化工原理课程教学的实践与改革探索

周　强　刘小文　刘　芳　丁满花　林和成



化工原理课程教学的实践与改革探索

周强刘小文刘芳丁满花林和成

（湖南科技学院化学与生物工程学院，湖南永州 425199）

化工原理是化学化工类及其相关专业的一门专业基础课程，本文从精选教材与课程内容，课堂教学方式多样化，实践教学，考核方法等多角度阐释化工原理课程教学的实践与改革，以期达到培养出合格的应用型人才目标。

化工原理；教学实践；教学改革

化工原理在湖南科技学院化学、材料化学、制药工程、生物工程等专业中均有开设，是一门重要的专业基础课程。相对其他专业课程而言，化工原理具有较强的实践特性，其研究对象为化工单元操作这一类工程实际问题。同时，化工原理又是一门理论性很强的课程，从课程内容上来说，解决工程问题时更多的是需要数学、物理和物理化学等基础课程知识[1]，在开设该课程之前，学生所学的无机化学、有机化学、分析化学等课程对化工原理的学习实际上几乎没有帮助，所以对该阶段的学生而言化工原理是一门全新的课程。在化工原理课程之后，上述专业一般还开设有化工原理实验和工业实习等实践类课程。在这一系列的课程中，抽象的概念，繁冗的公式和复杂的计算对学生来说是较大的挑战。

为使上述专业的学生初步具备工程观念，有利于后续课程的学习，以及在生产实践中应用相关原理解决实际问题，化工原理教学的目的就是使学生了解、掌握化工生产过程中各单元操作的基本原理、基本工程处理方法及其设备的形式、设备设计的基本计算方法[2]。所以，化工原理在课程教学中应注重培养学生理论联系实际的综合应用能力。为此，我们从以下几个方面进行了化工原理课程教学的实践和改革。

1　精选教材，精心编排课程内容

在教学实践中，我们选用过多版本与多版次的教材，其中天津大学夏清，陈常贵主编《化工原理》（2012，上下册，新版主编为夏清，贾绍义）我们使用至今。该教材曾被教育部评为“全国高等学校优秀教材”，内容上以单元操作为主线重点论述单元操作的基本原理，计算方法和典型过程设备[3]，章节按流体流动、传热过程和传质过程顺序进行编排，每章都配有相当数量的例题和习题。由于该教材内容解析相当精炼透彻，可简可繁，较受各相关专业学生的欢迎。

我们化工实验室所用化工原理实验仪器是由杭州言实科技有限公司生产制造的，而实验课程没有对应的实验教材，我们在实验仪器说明书的基础上，针对教学实际，自编了一套实用的化工实验讲义，学生使用起来非常方便。

而在课程内容编排上，我们将每章的主干内容进行整合，讲授过程中杜绝照本宣科，如在讲流体流动时，对流体静力学方程，连续性方程和伯努利方程的原理、推导过程进行重点分析，然后是这些重要方程式的应用，配以典型例题和习题分析等；而传热则以总传热方程式为核心，将重点放在传热机理的解析，总传热系数、热量衡算和传热温差公式的推导之上；在讲蒸馏时，由物料衡算和能量衡算得到的两操作线方程，进料方程，此为讨论的重点；讲解吸收时，由吸收扩散机理引申出吸收过程速率及双膜理论，再由物料衡算得出吸收操作线等重点内容。从教学实践效果来看，重点突出的教学方式使学生更易领悟，同时对课程其他内容的理解和习题解答情况良好。

2　教学方式多样化，课堂形式不拘一格

我国的大学生一般都从中学直接升入大学 , 缺少工程实践的感性认识 , 往往不善于将课程内容与生产实际联系起来[4]。解决这一矛盾我们采用的方法是工业见习，通过现场教学或参观，使学生对化工生产实际有一定的了解和认识。同时，由于化工原理是一门理论性很强的课程，有大量的数学公式，在物料衡算，能量衡算，平衡关系和过程速率等基本概念的阐释中需要应用较多的抽象的物理学原理[5]。在课堂教学实践中，一般我们采用多媒体课件进行课堂教学，但同时我们发现，公式的推导与例题习题分析用板书配合讲解的方式效果比较好，可以根据学生的对其理解程度来控制节奏，所以我们始终将板书这一传统的教学模式贯穿在课堂教学中。而对于典型过程设备的介绍，我们在课件中使用播放视频和模拟动画进行演示，这样可以使学生完整地了解各个设备的基本构造和工作原理，再结合实验就能达到良好的教学效果。

