项目导向教学法在干燥单元过程教学中的实践

张 伟

(枣庄学院 化学化工与材料科学学院，山东 枣庄 277160)

化工单元过程是化工类专业的最重要的专业课程之一，干燥单元是其中一个重要组成部分，干燥过程在化工领域乃至整个工业领域都有着广泛的应用。在传统的教学过程中都是以教师为主体，而学生则是被动地学习，这种填鸭式的教学方式不能激发学生的学习兴趣，学生的学习积极性不高，不利于创新精神的培养，经常导致课堂上教师讲的很辛苦、学生学的很累，课堂效率却不尽如人意，最终的结果是影响了高校应用型专业人才的培养[1]。我们在此希望通过使用项目导向教学法，实行理论、实践一体化的单元式教学，使学生更好地熟悉干燥过程的原理及相应的干燥设备，同时通过干燥过程实训的实践加深对干燥理论知识的掌握，对于培养化工类学生的工程实践能力和职业技能都起着极其重要的作用[2]。

项目导向教学法是将某一门专业课程按特点分为若干个技能单元模块，每个技能单元模块作为一个教学项目，然后在这个模块中实施理论和实践一体化的单元式教学方式，每个模块单元教学都以应用该单元模块的知识或技能去完成一个具体的任务来结束，完成这个模块之后再进行下一个技能模块的学习。总之，项目导向教学法就是为完成某一具体的工业任务而展开的模块化的教学行动。同时，在教学内容的安排上，改变传统的以知识点为主线的方式，改用项目为主线，将项目拆分为若干个具体的任务，以完成任务所需的知识点为线索，精心安排教学内容，最终师生共同完成项目，在完成项目的过程中，学生获得了相关模块的知识。

1 项目布置及实施

传统的干燥单元的学习是以知识点为主线的，如先介绍湿空气的性质及湿焓图，然后是干燥过程的物料衡算和热量衡算，再然后是物料中水分和干燥时间的计算，最后介绍干燥设备的类型以及干燥设备的设计。在这样一个学习过程中，学生都是比较被动的接受知识，完全是教师主导的填鸭式教学，学习效率不高，同时学习过程中难以获得完成任务时成就感。而采用项目导向教学，则能鼓励学生积极地思考，同时在完成某一小任务时，教师可以及时的给予正面评价，这样可以充分调动学生的学习积极性，培养了学生的团队意识和探索精神。

在学习干燥单元过程之前给学生下达一个任务：某聚氯乙烯(PVC)生产厂家，其产品聚氯乙烯树脂的生产能力是9000t/a,要求产品中水分含量要求低于0.3%，而前一工序得到的聚氯乙烯浆料中含有大量的水分，含量为3%(均为质量百分数)，请拟定一个合适的方案，完成此任务。

1.1 项目任务分析

任务下达之后，引导学生将这个项目任务具体分析：要将聚氯乙烯粗产品的含水量为由3%降到0.3%以下，这是一个固体物料的去湿任务，要完成该去湿任务，首先必须明确物料的去湿方法有哪些？本任务应该选什么方法？当去湿方法确定后，还要明确什么样的流程？什么样的设备？操作条件如何？设备如何操作？

通过任务的分析，明确了完成任务的目标，将项目任务拆分为以下若干个小的任务：(1)选用除湿方法(2)干燥类型的选择；(3)除湿的流程及设备的确定；(4)操作条件的确定；(5)技能训练。

1.2 项目实施

1.2.1 选用除湿方法

化学工业中常用的除湿方法有：机械去湿法、物理去湿法、干燥等。通过对比分析可知，采用机械去湿法消耗能量较少，但是只能除去物料中的一部分水分，去湿度不高，不能完成已给的工业任务(产品中水分含量低于0.3%)。物理去湿法是使用分子筛、硅胶等吸附剂来除湿的，只适用于小批量的物料，不能完成已给的工业任务(9000t/a)。为了使去湿的操作经济而有效，选择干燥去湿方法，常先用机械去湿法除去物料中的大部分湿分后再进行干燥以获得合格产品。

