独立学院化工原理辅导课教学探究

王佳佳 沈丽 蔡琴

摘要：化工原理是连接基础课与专业课的桥梁，是高等院校化工相关专业重要的专业核心课。本文针对独立学院学生基础薄弱、学习被动、团体意识薄弱和化工原理课程教学模式单一的特点以及当前“新工科”的背景条件，提出了化工原理辅导课开设的必然性，并叙述了化工原理辅导课具体的实施方式，以期对于化工原理课程的教学效果有一定的提高。

关键词：化工原理辅导课;独立学院;教学改革

一、引言

化工原理是制药、化工及高材专业的一门专业基础课，是连接四大化学等基础课与专业课的桥梁，工程性质较强。此课程是由一系列的单元操作组成，包括吸收、流体输送、精馏、传热、干燥及萃取等等，主要叙述各单元操作的原理、计算方法及具有代表性的设备种类，各单元操作之间衔接性不强。同时，化工原理课程涉及较多的计算，具有知识点较多、公式繁琐、计算量大及工程应用性强的特点，对于没有实践经验、须从理论思维转变为工程思维思考问题的学生来说具有一定的难度。而在平时的上课过程中，教师侧重于讲解各个知识点，几乎没有时间讲习题，没有应用到具体的题目中，学生学得快，忘得也快，以至于到期末考试看到题目的时候，感觉平时讲过，却不知如何着手解题。

二、独立学院开展化工原理辅导课的必要性

（一）独立学院学生的特点

独立学院的学生与普通高校本科生存在一定相似性的同时，又明显区别于普通高校本科生。主要表现在以下几个方面：基础较弱，学习方法及学习态度存在一定的问题，部分学生对于自己的学习过程缺乏规划，以至于常常出现考前突击复习的情况;思维相对而言比较活跃，对未知事物具有较强的接受和理解能力，但学习却很被动，喜欢社交活动，部分学生以为学习就是任务，缺乏主观能动性;学习现实、积极，但以自身为核心，功利性较强，集体意识有待提高，少部分学生认为学习的目的就是获得一份理想的工作，将学习当成是谋求生存的一种方式，其具有某种程度的功利色彩;重视技能和实践，同时又轻理论，学生乐于参加社会活动，一方面说明学生意识到在现在的市场机制下，光学习书本知识是远远不够的，还需要较强的操作和实践能力，另一方面，学生认为一些理论性较强的学科和将来要从事的工作关系不大，学习兴趣缺乏，学习成绩不理想。独立学院学生所表现出来的这些特征，经过大学四年后，使得有些学生自身变成了比上不足，比下也不足的情况。即掌握的理论知识比不过普通高校本科生，但是实践动手能力则弱于大专生。

（二）化工原理教学模式单一

目前，对于化工原理的教学，我国大部分院校采取的都是“满堂灌”的教学模式，该模式目标为培养学生的基本学习技能，系统地讲授知识，重点则在于尽可能的开发学生的记忆力水平、逻辑推理能力及间接的经验在了解掌握知识方面所起的作用，使得学生能够比较快速并且有效地掌握自己所需的更多信息量。该模式对于教师的权威性及其看重，强调教师的领引作用，认为知识是教师单向传递到学生的过程，一个ppt课件即可上课。加上现在的教学课时减少了，教师只是为了赶进度，抓紧时间把课上完，唯恐出现课上不完的情况，根本考虑不到学生的具体情况，学生只是被动的学习，缺乏主观能动性。虽也有部分老师采取了翻转课堂的教学模式，可也只是极少的一部分课程，发挥不到根本性的效果。学生只能勉强把课学完，没有与之相对应的题目来练习，学生不会应用，对于知识点的记忆不是很清晰，考试还是不会，以此这样不能积极地推动学生的发展。

（三）“新工科”的需要

为了积极应对新一轮的产业变革及科技革命，“新工科”的概念随之产生。2017年2月18日，教育部在复旦大学发布了“复旦共识”。次年的4月8日，教育部在天津大学发布了“天大行动”，探索工科可能发展的新模式，深化了高校工程教育“中国模式”的内涵。4月28日，CDIO联盟年会在浙江大学城市学院正式启动“千生计划”。第四次工业革命的到来，我国新工科背景下的学生学习成果包括六个方面的内容[1]：智力与实践技能;态度、伦理、价值及行为;综合与应用学习;人类文化与物理自然世界的知识;职业能力;社区服务意识。其中，很重要的一点就是综合与应用学习，使得学生通过综合性学习和应用性学习能够解决实际问题，即将理论应用于实践，能够解决实际工程问题。

针对独立学院学生所表现出来的基础薄弱、学习被动、功利性强等特点，化工原理课程教学模式单一及“新工科”建设对应用型人才的需求，对于少学时化工原理课程，可开展辅导课（习题课）[2-6]，以讲解题目为主，以题带知识点，学生能够适时地将理论知识应用到具体的题目中，不仅使得学生不再畏惧做题、在期末取得好的成绩，而且学生在平时就能够将所学知识点牢牢地记住，增强了学生学好化工原理课程的信心。

