制药工程专业化工原理学习现状与对策*——以梧州学院为例

陈玉凤，胡榕华，喻 航，王卫东

(梧州学院 化学工程与资源再利用学院，广西 梧州 543000)

化工原理是高校制药工程专业一门专业基础课程。本课程研究化工及相近行业中各种单元操作的原理和规律，主要任务是使学生了解常见化工单元操作的操作方法，掌握各单元操作的基本原理和工艺计算，并具有计算和选用单元操作及过程设备的基本能力；能从过程的基本原理出发，分析、归纳众多影响生产过程的因素，运用所学知识解决工程实际问题，培养良好的工程素养和安全环保意识[1-2]。该课程是一门理论与技能培养并重的工程学科，课程基本知识既可直接用于生产实践，也是学习化工仪表及自动化、化工设备和制药工艺设计等后续专业课、毕业设计以及毕业后从事药品生产和科研设计工作的基础。因此，如何提高化工原理课程的教学质量效果，使学生掌握各单元操作的基本计算方法，培养学生思考、分析和解决化工制药工程问题的能力，是高校制药工程的教师关注和思考的问题。为了更深入了解目前学生化工原理课程的学习现状，笔者对所在学校开设化工原理课程的班级进行问卷调查，并就提出相应的教学对策，以便提高化工原理课程的教学质量。

1 学生学习化工原理现状

1.1 调研方法

本次的问卷调查的对象是本校制药工程专业大二、大三和大四的在校学生。2019年9—12月，采用网上问卷调查的方法进行调查，总共有效填写305人次，包括制药工程专业大二学生90人，大三学生120人，大四学生95人。问卷内容主要围绕学习态度和兴趣，自主学习、学习效果等问题开展。

1.2 调查结果及分析

1.2.1 学习态度和兴趣

所调查的学生中，超过80%的学生学生觉得化工原理的学习内容较难，超过半数学生对化工原理学习兴趣不大，但是，大部分学生普遍觉得化工原理很重要(图1)。

化工原理较难学，主要原因包括：①化工原理各单元操作的原理规律和工艺计算是独立的，所涉及的基本公式及各物理量的意义和影响因素较多而复杂[3]；②化工原理是一门与工程实际联系紧密的课程，

图1 学生课程学习态度和兴趣

而本校化工原理课程在大二开设，学生普遍缺乏工程实践和过程生产经验，课堂教学为主的教学方式导致理论与实践脱节，学生能运用知识解决工程问题的机会较少；③化工原理课程内容覆盖化工生产中三种不同传递过程的单元操作，知识容量较大，而我校制药工程专业近年化工原理课程课时缩减；④化工原理教学内容与实际工作需要的知识和能力结合不够，与考证课的考试内容融合度较低，大部分学生觉得化工原理学无所用。其中，对比三个年级学生，大三和大四学生觉得化工原理重要的比例高于大二学生。这是因为一大部分大四的学生毕业设计选题为化学原料药和制剂厂的工艺设计、设备选型等内容，实习就业的方向为制药工业相关的生产、设计岗位工作；大三的学生学习化工仪表及自动化、化工设备、制药工艺设计专业课程，还有一部分大三学生参加全国大学生制药工程设计竞赛和全国大学生化工设计竞赛、全国大学生化工实验大赛等专业学科竞赛。因此，学生的后续专业课程学习、化工类竞赛项目、毕业设计都需要较多的化工原理基础知识。

1.2.2 自主学习

大二、大三和大四学生的化工原理课程自主学习程度不同。如图2所示。

图2 学生课程自主学习现状

目前，大二学生经常主动预习和复习课程的比例(50%)高于大三学生(40%)以及大四学生(30%)；超过50%的学生经常做课堂笔记；学生经常自主完成作业的比例，大二占50%，大三占45%，大四占30%。从以上数据看出，大二学生自主学习程度要高于大三、大四的学生。这是因为学校从2021年起加强了学风建设，实行了晚上限制上网时间、教室限制网速、任课教师要求学生必要课前预习和课后独立完成作业，并通过课堂提问、批改作业、课程测试等方式考核学生的自主学习情况。

1.2.3 课程学习效果影响因素

学生对影响课程学习效果因素的评价见图3(该道问题为不定项选择)。

从图3中看出，超过50%的学生认为个人兴趣爱好、个人的努力程度、自己的学习方法对于化工原理课程学习效果非常重要。另外，课程的实用性、环境的影响、老师的教学方式也会较大地影响学生的学习效果。教材的合理选用也不可忽视。

图3 课程学习效果影响因素

2 化工原理课程教学的对策

2.1 选用合适的教材，优化教学内容

结合制药工程专业的人才培养方案、学生的个性特点和今后的就业发展需求，本校的化工原理选用的教材为王志魁主编的《化工原理》。该教材以少学时的化工原理教学需要为准，以动量传递、热量传递及质量传递为理论基础，介绍流体在管内的流动、流体输送机械、沉降、过滤、传热、吸收、蒸馏以及干燥等单元操作[4]。教材内容基本概念与理论的表达更为严密、易懂，增加了应用理论解决工程实际问题的内容。在教学内容方面，以各单元操作的基本原理和工艺计算为重点，以知识够用为原则，以应用和能力为本；并与学科竞赛、考证课考试内容有机融合、贴近生活生产实际；注重思政教育，促进学生自主成长；为了提高学生学习的动力，课堂上跟学生讲明化工原理课程的重要性，让学生认识到化工原理课程的学习，不仅为了通过考试，对化工仪表、化工设备等后续课程的学习有帮忙，也能更好为大四的毕业设计及以后就业工作打下坚实的知识基础。

