化工原理教学范例6篇

化工原理教学

化工原理教学范文1

1.1案例教学的作用化工原理课程在化工类专业的学习过程中起着承上启下的作用,是基础课向专业课过渡的桥梁,对于学生专业兴趣的激发和工程实践能力的培养起着非常重要的作用。课堂讲授内容和实际生产息息相关,涉及工业生产的每一个环节,小到每一个装置,大到整个生产流程,在化工原理课程教学中引入实际案例,能够提高课程的教学质量,尤其对于我们三本院校来说,案例教学法有其重要作用,主要表现在以下几点:(1)激发学生的学习兴趣,提高教学质量和效果。教师上课讲的再好,学生学习没有主动性积极性,都很难获得较好的教学效果。由于化工原理课程讲授内容主要包括化工生产过程所涉及的每个单元操作,单元操作的原理和其使用的设备是其重难点内容,课程内容含有大量的实际问题如流体输送设备及其管道的选择,换热器的型号及其尺寸的选择,精馏塔塔板数和塔径的确定等等。学生面对这些陌生的实际问题,往往会束手无策,导致学习兴趣不高。这时在教学过程中引入实际案例,对其进行分析与讲解,可以较大程度的吸引学生的注意力,达到提高学生学习积极性的目的,从而提高教学效果和质量。(2)培养学生的工程观念,强化专业知识和意识。化工原理课程的重要任务之一是培养学生的工程观念,这也符合我院人才培养定位和目标。在实际教学过程中,通过实际生产案例的引入,讨论如何解决实际问题,需要对知识点在实际中应用时的情况来进行全面的分析和讨论,在案例教学实施过程中,更多的是引导学生建立工程思维方式,学生的工程观念得到逐步的建立,专业知识也得到进一步的理解与掌握。(3)加强理论与实际联系,优化教师的知识结构。案例教学的组织与实施,需要教师有扎实的专业理论知识的同时,还应具备较丰富的实践经验。因此,对于主讲化工原理的教师来说,一方面要不断充实自身的专业知识,了解最新的科研动态和相关成果,一方面要到生产一线进行学习,了解化工生产的实际状况,尤其是化工单元操作过程中所用设备的结构。

1.2案例的选取原则课堂案例教学的成功与否、效果如何,案例的选择起着关键性作用,选择案例大致要遵循以下几个基本原则:(1)案例必须符合教学大纲要求,与教学内容一致。教师应根据章节的教学目标和要求,针对知识点,结合案例进行充分的深度挖掘。案例实施时,引导学生进行思考,寻求解决实际问题的可行性方案。借助案例的分析与讨论,帮助学生理解与掌握的相关知识点及在实际应用中的情况。(2)案例要有足够的启发性和不确定性。启发性的案例将会充分调动学生思考的积极性,同时由于案例的不确定性,给予了学生们更多的思考空间,可以激发学生自觉性的学习与探索,目的在于培养学生进行独立思考、解决问题的思维方式。(3)案例必须具有真实性。由于化工原理课程工程实践性非常强,因此在课堂教学中必须用真实可信的实例,让学生体会到理论应用实践,理论用于指导和解决实际问题,让学生了解到理论知识的重要性,激发学生的求知欲。

2案例教学的导入方式

为了强化学生对化工原理课程中涉及基本原理的理解与掌握,激发学生对专业知识的学习兴趣,在课堂教学中导入实际生产案例,其主要引入方法有:(1)课前导入:每个单元操作在实际生产中都有其作用和目的,因此在讲解某一单元操作时可以先引入实际生产案例,如精馏,通过原油的常减压蒸馏来讲解该单元操作的原理及其作用。(2)问题导入:针对某一具体知识点的讲解,为了强化学生对知识的理解与掌握,可以先通过知识点在实际工程问题中的应用来进行引入。如离心泵的工作原理与“气缚”现象,安装高度与离心泵的“汽蚀”现象。(3)归纳导入:在对某个单元操作进行总结归纳时,可以通过引入该单元操作的工程设计实例来进行教学,可以达到较全面的归纳和总结与该单元操作相关的知识点,包括基本原理,所用设备的结构和选用等。(4)讲座导入:为了拓宽学生的知识结构,通过定期举行《化工论坛》讲座,讲座中就本学科中某个方面所涉及的最新动态和发展进行较为全面的介绍,在讲座中引入实际生产实例,能够激发学生从事科学研究和探索的兴趣。

