關(guān)于《化工原理》課程教學(xué)改革的思考

摘要：《化工原理》課程是一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是從理論到工程、從基礎(chǔ)過(guò)渡到專業(yè)的橋梁。要提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力，就要在《化工原理》教學(xué)中，在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，突出工程觀點(diǎn)；在教學(xué)方法上強(qiáng)調(diào)工程；在教學(xué)評(píng)價(jià)體系中以工程為核心。

關(guān)鍵詞：化工原理；課程；教學(xué)改革；工程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）01-0098-02

《化工原理》課程是化工、制藥、生物、環(huán)境等類專業(yè)的一門主要課，是一門工程觀念很強(qiáng)的課程，該課程承擔(dān)著從基本理論到實(shí)踐工程、從基礎(chǔ)理論到專業(yè)知識(shí)的紐帶作用。該課程教學(xué)理念的先進(jìn)與落后直接影響學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)和工程能力。

該課程在我國(guó)大學(xué)現(xiàn)行教學(xué)方法以講授為主，其主要特征是教師講授灌輸多，大學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)活動(dòng)少。[1]這主要表現(xiàn)在：課程學(xué)時(shí)方面，用于上課的總學(xué)時(shí)多，大學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)時(shí)間少；知識(shí)獲取方面，學(xué)生是靠被動(dòng)“聽(tīng)”，而不是靠主動(dòng)“理解”；教學(xué)方法方面，單一講授方法多，而多種有利于大學(xué)生能力提高的獨(dú)立學(xué)習(xí)方法少，如自學(xué)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)方法、社會(huì)調(diào)查方法、討論方法和研究的方法較少；教學(xué)思想方面，“兩個(gè)忽視”集中體現(xiàn)，一是在知識(shí)與能力關(guān)系上，忽視大學(xué)生能力培養(yǎng)，二是在教與學(xué)關(guān)系上，忽視大學(xué)生學(xué)習(xí)獨(dú)立性的培養(yǎng)。同時(shí)，在新的該課程體系中，教學(xué)內(nèi)容增加，而課時(shí)減少，要在有限課時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，保證教學(xué)質(zhì)量不下降，就要對(duì)現(xiàn)行的課程教學(xué)進(jìn)行改革。

要在有限課時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，保證教學(xué)質(zhì)量不下降，就要在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)化學(xué)生工程觀點(diǎn)。[2]學(xué)生對(duì)工程特點(diǎn)及對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題處理方法等知識(shí)了解甚少，因此，在該課程教學(xué)中，需要培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，突出工程觀點(diǎn)；在教學(xué)方法上強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)；[3]在教學(xué)評(píng)價(jià)體系中以工程為核心。這樣可以加深學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解，鞏固課程理論知識(shí)，而且使學(xué)生把所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際、提高了學(xué)生的分析和解決問(wèn)題能力，開(kāi)拓了學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力。

一、在教學(xué)過(guò)程中突出工程的觀點(diǎn)

《化工原理》這門課程要求學(xué)生在學(xué)習(xí)完后，具備單元操作和設(shè)備選擇的能力、工程設(shè)計(jì)能力、操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過(guò)程的能力以及過(guò)程開(kāi)發(fā)或科學(xué)研究能力。要使學(xué)生具備上述能力，這就要求教師在上課傳授知識(shí)時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容中突出工程的觀點(diǎn)。

在《化工原理》的教學(xué)內(nèi)容中，每個(gè)單元操作都可分解為動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞這三種傳遞過(guò)程或者它們的結(jié)合。[4]傳遞的快慢直接影響生產(chǎn)效率的高低，也影響工程上的經(jīng)濟(jì)性。這三種傳遞的快慢是用“速率”表示的，因此，“速率”的觀點(diǎn)在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)得到加強(qiáng)。

在應(yīng)用《化工原理》課程解決工程問(wèn)題時(shí)，不僅需要從理論上探討解決問(wèn)題的可能性，還需要考慮技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，這就要求學(xué)生在設(shè)備選型、設(shè)計(jì)及操作時(shí)獲得更有利于生產(chǎn)實(shí)際的參數(shù)，如流體最佳流動(dòng)速度的確定，合適管徑的選擇，其他最佳操作參數(shù)的確定等。要解決這類問(wèn)題，就要用到“優(yōu)化”的觀點(diǎn)，所以，“優(yōu)化”的觀點(diǎn)在教學(xué)過(guò)程中也應(yīng)得到重視。

