李　臻

(鄭州輕工業(yè)學院 材料與化學工程學院 ， 河南 鄭州　450002)

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化工原理課程存在的問題及對策

李臻

(鄭州輕工業(yè)學院 材料與化學工程學院 ， 河南 鄭州450002)

化工原理是一門工程性較強的學科，針對這一特點，本文提出創(chuàng)新教學手段、理論聯(lián)系實際的方法提高學生學習的積極主動性，同時在教學過程中通過不同形式的案例教學以及工程問題的方法論教學，提高學生的工程意識，最終達到化工原理課程的教學目標。

化工原理 ； 工程意識 ； 教學

化工原理在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承上啟下、由理及工的橋梁作用。其教學內(nèi)容是以化工生產(chǎn)中的物理加工過程為背景，研究若干“化工單元操作”的基本原理、化工設(shè)備的選型、單元操作的計算以及過程問題的分析處理[1]。即化工原理課程既包含了較深的基礎(chǔ)理論知識，又有很強的工程性和實踐性，所以通過化工原理課程的教學，培養(yǎng)學生的工程觀念，為后續(xù)專業(yè)課的學習打下良好的基礎(chǔ)這個目標顯得尤為重要。但長期以來，《化工原理》在一直是老師難教、學生怕學的專業(yè)基礎(chǔ)課，只有解決了教與學的矛盾，才能達到化工原理教學的真正目的。

1　《化工原理》教學中存在的問題

①學生學習缺乏積極主動性。由于化工原理的課程內(nèi)容難理解、公式多，一直以為被學生認為是一件苦差事。并且該課程在現(xiàn)行教學方法中，以講授為主，特點是教師講授多，學生獨立思考學習少，所以學生學習過程中的積極主動性沒有得到調(diào)動，最后導致教學效果差。②工程意識差?；ぴ硎且婚T工程性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過這門課的學習，建立工程觀點，為以后的專業(yè)課學習及工作打下良好的基礎(chǔ)。但多數(shù)學生仍然用學習基礎(chǔ)課的方式學習，記大量的公式、做大量的習題，最后導致學生對化工知識和工程實踐了解甚少，所學習的知識和實際生產(chǎn)生活無法聯(lián)系起來，沒有達到課程的最終目的。

2　解決方案

2.1創(chuàng)新教學手段

使用現(xiàn)代計算機軟件，提高學生學習興趣。對于初涉工程領(lǐng)域的學生而言，對化工過程和設(shè)備缺乏認識，但化工原理課程涉及很多復雜的化工設(shè)備結(jié)構(gòu)以及復雜的操作原理。傳統(tǒng)的教科書加板書模式，是靜止的、抽象的，該方法無法形象地、逼真地展現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理，即使教師費勁心思畫圖講解，學生仍然難以理解其過程機理和復雜的結(jié)構(gòu)原理，結(jié)果事倍功半[2]。

隨著計算機軟件的發(fā)展，教師可以學習動畫、視頻等軟件，制作設(shè)備結(jié)構(gòu)組裝視頻，讓學生更加直觀地了解其結(jié)構(gòu)、工作原理、操作以及運行中會遇到的問題，使教學內(nèi)容在課堂上有很強的實物感，使課堂內(nèi)容豐富生動，使抽象的概念具體化，提高學生的學習興趣。例如：在講解精餾塔以及吸收塔設(shè)備時，塔設(shè)備種類繁多、結(jié)構(gòu)復雜，用傳統(tǒng)的板書上課很難達到教學目標，如果教師可以使用動畫設(shè)計軟件，讓學生直觀地學習塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)、組裝以及工作原理等，會使學生的印象更加深刻，有利于提高教學質(zhì)量。

2.2理論聯(lián)系實際，激發(fā)學生興趣

興趣是最好的老師、是調(diào)動學生學習積極性最好的方法。面對公式多、內(nèi)容多的化工原理課程，很多學生無法把所學知識和實際生活聯(lián)系起來，最后導致學生對這門課程失去興趣。因此在課堂教學中，要理論聯(lián)系實際，激發(fā)學生學習興趣。例如：講解密度隨溫度的變化情況時，提出空調(diào)和暖氣的不同安裝條件；講解流體靜力學方程式時，提出飲水機的水流速為什么可以保持恒定；講解連續(xù)性方程時，提出軟管澆花時，捏扁管子流速的變化；講解伯努利方程時，提出為什么在高速運行的火車周圍比較危險，講解到傳熱時，講解導熱系數(shù)時，提出為什么羽絨服比較保暖；講解邊界層分離時，提出風速很大的臺風可以把參天大樹連根拔起，卻對纖細柔弱的小草不起作用。

