應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下化工傳質(zhì)與分離過程課程教改探索*

佟 瑤，王 開，魏 莉，郝敬愛，劉 娜

(1 大連工業(yè)大學(xué)，遼寧 大連 116032；2 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，遼寧 大連 116023)

近年來，我國化工行業(yè)對能夠把成熟的技術(shù)和理論應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)、生活中的技能型人才，即應(yīng)用型人才的需求量日益增加[1]。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)不但能夠提高學(xué)生就業(yè)競爭力，還能夠適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。因此，當(dāng)前各大院校均注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。然而，若要培養(yǎng)高素質(zhì)的化工專業(yè)應(yīng)用型人才，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)滿足不了社會(huì)的需求，對化工專業(yè)課程進(jìn)行改革尤為重要。

化工傳質(zhì)與分離過程是化工類專業(yè)開設(shè)的一門非常重要的專業(yè)核心課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立基本的工程概念，掌握化工過程分析問題和解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析和解決化工及相關(guān)工程中遇到實(shí)際問題的能力[2-3]。因此，其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響化工類應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。此外，本課程學(xué)習(xí)過程中需要綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)工程等基礎(chǔ)知識，國內(nèi)外新型分離技術(shù)又層出不窮，因此，如何在目前短學(xué)時(shí)的教學(xué)要求下，加強(qiáng)教學(xué)改革與實(shí)踐，扭轉(zhuǎn)“重理論，輕實(shí)踐”的局面，對培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有舉足輕重的作用。

當(dāng)前，化工傳質(zhì)與分離過程課程存在的最大問題是理論與實(shí)際嚴(yán)重脫離。學(xué)生雖然能夠理解傳質(zhì)分離的原理，也能按照書本上的內(nèi)容解題，但是，大多數(shù)學(xué)生不能將所學(xué)的化工傳質(zhì)與分離知識運(yùn)用到分離設(shè)備的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐操控中，并不能為化工等企業(yè)解決實(shí)實(shí)在在的工程問題。此外，目前該課程的教學(xué)內(nèi)容不能有效整合理論與實(shí)踐，甚至有些教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際不貼合，教學(xué)內(nèi)容過于傳統(tǒng)，一些新型技術(shù)及設(shè)備不能充分體現(xiàn)在教材中，學(xué)生所學(xué)技能落后于企業(yè)所需技能，無法培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)與創(chuàng)造性思維。大連工業(yè)大學(xué)作為地方型、應(yīng)用性本科院校，更要求改變化工傳質(zhì)與分離過程課程教學(xué)中傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法、加強(qiáng)教學(xué)改革與實(shí)踐并注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 化工傳質(zhì)與分離過程課程的教學(xué)改革策略

1.1 強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際的結(jié)合，重新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

目前，我校所開設(shè)的化工傳質(zhì)與分離過程共32學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)緊缺，在該學(xué)時(shí)下無法將教材中的內(nèi)容全部講授完。因此，以教學(xué)大綱為基準(zhǔn)，為培養(yǎng)順應(yīng)時(shí)代需求和社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用型人才為根本出發(fā)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)際應(yīng)用，我們需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的優(yōu)化調(diào)整。在講授傳統(tǒng)的傳質(zhì)分離單元操作基礎(chǔ)上，貫穿著近年來涌現(xiàn)出的一些新型分離技術(shù)，如回流萃取、化學(xué)萃取、吸附與膜分離等技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，真正做到將傳統(tǒng)分離方法和新型分離技術(shù)的交叉結(jié)合。同時(shí)，教師應(yīng)通過引入相關(guān)化工分離工程實(shí)例來講述每一章節(jié)核心基礎(chǔ)理論，不僅有助于學(xué)生更加透徹理解相關(guān)分離技術(shù)和方法，還可以使學(xué)生更加深刻體會(huì)到化工傳質(zhì)與分離過程在工程實(shí)際應(yīng)用中的重要性，為今后的學(xué)習(xí)工作奠定良好的理論基礎(chǔ)。

1.2 改進(jìn)教學(xué)方法，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)