三、独立学院化工原理辅导课的实施

化工原理辅导课不同于平时正常的上课，此时，学生对此门课程已有一定的了解，只不过可能不太熟悉，具体的知识点不会应用，而辅导课则是将具体的知识点进行理解应用的过程。下面就以“吸收”这一章为例叙述一下化工原理辅导课的具体实施过程：

首先，对本章的知识点进行概括。本章的知识点主要包括气液相平衡;扩散与单相传质;低浓度气体吸收;相际传质;化学吸收及高浓度气体吸收。然后，对本章的重难点进行解读。本章的重点为扩散系数的影响因素有哪些;一维定态条件下，传质通量及扩散通量的计算;双膜理论是如何理解的;气液相平衡;传质单元数（NOG）的含义、传质单元高度（HOG）的含义;NOG的计算方法;物料衡算及操作线的含义;吸收塔的操作型计算;吸收塔的设计型计算。难点则为吸收塔的定量计算，比如填料塔的高度计算（包括HOG、NOG及最小液气比的计算）以及对任一指定的填料塔，改变其中某一操作参数，如操作温度、吸收剂的用量或进口浓度，计算气体出口浓度;吸收塔操作型问题和设计型问题的强化分析。

最后，针对具体的知识点设计相应的题目，比如说：（1）关于扩散与相际传质的一道计算题：柏油马路上积水3mm，水温25℃。水面上方有一层0.3mm厚的静止空气层，水通过此气层扩散进入大气。大气中的水汽分压为1.5kPa。问路面上的积水多久后会被吹干？（2）什么是双膜理论？（3）设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为y=2x，入塔y1=0.1，液气比（L/G）=3则出塔气体浓度最低可降至多少？若采用（L/G）=1.5，则出塔气体浓度最低可降至多少？等等。一系列的题目之后，再解一些综合性较强、囊括知识点较多的题，比如说以下这道题，即为吸收过程的设计型计算题：用纯溶剂逆流吸收低含量混合气，以回收其中的可溶组分，物系的相平衡关系服从亨利定律，吸收剂用量是最小用量的1.5倍，试求以下两种情况下所需要的塔高，传质单元高度为0.9m。（1）回收率为90%。（2）回收率为99%。（3）以上两种情况下吸收剂用量有何区别？再如吸收过程的操作型问题：有一高为3.3m的填料吸收塔，常压下清水逆流吸收混合气中的氨。混合气入塔的摩尔流率为0.02kmol/（m2·s）。清水的喷淋密度为0.019kmol/（m2·s）。进口氣体中氨的体积分数为3%，气相总传质系数为0.2kmol/（m3·s），亨利系数为57kPa。问排出气体中氨的浓度为多少？

四、独立学院化工原理辅导课的效果

通过化工原理辅导课，使得学生在平时学到的知识能够得到应用，让学生感觉到学习知识是有价值的。通过做题及讲解，学生能够更加透彻的理解平时学到的或许已经遗忘的知识，学生分析问题、解决问题的能力以及表达能力得到了较大地提升，增加了学生学习的自信心，学生更加喜欢学习，学習成绩相应地得到提高。同时，教师也会感觉到学生学习的潜力和能力，教师感觉到成就感，更愿意、更有信心用心地去教好每一位学生，弥补了平时的课程存在少学时的问题，师生之间的默契度与配合度得到加强，学生的各方面能力得到提升，对于学生今后的发展起到了积极地推动作用。

五、结语

在独立学院化工原理的教学过程中，针对化工原理这门课程独有的特征、独立学院学生的特点以及现在盛行的“新工科”的背景下，化工原理辅导课的开展存在一定的必然性。这样，既可以引发学生对学习的兴致，提高教师的教学效果，学生的学习成绩由此得到提高，学生对某一问题的分析及解决也能够得到增强，同时学生的工程素养得到相应地提高，这也为社会培养实用型人才作出了极大的贡献。

参考文献：

[1]KERRY S.Higher education for sustainability seeking affective learning outcomes[J].International journal of sustainability in higher education，2008，9 （1）：87-98.

[2]周艳军，赵永华，刘彦琳，等.习题微课在《化工原理》教学中的应用[J].高教学刊，2018 （5）：112-114.

[3]史德青，王万里.浅谈开放式习题在化工原理教学中作用[J].化工高等教育，2015 （5）：92-95.

[4]秦正龙，黄芳敏，刘 飒.化工原理习题课的一种尝试[J].化工时刊，2016，30 （6）：53-55.

[5]王晓君，齐世学，丁海燕.《化工原理》教学过程中的几点探讨与实践[J].广东化工，2017，44 （12）：307-308.

[6]李宁.革新《化工原理》习题教学，发挥学生的主观能动性[J].广州化工，2010，38 （3）：205-207.

项目基金：扬州大学广陵学院2017年教学改革课题，项目编号：JGYB17015

作者简介：王佳佳（1989.11-）女，江苏扬州人，硕士，研究方向：化工与制药相关专业课程的教育与研究。