苑 靜, 蔣向輝

(凱里學(xué)院,貴州 凱里 556011)

《化工原理》課程是化工、制藥、食品工程、環(huán)境等專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是綜合運用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識解決化工生產(chǎn)中各種物理過程的工程科學(xué)。主要研究各單元操作的基本原理、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝尺寸設(shè)計和設(shè)備選型的共性問題[1]，在完成由學(xué)生到技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的環(huán)節(jié)中起著重要的作用?；ぴ韺嶒炇菍⒒ぴ砝碚撆c實踐聯(lián)系起來的重要環(huán)節(jié),是理論課的重要輔助和補充,屬于工程實驗范疇,是化學(xué)工程相關(guān)學(xué)科的重要實驗課[2]。

凱里學(xué)院學(xué)生大部分是貴州籍學(xué)生，以少數(shù)民族地區(qū)學(xué)生為主，生源單一。由于整體教育水平相對落后，化學(xué)基礎(chǔ)知識薄弱，三個專業(yè)學(xué)生的化學(xué)知識入學(xué)水平相差不大，對于化工原理的學(xué)習(xí)難度很大。凱里學(xué)院材料和化學(xué)專業(yè)在大三、制藥專業(yè)在大二開設(shè)了化工原理課程，都是48學(xué)時。由于沒有化工原理實驗室，2016年引進了化工原理實驗仿真軟件，使用計算機輔助教學(xué)，一人一臺計算機，獨立操作。其中化學(xué)專業(yè)2017年開設(shè)了16學(xué)時的仿真實驗，制藥專業(yè)2018年將開設(shè)16學(xué)時的仿真實驗，材料專業(yè)沒有開設(shè)仿真實驗。仿真實驗在高校中一般作為基礎(chǔ)實驗預(yù)習(xí)時使用，為的是讓學(xué)生盡快融入工程訓(xùn)練中。由于沒有條件開設(shè)化工原理基礎(chǔ)實驗，凱里學(xué)院將仿真實驗做為一門獨立的實驗課單獨考核計入學(xué)分。

面對這種現(xiàn)狀，作為該課程的教師，有必要研究如何把握少學(xué)時，難度大工科課程的特點，使化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生在較短的時間內(nèi)掌握大量的信息，盡快樹立工程的觀念，完成理論和實踐的結(jié)合等問題。通過研究發(fā)現(xiàn)只有結(jié)合學(xué)生實際情況，對化工原理課程進行改革和完善,才能使化工原理課程達到較好的教學(xué)效果。

1 上好緒論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

緒論是一門新課的第一節(jié)內(nèi)容，學(xué)生對一門新課往往都充滿著好奇和熱情，化工原理緒論的目的只有一個，讓學(xué)生明白此門課程與以前學(xué)過的有機化學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)是性質(zhì)完全不同的學(xué)科，是研究將化學(xué)家們的研究成果怎么開發(fā)成生產(chǎn)的規(guī)模，是直接將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一門工程學(xué)科。是科學(xué)實驗和化工生產(chǎn)的橋梁，是直接為人類服務(wù)的創(chuàng)造價值的勞動[3]。前面學(xué)習(xí)的化學(xué)知識是培養(yǎng)化學(xué)家，化工原理學(xué)習(xí)的是化工生產(chǎn)知識，培養(yǎng)的是化工專家，此門課程在石油化工、氯堿工業(yè)、硫酸制造、制糖業(yè)、制漆業(yè)、水泥、玻璃制造業(yè)等化工領(lǐng)域都會用到。學(xué)習(xí)化工原理課程不僅在工業(yè)生產(chǎn)上有用，對日常生活中也有利。比如我們要學(xué)到傳熱，貴州的冬天沒有取暖，隨著生活水平的提高，大家在樓房中安裝地?zé)岬热∨O(shè)備，怎么才能耗能少而最優(yōu)化的取暖等實際問題，在學(xué)習(xí)化工原理時能懂得其理論依據(jù)，是一門應(yīng)用性和實用性強的課程。對每一章中涉及到生活中的具體應(yīng)用的例子都事先告訴學(xué)生，讓他們對課程有所期待，最大限度地調(diào)動學(xué)生對此門課程的學(xué)習(xí)積極性。

