獨立學(xué)院化工原理優(yōu)秀課程建設(shè)實踐

王玥+王立軒+李鵬

摘 要：介紹了近年來我校進行化工原理優(yōu)秀課程建設(shè)的改革和實踐，主要從教學(xué)環(huán)節(jié)的安排及教學(xué)方法的改革，仿真練習(xí)與現(xiàn)場實踐的有機結(jié)合，對化工原理教學(xué)資源庫的充實，對考核方式和內(nèi)容的改革以及學(xué)生對課程建設(shè)的評價幾個方面進行總結(jié)，從而提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：獨立學(xué)院；化工原理；優(yōu)秀課程建設(shè)

中圖分類號：G4 文獻標(biāo)識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.33.151

化工原理課程是我?；は祷瘜W(xué)工程與工藝，過程裝備與控制專業(yè)的一門主干課，它是綜合運用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計算技術(shù)等基礎(chǔ)知識，分析和解決化工類生產(chǎn)過程中各種物理操作問題的技術(shù)基礎(chǔ)課。為適應(yīng)我?！皯?yīng)用型高?！钡霓k學(xué)定位，“高素質(zhì)應(yīng)用人才”培養(yǎng)目標(biāo)，按照“?；A(chǔ)（基礎(chǔ)知識，基本原理，基本技術(shù)或方法）、強實踐、重創(chuàng)新、分流培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)思路，再考慮我校生源的實際情況，對化工原理這門課進行建設(shè)與改革，具有十分重大的意義。

對于化工原理這門課的優(yōu)秀課程建設(shè)，我們主要做了以下方面工作。

1 教學(xué)環(huán)節(jié)安排及教學(xué)方法的改革

《化工原理》這門課在我校的教學(xué)安排包括上冊教學(xué)64學(xué)時，下冊教學(xué)56學(xué)時，化工原理課程設(shè)計一32學(xué)時，化工原理課程設(shè)計二48學(xué)時和化工原理實驗48學(xué)時，共計248學(xué)時。

《化工原理》課程強調(diào)工程觀點和創(chuàng)新能力、定量運算、實驗技能和工程設(shè)計能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生掌握各單元操作的基本原理，了解各典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、完成設(shè)備工藝尺寸的計算及設(shè)備的選型。教學(xué)中要理論聯(lián)系實際、把課堂講授與課堂討論相結(jié)合，采用啟發(fā)式教學(xué)，不斷改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段，使教學(xué)質(zhì)量不斷提高。

下面以《化工原理》下冊為例展開討論。下冊書主要介紹傳質(zhì)分離過程，我校一共講授四個單元操作，分別是精餾，吸收，萃取和干燥。其特點是“共性多，個性少”。共性體現(xiàn)在各章均以各單元操作的基本原理為起點，依次討論平衡關(guān)系、物料衡算、設(shè)備主體尺寸計算、過程影響因素分析、操作參數(shù)的選擇與調(diào)節(jié)、過程強化等內(nèi)容，這些共性體現(xiàn)了相同的規(guī)律和相似的研究方法。因此在講每一章時要先講簡化模型，精餾為例，其簡化模型中，物系的相對揮發(fā)度應(yīng)為常數(shù)（理想物系），傳質(zhì)過程為恒摩爾流，設(shè)備為理論板（精餾操作實現(xiàn)的場所）。而由理想模型到實際塔板是通過總板效率校正得到的。因此，在講傳質(zhì)分離的每一個單元操作時，可以遵循的共性主線為分離原理→平衡關(guān)系→速率關(guān)系→衡算→設(shè)備主體尺寸。

“個性”體現(xiàn)在精餾和吸收的平衡關(guān)系看似都是氣液平衡，精餾的汽相為自身加熱產(chǎn)生的，而吸收則需要外界引入液相。精餾實則液氣平衡關(guān)系，而吸收則是氣液平衡。對于組成的表達方式也有不同，精餾采用x，y，為質(zhì)量分數(shù)，而吸收采用X，Y，為質(zhì)量比，這些都是服從于簡化模型的。

