浅析化工基础与其他应用化学专业课程的有机融合*

万 婧，屈 睿，汪正良，王红斌，周 强

(云南民族大学化学与环境学院，云南省高校绿色化学材料重点实验室，云南 昆明 650500)

化工产品的生产通常是通过若干基本物理操作与化学反应来实现的，长期的实践与研究结果表明，尽管化工产品千差万别，生产工艺多种多样，但其生产过程遵循共同的物理规律，使用类似的生产设备[1-2]。人们将这些具有相同功能的基本物理操作，称之为单元操作。化工基础是大学理科专业一门重要的基础技术课程，也是理论到工程、基础到专业的桥梁，它要求学生理论与实践并重，具备扎实的化工单元操作基本理论和典型设备结构计算的能力[3-4]。因此，在我校应用化学专业中开设化工基础课程，不仅可培养他们理解、掌握常见化工单元操作的基本原理和典型设备的结构特性，还可为其他专业课程如化工制图基础、化工工艺学、化工技术经济、现代分离技术、工厂见习、毕业实习、毕业设计乃至学生就业打下坚实的基础，也可通过与思政教育结合培养学生严谨务实的科学观，更可培养满足西南地区经济社会发展需求的应用技术型人才。但众所周知，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，化工基础课程的讲授若仅仅局限于教材，孤立地讲授教材内容、不与其他课程进行联动，学生理解、应用相应基本原理的实际能力将存在很大局限[5]。因此，如何在现有应用化学专业培养方案的基础上，深化化工基础课程的讲授内容和渠道，使其与其他专业课程有机融合、相辅相成，就显得至关重要了。本文从笔者从事化工基础课程教学近十年的经验出发，结合日常教学探索，提出在讲授本课程教学内容的过程中穿插讲授其他专业课程的内容，对不同专业课程的知识内容进行有效融合，可起到提高化工基础课程教学质量和提升应用化学专业培养质量的目的。

1 与专业基础课的有机融合

在我校，化工基础课程是为应用化学专业三年级同学开设的一学期课程，54课时，配之以32课时的化工基础实验课，选用的教材为武汉大学主编、高等教育出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《化学工程基础(第三版)》。该教材是按照“化学类专业本科教学质量国家标准”规定的“化学工程基础”课程教学基本内容，针对理科化学与应用化学的专业特点，将动量传递、热量传递、质量传递和反应工程(“三传一反”)的内容由11个章节融合而成，希望利用较少的学时让学生了解和掌握化学工程学的基本原理，为学生从实验室研究到工程应用打下坚实的理论基础[6]。该教材内容丰富，公式推导简单清晰、容易理解，是一本优秀的教材，足以符合我校应用化学专业化工基础教学的基本要求。即便如此，因课时有限，我们因地制宜，按照教学大纲要求，对教材内容重新进行了精简，保留了核心的“三传一反”，整理成适合我院学生使用的教学内容[7]。

作为一门理论与实践并重且配之有实验课程的专业基础课，希望学生能掌握化工生产过程中所涉及的基本原理如动量传递、热量传递、质量传递的基本原理，以及衍生的分离均相/非均相混合物基本单元操作如吸收、精馏、萃取、干燥、过滤等。但实际情况却不容乐观，原因在于作为基础理论内容，动量传递、热量传递、质量传递等内容在实践中的形象化具现较少，令学生难以明白本课程的具体作用、对将来就业是否有帮助持怀疑态度。因此，与其他课程的融合式讲授将有益于提升学生的学习积极性。前文已述，化工基础课程主要针对常规的化工单元操作如气体吸收和液体精馏讲解它们的基本原理和典型的设备，这些内容所涉及到的知识面广、计算量大、综合性强，教学中不仅要求学生记忆大量的公式、物理量，还要求学生具有较好的高等数学和物理化学基础，因此学习难度较高、强度较大，学生难免产生畏难情绪，产生学习热情下降，不学甚至厌学等情况，教学效率低。因此，教师在讲授相关章节的过程中，例如流体流动的能量衡算、精馏操作中加料板的能量衡算和相图时，对公式推导过程中所用到的微分、积分可做具体的讲解，可投入一定的时间帮助学生回顾高等数学、物理化学的相关内容，其余时间可投入在讲解具体步骤或模块的物料组成和能量组成上，也可结合其他专业基础课如无机化学、有机化学、分析化学等课程内容，通过举一反三的举例来加深学生的理解、掌握和运用。因此，将化工基础与其他专业基础课进行有机的融合，可达到提升教学效果的目的。

