制藥工程專業(yè)化工原理學(xué)習(xí)現(xiàn)狀與對(duì)策*
——以梧州學(xué)院為例

陳玉鳳，胡榕華，喻 航，王衛(wèi)東

(梧州學(xué)院 化學(xué)工程與資源再利用學(xué)院，廣西 梧州 543000)

化工原理是高校制藥工程專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程研究化工及相近行業(yè)中各種單元操作的原理和規(guī)律，主要任務(wù)是使學(xué)生了解常見化工單元操作的操作方法，掌握各單元操作的基本原理和工藝計(jì)算，并具有計(jì)算和選用單元操作及過程設(shè)備的基本能力；能從過程的基本原理出發(fā)，分析、歸納眾多影響生產(chǎn)過程的因素，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題，培養(yǎng)良好的工程素養(yǎng)和安全環(huán)保意識(shí)[1-2]。該課程是一門理論與技能培養(yǎng)并重的工程學(xué)科，課程基本知識(shí)既可直接用于生產(chǎn)實(shí)踐，也是學(xué)習(xí)化工儀表及自動(dòng)化、化工設(shè)備和制藥工藝設(shè)計(jì)等后續(xù)專業(yè)課、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)后從事藥品生產(chǎn)和科研設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)。因此，如何提高化工原理課程的教學(xué)質(zhì)量效果，使學(xué)生掌握各單元操作的基本計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生思考、分析和解決化工制藥工程問題的能力，是高校制藥工程的教師關(guān)注和思考的問題。為了更深入了解目前學(xué)生化工原理課程的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，筆者對(duì)所在學(xué)校開設(shè)化工原理課程的班級(jí)進(jìn)行問卷調(diào)查，并就提出相應(yīng)的教學(xué)對(duì)策，以便提高化工原理課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 學(xué)生學(xué)習(xí)化工原理現(xiàn)狀

1.1 調(diào)研方法

本次的問卷調(diào)查的對(duì)象是本校制藥工程專業(yè)大二、大三和大四的在校學(xué)生。2019年9—12月，采用網(wǎng)上問卷調(diào)查的方法進(jìn)行調(diào)查，總共有效填寫305人次，包括制藥工程專業(yè)大二學(xué)生90人，大三學(xué)生120人，大四學(xué)生95人。問卷內(nèi)容主要圍繞學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣，自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)效果等問題開展。

1.2 調(diào)查結(jié)果及分析

1.2.1 學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣

所調(diào)查的學(xué)生中，超過80%的學(xué)生學(xué)生覺得化工原理的學(xué)習(xí)內(nèi)容較難，超過半數(shù)學(xué)生對(duì)化工原理學(xué)習(xí)興趣不大，但是，大部分學(xué)生普遍覺得化工原理很重要(圖1)。

化工原理較難學(xué)，主要原因包括：①化工原理各單元操作的原理規(guī)律和工藝計(jì)算是獨(dú)立的，所涉及的基本公式及各物理量的意義和影響因素較多而復(fù)雜[3]；②化工原理是一門與工程實(shí)際聯(lián)系緊密的課程，

圖1 學(xué)生課程學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣

而本?；ぴ碚n程在大二開設(shè)，學(xué)生普遍缺乏工程實(shí)踐和過程生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，課堂教學(xué)為主的教學(xué)方式導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生能運(yùn)用知識(shí)解決工程問題的機(jī)會(huì)較少；③化工原理課程內(nèi)容覆蓋化工生產(chǎn)中三種不同傳遞過程的單元操作，知識(shí)容量較大，而我校制藥工程專業(yè)近年化工原理課程課時(shí)縮減；④化工原理教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作需要的知識(shí)和能力結(jié)合不夠，與考證課的考試內(nèi)容融合度較低，大部分學(xué)生覺得化工原理學(xué)無所用。其中，對(duì)比三個(gè)年級(jí)學(xué)生，大三和大四學(xué)生覺得化工原理重要的比例高于大二學(xué)生。這是因?yàn)橐淮蟛糠执笏牡膶W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題為化學(xué)原料藥和制劑廠的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型等內(nèi)容，實(shí)習(xí)就業(yè)的方向?yàn)橹扑幑I(yè)相關(guān)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)崗位工作；大三的學(xué)生學(xué)習(xí)化工儀表及自動(dòng)化、化工設(shè)備、制藥工藝設(shè)計(jì)專業(yè)課程，還有一部分大三學(xué)生參加全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計(jì)競賽和全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽、全國大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽等專業(yè)學(xué)科競賽。因此，學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、化工類競賽項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)都需要較多的化工原理基礎(chǔ)知識(shí)。

1.2.2 自主學(xué)習(xí)

