基于林业高校化工原理教学改革与实践的研究*

陈欲晓，李淑君，张继国，任世学，程　倩

(东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江　哈尔滨　150040)



基于林业高校化工原理教学改革与实践的研究*

陈欲晓，李淑君，张继国，任世学，程倩

(东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150040)

改革是教学的动力，质量是改革的核心，具有特色专业化工原理课程体系的改革是我们的目标与方向。结合课程性质将林业特色与课程内容相融合，通过教学体系培养学生的创新能力，注重学生的实践能力，重视学生的素质提高，为社会培养合格的人才。最终，激发了学生的主体能动性，培养了学生学习的兴趣,增强了学生的学习能力，由教师“教”转向学生“学”与“创”。

林业特色专业；化工原理教学改革与实践；理论与实践教学研究

1　化工原理课程教学改革的背景、目的和意义

进入21世纪，我国的高等教育又到了一个新的发展时期，高等教育经过了大改革、大提高之后，教育部提出了加快建设具有中国特色的高等教育强国。改革是动力，质量是核心，社会对当代大学生毕业生的需求，不仅需要具有一定的科学知识、生产技能、更希望具有科学的思维、有创造性的头脑、敏锐的捕捉信息、驾驭知识的能力。而高等学校无疑承担着为社会培养和输送各类人才基地的作用，这个“基地”其“产品”——学生，应该符合国家的需要，能为社会创造更多的财富，这种新型人才的培养，则是高校教育的目标和任务，与高校的个门课程的建设密切相关。

近几年来各高校相关专业，在化工原理课程教学研究方面的内容比较丰富，取得了良好的效果。本文从具有林业高校特色专业的角度，进行了化工原理教学体系的研究，结合化工原理课程的特点将理论与实践教学相融，将林业特色专业与化工原理教学内容相融，在加强工程性的教学同时，加强实践教学环节，加强与行业特色相联系，加强与专业特点相联系，我们的研究是非常必要和有意义的，是符合我国高等教育发展方向的[1]。

本文在对化工原理课程特色的研究的基础上，反复研究该课程与专业结合的优势以及所存在的问题，取得了比较好的成果。化工原理是化学工程类学科，是起着课堂教学与实际应用“桥梁”作用的课程，因此，对学生今后的工作有着非常重要的意义。化工原理同时仍属于化工类的一门基础课，工程类学科的特点是利用有限的理论知识和数据去创性地解决大量复杂的实际应用问题，认识未知世界，它更需要一种创造性，这是工程问题的所在，也是其乐趣所在。因此，灵活地运用知识，使学生掌握科学的学习方法，逐步实现具有创造性的学习，使学生在学习中掌握工程的理念，并应用工程的理念解决实际问题，通过本课题的研究，最终使学生掌握更多的能力，是我们教学的一个重要目的。因此，重视对学生创新能力的培养，重视对学生实践能力的培养，重视对学生动手能力的培养，需要高校、教师、学生三方面的共同努力，我们在此方面做出了大量的研究工作。

2　林业特色专业与教学内容关系的研究

2.1具有林业特色专业化工原理课程体系的建立

化工原理课程的特点与性质奠定了其实践教学是非常重要的组成部分，同时我们在认真做好理论教学的基础上，以林业特色专业对化工原理操作单元的需求为核心点，进行以下研究：如何将专业特色与教学内容相融合？如何将实践教学环节(课程实习、课程设计)与课堂理论教学相联系？如何将企业生产实际实例融汇到化工原理教学中？如何将生活中的实际现象结合到课堂教学中？如何将现代化计算机多媒体教学、实体模型教学与传统的教学方法融为一体？同时将以上研究内容与我校的具体专业特点相结合，如轻化工程(制浆造纸专业)、林产化工等专业，既突出专业特点又不失化工原理的规律，使教学质量有了飞跃提升。在实践教学环节，进行与理论课互相结合、互相渗透，即实践与理论做到“你中有我我中有你”，使化工原理课程真正成为学生今后工作的坚实基础[2]。

