提高“化工分離工程”課教學(xué)質(zhì)量的探索

刁顯珍

“化工分離工程”是高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生在具備了物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)后開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)主干課。它利用前期課程中介紹的有關(guān)相平衡、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、分子及共聚集狀態(tài)的微觀機(jī)理，傳熱、傳質(zhì)和動(dòng)量傳遞理論來(lái)研究化工生產(chǎn)實(shí)際中復(fù)雜物系的分離和提純技術(shù)［1］。通過(guò)本課程教學(xué)，要求學(xué)生掌握化工分離工程的基本理論和基本計(jì)算方法，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程和解決實(shí)際化工生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題打下基礎(chǔ)。本文結(jié)合化工分離工程課程的特點(diǎn)和重要性等方面，總結(jié)出了提高該課程教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)措施。

一、強(qiáng)調(diào)課程重要性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

“化工分離工程”課程具有工程應(yīng)用背景強(qiáng)、計(jì)算過(guò)程復(fù)雜和多采用計(jì)算機(jī)編程求解等特點(diǎn)［2］。往屆學(xué)生普遍認(rèn)為該課程難學(xué)、難懂，這些說(shuō)法一定程度上影響了剛接觸該門課程的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；同時(shí)，這門課程是在大學(xué)第六學(xué)期開(kāi)設(shè)，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等難度較大的課程后，相當(dāng)一部分學(xué)生已經(jīng)對(duì)化工相關(guān)課程產(chǎn)生了畏學(xué)情緒和厭學(xué)心理。針對(duì)這些現(xiàn)象，教師應(yīng)該在授課時(shí)反復(fù)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)該課程的重要性，結(jié)合我校背靠石油化工、冶金鋼鐵強(qiáng)大的專業(yè)背景，舉出石油化工、冶金鋼鐵等相關(guān)行業(yè)中各種類型分離技術(shù)的應(yīng)用及其重要性；向?qū)W生闡明學(xué)科的發(fā)展同人類社會(huì)的進(jìn)步息息相關(guān)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，淡化其畏懼厭學(xué)心理，為該課程教學(xué)的順利開(kāi)展做好鋪墊。另外，在該課程講授過(guò)程中，針對(duì)學(xué)科前沿與高新技術(shù)，教師有必要向?qū)W生列舉相關(guān)實(shí)例闡述各種分離方法與高新技術(shù)的關(guān)系，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)分離工程知識(shí)的好奇心，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

二、采用啟發(fā)式教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

所謂啟發(fā)式教學(xué)，就是指根據(jù)教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的知識(shí)水平和掌握知識(shí)的規(guī)律，運(yùn)用各種教學(xué)手段，采用啟發(fā)誘導(dǎo)辦法傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力，使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，促進(jìn)身心健康地發(fā)展。啟發(fā)式教學(xué)不是具體的教學(xué)方法，而是一種教學(xué)思想、教學(xué)原則和教學(xué)觀。它是以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性為出發(fā)點(diǎn)，科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，積極思考，融會(huì)貫通地掌握知識(shí)，形成技能，發(fā)展智力［3］。對(duì)于化工分離工程這樣邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，它的許多結(jié)論都要在一系列推倒之后才能得到，眾多的公式，冗長(zhǎng)的推導(dǎo)，教師在教學(xué)中的方法和手段對(duì)于提高學(xué)生的主動(dòng)性、能動(dòng)性十分關(guān)鍵。所以，在教學(xué)過(guò)程中教師可以通過(guò)創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍、舉出實(shí)例、適當(dāng)提問(wèn)等方式來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和內(nèi)在潛能，變被動(dòng)為主動(dòng)，不斷提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)能力，而不是靠死記硬背、題海戰(zhàn)術(shù)、加班加點(diǎn)等辦法來(lái)提高學(xué)生成績(jī)。

三、教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)結(jié)合，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

化工分離工程是一門理論與實(shí)際結(jié)合緊密的學(xué)科，通過(guò)課堂的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握并不牢靠，如果在教學(xué)過(guò)程能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與科研、實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，對(duì)于即將畢業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)以及打算報(bào)考研究生的學(xué)生都能夠起一定的指導(dǎo)作用?；し蛛x工程課程除了講授比較傳統(tǒng)且應(yīng)用成熟的分離技術(shù)（蒸餾、吸收、萃取、吸附等）之外，還要介紹一些新型分離技術(shù)，如雙水相萃取、超臨界流體萃取和膜分離技術(shù)等的基本原理和應(yīng)用。這些分離技術(shù)是近幾十年才發(fā)展起來(lái)的，由于內(nèi)容較新穎，因此在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用雖然具有一定優(yōu)勢(shì)但并不成熟。為了能夠更深入地了解和掌握這些分離技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，可以將相關(guān)理論知識(shí)與科研實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)。因此，學(xué)院開(kāi)設(shè)了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，利用課余時(shí)間參與到科研工作中。在學(xué)習(xí)了課堂理論知識(shí)的基礎(chǔ)之上，學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，明確研究?jī)?nèi)容，制定實(shí)驗(yàn)方案，并按實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)這樣的實(shí)踐過(guò)程，既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和鞏固了分離工程的理論知識(shí)，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和科研工作奠定了良好基礎(chǔ)。

在教學(xué)中將教材與科研相結(jié)合，學(xué)生積極性比較高。學(xué)生不但能夠掌握相關(guān)的基本原理及其應(yīng)用，更重要的是這樣的實(shí)踐教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓更多的學(xué)生參與到其中。

