浅谈如何提高《分离工程》课程的教学质量

2019-02-16姚媛媛李成帅陈艳红

山东化工 2019年8期

姚媛媛，李成帅，陈艳红

(中国石油大学胜利学院,山东东营 257000)

《分离工程》是化工专业的一门核心专业课程，在《物理化学》、《化工热力学》、《化工原理》等课程基础上，运用相平衡、热力学、动力学、传热、传质和动量传递等理论来研究化工生产中混合物的分离与提纯问题[1]。《分离工程》课程内容涉及面广、跨度大、知识点多等特点，大多数学生反映该课程理论性较强且公式繁多、上课听不懂，课下看不懂，这在一定程度上打击了其学习的积极性和主动性。甚至部分学生对该课程丧失信心，彻底放弃，这种畏学的情绪和厌学的心理，极大地影响了学生对理论知识的掌握和课程的教学质量[2]。笔者针对目前这种负面现象结合多年教学实践，就如何提高课程教学质量提出自己的几点建议和体会。

1 精选教材内容，优化授课学时

《分离工程》内容繁多，授课学时有限，不能全部讲述，因而精选教材内容及优化授课学时对提高课程教学质量尤为重要。依据选取教材时应注重科学性、通用性和实用性，课教材可选用青岛科技大学叶庆国主编的《分离工程》。该教材以“实例-原理-模型-应用”模式组织教材内容，具有重点突出，难点分散且应用性较强等特点，有利于培养学生的综合应用能力[3]。此外，叶庆国主编的另一部《分离工程学习指导与习题集》可作为配套辅助教材，这样可形成一整套合理的教材体系[4]。

《分离工程》理论学时压缩，优化授课学时也就显得十分紧迫。由于该课程部分内容与其它课程内容存在重叠现象，需对课堂理论学时做出相应的调整。例如：第二章多组分分离基础的理论内容与《物理化学》和《化工热力学》部分内容出现重叠，可以将原来10学时调整为6学时。同理，第六章分离过程及设备的效率与节能授课学时也可以由原来6学时减少为4学时。合理的课时安排可以使教师在授课时能自主的选择性知识点的复习与讲解，这样既可摒弃繁琐、重复的教学，又可以节余理论学时，节余的6学时可以相应增加到其它章节的学习中。比如，第三章精馏授课学时可相应增加2学时，第五章多组分多级分离的严格计算可增加2学时，第七章其他分离方法增加2学时。如此调整使得教师在授课过程中既讲述原有理论知识又添加了部分体现学科发展前沿的新技术、新工艺，可有效调动学生学习的积极性和主动性。

2 改进授课方式，丰富教学方法

《分离工程》中的许多公式都具有冗长、复杂的推导过程，导致部分学生在听课的过程中难以跟上授课进度，听不懂则易产生厌学情绪。这就需要教师改进教学方式来避免这种情况发生。比如，教师授课重点应侧重公式的应用计算而不是公式的推导过程。教师还可以结合具体案例，提出问题，活跃课堂气氛，启发学生积极思考，从而激发学生的学习热情，有助于培养学生的工程意识和能力，也显著增强学生课堂听课效果[5]。例如，在讲述萃取精馏时，以达标回收生产甲乙酮的有机废水为案例，安排学生分组讨论甲乙酮废水中的叔丁醇和乙醇的分离方案，包括回收的流程、能耗以及萃取剂用量等内容。通过运用这种教学方式有助于学生树立工程的观念。

此外，教师在授课过程中还可以采用对比的教学方式，将一些具有联系和区别的教学内容放在一起进行对比讲解，找出异同点，从而达到预期教学效果[6]。例如，多组分精馏可与二元组分精馏进行对比讲解，萃取精馏可与共沸精馏对比讲解，严格法计算与简捷法计算进行对比等等，通过相关知识的对比讲解有助于学生加深理解和记忆。总之，合理的教学方式可以激发学生的学习热情和内在潜能，使学生对知识的汲取由被动变主动[7]。

