周　強(qiáng)　劉小文　劉　芳　丁滿花　林和成

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化工原理課程教學(xué)的實(shí)踐與改革探索

周強(qiáng)劉小文劉芳丁滿花林和成

（湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南永州 425199）

化工原理是化學(xué)化工類及其相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，本文從精選教材與課程內(nèi)容，課堂教學(xué)方式多樣化，實(shí)踐教學(xué)，考核方法等多角度闡釋化工原理課程教學(xué)的實(shí)踐與改革，以期達(dá)到培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才目標(biāo)。

化工原理；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)改革

化工原理在湖南科技學(xué)院化學(xué)、材料化學(xué)、制藥工程、生物工程等專業(yè)中均有開設(shè)，是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。相對其他專業(yè)課程而言，化工原理具有較強(qiáng)的實(shí)踐特性，其研究對象為化工單元操作這一類工程實(shí)際問題。同時(shí)，化工原理又是一門理論性很強(qiáng)的課程，從課程內(nèi)容上來說，解決工程問題時(shí)更多的是需要數(shù)學(xué)、物理和物理化學(xué)等基礎(chǔ)課程知識(shí)[1]，在開設(shè)該課程之前，學(xué)生所學(xué)的無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等課程對化工原理的學(xué)習(xí)實(shí)際上幾乎沒有幫助，所以對該階段的學(xué)生而言化工原理是一門全新的課程。在化工原理課程之后，上述專業(yè)一般還開設(shè)有化工原理實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐類課程。在這一系列的課程中，抽象的概念，繁冗的公式和復(fù)雜的計(jì)算對學(xué)生來說是較大的挑戰(zhàn)。

為使上述專業(yè)的學(xué)生初步具備工程觀念，有利于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用相關(guān)原理解決實(shí)際問題，化工原理教學(xué)的目的就是使學(xué)生了解、掌握化工生產(chǎn)過程中各單元操作的基本原理、基本工程處理方法及其設(shè)備的形式、設(shè)備設(shè)計(jì)的基本計(jì)算方法[2]。所以，化工原理在課程教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的綜合應(yīng)用能力。為此，我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了化工原理課程教學(xué)的實(shí)踐和改革。

1　精選教材，精心編排課程內(nèi)容

在教學(xué)實(shí)踐中，我們選用過多版本與多版次的教材，其中天津大學(xué)夏清，陳常貴主編《化工原理》（2012，上下冊，新版主編為夏清，賈紹義）我們使用至今。該教材曾被教育部評為“全國高等學(xué)校優(yōu)秀教材”，內(nèi)容上以單元操作為主線重點(diǎn)論述單元操作的基本原理，計(jì)算方法和典型過程設(shè)備[3]，章節(jié)按流體流動(dòng)、傳熱過程和傳質(zhì)過程順序進(jìn)行編排，每章都配有相當(dāng)數(shù)量的例題和習(xí)題。由于該教材內(nèi)容解析相當(dāng)精煉透徹，可簡可繁，較受各相關(guān)專業(yè)學(xué)生的歡迎。

我們化工實(shí)驗(yàn)室所用化工原理實(shí)驗(yàn)儀器是由杭州言實(shí)科技有限公司生產(chǎn)制造的，而實(shí)驗(yàn)課程沒有對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材，我們在實(shí)驗(yàn)儀器說明書的基礎(chǔ)上，針對教學(xué)實(shí)際，自編了一套實(shí)用的化工實(shí)驗(yàn)講義，學(xué)生使用起來非常方便。

而在課程內(nèi)容編排上，我們將每章的主干內(nèi)容進(jìn)行整合，講授過程中杜絕照本宣科，如在講流體流動(dòng)時(shí)，對流體靜力學(xué)方程，連續(xù)性方程和伯努利方程的原理、推導(dǎo)過程進(jìn)行重點(diǎn)分析，然后是這些重要方程式的應(yīng)用，配以典型例題和習(xí)題分析等；而傳熱則以總傳熱方程式為核心，將重點(diǎn)放在傳熱機(jī)理的解析，總傳熱系數(shù)、熱量衡算和傳熱溫差公式的推導(dǎo)之上；在講蒸餾時(shí)，由物料衡算和能量衡算得到的兩操作線方程，進(jìn)料方程，此為討論的重點(diǎn)；講解吸收時(shí)，由吸收擴(kuò)散機(jī)理引申出吸收過程速率及雙膜理論，再由物料衡算得出吸收操作線等重點(diǎn)內(nèi)容。從教學(xué)實(shí)踐效果來看，重點(diǎn)突出的教學(xué)方式使學(xué)生更易領(lǐng)悟，同時(shí)對課程其他內(nèi)容的理解和習(xí)題解答情況良好。