在《化工原理》的教學(xué)內(nèi)容中，除了上述工程觀點(diǎn)外，還有解決更復(fù)雜問(wèn)題的因次分析法、數(shù)學(xué)模型法、參數(shù)綜合法和過(guò)程分解法等等，[5]這些工程觀點(diǎn)在解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題時(shí)相當(dāng)重要，也是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中最不容易理解掌握的內(nèi)容，這部分內(nèi)容在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)得到加強(qiáng)和重視。

二、在教學(xué)方法上強(qiáng)調(diào)工程

教學(xué)方法是不斷發(fā)展，更新的。教學(xué)方法的發(fā)展和更新是社會(huì)發(fā)展對(duì)人才質(zhì)量要求的結(jié)果；是科學(xué)技術(shù)發(fā)展促進(jìn)教學(xué)手段改進(jìn)的結(jié)果；也是知識(shí)更新速度加快的結(jié)果?！痘ぴ怼肥枪こ绦院軓?qiáng)的一門課程，課程涉及的教學(xué)內(nèi)容多、復(fù)雜而且抽象，學(xué)生不易理解，教學(xué)難度大。教師在有限的時(shí)間里傳授學(xué)生更多的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在有限的時(shí)間里掌握更豐富的內(nèi)容，這就要求在教學(xué)方法上進(jìn)行改進(jìn)，在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合工程實(shí)例，強(qiáng)化學(xué)生工程意識(shí)，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.采用新的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)。該課程實(shí)踐性強(qiáng)，其研究對(duì)象是單元操作。其理論內(nèi)容包括設(shè)備中所發(fā)生的物理過(guò)程；所涉及機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、工作原理；各種氣液、液液、氣固、液固間的傳熱、傳質(zhì)過(guò)程和各種操作狀況。這些理論內(nèi)容往往抽象難懂，為使學(xué)生掌握這些內(nèi)容，就需要很強(qiáng)的直觀、具體、形象的教學(xué)要求。常用的傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)采用的是靜止、平面、抽象的教學(xué)方式，該方式無(wú)法形象、逼真地展現(xiàn)單元操作中的現(xiàn)象和設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理，學(xué)生難于理解并掌握上述教學(xué)內(nèi)容，也就談不上對(duì)教學(xué)內(nèi)容的靈活應(yīng)用?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為傳統(tǒng)教學(xué)方法缺陷的改進(jìn)提供了技術(shù)手段。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）是傳統(tǒng)教學(xué)方法缺陷改進(jìn)的技術(shù)手段之一。在該課程教學(xué)中，把難于用板書(shū)表現(xiàn)的生產(chǎn)過(guò)程，設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理可以通過(guò)計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)視頻、動(dòng)畫(huà)、圖像等手段進(jìn)行表達(dá)，這樣使得教學(xué)內(nèi)容在課堂有很強(qiáng)的實(shí)物感，既增加課堂的信息量，使課堂內(nèi)容豐富生動(dòng)，又使抽象的教學(xué)內(nèi)容易于理解，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高有著極為重要的意義。尤其是某些花費(fèi)較高和難于理解的實(shí)驗(yàn)、如流體流動(dòng)現(xiàn)象和不正常的操作現(xiàn)象都可以在計(jì)算機(jī)上多次再現(xiàn)，比如雷諾實(shí)驗(yàn)、泵的氣蝕、氣縛現(xiàn)象、非牛頓流體特性及換熱器的傳熱過(guò)程等。

2.選擇新課型，增強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)。在教與學(xué)的關(guān)系上，既要肯定教師的主導(dǎo)作用，也要肯定學(xué)生既是受教育的對(duì)象，又是具有主觀能動(dòng)性的認(rèn)識(shí)的主體。教學(xué)的目標(biāo)是使學(xué)生具有獨(dú)立獲得知識(shí)，分析和解決問(wèn)題的能力。在傳統(tǒng)板書(shū)的教學(xué)過(guò)程中，只重視知識(shí)傳授，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，片面強(qiáng)調(diào)教師作用，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)獨(dú)立性，必然阻礙學(xué)生能力的提高。因此，在教學(xué)實(shí)踐上，改革現(xiàn)行的教學(xué)模式便成為一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。在教與學(xué)的課型體系中，有不同課型的基本理論和教學(xué)模式，如“參與型”、“研究型”、“辯論型”、“案例型”和“咨詢型”等。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中可依據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選擇。