2.2 采用线上线下的混合式教学

在教学方式上，线上线下相结合。课前，要求学生对课程内容进行预习，主动复习与化工原理相关的前续课程的知识，并完成雨课堂平台的预习题。为了减轻学生的负担，雨课堂的练习题主要以选择题、判断题、填空题为主，题量适中，难度合适，主要是为了让学生提前学习了解化工单元操作的概念、定义和简单的计算公式。另外，雨课堂还发布了微视频，每个视频3～5 min，视频内容是一些单元操作的动画及小视频。通过微视频，可以引导学生进行有目的性预习，帮助学生进一步理解概念性知识。在课中，教师精心准备好言之有物、逻辑清晰、图文并茂的教学课件，并结合一些化工原理动态素材、视频进行讲解原理理论、设备结构等重点内容，开展师生互动活动，答疑解惑，提高课堂效率，从而提高学生的学习兴趣。课后，学生完成一定数量的作业题目，并引导学生到网络课程平台学习化工原理线上课程，进一步理解和巩固所学的课程内容。

2.3 加强课程实践教学

化工原理课程具有很强的工程实践性，如果单纯的课堂教学，学生会觉得课程的应用性和实用性不是很强。因此，我们安排了化工原理课程实习、化工原理实验、化工原理课程设计、制药工程设计竞赛项目等实践教学环节，让学生体会到所学知识在实际中有所应用，增强学习动力。

1)化工原理实验是一门工程实验课，通过实验教学，让学生了解和掌握化工单元操作在实际生产中的应用方法，将所学专业知识与生产实践相结合[5]。经过多年的化工原理实验教学，我们尽量根据化工原理理论课的教学进度安排实验课内容，减少理论与实践的脱节，提高化工原理实验的教学效果，巩固学生对化工原理理论的认识和理解。

2)化工原理课程设计是一门重要的实践课程，是综合运用化工原理课程知识完成化工单元操作设计的实训课程，是提高学生实际工程应用能力的重要教学环节。化工原理课程设计开设在大二下学期，此阶段的学生基本上学习了流体流动、过滤、换热、吸收、精馏单元操作的理论知识。因此，课程设计中采用某一综合项目设计，让学生综合应用所学的多个单元操作知识解决工程设计问题。学生要根据设计条件和设计要求完成设计方案的选择、主要设备(换热器、离心泵、过滤机、吸收塔)的工艺计算及选型，并绘制工艺流程图，撰写工艺设计说明书。通过课程设计对学生进行设计技能的基本训练，培养学生综合运用所学的理论知识解决工程实际问题的能力，也为毕业设计打下基础。

3)化工原理认识实习是把化工单元操作基本理论与生产实践有机结合而进行的一项重要教学活动。该实践环节安排在大二上学期，主要采取学生到梧州黄埔化工药业有限公司等校外实习基地生产车间现场观摩、专业技术人员和指导老师现场指导及答疑、学生做笔记和撰写实习报告等方式进行。通过到相关企业进行课程实习，使学生加深理解化工原理基本知识，初步掌握主要单元操作工艺和设备实际，了解有关制药过程原料药的生产工艺流程、主要生产设备的工程原理和操作方法，了解本课程科技现状及发展趋势[6]。

4)学生参加专业学生竞赛是提高学生工程应用能力的一个重要的实践环节。全国大学生化工实验大赛是由中国化工教育协会举办的、面向全国高等院校化工类专业的学生竞赛。实验大赛涉及的内容包括化工原理理论知识、化工原理实验和化工单元仿真操作。我们鼓励和组织大二和大三的学生参加化工实验大赛，通过竞赛，加强大学生综合素质与工程应用能力培养[7]。全国大学生化工设计竞赛，涉及化工原理、工程制图、化工仪表、化工设计等多门课程的专业知识，需要学生完成相关的化工项目的可行性研究播过、初步设计说明书、工程图纸和表格[8-9]。全国大学生制药工程设计竞赛是由教育部高等学校药学类专业教学指导委员会主办的竞赛，是制药工程专业最高的学生竞赛。竞赛内容涉及原料药的生产车间设计、口服固体制剂车间设计、中药提取车间生产设计等。由于大二的学生基础知识水平有限，我们会适当的将工程设计竞赛涉及的工艺计算和设备选型等内容融合到化工原理课程教学中，动员学生在大三时参加竞赛，多方面培养学生的能力[10]。

2.4 完善平时成绩考核方式

我校所招生的学生是二本生源，学生的学业基础一般。大部分学生的自主学习能力和自我管理水平较差。我们课前将课程内容思考题发布给学生，课堂上采取随机提问、指定提问方式考查学生对知识点的掌握程度，并计入平时成绩中[11]。为了回答课堂提问，学生必须课前预习和课后复习。对于抄写作业的学生，采取课堂上增加提问次数方式，让学生重视作业。另外，在教学过程中，以小组形式进行某一专题的讨论和分析，上讲台展示讨论的结果，并进入平时成绩。实践表明，采取多种形式的平时成绩考核方式，能较大地激发学生的学习兴趣，增强自主学习能力。

3 结语

化工原理是制药工程专业一门理论与技能培养并重的专业必须基础课。通过问卷调查分析了学生化工原理的学习现状，并从选用合适的教材和优化教学内容、加强课程实践教学、完善平时成绩考核方式、充分利用优质的网络资源方面提出了化工原理教学对策，进而提升学生的课程学习效果，培养学生的工程实践应用能力。