3案例教学中存在的问题

由于案例教学法不同于传统的教学法,对教师和学生都提出了更高的要求,在化工原理课程的教学过程中实施案例教学法,发现存在有如下问题:(1)我院教师大多为刚走出校门的毕业生,虽然具有较扎实的理论知识,但是在实践经验与科研经历较为缺乏,而案例教学法需要授课教师本身具有较强的实践经验和较多的科研经历。(2)我院学生基础较差,尤其是部分学生的数学基础,教师在授课过程中让全体学生全面参与案例教学的过程实施具有一定的难度。(3)化工原理课程实际生产案例来源并不是很广泛,这也成为影响案例教学法实施过程中的难题之一。

4小结与展望

化工原理教学范文2

关键词:化工原理;非化工类专业;探究式教学

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.008

1 引言

化工原理是化工及其相关专业的一门主要的专业基础课,它是综合运用数学、物理、化学等基础知识,分析和解决化工及其相关类型生产中各种物理过程问题的工程学科[1]。化工原理课程是一门实验和计算相结合的学科,具有很强的工程背景。本课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用,化工原理教学水平的高低对化工及其相关专业学生的业务素质和工程能力的培养起着至关重要的作用。

但是,化工原理具有内容多、计算多、内容枯燥、抽象、工程性强等特点,因此学生学习兴趣不高,特别是农科院校的学生,大多数学生由于理学基础较差会很头疼上这样的课。究其原因主要是传统的理论传授式教学模式主张学生的被动接受,学生上课注意力很难集中,教学效果差。因此,有必要对现有的教学方式进行改革,以激发学生学习化工原理课程的积极性和主动性,并提高其应用化工原理知识解决学习和生产中遇到的实际问题的能力。

探究式教学模式目前被广泛认为是最科学的教学模式,其指导思想是在教师的指导下,以学生为主体,让学生自觉地、主动地探索,以掌握认识和解决问题的方法和步骤,研究客观事物的属性,发现事物发展的起因和事物内部的联系,从中找出规律,形成自己的知识体系。[2]目前,探究式教学在高等教育中主要应用于数据库原理[3]、生物化学[4]、力学[5]、电工学[6]、生物材料[2]等理论科目,以及大学化学等实验科目的教学当中。目前没有发现将探究式教学引入化工原理教学中的研究。为了提高教学质量我们首次将探究式教学方法引入到化工原理教学中。

2 实施方法

仅仅通过看、听这类输入式的方式接受知识一方面比较枯燥,另一方面接受起来也比较困难,我们提倡的探究式教学方式是一种让学生充分的参与到问题的发现、研究直到解决的全过程中的教学方式。这种教学方式充分调动学生视觉、触觉、听觉甚至味觉来感觉所涉及的问题或现象,并通过充分的思考来积极解决这些问题。这样学生不仅能够更好的掌握知识还能体会的科学的魅力,从而爱上这门学科。下面我们以牛顿粘性定律以及牛顿型流体与非牛顿型流体的区别为例来讨论探究式教学的具体实施方法。

传统的教学方式中我们讲到这个问题的时候会很呆板的讲“运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力,又称为粘滞力或粘性摩擦力。由于粘滞力的存在使得流体在垂直于流动方向上速度存在梯度。实验表明,两流体层之间的摩擦力τ与垂直于流动方向上的速度梯度成正比,即。式中μ称为粘性系数,或动力粘度,简称粘度。一类在流动中形成的剪应力与速率梯度的关系完全符合牛顿粘性定律的流体是牛顿型流体,如水、空气等。但工业中还有多种流体。如泥浆、某些高分子溶液、悬浮液等,并不服从牛顿粘性定律,这类流体称为非牛顿型流体。”学生听完后往往一片茫然,觉得毫无趣味而言。但是如果以探究式的方式来与学生一起讨论这个问题那么学生,那么学生既能体会到科学的趣味又能有所得。

同样的课程内容我们可以这样进行:老师多提问一些问题,比如“河中心的水流动速度快还是河边的水流动速度快呢?”,“流体流动阻力的大小与流速有没有什么关系呢?”,让学生充分的思考,并在此过程中解决学生提出的问题,最后总结“这些问题的答案牛顿曾经也不知道,但他努力去做研究,最终发现:两流层之间单位面积上的内摩擦力τ与垂直于流动方向上的速度梯度成正比,即。于是,人们把这一发现称为牛顿粘性定律。

