化工原理课程存在的问题及对策

李　臻

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南 郑州　450002)



化工原理课程存在的问题及对策

李臻

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南 郑州450002)

化工原理是一门工程性较强的学科，针对这一特点，本文提出创新教学手段、理论联系实际的方法提高学生学习的积极主动性，同时在教学过程中通过不同形式的案例教学以及工程问题的方法论教学，提高学生的工程意识，最终达到化工原理课程的教学目标。

化工原理 ； 工程意识 ； 教学

化工原理在基础课和专业课之间起着承上启下、由理及工的桥梁作用。其教学内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，研究若干“化工单元操作”的基本原理、化工设备的选型、单元操作的计算以及过程问题的分析处理[1]。即化工原理课程既包含了较深的基础理论知识，又有很强的工程性和实践性，所以通过化工原理课程的教学，培养学生的工程观念，为后续专业课的学习打下良好的基础这个目标显得尤为重要。但长期以来，《化工原理》在一直是老师难教、学生怕学的专业基础课，只有解决了教与学的矛盾，才能达到化工原理教学的真正目的。

1　《化工原理》教学中存在的问题

①学生学习缺乏积极主动性。由于化工原理的课程内容难理解、公式多，一直以为被学生认为是一件苦差事。并且该课程在现行教学方法中，以讲授为主，特点是教师讲授多，学生独立思考学习少，所以学生学习过程中的积极主动性没有得到调动，最后导致教学效果差。②工程意识差。化工原理是一门工程性很强的专业基础课，通过这门课的学习，建立工程观点，为以后的专业课学习及工作打下良好的基础。但多数学生仍然用学习基础课的方式学习，记大量的公式、做大量的习题，最后导致学生对化工知识和工程实践了解甚少，所学习的知识和实际生产生活无法联系起来，没有达到课程的最终目的。

2　解决方案

2.1创新教学手段

使用现代计算机软件，提高学生学习兴趣。对于初涉工程领域的学生而言，对化工过程和设备缺乏认识，但化工原理课程涉及很多复杂的化工设备结构以及复杂的操作原理。传统的教科书加板书模式，是静止的、抽象的，该方法无法形象地、逼真地展现设备的内部结构与工作原理，即使教师费劲心思画图讲解，学生仍然难以理解其过程机理和复杂的结构原理，结果事倍功半[2]。

随着计算机软件的发展，教师可以学习动画、视频等软件，制作设备结构组装视频，让学生更加直观地了解其结构、工作原理、操作以及运行中会遇到的问题，使教学内容在课堂上有很强的实物感，使课堂内容丰富生动，使抽象的概念具体化，提高学生的学习兴趣。例如：在讲解精馏塔以及吸收塔设备时，塔设备种类繁多、结构复杂，用传统的板书上课很难达到教学目标，如果教师可以使用动画设计软件，让学生直观地学习塔设备的结构、组装以及工作原理等，会使学生的印象更加深刻，有利于提高教学质量。

2.2理论联系实际，激发学生兴趣

兴趣是最好的老师、是调动学生学习积极性最好的方法。面对公式多、内容多的化工原理课程，很多学生无法把所学知识和实际生活联系起来，最后导致学生对这门课程失去兴趣。因此在课堂教学中，要理论联系实际，激发学生学习兴趣。例如：讲解密度随温度的变化情况时，提出空调和暖气的不同安装条件；讲解流体静力学方程式时，提出饮水机的水流速为什么可以保持恒定；讲解连续性方程时，提出软管浇花时，捏扁管子流速的变化；讲解伯努利方程时，提出为什么在高速运行的火车周围比较危险，讲解到传热时，讲解导热系数时，提出为什么羽绒服比较保暖；讲解边界层分离时，提出风速很大的台风可以把参天大树连根拔起，却对纤细柔弱的小草不起作用。

