化工原理范文
化工原理范文（精选12篇）
化工原理 第1篇
类比教学法就是将较难理解的知识点通过学生已学过的知识点进行对比分析, 达到掌握新知识的目的。下面以课程具体内容为例, 探讨类比法的应用。
1新概念的引入
化工原理中的很多工程概念对初学者来说是抽象和突兀的, 如果不想办法激发学生的兴趣, 深入浅出的引入基本概念, 课堂气氛就会较为沉闷, 影响学习效果。例如对传热单元操作的学习, 讨论热传导的基本定律傅立叶定律时, 教材首先引入了温度场和等温面的概念, 对这两个新概念的引入, 可借助于学生熟悉的重力场和势能相等的水平面进行类比分析, 再进一步讨论温度梯度和傅立叶定律, 学生就比较容易理解。又如吸收单元操作中的气膜控制和液膜控制过程, 可用对流传热过程中控制热阻概念加以类比, 在冷热流体通过间壁换热时, 若忽略管壁热阻和壁面两侧的污垢热阻, 则总热阻为两侧对流传热热阻之和, 当两个对流传热系数相差较大时, 总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制, 该侧热阻即称为控制热阻。在吸收过程中, 根据双膜理论, 气液两相间有一稳定的相界面, 在相界面上气液两相相互成平衡, 传质过程的总阻力集中于界面两侧的气膜和液膜两个有效膜层内, 总阻力是由气膜阻力和液膜阻力两部分组成的。因此用传热过程的控制热阻类比分析吸收过程的膜层阻力, 学生从已掌握的知识点出发, 既巩固了已学知识, 又加深了对新内容的理解。再如精馏单元操作中关于两组份连续精馏过程的计算, 图解法求理论板数时, 通过在相平衡曲线和操作性之间做直角梯级的方法, 求解所需理论板数, 分析直角梯级的含义时, 可以将分离要求类比为总高度, 每个直角梯级相当于一个台阶, 当总高度一定时, 每个台阶越高, 所需台阶数目就越少。这样, 通过生活中的实物类比分析, 学生就能形象地理解新的概念。
2公式的记忆
在对各个单元操作的分析计算中, 传递过程成为统一的研究对象, 也是联系个单元操作的一条主线。传递过程从物理本质上分为以下三种:动量传递过程、热量传递过程和质量传递过程。它们所遵循的基本规律分别为:
牛顿粘性定律
傅立叶定律
菲克定律
公式中, τ为动量通量, q为热通量, J为扩散通量;μ为粘度, λ为导热系数, D为扩散系数;
对于同类公式, 也可以将多个公式通过类比归纳通式的方法, 减少记忆工作量, 提高学习效率。比如在传热速率方程的学习中, 单层平壁导热速率为
3单元操作之间的类比
蒸馏和吸收传质单元操作的类比, 研究这些过程的基础是相平衡、物料平衡和传递速率[4]。蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作, 它是通过加热造成气、液两相物系, 利用物系中各组分挥发度不同的特性以实现分离的目的;而吸收是分离气体混合物的典型单元操作, 它是利用气体混合物中各组分溶解度不同以实现分离的目的。气体的吸收和液体的蒸馏都是分离均相物系的气、液传质操作, 但是, 二者有本质的差别。一般地, 使均相混合物分离成较纯净的组分, 必须出现第二个物相, 蒸馏操作中采用改变状态参数的方法, 使混合物系内部产生出第二个物相;而吸收操作中采用的是从外界引入另一相物质的方法形成两相系统。在单元操作过程计算中, 蒸馏需要确定操作费和设备折旧费之和的最小值, 即总费用最低时所对应的的回流比为适宜的回流比, 通常根据经验选取为最小回流比的1.1～2.0倍;吸收过程则需要考虑适宜的液气比, 从设备费和溶剂的消耗、输送及回收等项操作费两方面分析生产过程的经济效益, 使总费用最小, 通常根据生产实践经验, 吸收剂用量为最小用量的1.1～2.0倍[5]。此外, 蒸馏和吸收塔设备在设计计算和设备选型方面也存在很多共同特点, 可以类比理解, 不再一一列举。
4结论
在化工原理的教学过程中采用类比的方法, 可以使学生较好地理解工程概念, 对所学知识点能够融会贯通、触类旁通, 拓宽分析问题的思路, 提高解决工程问题的综合能力。
摘要：针对化工原理课程的教学内容和特点, 将类比法应用到该课程教学中, 从新概念的引入、计算公式的记忆和各单元操作之间的类比等方面详细阐述了类比法的应用。让学生在学习过程中易学好记, 能够深入浅出地掌握基本概念, 做到举一反三、触类旁通, 拓宽分析问题的思路, 提高教学效果。
关键词：化工原理,教学方法,类比法
参考文献
[1]夏清, 等.化工原理 (修订版) [M].天津:天津大学出版社, 2005:1-8.
[2]贾原媛, 等.在化工原理教学中运用辩证唯物主义思想[J].化工高等教育, 2009, 2 (106) :69-71.
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[4]陈敏恒, 丛德滋, 方图南, 等.化工原理 (第三版) [M].北京:化学工业出版社, 2006:69-83.
化工原理课程设计 第2篇
摘 要 本次设计是针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完 整的精馏设计过程。我们对此塔进行了工艺设计，包括它的辅助设备及进出口管路的计算，画出了塔板负荷性能图，并对设计结果进行了汇总。此次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计的精馏装置包括精馏 塔，再沸器，冷凝器等设备，热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进 行精馏分离，由塔顶产品冷凝器中的冷却介质将余热带走。本次设计是精馏塔及其进料预 热的设计，分离质量分数为 20％的苯-甲苯溶液，使塔顶产品苯的质量分数达到 95%，塔 底釜液质量分数为 2%。综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分 离提纯，塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为 12。根据经验式算得全塔效率为 0.5386。塔顶使用全凝器，部分回流。精馏段实际板数为 10，提馏段实际板数为 13。实际 加料位置在第 11 块板。精馏段弹性操作为 2.785，提馏段弹性操作为 2.864。塔径为 1.4m。通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。确定了操作 点符合操作要求。
关键词：苯-甲苯；精馏；负荷性能图；精馏塔设备结构-I-化工原理课程设计
化工原理教学改革研究 第3篇
【关键词】 化工原理 工程意识 教学改革
校级课题:吉林农业大学质量工程课题 《生物工程特色专业》项目资助
化工原理课程是吉林农业大学生物工程、生物技术、制药工程、应用化学、轻化工程等专业的一门专业基础课程,包括理论课、实验课、课程设计、手工制作实习等教学环节。化工原理的主要内容包括:以动量传递为基础,叙述了流体输送、搅拌、流体通过颗粒层的流动、绕流及其相关的单元操作;以热量传递为基础,阐述了换热和蒸发操作;以质量传递的原理说明了吸收、精馏、萃取、吸附、结晶、膜分离等传质单元操作,最后阐述了热量、质量同时传递过程的特点及干燥操作。
经过本课程的学习,要使学生掌握化工生产中基本单元操作的原理、典型设备的构造、性能和操作原理,设计和计算方法。通过理论解析和在理论指导下的实验研究、课程设计,树立正确的科学思考方法。教学特点是强调工程观点,强化对化工过程定量计算、定性分析及设计能力的训练,重视理论和实际相结合,训练其运用基本理论和方法考察、解释、分析和处理工程实际问题的能力。
本课程要求学习者首先具备高等数学、物理学及物理化学、机械制图和识图等相关课程的知识。化工原理知识是为了后续课程例如发酵设备、发酵原理、酒精工艺学、淀粉工艺学、变性淀粉、酶工程、基因工程等知识体系服务的。
为了完成化工原理课程的目标,实现其提高相关专业学生的素质,就要针对不同专业的学生对传统的教学方法进行适当的改革。对于本校的相关专业的学生,我们尝试和探索了一些方法,收到了较好的效果,在这里与大家分享,探讨。
1.教学方法多元化
本门课程以多媒体演示教学为主,辅以必要的板书内容,还有大量的模型供使用,课程设计了几个实验以强化理论学习,还设立一周的动手实习课,让学生亲自动手设计模型,模拟工程实际的工艺。课程采用立体教学理念,注重知识框架的建立,从提高学生的基本素质入手。
2.因材施教
教学中需要密切注意学生的高等数学理论水平,根据学生的实际情况随时调整授课的深浅,并且要了解学生机械识图的基本技能,作到有的放矢,另外要通过随机的课堂测验或课后作业了解学生掌握的基本程度,以大纲为基准,做到灵活机动,以提高学生的基本素质为最终目标。比如生物工程专业的本科生再讲非均相混合物分离时不仅要讲常见的几种分离方法,相应的设备,构造原理,如何操作,而且要详细讲解过程的计算。但是对应联合培养的大专生则要注重实际操作,而把难于理解和把握的过程计算删掉。