在“參與型”課型中，讓學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中，使學(xué)生感到自己是學(xué)習(xí)的主人，在參與過(guò)程中掌握知識(shí)。在“研究型”課型中，注重學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)未知問(wèn)題的探索能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。在“案例型”課型中，通過(guò)工程實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力，在此過(guò)程中以掌握技能為中心。在“辯論型”課型中，允許學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)發(fā)表自己的觀點(diǎn)，學(xué)生在辯論中對(duì)模糊的知識(shí)點(diǎn)明確。在“咨詢型”課型中，以學(xué)生自學(xué)為主，教師起引導(dǎo)作用，提高學(xué)生的自學(xué)能力。學(xué)生在這些教學(xué)活動(dòng)中學(xué)習(xí)積極性得到加強(qiáng)，也提高了學(xué)生的工程意識(shí)。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中提升學(xué)生工程意識(shí)?；ぴ碚n程實(shí)驗(yàn)工程性較強(qiáng)，設(shè)備及工藝流程復(fù)雜。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，就需改革和完善現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)生工程意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，除了原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，應(yīng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和加工過(guò)程中的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，和科學(xué)研究?jī)?nèi)容相結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段上，運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)把不易開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多媒體直觀演示。把學(xué)生參加的課外科研活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)。

4.在課程設(shè)計(jì)中實(shí)踐工程觀點(diǎn)。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用課程基本理論和知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，按照科學(xué)的研究方法，建立正確設(shè)計(jì)思想，提高分析、解決問(wèn)題能力的重要教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。我們應(yīng)該在在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用“少講、多練和勤思考”的原則，讓學(xué)生自己動(dòng)手，教師進(jìn)行引導(dǎo)。加強(qiáng)學(xué)生工程基本技能的訓(xùn)練，如繪圖、工藝流程的選擇、工程計(jì)算、設(shè)備選型和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等。這促進(jìn)了學(xué)生的思維能力、分析判斷和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，為后續(xù)專業(yè)課課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了良好基礎(chǔ)。

三、在教學(xué)評(píng)價(jià)體系中以工程為核心

化工原理課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其中很重要的作用，是培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立工程概念，具有綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而不是通過(guò)突擊復(fù)習(xí)應(yīng)付考試。因此《化工原理》這門課程的教學(xué)評(píng)價(jià)體系應(yīng)以工程為核心進(jìn)行考核。

在評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)化工原理課程掌握程度時(shí)，我們之前采用的是傳統(tǒng)純知識(shí)記憶考試方式以及終結(jié)考評(píng)形式進(jìn)行考查，這種考查形式會(huì)在一定程度上約束學(xué)生思維的模式，挫傷其學(xué)習(xí)的積極性。

該課程既包含了許多屬于知識(shí)記憶性的內(nèi)容，如基本概念、基本理論，同時(shí)也包含了許多技能技巧性的應(yīng)用內(nèi)容。在閉卷試題類型上偏重于對(duì)知識(shí)的理解能力和工程應(yīng)用能力。開(kāi)卷試題圍繞解決某一個(gè)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，開(kāi)卷試題也有可能是一個(gè)大作業(yè)。

對(duì)化工原理課程進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí)，在最終成績(jī)?cè)u(píng)定過(guò)程中，把以前的終結(jié)考評(píng)變成為形成性考評(píng)，提高平時(shí)成績(jī)?cè)诳傇u(píng)成績(jī)中的比例。筆者嘗試了化工原理課程的教學(xué)評(píng)價(jià)，方法是評(píng)價(jià)時(shí)以工程為核心，在每章講授結(jié)束后，給學(xué)生布置一道綜合題或總結(jié)題，要求學(xué)生限時(shí)獨(dú)立完成，對(duì)上交的內(nèi)容進(jìn)行考查、評(píng)價(jià)，把成績(jī)計(jì)入總分。由于該方法加強(qiáng)了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)，利于基本知識(shí)的積累，學(xué)生不再進(jìn)行臨時(shí)突擊，減輕期末考試的壓力，也改變了以前學(xué)生成績(jī)分布不均勻的狀況，起到了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]金鳴林.化工原理課程的教學(xué)思考[J].華東冶金學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2000，2（3）：72-74.

[2]段東紅，郝曉剛.《化工原理》教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2002，20（4）：80-82.

[3]李功樣.“化工原理”課程的教學(xué)改革實(shí)踐[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2002，2（2）：48-50.

[4]劉偉民，趙杰文，馬海樂(lè)，等.源于《化工原理》的《食品工程原理》教材編寫(xiě)創(chuàng)新研究[J].化工高等教育，2011，（6）：96-99.

[5]劉偉民，傅亮，柴春祥，等.單元操作類教材中一些疑難點(diǎn)的分析[J].化工高等教育，2010，（6）：95-98.