教學(xué)改革過程中要不斷吸納本課程領(lǐng)域的最新成果，更新教學(xué)大綱和教案，例如不斷地發(fā)展出新的單元操作或化工技術(shù)，如膜分離、參數(shù)泵分離、超臨界技術(shù)等。以節(jié)約能耗、提高效率或潔凈生產(chǎn)為特點的集成化工藝（如反應(yīng)精餾、反應(yīng)膜分離、多塔精餾系統(tǒng)的優(yōu)化集成等）。

2 現(xiàn)場實踐與仿真練習(xí)的有機結(jié)合

化工仿真實習(xí)是高?；ゎ悓W(xué)生的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)?？梢宰屚瑢W(xué)們最直觀地體會《化工原理》中各個單元操作的概念，對于加強學(xué)生理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力以及動手能力起著重要的作用。然而，這種教學(xué)過程在實施中存在一些問題，如學(xué)生下廠實習(xí)，只能在現(xiàn)場摸摸流程，被動地看和聽，難以深入實際；不能在控制室長時間停留，不能分析和處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，學(xué)生的相應(yīng)能力就得不到訓(xùn)練；不允許學(xué)生動手操作，無法讓學(xué)生親身體驗工業(yè)裝置的開停車與事故處理，學(xué)生的動手能力得不到訓(xùn)練等等。

我校利用先進的計算機仿真技術(shù)開發(fā)具有虛擬化工生產(chǎn)、仿真操作、典型化工生產(chǎn)工藝流程與設(shè)備介紹等功能的系列多媒體課件，以增強學(xué)生如下能力：（1）以具有代表性的真實生產(chǎn)工程流程的仿真。營造類似于工廠控制室的教學(xué)環(huán)境，訓(xùn)練學(xué)生分析問題、解決問題和故障處理能力，訓(xùn)練學(xué)生利用物料衡算、能量衡算的方法對工業(yè)過程進行評估與優(yōu)化的能力，并了解過程監(jiān)控的方法。（2）以典型工業(yè)實例，訓(xùn)練學(xué)生開、停車的操作能力，包括簡單裝置的開、停車和復(fù)雜裝置開、停車。（3）通過工藝與設(shè)備介紹使學(xué)生建立典型工業(yè)過程的背景知識，包括工藝流程、設(shè)備、控制方案、操作參數(shù)等，透徹了解生產(chǎn)過程與設(shè)備工作原理。從而對化工原理課程的教學(xué)起到鞏固和促進的作用。

3 逐步建立和充實化工原理教學(xué)資源庫

教學(xué)資料的收集包括教材，試題庫以及課程設(shè)計優(yōu)秀作品庫幾個方面。

目前我校使用的教材是天津大學(xué)出版的《化工原理》上下冊，除此之外，我們還收集了北京化工、大連理工、華東理工、華南理工、清華大學(xué)等國內(nèi)各具特色的化工原理教材，以及Unit Operations of Chemical Engineering等國外著名教材。已經(jīng)購買教學(xué)輔導(dǎo)資料三套，并計劃逐步添置國內(nèi)知名教授編著的化工原理輔導(dǎo)書和習(xí)題集。課程設(shè)計指導(dǎo)書已有天津大學(xué)編著的兩套，Aspen Plus教程一套。試題庫包括天津大學(xué)歷年考研試卷，天津大學(xué)工程碩士考卷以及往年華北賽區(qū)化工原理競賽的試題。目前已分章節(jié)建立化工原理考試題庫，每章題目分別為填空、選擇和大題，每章題目數(shù)目在50～80題。已建立的化工原理課程設(shè)計優(yōu)秀作品庫收集了2008級至2012級學(xué)生的優(yōu)秀作品12件。

4 考核內(nèi)容和方式的改革

以往的《化工原理》考核辦法采用卷面考試的形式，滿分100分，得分作為學(xué)生的期末成績。這種方式雖然能夠反映學(xué)生對知識的掌握情況，但也具有一定局限性。相當(dāng)一部分同學(xué)抱有“突擊一下”就能考過的僥幸心理。因此我們對考核方法進行了改革，將成績分為三個部分：平時分30%，包括上課出勤，課堂表現(xiàn)，作業(yè)情況；口試分20%，口試采用教師學(xué)生一對一的形式，學(xué)生隨機抽取題目作答，由老師當(dāng)場給出成績；卷面分50%。

