摘 要： 針對(duì)化工原理課程公式長(zhǎng)、計(jì)算繁、理解難等特點(diǎn)，本文指出，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)多方面激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生既掌握化工原理的知識(shí)，又培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而提高化工原理這門理論課程的教學(xué)質(zhì)量與水平。

關(guān)鍵詞： 化工原理 實(shí)踐 趣味 教學(xué)改革

化工原理是化學(xué)工程與工藝、生物工程、食品科學(xué)與工程、制藥工程、環(huán)境工程等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課。該課程的綜合性很強(qiáng)，涉及面較廣，在校的大學(xué)生普遍不具備工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)［１］，因此普遍感到原理多、公式長(zhǎng)、計(jì)算繁、理解難，主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣不高。如何讓學(xué)生牢固地掌握化工原理相關(guān)理論知識(shí)，并能將其靈活應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐是任課教師不得不面對(duì)的難題。無(wú)論是杜威的“教育即生活”，還是陶行知的“生活即教育”，都說(shuō)明了教育與生活是密切聯(lián)系、密不可分的。雖然在校生普遍缺乏相關(guān)化工生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但在教學(xué)過(guò)程中，可以將化工原理的知識(shí)點(diǎn)與生活中出現(xiàn)的相關(guān)情景聯(lián)系起來(lái)，采用趣味性教育，注重激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。“興趣是最好的教師”，這樣的教學(xué)才會(huì)獲得事半功倍的效果。

一、趣味開場(chǎng)白，喚起學(xué)習(xí)興趣

“良好的開端是成功的一半”，開始講課前幾分鐘結(jié)合教材內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提出富有啟發(fā)性和有思考價(jià)值的問(wèn)題。這些問(wèn)題就會(huì)像一粒石子投入到平靜的水中，激起學(xué)生朵朵思維的浪花，喚起他們強(qiáng)烈的求知欲。

如講化工原理第一章流體靜力學(xué)時(shí)，可以在開始授課前設(shè)問(wèn)學(xué)生：“為什么輸液時(shí)藥瓶一定要高于人體？”通過(guò)學(xué)生的回答，引入液體產(chǎn)生靜壓力的原因和相關(guān)計(jì)算的講解。在講到流體動(dòng)力學(xué)時(shí)，拿一個(gè)玻璃漏斗和乒乓球，問(wèn)學(xué)生：“如果將漏斗敞口朝下，再將乒乓球放到里面，通過(guò)漏斗細(xì)頸用嘴往下吹氣，乒乓球會(huì)不會(huì)掉下來(lái)？”這個(gè)問(wèn)題最能喚起學(xué)生興趣。本實(shí)驗(yàn)并未在教材中出現(xiàn)，而且道具簡(jiǎn)單易得，并可以在課堂上即刻驗(yàn)證，答案看起來(lái)很簡(jiǎn)單：即使不往下吹氣，乒乓球都會(huì)掉到地上，更何況向下吹氣。但是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果讓學(xué)生大吃一驚，乒乓球不僅不會(huì)掉下來(lái)，還會(huì)被緊緊吸上去。看完這個(gè)即興小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生求知欲普遍高漲，由此引入流體流動(dòng)的伯努利方程，再解釋該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，最后還可以給學(xué)生補(bǔ)充講解飛機(jī)為什么能上天等許多流體流動(dòng)相關(guān)的趣味問(wèn)題。這樣很快地就能把學(xué)生的注意力集中到學(xué)習(xí)內(nèi)容中去，喚起學(xué)生學(xué)習(xí)新課的熱情，從而形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

二、直觀教學(xué)，提高學(xué)習(xí)興趣

化工原理課程理論性較強(qiáng)。上課時(shí)如果只按書本進(jìn)行泛泛的講解，學(xué)生因?yàn)榻佑|不多，想象思維能力如果不夠好，往往不容易理解。要多結(jié)合教具和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行直觀講解，這樣可以幫助學(xué)生理解和記憶，提高他們對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣。