大二、大三和大四學(xué)生的化工原理課程自主學(xué)習(xí)程度不同。如圖2所示。

圖2 學(xué)生課程自主學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

目前，大二學(xué)生經(jīng)常主動(dòng)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)課程的比例(50%)高于大三學(xué)生(40%)以及大四學(xué)生(30%)；超過50%的學(xué)生經(jīng)常做課堂筆記；學(xué)生經(jīng)常自主完成作業(yè)的比例，大二占50%，大三占45%，大四占30%。從以上數(shù)據(jù)看出，大二學(xué)生自主學(xué)習(xí)程度要高于大三、大四的學(xué)生。這是因?yàn)閷W(xué)校從2021年起加強(qiáng)了學(xué)風(fēng)建設(shè)，實(shí)行了晚上限制上網(wǎng)時(shí)間、教室限制網(wǎng)速、任課教師要求學(xué)生必要課前預(yù)習(xí)和課后獨(dú)立完成作業(yè)，并通過課堂提問、批改作業(yè)、課程測試等方式考核學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況。

1.2.3 課程學(xué)習(xí)效果影響因素

學(xué)生對(duì)影響課程學(xué)習(xí)效果因素的評(píng)價(jià)見圖3(該道問題為不定項(xiàng)選擇)。

從圖3中看出，超過50%的學(xué)生認(rèn)為個(gè)人興趣愛好、個(gè)人的努力程度、自己的學(xué)習(xí)方法對(duì)于化工原理課程學(xué)習(xí)效果非常重要。另外，課程的實(shí)用性、環(huán)境的影響、老師的教學(xué)方式也會(huì)較大地影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教材的合理選用也不可忽視。

圖3 課程學(xué)習(xí)效果影響因素

2 化工原理課程教學(xué)的對(duì)策

2.1 選用合適的教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

結(jié)合制藥工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案、學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)和今后的就業(yè)發(fā)展需求，本校的化工原理選用的教材為王志魁主編的《化工原理》。該教材以少學(xué)時(shí)的化工原理教學(xué)需要為準(zhǔn)，以動(dòng)量傳遞、熱量傳遞及質(zhì)量傳遞為理論基礎(chǔ)，介紹流體在管內(nèi)的流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、沉降、過濾、傳熱、吸收、蒸餾以及干燥等單元操作[4]。教材內(nèi)容基本概念與理論的表達(dá)更為嚴(yán)密、易懂，增加了應(yīng)用理論解決工程實(shí)際問題的內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容方面，以各單元操作的基本原理和工藝計(jì)算為重點(diǎn)，以知識(shí)夠用為原則，以應(yīng)用和能力為本；并與學(xué)科競賽、考證課考試內(nèi)容有機(jī)融合、貼近生活生產(chǎn)實(shí)際；注重思政教育，促進(jìn)學(xué)生自主成長；為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，課堂上跟學(xué)生講明化工原理課程的重要性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化工原理課程的學(xué)習(xí)，不僅為了通過考試，對(duì)化工儀表、化工設(shè)備等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有幫忙，也能更好為大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)及以后就業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。

2.2 采用線上線下的混合式教學(xué)

在教學(xué)方式上，線上線下相結(jié)合。課前，要求學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，主動(dòng)復(fù)習(xí)與化工原理相關(guān)的前續(xù)課程的知識(shí)，并完成雨課堂平臺(tái)的預(yù)習(xí)題。為了減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，雨課堂的練習(xí)題主要以選擇題、判斷題、填空題為主，題量適中，難度合適，主要是為了讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)了解化工單元操作的概念、定義和簡單的計(jì)算公式。另外，雨課堂還發(fā)布了微視頻，每個(gè)視頻3～5 min，視頻內(nèi)容是一些單元操作的動(dòng)畫及小視頻。通過微視頻，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有目的性預(yù)習(xí)，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解概念性知識(shí)。在課中，教師精心準(zhǔn)備好言之有物、邏輯清晰、圖文并茂的教學(xué)課件，并結(jié)合一些化工原理動(dòng)態(tài)素材、視頻進(jìn)行講解原理理論、設(shè)備結(jié)構(gòu)等重點(diǎn)內(nèi)容，開展師生互動(dòng)活動(dòng)，答疑解惑，提高課堂效率，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課后，學(xué)生完成一定數(shù)量的作業(yè)題目，并引導(dǎo)學(xué)生到網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)學(xué)習(xí)化工原理線上課程，進(jìn)一步理解和鞏固所學(xué)的課程內(nèi)容。

2.3 加強(qiáng)課程實(shí)踐教學(xué)

化工原理課程具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性，如果單純的課堂教學(xué)，學(xué)生會(huì)覺得課程的應(yīng)用性和實(shí)用性不是很強(qiáng)。因此，我們安排了化工原理課程實(shí)習(xí)、化工原理實(shí)驗(yàn)、化工原理課程設(shè)計(jì)、制藥工程設(shè)計(jì)競賽項(xiàng)目等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生體會(huì)到所學(xué)知識(shí)在實(shí)際中有所應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。

1)化工原理實(shí)驗(yàn)是一門工程實(shí)驗(yàn)課，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生了解和掌握化工單元操作在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用方法，將所學(xué)專業(yè)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合[5]。經(jīng)過多年的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們盡量根據(jù)化工原理理論課的教學(xué)進(jìn)度安排實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，減少理論與實(shí)踐的脫節(jié)，提高化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，鞏固學(xué)生對(duì)化工原理理論的認(rèn)識(shí)和理解。

