化工原理實踐教學的探索

邢志勇+付穎+葉非+王麗波+趙李霞

摘要：本文討論了農(nóng)業(yè)院?；ぴ韺嵺`教學的實施及其教學效果。通過對化工原理實踐教學內(nèi)容與方法的改革，培養(yǎng)了學生工程應用能力，提高了化工基本實驗操作技能，強化了動手能力；促進了該課程實踐教學質(zhì)量的提高。

關鍵詞：化工原理；實踐教學；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）16-0107-02

化工原理課程作為高等院校化工及其相關專業(yè)的學生必修的一門專業(yè)基礎課，其主要特點是工程觀念很強，在教學中起到了從理論過渡到生產(chǎn)實際的橋梁作用是顯而易見的。化工原理是我校應用化學專業(yè)及生命科學等專業(yè)開設的一門專業(yè)基礎課程，該課程重點講授的內(nèi)容是化工生產(chǎn)過程中所涉及的各種單元操作的基本原理以及相應的典型設備的設計和操作。鑒于該課程是一門實踐性很強的工程技術(shù)類課程，如何提高化工原理的實踐教學的質(zhì)量，至始至終都是從事化工原理課程教學的同行們極為關心的問題。我們教研組在原有課程的基礎上，將化工原理課程分為理論教學、實驗教學和實踐教學三個部分，意在加強基礎理論教學的同時，努力提高實踐性環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生在工程意識、工程思維和工程方法等方面的能力，并在工程實踐上得到必要的訓練，力爭培養(yǎng)和造就出創(chuàng)新意識強、實踐能力突出、競爭力強的高層次卓越人才，以適應現(xiàn)代人才培養(yǎng)需求，對卓越農(nóng)林人才的培養(yǎng)也起著重要作用。

一、實踐教學的必要性

目前，化工原理教學是把重點放在化學工程的過程中的動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞，也就是通常所說的“三傳”上，在授課過程中，針對每一個基本單元操作，教師都會進行詳細的公式推導和抽象計算，僅就化工原理課程具有極強應用性的特點而言，學生根本無法體驗。而且由于所用教材中選用的事例過程一般都比較陳舊，不能全面地反映現(xiàn)代科學發(fā)展現(xiàn)狀，學生知識面的擴展在很大程度上受到了限制；且理論課所占比重較大，實驗課學時較少，實踐課更是可有可無，進而導致了目前化工原理的教學面臨著這樣一種現(xiàn)狀，即理論教學與生產(chǎn)實際嚴重脫節(jié)，學生在解題方面能力很強，而對于分析并解決生產(chǎn)過程中的實際問題能力卻是相當匱乏的?；ぴ淼氖谡n內(nèi)容幾乎涵蓋了化工生產(chǎn)裝置中所有的單元操作，而若干個單元操作和某一化學反應單元就構(gòu)成了一個化工生產(chǎn)裝置。例如，在造紙工業(yè)中所涉及的離心泵的安裝，離心分離、過濾和傳熱等相關的理論都是化工原理課程中所學習的基本單元操作中涉及到知識。而單單靠理論教學中所學習到的傳熱、精餾等相關知識去解決工程實際問題是遠遠不夠的。隨著社會的不斷發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)對高校所培養(yǎng)的化工相關專業(yè)人才的要求逐年提高，對化工原理課程的教學做適當?shù)恼{(diào)整，以適應當今社會的需求就顯得尤為重要。因此，在教學中加強實踐性教學環(huán)節(jié)、實驗和課程設計，不僅可以增強學生對課堂教學內(nèi)容的理解，鞏固所學的理論知識，而且能夠培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、分析問題和解決問題的能力，對提高學生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力有著重要的作用。

