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化学工程与工艺核心课程群的构建与整合

2020-01-12

化工设计通讯 2020年7期
关键词:热力学化工化学

陈 磊

(盘锦职业技术学院,辽宁盘锦 124000)

化工业的发展有助于社会经济的发展,因此一直受到我国的高度重视。在科学技术不断发展的今天,化工业的构局也在不断发展和变化。在新的课程教育中,需要将化学工程与工艺核心课程群相结合。进行构建和整合后的课程,更具有工程特色,课程的操作过程有助于课程群内的专业知识相互贯穿和结合,提高了学生多项能力的发展。同时两者的构建和整合使学生的专业覆盖面更广,学生可以在多个领域进行工作和研究,有助于精细化学品、高分子化工与工艺等方面的研究和应用。所以说,研究出合适的构建和整合方案,是未来化工业发展的有利途径。

1 化学工程与工艺核心课程群的构建与整合方案研究

1.1 构建与整合的基本框架

在对化学工程与工艺核心课程群进行构建之前,首先要设计出一个适用于课程的框架。在一个框架之中,必定离不开知识基础,化工中的热力学与传递过程原理就是化学工程与工艺核心课程群框架中的两大基石。在这一框架中,分离工程学理论以及反应工程学理论是主要框架支柱,支撑着整个课程群的理论知识学习。化学中的工艺学是最主要的研究部分,应该放在框架的顶层位置,研究难度相对较大。为了让人们更加清楚地了解到这一框架中各个部分之间的关系,做一个比喻。大家可以把化学工程与工艺核心课程群的整体框架比作成一棵果树,这一专业课程中做的所有实验可以比喻成滋养这棵果树的土壤,而化工的热力学和传递过程原理就可以当做是果树的根茎,支撑果树的枝干就是分离工程学理论与反应工程学理论,最后,化工学中的工艺学就是果树成熟后结下的果实。

1.2 两者之间的关系

化工学中主要就是分离过程和反应过程两个主要的操作过程,所以在化学工艺学中,工艺过程可以分为两个内容,主要是化学工艺分析以及化学工艺合成。化学中的两个主要过程具有选择和整体优化的特点,在实际的操作中,如果满足特定的条件,这一特点就会凸显出来。也就是说,在分离工程中,会对各种化学分离的过程以及反应过程进行一定的研究,同时,反应工程也会研究化各种化学的分离和反应过程,这使得工程中的化学过程,都可以有效地被进行放大。化学热力学的主要作用,是通过各种化学在反应大过程中对其限度和方向进行把控,平衡了化学的分离过程和反应过程。通过化学热力学,还可以平衡在分离过程和反应过程中所反映出来的数据,因此可以更加深刻、详细地对化工学的整个过程进行热力学分析。在传递过程中,所涉及的主要原理,就是对热量、动量等与工程相关的质量问题进行详细的研究和探讨。

1.3 构建和整合中的基本要求

在构建和整合化学工程与工艺核心课程群时,相关专业的基础知识是必须要熟练掌握的,这是所有化学实验的基础。其次,要注重对化学实验的技能练习,在化工学中,实验技能是最重要的一张内容。然后,要让学生们深刻了解化学工程与工艺核心课程群进行构建与整合后的课程意义,让专业的覆盖范围更加广泛。所以在实际的授课中,需要加强基础知识的记忆和理解,同时还要在专业知识的基础上,不断练习提升实验技能,确保实验的精确性。在进行分离工程以及反应工程的过程中,要增强工程意识,这是工程中最主要的内容,需要得到重视且不断提升。

2 进行化学工程与工艺核心课程群改革的主要内容

2.1 传递过程原理的改革

化工学专业需要大量的传递过程原理,所以传递过程原理课程最开始就是为了化工学专业的学生所设立的,在后来的发展过程中,逐渐进入了电力、机械等相关专业中。传递过程原理在目前的教学中还存在着一些问题,首先在实际的教学课程中,相关原理的推导过程相对复杂,不利于知识的讲解和学生的理解,其次是缺乏实际的工程案例,给学生的深入理解带来了一定难度。面对这些问题,可以通过相应的方法进行改善。第一,可以把传递过程原理的课程知识进行简化和概括,对于基础的理论知识要讲解清楚,把复杂的公式和推演选择性的进行删减和改变,使其更加简单易懂,有利于学生对于传递过程原理基础知识的吸收。第二,在课程教学中,要增加实际的工程案例,并对其讲解,使学生在学习的过程中可以更好地将理论知识与实际反应相互联系起来,提高学习效率和质量,同时,也可以使传递过程原理与其他方面的核心内容结合在一起,有助于学生对知识的全面了解。

