應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的《化學(xué)工程基礎(chǔ)》教學(xué)改革的探索

李秀華，王 凱

（赤峰學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程是我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程.該課程具有很強的實踐性，它在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起到了承前啟后的作用，是銜接基礎(chǔ)化學(xué)和化工生產(chǎn)實踐的知識橋梁.它主要介紹化學(xué)工程的基本原理和化工生產(chǎn)的各種單元操作，具有與生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密的特點，對培養(yǎng)應(yīng)用型人才和促進(jìn)科技成果產(chǎn)業(yè)化，以及實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和社會發(fā)展具有重要的意義.

1 學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

《化學(xué)工程基礎(chǔ)》是我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在大三上學(xué)期開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實踐性很強的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)課，具有理論與實踐相結(jié)合的特點，共計54學(xué)時[1].該課程內(nèi)容涉及高等數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)和反應(yīng)工程等多門學(xué)科，綜合性強，公式和圖表比較多，且公式推導(dǎo)比較困難，一些設(shè)備比如泵、換熱器和精餾塔等，與實際生產(chǎn)結(jié)合緊密，其內(nèi)容多而雜，與以前所學(xué)課程差別比較大[2].學(xué)生學(xué)習(xí)時普遍感到掌握這門課比較困難，尤其是對課程中試差法、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式和設(shè)備的設(shè)計等內(nèi)容感到頭痛.另外本課程還要緊密聯(lián)系工程實際，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程前以學(xué)習(xí)化學(xué)相關(guān)課程為主，對工程的概念沒有意識，而且沒有去過化工企業(yè)，對化工企業(yè)沒有概念，面對大量的工程概念和工程計算，往往會感到無從著手.因此在學(xué)習(xí)過程中普遍感覺困難較大，不易學(xué)透，所以《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革顯得尤為重要.

2 教學(xué)手段的改革

面對《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程綜合性強，公式推導(dǎo)較多，課堂枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)起來也比較吃力等特點，傳統(tǒng)板書的教學(xué)方式不論在質(zhì)上還是在量上都受到較大的限制，而將多媒體技術(shù)引入《化學(xué)工程基礎(chǔ)》的課堂教學(xué)中，可以明顯的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，起到事半功倍的效果.對于我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，由于初涉化工領(lǐng)域，同時又缺乏對化工企業(yè)中的化工操作過程和化工設(shè)備感性的認(rèn)識，所以不易講清復(fù)雜設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作現(xiàn)象（比如精餾塔的液泛等現(xiàn)象）和流體在設(shè)備內(nèi)部的運動狀態(tài)等內(nèi)容，學(xué)習(xí)興趣會受到影響，從而對這門課程感到厭倦.采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段和傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將一些用粉筆和黑板難以表達(dá)的設(shè)備操作現(xiàn)象、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)及流體運動規(guī)律用多媒體動畫、Power Point等教學(xué)手段及實物模型展現(xiàn)給學(xué)生，效果生動，使得設(shè)備的復(fù)雜結(jié)構(gòu)直觀化.如在授課過程中，可以借助3dmax展示離心泵、換熱器及板式塔等的組裝過程，認(rèn)識其零部件，使教學(xué)內(nèi)容形象化[3].一些動態(tài)實驗現(xiàn)象如離心泵氣縛和板式塔液泛現(xiàn)象等也可在多媒體教學(xué)中輕易實現(xiàn)，使學(xué)生更容易理解這些不正常的化工操作.雖然使用多媒體技術(shù)使一些復(fù)雜的設(shè)備和操作形象更加形象化，增加了課容量，但不能忽視一些基礎(chǔ)較差學(xué)生的接受能力.為了避免學(xué)生筆記記不下來的現(xiàn)象，影響對知識的理解，我們通常采用提前給學(xué)生發(fā)課件部分內(nèi)容的辦法，主要包括課上要講內(nèi)容的標(biāo)題及概念名稱，這樣學(xué)生既可提前預(yù)習(xí)，又節(jié)省了記筆記的時間，真正提高課件的使用效率.

3 教學(xué)內(nèi)容的改革

《化學(xué)工程基礎(chǔ)》這門課程很多年來以“三傳一反”為主線的教學(xué)內(nèi)容幾乎沒有多大變化，在今天這個科學(xué)飛速發(fā)展和技術(shù)更新快速的時代，顯然它的某些內(nèi)容及一些理論早已不再適應(yīng)新的化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，然而作為經(jīng)典的理論，教師在課堂上還必須講它，教學(xué)質(zhì)量自然就會降低了.反之，對一些新技術(shù)、新設(shè)備、新理念教師在課堂上卻極少甚至根本沒有涉及，這樣很難使學(xué)生開闊視野，學(xué)生接受新事物的能力以及創(chuàng)新思維也難以激發(fā)，不僅如此，還會阻礙學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

