應用型人才培養模式下化工傳質與分離過程課程教改探索*

佟 瑤，王 開，魏 莉，郝敬愛，劉 娜

(1 大連工業大學，遼寧 大連 116032；2 中國科學院大連化學物理研究所，遼寧 大連 116023)

近年來，我國化工行業對能夠把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技能型人才，即應用型人才的需求量日益增加[1]。應用型人才的培養不但能夠提高學生就業競爭力，還能夠適應社會發展的需求，激發學生的學習興趣和主動性。因此，當前各大院校均注重應用型人才的培養。然而，若要培養高素質的化工專業應用型人才，傳統的教學模式已經滿足不了社會的需求，對化工專業課程進行改革尤為重要。

化工傳質與分離過程是化工類專業開設的一門非常重要的專業核心課。通過本課程的學習，使學生建立基本的工程概念，掌握化工過程分析問題和解決問題的方法，培養學生運用基礎理論分析和解決化工及相關工程中遇到實際問題的能力[2-3]。因此，其教學質量的好壞直接影響化工類應用型人才的培養。此外，本課程學習過程中需要綜合運用數學、物理、化學工程等基礎知識，國內外新型分離技術又層出不窮，因此，如何在目前短學時的教學要求下，加強教學改革與實踐，扭轉“重理論，輕實踐”的局面，對培養應用型人才具有舉足輕重的作用。

當前，化工傳質與分離過程課程存在的最大問題是理論與實際嚴重脫離。學生雖然能夠理解傳質分離的原理，也能按照書本上的內容解題，但是，大多數學生不能將所學的化工傳質與分離知識運用到分離設備的工程設計與實踐操控中，并不能為化工等企業解決實實在在的工程問題。此外，目前該課程的教學內容不能有效整合理論與實踐，甚至有些教學內容與工程實際不貼合，教學內容過于傳統，一些新型技術及設備不能充分體現在教材中，學生所學技能落后于企業所需技能，無法培養學生的工程素質與創造性思維。大連工業大學作為地方型、應用性本科院校，更要求改變化工傳質與分離過程課程教學中傳統的教學模式和方法、加強教學改革與實踐并注重學生創新能力的培養。

1 化工傳質與分離過程課程的教學改革策略

1.1 強調理論與實際的結合，重新優化教學內容

目前，我校所開設的化工傳質與分離過程共32學時，學時緊缺，在該學時下無法將教材中的內容全部講授完。因此，以教學大綱為基準，為培養順應時代需求和社會發展的應用型人才為根本出發點，強調工程實際應用，我們需要對教學內容進行合理的優化調整。在講授傳統的傳質分離單元操作基礎上，貫穿著近年來涌現出的一些新型分離技術，如回流萃取、化學萃取、吸附與膜分離等技術的基本原理、特點和應用領域，真正做到將傳統分離方法和新型分離技術的交叉結合。同時，教師應通過引入相關化工分離工程實例來講述每一章節核心基礎理論，不僅有助于學生更加透徹理解相關分離技術和方法，還可以使學生更加深刻體會到化工傳質與分離過程在工程實際應用中的重要性，為今后的學習工作奠定良好的理論基礎。

1.2 改進教學方法，充分利用現代化教學技術

在傳統的化工傳質與分離課程教學過程中，教學方法較單一，主要采用教師課堂講授的主客體對立教學模式，教學效果不佳，導致大部分學生專業基礎知識不夠扎實，大學生涯結束時幾乎回歸為零，這樣的教學效果根本達不到培養應用型化工技術人才的目標。本項目嘗試采用類比總結法，將化工傳質與分離過程中各個單元操作的共性與個性進行對比總結、歸納與對比分析，幫助學生掌握學習方法和思路，提高學習效率。此外，教學過程中以學生為中心，適當引入課堂討論環節，針對某一專題組織學生進行選題、查閱相關文獻，以小組形式對知識點進行PPT匯報，加強學生的自學能力。另外，對于通過板書和PPT很難講解的問題，多使用動畫、視頻、Flash等技術手段進行動態描述。例如，在講解氣體吸收這一傳質單元操作時，可以利用Flash將水吸收氨氣的過程以動畫的方式展現給學生，加深學生印象，使學生能更加透徹深入地理解氣體吸收的基本原理和流程。

1.3 引入化工模擬設計軟件

當前，隨著計算機科學技術的飛速發展，各類計算機模擬軟件已經被廣泛應用于化工領域，且不斷發展進步。其中，作為化工流程模擬計算的權威軟件，Aspen Plus主要用于復雜化工過程的模擬，其具有操作簡單，工程性與應用性突出等特點，在化工模擬計算中所發揮的地位也愈發重要[4-5]。在講授精餾的嚴格計算、分離工藝的節能與優化等比較復雜的傳質分離過程計算問題時，教師可以適當地引入Aspen Plus模擬軟件結合具體工程案例進行降解，將復雜的問題簡單化，提高教學效率，使學生更容易掌握較復雜的知識點，同時還培養了學生解決實際問題的能力，為學校培養應用型化工人才奠定了堅實的基礎。

1.4 鼓勵學生參加學科比賽和科研，鍛煉學生工程實踐能力

積極鼓勵學生參與到工程實踐當中，注重其工程意識的培養，譬如鼓勵學生參加每年舉辦的全國大學生化工設計競賽，這是在校學生將化工傳質與分離過程的理論知識應用到實踐中的最佳鍛煉機會。大連工業大學自2015年開始組織學生參加全國大學生化工設計大賽，每年均獲得全國二等獎、省賽一等獎的好成績。該比賽是一項綜合性、影響最大的化工類比賽，由學生圍繞主題自行進行擬題、選址、選擇合成線路、設計生產流程，在此基礎上進行流程模擬和主要設備選型，并進行圖紙繪制與經濟分析等。通過參加比賽，學生不僅進一步加深了化工傳質與分離過程、化學反應工程、化工設計、化工熱力學等專業課程理論知識的理解和鞏固，而且提升了工程實踐能力，有助于學生將理論與實際聯系起來。同時，還能夠培養學生的團隊協作精神，吃苦耐勞和堅忍不拔的毅力，提升學生的綜合素質。

此外，為了使學生更深入地掌握化工傳質與分離過程的基本原理及應用，學校積極鼓勵學生參與教師的科研項目，如大連工業大學大學生創新創業訓練項目等。在教師的指導下，由學生查閱文獻，繼而確定實驗方案并完成實驗數據的采集及處理等，通過以上過程，學生的學習能力、動手能力及創新能力均得到了訓練，為以后畢業設計和繼續讀研深造等打下堅實基礎。

2 結 語

當前，社會迫切需要培養化工應用型人才。基于應用型人才培養模式下的化工傳質與分離過程課程教學需要在長期的實踐中不斷調整。教師應通過制定合理的教學計劃，優化教學內容，改進教學方法等策略來激發和喚醒學生的學習主動性與積極性，始終注重提升學生理論與實踐相結合的綜合能力，從而培養出適應經濟和社會發展需求的高素質應用型工程技術人才。