白術(shù)杰+張向宇+張義英+劉紅

[摘 要] 通過對佳木斯大學(xué)藥學(xué)院化學(xué)系本科生3個年級化工原理課程中的教學(xué)實踐，結(jié)合化工原理課程的內(nèi)容與特點，從理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實習(xí)、課程設(shè)計等方面進行教學(xué)改革。

[關(guān)鍵詞] 化工原理；教學(xué)改革；探討

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2017） 08-0092-02

化工原理課是化工專業(yè)的一門極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是研究各單元操作的基本原理、基本計算和典型設(shè)備，化工原理教學(xué)的主要目的就是培養(yǎng)學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)理論，分析和解決化工單元操作中各種工程實際問題的能力，為專業(yè)課學(xué)習(xí)和今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。只有通過化工原理這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的知識體系才能從理論基礎(chǔ)逐步過渡到工程實際，后續(xù)的專業(yè)課程才能得以順暢地開展。本文通過對佳木斯大學(xué)藥學(xué)院化學(xué)系2011級、2012級、2013 級三個年級化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生化工原理課程的教學(xué)實踐，對化工原理課程進行了教學(xué)改革。

一 讓學(xué)生覺得化工原理有用

化工原理課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是化學(xué)反應(yīng)工程、化學(xué)工藝學(xué)、化工過程分析與合成、化工設(shè)計等課程的先修基礎(chǔ)；也是大多數(shù)院校研究生入學(xué)考試必考的專業(yè)課程之一。整個化工基礎(chǔ)課程是以化工原理為核心，以化工熱力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)工程為基礎(chǔ)，以分離工程和傳遞工程作為化工原理的進一步拓展為框架的體系。并且，化工原理和其他課程的教學(xué)中很多內(nèi)容可以相互滲透、相互融合。所以，在化工原理的第一堂課上，教師都要告訴學(xué)生這門課的重要性，讓學(xué)生覺得這門課程對他們有用，他們需要學(xué)。

二 案例教學(xué)

在課堂教學(xué)中經(jīng)常舉一些與實際生活相關(guān)的例子，讓學(xué)生不至于在化工原理課堂上只想到要與化工廠聯(lián)系到一起。例如：學(xué)習(xí)流體流動與流體輸送機械時，舉水塔給居民樓供水的例子，就需要離心泵的安裝高度及離心泵的選用的知識點，讓學(xué)生覺得化工原理課程和我們的生活息息相關(guān)，從而增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

在教學(xué)中，將宏觀的工程問題通過微觀理論講解，培養(yǎng)學(xué)生從宏觀到微觀的想象能力。如通過對流動的邊界層講解，加強學(xué)生對對流傳熱中熱邊界層內(nèi)的傳導(dǎo)傳熱和熱邊界層外的對流傳熱的理解，以及吸收的“雙膜理論”，使學(xué)生對汽液間質(zhì)量傳遞更好地理解。最大限度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生參與教學(xué)的積極性和主動性，有效地鞏固所學(xué)到的知識。

在化工設(shè)備（如換熱器、板式塔、填料塔）的講授時，先讓學(xué)生觀看這些設(shè)備的動態(tài)效果，能有效地幫助學(xué)生掌握化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)及各部件的作用，也能激發(fā)學(xué)生對化工原理的學(xué)習(xí)興趣，起到事半功倍的效果。采用多媒體、錄像、實體模型等現(xiàn)代化教學(xué)手段，能產(chǎn)生一點即通的教學(xué)效果。多媒體教學(xué)對教學(xué)改革起到了積極的推動作用，利于學(xué)生在有限的時間內(nèi)獲取更多的知識和技能。

三 開展多層次實驗

實驗是學(xué)習(xí)和研究問題的重要環(huán)節(jié)，既是訓(xùn)練學(xué)生實驗技巧和動手能力，也是培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際的重要途徑。化工原理實驗教學(xué)的另一個目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程概念，進行工程知識的熏陶，培養(yǎng)綜合能力和創(chuàng)新實踐能力，讓學(xué)生不僅能在實驗室工作，而且具有能夠走出實驗室的工作能力。通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析和討論來培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題和解決問題的能力。我們按3個層次設(shè)置了化工原理實驗內(nèi)容：基本型實驗、綜合設(shè)計型實驗和研究創(chuàng)新型實驗。基本型實驗如管路流體阻力的測定、離心泵特性曲線的測定等；綜合設(shè)計型實驗如吸收實驗、精餾實驗等；研究創(chuàng)新型實驗如超臨界流體萃取實驗、反應(yīng)精餾實驗等。教師有意識地訓(xùn)練學(xué)生的思維和操作技能，讓學(xué)生帶著問題去做實驗，從而增強了學(xué)生的科研意識和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。由于受到實驗條件的限制，化工原理實驗采取多人的實驗小組方式進行操作，還可以增強學(xué)生的團隊合作意識。

四 到化工廠進行認識實習(xí)

