《化工原理》绪论课教学的重要性及授课策略

林艳红,袁晓玲,张桐江,孟繁雨

(吉林大学，吉林　长春　130012)



《化工原理》绪论课教学的重要性及授课策略

林艳红,袁晓玲,张桐江,孟繁雨

(吉林大学，吉林长春130012)

化工原理是应用化学专业的专业必修课之一，对学生从自然科学转到工程科学的学习上起到承上启下的作用。然而，由于所涉及的单元操作内容繁杂、工程性强，如何激发学生的学习兴趣是开展绪论教学的重要内容。我们通过在绪论课教学中介绍化工的发展简史、讲授化工与化学的区别，了解单元操作与生活常识的联系，提高理科学生对化工专业的认识。激发学生对学习化工原理的兴趣，增强教学效果。

化工原理；绪论；讲授策略

化工原理是化学工程及其相近专业的一门专业基础课,是以化工生产过程中物理加工为背景，研究若干单元操作的基本原理和规律、典型设备的构造、设备工艺尺寸的计算及设备的选型等内容。通过该门课程的学习，培养学生分析、解决工程实际问题能力，为专业课的学习打下良好的基础。因此，化工原理在基础课和专业课之间起着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。然而在实际的教学过程中，要想真正达到教学目的仍然具有一定难度。究其原因，可以归纳为以下几个方面：(1)由于我们学院是国家理科基础科学研究和教学人才培养基地的化学专业点，学生们有着丰富的理论化学基础知识和扎实的实验技能。然而本门课程属于工程科学，与原来所学的高等数学、化学等自然科学课程有较大差别。如何让学生的思维方式从严谨的科学思维切换到工程思维是化学专业教师面临的一个普遍性的问题。(2)由于该门课程涉及了有关动量传递、热量传递以及质量传递的化工单元操作，课程内容范围广，需要掌握的知识点多且杂，但课时却有限。如何在有限的时间里将知识清晰、系统地传授下去是一个值得探讨的问题。(3)由于该门课程涉及化工生产过程中的各个单元设备，而学生还没有进行生产实习，对常见的有关化工生产过程中的设备、管路以及其结构缺乏直观的认识，从而造成学习理解困难。如何让每天与精致的玻璃器皿打交道的学生能够对化工生产过程的庞然大物有充分的理解，如何能让学生迅速了解化学与化工之间的密切联系，激发学习化工的兴趣，调动学习的积极性，是化工原理教学过程中面临的首要课题,而完成该项课题的首要任务就是讲好化工原理的第一课——绪论。

1　绪论教学中工程观念的培养

人们常说绪论是开宗明义的第一篇[1-2]。一个优秀的教学导入环节，不但能够起到画龙点睛、启迪思维的作用，更重要的是能够激发学生强烈的学习兴趣和求知欲望。有些教师没有认识到绪论课的重要性，忽视甚至省略绪论课的教学过程，严重影响了今后的教学效果，给学生以后的学习带来了不必要的麻烦。其实，绪论课的教学更像授课者自导自演的“独幕剧”[3]，即经过严格的剧本(教案)编写、精彩的剧情(课堂)设计以及用心的表演(讲授)，带给学生一部不一样的电影。因此，根据所教授的化学学院学生特点，在化工原理课程讲授之前，我们重点向学生介绍化学与化工的内在联系与区别，从两者的思维方法、研究对象、研究方法和使用设备四个方面逐一进行对比，使学生建立初步的工程观念。通过两者的对比讲解，让学生有种既熟悉又陌生的感觉，激发他们的学习兴趣。这部分的讲授尤其注重有关化学和化工中所用设备的讲解。通过两种装置的图片对比，使学生对今后所学的内容有一个感官的认识。例如在化学实验中，我们的反应装置通常选用一个圆底烧瓶，冷凝过程则由一个冷凝管完成，得到产品后的分离我们通常采用简单的蒸馏操作。并且实验过程中玻璃仪器大小的选择无需进行精确的计算，只是凭借经验进行。然而在化工生产过程中，实验室中的瓶瓶罐罐则不能满足生产需求。例如圆底烧瓶被反应釜取代，换热器则完成了冷凝管工作。而要想得到较高纯度的产品，大型的精馏塔代替了蒸馏装置……。更重要的是，由于化工生产是在一个密闭设备里进行，这就要求我们在进行产品设计之初，需要根据生产任务进行相应设备的设计和选型。如何进行设备的尺寸设计？设备的内部结构是什么样？与我们所用的化学合成过程中的仪器有何不同？讲授绪论课时留下悬疑与问题，可以激发学生的求知欲望，增强学习兴趣，提高学生的工程意识。