接着继续提问:“这个定律是不是对于所有的流体都适用呢?”这时老师可以拿番茄酱及玉米糊做实验,看看什么情况下番茄酱会流出来,什么情况下玉米糊会固化,从而引出非牛顿流体的概念,并带领学生探讨流体流动性与流体受力之间的关系。经过研究学生会发现这是一个非常有趣现象,有些流体受力流动性会变好,比如番茄酱;而有些流体受力后流动性会变差,比如流沙、玉米糊等。

用类似这样探究式的方法来教学,学生会实时参与到教学中,并能体会到科学的乐趣,课堂气氛非常活跃且学生能更容易掌握所学知识。因此,探究式教学是种非常有效的教学方法。

参考文献:

[1]贾绍义,夏清,吴松海,姜峰.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(03):78.

[2]朱建华,崔名芳.大学化学教学中探究式教学与实验课程建设[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2012(29):156.

[3]陈林,徐化祥.基于探究式的数据库原理课程设计教学研究[J].软件导刊,2012(11):161.

[4]杨志伟,张玮玮,陈志玲,廖蓟,刘晓晴,万平.生物化学探究式教学的设计和实施[J].生命的化学,2013(33):105.

[5]傅玲,何新凤.探究式教学在“力学”课程中的实践[J].教法研究,2012(03):148.

[6]李华,刘素贞,黎霞,毛一之.探究式教学在“电工学”课程中的探索实践[J].电气电子教学学报,2012(09):71.

化工原理教学范文3

(一)教学内容的方向性设计

教学重新设计的原则既要照顾专业需求也要照顾学校实际情况,在设计内容时要有特色不能照搬其他院校,我校旨在培养现代工程师,毕业的出口面相企业一线技术员,而一些985院校则面相科研领域,所以,在学习其他院校提升自身办学实力的同时也要切忌照抄照搬。以上海交通大学为例,上海交大生物工程专业的毕业生大多面相科学技术研发和生物科学技术的科研领域,所以,在这种方向的指引下,授课内容理论层次较深,在传统化工原理精华的基础上增加了较为深层次的理论细节,比如:萃取内容部分,反胶束萃取和双水相萃取等都有详细的讲解,而我校目前的办学的实际尚不能匹配。我们是要以突出解决工程问题的能力培养为目标,应用现成结论解决设计型或者操作型的实际问题,辅以化工典型设备的讲解,在传统化工原理精华框架范围内,简化理论细节,培养工程素质。

(二)教学内容的细节性设计

我校现行生物工程专业化工原理理论教学教学大纲的制定原则是以64学时为基础,选择传统化工原理主要章节进行制定,没有充分考虑到专业的特殊性。因此,有必要对教学内容的细节进行合理化调整,进一步提高教学质量,增强我校生物工程专业输出人才的综合素质。根据专业需求以及专业本身所授课程,建议对生物工程专业化工原理教学大纲作合理化调整。“流体流动”、“流体输送机械”、“传热”以及“蒸馏”作为最基本的单元操作是很必要的,尤其是“蒸馏”这一单元操作紧贴生物工程专业知识体系的主干,与生物发酵、生物化工、生物制药、食品等方向息息相关,因此无论是简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏还是特殊精馏都是重点要求部分,连续精馏的计算与分析、精馏塔设计的操作原理与现象以及塔设备的分类与计算等内容都非常符合专业要求,考虑到生物工程专业课中讲解“气液传质设备”,因此化工原理课程中可以将该部分简化;而由于“气体吸收”基本不具专业需求性,建议取消该单元操作的讲解;建议引入的单元操作则有“萃取”、“干燥”和“结晶”等内容,这些单元操作与生物工程专业息息相关,该部分内容必能对后续专业教育提供充分其必要的支持。如此一来,我们取消了“气体吸收”,增加了“萃取”、“干燥”和“结晶”,在这一基础上,现行的64学时显然不能完成教学内容,因此,建议增加至80学时分两个学期来完成,这是保证教学效果以及为专业建设提供助力必要前提。