3.结合专业特点,分清主次,突出重点
每个学科都有其特点,有它独特地研究问题的方法,授课时有目的的突出这些特点,往往可以收到“画龙点睛”的功效。生物产品从本质上而言,主要是一些微生物或它们的代谢产物。因此,若要将这类产品进行工业化生产,在设计时就必须注意以下两个方面。第一,如何选育菌种、优化培养基从而使目的产物的收率最大。第二,如何从发酵液中提取和纯化目的产物。前者是生物产品实现工业化的前提,后者是保证生物产品质量的关键。由大多数已工业化生物制品的生产过程分析可知,流体流动、过滤、传热、蒸馏、干燥等是生物工程中使用最多的单元操作。所以,我们在讲授化工原理时,以上述单元操作过程为重点,而对于其他单元过程,则仅仅要求学生理解这些单元操作的原理,了解相关设备的选型。这种结合专业特点,分清主次,突出重点的教学方式,不仅可达到较好的授课效果,同时也为学生后续课程的学习做好了铺垫。
4.总结归纳研究各类工程问题时的工程方法,引导科学思维方式
在各单元操作的分析和描述中,体现了研究工程问题的共性和方法论。对于所研究问题(对象) 进行受力分析、物料衡算、能量衡算、相平衡关系描述、传递速率描述等以及经济性基本分析,是研究工程问题的最基本而有效的处理方法。
4.1 数学解析法
某些化工过程中的实际问题在做一定的简化处理前提下,可以直接应用相关的基础理论进行分析描述。这种方法是基础理论课程中常用的方法,是培養学生由科学到技术、由理到工的基本能力和工程问题基本分析能力的重要环节。
4.2 实验研究方法
工程技术的发展过程恰好反映了人类认识的发展过程。化学工程中的某些问题,矛盾错综复杂,难以利用单一的物理概念和数学方法进行描述。解决复杂工程问题存在着两种典型的思维方式,即实验研究方法和数学模型方法。管内流体湍流流动时的机械能损失和管内流体湍流流动时的对流传热系数的研究就是采用的这种方法。该方法是在因次理论的科学指导下分析问题的。
化工原理理论教学的改革 第4篇
1 认识实习中发现问题
由于面对的是真实、复杂的生产过程,对初次接触工程问题的学生而言,对概念、公式的理解和掌握可能还是没有问题,但是一旦联系到工程实际或具体的单元操作就比较茫然,所学知识根本就用不上,甚至学完之后到了企业连换热器都不认识。传统的教学往往都是先理论教学后讲设备,而且讲解设备时也基本上是纸上谈兵,而且由于教学时数限制速度也非常快,基本上是一跳而过。比如精馏塔板的计算十二节课,而精馏塔设备只有两节课。而问题在于由于之前自然科学的学习基础,理论学习学生还算得心应手用,但是一旦接触到相关设备的时候,学生往往接受起来比较困难。笔者认为在该学期进行为期一周左右的认识实习就非常尤为重要,在认识实习期间,化工原理老师应布置任务要求学生首先要认识设备。所谓认识设备是指对设备的外观和在厂区的所处位置以及起到的作用有初步的认识。如要求学生认识换热器、泵、干燥器等等,并找找各自有几种类型,企业允许的话要求学生把照片拍下来,再自己查阅文献或相关书籍简单了解设备的作用。这样学生实习时有目的的看,有疑问的去学,回来时还能就自己拍下的照片相互交流,最大程度调动学生学习的积极性。
同时,笔者发现这更符合学生进入企业的思维模式,学生进入企业后也是先接触到实际的工作状况后产生疑问再求助于所学。进入工作岗位后,学生首先面对的是具体岗位的具体操作,如何从简单的操作中学到知识,应用到所学知识,也就是知识的转化是由学生向工程师转变的关键。笔者发现大多数学生刚工作的几年是非常茫然的,一来所学知识并不牢固,不知道如何将所学应用到工作中,另一方面当然也是对实际的生产的不了解,无法跟所学知识联系起来。走出这样的困局,关键在于善于在工作中发现问题。因此在授课时可以针对学生认识实习岗位的实际情况,引导学生提出问题。
2 教学方法的应用
化工原理课程教学中,主要有流体输送、沉降、过滤、传热、精馏、吸收、萃取、干燥等单元操作过程。可以适当采用开篇案例法进行教学,即每个单元操作的开篇,列举出该单元操作的工程应用实例,提出需要解决的科学与工程问题和解决这些问题的基本方法,使学生明确该单元操作在工业中的应用背景、学习本单元操作的目的、拟解决哪些问题、在学习过程中应注意哪些问题等[2]。与之前的问题引导的根本不同在于,由认识实习之后提出的问题可能是零散而不系统的甚至可能是不专业的,采用开篇案例法,可以让学生产生对比,加深印象,哪些因素是该注意的,哪些因素是不能忽略的。
本科生在企业锻炼几年后,很可能称为企业的顶梁柱,工程工艺研究是将来工作的主题。因此研究性教学的开展是比不可少的,“研究性教学”把“教学”与“研究”结合起来,用研究项目为依托,将工程的概念和理念灌输于项目研究中进行教学,用研究的意识、思维、视角、观点、方法,改造传统的教学,或者说给教学注入研究的元素、工程的思维,使学生在研究性教学中不断的培养锻炼工程概念,是教学手段与教学目标的高度统一。因此,笔者以项目为载体、以工作任务为中心来选择、组织课程内容,并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式,能让学生经历接受任务、有产出的独立工作、展示成果和总结这一完整的“工作过程”[3],其目的在于加强课程内容与工作之间的相关性,整合理论与实践,提高学生职业能力培养的效率。
化工原理课程属计算科学,其计算内容包括设计型计算和操作型计算两大类。因此,提高学生综合运用所学知识,对各单元操作过程进行设计计算的能力至关重要。综合案例法[2]即在每章(或每个单元操作)的结尾,列举出该单元操作的工程设计(或工程改造)实例,提出需要解决的工程问题,引导学生综合利用本单元操作所学知识,解决该工程设计(或工程改造)问题。例如,在讲授吸收一章后,教师可以给出一个吸收塔改造的工程案例,通过对该案例的问题分析,引导学生综合利用吸收一章所学知识,对该吸收塔改造的工程案例进行设计计算。与开篇案例法首尾呼应,使得学生对工程问题有个完整的认识。
3 复杂理论简单化
化工原理课程概念多、公式多、计算多,是学生历来反应难学的课程。如何组织好课堂教学,帮助学生打理这些繁杂的公式,不仅关系到这门课程的学习效果,同时也关系到学生的学习热情。传统的教学方法往往将一个公式通过多种方式来表示,以达到多样化,多层次理解的目的,但是笔者发现,对初学者来说,接受多样的表达反而增加了学习的负担。但是如果在学生已经熟悉理解了公式的某个表达式时,再进一步深入将多层次的含义表达出来能起到事半功倍的效果。如伯努利方程有四种表达形式,如果一次性把四种表达都灌输出去,结果就是学生一个都记不住。另外,化工原理的一章往往是一个单元操作或一个过程,章节内部结合紧密,抓住这些联系,整合梳理一章的知识,帮助学生更好的理解章节内容。同时提高学生自学能力。如流体的流动一章均是围绕伯努利方程展开的,在上课时始终把这个方程放在黑板的最顶端,把整章的知识全部灌入方程中,让学生看清所学知识的结构特点。
4 重视方法与过程
解决工程问题的常用方法有如数学模拟法、因次分析法、参数综合法、近似估算法、过程分解法等等。[4]在应用这些方法进行问题的推导时,强调方法使用的条件以及方法的优缺点,并列举工程问题中能采用该方法的情况。使学生对解决工程问题方法的使用有感性的认识。如无因次分析法可以适用于许多工程实际问题,涉及的变量较多,过程较复杂,很难从理论上进行描述,就可以采用因次分析法。跟学生强调这个方法不需要对过程机理有深入的理解,只需尽可能地分析并正确列出影响过程的主要变量,通过无因次化减少变量的数量,再通过实验来定具体的函数关系。因次分析法用无因次数群代替单个变量,大大地减少了实验工作量,并且实验中不需要采用真实的物料、真实的流体或实际的设备尺寸,只需借助模拟物料在实验室规模的设备中,由一些预备性的实验或理性的推断得出过程的影响因素。从而加以归纳和概括成经验方程。
另外化工原理教科书对设备的优缺点有所介绍,选讲的设备类型均较老,而对新型的设备一跳而过,甚至完全没有接触。但是根据笔者几年的跟踪调查,发现企业设备更新较快,而课本还在介绍十几年前的东西,学生进入企业后首先就觉得设备陌生,因此教师要经常下企业接触实际生产,及时更新自己的课程内容。
笔者根据自己多年的教学经验,采用了顺应进入工作岗位客观要求,从认识实习中发现问题,激发学习兴趣,并利用各种教学手段培养学生解决问题的方法,将复杂的理论简单化,并通过方法和过程的讲解潜移默化教会学生解决工程问题的基本方法,培养学生的工程观念和创新思维。
参考文献
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[3]张义端.项目教学法在化工原理教学中的运用[J].新课程,2011(10):77.