我们以提高学生素质水平为中心，考虑“国际前沿”，结合我国国情以及专业亟待解决的的问题，教学研究活动围绕“创新”与“加强实践环节”两个方面展开[3]。

传统的教学模式具有其自身的规律和特点，当前在适应高校的宽基础新形式下，又面对缩少学时数，扩大信息量的矛盾，我们将传统的教学方式与现代化计算机多媒体教学方式相结合，其中融入模型教学，补充大量工厂企业的实际生产实例、图片、设备、流程等内容，即丰富了教学内容，又开阔了学生的眼界，我们认为才是解决上述矛盾比较好的方法。随着我国高等教育、教学理念、教学思想的变化，由统一模式培养到创新性、个性化培养，这对教学方法提出了更高的要求。课堂6教学内容与方法的改革与创新，不仅有赖于不断地将科研成果转化为教学资源，有赖于不断地积累教学经验，而且还要充分应用现代化教育技术、多媒体技术等。

我们从上好第一堂课——“绪论”入手，教师精心准备第一堂课内容，以问题的方式，让学生思考“为什么学习化工原理？”与“怎么学好化工原理？解决学生学习化工原理的方式方法问题。我们在绪论中从身边生活的实例例子出发，将化工原理的基本特征及内容融入其中，让学生明白化工原理并不是高深的知识，而是就在我们自己生活中，使学生在第一堂课就喜欢学习这门课程。教材中的例子让学生自己学习，不再占用课堂时间。

为了切实提高教学效果，我们积极采用现代化的教学模式与手段，与传统的教学方法相结合，可以促进课堂的启发式教学。不断地、逐渐地增加化工设备、特殊工艺流程的教学中增加了实物模型教学，例如：离心泵的内部结构对输出流量的影响；新型换热器(举例说明目前很多企业都在应用此换热设备)——板式换热器的内部结构是怎样加快传热速度的；中央循环式蒸发器的内部结构特征如何能够进行自循环；板式塔的各种结构区别——泡罩塔板、浮阀塔板的结构区别及特征、填料的发展趋势，等等；同时结合工厂企业的设备实例加入到课堂教学之中，大大提高了课堂教学效果，同时加强了学生的学习兴趣加强。将设备结构及工作原理的动画、图片，加之实体模型等融入课堂教学中，让教材中的内容“动起来”，“活起来”，形象生动，一目了然，有利于学生理解，教学效果非常突出。例如：离心泵叶轮、除尘器、套管式换热器、双管程列管式换热器、螺旋板式换热器、中央循环管式蒸发器等，在此仅举几例。

在结合专业特色进行教学，采取将单元操作与专业性质、特色相结合。例如：在流体流动及输送设备教学中，结合轻化工程(制浆造纸)专业的纸机上水刀应用问题解决稳定流动过程，其连续性方程及伯努利方程的应用，浆料箱的高位设置问题，料泵的安装问题；在多相物系分离教学中，将旋液风分离器与制浆过程的除渣器、渣水分离器等相联系，将沉降过程与实习企业——污水处理厂的旋流沉砂池、初沉、二沉池等相联系；在传热及蒸发操作单元中，将黑液碱回收、物料浓缩过程中热能的合理利用与节能措施的方法等热点问题相结合；在萃取单元操作中结合林产化工专业对林产品的分离提纯的方法特殊性进行教学；在干燥单元操作中，纸机上操纸干燥过程的特殊性问题相结合，林产品干燥的特殊性相联系。增加化工设备工作的动态画面，让学生直观了解化工设备的工作过程，提高课堂教学的趣味性，激发学生的学习热情。课堂教学进行教师与学生的互动，多元化、多方式、多角度的教学方式，针对林业院校的特点，结合各个专业特色自行研制、符合各个专业特色的多媒体课件，例如轻化工程(制浆造纸)、林产化工专业，专业有一定的差异，因此对单元操作要求的重点也不同，需要主讲教师对专业特点、教学内容都要十分熟悉，在学时数有限的情况下，把握教学的重点内容突出、结合专业特色难点详解是非常的重要。在课堂上同时将企业生产中的实例、将自己的科研成果、将化工生产中最先进的成果，作为案例融入在化工原理单元操作的教学中。 总之，我们在教学过程中以强调培养发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力为目标，在时间允许的条件下让学生参与到教学中，即某些内容让学生上讲台给学生讲课，达到优质的教学目的。

另一方面，我们对学生的学习方法训练上，在提高学生的素质上，也作了相应的研究，要求学生在每章学习结束后写出综述，并作为平时成绩的一部分，旨在培养和训练学生掌握适合自己的、科学的、能够终身受益的、好的学习方法和学习习惯，即概括性的学习，使学生逐步学会掌握分析分类、概括提炼、归纳总结等方法，并养成好的学习习惯，为今后的继续学习打下良好的基础；学生经过此方面的训练，在毕业考研复习阶段得到了很好的验证。

