提高“化工分离工程”课教学质量的探索

刁显珍

“化工分离工程”是高等学校化学工程与工艺专业的一门专业基础课，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等技术基础知识后开设的一门专业主干课。它利用前期课程中介绍的有关相平衡、热力学、动力学、分子及共聚集状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系的分离和提纯技术［1］。通过本课程教学，要求学生掌握化工分离工程的基本理论和基本计算方法，为学生学习后续课程和解决实际化工生产和设计中的有关问题打下基础。本文结合化工分离工程课程的特点和重要性等方面，总结出了提高该课程教学质量的几点措施。

一、强调课程重要性，提高学生学习积极性

“化工分离工程”课程具有工程应用背景强、计算过程复杂和多采用计算机编程求解等特点［2］。往届学生普遍认为该课程难学、难懂，这些说法一定程度上影响了刚接触该门课程的学生的学习积极性；同时，这门课程是在大学第六学期开设，当学生在学习物理化学、化工原理、化工热力学等难度较大的课程后，相当一部分学生已经对化工相关课程产生了畏学情绪和厌学心理。针对这些现象，教师应该在授课时反复向学生强调该课程的重要性，结合我校背靠石油化工、冶金钢铁强大的专业背景，举出石油化工、冶金钢铁等相关行业中各种类型分离技术的应用及其重要性；向学生阐明学科的发展同人类社会的进步息息相关，提高学生的学习积极性，淡化其畏惧厌学心理，为该课程教学的顺利开展做好铺垫。另外，在该课程讲授过程中，针对学科前沿与高新技术，教师有必要向学生列举相关实例阐述各种分离方法与高新技术的关系，进一步增强学生对分离工程知识的好奇心，提高学生学习的积极性。

二、采用启发式教学，提高学生学习主动性

所谓启发式教学，就是指根据教学目的、教学内容、学生的知识水平和掌握知识的规律，运用各种教学手段，采用启发诱导办法传授知识、培养能力，使学生积极主动地学习，促进身心健康地发展。启发式教学不是具体的教学方法，而是一种教学思想、教学原则和教学观。它是以调动学生的积极性和主动性为出发点，科学地引导学生开动脑筋，积极思考，融会贯通地掌握知识，形成技能，发展智力［3］。对于化工分离工程这样逻辑性很强的学科，它的许多结论都要在一系列推倒之后才能得到，众多的公式，冗长的推导，教师在教学中的方法和手段对于提高学生的主动性、能动性十分关键。所以，在教学过程中教师可以通过创造良好的学习氛围、举出实例、适当提问等方式来激发学生的学习热情和内在潜能，变被动为主动，不断提高教学效果和学生学习能力，而不是靠死记硬背、题海战术、加班加点等办法来提高学生成绩。

三、教学与科研实验结合，提高学生创新能力

化工分离工程是一门理论与实际结合紧密的学科，通过课堂的学习，学生对理论知识的掌握并不牢靠，如果在教学过程能够将理论知识与科研、实验结合起来，对于即将毕业学生的毕业设计以及打算报考研究生的学生都能够起一定的指导作用。化工分离工程课程除了讲授比较传统且应用成熟的分离技术（蒸馏、吸收、萃取、吸附等）之外，还要介绍一些新型分离技术，如双水相萃取、超临界流体萃取和膜分离技术等的基本原理和应用。这些分离技术是近几十年才发展起来的，由于内容较新颖，因此在工业生产中的应用虽然具有一定优势但并不成熟。为了能够更深入地了解和掌握这些分离技术的基本原理和应用，可以将相关理论知识与科研实验结合起来。因此，学院开设了开放实验室，鼓励学生参加科技创新实验，利用课余时间参与到科研工作中。在学习了课堂理论知识的基础之上，学生通过计算机网络查阅有关文献资料，明确研究内容，制定实验方案，并按实验方案进行相关实验研究。通过这样的实践过程，既锻炼了学生的动手能力和巩固了分离工程的理论知识，同时也锻炼了学生的科技创新能力，为以后的毕业设计和科研工作奠定了良好基础。