化工原理学习心得 第5篇
在本次的化工原理学习中，虽然是短短的半个学期，却让我了解了到了许多平时会接触到，但又不明白为什么的生产原理及仪器构造原理。这门课程主要包括了流体力学基础，流体输送，非均相分离，传热，蒸馏，气体吸收与干燥。
在学习这门课程的时候，我们收获到在学习的这些知识中，用这些知识可以解释生活生产中说用的各种器械，现象，还有处理方法等等。在流体输送机，换热器，蒸馏塔方面，我们懂得了这些器械的运用以及工作原理，懂得对对这些机械减小由于各种原因造成的损失，从而使效率最大化的方法。在流体的流动力学、密度、摩擦等各种因素中，热传导方面，蒸馏，干燥这些知识点，我们学到用这些知识来解决问题。
化学工程原理，对于我们食品科学与工程的学生来说，对我们以后不管是在食品的研究，以及食品分析仪器的运用方面，都可以很好的去理解器械或者是材料成型的原理以及构造，而不是处于陌生的态度去面对这些，这也就是我们所学的要在实际中的用途。如家里的太阳能热水器就是简单的运用了传热的原理：在太阳的照射之下，真空管集热并最大限度的实现光和热的转换，然后通过微循环把热水送至保温水箱，再经过控制系统到用户。这就是替代了传统加热所需要的煤炭，节约资源，环保高效。为我们的生活带来了许多的便利。
虽然接触这门课的时候还是有些困难，但是每一个所学的知识点还是挺清晰明确的，但初次接触，难免有些内容还是理解的不是很好，在一些公式以及原理的运用上不能很好的去联想到实际中，但是我们相信，所学的总会用到的，通过我们的复习以及设计，我们又进一步的对这门课的知识理解了更多。
化工原理课程一体化教学探讨 第6篇
摘要:通过对中职学校的教学目标和特点,就传统教学模式与一体化教学模式进行对比,提出一些合理化的建议。
关键词:化工原理;一体化;教学探讨
一、中职教育的目标
职业教育的宗旨是培养具有基本专业理论知识和熟练操作技能的、适应生产、管理、服务第一线的应用性、技能型人才。
为了使中职学校的教学工作更充分地体现这一特征,或者说,为了使中职学生在毕业后能够尽快地完成从学生到职工的转变,走教学一体化的路子势在必行。所谓一体化,是指专业理论课教学和生产实习教学由同一个教师担任。实习、实验指导教师同时又担任专业理论的教学任务,或专业理论教师同时担任实习、实验教学任务。
近年来,许多中职学校加快了一体化教学的步伐,我校也对化工原理课程一体化进行了教学探讨并取得了可喜的成果。实践证明,推行一体化教学,把专业理论和实习、实验这几种教学任务集于一人,存在许多益处,是一件既势在必行又势在可行的事情。
二、传统教学模式的弊端
1.“炒冷饭”现象时有发生,教学效率低下;
2.占用大量教学资源;
3.技能训练时得不到及时的理论指导,难以做到知行合一。
三、化学原理课程一体化教学探讨
化工原理是一门实用性很强的专业基础课程,若推行以“任务驱动、项目导向”的一体化教学,对教学质量的提高和高素质人才的培养将起到积极的推动作用。以“任务驱动、项目导向” 一体化教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法。所谓“任务驱动、项目导向”,就是将所要学习的新知识蕴含在一个或几个任务的项目中,课堂讲授、教材组织和实习、实验环节均围绕一系列的任务进行,教师授课时打破传统的章节划分,尽可能简单地讲授与本次任务相关的基本内容和知识点,学生在教师的引导下开展探究性学习。它以完成项目任务的过程为教学活动中心,学生在教师的引导下,通过参与项目的解决过程,发现问题,提出问题,激发自主学习的动力,从而由传统的教师“教学”变为学生“求学” “索学”。该方法把学生作为学习的主体,以任务作为驱动,让学生通过主动学习,将书本上抽象的理论变成实际的应用。教师引导、点拨的重点在于把知识加以引申,使学生能够触类旁通。下面就其一体化教学模式谈谈我们的设想。
(一)一体化教学的特点
一体化教学,是为了使理论与实践更好地衔接,将理论教学与实习教学融为一体。其内涵主要是打破传统的学科体系和教学模式,根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源,体现能力本位的特点,从而逐步实现三个转变,即从以教师为中心如何“教给”学生,向以学生为中心如何“教会”学生转变;从以教材为中心向以教学大纲和培养目标为中心转变;从以课堂为中心向以实验室、实习车间(工厂)为中心的转变。由此可见,一体化教学的特点是:
1.教师一体化,即专业理论课教师与实习指导课教师构成了一体;
2.教材一体化,即理论课教材与实习课教材构成了一体;
3.教室一体化,即理论教室和实习车间构成了一体。
这种教学模式能较好地解决理论教学与实习教学的脱节问题,减少理论课之间及理论课与实习课之间知识的重复,增强教学的直观性,充分体现了学生主体参与的作用,必将有助于教学质量的提高和高素质人才的培养。
(二)一体化教学探讨
1.修订教学计划。
教学计划是教学安排、组织的依据,是实施一体化教学的前提。根据培养目标,我们可将《化工原理》课程相关知识和技能分成若干个模块,而每个模块中依据不同的知识点又分成若干个子模块,每个模块都有具体理论和技能要求。这样教学过程不再是单一的学科教学,而是瞄准目标、围绕课题的一体化教学。
化工原理课程实行一体化教学,有利于理论教学与实习、实验教学的有机衔接,避免理论课与实习、实验课脱节的现象。这里所说的脱节,有两种突出表现:一种是理论课教师和实习、实验教师对各章节重点、难点问题的把握往往不一致,给学生的学习带来一定困难,而实行一体化教学后则完全可以保持一致性,使理论教学与实习、实验教学成为一个有机的整体;另一种是存在理论课与实习、实验课时间间隔过长,或实习、实验教学先于理论教学的情况,这都不符合循序渐进的教学原则。理论教学与实习、实验教学的脱节或错位,大都是因为理论课教师或实习、实验课教师由于特殊情况而不能按教学计划实施教学造成的,在推行一体化教学的情况下,如果教师有特殊情况,理论教学和实习、实验教学可以同时推迟或同时提前,就不会出现脱节或错位的问题。
2.化工原理课程实行一体化教学的基本模式。
化工单元实训(化原仿真+化原实操)+化工单元理论课1+化工单元DCS控制系统+化工单元理论课2。
3.化工原理课程实行一体化教学的课时分配(每个化工单元操作12~22学时)。
(1)化工单元实训:2~4学时;
(2)化工单元理论课1:2~4学时;
(3)化工单元DCS控制系统:4~8学时;
(4)化工单元理论课2:4~6学时。
4.化工原理课程实行一体化的教学内容。
(1)化工单元实训。
①化原仿真:按我们已经采用的方法进行(1~2学时);
②化原实操:强调学生对化工单元流程的熟悉,对化工生产的开、停车、正常操作及各参数的调节;了解影响单元操作的因素(2~4学时)。
(2)化工单元理论课1。
强调基本概念,把化工单元实训中出现的或已用到的知识点加以总结与分析,让学生获得知识,从实践到理论实现初步提高,同时也加深知识点的理解。
(3)化工单元DCS控制系统。
让学生熟悉化工单元操作的DCS控制系统流程、操作,感知化工生产过程中个体与整体、局部和全局间的关系,建立工程概念。
(4)化工单元理论课2。
本单元总结性教学,重点是对过程操作、过程原理的理解,同时让学生学会如何分析化工生产中出现的问题,达到初步解决问题的目的。
5.编写一体化教材。
依据教学大纲及技能鉴定标准,按科学性、合理性、实用性、针对性、适时性、有效性原则编写一体化教材是实施一体化教学的基础。因此,可参照有关的专业资料,有必要把原有化工原理课程编写成一体化教材。
6.培养“双师型”师资。
即使有了再完善的计划、再完美的教材,如果仍然采用理论教师讲理论,实习、实验教师指导实习、实验的教学模式,一体化教学就如同空谈,所以建设一支既能胜任理论教学,又能指导实习、实验操作的“双师型”教师队伍是实施一体化教学的关键。
推行一体化教学,是一个循序渐进的过程。这主要是因为“双师型”教师的培养需要一个过程。“双师型”教师要承担实习、实验指导教学任务,除了按教学计划给学生讲解、演示、巡回指导外,还要随时解答学生提出的各种问题,这就要求“双师型”教师的知识面要宽。因为凡是学生学过的专业理论知识都要回到实习、实验中去应用,在实习、实验中碰到的问题,都要由实习、实验指导教师去解答和处理,所以中职学校应重视“双师型”教师的培训,特别要加强继续教育,使他们能够及时地学习和掌握新技术、新工艺、新设备、新材料等前沿性的理论知识和操作技能,以适应科技进步对教学工作的要求。
7.建设一体化教学实训中心。
要实施一体化教学,就必须具有既能满足理论教学又能满足实习、实验教学的一体化实训场所,所以一体化教学实训中心是实施一体化教学的根本保障。
为保障化工原理一体化课程的顺利开展,在以上的7点设想中,又以第7点最为关键。各类教学的场所、实训仪器和设备等,不仅要齐全,而且还要配套化工原理课程一体化教学,因受实验装置套数所限,每班以25~30位学生为宜,如学生人数过多,指导老师难以顾及,也就失去了一体化教学的真正目的和作用。
(作者单位:广东省石油化工职业技术学校)
参考文献:
[1]冷士良.化工单元过程及操作[M].北京:化学工业出版社,2002.