2.2 化工热力学的改革

化工热力学对化学工艺中的分离过程与反应过程起平衡的作用,所以是化学工程与工艺核心课程群构建与整合后的课程中重要的一项学习内容。在目前的化工热力学的课程学习中,存在的问题主要有两个。第一是化工热力学的课程内容,与物理化学的课程内容,存在着一定的重复性,这使得学习效率降低,造成了一定的时间浪费,所以需要对化工热力学的课程内容进行改革,加入一部分新的学习知识。第二是化工热力学的概念是比较抽象的,学生很难理解到位,其中大多数的理论知识都与实际实验联系不多,出现脱轨现象,导致学生的学习积极性较低,常常处于被动学习的状态,所以学习效率也不高,并且,化工热力学中所涉及的公式很多,增加了学生的记忆负担。

2.3 分离工程的改革

首先,要对分离工程教学中所使用的教材进行相应的改革,把每一个传统的知识点单独讲解,转换成相联系的知识点共同讲解,有助于学生对于知识点的认识,同时提高学习效率。然后要在课程中及时加入新型分离技术的讲解,让学生们掌握最新的科学成果,防止与时代脱轨。

2.4 反应工程的改革

在进行化学反应时,需要依靠反应工程,突出质量、动量等在传递和作用过程中相应的重点,可以通过数学模式放大和教学模式建立的方法完成。在反应工程的学习中,最主要的就是将理论知识与实际工程相结合。在学习理论知识的过程中,加入相关的案例,从而加强学生们分析问题和解决问题的能力,也使理论知识更容易理解和记忆。最后,对于重点内容,应该花费更长的时间进行讲解和梳理,保证学生对于重点知识的详细掌握。

3 对化学工程与工艺核心课程群进行构建与整合的相关措施

3.1 研究和总结有效的教学方法

化学工程与工艺核心课程群的大部分专业概念是比较抽象的,普通的讲解很难让所有学生都理解。并且,课程中还包括很多的公式,公式的推导会耗费大量的时间,而每一学期的课程时间是有限的,在这个时间内把所有的公式推导出来是很难完成的,学生也无法在短时间内吸收和掌握所有的知识点。为解决这一问题,可以通过循序渐进的方法,对需要学习的理论知识和概念进行讲解,重复讲解、逐渐深入,为学生提供了更多了解知识的空间。在知识的讲解过程中,要根据知识的重要程度来规划讲解的时间,对于次要的内容可以一带而过,提高学生的自学能力,对于重要的内容可以花费较多的时间,让学生了解透彻。

3.2 建立较为专业的实验中心

完善先进的实验设施是化学工程与工艺核心课程群学习的基础,在进行一些最新的实验时,老旧的实验设备无法完成操作,所以需要建立一个较为先进和专业的实验中心,满足不同课程的实验要求。实验中心的建立,也有助于提高学生们的动手能力和实验分析能力。

3.3 开展科技活动

只通过课堂上的学习,很难使学生的专业知识达到较高的水平,所以需要通过开展一些科技活动,打破课堂与实际活动的界限。通过课堂与活动相结合,使理论知识得到实际的作用,巩固学生理论知识的同时,也提高了学生们的动手能力。

4 结束语

为满足化工业的发展,需要加强化学工程与工艺核心课程群的构建与整合。在具体的实施中,首先要构建一个框架,然后将课程进行重难点的划分,避免出现知识点一把抓的情况。同时,要提高教学质量,研究和探讨出更加高效的教学方法,帮助学生更好地掌握课程知识。在实际的学习中,要注重理论知识与实际相结合,提高学生的实验技能和动手能力。

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