为激发学生的学习兴趣，从课堂形式上我们作了一些新的尝试，比如在讲传热时，我们将课程设计有机地结合在教学中，先提出一个传热生产任务，要求学生根据该生产任务设计一个管壳式换热器。具体教学流程如下：

在完成此类课程设计的过程中，学生需运用所学知识来解决实际问题，激发了学习热情，同时这是一个学生主动学习的过程，且需要分工协作，学生的综合素质得到了提升。

另外我们还尝试制作一些短的教学视频以微课的形式发布在公共平台上，可供学生课外随时调阅。

3　注重实践教学，提高综合能力

依据本校专业培养方案，化工原理实践环节包含了实验、课程设计、工业实习等。我们开设的实验项目有雷诺实验，管路流体阻力实验，离心泵特性曲线的测定实验，固体流态化实验，气—液热交换实验，精馏实验，吸收实验等。这些实验基本涵盖了传递过程各部分，通过实验，学生可以验证所学理论知识，加深单元操作基本原理的理解，进一步了解典型过程设备的构造和工作原理，提高计算与分析能力。

目前，已与我校建立长期合作关系的工业实习基地有湖南时代阳光药业有限公司，湖南玉新药业，湖南天地恒一药业有限公司，湖南华纳大药房制药有限公司，湖南恒伟药业，湖南东健药业，上海坤朋医药科技有限公司，我武生物有限公司，东莞徐记食品有限公司，江苏盛世康禾生物技术有限公司，上海量健生物科技有限公司等。通过到企业生产环节的实习，进一步巩固加深了学生在课堂所学过的理论和专业知识，同时，工业实习要求学生掌握各类产品的生产过程和质量监控体系，是对学生综合能力的一次全面检验和提高过程，与我校培养应用性技能型人才的目标要求、提高学生实践技能水平的宗旨相符合。

另外，我系正在筹建化工虚拟仿真实验室，这一现代教育技术的引入，对提高学生的学习兴趣和课堂教学模式的改革意义重大。

4　多重考核方法，多方位评定

不同的学生适应于不同的考核方法，所以对学生学习效果进行评定必定是多方位的。根据我校相关要求，化工原理课程的学生成绩包括平时成绩和考试成绩。其中平时成绩我们从考勤，作业和课程设计三个方面对学生进行考核（占总成绩30%），期末组织一次闭卷考试（占总成绩60%）。化工原理实验成绩包括实验考勤（30%），实验数据测定与处理（30%）和实验报告完成情况（40%）。

化工原理课程教学的实践与改革是一个长期的过程，需要我们不断地探索，尝试新的教学方法，跟踪学科发展动态，与新的教学理念接轨，向国内外的优秀同行们学习，只有这样，我们才能保持与时俱进，培养出合格的应用型人才。

[1]刘永新,梁英华.化工原理教学改革与建设[J].河北理工学院学报(社会科学版),2002,(2):23-27.

[2]马志刚,姚瑰妮,姚赟,等.化工原理教学的探索与思考[J].广州化工,2014,(5):170-171.

[3]夏清,贾绍义.化工原理[M].天津:天津大学出版社,2012.

[4]杜郢,马江权,冷一欣.化工原理教学改革的探索[J].江苏工业学院学报,2006,(1):75-76.

[5]刘琨.新世纪我校化工原理课程改革的实践与思考[J].广西大学学报,2000,(9):46-48.

（责任编校：何俊华）

2017－01－07

湖南省教育厅校企合作人才培养基地项目（湘教通[2015]274号）；湖南省普通高校“十三五”专业综合改革试点项目。

周强（1978－），男，湖南岳阳人，硕士，讲师，研究方向为材料化学。

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1673-2219（2017）06-0053-02