非化工類專業(yè)“化工原理”課程案例教學法的探索

鄒文生,邵群

（安徽建筑工業(yè)學院 材料與化學工程學院，安徽 合肥 230022）

化工原理課程不僅是化工專業(yè)的基礎理論課程，同時也是我校一些非化工專業(yè)，例如高分子材料與工程、應用化學、環(huán)境工程等專業(yè)的專業(yè)基礎課程，它為基礎理論課程與工程類專業(yè)課程間架起了一道重要的橋梁?；ぴ碇饕獌热菔菄@“流體流動（動量傳遞）、質量傳遞、熱量傳遞”，即“三傳”展開，解決單元操作的共性問題，具有極強的工程背景，因此對缺少實踐知識的本科學生來說初學本課程時會遇到較多的困惑，特別是非化工類專業(yè)學生剛接觸課程時會認為，該課程與所學專業(yè)關系不大，從而影響學習熱情。在學時數較少的情況下，有效地引導學生的學習過程，提高學習興趣，解決學習中遇到的問題，提高他們解決實際工程問題的能力是在非化工類專業(yè)“化工原理”教學中必須解決的關鍵問題。

經過筆者近些年的實踐和探索，發(fā)現案例教學法所起的作用是灌輸式教學法不可比較的，它可激發(fā)學生的學習欲望，針對具體的工程案例，由問題的提出到最終運用所學知識正確地解決，不僅會讓學生體會到切實的成就感，而且可達到工程類課程的最終目的，即“學以致用”。

案例教學法起源于1920年代，它是指以案例為基礎的教學方法，被美國哈佛商學院所倡導，當時是采取一種很獨特的案例形式的教學，在起初并未受到教育界的關注，一直到上世紀80年代，才為人們所熟知。1986年美國卡內基小組提出《準備就緒的國家：二十一世紀的教師》的報告書中，特別推薦案例教學法在師資培育課程中的價值，認為它是特別有效的教學模式，而這種方法在國內是上世紀90年代后才被認識的，也逐漸出現在化工原理課程的教學中①②。

為了讓案例教學法成功地應用于 “化工原理”課程教學，筆者主要從以下幾方面進行了初步探索：精心設計案例、重視實施過程、認真總結歸納。

1.案例設計

非化工類專業(yè)學時數一般在48～64個學時左右，在如此有限的學時內不可能設計大量的案例，這也是沒必要的，因此精心設計每個案例是案例教學的關鍵。通常以每個傳遞過程一個案例為宜，這就要求該案例具有一定的綜合性，盡量不是僅就某一知識點而言。但現在并沒有現成的案例教學教材，這就需要根據教學目的和教學內容的需要以及不同專業(yè)學生的特點，到生產實踐或文獻資料中發(fā)掘案例，引導學生自主探究性學習，總體來說化工原理教學中的案例應具有真實性、工程典型性和教學實用性的特征?，F以“吸收”單元基礎知識講解結束后，安排的案例為例，說明案例設計思路。

“傳質”過程的案例——吸收塔的設計①丁忠偉，楊祖榮：《化工原理學習指導》，北京：化學工業(yè)出版社，2008年。：

目前，我國大部分城市PM2.5(細微顆粒物)濃度超過世界衛(wèi)生組織規(guī)定第一階段的排放標準，二氧化硫與氮氧化物排放均居世界首位。據不完全統(tǒng)計，年均二氧化硫全球排放量達1.5×106噸。其主要來源是化工、電力和冶煉等行業(yè)。我國根據國家環(huán)?？偩止?jié)能減排要求二氧化硫排放量需要逐漸降低，所以一些企業(yè)對二氧化硫超標設備進行改造。

例如：一金屬冶煉廠冶煉爐排放含有SO21%的混合氣體用清水在裝有陶瓷拉西環(huán)的填料塔逆流吸收，經過一段時間分析SO2超標，需要采取方便且有效的措施進行改造。

一個教學案例不僅要具體，典型，而且應包含明確的問題。上述案例是一個在實際生產中，具有普遍意義的問題，如何去正確分析并加以解決，需要教師有目的性的引導和學生的積極參與。首先，必須要考慮哪些因素會影響吸收塔尾氣濃度，學生經過認真梳理“吸收”章節(jié)的知識點，應能提出有可能是兩方面原因，即“設備問題”或“操作條件不當”。根據這兩點，提出具體的問題產生原因，比如設備的傳質系數會不會下降，操作條件中的氣量、液量的變化等等。通過擬定幾種解決措施，讓同學計算，分組討論其可行性，并作經濟評價等，提出最合適的解決方案。

2.實施過程

首先：根據教學需要，合理安排案例教學時間。例如有的簡單案例，可以在章節(jié)開始講解前先給出，有的專業(yè)知識要求較高的，可以在基礎理論講解結束后公布。

準備好案例素材后，把案例的討論提綱和主要參考資料發(fā)給學生或者在課程網站上公布，給予一定時間準備，并建議學生自由分組，鼓勵持有不同觀點的同學參與辯論，并寫出發(fā)言提綱，計算結果及主要結論。

第二：課堂討論、分析；教師引導，并分析各解決方案的優(yōu)缺點及原因。

第三：把案例和每章主要的知識點串講，達到把整章內容貫通的目的。

3.總結歸納

盡管案例是事先準備好的，但每屆學生個體不同，討論問題的觀點也有所不同，總會出現一些新的想法，對教師來說，要及時整理和總結，對一些不正確的觀點應加以分析，并對學生作出解釋。

提綱挈領的總結，直達問題主要矛盾的分析，將對案例分析的教學效果有顯著的提升。

總之，案例教學法可以讓學生的被動化為主動，促進教、學相長，很多內容可以自主學習，把教師從忙于覆蓋教學大綱的教學中解脫出來，同時也提高了學生的工程實踐能力，為社會提供更多優(yōu)秀的工程人才②Richard M.Felder,Linda K.Silverman：Learning and Teaching Styles In Engineering Education.Engr.E-ducation，1988.Vol.78,No.7,pp.674-681 頁。。