劉瑞玲(魯南技師學(xué)院，山東 臨沂 276000)

0 引言

化工原理是一門專業(yè)性較強的重要基礎(chǔ)性課程，每個章節(jié)的內(nèi)容都是獨立的，其內(nèi)容主要涉及到化工基本理論知識的學(xué)習(xí)、物料衡算與熱量衡算，除了這些基本的理論知識還包括每個章節(jié)中典型設(shè)備的設(shè)計與計算。通過這些知識的學(xué)習(xí)來建立學(xué)生過程工程意識，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力[1-2]。將啟發(fā)式教學(xué)方法應(yīng)用到化工原理課程教學(xué)當(dāng)中，注重學(xué)生智力的發(fā)展，將系統(tǒng)的知識學(xué)習(xí)與智力的充分發(fā)展結(jié)合起來，從而提高學(xué)生解決實際問題的能力，推進化工原理課程教學(xué)的發(fā)展[3]。

1 啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)越來越受到重視，該教學(xué)方法強調(diào)學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，強調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要按照教學(xué)大綱的要求，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的實際情況，在課堂教學(xué)中采用多種教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生獨立思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，理論知識與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)習(xí)獨立解決問題的能力。在課堂教學(xué)過程中教師應(yīng)按照課本上的知識點對學(xué)生進行啟發(fā)式的提問，引導(dǎo)他們進行討論與思考，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，在這個過程中學(xué)生加深了對理論知識的理解，也學(xué)會了從多個角度對問題進行分析，最終使問題得到解決[4]。

精餾技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各類化學(xué)品的研究、制備與生產(chǎn)當(dāng)中，而精餾課程在化工原理教學(xué)中占有非常重要的地位，有著豐富的教學(xué)內(nèi)容，相關(guān)知識點之間也存在非常緊密的關(guān)聯(lián)。教師在精餾課程教學(xué)中可以選擇啟發(fā)式教學(xué)的方式，而不是枯燥的講解課本上每個知識點的基本原理與過程計算，引導(dǎo)學(xué)生深入到問題的本質(zhì)，學(xué)會思考，從而提高解決化工問題的能力。

2 啟發(fā)式教學(xué)在化工原理精餾課程中的應(yīng)用

2.1 強調(diào)課前預(yù)習(xí)的重要作用

通過課前預(yù)習(xí)，學(xué)生可以提前對所學(xué)知識有一個大致了解，是促進學(xué)生積極思考、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵。因此，教師應(yīng)重點強調(diào)課前預(yù)習(xí)的重要作用，將課前預(yù)習(xí)納入到正常的教學(xué)活動當(dāng)中，還要對預(yù)習(xí)的效果進行考核，記入學(xué)生的考核成績當(dāng)中。在在精餾課程課前預(yù)習(xí)教學(xué)活動中，教師可以制作預(yù)習(xí)課件，列出課前預(yù)習(xí)的知識點，對學(xué)生預(yù)習(xí)的效果進行考核并不斷改進。在制作課前預(yù)習(xí)課件的時候，重點讓學(xué)生理解基礎(chǔ)性的知識，對需要學(xué)習(xí)的知識背景有一個系統(tǒng)性了解，啟發(fā)性的提出一些問題，以便在課堂上進行討論，為重點、難點知識的學(xué)習(xí)與掌握打好基礎(chǔ)。課件的制作形式可以多樣化，比如一些精品在線課程，充分利用圖文、視頻等形式，提高學(xué)習(xí)對課程預(yù)習(xí)的興趣。為了保證學(xué)生能夠有效的完成教師布置的預(yù)習(xí)任務(wù)，教師可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上下達預(yù)習(xí)任務(wù)，將制作完成的預(yù)習(xí)課件上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，學(xué)生在平臺上完成預(yù)習(xí)任務(wù)，并在預(yù)習(xí)結(jié)束后進行考核，獲得相應(yīng)的成績。通過完成預(yù)習(xí)任務(wù)，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，可以將預(yù)習(xí)階段遇到的難點問題在課堂上提出來，大家一起討論，活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果。

