“化工原理”課程教學方法探討

【摘要】分析了“化工原理”教學的現(xiàn)狀和存在的問題，結(jié)合多年來的實踐工作體會和教學經(jīng)驗，對如何激發(fā)學生興趣，提高教學質(zhì)量進行了探討，提出了“化工原理”課程教學改進的方法和途徑。

【關(guān)鍵詞】化工原理 教學方法 探討

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0139-02

化工原理是化學工程、環(huán)境工程、食品工程及制藥類專業(yè)學生必修的一門重要的專業(yè)基礎課程。它主要研究流體流動、傳熱、傳質(zhì)的基本原理及主要單元操作的典型設備構(gòu)造、操作原理、工藝計算及設備選型，培養(yǎng)學生運用基礎理論分析和解決工程實際問題的能力[1]。其內(nèi)容抽象，涉及面廣，物理量多，綜合性強，公式繁雜，計算量大。尤其是一些半理論半經(jīng)驗公式及準數(shù)、準數(shù)關(guān)聯(lián)式不好理解。不少學生反映該課程難學，主要表現(xiàn)為原理難理解，公式太多難記，題目不會做。如何提高這門課的教學效果，是對任課老師的極大考驗。筆者曾在企業(yè)工作10多年，具有豐富的工程實踐經(jīng)驗。目前在高校工作多年，講授化“工原理”已有8年，結(jié)合理論與實踐，對如何提高“化工原理”教學效果進行了探討。

一、“化工原理”課程教學中存在的問題

根據(jù)我校環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，“化工原理”課程開設在第六學期，是一門專業(yè)基礎課，為學習“大氣污染控制工程”、“水污染控制工程”等專業(yè)課做準備。從2005級首次開設至今，已講授了8輪，取得了一定的教學效果，但也存在一些問題。從課堂教學效果和學生反饋的信息來看，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.學生基礎差，學習困難

“化工原理課程是以“流體力學”為基礎的，還涉及“熱力學”方面的知識，而且大量的公式推導需要用到“高等數(shù)學”的內(nèi)容，還有物理量和原理的理解需要有較強的邏輯思維和抽象思維能力。如果這方面的內(nèi)容沒有學好，或者學的不夠扎實，思維能力差，那么這門課學起來就會很困難。我校是一個地方性院校，屬二類學校，學生生源主要在廣東，與全國招生的一類學校相比，我校所招收學生的基礎就差一些。再加上廣東學生的特點是喜歡實踐而不喜歡理論，所以一般動手能力比較強，而理論基礎差。

2.學生對所學課程的認識程度不夠，缺乏學習動力

“化工原理”的主要內(nèi)容是研究流體流動、傳熱、傳質(zhì)的基本原理及在此基礎上的單元操作設備。其核心內(nèi)容是動量傳遞、質(zhì)量傳遞和能量傳遞，而這正是環(huán)境工程專業(yè)課的理論基礎。比如向大氣中排放二氧化硫、氮氧化物等氣體，向水體排放廢水等，這些都屬于流體流動、傳熱和傳質(zhì)的過程；用于除塵、脫硫、脫銷的吸收塔都是根據(jù)“化工原理”課程中“吸收”的原理設計的。很多學生誤認為這門課與環(huán)境工程專業(yè)沒有關(guān)系，用處不大，認為只有“大氣污染控制工程”、“水污染控制工程”才是所應該學的專業(yè)課。

3.理論教學與工程實踐聯(lián)系不緊，學生缺乏學習興趣

“化工原理”這門課內(nèi)容多，涉及面廣，物理概念多而抽象，原理和公式推導繁雜，計算量大，內(nèi)容枯燥乏味，缺乏具體的教學模型和實例。老師為了完成教學任務，經(jīng)常采取“滿堂灌”的教學方式，基本上是從頭講到尾，雖然也會穿插提出幾個小問題由學生作答，但師生互動非常少，課堂氣氛不活躍。學生多是上課不用心聽講，課后盲目的看書做作業(yè)，有的學生還抄作業(yè)，缺乏學習的積極性和主動性。

二、“化工原理”課程的教學改進措施

1.選用合適教材，精心組織授課內(nèi)容，做到因材施教[2]

現(xiàn)在的高等院校普遍都是采用“十一五”規(guī)劃教材，或者“面向二十一世紀”教材，這些教材代表教材編寫的最高水平，學校也要求老師在選用教材時優(yōu)先選用這些教材。但地方高等院校不一定合適使用這些教材，或者在使用這些教材時應該有所取舍。首先，這些教材偏理論，內(nèi)容較深，而地方院校的生源基礎較差，學習這些教材有一定的難度。其次，地方院校的人才培養(yǎng)目標是“服務于地方的應用型人才”，應偏重對學生的實際應用和工程觀的培養(yǎng)而不是理論方面的研究。再者，這些教材在編寫的過程中注重滿足不同專業(yè)的需要，沒有針對性。以“化工原理”教材為例，化工專業(yè)側(cè)重于各類單元操作的原理、工藝計算、影響單元操作的各類因素及如何進行調(diào)整等方面；化機專業(yè)側(cè)重各類單元操作設備的特點、種類、運行、故障的講解；環(huán)境工程專業(yè)則側(cè)重于流動、傳熱、傳質(zhì)過程的分析和計算及模型的理解與應用。因此，要潛心研究各種教材，根據(jù)所學專業(yè)教學大綱及學生的特點，精心組織教學內(nèi)容，做到因材施教。