2　绪论教学中工程魅力的展示

单纯地通过图片进行化工过程的展示并不能真正调动起学生的学习积极性，抽象的内容介绍也无法让学生真正理解化学与化工的关系[4]。因此，为了使学生对化工生产有个更直观的体验，对化工单元操作有更深刻的认识，我们在开学的第一课，给同学们播放有关高年级学生在化工厂实习的视频。视频里面有熟悉的老师向同学们介绍化工工艺流程，典型的化工设备以及化工仪表，也有师哥师姐对他们学习的鼓励。看到工厂里密密麻麻的管线和高高大大的设备，同学们不时地发出感叹声，就连一个大大的阀门特写都能引起学生们的阵阵议论。通过这样教学环节的设计，即让学生们感受到工程科学的巨大魅力，又打消了学生对工程问题的恐惧心里，同时也激发了他们对所学内容的无限想象和期待，我想这是学好这门课程的必备条件。

3　绪论教学中体现教学内容的内在联系

我们知道，任一化工产品的生产实际上是“三传一反”的过程。化工原理重点讲授其在化工生产中除化学反应以外的物理加工过程，包括动量传递(流体流动、流体输送机械、沉降与过滤)、热量传递(传热)和质量传递(吸收、蒸馏、干燥、萃取)单元操作。尽管内容很多、很杂，但我们在绪论教学中，首先向学生介绍主要学习内容，即若干单元操作以及在化工生产中的作用。随后给学生呈现一个清晰的知识脉络。告诉他们尽管单元操作各有特点，但每个单元操作都是按照基本原理的介绍、遵循规律的探讨、数学模型的建立以及所需设备的设计四大部分进行讲解。这样，通过知识结构的梳理以及清晰脉络的呈现，预先消除学生在学习上的顾虑，克服畏惧心理，主动并信心十足地把化工原理课程学好。

4　绪论教学中引入生活常识联想

由于化工原理所涉及的单元操作，例如传热、蒸馏、干燥等内容是学生在化学学科的学习中涉及的内容，这样就会使学生产生误解，认为这些单元操作都已经学过，导致从一开始就对该课程的学习失去了兴趣。因此，为了增强化工原理课堂教学的生动性，突显化工原理内容的重要性，我们在绪论教学过程中引入生活常识，并用化工原理知识进行合理解释。例如在介绍传热的内容时，提出“夏天开电风扇为什么凉快？“为什么暖气的外表面是翅片式的？为什么冷冻的食品放在水里会比放在空气中解冻的快？”等等问题，通过这些问题的提出，引出了相关的化工原理知识，并给予合理的解释。由生活例子讲起，拉近了理论与实际的距离，学生听起来也聚精会神[5]。这样的开篇无疑可以调动学生学习兴趣，让他们真正感受到化工单元操作实际上就在身边。

5　结　语

绪论课在整个课程教学中特殊的教学地位和意义要求我们要上好开篇第一课，为《化工原理》课程的学习开创一个良好的开端，使之在工程思维和工程意识方面打下坚实的基础。

[1]杨卓娟,杨晓东.关于高校课程绪论教学的思考[J].中国大学教育,2011(12):39-41.

[2]银秀菊,岑忠用,陆俊宇.无机化学绪论课教学改革初探[J].广州化工,2015,43(2):187-188.

[3]王亚君,栾加双.绪论教学在大学授课过程中的重要性探讨[J].新课程研究,2008(10):57-58.

[4]马志刚,姚瑰妮,姚赟,等.化工原理教学的探索与思考[J].广州化工,2014,42(5):170-171.

[5]晏丽红,杨宗政.激发学生学习兴趣 活跃课堂教学气氛——化工原理课堂教学方法的探索和实践[J].化工高等教育,2014(1):105-109.

The Importance of Introduction in the Teaching Process of Chemical Engineering Principle and Its Teaching Strategies

LIN Yan-hong,YUAN Xiao-ling,ZHANG Tong-jiang,MENG Fan-yu

(College of Chemistry,Jilin University,Jilin changchun 130012,China)

Chemical Engineering Principle is one of professional required courses on the Applied Chemistry major,which plays a connecting role from the natural sciences to applied science.This course will introduce you to a number of principles and concepts that are fundamental to chemical engineering.Therefore,it is very important for introduction teaching to inspire the students’learning interest.During the teaching of introduction,the development of chemical engineering and the difference of chemical engineering and chemistry were introduced.The relationship of unit operations and common senses were also explained to improve the understanding for this major,inspire students’learning interest,and then improve the teaching effect.

Chemical Engineering Principle; introduction; teaching strategies

林艳红(1971-)，女，副教授，主要承担《化工原理》及化工实验的教学工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)06-0205-02