2.3案例教学法，建立学生工程观念

面对学生工程意识普遍较差的情况，提出采用案例教学法。案例教学法是指在教师的精心组织和指导下，根据教学目的和教学内容的需要，运用精选过的知识案例，引导学生自主探究式学习，提高学生分析解决实际问题能力，建立学生工程观念的一种教学方法[3]。所以，在整个学习过程中，案例的导入对学生工程观念的建立非常重要。

2.3.1开题案例法

在课程的开始或者每一单元操作讲解前，可以介绍一个化工生产的案例，让学生在课程的开始了解本课程或者本单元操作的实际意义，有助于加强学生对所学内容重要性的认识，同时让学生更加清晰的了解所学内容的应用场合，这样既保证了教学质量，同时强化了学生的工程观点，达到了教学目标。例如在化工原理第一节绪论课时，以氯乙烯的化工生产过程为例，让学生明白哪些内容是化工原理所解决的问题，哪些内容是反应工程所解决的问题。让学生在课程开始时，就建立工程的概念。

2.3.2细节案例法

在授课过程中，针对某一知识点，教师找到工程实践中存在的问题，通过问题的分析解决引出知识点。这样对提高学生解决实际问题的能力具有十分重要的作用。例如讲解“离心泵的气蚀现象和安装高度”一节时，结合工厂在不同季节，离心泵发生的不正常现象入手，引入气蚀现象以及安装高度的概念，掌握影响离心泵工作的条件，这样使学生的学习有更加直观。

2.3.3综合案例法

在课程结束或者某个单元操作结束时，可以提出一个综合案例，让学生充分利用所学知识解决工程问题，例如：换热器的改造、精馏塔的改造等，这样可以引导学生综合利用所学知识，提出合理的改造方案，同时对操作的经济性进行分析。由于这样的学习过程涉及的知识点较多、实践性较强，是建立学生工程观念的重要手段之一。

2.4掌握处理工程问题的方法，提高学生工程意识

在化工生产过程中，单元操作的顺利完成非常重要，同时单元操作是十分复杂的，工程上对于单元操作问题的分析，有着区别于理论的研究方法。比如在之前的理论基础课学习过程中，公式的推导分析都是建立在严密的基础上，但是对于单元操作这样的工程问题，要抓住问题的关键、把握过程的实质，忽略一些次要因素，将复杂的工程问题简化处理，以便对实际过程的数学描述以及方程进行推导[1]。例如：量纲分析法是采用量纲为一的准数代替影响过程的多个变量，使“变量”数减少，大大降低了实际工作量；复杂问题分解法，在学习吸收过程时，由于溶质在不同相间转移，对其分析带来了很多麻烦，采用复杂问题分解法，把吸收过程分解为在气相中扩散传递——相界面的溶解——在液相中的扩散传递三个过程，然后分别进行分析，得到与实际相符的传质机理；其次还有当量长度法，把复杂的工程对象简化处理，得到与实际结果相符合的结论等。这些方法论教学将有助于学生工程类学科与基础学科区分开，有助于学生工程观念的建立。

3　小结

综上所述，为了使学生可以更牢固地掌握化工原理基本知识，学会从工程的角度分析解决问题，就要求教师精心准备教学内容，激发学生学习兴趣，同时在教学方法、教学内容、教学手段等方面显示工程性，让学生通过化工原理的学习，不仅仅学会各种单元操作的原理、计算、选择，同时提高从工程角度分析解决问题的能力，启发引导学生自主分析和解决化工实际问题，使化工原理教学效果得以提高。

[1]钱立武,郭绍义,盛敏刚,等.化工原理教学过程中培养学生工程观点探讨[J].广东化工,2014,41(4):113,119.

[2]葛奉娟.化工原理课程的教学实践与探讨[J].广东化工,2014,41(20):156.

[3]丁育林.案例教学与创新人才培养[D].南京:东南大学硕士学位论文,2005.

2016-06-21

李臻(1986-)，女，讲师，研究方向为功能材料及电化学，电话：15038286358。

G642.0

B

1003-3467(2016)09-0062-02