化工原理范例

更新时间:2023-04-13 12:08:03

化工原理

化工原理范文1

主要任务是使学生掌握化工生产过程中涉及的主要化工单元操作的基本概念、典型设备的构造、基本操作原理等知识并能够进行单元操作过程的工艺计算。实验教学环节的基本任务是使学生了解各化工单元操作原理、流程,使学生掌握典型化工设备的特点、性能和基本操作,加深对化工原理基本理论、基本知识的理解。化工原理课程设计是继化工原理理论教学和实验教学之后安排的一个总结性、综合性的实践教学环节。通过该实践环节的训练使学生能综合运用化工原理的基本理论知识以及先修的物理化学、机械制图、化工制图等课程理论在规定的时间内完成给定的化工设计任务,即设计出符合一定生产要求的化工单元操作工艺及设备。通过化工原理课程设计让学生了解化工设计的基本内容,掌握化工设计的一般步骤和方法,重点培养学生的工程意识和分析、解决工程实际设计问题的能力。课程设计不同于一般的课程作业,需要学生根据设计任务,确定自己的设计方案,查取资料、搜集数据,进行工艺过程和设备的计算,并对自己的选择和计算结果进行论证和核算。整个设计过程对提高学生工程意识及独立工作能力有很大作用。然而笔者在自身教学实践指导中发现,目前化工原理课程设计在教学设计中仍存在一些不足,这些不足在一定程度上影响了其教学质量。在此,笔者结合自身实践分析一下化工原理课程设计在教学中存在的问题,并针对这些问题探讨一下具体的改进方法。

二、课程开设时间不当导致学生对课程设计认识不足

化工原理理论课程是化学工程与工艺专业学生在大学期间主修的第一门化工专业基础课,是工程性较强的一门课程。而化工原理课程设计隶属于工程设计课程,很多学校通常在化工原理理论课程结束后开设,时间为两周。虽然学生在学习了化工原理理论课程后基本掌握了常见的化工单元操作的基本原理和典型设备的结构和计算,但学生对工艺和设备的认识还是比较肤浅的,大多数学生仍停留在书本知识的理性认识上,对工程的内容了解甚少,不具备工程观点。因此学生拿到设计任务后,认为课程设计跟平时的课程作业没什么两样,直接按照《设计指导书》中的例题进行依葫芦画瓢,也不管是否适合自己的体系,设计出的设备不合理、不规范。为了让学生对课程设计有一个充分的认识,笔者认为化工原理课程设计教学环节应安排在大三下学期期末,并与化工设备课程设计同步进行。因为在此之前,学生除修完化工原理理论课程外,还修完多门化工专业课程,如化工分离工程、化工设备机械基础、化工工艺学等。经过多门专业课程的学习,学生对工艺和设备的认识已经比较深刻,对工程内容的了解也比较多,已具备基本的工程观点,以至于拿到设计任务后不会像以前那样盲目无措。

三、设计过程安排不合理,使学生在设计过程中收获甚少

化工原理范文2

化工原理是化工类专业最重要的一门工程技术基础课程之一,具有很强的实践性和工程性。针对目前化工原理课程教学中存在的问题,结合自己多年的教学实践经验,提出了基于生活案例的化工原理课堂教学方法,突出教学的趣味性、思考性,激发学生学习的积极性、主动性,提高化工原理课程教学的效果和质量。

关键词:

化工原理;生活案例;课堂教学

化工原理是化工类专业的一门核心主干课程,具有极强的实践性和工程性,其主要内容是讲述化工生产过程中各种单元操作的基本原理、典型设备的结构特点及设计操作的计算方法等[1,2],具有公式多、概念多、计算量大、系统性差、知识面广、应用性强、内容抽象等特点,加上学生缺乏对化工过程及设备的感性认识,学生普遍反映“学不懂”“记不住”“很枯燥”,从而失去了对化工原理学习的兴趣,学习的困难很大[3,4]。面对这些问题,许多教师在化工原理教学过程中进行了积极的探索[5-7],取得了良好的效果。本文基于对化工原理教学现状的分析,发现其中存在的主要问题;阐述了生活案例在化工原理课堂教学中的重要性;在化工原理教学中适时地引入生活案例,可以激发学生的学习积极性和探索精神,培养学生的创新意识和实践能力,提高化工原理课堂教学的效果和质量。

一、化工原理课程教学中存在的问题

近些年来,通过对本院相关专业化工原理课堂教学进行分析研究发现,目前化工原理教学中存在的问题主要有以下几点。

(一)学生的基础普遍较差

本院化工及相关专业的学生都为二本招生,生源质量不高。尽管在大一和大二期间学习了高等数学、大学物理、物理化学等这些化工原理的先修课程,但是,相当多的学生的基础没有打好,具体表现在教师讲解一些基本原理、基本定律、公式推导时,学生的反应比较冷淡,一脸的茫然,不知所云。

(二)学生缺乏对工程观念的认识

学生在学习化工原理课程以前,几乎没有与化工实际生产过程接触过,对一些常用的化工设备及工艺流程没有感性认识,再加上许多企业从自身的效益和安全考虑、实习费用的制约等因素,学生去企业参观见习的机会越来越少,而且一般企业所包含的单元操作也是有限的,使学生缺乏对工程观念、工程实践的认识。

(三)教师的教学方式方法比较单一

目前,一般的高校教师都采用PPT的课堂教学,并形成了一种定势,即“我讲你看”“我讲你听”的教学模式。这样对于一些知识的重点、难点学生不容易掌握,大大降低了课堂教学的效果。对于一些刚刚入职的新教师,由于他们的工程实践经验也比较有限,因此,在课堂教学过程中缺少具体的、生动形象的化工生产及日常生活的实例,与学生的互动比较少,课堂气氛不够活跃。

(四)学生的学习兴趣不高

一方面由于化工原理课程的学习具有比较大的难度,许多学生只是想着如何应付考试,学习的目标不明确,学习的动力也不足,没有认识到化工原理课程的重要性。另一方面由于近年来各种社会因素的影响,学生学习的积极性、主动性远不如从前,厌学的现象也愈演愈烈,不良的学习风气不断地滋生蔓延。