教學(xué)內(nèi)容是否是符合當(dāng)今化工生產(chǎn)的需要顯然是檢驗《化學(xué)工程基礎(chǔ)》這門課程的最好標(biāo)準(zhǔn).我們通過調(diào)整課程體系，整合教學(xué)內(nèi)容，將這門課的教學(xué)內(nèi)容分為主講與略講兩部分.主講內(nèi)容將放在具有代表性的“動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞”三傳單元操作上，反映在教材就是流體流動與輸送、傳熱、精餾和吸收.主講內(nèi)容要求學(xué)生掌握“三傳”的基本原理和公式的推導(dǎo)，了解建立數(shù)學(xué)模型的方法，使學(xué)生真正的學(xué)會處理工程問題的思想方法.略講內(nèi)容蒸發(fā)、干燥、沉降、化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)基礎(chǔ)基本原理和生化反應(yīng)器等內(nèi)容.如需了解更多這些方面的工程技術(shù)知識，可自學(xué)并外加教師課外輔導(dǎo)的辦法進(jìn)行.課程講授內(nèi)容緊跟時代步伐，融入最新科技成果.適當(dāng)增加新技術(shù)、新設(shè)備、新成果在相關(guān)章節(jié)的補充講解，如在傳質(zhì)分離方面，膜分離技術(shù)、超臨界流體萃取和吸附與分離交換技術(shù)等等，有利于拓寬學(xué)生的知識視野，也會增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時激發(fā)學(xué)生接受新事物的能力以及創(chuàng)新思維能力[4].

4 加強實習(xí)與課程設(shè)計相結(jié)合

為了讓學(xué)生對這門課程有感性的認(rèn)識，開設(shè)該課程增加認(rèn)識實習(xí)，可以組織學(xué)生到我市的煤化工企業(yè)、制藥廠和有機化工廠等企業(yè)參觀實習(xí)，增強學(xué)生對煤氣化爐、精餾塔、換熱器、泵和壓縮機等主要化工設(shè)備的感性認(rèn)識.根據(jù)企業(yè)實際情況分組分任務(wù)，讓學(xué)生帶著任務(wù)下廠，使實習(xí)目的更具體化，目標(biāo)更明確清晰，一定能夠獲得很大的收獲，不會覺得實習(xí)沒用、是浪費時間.加強校內(nèi)實習(xí)基地的建設(shè)，制作和購買全套化學(xué)工程基礎(chǔ)典型單元設(shè)備的模具，并專門開設(shè)展示間或展示窗口，使學(xué)生對常見管件、閥門和單元設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理產(chǎn)生感性認(rèn)識，為以后化學(xué)工程與工藝專業(yè)的化工原理課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ).

在后期設(shè)置的化工設(shè)計課程中，盡量接近實際生產(chǎn)工藝流程，讓學(xué)生組織團(tuán)隊自己設(shè)置流程參數(shù)，計算該工藝流程，分工合作完成，然后通過PPT講解自己的設(shè)計過程，從而提高學(xué)生的設(shè)計能力.例如在講解精餾這種化工單元操作的內(nèi)容時,通過展示應(yīng)用流程圖和設(shè)備剖視圖,并結(jié)合筆者所掌握的赤峰制藥廠生產(chǎn)工藝設(shè)備中的板式精餾塔的實際應(yīng)用,有效闡明了精餾理論中較難掌握的氣液相平衡的原理和過程,幫助學(xué)生理解塔板數(shù)目的計算過程和各工藝參數(shù)條件的影響因素,同時還使學(xué)生掌握解決工程問題與純理論問題的不同,工程上更注重適用性原則,以滿足生產(chǎn)目的和可操作性,更關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益,學(xué)生的工程觀念和經(jīng)濟(jì)觀念在教學(xué)的環(huán)節(jié)中得到鞏固和加強.

5 結(jié)束語

《化學(xué)工程基礎(chǔ)》作為應(yīng)用化學(xué)學(xué)生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,課程內(nèi)容多且不容易理解,公式復(fù)雜,尤其是經(jīng)驗公式,不易記憶,對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)偏弱的我校學(xué)生而言,難度較大.我們對教學(xué)內(nèi)容加以改革，改進(jìn)了傳統(tǒng)的教學(xué)手段.在課堂教學(xué)中突出學(xué)生為主體,學(xué)生從被動式接受知識而轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí).提高了學(xué)習(xí)效率,增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.在課堂上加強理論教學(xué)的同時,強化實習(xí)與課程設(shè)計相結(jié)合，鞏固學(xué)生的工程觀念和經(jīng)濟(jì)觀念，提高了學(xué)生解決實際問題的能力.此課程的改革符合我校轉(zhuǎn)型發(fā)展的理念.

〔1〕羅運柏,于萍,黃馳，等.化學(xué)工程基礎(chǔ)國家精品課程的建設(shè)與教學(xué) [J].化工高等教育,2012,125(3):25-27.

〔2〕張存.由教學(xué)實踐充分認(rèn)識《化學(xué)工程基礎(chǔ)》的理工交融作用[J].高教論壇，2013(2):70-72.

〔3〕嚴(yán)世強.化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的認(rèn)識與實踐[J].大學(xué)化學(xué),2003,18(1):29-31.

〔4〕李紅玲,楊玉萍.高師化學(xué)工程基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革的探索[J].廣州化工，2011,39(13):162-163.