí)，提出“夏天開電風(fēng)扇為什么涼快？“為什么暖氣的外表面是翅片式的？為什么冷凍的食品放在水里會比放在空氣中解凍的快？”等等問題，通過這些問題的提出，引出了相關(guān)的化工原理知識，并給予合理的解釋。由生活例子講起，拉近了理論與實(shí)際的距離，學(xué)生聽起來也聚精會神[5]。這樣的開篇無疑可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓他們真正感受到化工單元操作實(shí)際上就在身邊。

5　結(jié)　語

緒論課在整個(gè)課程教學(xué)中特殊的教學(xué)地位和意義要求我們要上好開篇第一課，為《化工原理》課程的學(xué)習(xí)開創(chuàng)一個(gè)良好的開端，使之在工程思維和工程意識方面打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]楊卓娟,楊曉東.關(guān)于高校課程緒論教學(xué)的思考[J].中國大學(xué)教育,2011(12):39-41.

[2]銀秀菊,岑忠用,陸俊宇.無機(jī)化學(xué)緒論課教學(xué)改革初探[J].廣州化工,2015,43(2):187-188.

[3]王亞君,欒加雙.緒論教學(xué)在大學(xué)授課過程中的重要性探討[J].新課程研究,2008(10):57-58.

[4]馬志剛,姚瑰妮,姚赟,等.化工原理教學(xué)的探索與思考[J].廣州化工,2014,42(5):170-171.

[5]晏麗紅,楊宗政.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 活躍課堂教學(xué)氣氛——化工原理課堂教學(xué)方法的探索和實(shí)踐[J].化工高等教育,2014(1):105-109.

The Importance of Introduction in the Teaching Process of Chemical Engineering Principle and Its Teaching Strategies

LIN Yan-hong,YUAN Xiao-ling,ZHANG Tong-jiang,MENG Fan-yu

(College of Chemistry,Jilin University,Jilin changchun 130012,China)

Chemical Engineering Principle is one of professional required courses on the Applied Chemistry major,which plays a connecting role from the natural sciences to applied science.This course will introduce you to a number of principles and concepts that are fundamental to chemical engineering.Therefore,it is very important for introduction teaching to inspire the students’learning interest.During the teaching of introduction,the development of chemical engineering and the difference of chemical engineering and chemistry were introduced.The relationship of unit operations and common senses were also explained to improve the understanding for this major,inspire students’learning interest,and then improve the teaching effect.

Chemical Engineering Principle; introduction; teaching strategies

林艷紅(1971-)，女，副教授，主要承擔(dān)《化工原理》及化工實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)06-0205-02