二、生活案例在化工原理课堂教学中的重要性

“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”学习的兴趣往往表现为一种特定的意识倾向,是求知的动力和源泉。学生如果一旦对化工原理的学习产生了浓厚的兴趣,那么,他们就会积极主动去探索、去求知,在探索、求知的过程中产生愉悦的情绪,从而提高学习的主动性,激发学习的热情,取得良好的学习和教学效果。化工原理课程是一门实践性很强的工程学科,在学生学习化工原理课程以前,他们接触的课程都是理论性的。因此,化工原理这门课具有两面性。一方面,学生没有接触过实际工程问题,对学生有比较大的吸引力;另一方面,由于学习的思路、方法及解决问题的手段等都不一样,学习起来不得要领,感觉很难。如果此时能够针对化工原理这门课程实践性、工程性强的特点,把各个知识点和生活中的素材、生活中的案例有机地结合起来,把学生引入到真实广阔的现实生活中去,培养学生用工程的观念来观察、认识世界,拉近科学知识和工程实践、日常生活的距离,使学生真正自觉地认识和体会到书本知识的重要性。将生活案例恰当地应用到化工原理课堂教学中,不但可以激发学生的学习热情、兴趣,在潜移默化中愉快的学习理论知识、掌握理论知识,而且可以培养学生运用知识进行分析、解决工程实际问题的能力,还可以培养学生创新思维、独立思考的意识。

三、生活案例在化工原理课堂教学中的应用

提高化工原理课程教学的效果,不仅要提高教师的教学水平,改革、创新教学方法和教学手段,而且要设法提高学生学习化工原理的主动性、积极性,激发他们内在的热情。在长期的教学实践中,作者不断探索基于生活案例的化工原理课堂教学,使同学们真切地体会到学习化工原理的乐趣和价值。在化工原理课堂教学过程中,选择恰当的生活案例是很有必要的,这些生活案例应该是学生身旁的、熟悉的、具有一定知识内涵的。例如,在讲解流体流动前,首先给学生抛出一个与每个人的生活息息相关的供水问题。生活中,每个家庭每天都需要用水,工厂生产也离不开水。一般供水的方法是利用水泵将水送到高位水塔,再由水塔源源不断地送到处于不同楼层的用户,流量根据不同需求各不相同。显然,要完成用户水的输送必须解决3个问题。第一,为确保各层楼面的水量,输水总管和各支管的管径是多少?第二,为确保各层楼面有水可用,楼低水管必须维持一定的水压,为维持此水压,水塔的高度应是多高?第三,在确定水塔高度后,需要选择何种类型的泵?如何选泵?这时学生的思维一下子就活跃起来了,从而也就自然地引入到新课的学习。巧妙的课堂引入恰似一付兴奋剂,能激发学生的学习兴趣,产生意想不到的求知欲,并迅速投入到教师设定的教学情境中。这些问题虽然学生暂时还回答不上来,但在学生的第一印象中认识到这门课与人们的日常生活是息息相关的,是非常重要的有用的。其实有关流体流动的教学,就是围绕上述3个问题展开的:即管路的设计型计算;管路的操作型计算;泵的结构及选用。我国的古代文化,尤其是在古诗词中闪耀着自然科学的思想光辉,古诗词将化工原理中一些枯燥的理论、抽象的概念描述得淋漓尽致,栩栩如生。在介绍流体流动形态时,可以引用“大漠孤烟直”“风咋起,吹皱一池春水”和“飞流直下三千尺”等诗词,学生通过诗词所表达的意境,不但领会和掌握了滞流和紊流的特征,而且还深深感受到了古人观察的细致、描述的准确、自然科学和人文学科的美妙融合,开阔了学生思维,激发了他们的创造性。再例如在讲解伯努利方程时,可以让学生来解释火车站台为什么要设计安全黄线?为什么高铁列车通过隧道时耳朵感觉有压力?为什么采用文氏管可以将CO2气体均匀地混合到碳酸饮料和啤酒中?这些鲜活的生活案例,学生喜欢听、容易懂、方便记。在化工原理的教学过程中教师应积极有效地与学生互动,把学生的注意力吸引到教师的讲课上,提高学生学习的主观能动性。例如,在讲解热传导时先提出如下问题:为什么在冬天人们坐在木椅子和金属椅子上的感觉是完全不一样的?而事实上木椅子和金属椅子的表面温度是相同的。这一生活实例马上就吸引了学生的注意力,他们就会带着探究答案、知识的心理开始后续的学习。然后由这个例子再引入傅里叶定律和导热系数。又例如在讲解热对流时,可问学生“冬天在教室里错开了电扇会有什么感觉?”学生马上会回答“冷”。这时要启发学生思考“为什么”,这样学生才能对热对流有深刻的认识。在讲解传热过程计算时,可以用教室里的暖气片为例,先请学生讨论总结该传热过程包含几种基本的传热方式?这几种基本的传热方式又是怎么组合而成的?在此基础上,继续问学生“如果用手触摸一下暖气片,为什么教室内的气温并不高,而暖气片的温度却很高呢?”然后再讲传热总系数、传热过程计算。这种在不断设问、提问、反问的启发下,用学生生活周围的、易于理解的案例进行课堂教学,使课堂气氛更加活跃、学习效率显著提高。在下课时还给学生留个问题:在供气正常的情况下,如果教室内的气温仍然较低,那么你能采取哪些措施提高室内气温?通过布置一些类似这样有趣的引导性的问题,使学生在课外思考、讨论、预习、求解。这样在下次课上课前,学生对这一节课的重点、难点就清楚了,上课时能做到有的放矢,从而提高听课效率。 在讲授其他单元操作时,也可采用类似的基于生活案例的启发式教学方法。比如讲吸收前可以提问“切洋葱会辣眼睛,但如果把洋葱放在水中切就没事了,这是为什么?”“暴雨过后空气会特别清新,这又是为什么?”在讲沉降时也可加入生活事例,“透过窗户的缕缕阳光,可以发现徐徐降落的颗粒尘埃,但有的颗粒尘埃降落得快、有的却降落得慢。”在讲授精馏前,可先请学生回答一个问题“将瓶子里装有高度白酒的盖子打开并在室内放置几天,结果会怎样?”然后再问学生:“大家注意没有,在蒙牛牛奶的包装袋上写着:采用‘闪蒸’技术……从而口味更浓,口感更好。这是怎么回事?”等。把这些日常生活中的案例引入到化工原理的课堂教学中,拉近了理论和实际之间的距离,每到此时就会看到学生求知的欲望、活跃的情绪,注意力也非常集中,教学效果十分显著。

四、结语

化工原理教学质量的好坏取决于教与学两个方面。在化工原理课堂教学中,如何使学生饶有兴趣地学、主动积极地学、快乐有效地学,这就要求教师必须把握化工原理课程的特点,研究化工原理课程教学的科学性、艺术性,适时地将生活案例引入到化工原理的课堂教学中,使课堂教学生动、直观、有效。结合生活案例进行课堂教学,对教师无疑提出了更高的要求,要求教师钻研教材、掘挖生活、了解学生、收集资料,不断提高教学的综合素质。当然,如何切实有效地提高化工原理课堂教学的质量,是一项长期而艰巨的任务,有待相关教师大胆不断地进行改革和探索。

参考文献:

[1]夏清,陈长贵.化工原理(修订版)[M].天津:天津大学出版社,2010:1-8.

