張萍花，王紅艷，張春麗，劉 超，李陽陽，余慧慧

(宿州學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，安徽 宿州 234000)

化學(xué)工藝過程包括兩大過程：反應(yīng)過程和分離過程，位于課程體系框架的頂層，反應(yīng)工程和分離工程為兩大支柱，化工熱力學(xué)、化工原理為兩大基石[1]。其具有技術(shù)性、綜合性、通用性較高，涉及面廣等特點(diǎn)[2]，是多門專業(yè)課程的綜合運(yùn)用，是化工基礎(chǔ)知識(shí)與工程實(shí)踐的橋梁。通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)踐問題，為以后的工作、學(xué)習(xí)、科研奠定基礎(chǔ)。為了使學(xué)生全面掌握此課程重點(diǎn)內(nèi)容和提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，通過分析該課程教學(xué)現(xiàn)狀，探討改革方向，主動(dòng)和新工科理念對(duì)接，培養(yǎng)滿足新經(jīng)濟(jì)背景下要求的化工技術(shù)人才。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)化學(xué)工藝學(xué)課程的特點(diǎn)并結(jié)合目前教學(xué)現(xiàn)狀，本課程教學(xué)中主要存在以下不足之處。

1.1 師資力量薄弱

隨著多數(shù)高校擴(kuò)招，教師隊(duì)伍在不斷壯大，大量優(yōu)秀應(yīng)屆研究生、博士、博士后走進(jìn)高校從教。中青年教師擁有新穎的知識(shí)結(jié)構(gòu)，給學(xué)校注入了新鮮血液，但缺少教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐經(jīng)歷。與此同時(shí)，中老年教師知識(shí)結(jié)構(gòu)陳舊，科研能力稍有不足，接受新知識(shí)、新技術(shù)、新理念緩慢，阻礙了教學(xué)水平的提高。

1.2 內(nèi)容多，而課時(shí)不足

化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)內(nèi)容涵蓋各種典型化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、反應(yīng)裝置及工藝流程?；ぎa(chǎn)品種類多、工藝流程復(fù)雜，涉及面廣、涵蓋多個(gè)學(xué)科[3]。目前各大高校都積極響應(yīng)高等教育改革號(hào)召，著力培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)，寬口徑，強(qiáng)能力，高素質(zhì)”應(yīng)用型人才，紛紛對(duì)教學(xué)計(jì)劃作了相應(yīng)調(diào)整，多數(shù)課程理論課時(shí)被壓縮，化學(xué)工藝學(xué)也不例外。面對(duì)如此龐大的知識(shí)體系，如何根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，兼顧化學(xué)工藝與工程專業(yè)特點(diǎn)，在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，加深認(rèn)識(shí)深度，拓展知識(shí)廣度，了解最新研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)，是當(dāng)前教學(xué)中亟待解決的難題。

1.3 教學(xué)手段單一

化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)重點(diǎn)不在于對(duì)公式或原理講解推導(dǎo)，而是分析和討論典型化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法，工藝條件，分離精制，設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，流程組織等，同時(shí)對(duì)工藝經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、能量和副產(chǎn)物回收利用及廢棄物處理作綜合評(píng)價(jià)。僅采用“板書+PPT+講解”傳統(tǒng)教學(xué)手段無法將抽象的、難以描述清楚的內(nèi)容(如反應(yīng)、分離設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，工藝流程圖，催化劑和原料或產(chǎn)品的空間結(jié)構(gòu)等)直觀、生動(dòng)的呈現(xiàn)于學(xué)生眼前，學(xué)生上課易走神，學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)質(zhì)量不高。

1.4 工程意識(shí)薄弱

傳統(tǒng)化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)，老師關(guān)注理論知識(shí)的傳授，學(xué)生關(guān)注期末考試涉及的知識(shí)點(diǎn)，通過死記硬背，機(jī)械地記住某些考點(diǎn)，期末考試成績雖高，但對(duì)問題的理解只停留于感性認(rèn)識(shí)，無法舉一反三。教師在授課中忽視了對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以致工程實(shí)踐意識(shí)薄弱。