2 与应用技术拓展课的有机融合

在应用化学专业最新版的培养方案中，化工知识模块是专业选修课程的重要组成部分，我们在一年级为学生开设了化工制图基础、化工制图实验，二年级开设了化工技术经济，三年级开设了化工过程开发、化工仪表及自动化、现代分离技术等专业性较强的课程，这些课程要求要求学生在学习物料衡算、热量衡算和化学反应的基础上，对物料流程图(PFD)、工艺管道仪表流程图(PID)、设备布置图和非标准化工设备图进行简单的绘制，对具体设备如吸收塔、精馏塔、换热器具有识图、制图的能力。这些设备和流程的绘制正好与化工基础课程的相关内容相吻合。将这些内容联动的进行讲解，加深了学生对相关理论知识的理解，举一反三，真正将化工基础“三传一反”的核心知识加以应用。此外，在化工基础的课程教学中，将最新科研成果引入教学，拓展课程教学内容，为学生讲解其原理、设计思路、实现方式以及最终的效能，让学生体会化工的魅力，从而激发学生对化工产业的兴趣，拓宽学生的视野，使学生将化工是联动机制的思想铭刻于心[8]。

此外，从2017年开始，我们开始组织学生参加全国大学生化学实验创新设计竞赛和全国大学生化工设计竞赛。在培养优秀化工人才的过程中，理论与实践结合是不可或缺的环节。参加此类竞赛，需要学生将化工基础知识与化工过程开发、化工仪表及其自动化、化工制图等相关的技术课程相结合，创新出与课题相关的优秀作品。化工基础可作为桥梁，联通理论知识与技术应用，让学生把化工相关的内容串联成一个有机整体，在化工设计竞赛中可以游刃有余的运用知识和技能，赢得佳绩。参加这些赛事，还能使学生在紧张的比赛氛围中体会、理解、应用所学的各类专业知识，又能在宏观上帮助他们建立了自我学习、学习永不过时的观念。

最后，本专业同学在大学期间的最后一项学习任务是完成毕业论文或毕业设计，这是对本科四年以来所学知识和技能的重要检验。化工基础与其他应用拓展课程的有机融合，为学生的毕业设计或毕业论文奠定了坚实的基础。通过对学生专业知识的反复推敲和锤炼，让学生可以查缺补漏，加深印象。同时，在化工基础课程后开展实践作业，不仅要求学生以科技论文的规范来撰写实践报告，包括报告中的语言表达、图表绘制以及实验设计方案，切实提高了学生综合运用知识，解决化工问题等专业能力，也为毕业论文和毕业设计的完成打下基础。因此，将化工基础的教学与其他应用技术拓展课程的教学进行有机融合，通过来回多次、反复的练习，不仅能加深学生对典型化工单元基本原理的认识，同时也能具有一定的绘图、制图能力，为以后从事于化工相关工作打下坚实的基础。