[2]赵刚.化工仿真实训指导(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2008.
化工原理 第7篇
1增强工程观点,从解决工程问题的角度开展类比及逻辑简化学习
化工原理的主要内容以化工生产中的物理加工过程为背景,研究若干 “化工单元操作” ( 流体流动、流体输送机械、 非均相物系分离、固体流态化、传热、蒸发、蒸馏、吸收、蒸馏和吸收塔设备、萃取、干燥等) 的基本原理、单元操作的典型设备构造、设备操作特性、过程和设备的设计与计算、设备的选择与改造、研究问题的方法等。所有化工生产过程都是十分复杂的,在研究各个单元操作或化工过程时,要学会抓关键问题,把握过程实质,暂时忽略一些次要因素,把复杂的工程问题进行恰当的简化处理,以便于对实际过程进行数学描述。要特别强调对于重要方程的推导,搞清楚为什么简化、 如何简化以及简化处理所引入的误差。如我们学习化工原理这门课程必然要面临,如何记住如此繁多的单元操作公式问题? 实际上对于公式的记忆有很多技巧,可以对其进行类比及逻辑简化来增强记忆。如化工原理蒸馏部分,我们只要在掌握好相平衡方程的基础上,把握住精馏段方程、提馏段方程及q线方程的基本含义,就能灵活方便的通过计算得到精馏操作过程中产品的流量和组成、理论板层数、塔高和塔径等尺寸结构; 此方法也可以应用于吸收的计算当中,如围绕菲克定律:
为基础,呈现不同形态的速率方程式,诸如气膜吸收速率方程式、液膜吸收速率方程式和总吸收速率方程式等,他们也只是推动力涉及的范围不同而导致的表示方法不同。同样,在化工原理章节与章节之间也存在着极强的规律和联系, 学习中应抓住牛顿黏性定律、傅里叶导热定律和菲克扩散定律这些规律主线来灵活应用。例如,流体的传动、传热和传质三种传递过程中,都采用相同因次分析方法来研究分子的传递和涡流扩散规律。对于分子传递,大都采用解析方法; 而涡流扩散则采用量纲分析实验方法,而且传热与传质得到相应的准数和相似的关联式。通过以上的类比及逻辑分析, 就可以将化工原理单元操作公式系统化,以达到让学生更好理解与记忆的目的[4]。
2注重理论联系实际,提高知识记忆的效果以及学习的时效性
化工单元操作是化工生产实践的总结和升华,化工原理学习过程中,要注意联系生产、科研中遇到的成功或失败的案例,加深对基本理论的理解,并灵活应用所学知识,分析和处理工程问题,将具体的生产实例和化工原理各单元操作结合起来学习。如国内石油化工厂生产乙二醇普遍采用环氧乙烷水合加压工艺,存在装置复杂、工艺长、能耗高,污染大等问题, 后来该厂对设备进行改造升级,通过间接蒸汽加热代替原来的直接蒸汽加热,不但单位能耗大为降低,降低了生产成本,提高了企业效益,而且还减少了废水的排放,提高了环境效益。 在讲到流体流动伯努利方程时,可联系我们身边的实际案列分析: 如我们给一些果树林木打药用到的喷雾器,为什么液体从其中出来会呈现雾状? 首先有伯努利方程可知: 在同一流体里,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,流体从高压区流向低压区; 其次,流体在流经三叉管时,低速流动的水会自动流向高速流动的空气,水就会被高速空气撕成一小滴一小滴,从喷嘴出来后就形成了雾状[5]。这些内容的拓展,既能够给学生传授新的知识点,又在潜移默化中树立了理论联系实际的观点。同时,学习中也注意联系日常生活常见的生动、直观的流体流动、传热及传质的实例,如工业和家用的循环水、发电机或空调用的冷却水等,为了到达节约用水的目的,都要经过冷却水系统之后循环使用。通过仔细观察和研究这些实例, 来帮助提高学习的时效,同时还能增强记忆、加深理解,提高分析解决问题的能力。
3注重学科的发展趋势,加强与其他专业课之间的联系
随着新产品或者工艺的开发以及可实现持续发展的绿色化工生产的兴起,对化工生产的过程提出了新的、更高的要求, 陆续开发出新的单元操作或化工技术,如膜分离、分子蒸馏、 双水相萃取、超临界技术等。同时,以节约能耗、提高效率和清洁生产为特点的集成化工艺 ( 如反应精馏、反应膜分离、多塔精馏系统的优化热集成等) 将是未来的发展趋势。教学过程中,适当涉猎化工生产的最新科技成果及进展,以启迪思维, 增强创新意识就显得尤为重要。例如,我们在讲授化工原理传热章节的时候,可以有意识的与我们的制浆造纸专业课程进行有机结合,传热原理及设备在造纸生产中的蒸煮工序、纸浆漂白工序、抄纸干燥部及黑液蒸发中应用较多,相应的造纸工厂用到的一些辅助的水泵、浆泵等都属于我们化工原理中离心泵的应用范畴; 另外造纸厂的备料、浆纸的净化和筛选用到的锥形除渣器又属于离心分离的合理应用; 现代造纸生产设备中的靴式压榨脱水技术属于化工分离中的动态分离新技术。林产化工专业中相关或者相近学科知识重点的融合,有利于学生把所学的理论知识和实际的操作技能的结合起来,使学生更加清晰地认识到本专业的发展趋势和前景,激发学生的创新思维和灵感,使得学生能更积极和主动的学习,从而提高学生专业素质,为将来的考研深造或者就业打下坚实的基础。为了迎合以系统化和集约化为基本特征的现代科技的发展,我们的高等教育必须把课程体系的整合优化和课程内容的更新、 交叉与培养复合型创新人才的目标结合起来。类似西北农林科技大学这样的农林类高校教育要培养出新世纪的优秀人才, 就应该主动拓宽我们的专业知识面,不断加强与其他理、工等学科的渗透与融合; 同时也要根据林产化工专业知识的不断更新和发展,在化工原理课程的建设中不断调整课程教学的大纲和内容[1]。
4以多元化的教学方式,调动学生学习化工原理课程的积极性
高等学校化工原理课程是一门抽象性和工程实践性并举的专业基础课。所以传统的 “填鸭式”教学方式已经不能适应当代学生的学习需求,应大力倡导老师建立启发式的教学方法, 引导学生转变学习思维 - - 能主动学习并感受课程学习的乐趣。例如,在讲授流体静力学基本方程式的应用时,可引导学生: 化工生产中,为了防止事故的发生,为什么常常使用液封装置或者水封装置来保证设备的安全? 当讲解导热时,浅色衣服与深色衣服在阳光下晾晒哪个更热? 同学们去热水房打开水,为什么热水瓶不能装满,要留有一定空间? 通过这样的互动式教学提问,学生的思维就会逐渐活跃起来,在开始踊跃回答问题的同时还能表现出较强的求知欲望,然后我们进一步引导学生通过化工原理课程的理论学习,来科学的解答上述实际问题。这样学生就会感到生活中处处有我们课本上学到的知识,原来我们的生活也可以这样与化工原理紧密的联系起来, 学习化工原理是有用的……,这样就能极大的激发学生的学习兴趣。在前面论述中,我们讲到了化工原理的各单元操作计算公式多,虽然有归纳、综合、对比及逻辑简化等学习方法帮助记忆,但学生有时仍会感觉记忆量大和理解困难,这样的学习仍然枯燥无味,并渐渐失去学习的兴趣。这时,我们可以通过采取师生互动或者课堂互动的方式对一些例题或习题进行练习解答。譬如,请学生对一些典型习题进行课堂讲解,让其他学生进行点评,最后教师总结。通过这样互动式的教学,取得了良好的教学效果[6]。在具体的教学实践中,首先,可充分利用网络资源丰富和多样化的特点,通过制作一些多媒体课件进行教学,把一些晦涩抽象的原理或者流程以生动的Flash动画或者视频等形式展示给学生,就可以吸引学生的注意力,提高课堂教学的效果和质量; 其次,利用 “网络教学”模式,使学生从一个讯息的被动接受者转变成一个能主动参与到教学当中的主体,既增加了学生学习的兴趣,又丰富了教学的内容,提高了课堂教学的效果。比如可以引导学生从慕课课程 ( https: / / www. coursera. org / ) 、 美海川化 工论坛 ( http: / / bbs. hcbbs. com / ) 和华东理工大学化工原理精品课程 ( http: / / jxjy. ecust. edu. cn / jpkc / adult / index. htm) 等专业的学术网站主动收集相关的资讯信息。另外,在条件允许的情况下,西北农林科技大学与学校周边的一些化工企业加强协作,建立稳固的实习基地,安排学生去相关的化工企业参观实习,了解工厂产品的生产流程和生产设备。以上多元化教学方式的开展,一方面拓宽了学生的视野,另一方面激发了学生的兴趣,达到了让学生学以致用的目的。
5结语
创新中职学校化工原理教学初探 第8篇
关键词：中职学校,化工原理,教学初探
0 引言
