“三環(huán)節(jié)、三重視”在生物工程專業(yè)化工原理教學(xué)中的實(shí)踐

楊更須，陳丹云，何建英，劉 勇，李明靜

(河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南開封 475004)

“三環(huán)節(jié)、三重視”在生物工程專業(yè)化工原理教學(xué)中的實(shí)踐

楊更須，陳丹云，何建英，劉 勇，李明靜

(河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南開封 475004)

提出了在生物工程專業(yè)的化工原理課程教改中，“理論教學(xué)環(huán)節(jié)重視新知識(shí)接收質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)重視理論在實(shí)踐中應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重視技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)”的化工原理教學(xué)“三環(huán)節(jié)、三重視”的培養(yǎng)模式，對(duì)構(gòu)建適應(yīng)新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系具有一定意義。

化工原理教學(xué);生物工程專業(yè);理論教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);課程設(shè)計(jì)

化工原理是化學(xué)工程與工藝、生物工程、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程、食品工程等專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是自然科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過渡的入門課程。化工原理課程對(duì)學(xué)生樹立工程概念、分析和解決工程問題的能力培養(yǎng)以及將實(shí)驗(yàn)成果工業(yè)化具有十分重要的作用。化工原理教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。對(duì)生物工程專業(yè)，化工原理是由理到工起重要橋梁作用的專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課。探討面向生物工程專業(yè)的化工原理課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革與實(shí)踐，能夠更好的為社會(huì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的生物工程專業(yè)高素質(zhì)專門人才。

雖然經(jīng)過了近十年的教學(xué)改革，但我校生物工程專業(yè)的化工原理教學(xué)還存在如下問題:①由于理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)大幅度壓縮，課堂講授將教學(xué)大綱中的部分重點(diǎn)內(nèi)容安排學(xué)生自學(xué)，因而無法保證教學(xué)目標(biāo)的圓滿完成，對(duì)學(xué)生考研和就業(yè)也有不利影響;②化工原理實(shí)驗(yàn)安排在第二學(xué)期即動(dòng)量傳遞、熱量傳遞為主的單元操作之后，與化工原理(二)同時(shí)進(jìn)行，而且是所有實(shí)驗(yàn)同時(shí)做的大循環(huán)實(shí)驗(yàn)，往往吸收、精餾、干燥等傳質(zhì)為主的單元操作理論教學(xué)剛開始進(jìn)行，先行做這些實(shí)驗(yàn)學(xué)生常常按照實(shí)驗(yàn)講義照方抓藥，不能真正理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒僮鞑襟E的順序、操作條件的調(diào)整以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè);③長期以來生物工程專業(yè)的化工原理教學(xué)只有理論課學(xué)習(xí)和化工原理實(shí)驗(yàn)兩部分，沒有安排化工原理課程設(shè)計(jì)?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)通常是在化工原理理論教學(xué)完成后，綜合運(yùn)用化工原理課程和有關(guān)先修課程所學(xué)知識(shí)，安排兩周時(shí)間完成以化工單元操作為主的一次設(shè)計(jì)實(shí)踐。通過課程設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

針對(duì)上述存在的問題，近年來我們?cè)谏锕こ虒I(yè)的化工原理課程教改中，形成了“理論教學(xué)環(huán)節(jié)重視新知識(shí)接收質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)重視理論在實(shí)踐中應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重視技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)”的化工原理教學(xué)“三環(huán)節(jié)、三重視”的培養(yǎng)模式，使學(xué)生的工程觀點(diǎn)、創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用所學(xué)的化工原理理論知識(shí)分析、解決實(shí)際工程問題的能力顯著提高?！叭h(huán)節(jié)、三重視”在生物工程專業(yè)化工原理教學(xué)中的實(shí)踐方法如下。

1 理論教學(xué)環(huán)節(jié)重視新知識(shí)接收質(zhì)量

這一環(huán)節(jié)要通過培養(yǎng)興趣、強(qiáng)化預(yù)習(xí)、提高課堂消化知識(shí)的效率，達(dá)到提高學(xué)生新知識(shí)接收質(zhì)量的目的。為提高學(xué)生課堂消化知識(shí)的效率，每次課后布置預(yù)習(xí)內(nèi)容，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)、上課集中精力聽講，一般情況下不記筆記，必要時(shí)簡(jiǎn)記重要概念及公式。授課過程中注意介紹相關(guān)單元操作在生物工程領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到這門課程對(duì)自己未來發(fā)展的重要性，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)創(chuàng)新教學(xué)手段，制作符合生物工程專業(yè)特點(diǎn)的化工原理課件?；ぴ碚n程是一門工程性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，課程內(nèi)容涉及大量的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、工藝流程圖。為了在有限的學(xué)時(shí)傳授大量的知識(shí)信息，并且使學(xué)生便于、樂于接受新知識(shí)信息，化工原理教學(xué)課件的文字內(nèi)容、圖片及動(dòng)畫等表現(xiàn)形式力求清晰、直觀、形象化，采用具有生物工程專業(yè)特點(diǎn)的圖例，提高授課效率，使學(xué)生對(duì)設(shè)備有直觀了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高新知識(shí)接收質(zhì)量。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)重視理論在實(shí)踐中應(yīng)用