3 与实践教学环节的有机融合

工厂见习、毕业实习和毕业设计是大学生最为核心也最为重要的实践教学环节。开展工厂见习、毕业实习和毕业设计等实践环节的教学，让学生真正接触了化工生产，将各方面的专业知识相结合，做到学以致用。通过化工生产的操练，学生才能真正沉下心来走进现代化企业的生产厂区和生产车间，宏观上了解诸多生产工段在整个生产厂区中的合理布局，理解众多生产设备在相应生产工段内的独特作用，知晓这些设备的工作原理，明白最终产品的生产流程、生产工艺、产量和指标参数。然而，受限于学生实习经费、时间、安全和企业技术保密、接受学生见习实习意愿度低等诸多因素，我们很难将企业提供的简要生产技术指标、设备简图和生产技术流程一一理解和掌握。因此，学生对传动、传热、传质、化学反应等理论知识的掌握程度，决定着他们对产品产量、指标和整个生产工段、生产流程的理解，而这也正是化工基础课程最重要的教学目标之一。熟练的辨识、理解、计算实际生产过程，对生产过程所涉及到的流量、热量和质量进行计算并结合产品的实际生产过程进行验证，这是开展学生工厂见习、毕业实习和毕业设计等实践教学的主要目的，否则这些环节就真成了“蜻蜓点水”、“走马观花”，不仅教学效果差，达不到培养目的，还浪费了大量的时间和金钱。最后，学生见习、实习的考核除要求他们完成必要的见习和实习报告外，还要求他们结合工厂生产实际完成产品生产过程的模拟计算，这又是一次提升学生理解课程理论知识、融合多课程专业技能的锻炼机会。在化工厂见习期间，化工基础的知识与技能，能帮助学生将理论与实践结合，让学生感受科技的力量，埋下效力于化工产业的梦想种子。因此，将化工基础课程教学成果与工厂见习、毕业实习、毕业设计等实践教学环节进行有机融合，不仅能加深学生对“三传一反”等核心内容的印象，提升他们对实际生产流程和设备构造的理解，还可培养他们从事化工行业相关工作必须具备的基本职业素养，为区域经济发展、科技发展、社会发展输送具有较高质量和水平的新型化工人才[9]。

4 与思政教育的有机融合

在讲授专业知识的同时，为学生树立良好的道德观和正确的科学观至关重要。在科技迅猛发展的背景下，“科学人性化”已成为一个避不开的话题，而保证科技发展的人性化，高校必须肩负起培养具备良好思想道德专业人才的历史重任。化工基础课程在传授基础知识的同时也将“科技造福人类”、“科技以人为本”的思想注入教学中；通过介绍化工行业重大科研成果，向学生明确无误传达“文明生厂，安全第一”的化工行业核心职业道德，坚定学生投身化工行业、奉献祖国、服务人民的决心。此外，时刻将“绿色、环保”的观点贯穿于化工基础教学中，模拟化工生产实际问题并加以解决，培养学生科学的探索方法、严谨的科学态度，向学生传输可持续发展的绿色环保理念，使他们具备正确的科学观。这需要教师将自身科研经验引入教学，给予学生引导，激发他们对科研的兴趣，在科研实训中，唤起学生敢于质疑、敢于超越、敢于创新的意识，不仅有助于挖掘学生的创新能力，锻炼他们的自主学习能力、独立思考的能力，培养团结合作、持之以恒的精神，也能促进严谨务实的科学观的培养[10-11]。因此，将化工基础教学与思政教育有机融合，使学生具备良好思想道德的同时，形成严谨务实的科学观，为培养有担挡、有素质的新型化工人才添砖加瓦。

5 结 语

自1999年正式招生以来，云南民族大学应用化学专业已经走过了22年历程，取得了长足的进步、跨越式的发展，目前该专业是云南民族大学一流本科专业和云南省一流本科专业建设点，但其建设之路还很漫长，与西南地区高校和全国高校的同类专业相比，专业底蕴还比较薄弱，需要不断的投入和发展，才能形成完整的、系统的、适应新时代要求的应用化学专业教学体系，更好的为西南地区输送综合应用能力较强的化学类人才。作为应用化学专业的专业核心课，化工基础课程的教学质量，很大程度上决定着我校应用化学专业本科生的培养质量，本文根据我校应用化学专业的课程体系，提出将化工基础与思政教育和其他专业课，包括基础课、专业课、实验课的教学进行有机融合，可达到提升学生的创新实践能力、树立学生严谨务实的科学观和提高学生培养质量的目的。