針對(duì)民族學(xué)生“化工原理”課程教學(xué)方法淺談

陜潔 張宏喜 周瑞 郝文莉

[摘 要] 化工原理課程（化工單元操作）是化工類專業(yè)學(xué)生的一門重要而經(jīng)典的基礎(chǔ)課，同時(shí)又是理論性和實(shí)踐性結(jié)合很強(qiáng)的一門課。其課程特點(diǎn)是概念和公式較多，同時(shí)需要建立工程思維。本文結(jié)合我校少數(shù)民族較多，學(xué)生的國(guó)語(yǔ)水平并不是很好的實(shí)際情況，對(duì)如何進(jìn)行化工原理教學(xué)作了具體探討。

[關(guān)鍵詞] 化工原理;教學(xué)方法;工程思想;民族學(xué)生

[作者簡(jiǎn)介] 陜 潔（1989—），女（回族），新疆哈密人，碩士研究生，助教，研究方向?yàn)楦叻肿訌?fù)合物;張宏喜（1977—），男，新疆鞏留人，博士，教授，研究方向?yàn)榇呋趸?郝文莉（1989—）女，陜西延安人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)楦叻肿硬牧稀?/p>

[中圖分類號(hào)] G642.3? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）26-0268-02? ? [收稿日期] 2020-02-14

一、引言

“化工原理”課程，又叫“單元操作”課程，是化工類專業(yè)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課，是一門理論聯(lián)系實(shí)際要求很強(qiáng)的課程。這門課的核心內(nèi)容是要求學(xué)生能夠綜合利用所學(xué)的數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理以及物理、化學(xué)等基礎(chǔ)課的知識(shí)，培養(yǎng)工程思維，從而能夠初步培養(yǎng)解決工廠生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力。本校該課程采用天津大學(xué)出版社出版、由夏清、賈紹義等主編的《化工原理》一書，全書分上下冊(cè)，上冊(cè)主要內(nèi)容為流體流動(dòng)，流體輸送機(jī)械，非均相物系的分離、傳熱、蒸發(fā)等;下冊(cè)主要內(nèi)容為蒸餾、吸收、蒸餾和吸收塔設(shè)備、液—液萃取、干燥、結(jié)晶和膜分離組成等[1]。

“化工原理”這門課的理論要求與思維要求都較高，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的思維以及“工程思維”具有十分重要的作用。然而，本校的許多少數(shù)民族學(xué)生的國(guó)語(yǔ)水平并不是很高，在日常生活交流中，有時(shí)使用一些難度較高的詞匯存在不少問(wèn)題，而且大部分學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱，對(duì)于數(shù)理推導(dǎo)存在畏難情緒。因此，在進(jìn)行少數(shù)民族班級(jí)的教學(xué)時(shí)，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、幫助他們掌握教學(xué)內(nèi)容，是一個(gè)十分值得思考的問(wèn)題。

二、根據(jù)重點(diǎn)難點(diǎn)適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

天津大學(xué)出版的《化工原理》囊括了在化工、制藥、環(huán)境工程等領(lǐng)域流體輸送、傳熱、物質(zhì)分離、精餾、吸收、干燥等所有單元的操作。每一個(gè)單元操作中都有大量的理論知識(shí)、公式推導(dǎo)以及經(jīng)驗(yàn)公式的介紹。因此，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中可以適當(dāng)縮減內(nèi)容，只介紹非常經(jīng)典的概念、公式[2][3]，關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生從問(wèn)題的引出到解決的思路以及解決實(shí)際問(wèn)題的工程思維。例如，保留流體流動(dòng)章節(jié)的內(nèi)容，具體介紹本單元的基本概念，因?yàn)楸菊碌膬?nèi)容是后續(xù)內(nèi)容的基礎(chǔ)，會(huì)反復(fù)使用到;還有離心泵、傳熱、蒸法、精餾、吸收操作的主要內(nèi)容，經(jīng)典公式、經(jīng)典例題的講解，讓學(xué)生在理清本門課程的基礎(chǔ)上，記憶重點(diǎn)內(nèi)容，為將來(lái)理解和解決工作中可能會(huì)遇到的問(wèn)題，并掌握正確處理的方法打下良好基礎(chǔ)。