[2]余国琮,李士雨,张凤宝,等.化工类专业创新型人才的培养[J].化工高等教育,2006(1):8-11.

[3]杨楚芬,郭建维,魏关锋.提高《化工原理》教学效果方法浅谈[J].广州化工,2012,40(9):233-234.

[4]郑冀鲁,武海棠,张军华,等.提高学生学习化工原理课程积极性的一些探索[J].化工高等教育,2013(6):99-101.

[5]王瑞芳,谢远红,熊何健,等.浅谈化工原理教学体会[J].中国校外教育,2010(8):170,189.

[6]杨宗政.化工原理教学方法探讨[J].中国轻工教育,2008(4):59-61.

化工原理范文3

关键词:“互联网+”;应用型;化工原理;教学改革

随着我国经济和科技的不断发展,“互联网+”背景下,应用技能型课程教学改革得到了社会各界的广泛关注,对化工操作人才的数量和质量要求也在不断的提高,为适应这一变化,培养较高知识水平和操作技能的高级化工人才是人才培养的重要目标。本文主要从高校化工原理课程设计的教学方法着手,针对教学中的不足之处进行改进,从而培养出一批素质较高的化工专业人才。

1强化课程设计

化工人才的培养途径主要包括基本理论知识和实践能力的提高,合理设计具有动态性、实践性、交互性和协作性的课程教学策略,使学生真正体验解决工程问题的思路和方法,切实地感受理论知识与工程观念的结合和应用。

2改革传统的教学方式,提升教学效率

2.1提高学生的感性认知能力

感性认知是理性认知的基础。提升学生感性认知的能力有助于提升教学的质量水平。例如:在计算机技术不断发展的今天,可以借助先进的多媒体手段进行教学,通过3D动画、操作录像、虚拟教学和仿真操作等手段,让学生在头脑中形成一套完整的操作体系,使学生在观看动画视频或虚拟、仿真操作的过程中了解整个化工操作流程的重点步骤和注意事项。

2.2提升学生的操作能力

化工是一门实践性很强的学科,对学生的动手能力以及安全、稳定操作具有很高的要求,通过感性的认知,形象具体地把相关单元操作原理、设备结构以及工艺流程讲解清楚。而在实际操作过程中教师应当引导学生进行实际操作,提升他们的操作水平。这个过程可以使学生将课堂上所学到的基础知识的内容应用到实际当中,不断的积累经验。

2.3加强校企合作,服务地方经济发展

要解决高校人才培养质量与社会需求脱节的问题,就必须加强实践教学,开展校企合作人才培养模式,通过邀请工厂高技能型人才举办工程学术讲座和参加专业人才培养方案的制定,以及化工专业课程考核要求的制定和实施,组织学生到合作企业观摩教学,挂职锻炼,体验实习等,还可以与企业合作,打造校企一体的实践实训基地,接受企业项目设计等订单任务,为学生提供充足的实践机会,使高校培养的化工专业的学生能够在实践中积累更多的经验,毕业以后能更好的适应社会需求,为未来的发展奠定扎实的基础。

3紧追“互联网+”教育改革浪潮,进一步加强教学模式改革

“互联网+”快速发展背景下,学生学习方式发生了翻天覆地的变化,学习活动更加丰富,自由和因人而异化,新的教学模式要紧跟时代的变化,提升教学水准,更有效地帮助学生获取知识和文化。通过将知识点进行拆分,将重点,难点提炼出来,搭配MOOC、网络教学空间、微信群、QQ群、微课等现代化的通信工具提供的交流互动平台,开展第二课堂建设,延升课堂教学,分散重点知识传授的时间,方便学生根据自身学习情况和学习能力,进行有选择性的学习,还能进行重复性学习和随时复习,实现教学相长。通过整合微博、微信、网络硬盘、精品课程视频网站等,根据课程教学要求进行资源整合,定期推送,帮助学生实现在宿舍也能上名校课程的愿望,让教育从封闭走向开放,打破知识权威垄断,从而实现培养具有创新意识和实践能力的高素质人才。

4结束语

综上所述,随着社会经济与科技的不断发展,化工人才的需求量也与日俱增。为实现化工专业服务地方经济转型发展的需要和为社会输送实践能力强的优秀应用型人才的需求,必须充分利用网络发展技术和地方企业力量,改革化工专业核心课程传统教学模式。本文主要探讨了院校化工原理课程设计的教学方法,希望在日后的发展中,院校化工原理的发展能够得到不断的完善。

参考文献

[1]王智娟,胡粉娥,王丽苹等.化工专业设计类课程的教学改革与实践[J].广州化工,2018,46(08):120-122.

化工原理范文4

关键词:化工原理;参数归类;实验课程;教学方法;流程设计

化工原理实验是化工原理课程体系中重要的实践环节,通过动手实验,学生学会运用单元操作原理解决实际问题,培养工程实践能力[1-3]。各高校都在积极探索实验教学的改革。有的改进教学方法[4-6],如采用比较教学法、五步教学法和翻转课堂线上线下融合;有的改革教学内容[7-8],如增设演示型、验证型、研究开发型、综合设计型实验和开放型实验项目;有的改革试验教学过程[9-11]:对实验的预习、实验操作模式、考核体系进行改革;有的将理论与实验同步进行、相互渗透[12]。而实验流程设计是实验课程中一项重要内容[13],是实验应该培养的学生核心能力,体现了学生综合运用专业知识解决工程问题的能力。浙江大学、天津大学、大连理工大学、华南理工大学等院校的化工原理研究生入学考试中针对化工原理实验内容,常常包括实验流程设计,如天津大学研究生入学考试考研大纲中实验考试的内容[14]为:实验目的与内容,实验原理,实验流程及装置,实验方法,实验数据处理方法和实验结果分析等。然而关于化工原理实验流程设计的教学研讨少见发表,郭翠梨[13]从实验设备、仪表的设计与选择,实验装置的安装,实验装置的调试三个方面对实验流程设计进行了介绍。但主要内容是实验流程设计的大原则,并未针对具体的实验任务中主体设备、辅助设备、测量仪表的确定过程进行详细介绍。武汉工程大学化学工程与工艺专业于2016年通过了教育部全国工程教育专业认证。该校化工原理课程发展中心教师团队根据多年的本科教学经验提炼出化工原理实验的共性,总结出参数归类法指导实验流程设计,与同行们交流。