二、實踐教學的改革

1.重視計算機在化工原理設計中的應用。計算機在化工原理課程設計中的應用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：首先是設計過程中所涉及到的工藝計算，由于工藝計算中往往會用到比較復雜的經(jīng)驗公式，這些公式用手工計算不僅存在費事費力、計算結(jié)果的準確性不高的缺點，而且教師檢查學生的計算結(jié)果是否正確也很困難。因此，我們教研組制作了課程設計中涉及工藝計算的相關課件，教給學生自學，學生通過學習可以在工藝計算中節(jié)省大量時間，降低勞動強度，也便于教師檢查學生計算結(jié)果的正確；其次是AutoCAD繪圖，鑒于AutoCAD功能的強大，計算機的逐漸普及和學生計算機水平逐年的提高，我們在第一堂課時就要求學生在課余時間學習如何利AutoCAD進行繪圖，并安排相應的時間進行答疑，為后續(xù)的課程設計順利進行奠定基礎。

2.加強實驗教學力度，努力提高實驗教學質(zhì)量。針對理論課教學，我們實驗課設置了離心泵特性、傳熱綜合、流體流動阻力及精餾等相關實驗，實驗理論課是由教師在實驗前先將學生分好組，并給每個組分配相應的實驗內(nèi)容（各組所做的實驗內(nèi)容不相同），要求每組學生把實驗的基本原理、流程、注意事項等內(nèi)容做成PPT。實驗理論課時，首先每個小組的組長講解本組的實驗內(nèi)容，而后同組其他成員做補充，最后由教師對學生在講解過程中出現(xiàn)的問題做解析。教師在解析時主要精講實驗中遇到涉及到的常用設備的使用方法，實驗過程中常見事故的處理方法，著重強調(diào)學生在做實驗所需遵守實驗操作規(guī)程、注意事項及如何調(diào)試設備等。在精講過程中，我們會設計一些問題來提問學生，學生也會意識到相應教學內(nèi)容的重點、難點是什么。這種教學模式不僅能夠督促并檢查學生實驗理論的預習情況，而且學生在獨立思考問題和解決問題的能力等方面也得到了鍛煉。

我們會在實驗開課的前一周安排時間開放實驗室，教師只做適當?shù)闹笇?，主要由學生根據(jù)實驗內(nèi)容準備實驗所需的材料，并調(diào)試實驗所用的儀器。實驗過程中時，每個組員各負其責，教師會提醒學生注意實驗的分工合作，培養(yǎng)協(xié)調(diào)一致、互幫互助的團隊精神。這種教學方法可以使學生在預習過程中積極主動地去了解實驗流程及相關儀器設備，并掌握其使用方法，學生也會主動去思考實驗測定參數(shù)的由來、實驗過程中的注意事項，預期的實驗結(jié)果等。學生由被動地去重復實驗轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀伎既绾稳ピO計實驗方案，學生的自主學習的能動性被調(diào)動起來，學習興趣提高了，實驗效果得到了明顯的改善，教學質(zhì)量有了大幅度的提高。

3.完善化工原理課程設計的實踐教學環(huán)節(jié)?；ぴ碚n程設計是化工原理課程教學中考察學生對所學知識綜合運用的重要環(huán)節(jié)，該過程要求學生有較強的綜合性和實踐性能力，也有助于學生對所學理論知識的理解，對于培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決的問題能力并樹立正確的工程意識起到重要的作用。化工原理課程設計是在教師講學完化工原理基本理論，完成化工原理實驗基本后，學生利用所學基礎知識，自主設計一個實際生產(chǎn)過程中的單元設備?；ぴ碚n程設計目的就是在于培養(yǎng)學生綜合運用化工原理及相關課程的基本知識，加強學生查閱資料、數(shù)據(jù)處理能力、提高學生在化工制圖的水平，以及如何以簡潔的文字和圖表表達設計結(jié)果的能力，讓學生受到一次化工單元操作設備工藝設計的基本訓練。為此，我們組織學生去實習基地參觀學習，其中包括光宇集團鉛酸蓄電池的生產(chǎn)工藝流程，黑龍江省農(nóng)科院園藝分院小漿果加工生產(chǎn)工藝流程，黑龍江天龍藥業(yè)有限公司片劑生產(chǎn)車間等。在參觀之前提前告知學生參觀的內(nèi)容，布置好設計的題目，分好組，目的是讓學生帶著任務去參觀學習，參觀后各組抽簽來確定相應的作業(yè)。根據(jù)學生的整體表現(xiàn)給出最終的成績。具體做法如下。endprint

