《化工原理》少學時教學改革思考

肖楊　陳勝慧

［摘要］對近年來非化工專業的少學時《化工原理》課程在理論教學、實驗教學及實踐環節等方面的教學改革進行了思考總結。指出為了緩解教學內容多與學時少的矛盾，有力提高學生工程意識和在工程實踐中分析問題和解決問題的能力，應充分利用先進電子設備和現代化教學手段，全方位調動學生學習積極性。

［關鍵詞］化工原理教學改革課程建設

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2012）08-0096-02

《化工原理》課程不僅是我校化學工程與工藝專業的核心課程，而且還是材料化學、應用化學、環境工程、生物工程及藥物制劑等非化工專業的一門技術基礎課。對非化工專業學生來說，本課程學時少，而內容多，涉及的知識面廣泛，工程實踐性強，各單元操作過程相互獨立，設備類型多種多樣，且結構復雜。筆者在教學實踐中對非化工專業少學時《化工原理》課程從理論教學、實驗教學以及實踐環節等方面進行了改革嘗試。

一、理論教學方面

《化工原理》課程現有的理論教學改革取得了一定的進展，但還存在不足。我們從教學內容、教學方法、教學手段三個方面進行了改革探索。

教學內容上，不僅對教學計劃和教學大綱進行修改，同時還對已有的流體流動、流體輸送機械、沉降與過濾、傳熱、精餾、吸收、干燥、蒸發、氣液傳質設備、萃取等章節作不同程度的增減。概括地講，本課程主要介紹動量傳遞、熱量傳遞及質量傳遞的基本原理；主要學習典型設備的構造、操作原理；學習設備計算、選型及實驗研究方法。該門課程的目的是培養學生運用基礎理論分析和解決化工單元操作中的各種工程實際問題的能力，強調理論與實際結合，提高分析問題、解決問題的能力。基于此，在教學實踐中，與后續單元操作聯系緊密的基本原理從過程描述、數學建模到工程應用都探求深入淺出、通俗易懂，使學生輕松掌握并印象深刻；與后續單元操作或設備應用的聯系不是太要緊的理論推導可以概括小結方式帶過以節約學時；教學內容除了講授“三傳”基本理論外，適當介紹新型分離技術如膜分離、超臨界流體萃取等，使教學內容與時俱進，使學生的知識視野和時代同步。

教學方法上，以多樣化形式調動學生的積極主動性。課堂上采用啟發式教學，從不同的角度、用不同的方式引入問題，深入淺出，并結合實例來說明問題，力避呆板、枯燥，力求概念清楚、條理清晰、結論明確。在教學實踐中，我們嘗試了“倒敘法”，即在講解某一章節內容時，并不按教材上先講概念、定義、基本方程的推導、工程實際應用這樣的內容順序，而是首先給出實際生活中遇到的問題，然后引出方程并推導，穿插基本概念和定義，隨后回到問題上并詳細解答。比如，在講解流體流動時，我們首先提出：如何將液體從低位槽送至高位槽？顯然需要外加能量，外加多少才夠？以此引導學生分析問題，進而想辦法解決這一問題，就是要弄清楚伯努利方程、連續性方程。推導這兩個方程時，將基本概念與定義講述清楚，最后將最初提出的實際問題解答。又如在講解精餾章節時， 先繪出一個精餾塔的示意圖，問：要分離某兩組混合液體至某一純度，那么該設計多少層塔板或多高的填料層才能滿足要求？帶著問題，分析精餾過程原理，引出理論板概念、恒摩爾流假定，推導操作線方程、相平衡方程及進料線方程、回流比的選擇方法，最后回到塔高的計算上來，解決工程實踐問題。利用這種倒敘方式，促進了學生積極思考，課堂討論氛圍活躍，教學效果顯著提高。

教學手段上，充分利用現代化教學設備，提高效率。對非化工專業開設《化工原理》課程中最突出的問題就是學時少與內容多的矛盾，充分利用多媒體技術可以有效緩解這一矛盾。大量的黑板板書占用大量的教學學時數，為了在有限的學時內完成教學任務，我們自己編制了少學時《化工原理》多媒體電子教學課件，可以節省原來黑板書寫推導公式、板書流程示意圖或設備結構圖的時間，用于對基本概念、原理的深入剖析或例題解題思路的分析上。

二、實驗教學方面

化工原理實驗教學改革方面，我們自己編寫了與現有實驗設備相匹配的實驗講義，內容包括實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟等 。對于有些單元操作，我們采用了計算機仿真軟件來輔助教學，能夠加深對課堂教學中理論知識的理解，進而培養學生對實驗的興趣，調動學生參加實驗的積極性，提高實驗操作能力。

為了更好地開展實驗教學，我們購置了化工原理實驗數據處理軟件等數字化資源，有利的地方是，學生不僅能在電腦上進行實驗預習，在學生完成實驗操作后，能夠快捷方便地處理大量實驗數據，在有限的時間里盡快完成實驗報告，減少學生數據處理工作量，提高學習效率。

三、實踐環節方面

應該說，化工原理實驗是實踐教學的一部分，但這里提到的實踐環節主要是指課程設計。化工原理課程設計是綜合應用化工原理和有關選修課程所學知識，以單元操作設備及其主要輔助設備為主，進行化工工藝設計的實踐環節。

以某反應設備的工藝設計為設計對象，根據給定的設計任務，算出主要設備的主要工藝尺寸，選定設備型號，并對附屬設備進行計算和選用。通過課程設計，培養了學生運用化工原理課程中的基本理論知識組織工程設計的能力及分析問題與運用知識解決工程實際問題的能力，增強了學生的工程觀念。

四、結語

我們發現在少學時《化工原理》課程教學中，通過改革與實踐，能夠激發學生對本門課程的學習興趣，提高教學質量，有利于培養學生的創新意識，增強學生的工程應用能力，提高學生的工程意識和實踐能力，與新世紀對高素質創新人才的需求相適應。

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［責任編輯：鐘嵐］