如在講解流體流動(dòng)經(jīng)過(guò)的管道閥門時(shí)，將用塑料制作的便于拆解的各種閥門發(fā)放給學(xué)生，讓他們親手觸摸，了解各種閥門的形狀、工作原理；講解板框過(guò)濾時(shí)，僅通過(guò)書本上的繪圖往往難以明白過(guò)濾和洗滌孔道及流向，將縮小的塑料過(guò)濾板、洗滌板模型給學(xué)生傳看，讓他們自己找濾漿入口，洗水入口，則整個(gè)過(guò)濾和洗滌過(guò)程一目了然；講解列管式換熱器時(shí)，拿出用有機(jī)玻璃材料制作的透明設(shè)備模型，可以讓學(xué)生更直觀性地了解不同類型的管程、殼程、折流擋板等部件。用這些實(shí)物進(jìn)行直觀教學(xué)，相關(guān)化工設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作原理等難題就迎刃而解，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、多媒體教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在化工原理教學(xué)過(guò)程中，有部分化工單元操作情景學(xué)生難以想象，實(shí)驗(yàn)又不便于觀察。這時(shí)僅靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段較難使學(xué)生很好地掌握相關(guān)概念和規(guī)律。借助現(xiàn)代多媒體輔助教學(xué)手段，把化工單元操作中的設(shè)備結(jié)構(gòu)，控制原理等抽象難懂、難以用語(yǔ)言表達(dá)清楚、變化復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容以動(dòng)畫的形式，生動(dòng)、活潑地展現(xiàn)在學(xué)生面前，可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中的不足［２］，增強(qiáng)了課堂教學(xué)的趣味性，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

如在講精餾塔單元操作時(shí)，采用投影儀先播放相關(guān)錄像，讓學(xué)生對(duì)塔的結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)以及液泛、泄漏、霧沫夾帶等相關(guān)知識(shí)有一個(gè)初步了解，然后采用計(jì)算機(jī)模擬控制，使學(xué)生在屏幕上清楚地看到，當(dāng)氣體通過(guò)塔板篩孔的速度不同時(shí)，氣液兩相在塔板上呈現(xiàn)出三種明顯不同的接觸狀態(tài)。還可以通過(guò)進(jìn)一步調(diào)節(jié)液體或氣體的流量，觀察到板式塔的幾種不正常操作。多媒體教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生思維相當(dāng)活躍，教學(xué)效果較好。

四、理論聯(lián)系實(shí)際，延伸學(xué)習(xí)興趣

化工原理理論課程的教學(xué)，教師大多習(xí)慣于講授基本概念和繁多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)及計(jì)算。這種從理論到理論的教學(xué)模式，缺乏感知認(rèn)識(shí)，學(xué)生既感到枯燥無(wú)味，又學(xué)不到真正的化工原理知識(shí)。心理學(xué)研究表明，當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生熟悉的生活情境越貼近，學(xué)生自覺(jué)接納知識(shí)的程度就越高。所以，教師要善于挖掘教學(xué)內(nèi)容中的生活情境，讓化工原理知識(shí)貼近生活，盡量列舉貼近日常生活的各種事例，增加知識(shí)的實(shí)用性、趣味性，將書本知識(shí)延伸到生活中去，也就延伸了學(xué)生進(jìn)一步主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。

比如在講解傳熱單元操作中熱傳遞的三種方式：傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射時(shí)，將其聯(lián)系到課本中沒(méi)有介紹過(guò)的太陽(yáng)能熱水器的工作原理，詳細(xì)講解太陽(yáng)光通過(guò)輻射到達(dá)太陽(yáng)能熱水器的真空管，黑色的內(nèi)層涂料吸收了光能將其轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)玻璃壁的傳導(dǎo)作用將熱傳遞給管內(nèi)的冷水，冷水受熱后密度降低，上浮到頂部的大儲(chǔ)水圓筒，這時(shí)的傳熱就是自然對(duì)流作用，整個(gè)過(guò)程全面講解了這三種熱傳遞方式，即強(qiáng)化傳熱。反過(guò)來(lái)，儲(chǔ)水圓筒內(nèi)厚厚的保溫層作用則是削弱熱傳導(dǎo)，真空管是徹底隔絕傳導(dǎo)和對(duì)流作用，防止熱水降溫。學(xué)生對(duì)這類涉及日常生活相關(guān)的化工原理現(xiàn)象特別感興趣，既能由此講透相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，又能延伸他們對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解、記憶和應(yīng)用。