二、理论教学方式的合理运用

(一)理论联系生活实际,将理论浅表化

从专业培养方案的安排上看,在化工原理之前,学生基础的几乎完全是纯理科课程,化工原理是第一门工程技术学科。学习习惯上的各种不适应,使得学生对该门课程产生一些错觉,诸如:“公式过多”、“推理复杂”、“各种指代符号繁杂”等等,总之,化工原理晦涩难懂,学起来实在吃力,进而产生厌学心理,严重偏离了教学的初衷。那么,理论形象化,浅表化则是解决上述问题的一剂良药,利用生活实例导入理论,然后再将理论去靠近工业设备,之后在工业和生活实际之间构建相似性,如此循环,理论不再晦涩难懂,工程教育不再抽象生僻。举例来讲,在讲授“传热”这一单元操作时,暖瓶则是学生天天接触的东西,几乎每位同学都见过瓶胆是什么样子,围绕瓶胆的设计规则对“热传导”、“对流”和“热辐射”三种基本传热方式逐一解释,那么学生就可以利用自己熟知的常识对“传热”这一单元操作产生了熟悉感和亲近感,同时也对该单元操作重要工业应用之一“保热/保冷”形成了一些整体意识,在贴近工程素质教育的时候,学生在理解供热管道外保温层的材料以及结构时自然不会感觉“离自己太远”,同时也会总结出保温采用的一些常规性和一致性的方式方法。再比方说,生活中的暖气片与工业用的换热器,尽管从器型设计上有巨大偏差,但是也不难发现原理上相似的地方,这种差异性和共性上的联系和对比有助于学生对理论的掌握,因此化工原理才不会那么“难学”。

(二)灵活多样的教学手段有助于提高教学质量

不得不承认数字化教学引入的十多年来,的的确确的大幅改善的教学环节存在的一些问题,但是,随着知识量的逐年增长等等一些问题的相继出现,课堂教学效果的提升一定要找到新的出路。灵活多变的教学手段有助于塑就“新鲜有趣”的教学风格,也有利于培养“清新”、“活力”的课堂气氛。首先,必须把“老师的课堂”变成“学生和老师的课堂”,增加学生在课堂上的“戏份”,上课除了听课之余,一定要有足够量的“师生讨论部分”,老师在抛出问题后,供学生分组讨论,然后学生分别总结陈述,老师在依据讨论结果进行总结归纳。这样可以充分调动学生的主观能动性,促使学生的思维跟上授课的节奏,同时还能促进学生的自学意识和习惯的养成。其次,教师授课过程中要善于总结,无论是阶段性总结,还是跨章节的联系性总结都能有助于学生对知识体系的整体性把握。如可以通过伯努利方程进行展开,把“流体流动”和“流体输送机械”两章整合到一起,阐述各节知识点编排顺序的合理性,这样学生在理解知识结构事会比较容易;再比如,通过“牛顿粘性定律”、“傅里叶定律”以及“菲克定律”相似的“长相”,灌输化工原理分析解决问题的一些相似性做法,同样有助于学生自学能力和解决创新性问题能力的培养。当然,教师自身也要刻意培养自身授课风格,让学生喜欢上老师,以爱屋及乌的方式努力培养学生对这门学科的兴趣,这方面的方法方式多种多样,比如新时代的网络语言引进课堂无疑更能攫住90后的心;亦或者课间休息时间讨论一下体育赛事、娱乐八卦这类;当然,作为教师,脑袋里要有足够的励志故事的储备等。这些都能拉近师生距离,增进“教”与“学”之间的情感。

三、结语

化工原理教学范文4

该医院废水处理工艺由多个工艺单元组成,每个工艺单元又对应一个或多个单元操作。根据不同功能定义各个工艺单元的名称,而根据功能的不同,工艺单元需设置相应的操作设备。

1.1调节池

调节池一般用来均化原废水,防止由于原水水质和水量的波动对后续生物处理单元产生破坏性的影响。其容量通常取决于需调蓄的原水水量和变化系数。为了保证均化效果,通常还设有搅拌器,为了截留流体中较大尺寸的固形物,一般设置相应尺寸的格栅。经均化的原水经水泵通过管道输送到下一单元。此部分涉及的单元操作有搅拌、过滤和流体输送,均可通过化工原理讲授的相应内容确定设备的参数,进而为设备选型提供依据。