为达到预期的教学目标，教师在授课时除了改进教学方式，还要采用多种教学方法。由于《分离工程》课程实践性和理论性较强，学生在听课时会感觉很抽象、晦涩，对知识点的掌握存在一定难度。教师可以紧扣教材，按照“实例-原理-模型-应用”模式组织教学内容，制定授课方案，将复杂的知识点分解讲述。当然，教师还可以采用多媒体、视频以及动画等教学手段，将复杂的分离原理、流程和设备内部结构展现给学生，使复杂的问题变简单，抽象的概念更直观。通过采用简明扼要且生动形象的教学方法，能极大激发了学生的学习兴趣，有助于学生对理论知识的掌握与加深[8]。

由于《分离工程》涉及大量复杂计算，多数情况下均要使用计算机编程求解，而部分学生对编程也是无处下手，手算更是不切实际。教师可以将Aspen Plus化工计算软件引入到课堂教学中，可有效帮助学生解决编程计算的问题，还可以增强课堂教学效果。

除此之外，教师还应鼓励学生参加全国大学生化工设计大赛。通过参加竞赛，学生不仅可以综合运用和提升自己的专业知识，还锻炼了他们的工程实践能力。以参赛为平台来培养学生在新工艺、新设备、节能降耗等方面的工艺设计理念和创新思维能力，同时，对团队协作的精神、吃苦耐劳的品质和坚忍不拔的毅力的培养也起到了积极的作用[9]。

3 注重实验教学，结合实践科研

为使学生树立工程观点，培养学生分析和解决问题的能力，还可将课堂教学环节延伸至实验教学中。实验教学相对于课堂理论教学而言，更加具有直观性、实践性、综合性、探索性和启发性等特点[10-11]。在实验教学过程中，教师可以通过介绍实验装置、讲述分离原理和工艺流程来帮助学生对课堂理论知识的理解和加深。以甲醇-丙酮混合物的分离和提纯为例，提前布置实验内容，让学生以小组为单位自行设计实验方案并分析方案的可行性。教师讲评实验内容包括萃取精馏原理和实验流程、萃取剂选择以及过程分析计算等知识点。通过实验教学可以帮助学生进一步消化课堂理论知识，可获得良好的教学效果[12]。借助实验教学能有效提高学生的工程实践能力和感性认识，不再仅仅停留在理论学习的层面上。

另外，化工生产实践是对课堂理论知识的验证和补充，通过生产实践的现场观摩不仅能培养学生的动手能力，还可提高学生的工程技术素质[13]。化工专业学生进行生产实践之前应具备一定的理论基础，通过实践教学环节来强化课堂理论知识。因此，理论教学和化工生产实践是相辅相成、不可或缺的。

同时，教师在授课过程中还可以将有关该课程的科研内容适当的引入教学活动中，通过布置不同内容的课题进行分组讨论，鼓励学生课下查阅相关文献资料完成该课程体系知识的积累与拓展。这种结合科研的授课方式既有助于学生对课堂知识的理解和加深，又可开阔他们的知识面，从而提高学生的学习兴趣，激发他们的求知欲和参与精神。

4 改革考核方式，激发学习热情

《分离工程》课程传统的考核分数为70%期末考试成绩+15%考勤+15%课程作业。部分学生平时不认真听讲，考试前采用搞突击，死记硬背知识点来通过考试。这种考核方式不利于工科学生分析和解决问题能力的培养。需对现有的考核方式进行完善。新的考核方式为20%课堂表现+15%课程作业+15%大规模作业+50%期末考试成绩。这种考核方式降低了期末考试成绩的比例，相应增加试卷之外的权重。其中课堂表现除了考勤还增加了课堂回答问题以及随堂测验等环节；大规模作业包括以小组为单位通过查阅文献资料以小论文形式完成的某些课题。这种新的考核方式既激发了学生的学习热情又锻炼了其查阅文献、总结知识的能力，有效提高学生的综合素质[14]。