（1）準備充分，確保課程設計的順利進行。①首先給學生指派課程設計相關的題目，鑒于化工原理課程設計所要解決的是企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中所遇到的問題，具有極強的實戰(zhàn)意義。因此，我們教研組是在綜合考慮了以下幾個問題后確定了選題的標準：首先，由于每個企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品是千差萬別的，各產(chǎn)品相應的生產(chǎn)流程和所用設備也是各具特色，所以給學生布置的題目就應具有共性的題目而非具有個性的題目；其次，目前企業(yè)普遍缺乏工程技術(shù)人員，所以企業(yè)在招聘時所需求的專業(yè)技術(shù)人員是復合型的人才，也就是既要懂工藝，又要懂設備，還得會操作的技術(shù)人員。如果我們的畢業(yè)生知識面窄，要么懂工藝不懂設備，要么懂設備不懂工藝，無法適應企業(yè)的需求。因此，我們在進行課程設計時要求學生既進行工藝設計，又進行設備設計，并提交設計報告和設計圖紙；此外，在題目的難易上也是仔細考量，如果題目太深，內(nèi)容過多，會造成學生學習壓力過大，負擔過重，難以在規(guī)定時間內(nèi)完成任務，也就達不到課程設計的目的；反之，如果題目過于簡單，內(nèi)容過少，會造成與培養(yǎng)工程素養(yǎng)和實踐動手能力的要求不相符。因此，題目的選擇主要從適合學生能力培養(yǎng)要求方面作為出發(fā)點，并與實際相結(jié)合。我們選題的原則是：難度適中，符合學生實際知識水平，經(jīng)過努力能夠圓滿完成。②指導教師要做好包括工藝計算、主體設備結(jié)構(gòu)圖的繪制和說明書的編制等方面的指導和答疑。工藝計算部分考察的重點在于學生計算公式的正確選取、物性參數(shù)的查取和圖表的利用能力，而設備結(jié)構(gòu)圖繪制部分考察的重點在于學生化工制圖能力的基本訓練。

（2）考核方法的改進。對課程設計成績的確定，如果只注重設計說明書，就會造成學生之間抄襲的現(xiàn)象。為了避免上述情況，使課程設計取得更好的效果，我們從課程設計前、中、后三個階段綜合考評，具體規(guī)定如下：①設計前：根據(jù)學生查閱資料，參觀過程中的認真程度，紀律表現(xiàn)等方面給出成績，其結(jié)果占課程設計終評成績的10%。②設計中：從實習基地參觀的第二天開始直至結(jié)束，指導教師會根據(jù)每個學生的認真程度、獨立設計能力、設計進度以及學生在分析問題和解決問題等方面的能力來給出成績，這部分是課程設計的重點考察部分，故占得比重較大，占到課程設計總成績的50%。③設計后：課程設計結(jié)束后，根據(jù)設計圖紙及計算說明書評定成績。其結(jié)果占課程設計終評成績的40%。

由于在去實習基地之前已選好題目，事先也會通知學生評定成績的標準，所以絕大多數(shù)學生在設計過程中都很積極主動，而且那些平時學習態(tài)度不端正的學生，也因為感到較大的壓力，端正了學習態(tài)度，很大程度上杜絕了抄襲現(xiàn)象的發(fā)生，學生完成課程設計的質(zhì)量有了顯著的提高。

三、結(jié)語

通過對化工原理實踐教學的實施，激發(fā)了學生學習的興趣和積極性，加深了學生對化工理論知識的理解和掌握，培養(yǎng)了學生獲取知識的能力、總結(jié)概括的能力，發(fā)現(xiàn)及解決工程問題的能力，并且有助于學生養(yǎng)成良好的科學素養(yǎng)。學生由于實踐能力的提高，我校應用化學專業(yè)畢業(yè)的學生受到了雨潤集團、哈藥集團等大型企業(yè)的歡迎，就業(yè)形式有了明顯的好轉(zhuǎn)。endprint