随着中职院校的不断发展, 对化工原理的教学要求也越来越高, 传统的教学方式和方法已经无法实现学校对学生的培养目标。因此, 创新中职学校化工原理的教学模式已经成为了一项刻不容缓的工作。教师必须针对中职学校的教学模式和培养目标, 结合化学原理的课程特点, 对教学方法和模式进行不断创新, 以此来进一步提高化工原理的教学质量, 提高教学效果, 培养化工优秀人才。
1 教学内容进行改革和创新
确保教学内容的科学性和合理性是提高教学质量的关键所在, 就目前我国化工原理课程的内容设置来看, 有一部分课程内容的设置是可有可无的, 不仅对课程目标的实现起不到任何作用, 而且还占据了教材的空间。为此, 对教学内容的创新和改革, 教师可以从以下两个方面着手:
1.1 适当精减原有的教学内容
目前, 化工原理课程的教学理论已经形成了一个较为完整的体系, 无论是对教学目标的实现, 还是学生能力的培养都起到了不容忽视的作用。但是, 这些教学理论仅仅适用于注重知识的系统性和全面性的普通高等教育, 而对于注重实用性的中职院校来说, 这样的教学理论却缺乏科学性和可行性。因此, 就必须在原有内容的基础上对教学计划和课程内容进行调整, 从掌握基本概念、强化实际应用的根本出发, 对原有内容中一些不必要的理论推导和应用性不强的内容进行精减, 使课程内容适合中职教学的培养目标。比如说, 流体动力学的伯努力方程的推导过程、传热中的辐射基本定律和传质中相平衡和溶解度的基本关系等。
1.2 在原有知识的基础上, 不断引入新知识
随着我国社会发展脚步的不断加快, 对化工工程师的要求也越来也高, 不仅需要其具备扎实的专业基础知识, 较强的实践能力, 而且还需要工程师对先进科学技术的发展情况进行熟悉和掌握。因此, 在原有知识的基础上, 不断引入新知识是不容忽视的。比如说, 化工原理中涉及到的分离方法, 较为先进的一种就是近20年才发展起来的膜分离方法, 这种分离方法凭借着自身超强的适用性, 在社会各个领域的发展中都有广泛应用。此外, 目前市场上还研发了许多应用与化工生产中的新技术, 由此可见, 在化工原理教学内容中增加部分新内容, 介绍新技术、新设备, 使教学内容与时俱进, 紧跟时代是十分有必要的。
2 教学手段和方法的改革与创新
2.1 改革教学手段, 提高教学质量
从化工原理教学的特点我们能够看出, 该学科是一门实践性很强的学科, 不仅涉及许多大型化工设备结构, 而且还涉及了很多操作原理流程和工程计算。随着社会发展对化工生产要求的不断提高, 对化工设备结构的科学性和工程计算的准确性也要求的越来越高。因此, 传统的教科书加黑板的教学模式不仅给教师的教学带来的困难, 而且学生也很难对所学内容进行深入理解。因此, 必须对教学手段进行改革和创新, 随着我国计算机技术的不断发展, 教师可以利用多媒体教学将比较抽象的内容以幻灯片的形式展示给学生, 使教学内容更直观、更生动, 降低了学习难度, 学生比较容易掌握。比如说某些工艺的具体流程, 操作原理以及设备的结构等。
2.2 创新教学方法, 培养学生工程意识
由于化工原理是一门以实际工程问题为研究对象的工程学科, 因此, 培养学生的工程意识是非常重要的。如果教师采用的教学方法不科学, 那么就很容易导致学生重理论、轻实践的现象。为了能够充分的培养学生分析问题和解决问题的能力, 教师应该摒弃传统的“我说你听”的教学方法, 大胆借鉴国外的先进教学理念, 尽可能将启发式、探索式和讨论式教学充分应用到化学原理教学中。在实际教学的时候, 引导学生对某一问题进行探索和讨论, 并将所学知识与实际生活紧密联系在一起, 比如说, 在对精馏塔回流比选择进行讲解的时候, 教师可以将“回流比R在什么范围内合适”作为题目来让学生讨论, 在学生讨论的时候, 教师要给予必要的引导, 从而使学生更快更好的掌握所学知识。
2.3 采取加分的办法, 提高学生学习的积极性
按照学生课堂表现给学生加分的方法进行教学, 不仅能够提高学习的积极性, 而且还能够使化工原理课堂教学取到良好的效果。加分的形式可以以学生课堂上回答的问题为主, 教师要按照题目的难度以及学生回答的正确程度来给予加分, 回答对了就加分, 如果提出的问题比较难, 而学生的回答又完全正确的话, 可以给学生加双倍的分数。每隔一段时间, 教师对每个学生所得的分数进行汇总排名, 对分数较少的同学给予鼓励, 提醒分数高的同学再接再厉。虽然这种方法能够调动学生参与的积极性, 但是这种方法只可以作为教学的辅助手段, 不能够完全依赖这种方法进行教学。
2.4 采用竞赛的方法, 提高学生学习的主动性
竞赛方法是在加分方法基础上引申出来的一种教学方法, 教师可以通过分组的方式将学生分为几个小组, 找各自的对手、发言比赛的方式, 不断促使学生相互之间帮助、协作以及竞争, 从而让所有学生都能够积极参与到课堂教学中。采用竞赛的方法进行教学, 教师在讲课之前, 要充分考虑课堂中的所有环节, 针对本次所讲内容中的难点, 有针对性的制定教学措施, 使学生能够对知识难点逐一克服。但是需要注意的是, 不要将难点直接抛给学生, 这样学生很难将其消化, 而是要将问题适当简化、分解之后再交给学生, 然后通过循序渐进的方法, 将问题的难度逐渐增加。
3 突出实践教学, 提高学生实际操作能力
3.1 加强实习教学, 提高学生实际操作技能
培养具有综合实践能力的应用型人才是中等学校的一项重要教学目标。因此, 在进行化工原理教学的时候, 一定要注重培养学生的实际操作能力。侧重理论在生产中的应用, 以今后会用、会变通、会分析解决化工生产技术中的实际问题为目的来开展教学活动。为了确保该目标的顺利实现, 可以充分利用学生进厂实习的机会进行实习教学, 使学生能够将所学原理和知识与生产实际充分结合, 增强学生的实际操作能力。
3.2 进行仿真实训, 提高学生解决问题的能力
提高学生解决问题的能力对促进学生的综合发展具有重要意义, 目前, 最有效的方法就是进行仿真实训。在实际教学过程中, 教师可以利用多媒体仿真控制技术, 进行化工单元操作仿真实训, 让学生在一个特定的环境中, 通过动手操作来加深对所学内容的理解和掌握, 熟练各个单元过程的实际技能, 以此来培养学生分析问题和解决问题的能力, 为学生今后的发展打下良好的基础。
4 结语
综上所述, 随着中职学校对化工原理课程改革重视程度的不断提高, 教师所面临的挑战也越来越大。为了能够充分完成化工原理课程的创新和改革任务, 教师就必须对目前中职学校化工原理教学过程中出现的几点问题进行全面系统的分析, 并根据课程的实际教学目标, 对教学内容和教学方式进行不断创新, 以此来提高化工原理的教学质量。
参考文献
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《化工原理》课程改革创新探索 第9篇
一, 讲求整体化教学, 但难以满足不同学生群体的多元化需求, 学习实践过程中不利于充分发挥学生的学习主体性。因此, 要树立扬长教育观, 以能力培养为导向, 建立一个在内容、形式、方式等方面具有多元化特征的实践教学课程体系。
1.遵循教育教学规律。从培养学生基本技能、专业技能、综合应用能力、业务素质、创新创业能力等层面, 建立循序渐进的课程体系, 实现人文素质教育、工程教育、科学教育有机结合, 并做到实践与创新训练四年不断线。
2.建立多模块课程群。将社会发展对人才的需求标准与学生个体全面发展相结合, 为具有不同学习需求的学生群体提供合理的多模块的实践课程平台, 为人才培养模式多样化教学改革和实施个性化教育提供良好的保障。
3.实现课内外教学相结合。将传统的第一课堂如校内实验室、实习基地的实践教学, 延伸到课外、校外及社会实际工作与活动中, 做到一、二、三课堂相结合、选修与必修相结合、计划内与计划外相结合。加大实践课程平台的开放力度, 进一步丰富实践教学内容、拓展实践教学空间。从激发学生的学习兴趣、发挥学生的学习特长出发, 在实践课程选择、项目选择、时间、场所等方面, 为学生创造更多的选择条件和自主空间, 充分调动和激发学生的学习积极性、主动性。
三、强化以真实情境体验为特征的实践教学方法体系
进一步强化实践教学过程中的真实情境体验, 重视和强调学生对所学知识的运用、反思、批判能力培养, 是实践教学方法体系创新的重要内容。
1. 努力创建自然真实的情境体验。
脱离生产、科研、社会工作等实际的教学, 无法培养出敢于面对困难、迎接挑战、勇于创新的高素质、应用型人才。实践教学组织者要进一步加强理论教学与实践教学的有机结合, 积极开发和利用各类社会有效资源, 通过实习实训、情境模拟、校企合作、社会服务等方式, 拓宽学生参与科研、生产及社会工作的渠道和机会, 在真实或仿真的自然场景中, 实现“做中学、学中做”。