五、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

化工原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生只有通過(guò)具體的實(shí)踐操作，才能加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。為了強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，達(dá)到綜合訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的目的，我們采用了VB、Flash等軟件編寫的化工原理實(shí)驗(yàn)仿真軟件［３］，使學(xué)生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前，必須先完成計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，某一步操作錯(cuò)誤，系統(tǒng)就會(huì)立即給出錯(cuò)誤反饋信息，使其不能進(jìn)行下一步操作，迫使學(xué)生自己認(rèn)真地找出錯(cuò)誤的原因，并提供再次練習(xí)的機(jī)會(huì)。這些軟件發(fā)布到我校教學(xué)網(wǎng)站上供學(xué)生自由下載，學(xué)生在具體動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前就能直觀、形象地理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，熟悉正確的操作步驟及注意事項(xiàng)，對(duì)具體分析和解決實(shí)際遇到的問(wèn)題起了極大的促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)完畢后，再用化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。可及時(shí)檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的同時(shí)，還鍛煉了學(xué)生進(jìn)行工程數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算能力。這樣的實(shí)踐教學(xué)不但增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，而且印象深刻，強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)的效果和目的，還進(jìn)一步提高了化工原理實(shí)驗(yàn)的效率。

化工原理的實(shí)踐教學(xué)不能僅限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的幾個(gè)單元操作實(shí)驗(yàn)，還要能操控工業(yè)規(guī)模的化工單元操作系統(tǒng)，所以最終的相關(guān)實(shí)踐教學(xué)是在化工廠完成的。去化工廠實(shí)踐，由于工廠生產(chǎn)安全等原因，學(xué)生往往不能親自操作，所以很難了解化工原理在各單元操作中的具體應(yīng)用，更不容易了解實(shí)際生產(chǎn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法。由于現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，我校學(xué)生化工生產(chǎn)實(shí)習(xí)所在的大部分工廠都是采用自動(dòng)化 DCS分散控制系統(tǒng)，所以我們?cè)诮虒W(xué)中引入化工單元操作仿真軟件CSTS，可以培訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行化工原理相關(guān)的實(shí)際生產(chǎn)操作，如多組分復(fù)雜精餾、吸收等具體的大型化工單元DCS操作，這和學(xué)生在工廠看到的操作介面基本一致，學(xué)生可以在電腦上模擬實(shí)際化工生產(chǎn)中的冷態(tài)開車，正常停車，停電、停水等事故處理，然后再結(jié)合工廠實(shí)際實(shí)習(xí)，大大增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)化工原理學(xué)習(xí)的興趣。

六、師生互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)活動(dòng)是師生之間互動(dòng)的過(guò)程，師生之間和諧合作是教學(xué)活動(dòng)得以順利開展的重要前提。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)進(jìn)程以及學(xué)生的情緒、反應(yīng)，隨機(jī)應(yīng)變地穿插一些生動(dòng)幽默的語(yǔ)言，簡(jiǎn)單的師生問(wèn)答，以調(diào)節(jié)教學(xué)節(jié)奏，輕松課堂氣氛，彌補(bǔ)教學(xué)內(nèi)容本身的呆板、枯燥，為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)輕松、愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境。

由于課堂時(shí)間有限，而且許多學(xué)生不喜歡當(dāng)面提問(wèn)題，所以師生互動(dòng)交流更多體現(xiàn)在課后，我們采用了ASP編程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)論壇（BBS）模式，學(xué)生可以自由地通過(guò)匿名發(fā)帖提問(wèn)或提教學(xué)建議，教師和學(xué)生一起回帖參于討論化工原理相關(guān)問(wèn)題，大家互相平等，更為融洽。師生的互動(dòng)交流還體現(xiàn)在科研項(xiàng)目中，有部分學(xué)生提前參與了教師科研課題，在做課題的過(guò)程中，自然就會(huì)發(fā)現(xiàn)許多化工原理相關(guān)的問(wèn)題。學(xué)生再將這些問(wèn)題發(fā)表到論壇，大家用所學(xué)的化工原理知識(shí)共同來(lái)解決問(wèn)題，這樣極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化工原理的興趣。

通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際的趣味性教育，化工原理的學(xué)習(xí)不再枯燥，學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)形成了良好的學(xué)風(fēng)，取得了一定的成績(jī)，我院學(xué)生化工原理考研分?jǐn)?shù)也逐年提高，即使是考其他化工專業(yè)院校的學(xué)生，化工原理考研成績(jī)平均也在130分以上（滿分150）。理論聯(lián)系實(shí)際的趣味性教育能使學(xué)生把課堂上學(xué)的知識(shí)很好地運(yùn)用到實(shí)踐中去，真正做到了活學(xué)活用，反過(guò)來(lái)又激發(fā)了他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，真正提高了化工原理的教學(xué)效率和教學(xué)效果。

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基金來(lái)源：淮陰工學(xué)院精品課程基金資助（項(xiàng)目編號(hào)：JK-200501）