淺談化工單元操作技術(shù)教學(xué)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

夏偉 王璇 鄭佳 樊姝婧

摘要：化工單元操作技術(shù)是石油化工專業(yè)的及化工相關(guān)專業(yè)的一門從自然科學(xué)到工程科學(xué)的專業(yè)核心課程，與時俱進的教學(xué)模式改革對提升學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識具有重要意義。在該課程教學(xué)的創(chuàng)新意識培養(yǎng)改革探索中，充分體現(xiàn)以學(xué)為本的教學(xué)理念，通過課堂討論和線下討論相結(jié)合、以賽代練及以訓(xùn)促學(xué)、優(yōu)化考評制度等方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提高課程教學(xué)質(zhì)量。 筆者作為應(yīng)用型本科院校的一位化工專業(yè)課教師，在化工單元操作技術(shù)教學(xué)中，結(jié)合實際培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)創(chuàng)新的情境，在成功與歡樂中去感受創(chuàng)新，總結(jié)出一些心得體會，覺得對教學(xué)有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：化工單元操作;創(chuàng)新思維;教學(xué)改革

一、注重公式的記憶和應(yīng)用

化工單元操作技術(shù)公式繁雜，但單元操作的整個計算遵循著自然界的共同規(guī)律，其計算公式是質(zhì)量守恒、能量守恒、動量守恒的具體應(yīng)用。如在流體流動單元操作中，通過對某一系統(tǒng)的能量衡算導(dǎo)出描述流體流動規(guī)律的柏努利方程。傳熱、蒸發(fā)及干燥等單元操作中，通過熱量衡算計算冷熱流體流量、熱空氣消耗量等。而流體流動中的連續(xù)性方程、吸收的操作線方程及精餾段和提餾段的操作線方程均由物料衡算導(dǎo)出。

二、把握章節(jié)間的聯(lián)系和區(qū)別

化工單元操作技術(shù)涉及的單元操作有流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態(tài)化、傳熱、蒸發(fā)、蒸餾、干燥、液液萃取等，教學(xué)中是按章節(jié)逐一介紹各單元操作。在各單元操作之間存在著許多相互連貫和銜接的知識點。如在流體輸送機械單元操作中，在求離心泵的特性曲線或工作曲線時，要用到流體流動單元操作中的柏努力方程;在蒸發(fā)單元操作中求算蒸發(fā)設(shè)備的面積時，要用到傳熱單元操作中總傳熱速率方程。

三、分清內(nèi)容主次，理清思路，突出重點

教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，要處理好教學(xué)內(nèi)容首先做到重點突出，詳略得當(dāng)，切忌面面俱到，泛泛而過。因此，教師要精心組織講課內(nèi)容，思路清晰、線條清楚，由淺入深、重點、難點突出。要做到“主線明確，重點突出”，教師必須吃透全部傳授內(nèi)容，對教材進行精心處理，對教學(xué)內(nèi)容反復(fù)推敲，認(rèn)真?zhèn)浜妹抗?jié)課，哪點該細講哪點該略講應(yīng)做到心中有數(shù)，不斷提高教學(xué)水平。

四、優(yōu)化問題設(shè)計，促進創(chuàng)新思維

興趣能推動學(xué)生去尋求知識，轉(zhuǎn)眼問題，開拓眼界，這個調(diào)動學(xué)習(xí)積極性的重要條件。課堂教學(xué)作為培養(yǎng)創(chuàng)新思維的主陣地，在教學(xué)中應(yīng)不斷創(chuàng)設(shè)趣味性的問題，對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，會有意想不到的效果。

教師在課堂中教學(xué)提問大致分四類：（1）判別性問題;（2）敘述性問題;（3）述理性問題;（4）擴散性問題。在組織課堂教學(xué)中，要善于設(shè)計問題，激勵學(xué)生的創(chuàng)造性思維，應(yīng)加大對后兩類問題的提出，同時對問題的提出要注意有序性和階梯性，同一問題，也應(yīng)注意用幾個小問題提出，使問題切入口較小。例如：對板框式壓濾機原理的分析，可作這樣分步提問討論：（1）過濾板、洗滌板與框有怎樣特點？（2）板與框之間如何組合？（3）如何形成懸浮液、濾液通道？（4）濾液流程如何？（5）洗滌液的流程如何？通過這樣五個問題的分析，足以清晰分析板框式壓濾機的工作原理，如果再加上讓學(xué)生結(jié)合過濾原理及板框壓濾機的優(yōu)缺點，猜想如何對板框壓濾機進行改進，則更加有利于學(xué)生對知識的深化，同時激活了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