在傳統(tǒng)的化工傳質(zhì)與分離課程教學(xué)過程中，教學(xué)方法較單一，主要采用教師課堂講授的主客體對立教學(xué)模式，教學(xué)效果不佳，導(dǎo)致大部分學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識不夠扎實(shí)，大學(xué)生涯結(jié)束時(shí)幾乎回歸為零，這樣的教學(xué)效果根本達(dá)不到培養(yǎng)應(yīng)用型化工技術(shù)人才的目標(biāo)。本項(xiàng)目嘗試采用類比總結(jié)法，將化工傳質(zhì)與分離過程中各個(gè)單元操作的共性與個(gè)性進(jìn)行對比總結(jié)、歸納與對比分析，幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法和思路，提高學(xué)習(xí)效率。此外，教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，適當(dāng)引入課堂討論環(huán)節(jié)，針對某一專題組織學(xué)生進(jìn)行選題、查閱相關(guān)文獻(xiàn)，以小組形式對知識點(diǎn)進(jìn)行PPT匯報(bào)，加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力。另外，對于通過板書和PPT很難講解的問題，多使用動(dòng)畫、視頻、Flash等技術(shù)手段進(jìn)行動(dòng)態(tài)描述。例如，在講解氣體吸收這一傳質(zhì)單元操作時(shí)，可以利用Flash將水吸收氨氣的過程以動(dòng)畫的方式展現(xiàn)給學(xué)生，加深學(xué)生印象，使學(xué)生能更加透徹深入地理解氣體吸收的基本原理和流程。

1.3 引入化工模擬設(shè)計(jì)軟件

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各類計(jì)算機(jī)模擬軟件已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化工領(lǐng)域，且不斷發(fā)展進(jìn)步。其中，作為化工流程模擬計(jì)算的權(quán)威軟件，Aspen Plus主要用于復(fù)雜化工過程的模擬，其具有操作簡單，工程性與應(yīng)用性突出等特點(diǎn)，在化工模擬計(jì)算中所發(fā)揮的地位也愈發(fā)重要[4-5]。在講授精餾的嚴(yán)格計(jì)算、分離工藝的節(jié)能與優(yōu)化等比較復(fù)雜的傳質(zhì)分離過程計(jì)算問題時(shí)，教師可以適當(dāng)?shù)匾階spen Plus模擬軟件結(jié)合具體工程案例進(jìn)行降解，將復(fù)雜的問題簡單化，提高教學(xué)效率，使學(xué)生更容易掌握較復(fù)雜的知識點(diǎn)，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型化工人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.4 鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科比賽和科研，鍛煉學(xué)生工程實(shí)踐能力

積極鼓勵(lì)學(xué)生參與到工程實(shí)踐當(dāng)中，注重其工程意識的培養(yǎng)，譬如鼓勵(lì)學(xué)生參加每年舉辦的全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽，這是在校學(xué)生將化工傳質(zhì)與分離過程的理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中的最佳鍛煉機(jī)會(huì)。大連工業(yè)大學(xué)自2015年開始組織學(xué)生參加全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽，每年均獲得全國二等獎(jiǎng)、省賽一等獎(jiǎng)的好成績。該比賽是一項(xiàng)綜合性、影響最大的化工類比賽，由學(xué)生圍繞主題自行進(jìn)行擬題、選址、選擇合成線路、設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行流程模擬和主要設(shè)備選型，并進(jìn)行圖紙繪制與經(jīng)濟(jì)分析等。通過參加比賽，學(xué)生不僅進(jìn)一步加深了化工傳質(zhì)與分離過程、化學(xué)反應(yīng)工程、化工設(shè)計(jì)、化工熱力學(xué)等專業(yè)課程理論知識的理解和鞏固，而且提升了工程實(shí)踐能力，有助于學(xué)生將理論與實(shí)際聯(lián)系起來。同時(shí)，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，吃苦耐勞和堅(jiān)忍不拔的毅力，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

此外，為了使學(xué)生更深入地掌握化工傳質(zhì)與分離過程的基本原理及應(yīng)用，學(xué)校積極鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，如大連工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目等。在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生查閱文獻(xiàn)，繼而確定實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集及處理等，通過以上過程，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力均得到了訓(xùn)練，為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)和繼續(xù)讀研深造等打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 結(jié) 語

當(dāng)前，社會(huì)迫切需要培養(yǎng)化工應(yīng)用型人才?；趹?yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的化工傳質(zhì)與分離過程課程教學(xué)需要在長期的實(shí)踐中不斷調(diào)整。教師應(yīng)通過制定合理的教學(xué)計(jì)劃，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法等策略來激發(fā)和喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性，始終注重提升學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合能力，從而培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。