2.2 重視課堂討論的重要作用

對每節(jié)課的知識點進行課堂討論，能夠讓學(xué)生更加深刻的掌握和理解該章節(jié)的重點與難點。在完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)之后，教師可以將教學(xué)的重點放在對本章節(jié)知識的應(yīng)用與深入分析方面，為了提高課堂教學(xué)的效果，可以適當(dāng)減少單純知識講解的課時，而增加課堂討論環(huán)節(jié)，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，多提出問題。精餾課程重點講解的內(nèi)容是過程的計算和優(yōu)化，在適當(dāng)增加了討論課時后，引導(dǎo)學(xué)生對精餾過程的計算和優(yōu)化的相關(guān)知識點進行充分的討論，讓學(xué)生本節(jié)課程內(nèi)容的理解更加的深刻。下面筆者就選擇幾個具有代表性的課堂討論內(nèi)容進行分析。

2.2.1 關(guān)于最小回流比與實際回流比計算

最小回流比計算這一章節(jié)中，教師在課堂上一般會結(jié)合二組元理想物系的汽液平衡線和操作線圖來進行講解，在圖中當(dāng)達到最小回流比時，操作線和平衡線會相交在一個點上，可以利用公式(1)進行計算，得出精餾段操作線的斜率，然后進行推導(dǎo)后得出最小回流比的計算公式(2)[5]。

在得出最小回流比計算公式后，教師可以在課堂上提出延伸問題：最小回流比的計算方法可不可以用來計算實際回流比？在提出問題后，教師繼續(xù)利用二組元理想物系的汽液平衡線和操作線圖來解決這一問題。在圖中實際回流比的操作線并沒有與平衡線相交，可是精餾段操作線的斜率計算方法和剛才所講到的最小回流比計算方法是一致的，同理可以推導(dǎo)出實際回流比的計算公式(3)。

在課堂教學(xué)中由最小回流比計算延伸出實際回流比的計算之后，學(xué)生經(jīng)過思考、分析、討論，對該知識點的掌握會更加牢固，并且對于相圖的理解也更加深刻。

2.2.2 關(guān)于回流比變化對精餾段操作線斜率的影響

利用二組元理想物系的汽液平衡線和操作線圖可以對精餾操作的過程進行分析，在各種影響變量中對精餾操作過程影響最大其實是回流比的變化：精餾段操作線斜率會隨著回流比的增大而增大，精餾塔內(nèi)的傳質(zhì)推動力也會隨之增加，當(dāng)分離純度一致時，所需的理論板數(shù)就會越少。當(dāng)學(xué)習(xí)到這一小節(jié)時，難點就是學(xué)生不能系統(tǒng)的將操作線方程的參數(shù)變化與操作線位置的變化關(guān)聯(lián)起來思考。通過精餾段方程式(4)可知，如果回流比R出現(xiàn)變化時，則斜率自變量系數(shù)的分子與分母部分都會隨之發(fā)生變化，但是發(fā)生變化并不是很明顯，那么如果將方程進行簡單的變形后就得到了方程(5)，回流比R只出現(xiàn)在了分母部分中，可以很容易判斷出當(dāng)R發(fā)生變化時x前系數(shù)的變化情況，也就是說隨著R的增加精餾段斜率也會增加。通過啟發(fā)的方式引導(dǎo)學(xué)生對公式進行變形，將具有一定難度的問題變得容易，很直觀的看出參數(shù)的變化，有利于對實際問題的分析與理解。

2.2.3 進料熱狀況參數(shù)與q值的關(guān)系

q是用來表示精餾塔進料熱狀況的參數(shù)，通過觀察q值可以直觀的判斷進料當(dāng)前所處的狀態(tài)。根據(jù)q值的的變化，可以將進料熱狀況分為五個階段：冷液進料、泡點進料、氣液混合進料、露點進料、過熱蒸汽進料，當(dāng)q值逐步降低，進料熱狀況也由冷液進料向著過熱蒸汽進料狀況發(fā)展(q的基準值是1kmol/h)，其關(guān)系式為(6)：