2　教學(xué)方式多樣化，課堂形式不拘一格

我國的大學(xué)生一般都從中學(xué)直接升入大學(xué) , 缺少工程實(shí)踐的感性認(rèn)識(shí) , 往往不善于將課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來[4]。解決這一矛盾我們采用的方法是工業(yè)見習(xí)，通過現(xiàn)場教學(xué)或參觀，使學(xué)生對化工生產(chǎn)實(shí)際有一定的了解和認(rèn)識(shí)。同時(shí)，由于化工原理是一門理論性很強(qiáng)的課程，有大量的數(shù)學(xué)公式，在物料衡算，能量衡算，平衡關(guān)系和過程速率等基本概念的闡釋中需要應(yīng)用較多的抽象的物理學(xué)原理[5]。在課堂教學(xué)實(shí)踐中，一般我們采用多媒體課件進(jìn)行課堂教學(xué)，但同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，公式的推導(dǎo)與例題習(xí)題分析用板書配合講解的方式效果比較好，可以根據(jù)學(xué)生的對其理解程度來控制節(jié)奏，所以我們始終將板書這一傳統(tǒng)的教學(xué)模式貫穿在課堂教學(xué)中。而對于典型過程設(shè)備的介紹，我們在課件中使用播放視頻和模擬動(dòng)畫進(jìn)行演示，這樣可以使學(xué)生完整地了解各個(gè)設(shè)備的基本構(gòu)造和工作原理，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)就能達(dá)到良好的教學(xué)效果。

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從課堂形式上我們作了一些新的嘗試，比如在講傳熱時(shí)，我們將課程設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合在教學(xué)中，先提出一個(gè)傳熱生產(chǎn)任務(wù)，要求學(xué)生根據(jù)該生產(chǎn)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)管殼式換熱器。具體教學(xué)流程如下：

在完成此類課程設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生需運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)這是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，且需要分工協(xié)作，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了提升。

另外我們還嘗試制作一些短的教學(xué)視頻以微課的形式發(fā)布在公共平臺(tái)上，可供學(xué)生課外隨時(shí)調(diào)閱。

3　注重實(shí)踐教學(xué)，提高綜合能力

依據(jù)本校專業(yè)培養(yǎng)方案，化工原理實(shí)踐環(huán)節(jié)包含了實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、工業(yè)實(shí)習(xí)等。我們開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有雷諾實(shí)驗(yàn)，管路流體阻力實(shí)驗(yàn)，離心泵特性曲線的測定實(shí)驗(yàn)，固體流態(tài)化實(shí)驗(yàn)，氣—液熱交換實(shí)驗(yàn)，精餾實(shí)驗(yàn)，吸收實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)基本涵蓋了傳遞過程各部分，通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以驗(yàn)證所學(xué)理論知識(shí)，加深單元操作基本原理的理解，進(jìn)一步了解典型過程設(shè)備的構(gòu)造和工作原理，提高計(jì)算與分析能力。

目前，已與我校建立長期合作關(guān)系的工業(yè)實(shí)習(xí)基地有湖南時(shí)代陽光藥業(yè)有限公司，湖南玉新藥業(yè)，湖南天地恒一藥業(yè)有限公司，湖南華納大藥房制藥有限公司，湖南恒偉藥業(yè)，湖南東健藥業(yè)，上海坤朋醫(yī)藥科技有限公司，我武生物有限公司，東莞徐記食品有限公司，江蘇盛世康禾生物技術(shù)有限公司，上海量健生物科技有限公司等。通過到企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí)，進(jìn)一步鞏固加深了學(xué)生在課堂所學(xué)過的理論和專業(yè)知識(shí)，同時(shí)，工業(yè)實(shí)習(xí)要求學(xué)生掌握各類產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和質(zhì)量監(jiān)控體系，是對學(xué)生綜合能力的一次全面檢驗(yàn)和提高過程，與我校培養(yǎng)應(yīng)用性技能型人才的目標(biāo)要求、提高學(xué)生實(shí)踐技能水平的宗旨相符合。

另外，我系正在籌建化工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，這一現(xiàn)代教育技術(shù)的引入，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂教學(xué)模式的改革意義重大。

4　多重考核方法，多方位評定

不同的學(xué)生適應(yīng)于不同的考核方法，所以對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評定必定是多方位的。根據(jù)我校相關(guān)要求，化工原理課程的學(xué)生成績包括平時(shí)成績和考試成績。其中平時(shí)成績我們從考勤，作業(yè)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)方面對學(xué)生進(jìn)行考核（占總成績30%），期末組織一次閉卷考試（占總成績60%）?；ぴ韺?shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)考勤（30%），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測定與處理（30%）和實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況（40%）。

化工原理課程教學(xué)的實(shí)踐與改革是一個(gè)長期的過程，需要我們不斷地探索，嘗試新的教學(xué)方法，跟蹤學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，與新的教學(xué)理念接軌，向國內(nèi)外的優(yōu)秀同行們學(xué)習(xí)，只有這樣，我們才能保持與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才。

[1]劉永新,梁英華.化工原理教學(xué)改革與建設(shè)[J].河北理工學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2002,(2):23-27.

[2]馬志剛,姚瑰妮,姚赟,等.化工原理教學(xué)的探索與思考[J].廣州化工,2014,(5):170-171.

[3]夏清,賈紹義.化工原理[M].天津:天津大學(xué)出版社,2012.

[4]杜郢,馬江權(quán),冷一欣.化工原理教學(xué)改革的探索[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,(1):75-76.

[5]劉琨.新世紀(jì)我?；ぴ碚n程改革的實(shí)踐與思考[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào),2000,(9):46-48.

（責(zé)任編校：何俊華）

2017－01－07

湖南省教育廳校企合作人才培養(yǎng)基地項(xiàng)目（湘教通[2015]274號）；湖南省普通高?！笆濉睂I(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目。

周強(qiáng)（1978－），男，湖南岳陽人，碩士，講師，研究方向?yàn)椴牧匣瘜W(xué)。

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1673-2219（2017）06-0053-02