2.3案例教學法，建立學生工程觀念

面對學生工程意識普遍較差的情況，提出采用案例教學法。案例教學法是指在教師的精心組織和指導下，根據(jù)教學目的和教學內(nèi)容的需要，運用精選過的知識案例，引導學生自主探究式學習，提高學生分析解決實際問題能力，建立學生工程觀念的一種教學方法[3]。所以，在整個學習過程中，案例的導入對學生工程觀念的建立非常重要。

2.3.1開題案例法

在課程的開始或者每一單元操作講解前，可以介紹一個化工生產(chǎn)的案例，讓學生在課程的開始了解本課程或者本單元操作的實際意義，有助于加強學生對所學內(nèi)容重要性的認識，同時讓學生更加清晰的了解所學內(nèi)容的應用場合，這樣既保證了教學質(zhì)量，同時強化了學生的工程觀點，達到了教學目標。例如在化工原理第一節(jié)緒論課時，以氯乙烯的化工生產(chǎn)過程為例，讓學生明白哪些內(nèi)容是化工原理所解決的問題，哪些內(nèi)容是反應工程所解決的問題。讓學生在課程開始時，就建立工程的概念。

2.3.2細節(jié)案例法

在授課過程中，針對某一知識點，教師找到工程實踐中存在的問題，通過問題的分析解決引出知識點。這樣對提高學生解決實際問題的能力具有十分重要的作用。例如講解“離心泵的氣蝕現(xiàn)象和安裝高度”一節(jié)時，結(jié)合工廠在不同季節(jié)，離心泵發(fā)生的不正?，F(xiàn)象入手，引入氣蝕現(xiàn)象以及安裝高度的概念，掌握影響離心泵工作的條件，這樣使學生的學習有更加直觀。

2.3.3綜合案例法

在課程結(jié)束或者某個單元操作結(jié)束時，可以提出一個綜合案例，讓學生充分利用所學知識解決工程問題，例如：換熱器的改造、精餾塔的改造等，這樣可以引導學生綜合利用所學知識，提出合理的改造方案，同時對操作的經(jīng)濟性進行分析。由于這樣的學習過程涉及的知識點較多、實踐性較強，是建立學生工程觀念的重要手段之一。

2.4掌握處理工程問題的方法，提高學生工程意識

在化工生產(chǎn)過程中，單元操作的順利完成非常重要，同時單元操作是十分復雜的，工程上對于單元操作問題的分析，有著區(qū)別于理論的研究方法。比如在之前的理論基礎(chǔ)課學習過程中，公式的推導分析都是建立在嚴密的基礎(chǔ)上，但是對于單元操作這樣的工程問題，要抓住問題的關(guān)鍵、把握過程的實質(zhì)，忽略一些次要因素，將復雜的工程問題簡化處理，以便對實際過程的數(shù)學描述以及方程進行推導[1]。例如：量綱分析法是采用量綱為一的準數(shù)代替影響過程的多個變量，使“變量”數(shù)減少，大大降低了實際工作量；復雜問題分解法，在學習吸收過程時，由于溶質(zhì)在不同相間轉(zhuǎn)移，對其分析帶來了很多麻煩，采用復雜問題分解法，把吸收過程分解為在氣相中擴散傳遞——相界面的溶解——在液相中的擴散傳遞三個過程，然后分別進行分析，得到與實際相符的傳質(zhì)機理；其次還有當量長度法，把復雜的工程對象簡化處理，得到與實際結(jié)果相符合的結(jié)論等。這些方法論教學將有助于學生工程類學科與基礎(chǔ)學科區(qū)分開，有助于學生工程觀念的建立。

3　小結(jié)

綜上所述，為了使學生可以更牢固地掌握化工原理基本知識，學會從工程的角度分析解決問題，就要求教師精心準備教學內(nèi)容，激發(fā)學生學習興趣，同時在教學方法、教學內(nèi)容、教學手段等方面顯示工程性，讓學生通過化工原理的學習，不僅僅學會各種單元操作的原理、計算、選擇，同時提高從工程角度分析解決問題的能力，啟發(fā)引導學生自主分析和解決化工實際問題，使化工原理教學效果得以提高。

[1]錢立武,郭紹義,盛敏剛,等.化工原理教學過程中培養(yǎng)學生工程觀點探討[J].廣東化工,2014,41(4):113,119.

[2]葛奉娟.化工原理課程的教學實踐與探討[J].廣東化工,2014,41(20):156.

[3]丁育林.案例教學與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[D].南京:東南大學碩士學位論文,2005.

2016-06-21

李臻(1986-)，女，講師，研究方向為功能材料及電化學，電話：15038286358。

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