1实验流程设计问题的内容

问题举例:试设计一个实验流程,通过该装置可以测定无缝钢管的λ~Re关系曲线。(1)说明需测量哪些参数,画出实验流程示意图,并标出测试仪表的名称与测试点;(2)简述实验步骤;(3)说明λ~Re关系曲线需在何种坐标纸中标绘。可见对于特定的实验任务,实验流程设计包括的内容有:(1)实验原理;(2)测量参数与仪表;(3)流程图;(4)实验步骤;(5)原始数据记录表格;(6)数据处理。

2实验流程设计参数归类教学法介绍

从教学实践看,实验原理、实验步骤与数据处理3项内容实验教材介绍得较为详细。学生在做实验和流程设计中遇到的主要问题是:如何确定测量参数与仪表?如何自己绘制流程图?如何确定原始数据记录表格?笔者认为由于每一个化工原理实验的任务都是通过物料在特定的单元设备内操作得以实现。虽然每个实验所涉及的参数数目迥异,但是都可以分为三大类:设备(装置)参数、操作参数和物性参数。为此笔者提出参数归类教学法指导实验流程设计。具体过程见下:第一步,根据实验任务提炼出测量原理方程。该步骤是流程设计的关键步骤之一。通常每一个实验的实验原理都会有多个方程。在该步骤不是罗列实验原理涉及的所有方程而是确定直接反映实验任务的方程。第二步,将原理方程中的物理量按照设备(装置)参数、操作参数、物性参数进行归类,该步骤也是流程设计的关键步骤。纵观各种版本的实验教材,每个基本实验的内容通常为:实验目的、实验原理、装置图、实验步骤、原始数据记录表、报告要求和思考题。并没有对测量参数进行分析。这导致学生阅读装置图时,对于为什么要设置测量仪表感到茫然?在现场实验时学生经常直接看仪表盘有哪些测量仪表?而不是看装置图中仪表的测量位置。为解决学生的困惑,笔者在讲授实验课时不仅仅介绍测量的原理,还对测量原理方程所涉及的参数进行分析。并且不以参数的数目逐一分析,而是按照设备(装置)参数、操作参数和物性参数进行分类。这种分类方法体现了化工原理实验的工程特色。不论参数多寡都归为三类,有如纲目,目之多寡皆入纲。可以藉此培养学生的洞察力和从看似毫无规律的现象中寻找规律、发现共性的意识。这一步其实是理论课的设计型计算在实验中的应用。第三步,根据操作参数与物性参数确定需要配置的仪表,为绘制流程示意图奠定基础。第四步,确定工况变化时的调节参数与调节手段。由于化工原理实验基本上都需要测量多个实验点即对应多个工况,所以需要明确获得不同数据点要调节的参数与调节手段。这样分析有助于学生理解理论课的操作型计算问题。第五步,根据第三步与第四步确定的仪表添加主体设备、辅助设备、管件与阀件绘制流程示意图。实验装置是由各种单元设备和测试仪表通过管路、管件和阀门等以系统的合理的方式组合而成的整体[13]。所以化工原理的每一个实验的实验装置可以归类为以下4类部件:(1)主体设备;(2)辅助设备;(3)测试仪表;(4)管道、阀门、管件。主体设备与测试仪表由第一步至第三步得到。下面就选择辅助设备与阀门的依据进行分析:(1)辅助设备化工原理实验中所用的辅助设备主要包括输送机械和换热设备。输送设备:输送液体时配备泵与贮液槽,液体也可以通过高位槽输送;输送空气配风机或压缩机。换热设备:若流体在整个实验流程中有换热需求,按以下情况分别处理:①气体为蒸汽,则配水槽和蒸汽发生器;②空气作为加热介质,则配电加热器;③蒸汽需冷凝,配冷凝器(精馏单元);④液体需汽化,则配再沸器。(2)阀门阀门在配置时遵循以下原则:①离心式输送机械在出口管路上配流量调节阀;②正位移式输送机械配旁路调节阀;③转子流量计的下方装流量调节阀;④液体贮槽要配排液阀门。第六步,根据第二步与第四步的分析结果确定原始数据记录表。在绘制原始数据记录表时,设备参数通常为一次性数据。若实验仅需一组数据,反映物性参数的仪表数据与操作参数数据全部列在原始数据表格内;若需测量多组数据,除传热实验外反映物性数据的温度记在表头,操作参数列在原始数据记录表内。上述的参数归类法开展流程设计的过程可以简要地用图1表示。

3实验流程设计参数归类教学法实例

以测定无缝钢管的λ~Re关系曲线的流程设计任务为例,运用参数归类法的教学过程见下。第一步,确定测量原理方程。流体流过长为l、内径为d的水平直管,在直管的上游1-1截面与下游2-2截面间列伯努利方程有:式中:d为直管内径,m;hf为直管阻力损失,J/kg;l为管长,m;Δpf为直管阻力引起的压强降,Pa;p1,p2分别为上游与下游截面的压强;z1,z2分别为上游与下游截面的高度,m;qV为流量,m3/s;ρ为流体的密度,kg/m3;μ为流体的粘度,Pa•s。可见,方程(4)、(5)为测量原理方程。第二步,参数归类。方程(4)~(5)包含的自变量参数有:d、Δpf、ρ、l、qV、μ,共6个参数,按三参数归类结果为:设备参数:d、l;操作参数:qV、Δpf;物性参数:ρ、μ。第三步,确定测量仪表。设备参数d、l:实验设计时选定,不需配备测量仪表;操作参数qV、Δpf:用流量计测qV,用压差计测Δpf;物性参数ρ、μ:用温度计测液体的温度,通过温度确定液体的ρ、μ。综合分析,完成实验任务需要配备的仪表有:流量计,压差计,温度计。第四步,确定工况变化时的调节参数与调节手段。在这一步可以引导学生思考在自变量参数中改变哪个参数实验成本低,操作方便?从6个自变量(d、l、Δpf、qV、ρ、μ)看,改变qV最方便,改变ρ、μ或d、l成本增加。再进一步引导学生,改变qV的途径:是改变管路特性曲线还是改变泵的特性曲线?通过这样的分析加深了学生对工程实验的经济性和理论对实验的指导作用的认识,还能培养学生的工程思维和激发学生的学习热情。第一至第四步的结果可以用图2表示。

