浅谈化工单元操作技术教学中创新思维的培养

夏伟 王璇 郑佳 樊姝婧

摘要：化工单元操作技术是石油化工专业的及化工相关专业的一门从自然科学到工程科学的专业核心课程，与时俱进的教学模式改革对提升学生的工程素养和创新意识具有重要意义。在该课程教学的创新意识培养改革探索中，充分体现以学为本的教学理念，通过课堂讨论和线下讨论相结合、以赛代练及以训促学、优化考评制度等方式，激发学生学习的主观能动性，提高课程教学质量。 笔者作为应用型本科院校的一位化工专业课教师，在化工单元操作技术教学中，结合实际培养学生的创新思维，给学生创设体现创新的情境，在成功与欢乐中去感受创新，总结出一些心得体会，觉得对教学有一定的指导意义。

关键词：化工单元操作;创新思维;教学改革

一、注重公式的记忆和应用

化工单元操作技术公式繁杂，但单元操作的整个计算遵循着自然界的共同规律，其计算公式是质量守恒、能量守恒、动量守恒的具体应用。如在流体流动单元操作中，通过对某一系统的能量衡算导出描述流体流动规律的柏努利方程。传热、蒸发及干燥等单元操作中，通過热量衡算计算冷热流体流量、热空气消耗量等。而流体流动中的连续性方程、吸收的操作线方程及精馏段和提馏段的操作线方程均由物料衡算导出。

二、把握章节间的联系和区别

化工单元操作技术涉及的单元操作有流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、传热、蒸发、蒸馏、干燥、液液萃取等，教学中是按章节逐一介绍各单元操作。在各单元操作之间存在着许多相互连贯和衔接的知识点。如在流体输送机械单元操作中，在求离心泵的特性曲线或工作曲线时，要用到流体流动单元操作中的柏努力方程;在蒸发单元操作中求算蒸发设备的面积时，要用到传热单元操作中总传热速率方程。

三、分清内容主次，理清思路，突出重点

教学内容的优化是提高教学质量的关键，要处理好教学内容首先做到重点突出，详略得当，切忌面面俱到，泛泛而过。因此，教师要精心组织讲课内容，思路清晰、线条清楚，由浅入深、重点、难点突出。要做到“主线明确，重点突出”，教师必须吃透全部传授内容，对教材进行精心处理，对教学内容反复推敲，认真备好每节课，哪点该细讲哪点该略讲应做到心中有数，不断提高教学水平。

四、优化问题设计，促进创新思维

兴趣能推动学生去寻求知识，转眼问题，开拓眼界，这个调动学习积极性的重要条件。课堂教学作为培养创新思维的主阵地，在教学中应不断创设趣味性的问题，对学生创新思维的培养，会有意想不到的效果。

教师在课堂中教学提问大致分四类：（1）判别性问题;（2）叙述性问题;（3）述理性问题;（4）扩散性问题。在组织课堂教学中，要善于设计问题，激励学生的创造性思维，应加大对后两类问题的提出，同时对问题的提出要注意有序性和阶梯性，同一问题，也应注意用几个小问题提出，使问题切入口较小。例如：对板框式压滤机原理的分析，可作这样分步提问讨论：（1）过滤板、洗涤板与框有怎样特点？（2）板与框之间如何组合？（3）如何形成悬浮液、滤液通道？（4）滤液流程如何？（5）洗涤液的流程如何？通过这样五个问题的分析，足以清晰分析板框式压滤机的工作原理，如果再加上让学生结合过滤原理及板框压滤机的优缺点，猜想如何对板框压滤机进行改进，则更加有利于学生对知识的深化，同时激活了学生的创新思维。

五、展开丰富联想，推动创新思维

创造性思维能力来源于创造性思维，而没有丰富的联想则没有创造性思维。

联想是由一事物想到另一事物，是记忆的再现。在教学过程中不仅要充分利用书本知识，而且应注意联系生活实际及最新科技成果，用直观的实例，来唤起联想的灵感，对推动学生的创新思维，学好化工单元操作技术都大有益处。例如：讲翅片式换热器联想到暖气片，讲蒸馏原理联想到实验室中无水酒精的提取，学习蒸发原理联想到粗食盐的提纯实验等，这些直观实例，都能大大帮助学生提高学习效率，同时也有了充分发散性思维的锻炼。另外能够同时通过联想进行聚合性思维，则更能有助于推动学生的创新思维。例如：学习精馏塔的两条操作线方程和进料线方程时，鼓励学生进行聚合思维，不难发现三个方程的获得仅仅是对精馏不同范围进行物料衡算的结果，这样可以非常清晰地使学生了解三条直线的含义，将学生发散思维和聚合思维结合，展开了丰富的想象，对学生理解知识，推动创新思维作用是不可低估的。

另外，丰富的想象，可促进知识的迁移，并以其推动创新思维。如推出吸收速率方程时，可让学生联想所学过的多层壁的导热，以及传热方程式，不难发现两者有惊人相似。讲吸收的气膜控制和液膜控制则可联想到传热数K与管内、管外对流传热分系数的关系，这样不仅使所学习的知识得到了迁移，同时学生的思维能力也达到了较高的锻炼。

总之，我们应鼓励学生遇到问题时，应尽可能提出更多的设想，找到解决问题的途径，不仅可使学生对所学知识融会贯通，解决问题游刃有余，同时学生的丰富想象力也为创新思维的培养插上翅膀。

六、企业学习实践，培养创造性思维的最佳途径

化工单元操作技术作为一门实践性很强的一门学科，要能熟练了解各种单元操作及其设备的原理，离不开实践观察，要能够从学习中提出创造性建议，更离不开实践观察，而对于能够帮助学生学好化工单元操作技术，从学习中培养学生创造性思维，扩大学生的认知领域，企业学习实践则是最佳途径。例如：（1）通过调查发现，学生中看见过与没有看见过板框压滤机的同学相比较而言，学习时看见过的同学很快就能了解其结构和流体通道及操作原理等问题。（2）学校组织参观化工厂，学生看到换热器、旋风分离器、管道及阀门、反应罐、离心机、干燥器等设备后，学生能够针对实际设备与书本知识进行比较提出了大量问题，并自觉地联想。进行科学猜测，并能通过适当途径去论证，真正做到科学思维的过程，通过企业学习实践，使学生的创新意识得以发挥。

当然，创新思维的培养，不是一朝一夕可以完成的，只要平时有心去做，点点滴滴地积累，那么在创新思维的培养过程中，教师和学生心将都能体验到创新带来的乐趣。化工单元操作技术教学过程中注意采用灵活多样的教学方法，发挥各教学手段的积极作用，不断激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

参考文献：

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