《化工原理》课程的教学探索与体会

李 璐，王鹤文

(黄冈师范学院 化工学院，湖北 黄州 438000)

《化工原理》课程的教学探索与体会

李 璐，王鹤文

(黄冈师范学院 化工学院，湖北 黄州 438000)

本文从《化工原理》课程的理论课、实验课和课程设计三个教学环节出发，结合教学探索与体会，探索了如何调动学生学习兴趣、如何提高学生学习效果的方法，从而有利于学生更深入地掌握此门课程。

化工原理；教学探索；教学体会

化工原理课程是化学工程与工艺、制药工程、应用化学等专业的一门主干课程，是基础理论课向工程专业课过渡的桥梁，是解决生产问题的基石。也是一门综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识，分析和解决化工类型生产过程中各种物理操作问题的技术基础课[1]。化工原理课程是化工、制药、应用化学等专业的核心主干课程，是化工技术工作者的看家本领。化工原理知识掌握的好坏，对学生将来工作和后续学习起着关键的作用。在化工类专业创新人才培养中，承担着工程科学与工程技术的双重教育任务。

化工原理课程体系包括理论课、实验教学和课程设计三门相对独立的课程。通过本课程的学习，应树立起安全适用、经济合理的工程观点，掌握解决工程实际的方法，培养以工程技术观点和经济观点来分析和处理实际问题的能力以及熟练进行化工基本运算的能力。为了提高《化工原理》课程在学生学习中的效果，本文作者从理论课、实验课和课程设计的教学三方面进行了一系列的探索，取得了较好的效果。

1 理论课的教学

化工原理来源于实践，面向实践，又应用于实践，是化工技术工作者的看家本领。化工原理的理论教学旨在夯实学生的理论知识，为后续的学习、科研和工作打下坚实的基础。但是，化工原理课程涉及的单元操作多、内容繁杂、原理较难、公式多、计算繁琐，采用传统的教学方式，学生学习起来较为枯燥、学习兴趣不高。针对这种情况，本文作者们进行了相应的探索。

1.1 引入多媒体、视频等教学手段，与传统的板书式教学有机结合起来

1.2 传统教学法与对比教学法、案例教学法有机结合起来

1.2.1 对比教学法

对比教学法的运用，使得学生在学习新知识的同时，避免了陌生感，能够轻松找到新知识入门的途径，同时也有助于学生形成完整的知识体系[2]。如流体输送机械中离心泵和离心机的比较，可以让学生认识到原理相同的设备，输送不同流体，设备的形式是有很大区别的。如沉降分离中重力沉降和离心沉降的对比教学法，使得学生明白了力场不同，分离的非均相物系混合物的粒度差别很大，应用的场合各不相同，粒径≥75μm的气态非均相混合物采用重力沉降进行分离，设备是降尘室，粒径介于10μm和75μm的气态非均相混合物采用离心沉降进行分离，设备是旋风分离器。在介绍塔器设备时，对比板式塔和填料塔的结构与特点，使学生明白板式塔内气液是逐级接触的，填料塔内气液是连续接触的，传统的精馏操作采用的大多是板式塔，吸收操作采用的则大多是填料塔。另外，对于板式塔中的塔板的类型也采用对比教学法进行介绍，这样学生可以很好、很完整的掌握不同塔板的特点。化工原理理论教学中，相关联的知识点很多，采用对比教学法可以很好的提高教学质量，有利于学生系统地、深刻地掌握所学的知识点。

1.2.2 案例教学法

案例教学法的应用，则有利于调动学生学习的积极性，开阔学生的视野，提高学生学习的兴趣[3]。案例教学法包括教学过程中的生活事例和工程案例。生活事例主要是为了提高学生对化工原理课程的学习兴趣。如在讲解传热时，提出“气温下降，添加衣服时，把保暖性好的衣服穿在里面好，还是穿在外面好？”，“火车车厢中的空调为什么装在车厢的顶部，而加热器则装在车厢的底部？” 等一些生活中的问题；在讲解干燥的时候，则问学生“冬天的时候，当室外温度是2℃时，晾在室外的湿衣服却结冰了的原因是什么？”的问题。类似的生活事例问题都会在相应的知识点讲解前引入，吸引学生的注意力，从而提高学生学习的积极性。

工程案例的引入则是为了开拓学生的视野，使学生学以致用，清楚所学知识在将来的工作中如何进行应用，激发学生学习的热情。如工程操作中，当离心泵出现汽蚀现象时，如何分析发生气蚀的可能原因，如何对输送系统进行技术改造；传热过程中，如何实现换热器以小替大来改善换热效果，考察换热器的传热能力不能只考虑其传热面积，而应该考虑传热面积和总传热系数的乘积；合成氨生产中如何脱碳；SO2吸收塔如何设计才能高效进行；如何提高精馏塔的生产能力，如何降低精馏过程中的能耗，等等。