1.5 考核制度單一

目前化學(xué)工藝學(xué)考核只注重理論知識(shí)，忽略了對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的考察，致使學(xué)生將重心放在理論學(xué)習(xí)，不注重提高自身的工程實(shí)踐能力。除此之外，部分同學(xué)對(duì)布置的作業(yè)敷衍了事，要么從網(wǎng)上搜索答案要么抄襲其他同學(xué)，沒有獨(dú)立思考，因此僅憑期末考試和學(xué)生課堂作業(yè)作為考核學(xué)生對(duì)該門課程掌握情況過于片面。

2 化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)改革探討

針對(duì)以上化學(xué)工藝學(xué)課程教學(xué)中存在的弊端，改革勢(shì)在必然，以下是關(guān)于化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)改革的幾點(diǎn)探索。

2.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

新進(jìn)教師著重提升其工程能力，可通過引進(jìn)與培養(yǎng)相結(jié)合的途徑實(shí)現(xiàn)。同等條件優(yōu)先考慮有化工生產(chǎn)實(shí)踐背景的應(yīng)聘者，尤其在單元操作、設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝流程等方面有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有化工相關(guān)企業(yè)工作站經(jīng)歷的博士后。寒暑假期間，學(xué)院可組織中青年教師到化工企業(yè)掛職鍛煉，強(qiáng)化教師的工程意識(shí)和實(shí)踐能力，豐富教學(xué)案例。學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)教師參加行業(yè)新技術(shù)、新成果的研討會(huì)，新型設(shè)備、軟件的培訓(xùn)會(huì)，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。同時(shí)教師自身應(yīng)多關(guān)注化工行業(yè)，加強(qiáng)自身專業(yè)知識(shí)的積累，提升軟實(shí)力。

2.2 豐富教學(xué)方法

針對(duì)學(xué)生上課積極性不高，學(xué)習(xí)興趣不濃厚，擬通過采取下面兩點(diǎn)措施進(jìn)行改善：(1)化學(xué)工藝學(xué)主要內(nèi)容為化工生產(chǎn)過程，一般可概括為原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品分離及精制三大步驟，可把每章內(nèi)容串連起來作為一個(gè)故事，增加課堂的趣味性。(2)豐富教學(xué)方法，教學(xué)中擬采用以直觀感知為主、以探究為輔的方法[4]，運(yùn)用課堂提問、學(xué)生講授互動(dòng)式教學(xué)活躍課堂氣氛，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果。

2.2.1 以直觀感知為主的教學(xué)方法

演示法和參觀法是直觀式教學(xué)重要組成部分。其中演示法是教師在課堂上通過展示各種實(shí)物、直觀教具或示范性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過實(shí)際觀察獲得感性知識(shí)的教學(xué)方法?；瘜W(xué)工藝學(xué)中涉及一些關(guān)鍵的設(shè)備，僅通過口頭講述無法讓學(xué)生產(chǎn)生直觀的感受，通過實(shí)物或模型、圖片的演示會(huì)使學(xué)生更好的掌握設(shè)備特點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生掌握具體工藝具有積極意義。

2.2.2 以探究為輔的教學(xué)方法

以探究為輔的教學(xué)方法是教師組織和引導(dǎo)學(xué)生通過獨(dú)立探索和研究而掌握知識(shí)、培養(yǎng)能力、開發(fā)潛能、形成研究意識(shí)和探究精神的方法。例如化工產(chǎn)品生產(chǎn)中催化劑存在活性差、選擇性不高、壽命短、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，針對(duì)這些問題，學(xué)生可根據(jù)《催化作用原理》課程知識(shí)對(duì)已工業(yè)化的催化劑提出改善方案。烴類氣固相催化氧化反應(yīng)器常見的兩類為固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器，這兩種反應(yīng)器也存在一些弊端，固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn)為：①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，催化劑裝卸困難，②空速小，③溫度軸向分布存在熱點(diǎn)，影響催化效率；流化床反應(yīng)器的缺點(diǎn)為：①軸向返混嚴(yán)重，②對(duì)催化劑強(qiáng)度要求高，③需配備旋風(fēng)分離器，以回收催化劑粉末，④氣-固接觸不良，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率下降，學(xué)生可創(chuàng)造性綜合運(yùn)用《反應(yīng)工程》《分離工程》《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》以及《工程制圖》等課程知識(shí)，充分發(fā)揮創(chuàng)新能力，解決現(xiàn)存設(shè)備中問題或設(shè)計(jì)一種新型設(shè)備。

