《現代分離技術》課程教學方法初探

＊陳綱領 葛秀濤 鄭建東 王余杰

(滁州學院材料與化學工程學院 安徽 239000）

《現代分離技術》課程教學方法初探

＊陳綱領 葛秀濤 鄭建東 王余杰

(滁州學院材料與化學工程學院 安徽 239000）

針對目前《現代分離技術》課程特點，結合多年的實際課堂教學經驗，針對如何提高該課程的課堂教學效果，對教學內容的安排、教學手段和途徑的改進、并借助多媒體技術彌補了教學儀器設備方面的不足等方面進行了探討。通過對該課程的教學改進，提高了學生的學習積極性和教學效果，而且整個課程更加適合應用型本科專業的人才培養目標和社會需要。

現代分離技術；教學質量；教學方法

對物質分離、富集和純化的技術稱為分離技術與方法。通過該技術可以得到優質產品、可以使資源充分利用，可以對污染的環境進行控制，該技術對工業生產過程的經濟技術指標意義重大。食品、石油、醫藥、食品、環保、化工、冶金等學科與化學化工相關，分離技術的不斷發展對推動這些領域的相關技術研究與專業產業改造作用很大。一般條件下，化工業能耗的30%由傳統分離技術如結晶、精餾和蒸發等過程組成，化工分離設備投資在整個產品生產過程中占設備總投資的30%-85%。因此，現代化學化工相關專業工程體系均涉及分離類必修或選修課程，如化學工程、應用化學、制藥工程、環境工程等專業。由于科學技術的快速發展，分離技術日新月異，而該門課程對學生以后的學習和工作至關重要。所以結合本專業特點，持續更新教學內容，研究與時俱進的教學方法，培養學生的創新能力和創業能力是非常重要的。本文針對目前《現代分離技術》的課程特點，聯系實際教學經驗，探討如何有效改善課堂教學效果，提高學生的創新、創業能力以培養適應于國家及時代萬眾創新、大眾創業的應用型化工創新人才需要。

1.準確定位重點教學內容

《現代分離技術》是化工及應用化學專業本科學生開設的一門專業選修課，是化工、藥物科學、材料科學、環境科學等領域必不可少的手段和工具。《現代分離技術》屬于理論與實踐雙強性的一門課程，在過去的教學過程中，重理論、輕應用的傾向明顯，課堂上常常用一多半時間講授分離技術的基本原理、基礎理論，涉及到實踐操作時卻用時很短做簡單介紹。做這樣的教學安排對理論性強或基礎課是比較合適的，但對于以地方性、應用型辦學定位的滁州學院的學生來說，我們的學生除了需要了解新型技術的理論更重要要掌握該技術的應用及革新等。因此需要讓學生充分理解分離技術基礎原理的同時，用更多的時間來學習分離技術的實際操作及應用，使學生能夠更多掌握最新的分離工藝、分離工藝和相關設備的知識。因此，課程在簡要介紹分離方法的基本概念和基本原理（分離過程的熱力學和動力學、分子間的相互作用等）的基礎上，對科學研究和生產實際中應用廣泛的主要分離技術（包括萃取、色譜分析及制備技術、膜分離技術、電化學分離等）進行了重點闡述。課程內容應兼顧基礎理論與實際應用兩方面，在保證對幾種常用分離技術作比較充分完整論述的前提下，盡可能多地介紹了一些具有良好應用前景的新型分離技術及其應用，如膜分離技術、固相微萃取、液相微萃取、微波輔助溶劑萃取、加速溶劑萃取等。這也要求我們教師要對工業企業大量豐富的實際問題進行關注，在實際教學過程中需要緊跟時代步伐，使學生了解當前工業生產過程中最新分離工藝及技術和相關設備，借以通過豐富的案列把課本枯燥的知識穿插進去進行講解，并且讓學生學習過程中盡可能關注該項分離技術進展的最新動態，拓展學生的知識面。同時，教學過程中積極結合實際應用中各種具體分離技術及相關方法，介紹給學生該技術的歷史文化、目前國內外分離設備的特點及應用現狀，這樣有目的性和有針對性的教學過程，可使理論及實踐知識更加系統性。講解過程中加強師生的互動，通過學生對案例的積極參與，分組讓其進行交流和討論，使學生能夠獲得分析和解決問題的方法和能力，更好地開發學生主動探索和主動發現的能力。這樣既可調動學生的學習積極性，還可以提高課堂教學效率，同時也能提高學生對實際工業過程的認知過程，增加學生的工程意識，并且能把所學理論知識與實際技術應用于解決實際工程問題。另外，要把多種技術放在一起進行對比分析找出各種技術的優缺點，尤其是傳統技術與現代技術和多種現代技術的比較式教學，如膜分離中微濾、超濾、納濾、反滲透及電滲析分離技術的原理和方法、相關應用優勢等對比式教學，微波強化萃取、超聲波強化萃取等強化的傳統萃取技術與電場強化萃取等技術的比較式教學。該種教學方法，不僅可以有效指導如何選擇各種新型應用分離技術進行實驗及工程應用，而且有助于學生對各種技術原理與實際應用的掌握。

