非化工类专业“化工原理”课程案例教学法的探索

邹文生,邵群

（安徽建筑工业学院 材料与化学工程学院，安徽 合肥 230022）

化工原理课程不仅是化工专业的基础理论课程，同时也是我校一些非化工专业，例如高分子材料与工程、应用化学、环境工程等专业的专业基础课程，它为基础理论课程与工程类专业课程间架起了一道重要的桥梁。化工原理主要内容是围绕“流体流动（动量传递）、质量传递、热量传递”，即“三传”展开，解决单元操作的共性问题，具有极强的工程背景，因此对缺少实践知识的本科学生来说初学本课程时会遇到较多的困惑，特别是非化工类专业学生刚接触课程时会认为，该课程与所学专业关系不大，从而影响学习热情。在学时数较少的情况下，有效地引导学生的学习过程，提高学习兴趣，解决学习中遇到的问题，提高他们解决实际工程问题的能力是在非化工类专业“化工原理”教学中必须解决的关键问题。

经过笔者近些年的实践和探索，发现案例教学法所起的作用是灌输式教学法不可比较的，它可激发学生的学习欲望，针对具体的工程案例，由问题的提出到最终运用所学知识正确地解决，不仅会让学生体会到切实的成就感，而且可达到工程类课程的最终目的，即“学以致用”。

案例教学法起源于1920年代，它是指以案例为基础的教学方法，被美国哈佛商学院所倡导，当时是采取一种很独特的案例形式的教学，在起初并未受到教育界的关注，一直到上世纪80年代，才为人们所熟知。1986年美国卡内基小组提出《准备就绪的国家：二十一世纪的教师》的报告书中，特别推荐案例教学法在师资培育课程中的价值，认为它是特别有效的教学模式，而这种方法在国内是上世纪90年代后才被认识的，也逐渐出现在化工原理课程的教学中①②。

为了让案例教学法成功地应用于 “化工原理”课程教学，笔者主要从以下几方面进行了初步探索：精心设计案例、重视实施过程、认真总结归纳。

1.案例设计

非化工类专业学时数一般在48～64个学时左右，在如此有限的学时内不可能设计大量的案例，这也是没必要的，因此精心设计每个案例是案例教学的关键。通常以每个传递过程一个案例为宜，这就要求该案例具有一定的综合性，尽量不是仅就某一知识点而言。但现在并没有现成的案例教学教材，这就需要根据教学目的和教学内容的需要以及不同专业学生的特点，到生产实践或文献资料中发掘案例，引导学生自主探究性学习，总体来说化工原理教学中的案例应具有真实性、工程典型性和教学实用性的特征。现以“吸收”单元基础知识讲解结束后，安排的案例为例，说明案例设计思路。

“传质”过程的案例——吸收塔的设计①丁忠伟，杨祖荣：《化工原理学习指导》，北京：化学工业出版社，2008年。：

目前，我国大部分城市PM2.5(细微颗粒物)浓度超过世界卫生组织规定第一阶段的排放标准，二氧化硫与氮氧化物排放均居世界首位。据不完全统计，年均二氧化硫全球排放量达1.5×106吨。其主要来源是化工、电力和冶炼等行业。我国根据国家环保总局节能减排要求二氧化硫排放量需要逐渐降低，所以一些企业对二氧化硫超标设备进行改造。

例如：一金属冶炼厂冶炼炉排放含有SO21%的混合气体用清水在装有陶瓷拉西环的填料塔逆流吸收，经过一段时间分析SO2超标，需要采取方便且有效的措施进行改造。

一个教学案例不仅要具体，典型，而且应包含明确的问题。上述案例是一个在实际生产中，具有普遍意义的问题，如何去正确分析并加以解决，需要教师有目的性的引导和学生的积极参与。首先，必须要考虑哪些因素会影响吸收塔尾气浓度，学生经过认真梳理“吸收”章节的知识点，应能提出有可能是两方面原因，即“设备问题”或“操作条件不当”。根据这两点，提出具体的问题产生原因，比如设备的传质系数会不会下降，操作条件中的气量、液量的变化等等。通过拟定几种解决措施，让同学计算，分组讨论其可行性，并作经济评价等，提出最合适的解决方案。

2.实施过程

首先：根据教学需要，合理安排案例教学时间。例如有的简单案例，可以在章节开始讲解前先给出，有的专业知识要求较高的，可以在基础理论讲解结束后公布。

准备好案例素材后，把案例的讨论提纲和主要参考资料发给学生或者在课程网站上公布，给予一定时间准备，并建议学生自由分组，鼓励持有不同观点的同学参与辩论，并写出发言提纲，计算结果及主要结论。

第二：课堂讨论、分析；教师引导，并分析各解决方案的优缺点及原因。

第三：把案例和每章主要的知识点串讲，达到把整章内容贯通的目的。

3.总结归纳

尽管案例是事先准备好的，但每届学生个体不同，讨论问题的观点也有所不同，总会出现一些新的想法，对教师来说，要及时整理和总结，对一些不正确的观点应加以分析，并对学生作出解释。

提纲挈领的总结，直达问题主要矛盾的分析，将对案例分析的教学效果有显著的提升。

总之，案例教学法可以让学生的被动化为主动，促进教、学相长，很多内容可以自主学习，把教师从忙于覆盖教学大纲的教学中解脱出来，同时也提高了学生的工程实践能力，为社会提供更多优秀的工程人才②Richard M.Felder,Linda K.Silverman：Learning and Teaching Styles In Engineering Education.Engr.E-ducation，1988.Vol.78,No.7,pp.674-681 页。。