2. 在教学过程中引入真实问题, 开展项目式、批判性教学。
创新意识、创新能力是高级应用型人才重要的能力特征。创新来源于问题, 来源于对现存模式的质疑、批判、改进。教师要在实践教学过程中精心设计并引入合适的实际问题或项目, 吸引学生的关注, 调动学生的兴趣, 并使学生产生深度思考、分析和解决问题的热情。在互相讨论、质艺、高分子化工、精细化工、工业分析、电化学工程和工业催化等。作为一门基础专业课, 《化工原理》是学校开设的
疑、争辩、设计、加工、制作等一系列环节中, 允许学生犯错, 并通过鼓励、引导和帮助学生, 逐渐形成一个学生可以不断尝试、失败、接受反馈、敢于再尝试的实践教学情境, 从而创造良好的创新实践学习氛围。
3. 实施灵活多样的教学组织形式。
随着学生规模的不断增加, 以及校内外实践教学基地接纳学生能力、范围、规模、师资等方面的变化, 使得原有的、单一的实践教学组织形式已很适应实践教学的改革与发展。因此, 实践教学组织者要根据教学条件的变化, 探索并实践多种形式的实践教学组织形式, 做到集中式与分散式教学相结合、调研式与顶岗式实践教学相结合、校内与校外实习实践相结合等, 在课程时间、实践场所、实践内容等方面根据实际情况灵活实施, 规范管理。
四、建立以能力发展为核心的实践教学效果考核体系
教学组织者应尽量从学生的特长、能力、潜力等不同角度对学生学习实践效果进行全方位的准确评价, 使每一个具有不同特质的学生都能得到较为客观的、积极的考核结果, 能够有效激发学生参与实践与创新的内在动机。
1. 改革传统单一的应试型考核模式。
减少或淡化对学生学习实践过程中固定的程序化和操作层面上的考核, 转以从学生的思维、创意、方法和效果多方面进行综合评价, 在考核内容、标准、方式等方面, 注重学生的提高与改进评价。
2. 改进单一的成绩分布模式。
要充分考虑到每个学生的优势和特长, 从多个角度进行综合评价, 让每位学生在不同的角度能得到应有的认可和客观、真实的评价。让成绩评定在学生学习的过程中发挥持续激励作用, 而不是一次性的一锤定音式考核。
3. 适当引入学生自我评价机制。
适当组织学生参与对自身学习实践效果的评价, 可以体现对学生的充分信任, 赋予学生对自己学习活动更多的自我掌控权力, 增强学生的学习主体性, 激发学生的自主学习、实践和创新的内在潜力, 并形成良好的自我反思、积极改进、勇于实践与创新的行为习惯。
参考文献:
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[2]肯·贝恩 (Ken Bain) .如何成为卓越的大学老师[M].北京:北京大学出版社, 2007.
[3]罗玲玲.大学生创造力开发[M].北京:科学出版社, 2007.
作者简介:刘海峰 (1972-) , 男, 吉林长春人, 硕士, 副研究员, 长春工业大学, 主要从事高校实践教学与管理。核心课程, 为了更好地发展这门课程, 在教学方法和教学手段上要相对做出调整。
一、兴趣是激发学生学习的源泉
兴趣是人类在需求的基础上, 逐渐的在日常活动中发生、发展的。人类需求的对象往往是兴趣对象, 由于人们对不同事物产生的需要不尽相同, 所以能够培养多样的兴趣对象。正如瑞士心理学家皮亚杰所指出的:“兴趣, 实际上就是需要的延伸, 它表现出对象与需要之间的关系, 因为我们之所以对于一个对象发生兴趣, 是由于它能满足我们的需要。”[1]兴趣帮助人类认知事物和从事各项活动, 促进人们不断的去探索并发现新事物。兴趣对人类起到一定的推动作用, 如在人的学习生活中, 它指引人类对事物表示关注, 对于感兴趣的, 能够主动的带着愉悦的心情去探究。孔子说:“知之者不如好知者, 好知者不如乐知者。”孔子的这句话说的也就是兴趣对于学习的重要性。所谓学生对学习感兴趣, 也就是说, 学生带着高涨的、激情的情绪从事学习和思考, 对面前展示的真理感到惊奇甚至惊讶;学生在学习过程中能够意识和感觉到自己的智慧和力量, 体验到创造的欢乐, 为人类的智慧而感到骄傲。真正要使学生对学习感兴趣, 真正使你的课堂活跃起来, 就使学生有对知识的渴望和有知识的愿望。[2]《化工原理》原理专业课依据自身的特点, 将操作原理、规律作为核心, 对以后的操作设备在选型以及设计上起到一定的辅助作用。而传统教学模式仍保留着保守灌输式。学生的思维方式仍然是记笔记和强化记忆, 得到的效果可想而知。而理论联系实际可以充分调动学生学习的热情与兴趣, 加深印象, 极大地提高了学习的质量。
二、加强理论课与实验课的有机衔接, 使学生充分消化吸收理论知识
《化工原理》实验是与理论课同步进行的实践教学环节, 是《化工原理》教学的一个重要环节。作为一门独立的基础课, 《化工原理》实验在《化工原理》课程教学中举足轻重, 对加深和巩固课堂教学的基本内容, 培养学生的实践能力、创新能力具有很大的作用。实验室设备的提高也能培养学生实验创新的能力。但目前《化工原理》在实验教学方法、测试手段和技术上仍有许多问题。由于采用两套师资队伍, 学生层次不同, 理论课教材不同, 难免使理论课与实验课脱钩, [3]实验教师要认真组织好实验教学, 实验课采取课前预习、写出预习报告、现场抽题笔试和口试相结合、实验操作、编写实验报告、期末书面考试的教学方式。在理论授课中, 与实验相关的章节, 教师有意识的讲解所要验证的理论, 使理论和实践相结合, 这样便达到了理论与实践的统一。
三、改进教学方法与手段, 提高教学效率
传统的黑板加粉笔的教学模式, 教学方式呆板、抽象, 不仅使学生觉得枯燥无味, 不能理解教师所讲授的内容, 而且也不能带动教师的教授热情。化学工程课程的实践性比较强, 传统教学模式不能取得理想效果。教师难讲, 学生难学, 因此, 教学手段的改革应是教学改革的重点。[4]
1.多媒体教学。实践证明, 由于多媒体教学能够把抽象的概念或过程形象地展示, 将设备结构、操作原理、工艺流程中物料的流动情况等动态地展现, 使原本难讲难学的教学内容更直观、生动、形象, 降低了教学难度, 学习效果显著提高。
2.教学模型与实物教学。要收集一些化工单元操作设备的实物, 购买相关教学模型供课堂教学及学生在实验室参观使用, 增强学生的直观感受。
3.课堂时间增加讨论课。在实践中我们认识到, 讨论是重要的教学环节之一, 是课堂教学的必要补充, 为学生相互学习和提高能力提供了机会。为此, 我们将10%的教学课时安排为讨论课。将理论课程和课程研究项目教学过程存在的相关技术问题和理论问题溶于讨论, 以学生讨论为教学形式, 深入研究探讨各个阶段所涉及到的知识点, 提高学生综合运用本专业知识, 分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力。由于学生是主动投入, 思维没有受到任何禁锢, 他们更容易全身心地投入到其中, 其活动效能明显高于传统模式下的课堂教学。课堂上那种平淡而沉闷的气氛一扫而空, 学生能很快进入角色。[5]教师要充分发挥指导作用, 始终把注意力集中在启发引导学生上, 保证讨论不偏离方向, 适时地点出结论, 做好总结。
四、建立仿真实验实践教学模式
仿真技术是计算机编程软件与现代化过程控制相结合的产物, 应用多媒体技术对化工操作系统进行有效的模拟, 使人们可以脱离现场及实际生产的限制, 就能进行仿真的化工操作, 有效地避免了实际操作的危险性, 提高了操作水平。将仿真实训引入教学中, 可大大提高学生对化工操作的感性认识, 缩短了下厂适应期, 学生通过所学的知识来判断和纠正错误, 掌握正确的操作方法, 增强了学生判断问题和解决问题的能力, 并且增加了教学效果, 该系统已在实践教学中占有十分重要的地位。化工仿真教学系统的出现将传统的理论课、实验课教学与化工仿真教学有机的结合起来, 丰富了《化工原理》课程的教学手段, 在实际应用中, 化工传统教学与化工仿真教学优势互补, 更加提高了教学效果。
五、完成课程设计