改革后的考核辦法能夠反映出學(xué)生平時的學(xué)習(xí)狀態(tài)，特別是口試環(huán)節(jié)，教師可以與學(xué)生正面交流，對一些卷面無法考察的內(nèi)容可以通過口試考察，例如干燥一章，濕焓圖的應(yīng)用，口試時可將圖紙打印出來，標(biāo)明狀態(tài)點，讓同學(xué)們讀取濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。通過口試可以更為直觀地了解學(xué)生們對知識點的掌握情況，對今后的教學(xué)也是十分有幫助的。

同時，我們對化工原理實驗的考核也進行了改革，以往只憑實驗報告給成績，改革后預(yù)習(xí)報告10%，出勤不遲到10%，回答問題10%，實驗操作10%，實驗報告60%。這樣，從預(yù)習(xí)到操作再到最后實驗數(shù)據(jù)的處理，都能夠從這些環(huán)節(jié)的得分反映學(xué)生的完成情況。

5 學(xué)生對課程建設(shè)的評價

我們對2013級學(xué)生進行了課程問卷調(diào)查，本次調(diào)查問卷共發(fā)放152份，其中包括工藝學(xué)生77份，過控學(xué)生75份。問卷主要包括以下幾個方面：

5.1 對化工原理這門課現(xiàn)狀的認識

85%的同學(xué)認為化工原理這門課很重要，因為它是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是考研專業(yè)課。對化原期末考試，75%的同學(xué)認為需要平時努力學(xué)習(xí)，才能順利通過期末考試。假如考試不及格，認為自己學(xué)習(xí)方法不適當(dāng)?shù)膶W(xué)生占26%，平時不努力的占30%，對化工原理這門課不感興趣的占11%，認為缺少實踐機會的占6%，期末沒有好好復(fù)習(xí)的學(xué)生占24%。

分析：大部分同學(xué)認可化工原理課程在專業(yè)基礎(chǔ)課中的核心地位，成績不理想的同學(xué)也意識到跟自己平時不用功有關(guān)。也有同學(xué)提出化工原理課要結(jié)合工程實例才更吸引人的有效建議。

5.2 學(xué)生對于化工原理課程的學(xué)習(xí)積極性調(diào)查

對于上課睡覺或玩手機的現(xiàn)象，偶爾有的學(xué)生占60%，經(jīng)常有的占29%。對于老師課后布置的作業(yè)，每次都認真獨立按時完成的占16%，經(jīng)常借鑒他人成果的占50%，大多數(shù)時候都認真獨立按時完成的占33%。對于課后作業(yè)題的講解，認為錯的比較集中的題需要講評的占43%，每一道作業(yè)題都需要講評占48%，不需要講評的占9%。

分析：從調(diào)查數(shù)據(jù)看，學(xué)生們對學(xué)習(xí)化工原理課程的學(xué)習(xí)積極性有待進一步提高，而這部分工作要結(jié)合加強學(xué)風(fēng)建設(shè)則更為有效，例如：每次課前把學(xué)生的手機統(tǒng)一收齊，做到課堂無手機。

5.3 學(xué)生對課程建設(shè)與教學(xué)改革的看法調(diào)查

對目前實施的化工原理優(yōu)秀課程建設(shè)，50%的同學(xué)態(tài)度為積極參與，34%的同學(xué)認為無所謂。對于老師是否應(yīng)該在課后布置一些延伸作業(yè)（如論文，學(xué)習(xí)報告等），38%的同學(xué)認為有必要，62%的同學(xué)認為無必要。對《化工原理》課程的考核方式結(jié)合口試會帶來的效果，64%的同學(xué)認為比單純筆試更難了，需要更加努力學(xué)習(xí)。

分析：可以看出，同學(xué)們對課程建設(shè)和教學(xué)改革有一定的配合意愿，對老師提出的教改方案能夠認可，對化工原理這門課的課程建設(shè)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，更努力地學(xué)習(xí)專業(yè)課。

6 結(jié)語

我們對化工原理這門課的課程建設(shè)思想是：堅持以學(xué)生為本，以加強基礎(chǔ)，提高學(xué)生工程能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識為宗旨，積極深入探索適應(yīng)于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)定位的課程體系，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。以改革創(chuàng)新培育特色，力求教學(xué)和質(zhì)量達優(yōu)秀，向獨立院校中優(yōu)秀課程的目標(biāo)而努力。

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