運(yùn)用探究教學(xué)方法，學(xué)生有較大的活動(dòng)范圍、自由發(fā)揮空間，積極主動(dòng)地研究、探索解決問題的方法，主體性得到充分彰顯，獨(dú)立性得到高度發(fā)揮，有助于培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，探究教學(xué)法對(duì)于化學(xué)工藝學(xué)課程的學(xué)習(xí)意義重大。

2.2.3 互動(dòng)式教學(xué)

互動(dòng)式教學(xué)，主要采用課堂提問和學(xué)生授課的方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，使學(xué)生踴躍地參與課堂教學(xué)中[5]。

2.2.3.1 課堂提問

課堂提問可使學(xué)生注意集中，全身心投入到課堂之中。教師在實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)多問一些與日常生活息息相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，一方面增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，另一方面對(duì)學(xué)生識(shí)記也有一定的幫助。此外學(xué)生考慮到有可能被提問，課前積極預(yù)習(xí)，有助于吸收理解消化課堂內(nèi)容。

2.2.3.2 學(xué)生講授

由學(xué)生自行查找相關(guān)資料、組織內(nèi)容、制作PPT講授不僅提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，而且強(qiáng)化學(xué)生綜合素質(zhì)。在學(xué)生講解過程中，要求其他同學(xué)根據(jù)所講內(nèi)容提問。如此，既督促了學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，又保證了聽課學(xué)生的注意力集中，有利于學(xué)生們的積極主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)。

2.3 更新教學(xué)手段

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)上已有大量的化學(xué)工藝學(xué)多媒體CAI課件，教師也可根據(jù)自身教學(xué)內(nèi)容制作。通過人機(jī)交互方式，把宏觀空間難以形象描述的內(nèi)容，如主要化工產(chǎn)品的工藝流程、反應(yīng)機(jī)理以及一些重要的生產(chǎn)設(shè)備變靜為動(dòng)，生動(dòng)形象的展示于學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)力強(qiáng)，課堂教學(xué)形式煥然一新，大大提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量[6]。例如講解水煤氣生產(chǎn)方法時(shí)，包有固定床氣化法、流化床氣化法和氣流床氣化法[7]，可將三種生產(chǎn)裝置以及國外煤氣化爐用CAI課件向?qū)W生展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)，物流在設(shè)備內(nèi)部的走向，加深對(duì)這一技術(shù)的掌握。分析吸附催化作用原理時(shí)，CAI課件能夠生動(dòng)形象的將反應(yīng)原料的外擴(kuò)散，吸附于催化劑表面，內(nèi)擴(kuò)散，化學(xué)反應(yīng)(鏈引發(fā)、鏈傳遞、鏈終止)，內(nèi)擴(kuò)散、脫離催化劑逼真地呈現(xiàn)于學(xué)生眼前，有身臨其境般感受，豐富了教學(xué)內(nèi)容，有助于學(xué)生透徹領(lǐng)悟催化反應(yīng)步驟。

2.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

化學(xué)工藝學(xué)課程綜合性較強(qiáng)，需要理論與實(shí)踐教學(xué)共同支撐[8]。實(shí)踐教學(xué)主要采用仿真教學(xué)和工廠實(shí)習(xí)的方式。

2.4.1 仿真教學(xué)