1.2接触氧化池

接触氧化工艺即通过在曝气池内设置填料,使微生物在填料上与废水及空气接触,从而实现有机物的好氧氧化。接触氧化池的体积通常采用有机负荷的方式进行计算,也可采用经验上的水力停留时间计算,取决于微生物降解能力及废水水质。采用鼓风曝气,通过微孔曝气器扩散空气,产水溢流进入下一单元。涉及的单元操作主要是流体输送,即风机的计算。通过有机负荷计算确定所需风量,由池体高度,加上管路阻力损失,可得到风机的扬程,进而为设备选型提供依据。

1.3MBR池

MBR工艺采用微滤膜进行固液分离,采用抽吸泵出水。池底设置曝气器用来扩散空气并缓解膜污染,采用鼓风机曝气。池体体积可采用容积负荷的方式进行计算,也可采用经验上的水力停留时间计算,同样取决于微生物氧化废水中有机物的能力。曝气量通过有机负荷或经验上的气水比获得。底部还设有污泥回流泵,用于将MBR中的一定量活性污泥回流至接触氧化池或排放至污泥沉淀单元。此工艺单元涉及的单元操作有过滤、流体输送等。通过计算可确定膜通量,进而确定膜面积,确定风机、膜出水泵和污泥回流泵的型号等,为系统设备的选择提供依据。

1.4污泥沉淀池

污泥沉淀池用于接收接触氧化池和MBR池的剩余污泥并进行沉降分离,上清液回流至接触氧化池,可选用斜管(板)沉淀池、竖流沉淀池和辐流沉淀池等。对于小型的污水处理工程,斜管(板)沉淀池的应用较多。涉及的单元操作主要是机械分离中的沉降分离,经过计算,能够获得沉淀池的尺寸。

1.5污泥脱水

污泥脱水一般先采用机械分离的方式,除去大部分非结合水,之后采用干燥的方式,进一步去除污泥水分,以便于运输。污泥的机械脱水一般采用压滤、过滤和离心的方式,在水处理工程中带式压滤采用的比较多,也相对成熟。涉及的单元操作主要是机械分离,通过计算,可确定压滤机的型号及功率。对于小型污水处理系统,干燥采用自然干化的比较多,利用太阳光照射,将污泥中的非结合水气化,对应的是干燥的单元操作,通过干燥速率的计算,可确定干化床的面积。

1.6气体处理系统

气体处理系统收集调节池、接触氧化池、MBR池、污泥沉淀池等排出的废气,利用引风机将废气引出,并经高效过滤器过滤后排放。涉及的单元操作主要有流体输送和过滤,同样通过单元操作的计算,可获得风机和过滤器的型号和功率。

二、单元操作对投资与运行费用的影响

工艺单元由一个至多个单元操作组成,通过单元操作的计算,为土建投资、设备投资,以及运行费用提供了依据。单元操作以费用最低为目标,使工艺设计更为合理,因此单元操作的计算决定了环境工程的投资与运行费用。

三、结语

化工原理教学范文5

【关键词】化工原理 多元化 教学手段 实践教学

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)24-0187-01

化工原理是当前化工相关专业所开设的最主要的专业基础课,是学好其他专业课程的基础。其内容由化工过程中各种单元操作的基本原理及典型设备的操作和化工基本计算所构成,同时这门课程与化工企业岗位联系紧密。因此,如何在课堂上充分调动学生的思维灵活性,激发学生学习的主动性,培养学生运用基本原理分析和解决化工操作中的实际问题能力,是化工原理教学中的关键。

一 改革和完善教学方法和教学手段

1.采用多媒体教学

化工原理是一门实践性很强的工程学科,其教学内容是与实际密切相关的,尤其离不开对设备的讲解。生产中所用到的化工设备如离心泵、换热器、精馏塔等学生以前从未接触过,缺乏感性认识。传统化工原理教学,教师仅用粉笔、黑板和语言表达教学内容,教学是在静止、平面、呆板、抽象中完成,费时费事,效果又差。采用计算机多媒体技术,运用视频、动画、图像等现代教学手段,如用动画展示雷诺实验;用动画展示设备各种板式塔的塔板结构、漏液、液泛和雾沫夹带等现象 ,可以形象逼真地重现设备操作和设备内部结构,使得复杂的结构直观化,原理教学简单化,在课堂上给学生一种很强的感性认识,使课堂内容丰富而又生动。同时,通过采用多媒体技术辅助教学,增大了课堂信息量,促进了教学内容的更新和发展,扩大了学生的知识广度。

