【摘要】分析了“化工原理”教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，結(jié)合多年來(lái)的實(shí)踐工作體會(huì)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何激發(fā)學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了探討，提出了“化工原理”課程教學(xué)改進(jìn)的方法和途徑。

【關(guān)鍵詞】化工原理 教學(xué)方法 探討

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）09-0139-02

化工原理是化學(xué)工程、環(huán)境工程、食品工程及制藥類專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它主要研究流體流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)的基本原理及主要單元操作的典型設(shè)備構(gòu)造、操作原理、工藝計(jì)算及設(shè)備選型，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力[1]。其內(nèi)容抽象，涉及面廣，物理量多，綜合性強(qiáng)，公式繁雜，計(jì)算量大。尤其是一些半理論半經(jīng)驗(yàn)公式及準(zhǔn)數(shù)、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式不好理解。不少學(xué)生反映該課程難學(xué)，主要表現(xiàn)為原理難理解，公式太多難記，題目不會(huì)做。如何提高這門課的教學(xué)效果，是對(duì)任課老師的極大考驗(yàn)。筆者曾在企業(yè)工作10多年，具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前在高校工作多年，講授化“工原理”已有8年，結(jié)合理論與實(shí)踐，對(duì)如何提高“化工原理”教學(xué)效果進(jìn)行了探討。

一、“化工原理”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

根據(jù)我校環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，“化工原理”課程開(kāi)設(shè)在第六學(xué)期，是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，為學(xué)習(xí)“大氣污染控制工程”、“水污染控制工程”等專業(yè)課做準(zhǔn)備。從2005級(jí)首次開(kāi)設(shè)至今，已講授了8輪，取得了一定的教學(xué)效果，但也存在一些問(wèn)題。從課堂教學(xué)效果和學(xué)生反饋的信息來(lái)看，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.學(xué)生基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)困難

“化工原理課程是以“流體力學(xué)”為基礎(chǔ)的，還涉及“熱力學(xué)”方面的知識(shí)，而且大量的公式推導(dǎo)需要用到“高等數(shù)學(xué)”的內(nèi)容，還有物理量和原理的理解需要有較強(qiáng)的邏輯思維和抽象思維能力。如果這方面的內(nèi)容沒(méi)有學(xué)好，或者學(xué)的不夠扎實(shí)，思維能力差，那么這門課學(xué)起來(lái)就會(huì)很困難。我校是一個(gè)地方性院校，屬二類學(xué)校，學(xué)生生源主要在廣東，與全國(guó)招生的一類學(xué)校相比，我校所招收學(xué)生的基礎(chǔ)就差一些。再加上廣東學(xué)生的特點(diǎn)是喜歡實(shí)踐而不喜歡理論，所以一般動(dòng)手能力比較強(qiáng)，而理論基礎(chǔ)差。

2.學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的認(rèn)識(shí)程度不夠，缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力

“化工原理”的主要內(nèi)容是研究流體流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)的基本原理及在此基礎(chǔ)上的單元操作設(shè)備。其核心內(nèi)容是動(dòng)量傳遞、質(zhì)量傳遞和能量傳遞，而這正是環(huán)境工程專業(yè)課的理論基礎(chǔ)。比如向大氣中排放二氧化硫、氮氧化物等氣體，向水體排放廢水等，這些都屬于流體流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)的過(guò)程；用于除塵、脫硫、脫銷的吸收塔都是根據(jù)“化工原理”課程中“吸收”的原理設(shè)計(jì)的。很多學(xué)生誤認(rèn)為這門課與環(huán)境工程專業(yè)沒(méi)有關(guān)系，用處不大，認(rèn)為只有“大氣污染控制工程”、“水污染控制工程”才是所應(yīng)該學(xué)的專業(yè)課。

3.理論教學(xué)與工程實(shí)踐聯(lián)系不緊，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣

“化工原理”這門課內(nèi)容多，涉及面廣，物理概念多而抽象，原理和公式推導(dǎo)繁雜，計(jì)算量大，內(nèi)容枯燥乏味，缺乏具體的教學(xué)模型和實(shí)例。老師為了完成教學(xué)任務(wù)，經(jīng)常采取“滿堂灌”的教學(xué)方式，基本上是從頭講到尾，雖然也會(huì)穿插提出幾個(gè)小問(wèn)題由學(xué)生作答，但師生互動(dòng)非常少，課堂氣氛不活躍。學(xué)生多是上課不用心聽(tīng)講，課后盲目的看書做作業(yè)，有的學(xué)生還抄作業(yè)，缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

二、“化工原理”課程的教學(xué)改進(jìn)措施

1.選用合適教材，精心組織授課內(nèi)容，做到因材施教[2]

現(xiàn)在的高等院校普遍都是采用“十一五”規(guī)劃教材，或者“面向二十一世紀(jì)”教材，這些教材代表教材編寫的最高水平，學(xué)校也要求老師在選用教材時(shí)優(yōu)先選用這些教材。但地方高等院校不一定合適使用這些教材，或者在使用這些教材時(shí)應(yīng)該有所取舍。首先，這些教材偏理論，內(nèi)容較深，而地方院校的生源基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)這些教材有一定的難度。其次，地方院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是“服務(wù)于地方的應(yīng)用型人才”，應(yīng)偏重對(duì)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用和工程觀的培養(yǎng)而不是理論方面的研究。再者，這些教材在編寫的過(guò)程中注重滿足不同專業(yè)的需要，沒(méi)有針對(duì)性。以“化工原理”教材為例，化工專業(yè)側(cè)重于各類單元操作的原理、工藝計(jì)算、影響單元操作的各類因素及如何進(jìn)行調(diào)整等方面；化機(jī)專業(yè)側(cè)重各類單元操作設(shè)備的特點(diǎn)、種類、運(yùn)行、故障的講解；環(huán)境工程專業(yè)則側(cè)重于流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)過(guò)程的分析和計(jì)算及模型的理解與應(yīng)用。因此，要潛心研究各種教材，根據(jù)所學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱及學(xué)生的特點(diǎn)，精心組織教學(xué)內(nèi)容，做到因材施教。

2.采用多媒體教學(xué)，提高學(xué)生的直觀認(rèn)識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[3]

“化工原理”課程涉及到很多流體、化工機(jī)械的結(jié)構(gòu)、操作原理及流程，僅靠畫圖和語(yǔ)言描敘，學(xué)生是很難理解的。而多媒體集圖文聲像于一身，以其多維化的表現(xiàn)形式，為化工原理教學(xué)提高了新的教學(xué)手段。通過(guò)多媒體可以形象逼真地展現(xiàn)各種單元設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、過(guò)程原理及設(shè)備的工作情況，使復(fù)雜結(jié)構(gòu)直觀化，抽象概念簡(jiǎn)單化。比如泵和風(fēng)機(jī)的工作原理，換熱器內(nèi)冷熱流體的流動(dòng)及溫度變化，吸收塔內(nèi)兩相流體的流動(dòng)過(guò)程及濃度的變化等等，都可以通過(guò)動(dòng)漫、實(shí)物圖片、錄像演示出來(lái)。這樣在課堂上可以給學(xué)生一種很強(qiáng)的實(shí)物感，課堂內(nèi)容既生動(dòng)又豐富，加深了學(xué)生對(duì)設(shè)備及其原理的認(rèn)識(shí)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.采用“項(xiàng)目教學(xué)法”，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力[4]