2.采用多媒體教學，提高學生的直觀認識，調(diào)動學生的學習積極性[3]

“化工原理”課程涉及到很多流體、化工機械的結(jié)構(gòu)、操作原理及流程，僅靠畫圖和語言描敘，學生是很難理解的。而多媒體集圖文聲像于一身，以其多維化的表現(xiàn)形式，為化工原理教學提高了新的教學手段。通過多媒體可以形象逼真地展現(xiàn)各種單元設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、過程原理及設備的工作情況，使復雜結(jié)構(gòu)直觀化，抽象概念簡單化。比如泵和風機的工作原理，換熱器內(nèi)冷熱流體的流動及溫度變化，吸收塔內(nèi)兩相流體的流動過程及濃度的變化等等，都可以通過動漫、實物圖片、錄像演示出來。這樣在課堂上可以給學生一種很強的實物感，課堂內(nèi)容既生動又豐富，加深了學生對設備及其原理的認識，極大地提高了學生的學習積極性。

3.采用“項目教學法”，培養(yǎng)學生的工程觀，提高學生的學習動力[4]

現(xiàn)在大部分學生的功利心比較強，學習的目的只是為了通過考試，拿到學位；或者認為對以后找工作有幫助的課程就認真學。很多學生輕視課堂的學習，而對所學內(nèi)容在實際中的應用比較重視。如果采用“項目教學法”，可以讓學生進入到一種“工作”狀態(tài)中，在完成“項目”的過程中，明白課堂所學的內(nèi)容在實際中是如何應用的，體會到理論知識與實踐的關(guān)系，獲得課堂學習的成就感，提高學習動力。比如在學習換熱器一章時，在對換熱器的設計計算的方法、原理及公式進行簡單的講解后，老師讓學生來完成一個實際項目——“某某企業(yè)的空氣預熱器的設計”。此時學生作為生產(chǎn)單位的一名技術(shù)人員，老師是部門主管，這樣的情景設置可以激發(fā)學生完成工作的愿望，學生會思考要完成這樣一個項目，應該怎么去做。在完成這個項目的過程中，老師只是答疑和指導，學生是學習的主體。等到項目完成后，學生對換熱器的內(nèi)容也就掌握了。在這一過程中，由于學生是主動學習的，因此對所學的知識掌握得更加牢固。

4.課堂教學要抓住重點，主次分明，讓學生易于接受和掌握

教材的內(nèi)容一般都比較系統(tǒng)和完整。從最基本的原理的到最前沿的動態(tài)，從最常用的到各種情況，教材都會作介紹，學生會感覺到內(nèi)容繁雜，不容易掌握。老師在課堂教學時就不能照本宣科，不分主次全部都講，而應該抓住最基礎的、在實際中應用最廣泛的內(nèi)容來講。比如，對于對流換熱，既有直管內(nèi)，也有彎管內(nèi)，還有橢圓管等其它異形管內(nèi)的對流換熱；有層流換熱，還有過渡流和湍流換熱，對于每一種換熱情況，都有不同的對流換熱經(jīng)驗公式和不同的條件，都要記住的話比較困難。其實在實際生產(chǎn)中，使用最廣泛的是直管內(nèi)湍流換熱，所以只須要求學生記住和掌握這一個經(jīng)驗公式就可以了，其它的內(nèi)容只做簡單的介紹，或者讓學生自學來完成。把最基礎的，最常用的內(nèi)容學扎實后，就可以觸類旁通，在此基礎上再學習其它內(nèi)容就比較容易了。

5.簡化公式推導，注重公式的應用

化工原理教材中包含有大量的計算公式及其推導過程，學生拿到教材就感覺頭痛難學，老師講起來費時費力，學生聽起來枯燥無味，不想聽，基礎差的也根本聽不懂。因此，筆者對教材中大量的公式只推導最基礎和最簡單的，復雜的公式只講一下推導原理和方法，有興趣的同學在課后個別講解。大部分時間通過講例題的方式來講解這些公式是如何應用的。例如，在吸收塔計算中，通過大量例題，重點講解操作線方程和填料層高度的計算公式的應用，而對于其復雜的推導過程則淡化，這樣學生有興趣聽，學起來也容易。

三、結(jié)語

化工原理教學過程中，教師應當結(jié)合不同專業(yè)、不同學生的特點，精心組織教學內(nèi)容。根據(jù)不同的教學內(nèi)容，采用靈活多樣的教學方法，不斷激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，提高課程教學質(zhì)量。

參考文獻：

[1]馮宵，何潮洪. 化工原理[M]. 北京：科學出版社，2007.

[2]李素君. 化工原理課程教學方法探討[J].遼寧石油化工高等專科學校學報，2011，17（2）：70-71.

[3]張紅芬. 淺談多媒體在《化工原理》教學中的幾點思考[J]. 中國科教創(chuàng)新導刊，2012，40（2）：86.

[4]黃德斌.項目教學法在《化工原理》課程中的應用[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2013，41（5）：102.