此外，通过积极建设校内相关精品课程，学生可以在课余时间进行学习和复习，为学生的课余学习提供了学习的平台。

2 实验课的教学

化工原理实验是化工原理最重要的实践环节，是工程性较强的实验课程。该课程将课本中抽象的理论知识直观化，有助于学生对化工单元操作过程及原理的深入理解，有助于培养学生的工程概念，提高学生综合运用知识的能力。

1.4 统计学分析 研究数据采用SPSS 23.0统计软件进行统计学分析，计量资料采用描述，组间比较实施独立样本t检验；计数资料采用率(%)描述，χ2检验；Kaplan-Meier法建立生存模型，Log-rank检验分析生存率差异。此外，采用多因素Cox回归分析EOC预后的独立危险因素，以P<0.05为差异有统计学意义。

在实验教学过程中，学生能够在教师的指导下完成实验的基本操作和实验数据的处理，但存在对老师的过分依赖、学习被动、实验报告撰写不认真，导致对实验原理不了解，知其然不知其所以然，从而学习效果不够理想。针对这种情况，本文作者们也进行了一些探索。

2.1 分类实验教学

将实验内容进行分类，把实验分为验证性实验和综合实验，不同的实验类型按照不同的教学方法进行教学。

验证性实验以学生动手为主体，教师指导为辅。实验前学生做好预习，然后老师提出相关的问题，回答正确后，学生自己摸索进行实验，实验过程中遇到问题，再过来和老师讨论，实验结束后在撰写的实验报告中描述实验验证的理论知识是什么，实际的过程和理论有没有区别，是什么原因导致的。

综合实验前，除了要先做好预习以外，还要先进行仿真练习，即在电脑上，每人一机单独操作，熟悉每一个流程，了解每一个流程中阀门的作用，知道阀门改变后，实验结果的变化规律。仿真练习结束后，提交仿真实验结果，合格的同学再在设备上进行实验操作。这样一来，可以提高学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，减少了学生对教师的依赖性，学习效果也得到了很大的提高。

2.2 严把实验报告

化工原理实验的操作相对比较简单，但是采集数据较多，处理起来比较麻烦。因此，化工原理实验的数据处理统一要求用Excel或Origin软件来进行。为了避免同组同学抄袭实验报告的现象，要求软件处理数据的详细过程和实验报告一起上交。这样可以提高学生的综合应用能力和科学研究素养。

3 课程设计的教学

化工原理课程设计是化工原理教学中十分重要的教学环节，是综合应用本门课程和有关选修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。化工原理课程设计可以使学生找到理论与实践的切合点，能有效地培养学生的综合应用能力，是对学生学习化工原理知识的一次综合考验。

在教学过程中，注重对学生设计能力的培养，包括查阅资料、收集数据和选用公式的能力、正确选择设计参数的能力、绘制工艺流程图和设备选型的能力等等。在课程设计的过程中，本文尝试性地进行了改革：

(1)在工艺计算过程中，以手工计算为主，这样可以让学生能够很好的理解工艺计算过程的原理，手工计算完成后，配以Aspen Plus软件进行模拟计算，用以验证手工计算的准确性[4]。

(2)在绘制工艺流程图和设备装配图的时候，要求学生部分图纸采用手工绘制，部分图纸采用AutoCAD软件进行绘制。

这样进行改革的目的则是让学生的基本功更加扎实，提高学生的工程设计能力。通过这样的教学改革，学生的设计能力确实得到了很大的提高，在全国化工设计大赛中也取得了较为优异的成绩。

化工原理课程承担着从基本理论到实践工程、从基础理论到专业知识的纽带作用。该课程教学效果的好坏直接影响学生的业务素质和工程能力。在教学过程当中，为了提高该课程的教学效果，在不同的教学环节里面采取了一些积极的措施，调动了学生的学习积极性，提高了学生的综合应用能力。在以后的教学中，本课题组将继续探索，尽可能的让学生能够更好地、更深入地掌握好这门课程，为将来的工作和后续学习打下坚实的基础。

[1]夏青，贾绍义. 化工原理[M].天津：天津大学出版社，2012：上、下册。

[2]黄莉，潘雪. 对比式教学法在化工原理教学中的应用[J]. 中国科教创新导刊，2012，16：96-97.

[3]贾绍义，夏清，吴松海，等. 工程案例教学法在化工原理课程教学中的应用[J]. 化工高等教育，2010，(3)：78-81.

[4]孙兰义，张月明，李军，等. Aspen Plus 在化工原理课程设计教学中的应用[J]. 广东化工，2009，36(12)：173-175.

责任编辑 王菊平

2017-03-08 doi 10.3969/j.issn.1003-8078.2017.03.18

李璐，女，辽宁鞍山人，会计师，主要研究方向为档案管理。

王鹤文，男，江西吉安人，副教授，博士，主要研究方向为化工原理、化学反应工程等课程的教学。

黄冈师范学院实验教学示范中心大学生创新活动项目(zx1132)；黄冈师范学院实验教学示范中心实验教学研究项目(zj1114)。

G642.0

A

1003-8078(2017)03-0079-03