現(xiàn)在大部分學(xué)生的功利心比較強(qiáng)，學(xué)習(xí)的目的只是為了通過(guò)考試，拿到學(xué)位；或者認(rèn)為對(duì)以后找工作有幫助的課程就認(rèn)真學(xué)。很多學(xué)生輕視課堂的學(xué)習(xí)，而對(duì)所學(xué)內(nèi)容在實(shí)際中的應(yīng)用比較重視。如果采用“項(xiàng)目教學(xué)法”，可以讓學(xué)生進(jìn)入到一種“工作”狀態(tài)中，在完成“項(xiàng)目”的過(guò)程中，明白課堂所學(xué)的內(nèi)容在實(shí)際中是如何應(yīng)用的，體會(huì)到理論知識(shí)與實(shí)踐的關(guān)系，獲得課堂學(xué)習(xí)的成就感，提高學(xué)習(xí)動(dòng)力。比如在學(xué)習(xí)換熱器一章時(shí)，在對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算的方法、原理及公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的講解后，老師讓學(xué)生來(lái)完成一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目——“某某企業(yè)的空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)”。此時(shí)學(xué)生作為生產(chǎn)單位的一名技術(shù)人員，老師是部門主管，這樣的情景設(shè)置可以激發(fā)學(xué)生完成工作的愿望，學(xué)生會(huì)思考要完成這樣一個(gè)項(xiàng)目，應(yīng)該怎么去做。在完成這個(gè)項(xiàng)目的過(guò)程中，老師只是答疑和指導(dǎo)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。等到項(xiàng)目完成后，學(xué)生對(duì)換熱器的內(nèi)容也就掌握了。在這一過(guò)程中，由于學(xué)生是主動(dòng)學(xué)習(xí)的，因此對(duì)所學(xué)的知識(shí)掌握得更加牢固。

4.課堂教學(xué)要抓住重點(diǎn)，主次分明，讓學(xué)生易于接受和掌握

教材的內(nèi)容一般都比較系統(tǒng)和完整。從最基本的原理的到最前沿的動(dòng)態(tài)，從最常用的到各種情況，教材都會(huì)作介紹，學(xué)生會(huì)感覺(jué)到內(nèi)容繁雜，不容易掌握。老師在課堂教學(xué)時(shí)就不能照本宣科，不分主次全部都講，而應(yīng)該抓住最基礎(chǔ)的、在實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的內(nèi)容來(lái)講。比如，對(duì)于對(duì)流換熱，既有直管內(nèi)，也有彎管內(nèi)，還有橢圓管等其它異形管內(nèi)的對(duì)流換熱；有層流換熱，還有過(guò)渡流和湍流換熱，對(duì)于每一種換熱情況，都有不同的對(duì)流換熱經(jīng)驗(yàn)公式和不同的條件，都要記住的話比較困難。其實(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中，使用最廣泛的是直管內(nèi)湍流換熱，所以只須要求學(xué)生記住和掌握這一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式就可以了，其它的內(nèi)容只做簡(jiǎn)單的介紹，或者讓學(xué)生自學(xué)來(lái)完成。把最基礎(chǔ)的，最常用的內(nèi)容學(xué)扎實(shí)后，就可以觸類旁通，在此基礎(chǔ)上再學(xué)習(xí)其它內(nèi)容就比較容易了。

5.簡(jiǎn)化公式推導(dǎo)，注重公式的應(yīng)用

化工原理教材中包含有大量的計(jì)算公式及其推導(dǎo)過(guò)程，學(xué)生拿到教材就感覺(jué)頭痛難學(xué)，老師講起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)枯燥無(wú)味，不想聽(tīng)，基礎(chǔ)差的也根本聽(tīng)不懂。因此，筆者對(duì)教材中大量的公式只推導(dǎo)最基礎(chǔ)和最簡(jiǎn)單的，復(fù)雜的公式只講一下推導(dǎo)原理和方法，有興趣的同學(xué)在課后個(gè)別講解。大部分時(shí)間通過(guò)講例題的方式來(lái)講解這些公式是如何應(yīng)用的。例如，在吸收塔計(jì)算中，通過(guò)大量例題，重點(diǎn)講解操作線方程和填料層高度的計(jì)算公式的應(yīng)用，而對(duì)于其復(fù)雜的推導(dǎo)過(guò)程則淡化，這樣學(xué)生有興趣聽(tīng)，學(xué)起來(lái)也容易。

三、結(jié)語(yǔ)

化工原理教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同專業(yè)、不同學(xué)生的特點(diǎn)，精心組織教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用靈活多樣的教學(xué)方法，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

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