當(dāng)學(xué)習(xí)到這一部分內(nèi)容時，學(xué)生往往分不清對q值的變化與上述五種熱狀態(tài)之間對應(yīng)的關(guān)系，教師可以采用啟發(fā)式教學(xué)的方法，利用包含進料熱狀態(tài)點的t-x(y)相圖來進行分析，在圖中用A、B、C、D、E表示五種進料的狀況，用t1、t2、t3、t4、t5表示五個點的溫度，即t1＞t2＞t3＞t4＞t5。通過分析相圖可以很直觀的表達出兩者之間存在的關(guān)系與變化：當(dāng)q值變小，溫度會升高，進料狀態(tài)也由冷液逐步向著熱蒸汽狀態(tài)發(fā)展，加深了學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。

2.3 課后復(fù)習(xí)方式的改進

通常情況下，學(xué)生的課后復(fù)習(xí)都是以完成課后習(xí)題為主，而在復(fù)習(xí)階段我們也采用啟發(fā)式教學(xué)的方法，用以改進精餾章節(jié)復(fù)習(xí)的方法，同樣可以取得良好的教學(xué)效果。

2.3.1 課后復(fù)習(xí)任務(wù)的布置

現(xiàn)階段，我國一些高校中所采用的化工原理課本是由國內(nèi)幾所化工強校出版的教材，在教學(xué)內(nèi)容方面基本都相差無幾，只是在各個章節(jié)中教學(xué)的側(cè)重點不一致。因此，為了讓學(xué)生掌握更多的理論知識，可以要求他們在復(fù)習(xí)的時候同時閱讀其他版本的教材，這樣可以彌補單一教材對課本章節(jié)中某問題表述上的缺陷，有助于學(xué)生從多個角度去思考問題，掌握的知識更加的全面，提高他們解決問題的能力。比如針對回流比R的表述，天津大學(xué)出版社出版的化工原理課本中在推導(dǎo)操作線方程的過程中總結(jié)了回流比的相關(guān)定義，該章節(jié)學(xué)習(xí)的側(cè)重點是回流比的計算與應(yīng)用。而在華東理工大學(xué)出版的課本中針對回流比的表述則比較詳細，同時對回流比發(fā)生變化時精餾塔內(nèi)液相回流變化也做出了詳細的描述。通過對兩種版本課本的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在掌握了回流比計算與應(yīng)用的同時，也對回流比的深層次含義、回流比發(fā)生變化時對精餾塔內(nèi)產(chǎn)生的影響都有了較為直觀的認識與深刻的理解[6]。

2.3.2 利用思維導(dǎo)圖強化對知識點的理解

在化工原理蒸餾這一章節(jié)中，首先講到的是汽液相平衡，再到精餾的原理、計算、精餾塔的操作等等，各章節(jié)之間緊密關(guān)聯(lián)，有著非常強的邏輯關(guān)系。教師可以啟發(fā)學(xué)生將各章節(jié)的知識點制作成思維導(dǎo)圖，通過思維導(dǎo)圖將其串聯(lián)起來，使學(xué)生對相關(guān)知識點有了更加深刻的認識與理解，也加深了對知識點的記憶。

3 結(jié)語

綜上所述，化工原理是一門非常系統(tǒng)的課程，將理論知識、科學(xué)實踐和分析計算集合在一起。教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，而不是單純的課堂講解。啟發(fā)式教學(xué)的推廣與應(yīng)用越來越受到重視，從學(xué)生的實際出發(fā)，充分調(diào)動他們學(xué)習(xí)的主動性與積極性，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動力，將理論知識的學(xué)習(xí)與智力的發(fā)展密切結(jié)合起來。在化工原理精餾教學(xué)中科學(xué)的運用啟發(fā)式教學(xué)，強調(diào)課前預(yù)習(xí)、重視課堂討論、改進課后復(fù)習(xí)方式等幾個方面，使化工原理精餾教學(xué)不斷完善，提高教學(xué)質(zhì)量，為我國工業(yè)發(fā)展輸送更多高精尖人才。