在教学中将教材与科研相结合，学生积极性比较高。学生不但能够掌握相关的基本原理及其应用，更重要的是这样的实践教学能够激发学生的学习兴趣，让更多的学生参与到其中。

四、增设模拟软件，提高学生综合能力

在化工分离工程的学习中，涉及到复杂的相平衡常数计算、泡露点计算、闪蒸计算、单级平衡分离计算、精馏、吸收等过程的严格计算，一直是老师和学生很头疼的事情。在以往的教学中，老师只能讲解简捷计算方法，对严格计算法涉及很少，而严格计算法往往更接近工程实际。因此，如把模拟软件与该课程结合起来，对于一些较复杂体系的计算就会更方便、更快捷。ASPEN （Advanced System for Process Engineering）是一种大型通用流程模拟系统，是美国ASPEN TECH公司于上世纪80年代推向市场的适用型流程模拟软件，它用严格和最新的计算方法，进行化工单元和全流程的模拟运算［4］。ASPEN模拟软件虽然是一种具有强大功能的通用过程软件，具有友好的用户界面和丰富的帮助系统，但是要熟练掌握这种软件并且能够灵活应用对于老师和学生都具有较大难度和挑战。不仅要求具有较好的英语水平，而且要具备良好的物理化学、化工热力学、化学反应工程等相关基础理论知识。因此，学院每年都组织参加西南地区举办的“化医杯”化工设计大赛和全国化工学会举办的“三井杯”化工设计大赛，鼓励更多热爱化工、喜欢挑战的学生参加到一个项目的设计当中。这样既能促进学生对理论知识的巩固，激发学生学习软件的热情，掌握软件的基本操作方法，又能锻炼学生们的设计能力、团队协作能力、经济核算等综合能力，从而提高他们的社会竞争力。

五、产学研结合，提高学生解决实际问题能力

为了进一步强化化工分离工程的理论知识，培养学生实际解决问题的能力，能够更快走上工作岗位适应社会的能力，学院长期与石油化工相关行业合作，如长寿化工厂、中石化集团四川维尼纶厂、南充炼油厂、涪陵建峰化工厂等，积极建设校外实习基地。为了让学生有更多机会接触到生产实际，在人才培养方案的制定中，包含了认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节。每年学院约有400名化学工程与工艺专业的学生到校外参加不同类型的实习，同时也需要十几名专业教师参加到学生的实习当中。在实习过程中，教师不但要保证学生的安全，而且要根据教学大纲和实习指导书，制定实习实施计划表，明确详细的实习内容、实习目的和实习要求，对学生不解的问题可以进行针对性的解答。通过实习，学生可以将之前学习的化工原理、化学工艺、化工分离工程等理论知识与生产实际联系起来，对疑惑不解的问题能够及时与技术人员进行现场解答。通过实习，不但增强了学生对学习理论知识的兴趣，而且学生通过自己的观察发现问题、提出问题，然后现场解决问题，提高了学生的实际应用能力。

同时，更应该珍惜在校内的每一次实践机会，鼓励更多的学生参加与化工相关的竞赛。化工设计大赛是一项综合性的化工设计竞赛，是学生综合知识的体现，不仅要求学生具备良好的化工专业基础知识、英语知识、经济专业相关知识等，而且要求对CAD、ASPEN、PROП等软件知识比较精通。化工设计大赛是一项团队间的竞赛，是一个团队力量的体现，通过这样的比赛，不但能够培养学生的实践技能和创新能力，而且能够培养学生的团队协作、吃苦耐劳的思想作风。这样的比赛，是理论知识和实践能力的结合，不但能够提高学生学习的积极性和主动性，而且提高了学生解决实际问题等方面的综合能力，所以学生参与的积极性比较高，而且年年都取得了较好成绩，在2012年和2013年的竞赛中都分别获得了全国二等奖、西南赛区一等奖的好成绩。

六、结语

化工分离工程是高等学校化学工程及工艺专业的一门专业基础课，该课程的教学质量对学生学习后续课程和解决实际化工生产和设计中的有关问题具有重要意义。因此，在教学中教师应该反复强调课程重要性，提高学生学习的积极性；采用启发式教学方法，提高学生学习的主动性；将理论知识与科研实验、实践紧密结合，提高学生的实践能力、创新能力、解决实际问题能力等综合能力，从而不断提高教学质量。

[1]魏光涛，张琳叶.提升化工分离工程教学效果的几点体会[J].广东化工，2010（37）.

[2]翁连进，王士斌，李夏兰.分离工程教改实践的体会[J].化工高等教育，2005（1） .

[3]黄永春，等.启发式教学在生化分离工程课程中的实践[J].广西工学院学报，2007（1）.

[4]刘家麒.分离过程[M].北京：化学工业出版社，2008：66．