2.采用多元化课堂教学手段

课堂是最重要的教学阵地,在化工原理教学过程中,如何将内容讲解清楚,使学生熟练掌握,调节课堂气氛、调动学生的听课积极性是十分关键的。在课堂教学过程中,运用启发、讨论、互动式的教学方法,激发学生的学习积极性;采用以教师讲授为主,分阶段目标实施法,类比式教学等方法,使学生有获得成功后的喜悦。这些教学手段的实施,能大幅提高课堂教学效果和培养学生的创新意识。

3.加强教学反思

“学而不思则罔,思而不学则殆”。教学反思是教师对自己教学过程的总结。通过反思,教师可以不断地提高自身能力并形成自己的教学思想和风格,使教学水平不断提高,才能赢得学生的信任和领导的赏识,自己的才能才可以得到更大的发挥。反思应主要集中在平时的教学工作中,要从不同的视角和方式找出教学中的优点和各种诟病,审视自己的教育方法,寻找不同的视角看问题,在教学中不断反思,不断提高自己的教学水平。

二 加强化工原理课程的专题性教学

根据化工专业的人才培养目标,在可就业的化工技术领域中,化工类专业对于化工单元操作的原理和应用知识深度的要求更多。因此,应该在化工单元操作的原理和应用知识深度上进行拓宽与加深,通过进一步学习化工原理实验课程达到该目的,因此,做好化工原理实验课程的教学内容规划显得更为重要。

1.强化单元操作理论分析

首先对学生在化工原理中已经学习过的单元操作进行知识结构梳理和复习,找出重点,然后有针对性地进行深化剖析。如柏努利方程式的推导,通过流体流动机械能衡算方程式的这种导出过程,方程式的机械能是单位流体的能量,与管道中流体流量的大小无关,这个概念会给学生留下深刻的印象,从而很容易理解流体流动机械能衡算方程式可以适用于分支管道和汇合管道。通过化工原理实验教学,能激发学生们探究问题的好奇心,活跃了思维,拓宽了视野,提高了分析问题、解决问题的能力。

2.选择典型例题进行教学分析

在学习各单元操作的基本内容之后,如何检查真正理解和掌握的情况? 典型考试题就是很好的教学分析材料。为了激发学生积极向上的进取心和好奇心,同时为了树立自身的自信心,选择典型的考试题目进行教学分析则更加有意义。

教师对题目要做好细致的分析,向学生讲解之后要及时做题目,进行分析评述,要及时评价所分析题目的难易程度,使学生心里有底。

三 加强化工原理课程的实验教学

实验教学是化工原理课程教学的一个重要环节,其任务是让学生加深理解和巩固已学的设备理论和操作知识,培养学生解决工程问题的能力和掌握一定的实验操作技能。通过对实验现象的观察、分析和讨论来培养学生独立思考问题和解决问题的能力。现在化工原理实验主要是利用化工实习软件和仿真软件,仿真实验是化工原理实验的一种发展趋势,利用仿真软件,将传统的“预习—操作—报告”模式改变为“预习—仿真—操作—报告”的新模式。

总之,教学改革是一个长期的过程,需要与时俱进,不断改革创新,改变传统教学模式,寻求新的教学方法;不断关注学科的发展前沿,及时补充课程发展中的新成果和新动向,将学生培养为具有知识新、适应能力强等高素质的应用型人才,才能让学生在激烈的竞争环境中脱颖而出,成为化工行业里的中流砥柱。

参考文献

[1]严世强.多媒体技术在课堂教学实践中的若干误区探析[J].教学研究,2006(4)

[2]段东红、刘世斌、郝晓刚等.化工类本科专业课程体系实践性教学环节课程教学改革刍议[J].广东化工,2008

化工原理教学范文6

关键词:化工原理;课程;教学改革;工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0098-02

《化工原理》课程是化工、制药、生物、环境等类专业的一门主要课,是一门工程观念很强的课程,该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。该课程教学理念的先进与落后直接影响学生的业务素质和工程能力。