五、展開豐富聯(lián)想，推動創(chuàng)新思維

創(chuàng)造性思維能力來源于創(chuàng)造性思維，而沒有豐富的聯(lián)想則沒有創(chuàng)造性思維。

聯(lián)想是由一事物想到另一事物，是記憶的再現(xiàn)。在教學(xué)過程中不僅要充分利用書本知識，而且應(yīng)注意聯(lián)系生活實際及最新科技成果，用直觀的實例，來喚起聯(lián)想的靈感，對推動學(xué)生的創(chuàng)新思維，學(xué)好化工單元操作技術(shù)都大有益處。例如：講翅片式換熱器聯(lián)想到暖氣片，講蒸餾原理聯(lián)想到實驗室中無水酒精的提取，學(xué)習(xí)蒸發(fā)原理聯(lián)想到粗食鹽的提純實驗等，這些直觀實例，都能大大幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，同時也有了充分發(fā)散性思維的鍛煉。另外能夠同時通過聯(lián)想進行聚合性思維，則更能有助于推動學(xué)生的創(chuàng)新思維。例如：學(xué)習(xí)精餾塔的兩條操作線方程和進料線方程時，鼓勵學(xué)生進行聚合思維，不難發(fā)現(xiàn)三個方程的獲得僅僅是對精餾不同范圍進行物料衡算的結(jié)果，這樣可以非常清晰地使學(xué)生了解三條直線的含義，將學(xué)生發(fā)散思維和聚合思維結(jié)合，展開了豐富的想象，對學(xué)生理解知識，推動創(chuàng)新思維作用是不可低估的。

另外，豐富的想象，可促進知識的遷移，并以其推動創(chuàng)新思維。如推出吸收速率方程時，可讓學(xué)生聯(lián)想所學(xué)過的多層壁的導(dǎo)熱，以及傳熱方程式，不難發(fā)現(xiàn)兩者有驚人相似。講吸收的氣膜控制和液膜控制則可聯(lián)想到傳熱數(shù)K與管內(nèi)、管外對流傳熱分系數(shù)的關(guān)系，這樣不僅使所學(xué)習(xí)的知識得到了遷移，同時學(xué)生的思維能力也達到了較高的鍛煉。

總之，我們應(yīng)鼓勵學(xué)生遇到問題時，應(yīng)盡可能提出更多的設(shè)想，找到解決問題的途徑，不僅可使學(xué)生對所學(xué)知識融會貫通，解決問題游刃有余，同時學(xué)生的豐富想象力也為創(chuàng)新思維的培養(yǎng)插上翅膀。

六、企業(yè)學(xué)習(xí)實踐，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的最佳途徑

化工單元操作技術(shù)作為一門實踐性很強的一門學(xué)科，要能熟練了解各種單元操作及其設(shè)備的原理，離不開實踐觀察，要能夠從學(xué)習(xí)中提出創(chuàng)造性建議，更離不開實踐觀察，而對于能夠幫助學(xué)生學(xué)好化工單元操作技術(shù)，從學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，擴大學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域，企業(yè)學(xué)習(xí)實踐則是最佳途徑。例如：（1）通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生中看見過與沒有看見過板框壓濾機的同學(xué)相比較而言，學(xué)習(xí)時看見過的同學(xué)很快就能了解其結(jié)構(gòu)和流體通道及操作原理等問題。（2）學(xué)校組織參觀化工廠，學(xué)生看到換熱器、旋風(fēng)分離器、管道及閥門、反應(yīng)罐、離心機、干燥器等設(shè)備后，學(xué)生能夠針對實際設(shè)備與書本知識進行比較提出了大量問題，并自覺地聯(lián)想。進行科學(xué)猜測，并能通過適當(dāng)途徑去論證，真正做到科學(xué)思維的過程，通過企業(yè)學(xué)習(xí)實踐，使學(xué)生的創(chuàng)新意識得以發(fā)揮。

當(dāng)然，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，不是一朝一夕可以完成的，只要平時有心去做，點點滴滴地積累，那么在創(chuàng)新思維的培養(yǎng)過程中，教師和學(xué)生心將都能體驗到創(chuàng)新帶來的樂趣。化工單元操作技術(shù)教學(xué)過程中注意采用靈活多樣的教學(xué)方法，發(fā)揮各教學(xué)手段的積極作用，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

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