面向非化工专业化工原理教学改革的研究与探讨

李鸣明+卢春兰+毛璟博+王雪峰+王卫京+张晓琳+詹世平

摘要：化工原理是非化工专业中一门重要的技术基础课， 亦是一门理论与实践紧密结合的工程性课程。根据各专业特点，探讨面向非化工专业的化工原理课程理论教学、实验教学、课程设计三环节的改革与实践，能够更好的为社会培养具有创新精神和实践能力的高素质专门人才。

关键词：非化工专业；化工原理；教学改革

【中图分类号】G642

化工原理是化学工程与工艺、过程装备与控制工程、应用化学、环境工程、生物工程、制药工程等专业开设的一门理论与实践紧密结合、工程实践性强的课程，是自然科学领域基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。化工原理教学内容包括理论教学、实验教学、课程设计三个教学环节，应在这门课程的教学中使学生尽早建立工程意识，树立工程概念，培养学生工程思维、技术经济思维的能力，使学生能用工程观念分析、解决工程中的实际问题。

对于非化工专业，化工原理是由理到工起重要桥梁作用的专业基础平台课。但是由于化工原理理论教学中既有严谨的理论推导，又有实践经验的总结，同时在课程的各个章节中涵盖了大量化工设备的选型与设计知识，实践性强，难于理解；非化工专业化工原理理论课课时较少（一般为32课时或48课时）；学生几乎从未接触过化工实际生产， 工程观念不强， 对于工程设备的种类结构及其操作缺乏直观认识，对知识接受较慢；课程的这些特点给“教” 与“学” 都带来了许多挑战。本文在传统的化工原理教学基础上，综合各专业特点，探讨面向非化工类专业的小课时化工原理课程体系，对其教学内容和教学方法做了如下改进。

1、理论教学环节的改进

1.1 阐明化工生产与非化工专业生产间的内在联系

对于大部分非化工专业，化工原理一般安排在三年级上学期，此时学生刚学完公共基础课，尚未正式接触专业课程，对专业知识及未来可能从事的工作对象了解不多，因此初学化工原理且感觉与本专业知识相差较大时，会打击学习积极性与能动性。因此，在开始化工原理课程的正式讲授前，讲授者应向学生着重阐明讲解该课程与其专业实际生产之间的内在联系，指明两类操作间的异同点，使学生充分认识到化工原理课程在专业学习中的重要性，才能从根本上提高学习主动性，在学习化工原理课程的同时建立起对本专业生产过程的普遍认识。

1.2 根据专业特点整合调整教学内容

化工原理课程的改革须紧紧围绕着该专业的培养目标和特点来进行，同时课程的设置必须满足社会需求。以制药专业为例，相比化工类专业， 化工原理教学学时要少得多，一般为32课时。因此，如何在有限的学时内，引导同学们在掌握基本化工操作知识的基础上，学会分析制药生产的过程原理、操作要领等，是一个非常现实的问题。

因此，要结合开课对象的专业特点，将课程的内容大幅度精简，突出重点，加强课程教学的针对性，同时，讲授者应适当介绍学生自身专业的新型生产技术，介绍学科新的发展和跨学科的新动态。

1.3 增选与专业密切相关的习题例题

目前，很多高校对不同专业（化工、化学、制药、生物等）化工原理的教学均采用一样的教材、一样的习题、一样的考核等等。这种单一的教学模式已经不符合时代特点和学生的实际状况。在现今的化工原理教材中，计算例题多是为了说明某公式的应用而假定或编套的，对于非化工专业的学生，难以达到应有的示例效果。讲授者应根据专业特点，增选合适的习题例题，力求所授例题均来自于实际的专业相关生产过程，能反映生产实际问题，增加真实性，同时计算结果应符合常见的工程取值，可与工程实际相比较，加强学生对工程计算特点的理解，让学生在解题中逐步建立工程的观念。这样不但可以强化课堂教学的目的性，提升了教学效果；而且通过该类例题的讲解，极大帮助学生们培养和树立正确的工程观念，锻炼学生们的工程分析与逻辑思维能力。

1.4传统教学法与现代教学手段相结合

多媒体教学和板书教学各有优缺点，根据课程特点，结合各专业的特点，采用多媒体结合板书进行课堂教学。

化工原理是一门工程实践性很强的课程，涉及复杂的化工设备结构和大量复杂的工程计算，传统的板书教学往往枯燥乏味大有纸上谈兵之意，使学生感到讲解内容过于空洞和难于理解。而多媒体教学通过文字、图片、动画等形式有机组合，形象动态地展示了化工单元操作过程和设备结构，信息量大，增加感性认识，便于学生理解和掌握一些复杂抽象的过程，为课程教学手段的改革开拓了一个新的方向。例如， 在讲授离心泵的工作原理时，利用动画素材， 将叶轮运转、液体在泵内的流向、吸液和排液等逼真地呈现出来，从而使学生非常容易地理解了离心泵的工作原理、内部结构和操作时应注意的问题。

2、实验教学环节的改进

化工原理实验是以化工原理为基础的一门工程实验课程，化工原理实验再现化工过程现象和客观规律。通过实验使学生熟悉单元操作设备的结构及性能，掌握其操作方法，加深对理论教学内容的理解。在实验教学过程中培养学生的实验技能、科学研究能力和解决工程实际问题的能力。

笔者教研室根据各专业特点，选择有代表性的实验内容，将化工原理实验按照相应各章理论教学的顺序进行安排，化工原理实验的顺序为流体阻力、离心泵性能测定、过滤、传热、吸收、精馏和干燥。既避免了实验的盲目性，还有利于加深学生对新知识的感性认识。

3、课程设计环节的改进

化工原理课程设计是化工原理教学三大内容之一，是化工原理教学中综合性和实践性较强、 培养学生技术经济和工程观点的重要教学环节。通过课程设计使学生初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料和国家技术标准，正确选用经验公式，确定经验数据，运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和设计结果，同時树立实事求是的科学态度、正确的设计思想和严谨的工作作风，提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力，是对学生解决实际问题能力的一次全面的检验过程。

目前，在课程设计的选题过程中，寻找一些科研或生产中的实际问题作为题目，多为工艺计算量相对较少的换热器设计以及精馏塔设计，这样可以保证学生的主观能动性。设计内容包括设计方案简介、主要设备的工艺设计计算、典型辅助设备的选型和计算、工艺流程简图和主体设备工艺条件图等。

结论

综上所述，结合化工原理和各非化工专业的专业特点，笔者对非化工专业的化工原理课程的理论教学、实验教学及课程设计三个环节提出了几点建议，希望对小课时化工原理课程教学的提高有一定的借鉴作用，使学生尽早建立工程意识，树立工程技术观念，为后续专业课的学习打下良好的基础。

参考文献

[1] 黄德春，史益强，王志祥. 面向制药类专业的化工原理课程教改实践. 化工高等教育， 2009（3）：30-32.

[2] 张锋，王志祥，黄德春. 动画在制药化工原理教学中的应用. 药学教育，2006（22）；44-46.endprint