4课后问卷调查

(1)你愿意用一核心三要素参数法剖析实验原理还是直接看实验书的原理介绍?(2)你能运用一核心三参数法制定实验原始数据记录表吗?(3)学习一核心三参数法后对于新的化工原理实验任务,你能自己进行流程设计吗?从问卷结果可见,80%以上的同学愿意用一核心三参数法剖析实验原理,90%以上的同学能根据一核心三参数法自己规划实验数据记录表,近80%的同学能用一核心三参数法进行流程设计。可见一核心三参数法教学效果显著。教学实践与结语。

5结语

化工原理范文5

关键词:化工原理;慕课堂;混合式教学

“化工原理”是化工及相关专业的核心课程,具有较强的理论性和工程性。该课程目的在于培养学生的工程意识,培养学生分析和解决化工生产相关问题的能力。本课程知识点多,工程性强,计算量大,涉及的设备类型多,课程内容密切联系生产实际。学生通过理论学习,熟练掌握各单元操作的基本原理、典型设备及其设计计算方法,通过一定数量习题、实验、课程设计等训练,培养工程观点、定量计算、设计开发能力和创新理念,从而达到正确运用工程图表、技术经济观点分析、解决工程实际问题的能力和科学思维方法[1-3]。但是,化工新材料和新技术在不断革新,而教材更新跟不上新技术的发展,课本内容陈旧,信息量少,难以满足现代化工发展的需求;另一方面,传统教学考核方式单一,缺乏对学生认知过程和知识综合应用能力的考查。随着互联网技术的发展,网上教学资源丰富,如“雨课堂”“慕课堂”和“爱课程”等网络教学平台和资源被广泛应用到教学实践中[1]。为此,我们提出在“化工原理”教学中,引入现代化教学手段,结合实体课堂和线上课堂,初步探索了一套线上线下集学生考勤、课堂互动、课后监测和全过程考核的混合式教学模式。

1“化工原理”线上线下混合式智慧教学的优势

在传统教学中,若教师指导每一个学生学习,教师必须兼顾所有学生的进度,这样几乎无法完成,且课本内容陈旧,信息量少,难以满足现代化工发展的需求。而纯粹的线上教学又无法兼顾学生的学习状态和学情。所以,结合线上教学资源和教师线下的教学指导以及个别帮扶可以有效解决线下教师不能兼顾所有学生进度,线下学生学情不好掌控的难题。(1)面面俱到,解决学生差异性问题学生的差异是客观存在的,也是每位老师在教学过程中遇到的。所以,因材施教是常常提及的话题。因为在线下教学过程中,教学内容和教学节奏对于每位学生都是一样的,但是每位学生对于同样知识点掌握的快慢却存在差异。因此结合线上线下教学,学习能力稍差的学生可以通过课前网络课堂的预习能够很好地解决这种差异,使其在课中可以跟上教师的节奏和进度;另一方面,学习能力较强的学生也可以带着问题在课中学习,提高学习效率。(2)时间上灵活,解决学生查漏补缺问题线上线下教学结合不仅可以让教师在教学上表现出较好的灵活性,在学生学习方面也同样具有较高的应变性。由于学生学情存在客观差异,每个学生都可以根据自身的情况来安排自己的学习计划,在课前预习,课后查漏补缺,提高了学生的自学能动性[4]。(3)提升教师教学质量传统教学对于时间、地点的要求都是固定的,很多学校教学任务更是按计划完成,教学内容一直不变。而网上教学却更新换代非常快,包括工程实例的更新,知识点、新科技、新技术的融合。只要拥有服务器和移动终端,学生们可以不受时间和地点的局限,自由选择教学资源,很好地解决了每个学校资源不均,教师水平不一的问题。学生在课堂前通过网络课堂的学习进行预习,并且学习可以重复进行。课中,学生可以带着问题进行线下学习,同时不明白的问题也可以通过网络教学寻找答案,如此,学习的主动性就掌握在自己手中。学习能力较强的学生可以提前学习,学习能力一般的学生可以随着教师的节奏学习,既有利于提高学生的学习效果,也能较大程度提高学生的自学能动性,学生才能够在基础知识上与老师达到共鸣。

2“化工原理”线上线下混合式教学总体设计及效果

围绕解决“化工原理”传统课程中信息量少,教学手段单一,教学过程难以监管和考核不全面等问题,初步探索了一套如图1所示的线上线下混合式教学模式。课前预习由传统的阅读课本转为线上学习。慕课堂是中国大学MOOC平台在慕课及学校云平台基础上研发的线上教学管理工具。慕课即大规模开放在线课程,教学内容以模块化的短视频呈现给世界各地的学习者,提供了一种在线网络化教育和学习模式[5-9]。将筛选的优质慕课课程推送给学生进行自习,然后通过慕课堂进行学习过程监管和考核,同时建立题库,在每次上课前发送预习内容的题库给学生,实时监控学生学习状态和学习效果。课中的教学内容为教师精讲部分,由于有了前期的课前慕课的预习和发送的预习题库,学生可以带着问题来听教师的线下课程精讲。课中课堂讲授可在传统实体课堂的基础上结合慕课平台丰富教学活动,记录和监管教学过程,同时教师可以建立题库,随时在课中发送并随堂测试,即时掌握学生的学习动态,促进学生对知识点的内化吸收。课后教师可以通过慕课堂发送章节测验试题给学生,了解学生学习掌握的情况,及时查漏补缺;另一方面,可以给学生推送名师讲解、实际生产流程和先进设备等拓展课堂教学内容。

3结束语

化工原理范文6

1.设计题目陈旧,设计内容格式化

多年教学延用同样的题目,分组进行设计,设计题目内容在化工原理课程设计指导书、网络或往届同学存档赠送的资料中都有较完整的设计模版。因此学生在设计过程中只要按部就班地照葫芦画瓢,基本都能在规定时间内完成。由于题目陈旧和设计内容格式化导致设计效果变成纸上谈兵,流于形式,大部分学生学习积极性不高,不够重视,设计质量差,难以达到教学目标。

2.设计手段单一

设计的初衷是为了提高学生的制图能力、计算能力及相关设备选型等综合能力,所以要求学生手工绘图、手工计算。但通过多年设计经验发现,学生对基本的制图规范如尺寸标注、比例选定、局部刨面图及俯视图相关规范性方面仍不能较好掌握。同时手工计算存在计算量大,计算结果准确度不高的问题,比如,塔板层数计算无论采用逐板计算法还是制图法,其它如经验公式、经验参数选取和试差法的应用等都可能出现以上问题,其计算结果必将影响后续设计内容,严重者导致负荷性能图检验不合格。这时按正常设计处理方法应该从尾到头逆向再检查一遍,从出现问题处再重新计算设计。但这时学生一般都身心疲惫,失去信心和毅力;另一方面设计时间也难以保证,结果必然导致一部分学生掩盖问题、私自篡改数据,而不能面对问题静心思考,实事求是地分析问题和解决问题,更不知小小数据的改动可能会给实际生产带来非常严重的后果。