1.2.2 干燥类型的选择

干燥方式可以分为：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥等。在这几种干燥方式中传导干燥中热量以热传导的方式通过固体壁面传给湿物料，热能利用率高，但是物料温度不易控制，容易过热变质；辐射干燥虽然生产强度大，产品清洁且均匀干燥，但是能耗高；而介电加热干燥只适用于小批量物料干燥；对流干燥热量以对流的方式传给湿物料，并带走汽化后的湿蒸汽，在对流干燥中，干燥介质的温度容易控制，被干燥的物流又不易过热。

然后根据工业任务可知原料聚氯乙烯的耐热性较差，软化点仅为80℃，并且130℃开始分解变色，并析出HCI气体。因此综合考虑：聚氯乙烯的去湿任务，我们只能选择对流干燥方式。

1.2.3 除湿的流程及设备的确定

典型的对流干燥流程有以下几种：空气加热的对流干燥、废气部分循环的干燥流程、返料干燥的干燥流程。同时，介绍干燥设备，最后学生分组讨论，确定干燥器的类型，教师进行点评。这样学生在完成任务过程中，需要自己不断去寻找知识，变被动学习为主动学习，调动起学生的学习热情。

图1 干燥流程图

图2 气流干燥器发

1.2.4 操作条件的确定

确定的干燥流程和干燥设备，那么接下来的任务就是要解决选择干燥介质，选好干燥介质还需要确定其用量以及干燥介质含水量等条件。在这里我们可以给学生介绍湿空气的性质及湿焓图，确定干燥介质用量需要进行物料衡算和热量衡算，这和传统的以知识点为线索完全不同，我们是围绕解决具体的项目而进行的。根据任务我们选择不饱和空气作为干燥介质，不饱和空气和湿物料气流干燥器中应该是逆流，假设其初温为25 ℃，相对湿度为50%，空气经过预热后达到150 ℃，离开干燥器时的温度为45 ℃，湿度为0.05kg水/kg干空气。按年生产时间300天计算。最后根据计算得出风机的风量为769.4 m3/h。

1.2.5 技能训练

主要通过仿真实训和单元实训来锻炼学生的操作技能，通过干燥器的设计来提高学生的整体综合能力。干燥单元实训以喷雾干燥器为例，通过干燥浓缩的洗衣粉溶液制得洗衣粉颗粒，并测其含水量。

a.分组，布置任务

b.选择干燥介质，叙述干燥流程; 确定干燥操作条件

c. 计算空气消耗量及干燥系统热效率

d.计算干燥时间、产品的干基含水量等数据

产品的干基含水量X：

g1： 产品质量，g。

g2： 绝干产品质量，g。

图3 喷雾干燥器装置图

表1 干基含水量数据记录表

在实训过程中会遇到各种各样的实际问题，如干燥湿物料前，为什么要将冷空气预热？为什么要先开启风机，后接通加热器电源加热？湿物料在干燥器内干燥的时间无限长，是否会得到绝干物料？通过在实训过程中导入问题，培养学生的自主学习精神，培养理论联系实际的能力，通过实训的科学组织实施，促进了学生对干燥单元知识的掌握。

2 考核与评价

有效的考核是确保教学质量的重要手段,这种项目导向教学过程中要及时对学生在完成项目中的表现进行反馈评价，要学生可以更有针对性的完善不足之处。考核评价应包含学生项目完成过程中的参与度、合作意识、安全意识、独立思考能力等方面的综合评价。

3 结语

通过在干燥单元过程中引入项目教学法，整个学习环节学

生是主角，教师扮演的是观察、引导者。首先通过项目的布置，引导学生对项目进行分析和整理，同时让学生以组为单位，探讨解决任务的方法，学生变被动学习为主动学习，根据任务需要学生去寻找知识点，学生在完成任务的过程中需要组员的配合，这也培养了学生的团队意识。总之，项目导向教学法在干燥单元过程中的实施，有效的提高了学生的积极性，提高了教学效率，达到了预期的教学效果。

[1] 苟建霞,解胜利.《化工原理》项目化教学改革探讨[J].化工时刊，2010，24(8):69-71．

[2] 陶贤平.化工单元实训教学改革与探讨[J].南通职业大学学报，2009(9):51-54.