关于《化工原理》课程教学改革的思考

摘要：《化工原理》课程是一门很重要的专业基础课，是从理论到工程、从基础过渡到专业的桥梁。要提高学生的综合素质与创新能力，就要在《化工原理》教学中，在教学过程中培养学生工程意识，突出工程观点；在教学方法上强调工程；在教学评价体系中以工程为核心。

关键词：化工原理；课程；教学改革；工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）01-0098-02

《化工原理》课程是化工、制药、生物、环境等类专业的一门主要课，是一门工程观念很强的课程，该课程承担着从基本理论到实践工程、从基础理论到专业知识的纽带作用。该课程教学理念的先进与落后直接影响学生的业务素质和工程能力。

该课程在我国大学现行教学方法以讲授为主，其主要特征是教师讲授灌输多，大学生独立学习活动少。[1]这主要表现在：课程学时方面，用于上课的总学时多，大学生独立学习时间少；知识获取方面，学生是靠被动“听”，而不是靠主动“理解”；教学方法方面，单一讲授方法多，而多种有利于大学生能力提高的独立学习方法少，如自学、独立实验方法、社会调查方法、讨论方法和研究的方法较少；教学思想方面，“两个忽视”集中体现，一是在知识与能力关系上，忽视大学生能力培养，二是在教与学关系上，忽视大学生学习独立性的培养。同时，在新的该课程体系中，教学内容增加，而课时减少，要在有限课时内完成教学任务，保证教学质量不下降，就要对现行的课程教学进行改革。

要在有限课时内完成教学任务，保证教学质量不下降，就要在教学过程中强化学生工程观点。[2]学生对工程特点及对工程实际问题处理方法等知识了解甚少，因此，在该课程教学中，需要培养学生工程意识，突出工程观点；在教学方法上强调工程观点；[3]在教学评价体系中以工程为核心。这样可以加深学生对课堂内容的理解，巩固课程理论知识，而且使学生把所学内容进行理论联系实际、提高了学生的分析和解决问题能力，开拓了学生综合素质与创新能力。

一、在教学过程中突出工程的观点

《化工原理》这门课程要求学生在学习完后，具备单元操作和设备选择的能力、工程设计能力、操作和调节生产过程的能力以及过程开发或科学研究能力。要使学生具备上述能力，这就要求教师在上课传授知识时，在教学内容中突出工程的观点。

在《化工原理》的教学内容中，每个单元操作都可分解为动量传递、热量传递和质量传递这三种传递过程或者它们的结合。[4]传递的快慢直接影响生产效率的高低，也影响工程上的经济性。这三种传递的快慢是用“速率”表示的，因此，“速率”的观点在教学过程中应得到加强。

在应用《化工原理》课程解决工程问题时，不仅需要从理论上探讨解决问题的可能性，还需要考虑技术上的可行性和经济上的合理性，这就要求学生在设备选型、设计及操作时获得更有利于生产实际的参数，如流体最佳流动速度的确定，合适管径的选择，其他最佳操作参数的确定等。要解决这类问题，就要用到“优化”的观点，所以，“优化”的观点在教学过程中也应得到重视。

在《化工原理》的教学内容中，除了上述工程观点外，还有解决更复杂问题的因次分析法、数学模型法、参数综合法和过程分解法等等，[5]这些工程观点在解决实际生产问题时相当重要，也是学生在学习过程中最不容易理解掌握的内容，这部分内容在教学过程中应得到加强和重视。

二、在教学方法上强调工程

教学方法是不断发展，更新的。教学方法的发展和更新是社会发展对人才质量要求的结果；是科学技术发展促进教学手段改进的结果；也是知识更新速度加快的结果。《化工原理》是工程性很强的一门课程，课程涉及的教学内容多、复杂而且抽象，学生不易理解，教学难度大。教师在有限的时间里传授学生更多的教学内容，学生在有限的时间里掌握更丰富的内容，这就要求在教学方法上进行改进，在教学过程中结合工程实例，强化学生工程意识，让学生感到学有所用，激发学生的学习兴趣。

1.采用新的教学手段，培养学生工程意识。该课程实践性强，其研究对象是单元操作。其理论内容包括设备中所发生的物理过程；所涉及机械的基本结构、工作原理；各种气液、液液、气固、液固间的传热、传质过程和各种操作状况。这些理论内容往往抽象难懂，为使学生掌握这些内容，就需要很强的直观、具体、形象的教学要求。常用的传统板书教学采用的是静止、平面、抽象的教学方式，该方式无法形象、逼真地展现单元操作中的现象和设备内部结构与工作原理，学生难于理解并掌握上述教学内容，也就谈不上对教学内容的灵活应用。现代科学技术为传统教学方法缺陷的改进提供了技术手段。计算机辅助教学（CAI）是传统教学方法缺陷改进的技术手段之一。在该课程教学中，把难于用板书表现的生产过程，设备结构和工作原理可以通过计算机多媒体技术视频、动画、图像等手段进行表达，这样使得教学内容在课堂有很强的实物感，既增加课堂的信息量，使课堂内容丰富生动，又使抽象的教学内容易于理解，对教学质量的提高有着极为重要的意义。尤其是某些花费较高和难于理解的实验、如流体流动现象和不正常的操作现象都可以在计算机上多次再现，比如雷诺实验、泵的气蚀、气缚现象、非牛顿流体特性及换热器的传热过程等。