该课程在我国大学现行教学方法以讲授为主,其主要特征是教师讲授灌输多,大学生独立学习活动少。[1]这主要表现在:课程学时方面,用于上课的总学时多,大学生独立学习时间少;知识获取方面,学生是靠被动“听”,而不是靠主动“理解”;教学方法方面,单一讲授方法多,而多种有利于大学生能力提高的独立学习方法少,如自学、独立实验方法、社会调查方法、讨论方法和研究的方法较少;教学思想方面,“两个忽视”集中体现,一是在知识与能力关系上,忽视大学生能力培养,二是在教与学关系上,忽视大学生学习独立性的培养。同时,在新的该课程体系中,教学内容增加,而课时减少,要在有限课时内完成教学任务,保证教学质量不下降,就要对现行的课程教学进行改革。

要在有限课时内完成教学任务,保证教学质量不下降,就要在教学过程中强化学生工程观点。[2]学生对工程特点及对工程实际问题处理方法等知识了解甚少,因此,在该课程教学中,需要培养学生工程意识,突出工程观点;在教学方法上强调工程观点;[3]在教学评价体系中以工程为核心。这样可以加深学生对课堂内容的理解,巩固课程理论知识,而且使学生把所学内容进行理论联系实际、提高了学生的分析和解决问题能力,开拓了学生综合素质与创新能力。

一、在教学过程中突出工程的观点

《化工原理》这门课程要求学生在学习完后,具备单元操作和设备选择的能力、工程设计能力、操作和调节生产过程的能力以及过程开发或科学研究能力。要使学生具备上述能力,这就要求教师在上课传授知识时,在教学内容中突出工程的观点。

在《化工原理》的教学内容中,每个单元操作都可分解为动量传递、热量传递和质量传递这三种传递过程或者它们的结合。[4]传递的快慢直接影响生产效率的高低,也影响工程上的经济性。这三种传递的快慢是用“速率”表示的,因此,“速率”的观点在教学过程中应得到加强。

在应用《化工原理》课程解决工程问题时,不仅需要从理论上探讨解决问题的可能性,还需要考虑技术上的可行性和经济上的合理性,这就要求学生在设备选型、设计及操作时获得更有利于生产实际的参数,如流体最佳流动速度的确定,合适管径的选择,其他最佳操作参数的确定等。要解决这类问题,就要用到“优化”的观点,所以,“优化”的观点在教学过程中也应得到重视。

在《化工原理》的教学内容中,除了上述工程观点外,还有解决更复杂问题的因次分析法、数学模型法、参数综合法和过程分解法等等,[5]这些工程观点在解决实际生产问题时相当重要,也是学生在学习过程中最不容易理解掌握的内容,这部分内容在教学过程中应得到加强和重视。

二、在教学方法上强调工程

教学方法是不断发展,更新的。教学方法的发展和更新是社会发展对人才质量要求的结果;是科学技术发展促进教学手段改进的结果;也是知识更新速度加快的结果。《化工原理》是工程性很强的一门课程,课程涉及的教学内容多、复杂而且抽象,学生不易理解,教学难度大。教师在有限的时间里传授学生更多的教学内容,学生在有限的时间里掌握更丰富的内容,这就要求在教学方法上进行改进,在教学过程中结合工程实例,强化学生工程意识,让学生感到学有所用,激发学生的学习兴趣。

1.采用新的教学手段,培养学生工程意识。该课程实践性强,其研究对象是单元操作。其理论内容包括设备中所发生的物理过程;所涉及机械的基本结构、工作原理;各种气液、液液、气固、液固间的传热、传质过程和各种操作状况。这些理论内容往往抽象难懂,为使学生掌握这些内容,就需要很强的直观、具体、形象的教学要求。常用的传统板书教学采用的是静止、平面、抽象的教学方式,该方式无法形象、逼真地展现单元操作中的现象和设备内部结构与工作原理,学生难于理解并掌握上述教学内容,也就谈不上对教学内容的灵活应用。现代科学技术为传统教学方法缺陷的改进提供了技术手段。计算机辅助教学(CAI)是传统教学方法缺陷改进的技术手段之一。在该课程教学中,把难于用板书表现的生产过程,设备结构和工作原理可以通过计算机多媒体技术视频、动画、图像等手段进行表达,这样使得教学内容在课堂有很强的实物感,既增加课堂的信息量,使课堂内容丰富生动,又使抽象的教学内容易于理解,对教学质量的提高有着极为重要的意义。尤其是某些花费较高和难于理解的实验、如流体流动现象和不正常的操作现象都可以在计算机上多次再现,比如雷诺实验、泵的气蚀、气缚现象、非牛顿流体特性及换热器的传热过程等。