2 完善考核體系從多方面考核評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果

明確學(xué)生期末成績由三部分組成：期末卷面成績60%，期中考試成績20%，平時20%(包括作業(yè)10%，回答問題5%，出勤率5%)，使學(xué)生重視平時上課回答問題并提前預(yù)習(xí)做好答案；使學(xué)生的出勤率提高，沒有無故缺課的學(xué)生；學(xué)生上交作業(yè)很積極，字跡工整并能根據(jù)作業(yè)內(nèi)容積極提問題；通過期中考試使學(xué)生熟悉大學(xué)考試模式和題型、題量，增強了學(xué)生的信心，尤其是化學(xué)基礎(chǔ)知識很弱，對學(xué)習(xí)化學(xué)已失去信心的學(xué)生，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果。

3 重視實驗教學(xué)，增強感性認識

化工原理實驗是與理論教學(xué)同步的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實驗工程性強，設(shè)備和流程復(fù)雜，其基本任務(wù)是使學(xué)生加深理解和鞏固化工原理課程中的理論,培養(yǎng)學(xué)生解決化學(xué)工程、生物工程等有關(guān)領(lǐng)域問題的能力并掌握一定的實驗操作技能,要培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)離不開基礎(chǔ)性的化工原理實驗。凱里學(xué)院沒有化工原理實驗室，利用仿真軟件增加學(xué)生對實驗流程、設(shè)備的了解,掌握實驗設(shè)備的使用方法、實驗過程中實驗參數(shù)的變化趨勢,使學(xué)生基本了解實驗操作過程及數(shù)據(jù)變化規(guī)律。因此教師在化工原理仿真實驗課上主要采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生運用學(xué)過的知識，自己探索，獨立思考，獨立解決問題。學(xué)生進入實驗室后對照裝置圖，逐一查明實驗裝置的每一個部分，熟悉實驗流程和步驟，對實驗中的一些閥門的開關(guān)和注意事項要完全掌握[4]，并且要弄清楚實驗要測哪些數(shù)據(jù)，不能心中沒數(shù)而稀里糊涂地做實驗。在實驗中要放手不放眼，注意觀察各組學(xué)生的實驗操作效果，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,建立以學(xué)生自我訓(xùn)練為主、教師指導(dǎo)為輔的實驗教學(xué)模式,以達到最優(yōu)的教學(xué)效果。

4 注重教學(xué)方法和教材內(nèi)容處理，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性

由于課時少內(nèi)容多，必須對教材內(nèi)容進行適當(dāng)取舍。面對化工原理龐雜的知識和較少的講授學(xué)時,靠教師用有限的課時在課堂上面面俱到的講授化工原理的知識是不可能的,這就需要教師在教學(xué)上進行教材內(nèi)容處理以面對這種局面。對于不同的專業(yè)，授課內(nèi)容有所側(cè)重才能有針對性地教學(xué)。比如與制藥專業(yè)有關(guān)的分離過程(沉降與過濾、蒸發(fā)、蒸餾、吸收、萃取、干燥等)只重點講解蒸餾、吸收、干燥。流體流動與流體輸送機械及傳熱，兩個專業(yè)都重點講解。

授課教師主要講授基本概念、基礎(chǔ)原理和應(yīng)用，減少公式推導(dǎo)過程，用有限的時間介紹更多的單元操作過程?？梢韵戎v授經(jīng)典的單元操作,教學(xué)生怎么去把握這些知識,然后教授學(xué)生怎么去分析單元操作的過程,建立三傳(傳質(zhì)、傳熱、動量傳遞)模型。有些教學(xué)內(nèi)容甚至可以安排在實驗室結(jié)合設(shè)備進行講解，比如板式精餾塔的操作及塔板效率的測定這個實驗項目。首先針對板的開孔率、孔徑、加熱電流大小等方面提出問題,讓學(xué)生圍繞提高板效率的問題去查閱文獻,獲得由實驗數(shù)據(jù)到生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)的資料；然后讓學(xué)生對材料進行歸納,找出規(guī)律性和特殊性的東西；最后上機進行仿真實驗時心中才能有數(shù)。通過以上措施的實施,不僅加強了學(xué)生分析問題的能力,而且極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時,通過查閱文獻開闊了學(xué)生的視野,讓學(xué)生了解了更多的化工新技術(shù)、新裝備。教學(xué)實踐證明,設(shè)置問題查閱資料是培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力的一種好方法[5]。