化工原理課程是密切聯(lián)系生產(chǎn)實際的，它強化工程實踐訓(xùn)練，培養(yǎng)工程實踐能力，使學(xué)生靈活運用理論知識，合理解決實際工程問題，有利于扭轉(zhuǎn)重理論輕實踐的現(xiàn)象。通過化工原理課程的認識實習(xí)，使學(xué)生了解化工生產(chǎn)的流程，把理論知識和實際生產(chǎn)、生活實踐相結(jié)合，如公用工程、技術(shù)經(jīng)濟、投資效益、三廢治理和環(huán)境保護等，讓學(xué)生在頭腦中形成清晰的化工生產(chǎn)過程的概念，適時、適量的講述設(shè)備，使學(xué)生對化工生產(chǎn)有更深刻的了解，貫穿始終的直觀教學(xué)，深化了對化工生產(chǎn)的感性認識.必要的化工實驗和化工認識實習(xí)，把學(xué)生的化工知識推向新的高度。

五 改革考試制度

考試不僅具有測評教師教學(xué)水平和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的功能，更具有引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的作用?？荚囍贫鹊母母锿瑫r有效促進了教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革。在化工原理理論課的考試中，采用降低期末考試的成績比例，增加平時成績的辦法。平時成績包括出勤、課堂提問、隨堂測驗、課后作業(yè)等。在化工原理實驗課的考核中，除了預(yù)習(xí)、實驗操作、撰寫實驗報告外，期末考核采用實驗口試的形式，每名學(xué)生選擇一個實驗題目，教師針對該實驗題目進行提問，保證選擇同一個實驗題目的學(xué)生回答的問題不能雷同，學(xué)生還可以通過選做研究創(chuàng)新型實驗來提高實驗課成績。這樣不僅有效地引導(dǎo)學(xué)生掌握課程的全面知識，而且在課程教學(xué)中加強了對學(xué)生操作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

六 把課程設(shè)計與化工設(shè)計競賽相聯(lián)系

化工原理課程設(shè)計是化工原理教學(xué)的一個重要組成部分，化工原理課程設(shè)計的目的是使學(xué)生依據(jù)化工原理的經(jīng)濟性、實用性、安全可靠性及先進性原則，綜合利用化工制圖、機械制圖、化工儀表及自動化與控制等理論知識，進行一次與生產(chǎn)實際緊密相連的某一化工單元操作的實踐性設(shè)計。通過課程設(shè)計，使學(xué)生掌握化工設(shè)計的基本程序、要求與方法，培養(yǎng)學(xué)生查閱有關(guān)技術(shù)資料及物性參數(shù)等獲取信息的能力，增強學(xué)生分析問題、解決問題的能力，加深化工原理知識在專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用和經(jīng)驗。將化工設(shè)計競賽與化工原理課程教學(xué)相結(jié)合，在競賽中培養(yǎng)學(xué)生對化工原理知識應(yīng)用的能力，通過實踐加深學(xué)生對知識的理解，改善了課程的教學(xué)效果。

我院化學(xué)工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)方案中，設(shè)有3周的化學(xué)工藝學(xué)課程設(shè)計和2周的化工原理課程設(shè)計，是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要環(huán)節(jié)?？紤]到全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽的比賽時間，所以化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生在第六學(xué)期將有5周的課程設(shè)計。根據(jù)每年競賽的題目和要求，參賽的5名學(xué)生中3人一組設(shè)計精餾塔、2人一組設(shè)計換熱器。學(xué)生在完成課程設(shè)計任務(wù)的同時，也完成競賽要求的部分任務(wù)。學(xué)生使用Aspen Plus軟件完成全流程模擬后，才能進行化工原理的課程設(shè)計內(nèi)容。我們先對學(xué)生集中授課，給學(xué)生一定的模板和步驟進行計算和校核，完成設(shè)備的設(shè)計說明書，使用Auto CAD繪制工藝流程圖、設(shè)備裝配圖。因為學(xué)生也是完成競賽內(nèi)容，所以各組模擬的流程均不相同，這樣學(xué)生在進行化工原理課程設(shè)計時避免了抄襲現(xiàn)象。因涉及知識點繁多，學(xué)生自己針對問題，或請教老師，或有目的地進行化工原理的學(xué)習(xí)，鍛煉了他們查閱資料的能力；而且通過小組成員間的交流，鍛煉了他們的表達能力和溝通能力。由于設(shè)計計算量大，僅靠原始的手工計算難以完成教學(xué)任務(wù)，因此需要學(xué)生利用計算機等資源進行模擬、計算、繪圖，也促進了學(xué)科間的融合。

七 積極輔導(dǎo)學(xué)生考研

化工原理不僅是化工類研究生入學(xué)考試的必考課，也是其它一些專業(yè)的必考課或選考課。

當前出現(xiàn)在化工原理考研試卷中題型大致可分為：概念題、計算題。概念題又包括客觀概念題——填空、選擇、判斷、作圖，主觀概念題——簡答、論述。概念題和計算題的定義不是絕對的，可以簡單計算的結(jié)果來說明某一概念，也可在綜合型計算題中引用概念來判斷、推理。在課堂教學(xué)中應(yīng)加強學(xué)生這方面的練習(xí)，增強學(xué)生對各種題型的掌握能力。

總之，作為從事工程性課程教學(xué)的教師，應(yīng)該在教學(xué)中不斷完善自己，從嚴治學(xué)，加強基礎(chǔ)理論，加強實踐教學(xué)，注重學(xué)生能力和工程技術(shù)觀點的培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量。

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