2.合理使用現代化教學手段有效地組織課堂教學

由于目前學生接觸的分離設備及儀器相對較少，尤其是工程應用方面的大型分離技術及設備，大部分新型分離技術和先進分離技術只能依靠課堂介紹。為了提高教學效果，對于傳統教學方式難以傳遞的有關知識信息，教師通過充分利用多媒體教學的優勢來解決。首先收集各種分離設備及裝置的圖片，使學生對設備有大概的感性認識；其次利用視頻教學及Flash動畫進一步演示設備工作加深理解。如在學習膜分離技術時，絕大部分學生都很少聽說過該技術，很難想象工業上膜分離裝置及其工作原理，依靠圖片也不容易理解。這時結合自己的知識背景及工作經歷將工業上具體的項目及整個項目工藝設計過程給同學們進行講授，比如講到滲透汽化膜分離技術時，我通過自己的科研項目給學生講授該技術目前國內外發展情況及該技術主要優點是采用較低的能耗去分離工業上很難分離的近沸物或共沸物以及該技術中存在的關鍵技術有哪些，該技術主要可以應用在哪些領域，如何與現有的技術進行耦合與優化等，同時把一些視頻教學和Flash動畫引入課堂教學中，其教學效果是其他手段不可比擬的。

3.有效結合實際工程案例，積極培養學生工程意識

《現代分離方法》是一門應用性很強的工程課程，學習理論知識和注重工程案例相結合是有效的教學過程。在講授分離方法的選擇、設計時，可結合具體的工程案例由深入淺出進行講授，使學生深刻理解課堂理論知識的同時，又能間接了解工程實際應用情況，激發學生的學習興趣，比如目前我們生活中用到的鹽，傳統的制鹽方法是通過鹽田法依靠大自然的能量（太陽光和風）把海水或地下鹵水進行蒸發濃縮最后通過精制獲得不同用途的鹽。但該方法的特點是制鹽時間長，占地面積大，受自然環境影響比較大，目前日本采用我們所學的電滲析分離技術進行工廠化制鹽大大節約了空間和制鹽時間，但能耗相對較高。針對上面存在的問題如何取長補短進行克服呢，如何采用我們所學的分離方法進行優化利用呢。讓學生進行思考和給予啟發，最后再結合工程案列告訴其方法，比如可以采用不同的膜分離技術在鹵水或海水濃縮過程中分段進行選擇使用和優化，或者可以與目前海水淡化技術聯用，采用海水淡化后廢棄的濃鹽水進行制鹽等，這樣既讓學生掌握了知識又擴大了學生的知識面，同時也讓學生主動去思考，對其創新能力也是一種培養。

4.重視實踐教學環節，優化考核評價方法

在地方性應用型高校的建設過程中，加強實踐教學是提高學生應用能力非常重要的一個環節。近年來，化工學院非常重視學生的實踐教學環節，通過在中聯能源、金禾化工等化工企業基地進行實習等措施，開展生產實習和畢業實習，這樣學生能夠在生產一線認識分離方法及技術的工藝應用和具體分離設備。但這些實踐教學環節對學生實踐能力的培養滿足不了人才培養的需要，尤其是當前各個企業對接收學生實習并不熱情，學生在實習過程中不能很好了解、熟悉生產的工藝過程及技術。因此，通過讓學生參加化工實訓或一些課外科技活動就成為實踐教學很好的補充。去年，化工學院已專門購買了一套化工精餾實訓裝置，通過對學生現場培訓和學習，以增強了學生的動手能力也大大提高了學生對裝置的操作能力，并且可以參加國家級的化工總控師的技能競賽，使學生得到全方位的鍛煉，全方位地了解化工分離方法。