仿真實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)和發(fā)展對(duì)化學(xué)工藝學(xué)教學(xué)顯示出有效的輔助和促進(jìn)作用。仿真實(shí)驗(yàn)室可模擬化工產(chǎn)品生產(chǎn)流程，學(xué)生通過簡(jiǎn)單的操作即可實(shí)現(xiàn)原料的投放、調(diào)節(jié)反應(yīng)條件、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分離和精制，同時(shí)針對(duì)性地熟悉和操作各類大型儀器設(shè)備，能有效彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)條件和工廠實(shí)習(xí)次數(shù)有限帶來的弊端。

2.4.2 改革工廠實(shí)習(xí)

工廠實(shí)習(xí)一般被安排在學(xué)期末，待所有課程結(jié)束后再進(jìn)行，此時(shí)學(xué)生忙著復(fù)習(xí)理論知識(shí)，應(yīng)對(duì)期末考試，實(shí)習(xí)效果不佳，流于形式。為加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，可將實(shí)習(xí)時(shí)間前移，系統(tǒng)講解某一化工產(chǎn)品工藝流程后立即安排去相應(yīng)的車間實(shí)習(xí)，理論聯(lián)系實(shí)際，及時(shí)鞏固理論知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

2.5 改革考核制度

傳統(tǒng)考核制度，學(xué)生課程成績一般由平時(shí)成績和期末考試成績兩部分組成，分別占30%、70%。其中平時(shí)成績包括課堂作業(yè)的完成率、出勤率二部分，期末考試體現(xiàn)為學(xué)生對(duì)卷面知識(shí)的掌握情況。這種考核方式不能全面的評(píng)價(jià)學(xué)生這門課程的掌握程度，也無法衡量學(xué)生的工程實(shí)踐能力，因此對(duì)化學(xué)工藝學(xué)的考核制度必須進(jìn)行改良。根據(jù)人才培養(yǎng)方案，本課程的考核包括三大類：平時(shí)表現(xiàn)、課程設(shè)計(jì)、期末考試。

2.5.1 平時(shí)表現(xiàn)

平時(shí)表現(xiàn)占總成績的30%，將其分為三個(gè)部分，分別為出勤率、課堂作業(yè)、課堂表現(xiàn)(包括課堂提問和學(xué)生講授)，所占比例相同。采用這種方式可更加全面的評(píng)價(jià)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使其真正參與到教學(xué)之中。

2.5.2 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)成績占總成績的30%，學(xué)生自由組合，以5人為單元，設(shè)計(jì)內(nèi)容可由學(xué)生依據(jù)自身興趣愛好選擇或根據(jù)工廠實(shí)習(xí)內(nèi)容或由教師根據(jù)工程實(shí)際生產(chǎn)需求命題。通過搜索閱讀相關(guān)文獻(xiàn)自行設(shè)計(jì)工藝流程方案(包括選擇原料產(chǎn)物，合成路線、優(yōu)化條件、設(shè)計(jì)反應(yīng)器、可行性分析)。成績考核采用全國化工設(shè)計(jì)大賽的模式，準(zhǔn)備10min的口頭報(bào)告資料和相應(yīng)的PPT，在講臺(tái)上介紹設(shè)計(jì)作品并進(jìn)行10min的答辯。學(xué)生朝著

優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品和精彩的現(xiàn)場(chǎng)答辯努力，在此過程中，學(xué)生的現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐、創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神得到全面的提升。

2.5.3 期末考試

考試成績占總成績的40%，是對(duì)學(xué)生掌握理論知識(shí)程度的考核。試卷的內(nèi)容應(yīng)具有代表性，能夠反應(yīng)出學(xué)生對(duì)實(shí)際工程問題解決的能力，此外覆蓋的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)廣泛，包括一些重要的工藝流程、反應(yīng)機(jī)理等。

3 結(jié)語

化學(xué)工藝學(xué)是培養(yǎng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的重要課程，其教學(xué)改革探索任重而道遠(yuǎn)。擬將從加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，注重專業(yè)教師的再教育、豐富教學(xué)方法、更新教學(xué)手段、理論和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，重視對(duì)工程能力的培養(yǎng)、完善考核制度方面進(jìn)行改革，不斷提升教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，強(qiáng)化工程意識(shí)，為社會(huì)輸送優(yōu)秀的工程應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。

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