3.考核方式单一

以往教学中一般采取出勤、说明书和图纸三部分相结合的评价体系。但在执行中发现存在以下问题:比如,图纸方面,由于上交的是“无声”的书面成果形式,致使懒惰或制图技能差的同学有机可乘,私自找别的同学替画,指导老师却无法核实;说明书若是电子版,则可以套用本组其他同学的作品,进行简单的数据、文字修改,这一点从部分说明书中出现错误的相同性得到验证,这时问题虽然发现了,但指导教师仍很难判定是谁套用谁的,是谁替谁画的,另外还可能是同组同学“分工合作”的结果,所有这些问题的出现,必将对最终成绩的评定带来困难,也易导致该考核方式不能全面公正、公平地对学生做出考核的问题,也难以检验设计的质量,同时助长了不良的学习风气。

二、大学化工原理课程设计的教学改革措施

针对本课程教学过程中存在的问题,并结合我校及目前大环境下对应用化学专业人才培养目标要求,笔者结合近几年教学实际经验针对性地试将一些实践教学手段引入到本课程教学中,取得了较好的效果。

1.设计题目创新化、设计内容多样化,提高学生学习积极性

针对课程特点及学生知识水平储备的差异,以“提优、促中、转差”为原则,设计新颖题目及多样化的设计内容,重在从多角度、多方面鼓励学生正确处理独立完成和团队合作的关系,提高对课程设计的重视程度。具体采取两种措施进行:常规设计和参加设计大赛设计,同时针对不同的设计对象,采取不同的设计题目和设计内容进行教学。

(1)选题和内容来源于生产实际。对于参加常规设计的同学,为了克服以往教学中选题的不足进行了慎重科学地选题,题目主要来源于生产实际,比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等单元操作,按组制定题目,同组同学分别承担进料组成、进料状态、进料量或生产任务不同的设计内容。

(2)选题和内容来源于化工设计竞赛。全国大学生化工设计竞赛是由教育部、中国化工学会、中国化工教育学会在企业的赞助下举办的全国性竞赛,参赛高校遍及全国各省市地区,在培养大学生创新思维,提高化工工程设计与实践能力方面发挥了积极作用。大赛题目每年均不同,并且与生产实际联系更加紧密,有利于激发学生的学习兴趣,培养勇于挑战自我的精神,同时,采取积极宣传和鼓励的方式来引导同学自愿加入这一部分的课程设计。设计任务依据当年的竞赛下达任务条件而定。五人一组为一队,设队长一名。小组成员可以根据各自的特长和兴趣来分工合作,执行中采取“传、帮、带”的形式进行。由于设计任务有一定的难度和复杂性,为了使学生较快“入戏”,请教有参赛经验的上届学生“传”授经验,主要包括团队合作的要点、软件的学习、方案的确定等方面;同组同学之间互相“帮”助解决实际问题及各组同学互相“帮”助解决共性难点问题。小组内自学能力、自主能力强的同学“带”动稍弱的同学,整体相对较强的队“带”动较弱的队进行设计。采用不同的设计题目和内容,符合了不同学生的“口味”,一方面提高了学生的学习积极性、学习自信心和团队协作能力;另一方面有效地避免了设计抄袭、代做的现象,形成以学生为主体,以教师为指导的良好设计氛围。

2.采用灵活丰富的设计教学手段

由于常规的课程设计时间为两周,若设计全部采用手工计算、手工制图进行,很难高质量的完成设计任务。因此,构建灵活丰富的设计教学手段是十分必要的。主要采取以下方式进行教学改革实践:

(1)提前下达任务让学生做好早入手准备,比如提前学习化工仪表及自动化和化工制图等课程的部分内容,能达到理解和会识图的目的。并利用课余时间与学生交流,解决问题,引导正确的学习方法和增强自信心。

(2)在理论课教学中,注意结合课程设计相关知识采用案例式、启发式等教学方法教学,适当训练计算能力,达到理论与实践的有机结合;在实验课教学中注重对现场设备仪表及工艺流程的观察和指导,从而使学生在理性和感性认识上有一定提高,使学生感到题目来源的真实性,增加设计的兴趣,而且更有利于培养学生的工程观念,为课程设计做好铺垫。

(3)有计划、有步骤地指导学生关于AutoCAD、Aspenplus等相关计算机软件的自主学习。布置辅导学生学习AutoCAD,网上下载教学视频,提供几个与课程设计有关的网站等。

(4)紧密联系生活实际,引导学生观察生活中身边地现象,树立工程意识。比如,教室里供热的换热器类型、结构、适用条件、规格、安装位置等是如何确定的;要保证教学主楼十楼在高峰期正常供水应如何选泵等等。通过引入生活中息息相关的小例子,使学生进一步意识到化工原理课程的重要性及实用性,提高学习的积极性,培养学生善于观察、善于思考的良好习惯。通过在课程设计的实践教学环节中采用灵活丰富的教学手段,削弱学生对设计的恐惧和依赖心理,增强了学生的求知欲望,从而大大提高实践教学的效率,为学生按时完成课程设计提供保障条件。但要注意,要防止学生对软件产生依赖心理,而忽视了对课本基本知识的掌握和计算基本能力的练习。

3.考核方式多元化,促进学生综合素质的提高

针对以往考核方式存在的问题,依据过程与结果并重的原则,以重知识的综合运用和“工程”观念的设计能力培养为主,采用切实可行的多元化考核方案,使学生的主体作用和教师的主导作用能有机结合,提高教学质量。

(1)针对同一题目不同设计任务的同学,实行多方位、立体化综合评价体系,设计期间定时及不定时地检查设计进度和内容,达到及时发现问题及时解决和及时发现错误及时纠正的目的。一方面督促了设计进程,另一方面检验了学生对知识的掌握和应用情况。同时,通过当面问答的形式避免了抄袭或替代设计的过程,对答辩成绩采用“化整为零”的方式进行评价,以“段段清”的方式进行答辩考核成绩评定,即将答辩环节渗透在设计的整个过程。最终结合学生平时学习主动性、积极性和图纸、说明书情况给出总成绩。

