化工原理理论教学方法的讨论与思考:化工原理

化工原理理论教学方法的讨论与思考

化工原理是化工类专业的主干课之一，是学生由理向工 过渡的入门课程，是学生接触工程实际的第一门坎。化工原 理是一门以典型的单元操作为主要内容，以传递过程和研究 方法论为主线的工程技术基础课。然而，与以前学过的课程 相比，该课程研究问题的方法有较大不同，化工原理是由一 个个不同的单元操作组成的，各单元操作彼此独立，相差很 大，甚至同一符号，在不同章节，代表完全不同的物理量， 学生不习惯。根据课程的性质，以提高教学质量、激发和培 养学生学习主动性和创新意识、创新思维为目的，在教学过 程中尝试了以下方法，起到了较好的效果：
一、采用“过程原理→数学描述→过程及设备的计算与 分析”的教学模式 突出工程问题的处理方法在教学中以单元操作为主线， 对每一单元操作的讲授，均采用上述教学模式，在充分体现 各单元操作间统一性的基础上，着重阐述各自的特殊性，强 调工程观点，注重工程问题的处理方法。二、将知识性和趣味性紧密联系起来，适时开展课堂讨 论 例如，输液用的一次性注射器，为什么能够使输液过程 以恒定速度进行呢？轮船与长江大桥桥墩相撞事故，迄今已 发生多次，除了主观原因之外，客观原因是什么呢？新棉衣 为什么比旧棉衣暖和？自然界的旋风与旋风分离器的原理、 应用等，通过课堂讨论，激发了学生的学习热情，培养了学 生良好的思维习惯。

三、讲授知识点和思想方法并重 化工原理是化工等工程专业学生学习的第一门工程技 术基础课，其中有许多内容，既是重要的知识点，又是化工 原理课程中特有的研究问题的思想方法，例如，传动、传热 和传质类比；
传质边界层和传热边界层的简化处理；
讲授时， 不仅要将它作为知识传授给学生，而且要求学生掌握这些处 理问题的思想方法。对于理工科学生而言，积累知识和学习、 借鉴前人的思想方法是同等重要的。

四、理论课与实践课结合与渗透，培养学生解决实际问 题的综合能力 针对本课程工程性的特点，教学中始终坚持理论与实践 的统一，二者相互促进。一方面理论课与实验课紧密衔接， 实验内容与教学内容互相渗透与加深，另一方面采用分层次 教学，即采用验证型、设计型及综合型三层次教学，尤其是 综合实验，不仅延伸了教学内容，而且综合应用理论知识。五、注意共性和个性的对比讨论 如何更好的掌握和记忆公式，是学好化工原理的关键之 一。我们将个性和共性进行比较研究，帮助学生学习和思考。

例如，流体静力学方程是柏努利方程的特例，全回流精馏操 作线方程是有限回流操作线方程的特例等。个性寓于共性之 中，是自然界普遍存在的现象，也是理工科学生应该掌握的 一种思想方法。

六、采用对比式教学法，提高学习效果和培养学生创新 意识。

传动、传热和传质存在普遍的类似，前人甚至将看起来 毫无联系的传动、传热和传质过程，科学地抽象出了著名的 三传类似关联式。将类比讨论贯穿于整个化工原理课程的讲 授中，能够帮助学生将各章内容通过类比建立联系，巩固了 学生所学的书本知识。类比也是一种研究问题的思想方法， 学会应用这种方法，一是使学生易于理解新内容，起到事半 功倍的作用，二能引导学生提出解决问题的新方法、新思想， 从而培养他们的创新意识。如在讲解吸收塔内的传质过程时， 指出该过程与在间壁式换热器中进行的传热过程存在许多 相似之处，如过程速率的表示、总阻力的计算均采用对数平 均推动力法进行计算等，在此基础上进一步引导学生思考：
吸收塔计算能否用类似换热器中“传热效率－传热单元数 法”，而换热器的计算能否用类似于吸收塔中的“吸收因数 法” 。七、运用启发、讨论、互动式的教学方法，激发学生的 学习积极性 以教师讲授为主，兼用启发式、讨论式、互动式等教学 方法，体现教师的主导作用与学生的主体作用。如讲授流动 阻力与边界层概念时，启发学生列举生活中流线型实例；
讲 授自然对流时，引导学生分析暖气与冷气设备的安装位置。