教學(xué)過程中不能忽視與學(xué)生的互動?；ぴ碛嬎泐}公式多，比如一個傳熱計算題，可能涉及到總傳熱速率方程、熱量衡算方程、總傳熱系數(shù)公式、平均溫差公式、換熱器面積計算公式等，在有限的時間內(nèi)將大量的公式記憶下來并應(yīng)用不是一件容易的事情。在背課前要充分了解學(xué)生前期課程的學(xué)習(xí)情況，因材施教，對學(xué)生多鼓勵多肯定，最大限度地調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮學(xué)生的潛力。

5 理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)工程觀念

為使學(xué)生加強工程觀念，在講課時將大量的化工工程裝置展示給學(xué)生，將原理與化工生產(chǎn)實際案例相結(jié)合，知識講解更加生動，吸引學(xué)生。例如用鋼管輸送原油，為完成輸油任務(wù)，根據(jù)油管最大承受壓力，中途需設(shè)置幾個加壓站？換句話說怎么設(shè)置加油站合理？家里進行取暖，安裝多少取暖設(shè)備可以滿足家里的取暖?這些都要通過化工原理的學(xué)習(xí)才能會計算，才能使學(xué)生逐步樹立工程觀念，全面提高學(xué)生解決工程實際問題能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。

經(jīng)過2017年一學(xué)期，化學(xué)專業(yè)、制藥專業(yè)和材料專業(yè)三個專業(yè)48學(xué)時化工原理教學(xué)內(nèi)容和方法的探索，化學(xué)專業(yè)本學(xué)期考試卷面成績在60分以下的學(xué)生占6.5%；85分以上占56%。制藥專業(yè)本學(xué)期考試卷面成績在60分以下的學(xué)生占10.8%；85分以上的占21.6%。材料專業(yè)本學(xué)期考試卷面成績在60分以下的學(xué)生占10%；85分以上的占35%?；瘜W(xué)專業(yè)的學(xué)生成績明顯高于另兩個專業(yè)，我認為16學(xué)時的仿真實驗在教學(xué)中起到了極大的輔助作用，雖然學(xué)時少但是學(xué)生通過仿真實驗加深了化工基礎(chǔ)理論的理解，記憶深刻，因而成績較高。制藥專業(yè)和材料專業(yè)沒有安排化工原理仿真實驗，由同一名教師授課但材料專業(yè)學(xué)生成績優(yōu)秀率高于制藥專業(yè)，這與兩個專業(yè)課程的安排有一定的關(guān)系，針對凱里學(xué)院學(xué)生的化學(xué)知識底子薄現(xiàn)狀，個人認為制藥專業(yè)在大二就安排上化工原理課程有些早，大三安排化工原理課程比較合適。

化工原理是所有化工類和相關(guān)專業(yè)人才必須掌握的一門課程，建立合理的、完善的化工原理和化工原理實驗教學(xué)體系和教學(xué)模式可以有效提高教學(xué)質(zhì)量,可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力、理解能力和創(chuàng)造能力，能夠增強學(xué)生的工程意識。

[1] 王韻芳，李雙志，攀彩梅，等.化工原理教學(xué)中的幾點體會[J].化工高等教育，2012，29(1)：66-70．

[2] 趙清華，高煥方，許俊強，等.化工原理實驗教學(xué)中工程觀點的培養(yǎng)[J].化工高等教育，2010,27(1)：37-39．

[3] 李忠玉，徐 松，張玉華，等.化工原理課程設(shè)計教學(xué)改革與實踐[J].化學(xué)工程與裝備，2011,30(10)：216-217．

[4] 周愛東,王 慶,楊紅曉.仿真技術(shù)應(yīng)用于化工原理實驗教學(xué)的創(chuàng)新實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2007,24(03):84-86.

[5] 周艷軍，張啟儉，趙永華，等.強化化工原理教學(xué)改革 培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2014(23)：44-45．