(2)针对参加化工竞赛的同学,考核方式采用“总分”结合的形式。“总”为小组作为一个整体总得分情况,主要从设计的系统性、完整性、规范性、创新性和最终团队答辩情况而定。“分”为小组中每个学生独立完成任务情况、参与积极性和个人答辩情况。答辩过程按照参赛标准进行,小组“总”成绩占每个学生总成绩的40%,学生独立设计成绩占学生总成绩的40%。个人创新占学生总成绩的20%,主要包括设计方案的确定、新技术、新材料的应用、相关软件应用、节能环保及经济性评估等方面有创新或突破。针对不同设计任务,采用的考核方式虽有所差异,但总体上均较合理、公平、公正地反映了学生的综合成绩,同时促进了学生知识、能力、素质的协调发展。通过近四年的教学实践和改革,教学质量得到了一定的提高。参加大赛同学取得了优异的成绩,得到了校、院领导的肯定,学生整体设计水平明显提高,具备了一定的化工PID识图、制图能力,为后续的专业课学习、生产实习和就业打下良好的基础。

三、结束语

化工原理范文7

关键词:化工原理实验;新工科;专业认证

化工原理是工科大化工类专业的一门重要学科基础课,在我校化学工程与工艺、轻化工程、制药工程、生物工程、酿酒工程、高分子材料与工程、材料科学与工程、食品科学与工程等专业中普遍开设。化工原理是连接基础课程到专业课程学习的桥梁,它既是学生工程观念的启蒙课,又为学生的专业课学习奠定基础[1]。化工原理实验是理论联系实际的重要环节,培养学生应用理论知识、组织单元操作实验及分析解决工程问题能力的重要途径。各高校都十分重视实验教学在培养人才过程中的特殊作用,当今包括我校在内的很多高等院校已经将化工原理实验单独设课。近年来,省内外相关高校对提高实验教学质量做了一定的工作,不断强化实验教学环节,加大实验室建设投入,增强对实验教学内容和方法改革的研究与探讨,提出多种改进方法,取得了一定的效果。为应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展等一系列国家战略,教育部积极推进新工科建设[2]。开展工程教育专业认证是推进我国高校工程专业教育国际化、也是提高和保障工程教育质量的重要措施。有必要在新工科和专业认证背景下,探索和实施新化工原理实验教学环节和评价体系,促进和提高实验教学质量。

1实验教学体系建设的意义

实验教学是实施化工原理课程教学体系的三大组成部分之一。化工原理实验是学生接触的第一门工程类实验课,应注重树立学生工程观念、提高学生动手操作能力、拓展学生创新品质[3]。优化实验教学体系,发挥实验教学对学生知识能力的培养,促进化工原理实验教学质量的提高,更好地培养工科类人才。开展化工原理实验教学内容和方法的改革,有利于提高学生实验预习自觉性、激发学生实验操作兴趣、锻炼学生解决实际问题的能力、促进团队协作、提高学生工程实践和创新能力。在硬件条件不断优化升级的同时,构建具有特色的化工原理实验教学模式、建立科学的实验教学体系,达到改善课程教学效果和提高教学质量的目的。实验教学中注重对学生知识面的拓宽和技能的培训,满足学生自主探索、自主实践和自主创新的需求,在培养能够适应可持续发展需要和有创新能力的复合型人才起到重要作用。此外,最大限度地发挥化工原理实验平台作为本科生研究创新性实验教学基地,与当前具备“知识、能力、素质”三位一体的人才培养目标高度契合和一致[4]。

2实验教学体系建设的实践

2.1优化实验配置,完善实验室管理体系近两年,我校经过分期投入、逐步完善,进行化工原理实验设备更新。目前我校每种典型单元操作实验装置均为8套,确保每组学生3~4人,满足了不同专业、不同单元操作对实验教学的需求。实验设备体现操作的多样性和新的教学模式,实验装置手动状态和自动状态相结合,操作参数既可手动调节、亦可通过计算机输入调控;数据记录和分析处理既可学生自己完成,亦可通过实验配套计算机自动完成。为充分发挥实验室的作用,便于广大师生高效、有序进行实验,确保实验教学质量,在实验教学的各个环节加强管理。针对每个综合性实验项目,制定专门展板,包含实验目的、实验原理、实验设计要求、实验注意事项、装置流程图、操作规程、安全指南。只有严格、科学的实验室管理制度才能保证学生在实验中真正学会操作技能、掌握处理工程问题的实验方法及手段,树立工程观念。另外,化工原理实验教学中学生安全意识的培养必须放在第一位,学生在进入实验室前应进行安全教育和培训。制定实验室安全守则和管理规定,并制作成展板上墙。学生动手操作时,教师在可控范围内对出现的紧急状况进行处理,之后将其作为案例,强调实验操作中安全意识和规范操作的必要性和重要性[5]。教学中可结合新闻报道中的社会重大安全事故实例,对实验室灭火方法、安全事故如触电处理方法、易燃易爆有毒有害化学品泄漏处置方法、实验室水电门窗关闭等知识进行延伸讲解。

2.2明确课程模块,构建分层次实验教学。我校化工原理课程覆盖了近十个专业,不同专业对于实验课程的重点内容与需求程度不同。针对不同专业的实验学时及实验内容的差异,分别制定相应的实验课程教学模块。同时,化工原理实验分成三个层次:即演示与验证型实验、综合型实验和研究设计型实验。以新工科与专业认证为导向,结合各相关专业人才培养目标,修改完善实验教学大纲,规范教学内容和教学目标。对实验教材进行全面改进和梳理,教材编排注重促进学生独立思考。参照实验目的、原理,实验装置与流程,结合实验步骤,学生理解归纳实验注意事项。根据需要记录的实验参数及组数,学生自己设计实验数据记录表格。特别增加了实验总结与讨论部分,结合具体的实验现象和实验中存在的问题进行总结,实验后自己的收获,遇到的困难及解决的方法等心得体会,对本次实验进一步的想法以及意见和建议等。更新实验报告格式与写法,实验报告分为实验预习、实验操作和实验报告三大部分。实验预习重在对实验目的、原理、装置、流程、步骤及注意事项的理解;实验操作重在过程规范及数据记录;实验报告重在数据处理、分析讨论、思考题等,重点强调培养学生分析讨论、总结归纳的能力[6]。

2.3改革实验教学模式和方法,强化工程观念。传统的实验教学模式是教师将仪器设备准备就绪,学生按照实验指导书中的实验步骤进行实验,然后将实验数据结果记录在实验报告的表格中。实验结束后,很多学生感到就是按照实验指导书中的操作顺序开启了设备、开关了阀门、改变了参数、记录了数据,对具体实验流程,为何这样操作及装置设备并不了解。另一方面,在以往的实验教学中,也只注重验证理论教学知识,学生对实验课程缺乏兴趣,部分学生有轻视实验课的倾向。针对化工原理实验教学特点和目的,有必要在加强工程实践环节的训练中,对教学模式和内容进行改革。化工原理实验属于工程实验,工程实验既要让学生掌握实验过程,又要培养学生运用工程知识去指导实验。在实验教学过程中尝试采用多种教学方式,促进学生综合能力的培养,发挥实验教学方法在实验教学活动过程中的作用。