三、多種教學(xué)方式并用

課堂教學(xué)的手段主要是常規(guī)的板書和目前普遍使用的PPT輔助，這對(duì)于化工原理這門課程的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)稍顯不足，因?yàn)槠渲猩婕按罅康幕C(jī)械和單元操作流程，需要同學(xué)們認(rèn)識(shí)、了解從，然后進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)和選型計(jì)算。因此，可以在教學(xué)方式上加以拓展，即針對(duì)不同的內(nèi)容綜合運(yùn)用“灌輸式”“啟發(fā)式”“探索式”[3]進(jìn)行教學(xué)。例如，在流體流動(dòng)這一章節(jié)，對(duì)于流體流動(dòng)現(xiàn)象、連續(xù)性方程、伯努利方程及推導(dǎo)、圓形直管阻力公式、層流摩擦因數(shù)的計(jì)算、流量計(jì)原理等“陳述性”的知識(shí)，可以用“灌輸式”方法進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí);而對(duì)于伯努利方程的應(yīng)用、流體阻力計(jì)算、管路計(jì)算等“程序性”知識(shí)，則可以采取“啟發(fā)式”的教學(xué)方式，通過(guò)多提問(wèn)題的方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，鍛煉解決問(wèn)題的思維。另外，對(duì)于“湍流阻力系數(shù)”這一相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜的內(nèi)容，則通過(guò)給學(xué)生介紹“量綱分析法”這一方法，用“探索式”的方式啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，給學(xué)生留下開(kāi)放式結(jié)論的空間，激發(fā)學(xué)生深入探索的興趣。

另外，對(duì)于同等層次的內(nèi)容還可以適當(dāng)整合教材的內(nèi)容，采取“比較法”的方式進(jìn)行教學(xué)[4]，幫助學(xué)生理清學(xué)習(xí)思路。例如，在蒸餾一章中，幫助學(xué)生理解平衡蒸餾、簡(jiǎn)單蒸餾以及精餾之間的聯(lián)系和差異，利用“橫向比較”的方式幫助學(xué)生更好地掌握整體內(nèi)容。

其次，還可以借鑒“翻轉(zhuǎn)式”和“闖關(guān)式”課程教學(xué)方式[5]，利用研究式[6]教學(xué)方式讓學(xué)生掌握主動(dòng)權(quán)，激發(fā)學(xué)生的自主性。也可以通過(guò)提前給學(xué)生安排教學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在教師授課之前，學(xué)生向老師反饋在自主學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，然后在課堂上集中解決;或者利用半節(jié)課時(shí)安排學(xué)生進(jìn)行授課，在后半節(jié)課教師再進(jìn)行補(bǔ)充，通過(guò)這樣的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。關(guān)于“闖關(guān)式”教學(xué)的具體實(shí)施步驟，可以根據(jù)章節(jié)內(nèi)容，如在流體流動(dòng)這一章，將伯努利方程、直管阻力計(jì)算方程以及管路計(jì)算方程作為關(guān)卡，學(xué)生如果不能通過(guò)關(guān)卡，則平時(shí)成績(jī)記為不合格，以致影響期末考試成績(jī);如果學(xué)生能夠通過(guò)全部關(guān)卡，則可以在期末考試中額外增加5分。通過(guò)這種刺激和激勵(lì)手段，鼓勵(lì)學(xué)生們平時(shí)的學(xué)習(xí)熱情，將精力平均分配在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，而不是全部等到學(xué)期末來(lái)突擊。

四、借助多媒體及視頻教學(xué)