课程设计是《化工原理》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节, 是理论联系实际的桥梁, 是使学生体察工程问题复杂性的初次尝试。课程设计就是对于课程的各个方面作出规划和安排。课程设计是培养学生综合运用所学知识, 发现、分析、提出和解决实际问题, 锻炼实践能力的重要环节, 通过课程设计, 要求学生了解工程设计的基本内容, 掌握化工设计的主要程序和方法, 培养学生分析和解决工程实际问题的能力。是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过《化工原理》课程设计, 要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识, 进行融会贯通的独立思考, 在规定的时间内完成指定的化工设计任务, 从而得到化工工程设计的初步训练。同时, 通过课程设计, 还可以使学生树立正确的设计思想, 培养实事求是、严肃认真的工作作风。[6]归纳起来, 可以培养学生以下几个方面的能力:洞察力、抽象能力、创新能力、使用计算机的能力、撰写论文的能力、相互交流与协作的能力。
《化工原理》是所有化工类及相关专业人才必须掌握的一门课程, 如何通过该课程的学习以培养学生的思维能力、自学能力、理解能力和创造能力, 增强学生的工程意识, 在国家提出的质量工程改革与实践中对化工专业及相近专业显得尤为重要。以《化工原理》课程的教学现状来看, 它不仅要科学安排课程结构, 还要考虑到课程目标、课程实施、课程评价等一系列外部环节之间的联系, 但课程改革不是一蹴而就的, 它是动态的、持续的、永恒的。我们应立足现在的条件, 不断探索, 不断实践, 争取实现我校《化工原理》教学改革新的突破, 为培养21世纪工程人才提供更好的平台。
摘要：作为化工及其相近专业所必修的一门专业基础课, 《化工原理》是将整个化工生产过程分为若干个典型的单元来加以研究, 是基础理论与专业技术相结合的课程。为适应当今社会对化工人才的需求, 《化工原理》教学应进行必要的改革。
关键词：《化工原理》,必要性,教学改革
参考文献
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化工原理实践教学的探索 第10篇
一、实践教学的必要性
目前, 化工原理教学是把重点放在化学工程的过程中的动量传递、热量传递和质量传递, 也就是通常所说的“三传”上, 在授课过程中, 针对每一个基本单元操作, 教师都会进行详细的公式推导和抽象计算, 仅就化工原理课程具有极强应用性的特点而言, 学生根本无法体验。而且由于所用教材中选用的事例过程一般都比较陈旧, 不能全面地反映现代科学发展现状, 学生知识面的扩展在很大程度上受到了限制;且理论课所占比重较大, 实验课学时较少, 实践课更是可有可无, 进而导致了目前化工原理的教学面临着这样一种现状, 即理论教学与生产实际严重脱节, 学生在解题方面能力很强, 而对于分析并解决生产过程中的实际问题能力却是相当匮乏的。化工原理的授课内容几乎涵盖了化工生产装置中所有的单元操作, 而若干个单元操作和某一化学反应单元就构成了一个化工生产装置。例如, 在造纸工业中所涉及的离心泵的安装, 离心分离、过滤和传热等相关的理论都是化工原理课程中所学习的基本单元操作中涉及到知识。而单单靠理论教学中所学习到的传热、精馏等相关知识去解决工程实际问题是远远不够的。随着社会的不断发展, 生产企业对高校所培养的化工相关专业人才的要求逐年提高, 对化工原理课程的教学做适当的调整, 以适应当今社会的需求就显得尤为重要。因此, 在教学中加强实践性教学环节、实验和课程设计, 不仅可以增强学生对课堂教学内容的理解, 巩固所学的理论知识, 而且能够培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力, 对提高学生综合素质与创新能力有着重要的作用。
二、实践教学的改革
1. 重视计算机在化工原理设计中的应用。
计算机在化工原理课程设计中的应用主要体现在以下两个方面:首先是设计过程中所涉及到的工艺计算, 由于工艺计算中往往会用到比较复杂的经验公式, 这些公式用手工计算不仅存在费事费力、计算结果的准确性不高的缺点, 而且教师检查学生的计算结果是否正确也很困难。因此, 我们教研组制作了课程设计中涉及工艺计算的相关课件, 教给学生自学, 学生通过学习可以在工艺计算中节省大量时间, 降低劳动强度, 也便于教师检查学生计算结果的正确;其次是Auto CAD绘图, 鉴于Auto CAD功能的强大, 计算机的逐渐普及和学生计算机水平逐年的提高, 我们在第一堂课时就要求学生在课余时间学习如何利Auto CAD进行绘图, 并安排相应的时间进行答疑, 为后续的课程设计顺利进行奠定基础。
2. 加强实验教学力度, 努力提高实验教学质量。
针对理论课教学, 我们实验课设置了离心泵特性、传热综合、流体流动阻力及精馏等相关实验, 实验理论课是由教师在实验前先将学生分好组, 并给每个组分配相应的实验内容 (各组所做的实验内容不相同) , 要求每组学生把实验的基本原理、流程、注意事项等内容做成PPT。实验理论课时, 首先每个小组的组长讲解本组的实验内容, 而后同组其他成员做补充, 最后由教师对学生在讲解过程中出现的问题做解析。教师在解析时主要精讲实验中遇到涉及到的常用设备的使用方法, 实验过程中常见事故的处理方法, 着重强调学生在做实验所需遵守实验操作规程、注意事项及如何调试设备等。在精讲过程中, 我们会设计一些问题来提问学生, 学生也会意识到相应教学内容的重点、难点是什么。这种教学模式不仅能够督促并检查学生实验理论的预习情况, 而且学生在独立思考问题和解决问题的能力等方面也得到了锻炼。
我们会在实验开课的前一周安排时间开放实验室, 教师只做适当的指导, 主要由学生根据实验内容准备实验所需的材料, 并调试实验所用的仪器。实验过程中时, 每个组员各负其责, 教师会提醒学生注意实验的分工合作, 培养协调一致、互帮互助的团队精神。这种教学方法可以使学生在预习过程中积极主动地去了解实验流程及相关仪器设备, 并掌握其使用方法, 学生也会主动去思考实验测定参数的由来、实验过程中的注意事项, 预期的实验结果等。学生由被动地去重复实验转变为主动思考如何去设计实验方案, 学生的自主学习的能动性被调动起来, 学习兴趣提高了, 实验效果得到了明显的改善, 教学质量有了大幅度的提高。
3. 完善化工原理课程设计的实践教学环节。
化工原理课程设计是化工原理课程教学中考察学生对所学知识综合运用的重要环节, 该过程要求学生有较强的综合性和实践性能力, 也有助于学生对所学理论知识的理解, 对于培养学生综合分析问题和解决的问题能力并树立正确的工程意识起到重要的作用。化工原理课程设计是在教师讲学完化工原理基本理论, 完成化工原理实验基本后, 学生利用所学基础知识, 自主设计一个实际生产过程中的单元设备。化工原理课程设计目的就是在于培养学生综合运用化工原理及相关课程的基本知识, 加强学生查阅资料、数据处理能力、提高学生在化工制图的水平, 以及如何以简洁的文字和图表表达设计结果的能力, 让学生受到一次化工单元操作设备工艺设计的基本训练。为此, 我们组织学生去实习基地参观学习, 其中包括光宇集团铅酸蓄电池的生产工艺流程, 黑龙江省农科院园艺分院小浆果加工生产工艺流程, 黑龙江天龙药业有限公司片剂生产车间等。在参观之前提前告知学生参观的内容, 布置好设计的题目, 分好组, 目的是让学生带着任务去参观学习, 参观后各组抽签来确定相应的作业。根据学生的整体表现给出最终的成绩。具体做法如下。
(1) 准备充分, 确保课程设计的顺利进行。 (1) 首先给学生指派课程设计相关的题目, 鉴于化工原理课程设计所要解决的是企业在实际生产过程中所遇到的问题, 具有极强的实战意义。因此, 我们教研组是在综合考虑了以下几个问题后确定了选题的标准:首先, 由于每个企业所生产的产品是千差万别的, 各产品相应的生产流程和所用设备也是各具特色, 所以给学生布置的题目就应具有共性的题目而非具有个性的题目;其次, 目前企业普遍缺乏工程技术人员, 所以企业在招聘时所需求的专业技术人员是复合型的人才, 也就是既要懂工艺, 又要懂设备, 还得会操作的技术人员。如果我们的毕业生知识面窄, 要么懂工艺不懂设备, 要么懂设备不懂工艺, 无法适应企业的需求。因此, 我们在进行课程设计时要求学生既进行工艺设计, 又进行设备设计, 并提交设计报告和设计图纸;此外, 在题目的难易上也是仔细考量, 如果题目太深, 内容过多, 会造成学生学习压力过大, 负担过重, 难以在规定时间内完成任务, 也就达不到课程设计的目的;反之, 如果题目过于简单, 内容过少, 会造成与培养工程素养和实践动手能力的要求不相符。因此, 题目的选择主要从适合学生能力培养要求方面作为出发点, 并与实际相结合。我们选题的原则是:难度适中, 符合学生实际知识水平, 经过努力能够圆满完成。 (2) 指导教师要做好包括工艺计算、主体设备结构图的绘制和说明书的编制等方面的指导和答疑。工艺计算部分考察的重点在于学生计算公式的正确选取、物性参数的查取和图表的利用能力, 而设备结构图绘制部分考察的重点在于学生化工制图能力的基本训练。