2.2实践教学与理论教学关系的研究

在化工原理理论课教学中，我们努力在不同的单元操作中始终贯穿着实际生产的实例，以及企业与之对应的化工设备等内容，将理论知识不断地、深入浅出地与生产的实例相结合，与身边的现象相结合，与学生比较熟悉的产品知识相结合进行教学。

在化工原理理论课教学中，我们努力在不同的单元操作中始终贯穿着实际生产的实例，以及企业与之对应的化工设备等内容，将理论知识不断地、深入浅出地与生产的实例相结合，与身边的现象相结合，与学生比较熟悉的产品知识相结合进行教学。

我们在实习(去工厂)之前进行实习动员，在进行安全教育的基础上，将工厂企业的生产、设备、流程、产品等情况先进行介绍，提出问题，让学生带着问题去，尤其是书本中解决不了的工程型问题，同时我们鼓励学生在实习期间多向技术人员提出问题，并作为实习成绩的学生的课程实习过程中，在工厂、企业遇见、看到的设备、流程，可以说林林总总，情况复杂。我们看到的设备、流程，有些与教材相同，有些与教材不同，有些是课堂教学内容不涉及的内容，有些是先进的设备，有些是落后的应淘汰的设备，有很多是工程技术人员自行设计或改制、或临时借用等等，但是却与课程的原理有着密切的联系。这需要我们教师既要有深厚的原理功底，又要具有一定的实际能力。例如：一次实习过程中，我们在预热车间，不巧车间换热器的疏水器坏了，工程技术人员用一个U型管代替，起到了同样的作用，虽然是个很不起眼的“小装置“，但它却起到了“大作用”，当时我们觉得这是一个非常好的机会，立即进行了现场实地教学，先给学生提出问题：为什么可以用U型管替代疏水器？然后结合传热单元操作中饱和蒸汽冷凝的原理进行解释，收到良好的效果。同时我们将此例作为例子在以后的课堂教学中提出，请学生分析，让学生解决这个问题。这种例子在《化工原理》实习过程中经常出现，我们甚至希望多出现一些这种与课程内容相关的事件，可以提高学生分析问题与解决问题的能力，提高学生对生产实际的认知。

在课程实习方面：我们走出校门，多与生产企业建立联系，让学生深入到相关的工厂企业、生产车间去，直接与工程技术人员直接接触，亲身感受生产第一线对化工原理的需求，以及化工单元操作在生产中的地位与作用，使学生能够将课堂的理论知识与生产实践得到很好的结合。为了加强课程实习与理论知识的有机联系，我们经过研究，在实习前将学生按专业、学号进行分组，并要求将实习体会做成PPT的形式，采取实习后学生的总结并答辩环节，既培养了团队精神，又锻炼了与不喜欢的人的合作能力，培养了学生的表达能力，给学生创造了交流的平台，让学生相互谈实习的体会，作为实习成绩的一部分，一次理论与实践联系的极好训练，收到良好的效果.

3　以教学为平台具体实施的方法

根据多年工作经验和对人才市场需求的调查，展望新世纪对人才质量的要求，我们拟定了研制目标。

3.1针对专业特点结合教材对教学内容的取舍研究

化工原理课程对于林业高校的轻化工程、林产化工等专业是一门非常重要的基础课之一，但理论课学时数与几年前比较，仍减少了近三分之一左右，但我们认为基本的内容不能减少。面对这个突出的矛盾，比较好的解决方法，兼顾具有我们专业的特点，只有我们自己解决。我们经过几年的教学实践，逐步研制和完善了轻化工程、林产化工等专业与教材同步的多媒体教学课件(上、下册)。 根据不同的专业，在化工原理单元操作的内容方面有侧重。