2)化工原理課程設(shè)計(jì)是一門重要的實(shí)踐課程，是綜合運(yùn)用化工原理課程知識(shí)完成化工單元操作設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)課程，是提高學(xué)生實(shí)際工程應(yīng)用能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。化工原理課程設(shè)計(jì)開設(shè)在大二下學(xué)期，此階段的學(xué)生基本上學(xué)習(xí)了流體流動(dòng)、過濾、換熱、吸收、精餾單元操作的理論知識(shí)。因此，課程設(shè)計(jì)中采用某一綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)，讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的多個(gè)單元操作知識(shí)解決工程設(shè)計(jì)問題。學(xué)生要根據(jù)設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)要求完成設(shè)計(jì)方案的選擇、主要設(shè)備(換熱器、離心泵、過濾機(jī)、吸收塔)的工藝計(jì)算及選型，并繪制工藝流程圖，撰寫工藝設(shè)計(jì)說明書。通過課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，也為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

3)化工原理認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是把化工單元操作基本理論與生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合而進(jìn)行的一項(xiàng)重要教學(xué)活動(dòng)。該實(shí)踐環(huán)節(jié)安排在大二上學(xué)期，主要采取學(xué)生到梧州黃埔化工藥業(yè)有限公司等校外實(shí)習(xí)基地生產(chǎn)車間現(xiàn)場觀摩、專業(yè)技術(shù)人員和指導(dǎo)老師現(xiàn)場指導(dǎo)及答疑、學(xué)生做筆記和撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告等方式進(jìn)行。通過到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行課程實(shí)習(xí)，使學(xué)生加深理解化工原理基本知識(shí)，初步掌握主要單元操作工藝和設(shè)備實(shí)際，了解有關(guān)制藥過程原料藥的生產(chǎn)工藝流程、主要生產(chǎn)設(shè)備的工程原理和操作方法，了解本課程科技現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[6]。

4)學(xué)生參加專業(yè)學(xué)生競賽是提高學(xué)生工程應(yīng)用能力的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。全國大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽是由中國化工教育協(xié)會(huì)舉辦的、面向全國高等院校化工類專業(yè)的學(xué)生競賽。實(shí)驗(yàn)大賽涉及的內(nèi)容包括化工原理理論知識(shí)、化工原理實(shí)驗(yàn)和化工單元仿真操作。我們鼓勵(lì)和組織大二和大三的學(xué)生參加化工實(shí)驗(yàn)大賽，通過競賽，加強(qiáng)大學(xué)生綜合素質(zhì)與工程應(yīng)用能力培養(yǎng)[7]。全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽，涉及化工原理、工程制圖、化工儀表、化工設(shè)計(jì)等多門課程的專業(yè)知識(shí)，需要學(xué)生完成相關(guān)的化工項(xiàng)目的可行性研究播過、初步設(shè)計(jì)說明書、工程圖紙和表格[8-9]。全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計(jì)競賽是由教育部高等學(xué)校藥學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的競賽，是制藥工程專業(yè)最高的學(xué)生競賽。競賽內(nèi)容涉及原料藥的生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)、口服固體制劑車間設(shè)計(jì)、中藥提取車間生產(chǎn)設(shè)計(jì)等。由于大二的學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)水平有限，我們會(huì)適當(dāng)?shù)膶⒐こ淘O(shè)計(jì)競賽涉及的工藝計(jì)算和設(shè)備選型等內(nèi)容融合到化工原理課程教學(xué)中，動(dòng)員學(xué)生在大三時(shí)參加競賽，多方面培養(yǎng)學(xué)生的能力[10]。

2.4 完善平時(shí)成績考核方式

我校所招生的學(xué)生是二本生源，學(xué)生的學(xué)業(yè)基礎(chǔ)一般。大部分學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和自我管理水平較差。我們課前將課程內(nèi)容思考題發(fā)布給學(xué)生，課堂上采取隨機(jī)提問、指定提問方式考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，并計(jì)入平時(shí)成績中[11]。為了回答課堂提問，學(xué)生必須課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。對(duì)于抄寫作業(yè)的學(xué)生，采取課堂上增加提問次數(shù)方式，讓學(xué)生重視作業(yè)。另外，在教學(xué)過程中，以小組形式進(jìn)行某一專題的討論和分析，上講臺(tái)展示討論的結(jié)果，并進(jìn)入平時(shí)成績。實(shí)踐表明，采取多種形式的平時(shí)成績考核方式，能較大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。

3 結(jié)語

化工原理是制藥工程專業(yè)一門理論與技能培養(yǎng)并重的專業(yè)必須基礎(chǔ)課。通過問卷調(diào)查分析了學(xué)生化工原理的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，并從選用合適的教材和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)課程實(shí)踐教學(xué)、完善平時(shí)成績考核方式、充分利用優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)資源方面提出了化工原理教學(xué)對(duì)策，進(jìn)而提升學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力。