化工原理實(shí)驗(yàn)是以化工原理為基礎(chǔ)的一門工程實(shí)驗(yàn)課程，化工原理實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)化工過程現(xiàn)象和客觀規(guī)律。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化工理論和公式，熟悉單元操作設(shè)備的結(jié)構(gòu)及性能，掌握其操作方法，加深對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的理解。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)研究能力，引導(dǎo)學(xué)生利用化工過程技術(shù)與設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法學(xué)、現(xiàn)代測(cè)控原理等理論知識(shí)完成實(shí)驗(yàn)。同樣，化工原理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)生物工程專業(yè)學(xué)生的綜合科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻岣咚麄兊纳鐣?huì)競(jìng)爭(zhēng)能力及綜合素質(zhì)方面起著舉足輕重的作用。

為了通過化工原理實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生加深對(duì)化工單元操作的理解，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究方法、實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，綜合運(yùn)用理論知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力，我們將化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)由大循環(huán)形式調(diào)整為按照理論教學(xué)相關(guān)內(nèi)容完成之后，依次隨已學(xué)過的單元操作完成各實(shí)驗(yàn)，即化工原理理論教學(xué)各單元操作順序?yàn)榛ぴ斫虒W(xué)第一學(xué)期講授以動(dòng)量傳遞、熱量傳遞為主的單元操作化工原理(一)，包括流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、非均相物系分離、傳熱、傳熱設(shè)備、蒸發(fā)，第二學(xué)期講授以質(zhì)量傳遞為主的的單元操作化工原理(二)，包括傳質(zhì)過程導(dǎo)論、吸收、蒸餾、汽液傳質(zhì)設(shè)備、干燥。化工原理實(shí)驗(yàn)依次按照相應(yīng)各章理論教學(xué)完成后，即安排該章的單元操作實(shí)驗(yàn)?；ぴ韺?shí)驗(yàn)的順序?yàn)榱黧w阻力、離心泵性能測(cè)定、過濾、傳熱、吸收、精餾和干燥。既避免了實(shí)驗(yàn)的盲目性，還有利于加深學(xué)生對(duì)新知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。

3 課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重視技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)

化工原理課程設(shè)計(jì)是化工原理教學(xué)三大內(nèi)容之一，是化工原理教學(xué)中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)、培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生初步掌握化工單元操作設(shè)計(jì)的基本程序和方法，熟悉查閱技術(shù)資料和國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，正確選用理論公式、經(jīng)驗(yàn)公式、半經(jīng)驗(yàn)公式以及數(shù)據(jù)，運(yùn)用簡(jiǎn)潔文字和工程語言正確表述設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力。為了在不增加教學(xué)學(xué)時(shí)的情況下使生物工程專業(yè)的課程體系中補(bǔ)充化工原理課程設(shè)計(jì)，我們提出以完成大作業(yè)的形式進(jìn)行化工原理課程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)題目是工藝計(jì)算量相對(duì)較少的換熱器設(shè)計(jì)以及填料吸收塔的設(shè)計(jì)，雖然工藝計(jì)算量相對(duì)較少，但設(shè)計(jì)內(nèi)容不變，包括設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介、主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、典型輔助設(shè)備的選型和計(jì)算、工藝流程簡(jiǎn)圖和主體設(shè)備工藝條件圖等。

由于課程設(shè)計(jì)不同于理論課教學(xué)的作業(yè)，在設(shè)計(jì)中需要學(xué)生獨(dú)立作出決策，獨(dú)立確定方案、選擇流程、查取資料、進(jìn)行過程和設(shè)備計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇作出反復(fù)論證和核算，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，而論證、核算、優(yōu)化的杠桿是技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)。所以強(qiáng)調(diào)每一步設(shè)計(jì)都要按照技術(shù)上最先進(jìn)、操作上最安全可靠、經(jīng)濟(jì)上最合理有利的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)完成有關(guān)數(shù)據(jù)搜集、公式選用、工藝流程的確定、設(shè)備的選型等，使生產(chǎn)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)滿足優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能、低碳的工業(yè)化要求。培養(yǎng)學(xué)生用技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)分析解決工程問題的能力，對(duì)學(xué)生未來的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，世界經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)日益明顯，國際競(jìng)爭(zhēng)日趨劇烈，信息技術(shù)和生物工程技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中居于舉足輕重的地位。我國把發(fā)展生物工程技術(shù)列入“十五”計(jì)劃重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)，教育部多次強(qiáng)調(diào)生物工程技術(shù)的重要性，國家和地方的規(guī)劃中都把大力發(fā)展信息技術(shù)和生物工程技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要途徑，不少省市把生物工程技術(shù)列為支柱產(chǎn)業(yè)。因此近年來生物工程專業(yè)生源充足，就業(yè)、考研、出國深造形勢(shì)較好。這必然要求教育要適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要，以滿足當(dāng)前和今后一段時(shí)期對(duì)該專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)生物工程專業(yè)人才的重要性顯而易見。按照“理論教學(xué)環(huán)節(jié)重視新知識(shí)接收質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)重視理論在實(shí)踐中應(yīng)用、課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重視技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工程觀點(diǎn)”的化工原理教學(xué)“三環(huán)節(jié)、三重視”的培養(yǎng)模式，進(jìn)行生物工程專業(yè)的化工原理教學(xué)實(shí)踐，對(duì)構(gòu)建適應(yīng)新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系具有一定意義。

G642.0

B

1003－3467(2011)05－0063－04

2011－12－20

楊更須(1965－)，男，副教授，從事化工教學(xué)與研究工作，Email:danyunmm@qq.com。