由于化工原理課程涉及較多的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程及機(jī)械，如各種泵、管路、換熱器、精餾塔等，可以綜合利用網(wǎng)絡(luò)上豐富的圖片、視頻、動(dòng)畫等多媒體手段[7]，幫助學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)和了解所學(xué)內(nèi)容，減少單純的想象過(guò)程，提高學(xué)習(xí)的興趣與學(xué)習(xí)效率。另外，通過(guò)多種展示手段可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生視聽(tīng)等多種感受，同時(shí)激起學(xué)生的討論熱情;可以組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，以加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度。

五、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，注重工程思維

化工原理課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的思維能力，因此，實(shí)驗(yàn)是十分重要的環(huán)節(jié)。另外，通過(guò)實(shí)際操作，可以加深學(xué)生的直觀感受，這對(duì)于學(xué)生加深理論知識(shí)的理解很有幫助[8][9]。例如，在流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)“鍍鋅管”“不銹鋼管”等不同工業(yè)流體輸送管路，通過(guò)實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)理解阻力系數(shù)的概念;在離心泵實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生們可以通過(guò)實(shí)際觀察離心泵，進(jìn)行離心泵在管路中的操作綜合理解管理計(jì)算問(wèn)題、離心泵汽蝕現(xiàn)象、氣縛現(xiàn)象及合理安裝高度等理論問(wèn)題。在學(xué)生實(shí)際操作中滲透理論，使同學(xué)們較好地消化課程內(nèi)容，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生們利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的“工程思維”，達(dá)到“化工原理”課程的教學(xué)目的。

六、結(jié)論

本文結(jié)合本校民族生較多的實(shí)際情況，針對(duì)民族學(xué)生的化工原理課程教學(xué)展開(kāi)討論，分別從刪減調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、采用“灌輸式”和“啟發(fā)式”相結(jié)合的教學(xué)方式，同時(shí)采取“翻轉(zhuǎn)教學(xué)”“闖關(guān)式教學(xué)”，利用多媒體及多種展示手段向?qū)W生講解所學(xué)內(nèi)容，最后重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)及工程思維的培養(yǎng)這四方面展開(kāi)論述，希望能夠更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]夏清，等.化工原理[M].天津大學(xué)出版社，2012.

[2]宋連香，等.“化工原理”課程教學(xué)研究淺析[J].樂(lè)山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（11）：58-60.

[3]龔磊，等.有限學(xué)時(shí)下化工原理課程內(nèi)容的調(diào)整與教學(xué)策略[J].化工高等教育，2018（5）：82-84.

[4]高翔，等.比較教學(xué)法在化工原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018（11）：215-218.

[5]徐竹瑩，等.闖關(guān)式與翻轉(zhuǎn)式結(jié)合的課堂教學(xué)方法——以化工原理課程為例[J].大學(xué)化學(xué)，2018（11）：42-46.

[6]朱洪濤.《化工原理》課程研究性教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018（33）：140-141.

[7]常海，等.淺談《化工原理》的教學(xué)方法[J].山東化工，2018（21）：128-129.

[8]余國(guó)琮，等.化工類專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)——“化工類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)技術(shù)改革與實(shí)施”項(xiàng)目成果簡(jiǎn)介[J].化工高等教育，2006（1）：8-11.

[9]陳虎魁.地方高?！痘ぴ怼氛n程教學(xué)中學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)[J].新西部，2019（8）：157-159.

On the Teaching Methods of the Course in Principles of Chemical Engineering for Minority Students

SHAN Jie，ZHANG Hong-xi，ZHOU Rui，HAO Wen-li

（Department of Chemistry and Applied Chemistry，Changji College，Changji，Xinjiang 831100，China）

Abstract：The course in Principles of Chemical Engineering （Unit Operations in Chemical Engineering） is an important and classic basic course for students majored in chemical engineering and also a course with the combination of theory and practice.It contains many concepts and formulas，and requires the establishment of engineering thinking.Combining with the fact that there are many minority students in the school and their mandarin level is not very good，this paper makes a specific discussion on how to teach the course in Principles of Chemical Engineering for these students.

Key words：Principles of Chemical Engineering;teaching methods;engineering thinking;minority students