四、增設(shè)模擬軟件，提高學(xué)生綜合能力

在化工分離工程的學(xué)習(xí)中，涉及到復(fù)雜的相平衡常數(shù)計(jì)算、泡露點(diǎn)計(jì)算、閃蒸計(jì)算、單級(jí)平衡分離計(jì)算、精餾、吸收等過(guò)程的嚴(yán)格計(jì)算，一直是老師和學(xué)生很頭疼的事情。在以往的教學(xué)中，老師只能講解簡(jiǎn)捷計(jì)算方法，對(duì)嚴(yán)格計(jì)算法涉及很少，而嚴(yán)格計(jì)算法往往更接近工程實(shí)際。因此，如把模擬軟件與該課程結(jié)合起來(lái)，對(duì)于一些較復(fù)雜體系的計(jì)算就會(huì)更方便、更快捷。ASPEN （Advanced System for Process Engineering）是一種大型通用流程模擬系統(tǒng)，是美國(guó)ASPEN TECH公司于上世紀(jì)80年代推向市場(chǎng)的適用型流程模擬軟件，它用嚴(yán)格和最新的計(jì)算方法，進(jìn)行化工單元和全流程的模擬運(yùn)算［4］。ASPEN模擬軟件雖然是一種具有強(qiáng)大功能的通用過(guò)程軟件，具有友好的用戶界面和豐富的幫助系統(tǒng)，但是要熟練掌握這種軟件并且能夠靈活應(yīng)用對(duì)于老師和學(xué)生都具有較大難度和挑戰(zhàn)。不僅要求具有較好的英語(yǔ)水平，而且要具備良好的物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)。因此，學(xué)院每年都組織參加西南地區(qū)舉辦的“化醫(yī)杯”化工設(shè)計(jì)大賽和全國(guó)化工學(xué)會(huì)舉辦的“三井杯”化工設(shè)計(jì)大賽，鼓勵(lì)更多熱愛(ài)化工、喜歡挑戰(zhàn)的學(xué)生參加到一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)當(dāng)中。這樣既能促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的鞏固，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的熱情，掌握軟件的基本操作方法，又能鍛煉學(xué)生們的設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、經(jīng)濟(jì)核算等綜合能力，從而提高他們的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。

五、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力

為了進(jìn)一步強(qiáng)化化工分離工程的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際解決問(wèn)題的能力，能夠更快走上工作崗位適應(yīng)社會(huì)的能力，學(xué)院長(zhǎng)期與石油化工相關(guān)行業(yè)合作，如長(zhǎng)壽化工廠、中石化集團(tuán)四川維尼綸廠、南充煉油廠、涪陵建峰化工廠等，積極建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地。為了讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)接觸到生產(chǎn)實(shí)際，在人才培養(yǎng)方案的制定中，包含了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。每年學(xué)院約有400名化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生到校外參加不同類型的實(shí)習(xí)，同時(shí)也需要十幾名專業(yè)教師參加到學(xué)生的實(shí)習(xí)當(dāng)中。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，教師不但要保證學(xué)生的安全，而且要根據(jù)教學(xué)大綱和實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，制定實(shí)習(xí)實(shí)施計(jì)劃表，明確詳細(xì)的實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)目的和實(shí)習(xí)要求，對(duì)學(xué)生不解的問(wèn)題可以進(jìn)行針對(duì)性的解答。通過(guò)實(shí)習(xí)，學(xué)生可以將之前學(xué)習(xí)的化工原理、化學(xué)工藝、化工分離工程等理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，對(duì)疑惑不解的問(wèn)題能夠及時(shí)與技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解答。通過(guò)實(shí)習(xí)，不但增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，而且學(xué)生通過(guò)自己的觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，然后現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題，提高了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

同時(shí)，更應(yīng)該珍惜在校內(nèi)的每一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)更多的學(xué)生參加與化工相關(guān)的競(jìng)賽?；ぴO(shè)計(jì)大賽是一項(xiàng)綜合性的化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽，是學(xué)生綜合知識(shí)的體現(xiàn)，不僅要求學(xué)生具備良好的化工專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、英語(yǔ)知識(shí)、經(jīng)濟(jì)專業(yè)相關(guān)知識(shí)等，而且要求對(duì)CAD、ASPEN、PROП等軟件知識(shí)比較精通?；ぴO(shè)計(jì)大賽是一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)間的競(jìng)賽，是一個(gè)團(tuán)隊(duì)力量的體現(xiàn)，通過(guò)這樣的比賽，不但能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、吃苦耐勞的思想作風(fēng)。這樣的比賽，是理論知識(shí)和實(shí)踐能力的結(jié)合，不但能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，而且提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題等方面的綜合能力，所以學(xué)生參與的積極性比較高，而且年年都取得了較好成績(jī)，在2012年和2013年的競(jìng)賽中都分別獲得了全國(guó)二等獎(jiǎng)、西南賽區(qū)一等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

六、結(jié)語(yǔ)

化工分離工程是高等學(xué)校化學(xué)工程及工藝專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的教學(xué)質(zhì)量對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程和解決實(shí)際化工生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題具有重要意義。因此，在教學(xué)中教師應(yīng)該反復(fù)強(qiáng)調(diào)課程重要性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；采用啟發(fā)式教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性；將理論知識(shí)與科研實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐緊密結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力等綜合能力，從而不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

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