2.4建立多元化考评模式,科学考核评价。传统的实验考核多以学生的实验报告为依据,这种考评方法成绩来源单一,且存在抄袭现象,容易忽略学生的实操能力、团队协作、创新能力等,未能综合评价学生的整体情况。基于此,为了能够客观、全面地评价学生化工原理实验,应改革原有考评模式,实行多元化综合考核。实验课的成绩考核包含实验教学的整个过程,涉及实验预习、实验过程中的操作表现、实验报告和单元操作考核等四个环节。实验预习成绩包括实验开始前学生预习报告的撰写情况、回答相关实验问题等的考核。实验操作成绩包括学生实验过程中实验操作的规范性、遵守实验纪律、实验中发现问题及解决问题能力等的考核。实验报告成绩包括实验数据的真实性、对实验结果的分析与讨论、实验成败的分析、思考题回答等进行考核。学期末组织开展典型操作单元考核,检验学生实验过程中的操作规范、团队协作、实验结果的记录和处理,详细制定操作考核评分细则。

2.5利用实验平台,促进人才培养。为推动高等学校化工类专业“新工科”建设,提高本科化工类专业核心课程教学质量,激发大学生学习积极性,每年一度的“启航———化工工程师”全国大学生化工实验大赛迄今已成功举办三届[7]。结合近几年全国大学生化工实验大赛的形式,增设研究设计型实验,培养学生综合、灵活地运用各种单元操作的能力及设计和优化工艺流程的能力。同时,通过赛事指导总结经验,更好地实现课程教学内容的应用、丰富和延伸。提高学生参与实验研究的积极性,利用化工原理实验平台,促进学生更好地掌握专业知识,培养实践创新能力,具备专业综合素质,成为“知识、能力、素质”三位一体人才。

3结语

化工原理范文8

引入工程案例,培养学生工程意识

工程案例教学法是在具有较强工程背景的课程教学中,在学生掌握了有关基础知识的基础上,引入工程实际案例,供教师与学生进行分析和讨论,旨在培养学生的工程观念,提高学生解决实际工程问题的能力,激励学生主动参与教学活动的一种教学方法[1-2]。化工原理属于工程性课程,涉及的工程计算多,设备结构大型化,操作原理复杂以及一些枯燥乏味的概念、理论、公式等,工程性课程教学的主要目的就是培养学生的工程意识,培养他们的工程实践能力[3]。在环境工程专业化工原理理论课教学过程中引入相关环保工程案例和采用工程案例教学法,有助于学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解以及工程思维能力和工程观念的培养,提高学生学习积极性和应用单元操作基本理论解决实际工程问题的能力。例如,我们在课堂上利用多媒体技术的优势,以彩色图片或动画的形式展示“三废”处理过程和处理设施,如流体输送设备中的离心泵的结构及工作原理、吸收操作中的填料吸收塔及其操作原理、非均相物系分离中的沉降与过滤设备及其分离原理等。图片和动画展示形象直观,可以初步培养学生的工程意识。

除此之外,我们还积极在授课过程中引入环保工程案例和采用工程案例教学,例如在讲授重力沉降中关于颗粒沉降速度的计算和应用时,先通过简单的理论推导出颗粒的沉降速度公式(简单的公式推导有助于学生理解和应用),然后引申到将颗粒沉降速度公式应用于含尘气体除尘的设备——降尘室参数的设计和对已有降尘室操作条件和除尘性能的确定,加深了学生对于重力沉降理论及其工程价值的认识,使学生能感觉到他们正在学习的知识实用性很强,有学习的价值。另外,我们在一些重要的单元操作理论讲授完毕后,会布置一些工程设计问题作为课后作业。例如,在吸收单元讲授完成后,学生掌握了吸收的基本理论和吸收设备的设计基础,我们布置学生根据吸收的基础理论设计一个处理含硫工业废气的填料吸收塔,同时给予学生一定的提示。学生利用约一周的时间收集和阅读相关文献资料,分析工程案例的主要内容,思考工程中的问题,然后用1~2个学时的时间进行以学生为主体的课堂讨论。在工程案例课堂上,学生自愿上讲台发言,向大家介绍自己的设计思路、方法和结果,然后其余同学对设计的填料吸收塔的优点和不足进行讨论,老师在恰当的时候对学生的讨论方向进行积极引导。最后,对学生在设计工程过程中出现的问题进行逐一点评,归纳总结,肯定工程案例课堂讨论中取得的成绩,同时对学生设计的吸收塔的不足进行补充。通过在授课过程中引入环保工程案例和实施工程案例教学法,学生学习的主动性和工程意识大大增强。

分析单元操作费用,培养学生工程经济观点

“三废”处理是我国环境保护的一项重要政策,同时也是构成工业企业运营成本的重要组成部分,因此“三废”处理的经济核算对工业企业的可持续发展是十分重要的,我们在教学中应注意学生经济观点的培养。下面我们以“吸收塔的设计”教学为例,谈谈培养学生工程经济观点的一些体会。我们知道,填料塔是吸收操作的重要设备,吸收塔的设计计算中需要确定的一个重要条件就是液气比,液气比的选择是一个经济上的优化问题。当吸收塔进出口气体中溶质的含量和进口的吸收剂中溶质的含量已知时,液气比增大,吸收塔出口的吸收剂中溶质的含量将减小,过程的平均推动力相应增大而传质单元数相应减小,操作线远离,吸收推动力增大,吸收速率加快,完成同等分离任务所需的气液接触面积减小,塔高降低,设备费用减少。但是,吸收剂消耗增加,输送吸收剂所需功率增加,并且由于吸收液的数量大而含量低,必使吸收剂的再生费用增加,故操作费用上升。反之,若液气比减小,吸收操作线靠衡线,吸收速率减慢,完成同等分离任务所需的气液接触面积增大,塔高增加,设备费用增加,但吸收剂消耗减少,输送吸收剂所需功率及吸收液再生费用等操作费用下降。根据生产经验,一般情况下取吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.15~2.0倍较为适宜[4]。这里1.15~2.0倍最小吸收剂用量是以经济效益来衡量的,即以吸收单位质量的尾气所需的总费用,包括设备费用和操作费用来衡量。