3.2加强课程实习环节

我们认真研究了化工原理课程的性质，研究了实践与理论教学的关系，并且经过走访一些生产企业，回访毕业生，为学生联系及建立实习企业、工厂。 我们走出校门，多与生产企业建立联系，让学生深入到相关的工厂企业、生产车间去，直接与工程技术人员直接接触，亲身感受生产第一线对化工原理的需求，以及化工单元操作在生产中的地位与作用，使学生能够将课堂的理论知识与专业的特点得到很好的结合。为了加强课程实习与理论知识的有机联系，我们经过研究，在实习前，首先我们在学校进行实习动员，内容包括安全教育、实践教学重要性教育、企业文化介绍及我们对实习的要求，具体内容包括哪些企业的设备在教材中的对应关系，相同部分、有区别的部分，哪些企业的生产流程与课程内容的相关性。将学生按专业、学号进行分组，并要求将实习体会做成PPT的形式，采取实习后学生的总结并答辩环节，既培养了团队精神，又锻炼了与不喜欢的人的合作能力，培养了学生的表达能力，给学生创造了交流的平台，让学生相互谈实习的体会，作为实习成绩的一部分，一次理论与实践联系的极好训练，收到良好的效果。我们的结论是：2人一组制作PPT实习总结并进行答辩的效果比较好，而且每一组之间还有了良性竞争，有的小组所做的PPT总结既能反映实习企业的生产流程、设备的应用、自己的学习心得，又能将理论知识与生产的设备联系，利用对比等方法使学习有了提高与升华。化工原理实习结束后，学生的反馈意见，轻化工程专业的学生在实习总结中写到：实习过程是将原理灵活用于手机生产，不是死板的学习；解决了理论学习中对化工设备的模糊不清的问题；暂短的实习却给我们留下了宝贵的财富。在实习过程中，深刻理解到了理论知识要与实践相结合的重要性，对于我们今后学习和工作都有和很大帮助，同时了解了企业文化，让我明白一个企业的成功来源于许多方面，我今后到社会时，必须一步一个脚印，努力从基础做起。林产化工专业的学生写到：短短的实习不仅让我们更近距离观测到化工设备、生产工艺，也让我们对高科技心生敬意，在高科技飞速发展的新时代，作为我们应有积极的求学态度；很感谢老师为我们提供的这样一个走进各大企业、学习企业生产工艺的大好机会，通过实习，我们学习的不仅仅是原理与生产流程和生产设备，而是使我们懂得了企业生产的整体方向与过程，懂得了换位思考问题，我深信，此次化工原理实习，是将使我们每个人都获益良多，为我们将来走向工作奠定了不可磨灭的实践基础[4-5]。

4　结　论

我们经过此项教学研究，使授课内容从抽象、枯燥到具体、直观；加强了教师与学生的课堂互动；在充分发挥了教师的主导作用同时，激发学生的主体能动性，培养学生学习化工原理的兴趣；培养了学生的学习能力，使学生由“学会”转向“会学”，再到“创造学”，由教师“教”转向学生“学”与“创”。

[1]Yuxiao Chen，Wenqiang Su. Engineering Concept Establishment and Case Study on ChemicalEngineering Principles for Non-chemical-engineering-related Majors[A]. 高等教育课程建设与教学改革研讨会[C].2012：1110.

[2]陈欲晓,李淑君,张继国,等. 林业院校特色专业化工原理特色教学的研究与实践[J]. 知识力量·教育理论与教学研究,2013(15):15-16.

[3]张继国,陈欲晓,程倩. 化工原理流量性能实验教学的新探讨[J].广州化工,2014,42(2):154-156.

[4]马凤英,李树勋,崔旭春. 结合校内实习基地强化化工原理实验的工程实践能力培养[J].高等理科教育, 2007(5): 113-114.

[5]杨玲,朱孝钦,杨明,等. 化工原理认识实习改革的探索与思考[J]. 化工高等教育,2004(1): 71-72.

Research on Teaching Reform and Practice of Chemical Engineering Principles Based on the Characteristics of Forestry University*

CHENYu-xiao,LIShu-jun,ZHANGJi-guo,RENShi-xue,CHENGQian

(College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Heilongjiang Harbin 150040, China)

Reform is the power of teaching while quality is the core of the reform. Making the reform of the course system of Chemical Engineering Principle more characteristic and specialized is our goal and direction. Considering the course nature to combine the forestry characteristics and course content perfectly, and through the teaching system to cultivate students’ innovation ability, students’ practical ability and quality improvement were paid attention which can train qualified personnel for the society. In the end, the reform stimulated the students’ initiative, cultivated the students’ interest in learning, enhanced students’ learning ability, and changed the teachers "teaching" to students "learning" and "creating".

Characteristic Forestry specialty; teaching reform and practice of Chemical Engineering Principle; theoretical and practical teaching research

黑龙江省高等教育学会高等教育科学研究“十二五”规划课题资助项目“基于林业高校特色专业化工原理教学改革与实践的研究”(HGJXHB2110401)。

陈欲晓，东北林业大学副教授，主要从事化工原理的教学工作。

G642

A

1001-9677(2016)03-0154-03