張星和 符翠麗
摘 要:化工原理課程是一門重要的專業(yè)必修課,起到由理論到工程的橋梁作用。本文結合該門課程的特點和本校在化工原理教學中的實際,就化工原理教學方法進行反思,以提高學生的積極性,做到學以致用。
關鍵詞:化工原理;教學方法;學習興趣
化工原理課程是各高校中與化學化工相關的專業(yè)性很強的必修課,學習該課程需綜合運用數(shù)學物理、化學、計算技術等基礎知識,分析和解決化工類型生產(chǎn)問題,培養(yǎng)學生的工程概念以及解決、分析實際化工問題的能力?;ぴ淼闹饕獌热萦辛黧w流動、輸送、傳熱和傳質的基本原理以及主要單元操作如液體精餾、氣體吸收、過濾和萃取等典型設備構造、操作原理、過程計算、設備選型、實驗研究方法等。
由于化工原理課程原理較難、內容龐雜、操作多、公式繁瑣,學生大多數(shù)都認為它是一門較難學好的課程,對它不感興趣,有畏難思想。而且現(xiàn)在高校普遍壓縮教學課時,化工原理課程內容多、學時少,教師幾乎不能在有限的時間內把所有知識點都講到、講透。筆者結合化工原理教學的實際,就如何組織好課堂教學,改變學生的被動學習狀態(tài),激發(fā)學生的學習熱情進行探討。
一、從生活出發(fā),理論聯(lián)系實際
化工原理的理論內容本身較枯燥乏味,學生在課上會出現(xiàn)開小差、昏昏欲睡等問題。在講原理時與生活相結合,不僅能調動學生的洞察、想象和思維能力,同時也能培養(yǎng)學生對化工原理課程的興趣,有利于提高教學質量。
二、用對比的教學方法,建立內在聯(lián)系
化工原理課程中的單元操作都可分解為動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞這三種傳遞過程和三者的結合,簡稱“三傳”。三種傳遞現(xiàn)象中存在著類似的規(guī)律和內在的聯(lián)系。傳遞過程是聯(lián)系各單元操作的一條主線。因此在某些章節(jié)中,有很多理論、公式都非常相似。在授課過程中,若能將類似的知識點進行對比和歸納,既有利于學生復習學過的內容,又有利于加深對新知識的理解和掌握。如熱量傳遞中的給熱問題就和氣體吸收中的雙模模型相似,間壁傳熱:(1)熱流體以對流傳熱方式把熱量向臨近壁面?zhèn)鬟f;(2)存在溫差的兩個間壁面之間通過熱傳導傳熱;(3)另一側間壁再通過對流傳熱把熱量傳遞給另一側的冷流體。氣體的傳質吸收與此類似,被吸收氣體在氣膜內通過分子擴散到氣液界面,在界面處快速溶解,然后再以分子擴散的方式在液膜中擴散至主體。此外,吸收速率的推理可與傳熱速率相類似。
講授中采用對比法,用學生已掌握的內容去理解新內容,可以使學生易于接受新內容,理解當中的理論,起到事半功倍的作用,還可以引導學生從多個角度分析、解決問題,從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。
三、采用多媒體輔助教學
在教學中,運用多媒體,可把教師從粉筆板書的傳統(tǒng)教學方式中解脫出來,既節(jié)省了課時,又能營造出和諧輕松的課堂氣氛。更為重要的是,像換熱器、離心泵和塔設備等常用的化工生產(chǎn)設備,學生往往沒有接觸過,沒有空間概念,如果還是用板書來講解的話,要浪費很多的時間和精力在黑板上畫圖,而且圖形也可能會有一定的失真,最終事倍功半。倘若使用多媒體教學的話,可以用三維的立體動畫清晰生動地展示這一過程,逼真地重現(xiàn)設備操作和設備內部結構,使得復雜結構直觀化,抽象概念簡單化,在課堂上就可以給學生一種很強的實物感。
多媒體的運用,將化工生產(chǎn)直接“搬入”課堂,增強了學生的學習興趣,有些學生甚至會把自己在幫家里干活中遇到的問題也拿來問,真真正正讓大家感受到化工原理的重要性。
四、重視實驗,盡快建成化工原理實驗室
化工原理課程包括教學、實驗和設計三個環(huán)節(jié),化工原理實驗可以驗證所學理論知識,也是培養(yǎng)學生科研能力和技術工作能力的一種有效手段,上好實驗課將有助于理論教學質量的提高。目前,本校化學專業(yè)的學生只是進行了化工原理理論知識的學習,學校、學院盡快地建立實驗室是非常有必要的,通過實驗可以緩解學生對化工原理課程帶來的厭學情緒。實驗課內容有基本實驗和綜合設計性實驗兩部分,前期可以先進行基礎實驗,如雷諾實驗、離心泵實驗、過濾實驗、精餾實驗、干燥實驗等,實現(xiàn)對化工原理的工程概念由感性認識到理性認識的飛躍。完成實驗后,還要撰寫一份符合規(guī)范的實驗報告,后期再根據(jù)學生的具體情況開展綜合性實驗。
對于實驗的組織,可實行開放式實驗教學模式。即上課開始時教師不再對實驗原理、操作步驟、儀器使用等進行講解,這些內容都由學生自己完成,教師起到督導的作用,對學生的實驗過程僅提供一些意見。因此,為了能順利完成實驗,學生必須做好實驗前的準備工作,通過不斷的思考和資料查找調動學生學習的積極性。而且通過準備工作,學生對實驗中遇到的一些問題,就會嘗試著分析和解決,使學生加深對化工原理課程認識的同時培養(yǎng)了解決實際問題的能力。
五、結束語
綜上所述,為了使學生能夠掌握化工原理的基本知識,學會解決工程問題的思維方法,并掌握處理具體工程問題的方法,要求教師不僅要吃透課程內容,還要精心準備教學內容,講究授課方法和技巧,針對教學內容的不同應用多種方法來組織、實施教學,這樣才能提高學生學習的主動性,使學生快樂自覺地學習。
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