教學效果常常通過成績考核來體現，充分發揮考試的功能作用，對于促進學生全面發展，促進教學改革均具有積極作用。根據《現代分離方法》課程實踐性和綜合性的特點，形式單一的試卷考核難以反應學生對《現代分離方法》這門課程的掌握情況，故需采用多樣化的考核形式，尤其是實踐性考核形式需要加強，可以最大程度的體現考核的公平性和提高學生的主觀能動性。目前我校《現代分離方法》課程除了采用期末試卷考試形式對課程的基礎知識進行考核外，我們還采用以下考核形式∶針對學生自己感興趣的內容或課程的一些重要章節讓學生自行查閱相關資料并在課堂上進行講解,或者也可以做成文檔上交，例如選擇一種混合物比如某種工業含鹽廢水設計一個脫鹽處理技術方案，根據講解內容和報告情況給出成績。這些方法均可充分發揮學生的主觀能動性，提高學習熱情，并通過把該課程所學理論知識應用到實踐中得到進一步鞏固加深，增強學生的實踐能力。

5.充分應用教師的科學研究成果，激發出學生的學習熱情

在《現代分離方法》的課程教學中持續引入教師的科學研究成果，尤其是本專業教師主持的課題，吸引學生關注，增加學生興趣。在講膜分離技術及電滲析技術中我們結合近年來幫山東鹽業集團開展的濃鹽水綜合利用創新平臺建設過程中其中有一部分如何選擇不同的分離技術及方法開展地下鹵水濃縮及能耗優化等問題在課堂上給學生進行了詳細的講解，理論結合實踐使學生對所學課本知識理解更透徹，并且能夠調動學生的學習的積極性，同時使學生學習的知識更加豐富，增強了學生對實際工程問題的處理能力，同時也培養了學生的積極參與工程處理意識，使教學效果得到了明顯改善。

[1]熊雙麗．生物化工類研究生現代分離技術課程教學改革與實踐[J]．科教文匯2014,274: 53-54．

[2]彭紹洪．《分離過程與技術》課程教學的改進[J]．廣東化工, 2009（11）:194-196．

[3]蔡春爾,賈睿,胡燕,何培民．《生物分離技術》課堂教學演示實驗探討[J]．教育教學論壇,2014(6):242-243．

[4]高芬．美國高校研究生教學中的“教”與“學”[J]．學位與研究生教 育,2011(3):73-75．

[5]張旭偉,蘭圖,陳波．基于互動式教學和多元式評價相結合的工科設計類課程教改探索[J]．當代教育實踐與教學研究,2016,2:186-187．

An Preliminary discussion on Curriculum Teaching of Chemical engineering design and technical and economic analysis

Chen Gangling , Ge Xiutao, Zheng Jiandong, Wang Yujie

（School of Material Science and Chemical Engineering, Chuzhou University, Anhui, 239000）

The question of how to improve the quality of teaching was studied from the teaching methods,the teaching contents and practice teaching, to the characteristic of Modern separation technology and with practical teaching experience for many years. The lack of instruments and equipments were solved by system of multimedia aided instruction. The reform on the course, improve the students learning enthusiasm and teaching effect, and the whole course is more suitable for the application oriented undergraduate professional talents training objectives and social needs.

Modern separation technology；quality of Teaching；teaching methods

O6∶G642.0

A

(責任編輯 李燕)

安徽省卓越人才教育培養計劃（2014zjjh042），安徽省校企合作實踐教育基地（2015sjjd024），化工原理教學團隊（2015jxtd040），滁州學院課程綜合改革項目（2016kcgg046，2016kcgg047）。

陳綱領（1979～），男，滁州學院材料與化學工程學院，研究方向：化學工程。