《化工原理》少学时教学改革思考

肖杨　陈胜慧

［摘要］对近年来非化工专业的少学时《化工原理》课程在理论教学、实验教学及实践环节等方面的教学改革进行了思考总结。指出为了缓解教学内容多与学时少的矛盾，有力提高学生工程意识和在工程实践中分析问题和解决问题的能力，应充分利用先进电子设备和现代化教学手段，全方位调动学生学习积极性。

［关键词］化工原理教学改革课程建设

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2012）08-0096-02

《化工原理》课程不仅是我校化学工程与工艺专业的核心课程，而且还是材料化学、应用化学、环境工程、生物工程及药物制剂等非化工专业的一门技术基础课。对非化工专业学生来说，本课程学时少，而内容多，涉及的知识面广泛，工程实践性强，各单元操作过程相互独立，设备类型多种多样，且结构复杂。笔者在教学实践中对非化工专业少学时《化工原理》课程从理论教学、实验教学以及实践环节等方面进行了改革尝试。

一、理论教学方面

《化工原理》课程现有的理论教学改革取得了一定的进展，但还存在不足。我们从教学内容、教学方法、教学手段三个方面进行了改革探索。

教学内容上，不仅对教学计划和教学大纲进行修改，同时还对已有的流体流动、流体输送机械、沉降与过滤、传热、精馏、吸收、干燥、蒸发、气液传质设备、萃取等章节作不同程度的增减。概括地讲，本课程主要介绍动量传递、热量传递及质量传递的基本原理；主要学习典型设备的构造、操作原理；学习设备计算、选型及实验研究方法。该门课程的目的是培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中的各种工程实际问题的能力，强调理论与实际结合，提高分析问题、解决问题的能力。基于此，在教学实践中，与后续单元操作联系紧密的基本原理从过程描述、数学建模到工程应用都探求深入浅出、通俗易懂，使学生轻松掌握并印象深刻；与后续单元操作或设备应用的联系不是太要紧的理论推导可以概括小结方式带过以节约学时；教学内容除了讲授“三传”基本理论外，适当介绍新型分离技术如膜分离、超临界流体萃取等，使教学内容与时俱进，使学生的知识视野和时代同步。

教学方法上，以多样化形式调动学生的积极主动性。课堂上采用启发式教学，从不同的角度、用不同的方式引入问题，深入浅出，并结合实例来说明问题，力避呆板、枯燥，力求概念清楚、条理清晰、结论明确。在教学实践中，我们尝试了“倒叙法”，即在讲解某一章节内容时，并不按教材上先讲概念、定义、基本方程的推导、工程实际应用这样的内容顺序，而是首先给出实际生活中遇到的问题，然后引出方程并推导，穿插基本概念和定义，随后回到问题上并详细解答。比如，在讲解流体流动时，我们首先提出：如何将液体从低位槽送至高位槽？显然需要外加能量，外加多少才够？以此引导学生分析问题，进而想办法解决这一问题，就是要弄清楚伯努利方程、连续性方程。推导这两个方程时，将基本概念与定义讲述清楚，最后将最初提出的实际问题解答。又如在讲解精馏章节时， 先绘出一个精馏塔的示意图，问：要分离某两组混合液体至某一纯度，那么该设计多少层塔板或多高的填料层才能满足要求？带着问题，分析精馏过程原理，引出理论板概念、恒摩尔流假定，推导操作线方程、相平衡方程及进料线方程、回流比的选择方法，最后回到塔高的计算上来，解决工程实践问题。利用这种倒叙方式，促进了学生积极思考，课堂讨论氛围活跃，教学效果显著提高。

教学手段上，充分利用现代化教学设备，提高效率。对非化工专业开设《化工原理》课程中最突出的问题就是学时少与内容多的矛盾，充分利用多媒体技术可以有效缓解这一矛盾。大量的黑板板书占用大量的教学学时数，为了在有限的学时内完成教学任务，我们自己编制了少学时《化工原理》多媒体电子教学课件，可以节省原来黑板书写推导公式、板书流程示意图或设备结构图的时间，用于对基本概念、原理的深入剖析或例题解题思路的分析上。

二、实验教学方面

化工原理实验教学改革方面，我们自己编写了与现有实验设备相匹配的实验讲义，内容包括实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤等 。对于有些单元操作，我们采用了计算机仿真软件来辅助教学，能够加深对课堂教学中理论知识的理解，进而培养学生对实验的兴趣，调动学生参加实验的积极性，提高实验操作能力。

为了更好地开展实验教学，我们购置了化工原理实验数据处理软件等数字化资源，有利的地方是，学生不仅能在电脑上进行实验预习，在学生完成实验操作后，能够快捷方便地处理大量实验数据，在有限的时间里尽快完成实验报告，减少学生数据处理工作量，提高学习效率。

三、实践环节方面

应该说，化工原理实验是实践教学的一部分，但这里提到的实践环节主要是指课程设计。化工原理课程设计是综合应用化工原理和有关选修课程所学知识，以单元操作设备及其主要辅助设备为主，进行化工工艺设计的实践环节。

以某反应设备的工艺设计为设计对象，根据给定的设计任务，算出主要设备的主要工艺尺寸，选定设备型号，并对附属设备进行计算和选用。通过课程设计，培养了学生运用化工原理课程中的基本理论知识组织工程设计的能力及分析问题与运用知识解决工程实际问题的能力，增强了学生的工程观念。

四、结语

我们发现在少学时《化工原理》课程教学中，通过改革与实践，能够激发学生对本门课程的学习兴趣，提高教学质量，有利于培养学生的创新意识，增强学生的工程应用能力，提高学生的工程意识和实践能力，与新世纪对高素质创新人才的需求相适应。

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［责任编辑：钟岚］