2.选择新课型，增强学生工程意识。在教与学的关系上，既要肯定教师的主导作用，也要肯定学生既是受教育的对象，又是具有主观能动性的认识的主体。教学的目标是使学生具有独立获得知识，分析和解决问题的能力。在传统板书的教学过程中，只重视知识传授，忽视学生学习能力培养，片面强调教师作用，忽视学生学习独立性，必然阻碍学生能力的提高。因此，在教学实践上，改革现行的教学模式便成为一项十分紧迫的任务。在教与学的课型体系中，有不同课型的基本理论和教学模式，如“参与型”、“研究型”、“辩论型”、“案例型”和“咨询型”等。在实际教学过程中可依据教学内容进行选择。

在“参与型”课型中，让学生参与到教学活动中，使学生感到自己是学习的主人，在参与过程中掌握知识。在“研究型”课型中，注重学生依据所学知识对未知问题的探索能力，培养学生创新能力。在“案例型”课型中，通过工程实例，培养学生应用所学知识分析、解决问题的能力，在此过程中以掌握技能为中心。在“辩论型”课型中，允许学生对所学知识发表自己的观点，学生在辩论中对模糊的知识点明确。在“咨询型”课型中，以学生自学为主，教师起引导作用，提高学生的自学能力。学生在这些教学活动中学习积极性得到加强，也提高了学生的工程意识。

3.实验教学过程中提升学生工程意识。化工原理课程实验工程性较强，设备及工艺流程复杂。为激发学生学习兴趣和提高学生工程实践能力，就需改革和完善现行的实验教学，提升学生工程意识。在实验教学内容上，除了原理验证性实验外，应增加设计性实验和综合性实验，把实验内容和加工过程中的生产技术相结合，和科学研究内容相结合。在实验教学手段上，运用现代教育技术把不易开设的实验进行多媒体直观演示。把学生参加的课外科研活动和实验教学内容相结合，培养学生工程意识。

4.在课程设计中实践工程观点。课程设计是培养学生综合运用课程基本理论和知识解决实际问题，按照科学的研究方法，建立正确设计思想，提高分析、解决问题能力的重要教学实践活动。我们应该在在设计过程中采用“少讲、多练和勤思考”的原则，让学生自己动手，教师进行引导。加强学生工程基本技能的训练，如绘图、工艺流程的选择、工程计算、设备选型和经济评价等。这促进了学生的思维能力、分析判断和设计能力的培养，为后续专业课课程设计及毕业设计奠定了良好基础。

三、在教学评价体系中以工程为核心

化工原理课程是一门技术基础课，其中很重要的作用，是培养学生树立工程概念，具有综合应用所学知识，解决实际问题的能力，而不是通过突击复习应付考试。因此《化工原理》这门课程的教学评价体系应以工程为核心进行考核。

在评价学生对化工原理课程掌握程度时，我们之前采用的是传统纯知识记忆考试方式以及终结考评形式进行考查，这种考查形式会在一定程度上约束学生思维的模式，挫伤其学习的积极性。

该课程既包含了许多属于知识记忆性的内容，如基本概念、基本理论，同时也包含了许多技能技巧性的应用内容。在闭卷试题类型上偏重于对知识的理解能力和工程应用能力。开卷试题围绕解决某一个问题，培养学生综合应用所学知识解决问题的能力，开卷试题也有可能是一个大作业。

对化工原理课程进行教学评价时，在最终成绩评定过程中，把以前的终结考评变成为形成性考评，提高平时成绩在总评成绩中的比例。笔者尝试了化工原理课程的教学评价，方法是评价时以工程为核心，在每章讲授结束后，给学生布置一道综合题或总结题，要求学生限时独立完成，对上交的内容进行考查、评价，把成绩计入总分。由于该方法加强了学生平时学习，利于基本知识的积累，学生不再进行临时突击，减轻期末考试的压力，也改变了以前学生成绩分布不均匀的状况，起到了良好的效果。

参考文献：

[1]金鸣林.化工原理课程的教学思考[J].华东冶金学院学报（社会科学版），2000，2（3）：72-74.

[2]段东红，郝晓刚.《化工原理》教学实践环节的改革[J].太原理工大学学报（社会科学版），2002，20（4）：80-82.

[3]李功样.“化工原理”课程的教学改革实践[J].广东工业大学学报（社会科学版），2002，2（2）：48-50.

[4]刘伟民，赵杰文，马海乐，等.源于《化工原理》的《食品工程原理》教材编写创新研究[J].化工高等教育，2011，（6）：96-99.

[5]刘伟民，傅亮，柴春祥，等.单元操作类教材中一些疑难点的分析[J].化工高等教育，2010，（6）：95-98.