2.选择新课型,增强学生工程意识。在教与学的关系上,既要肯定教师的主导作用,也要肯定学生既是受教育的对象,又是具有主观能动性的认识的主体。教学的目标是使学生具有独立获得知识,分析和解决问题的能力。在传统板书的教学过程中,只重视知识传授,忽视学生学习能力培养,片面强调教师作用,忽视学生学习独立性,必然阻碍学生能力的提高。因此,在教学实践上,改革现行的教学模式便成为一项十分紧迫的任务。在教与学的课型体系中,有不同课型的基本理论和教学模式,如“参与型”、“研究型”、“辩论型”、“案例型”和“咨询型”等。在实际教学过程中可依据教学内容进行选择。

在“参与型”课型中,让学生参与到教学活动中,使学生感到自己是学习的主人,在参与过程中掌握知识。在“研究型”课型中,注重学生依据所学知识对未知问题的探索能力,培养学生创新能力。在“案例型”课型中,通过工程实例,培养学生应用所学知识分析、解决问题的能力,在此过程中以掌握技能为中心。在“辩论型”课型中,允许学生对所学知识发表自己的观点,学生在辩论中对模糊的知识点明确。在“咨询型”课型中,以学生自学为主,教师起引导作用,提高学生的自学能力。学生在这些教学活动中学习积极性得到加强,也提高了学生的工程意识。

3.实验教学过程中提升学生工程意识。化工原理课程实验工程性较强,设备及工艺流程复杂。为激发学生学习兴趣和提高学生工程实践能力,就需改革和完善现行的实验教学,提升学生工程意识。在实验教学内容上,除了原理验证性实验外,应增加设计性实验和综合性实验,把实验内容和加工过程中的生产技术相结合,和科学研究内容相结合。在实验教学手段上,运用现代教育技术把不易开设的实验进行多媒体直观演示。把学生参加的课外科研活动和实验教学内容相结合,培养学生工程意识。

4.在课程设计中实践工程观点。课程设计是培养学生综合运用课程基本理论和知识解决实际问题,按照科学的研究方法,建立正确设计思想,提高分析、解决问题能力的重要教学实践活动。我们应该在在设计过程中采用“少讲、多练和勤思考”的原则,让学生自己动手,教师进行引导。加强学生工程基本技能的训练,如绘图、工艺流程的选择、工程计算、设备选型和经济评价等。这促进了学生的思维能力、分析判断和设计能力的培养,为后续专业课课程设计及毕业设计奠定了良好基础。

三、在教学评价体系中以工程为核心

化工原理课程是一门技术基础课,其中很重要的作用,是培养学生树立工程概念,具有综合应用所学知识,解决实际问题的能力,而不是通过突击复习应付考试。因此《化工原理》这门课程的教学评价体系应以工程为核心进行考核。

在评价学生对化工原理课程掌握程度时,我们之前采用的是传统纯知识记忆考试方式以及终结考评形式进行考查,这种考查形式会在一定程度上约束学生思维的模式,挫伤其学习的积极性。

该课程既包含了许多属于知识记忆性的内容,如基本概念、基本理论,同时也包含了许多技能技巧性的应用内容。在闭卷试题类型上偏重于对知识的理解能力和工程应用能力。开卷试题围绕解决某一个问题,培养学生综合应用所学知识解决问题的能力,开卷试题也有可能是一个大作业。

对化工原理课程进行教学评价时,在最终成绩评定过程中,把以前的终结考评变成为形成性考评,提高平时成绩在总评成绩中的比例。笔者尝试了化工原理课程的教学评价,方法是评价时以工程为核心,在每章讲授结束后,给学生布置一道综合题或总结题,要求学生限时独立完成,对上交的内容进行考查、评价,把成绩计入总分。由于该方法加强了学生平时学习,利于基本知识的积累,学生不再进行临时突击,减轻期末考试的压力,也改变了以前学生成绩分布不均匀的状况,起到了良好的效果。

参考文献:

[1]金鸣林.化工原理课程的教学思考[J].华东冶金学院学报(社会科学版),2000,2(3):72-74.

[2]段东红,郝晓刚.《化工原理》教学实践环节的改革[J].太原理工大学学报(社会科学版),2002,20(4):80-82.

[3]李功样.“化工原理”课程的教学改革实践[J].广东工业大学学报(社会科学版),2002,2(2):48-50.