又如上讨论课时，选择有启发性、思考性且有一定工程意义 的题目，提前发给学生让学生思考，鼓励学生上网查阅相关 资料。老师也预先准备一些问题，课堂上设问、引导。有了 一定的准备，课堂上师生讨论热烈，学生广开思路，通过讨 论，最后提炼出工程观点。学生听课难免有些疲倦，师生互 动，就显得特别重要。例如，讲完一个内容后，老师编写一 些选择题或问答题，请学生回答。既总结了讲授内容，又促 进了学生思考，起到了师生相互交流和相互激活的作用。

八、启发学生思维，提高教学质量 将现代教育技术引入到教学中，改平面、单一的教学方 式为立体、丰富的形式，通过多种媒体与学生之间的交互作 用，大大提高了教学质量和教学效率。主要体现在：多媒体 课件可根据需要，在讲解时播放动画、录像或插入图片等， 利用这一功能，教师可在课堂上通过提问、思考、演示、总 结等一系列步骤，进行互动式教学，充分发挥学生的主动性。

如介绍夹套式换热器时，指出其主要缺点是热阻大、传热面 积有限，因而常常不能满足生产所要求的传热量。用动画演示解决问题的三种方法：釜内设置蛇管式换热器以弥补传热 面积的不足；
釜内安装搅拌器，提高釜内液体的湍动程度， 使传热系数提高；
用泵将釜内液体抽出，通过设置在釜外的 换热器换热后再循环回釜内的外循环流程。通过这样的讲解， 学生对强化传热的理解进一步加深，课堂教学质量得以提高。

九、培养学生综合能力，提高教学效率 教师精心备课，将内容合理整合，部分作为浏览，将精 力集中在讲深、讲透主要知识点上。由于教学节奏加快，可 增大信息量，将新方法、新技术介绍给学生，以培养他们分 析和解决工程实际问题的能力。现代教育技术的应用，有利 于提高教学效率，以气液传质设备一章为例，按照传统的教 学手段，需6小时才能完成，采用多媒体技术后，4小时即可 完成，提高了学习效率。

使用课件提高了教学节奏，增加了信息量，但不能忽视 学生的接受能力。我们注意学生在教学中的接受、理解能力， 避免学生听一堂课笔记记不下来，影响对知识的理解，让学 生提前上网或校园网“教育在线”进行预习，提高了上课效 率。结合作业、期末成绩评定分数，期末考试采用考教分离 模式，并进行试卷分析，为考试质量的控制奠定了基础，保 证了评卷质量，使得学生考试成绩公平、公正，经得起检验。

开学第一节课给学生留下老师的邮箱、手机等联系方式，方 便学生与老师进行多途径的交流。学生给老师发短信或邮件 探讨学习和作业问题，不管在哪里、不管多忙，及时给他们回复，使他们感受到老师对他们的重视，提高他们的学习兴 趣。

参考文献：
［1］柳海兰 韩顺玉.化工原理教学方法和教学手段的 研究与改革.广东化工，2008年03期；

［2］李德莹 田毅红 龚大春.提高化工原理课程教学质 量的思考.广东化工，2008年05期. ［3］余美琼 杨金杯 陈文韬.《化工原理》理论教学的 几点体会.广州化工，2010年09期. ［4］杨照 王志祥 史益强.化工原理理论教学方法探讨. 中国校外教育，2011年01期. ［5］谢艳 姚方.化工原理理论教学的改革.广州化工， 2012年10期.