(2) 考核方法的改进。对课程设计成绩的确定, 如果只注重设计说明书, 就会造成学生之间抄袭的现象。为了避免上述情况, 使课程设计取得更好的效果, 我们从课程设计前、中、后三个阶段综合考评, 具体规定如下: (1) 设计前:根据学生查阅资料, 参观过程中的认真程度, 纪律表现等方面给出成绩, 其结果占课程设计终评成绩的10%。 (2) 设计中:从实习基地参观的第二天开始直至结束, 指导教师会根据每个学生的认真程度、独立设计能力、设计进度以及学生在分析问题和解决问题等方面的能力来给出成绩, 这部分是课程设计的重点考察部分, 故占得比重较大, 占到课程设计总成绩的50%。 (3) 设计后:课程设计结束后, 根据设计图纸及计算说明书评定成绩。其结果占课程设计终评成绩的40%。
由于在去实习基地之前已选好题目, 事先也会通知学生评定成绩的标准, 所以绝大多数学生在设计过程中都很积极主动, 而且那些平时学习态度不端正的学生, 也因为感到较大的压力, 端正了学习态度, 很大程度上杜绝了抄袭现象的发生, 学生完成课程设计的质量有了显著的提高。
三、结语
通过对化工原理实践教学的实施, 激发了学生学习的兴趣和积极性, 加深了学生对化工理论知识的理解和掌握, 培养了学生获取知识的能力、总结概括的能力, 发现及解决工程问题的能力, 并且有助于学生养成良好的科学素养。学生由于实践能力的提高, 我校应用化学专业毕业的学生受到了雨润集团、哈药集团等大型企业的欢迎, 就业形式有了明显的好转。
摘要：本文讨论了农业院校化工原理实践教学的实施及其教学效果。通过对化工原理实践教学内容与方法的改革, 培养了学生工程应用能力, 提高了化工基本实验操作技能, 强化了动手能力;促进了该课程实践教学质量的提高。
开放式化工原理实验教学模式 第11篇
一、开放式化工原理实验教学模式概述
时间开放方面。开放式化工原理实验教学模式中，时间开放针对的不仅仅是教学课堂，还包含着课堂之外的时间。也就是说，实验室开放的时间与学校图书馆无异，由此，每个学生都可以在实验室开放时进行试验操作和观察，并没有严格的时间限制和约束。这对于任何类型的学生都很适用。对于那些热爱学习，热衷于工科实验和车间作业实验的学生来说，他们可以根据自己的课程安排来安排自己的实验；而那对于些实验能力欠佳的学生而言，为了保证课前的预习质量和课后知识的巩固，也可以根据自己的时间来安排实验，直至达到自己的理想状态。
内容开放方面。开放式化工原理实验教学模式中，实验内容即实验项目的开放是保障开放式教学的基础。学生的实验能力有强弱，知识吸收速度有快慢，另外，学校学生的专业、兴趣和能力都会有所差别，因而，实验室在实验内容上的开放性正好符合了学生们的需要。教师可以将实验项目进行分组，如：基础性实验、设计性实验、综合性实验等。学生们可以根据自己的实际情况来安排实验，进行实验。这不仅有益于培养学生对于化工原理实验和车间实验操作的兴趣，还有助于学生的个性化发展。我们知道，很多的发明创造及天才般的灵感大多数都来源于自由实验的过程中，大多技术工人车间技术操作的精炼来源平时的努力和积累。因此，实验内容的开放实际上是为学生们提供了一个自由发挥想象力和创新能力的平台，而对于学校来说，它可以借此平台来培养更多多样化、个性化的专业人才。
资源开放方面。开放式化工原理实验教学模式中，资源开放是对开放式实验教学的进一步完善。化工原理实验范围广且过程复杂，对于仪器设备和资料教材方面的要求颇多，因此，先进的实验仪器和全面的资料教材是保证实验进行下去的关键。开放实验资源，不仅有助于构建良好的实验环境，还有助于学生自学能力的提高。
二、开放式化工原理实验教学模式方案的探讨
做好实验相关的准备工作。开放式化工原理实验教学的实验装置为实验顺利进行提供了基础。因此，学生在开放式化工原理实验教学前，就应当对实验装置有一定的了解。了解实验装置，不论是对于授课老师还是学生都有一定的好处。首先，了解实验装置的结构，知晓它的操作方法，可以读取仪表类设备的数值，这有利于学生理解教师讲解的实验过程；再次，对于实验装置的了解可以增强学生参与实验的积极性。
在讲解实验装置时，可以让学生猜想这些仪器设备各自的功用和效能，或者安排学生进行小组讨论，发表对接下来实验的看法，调动学生的积极性，为接下来的实验做好准备。
让学生成为课堂的主导者。学生的求知欲往往会引导他们积极的探索新事物。传统的实验教学课堂上，教师处于主导地位，课程内容由教师策划设计，实验进程由教师决定。由此，学生往往会在实验过程中听任老师的指挥和指导，实验原理、步骤和结果以及注意事项并没有用心的去思考和体会，最终导致他们完成实验的目的只是为了取得一个合格成绩。因此，在开放式实验教学中，教师应当注意区别于传统教学，让学生作为实验课堂的主导者，来掌控实验课堂。
让学生成为课堂的主导者，有利于充分调动学生学习的积极性。而且，每个学生的能力水平不一致，教师对实验课堂的控制并不利于学生对实验过程的理解和思考，学生的自主控制正好解决了这一问题。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第539期2014年第07期-----转载须注名来源如：设备制冷维修技术的课堂上，教师提出“为什么目前的一些化工行业会应用到制冷设备，如何保证这些化工原料的一直处于常态，不发生化学反应？”对此，传统的教学模式是教师指名学生回答，或者是老师直接解释。这并不利于学生想象力和分析解析问题能力的提高。因此，教师只需要引导学生“思考——讨论——综合意见——说明理由”即可，如果学生讲解不全面，教师可以适时来补充。这不仅有利于学生对实验课堂产生兴趣，还有利于培养学生自主思考问题和解决问题的能力。
完善教学方式。传统的化工原理实验教学主要是通过教师讲解，辅助资料不外乎课本和参考资料。开放式化工原理实验教学，可以应用现代技术手段来丰富、完善教学方法避免这一现状。如今信息技术在教育教学中应用普遍，同样，也可以将实验教学与信息技术结合起来。目前较为常用的辅助教学设备主要有：幻灯片、实验录像、CAI、计算机网络。信息技术的应用有助于增强学生对实验的兴趣，同时也能从多方面来加深学生对实验的理解，从而拓宽知识面。
改变传统的评价方式。在化工原理实验教学中，传统的实验课成绩评定标准主要参考目标为学生的实验报告。实际上，学生为了追求高分数，往往会制作虚假的实验报告。究其原因，还是由于传统的评价方法较为关注学生实验报告的整体质量和报告内容的完整性，由此，更改数据或者是编写实验数据成为了学生为获取高分而长用的手段。这种结果的分数并不能呈现学生的学习状态，反映学生的学习能力和操作能力，因此，改变传统的评价方式势在必行。
可以参照学校其他科目成绩的评定方法，对其完善。首先，将实验课的成绩分成平时的出勤率、实验操作能力、实验报告的完整性、笔试测试成绩，小组评定成绩这几大板块；再次，根据每大板块所能真实反映学生综合能力的程度，来分配比例，如：平时的出勤率为15%的计分值。这之中，所要注意的是，学生实验报告数据的真实性，上文提到，学生为了获得高分数，可能会编写数据。这种全新的评分机制就是为了评分公平，因此，为了保障公平，实验报告完整性的比例数值可以稍稍降低；最后，成绩的评定应当脱离全部由教师评定的方式，学生自己也可以参与到分数评定中来。具体操作时，可以由实验小组成员来评定其他成员的成绩，而这个成绩所占的比率可以控制在10%左右。
化工原理实验开放式教学模式在技工院校中应用过程中，其优势明显，不论是对于教师还是学生而言，都具有明显的便利性和辅助功能。因此，解决好化工原理实验开放式教学模式运行实践过程中的问题，便显得尤为重要了。在运行实践过程中，想要做好开放式实验教学，教师们应当注意以下几点：做好实验相关的准备工作、让学生成为课堂的主导者、完善教学方式和改变传统的评价方式，只有这样，才能真正的实现开放式实验教学。
化工原理课程教学设计浅析 第12篇
化工原理课程概念多、公式多、计算多,是学生历来反应难学的课程。如何组织好课堂教学,改变学生处于灌输式的被动地位,激发学生的学习热情,刺激求知欲望,调动互动性,活跃课堂情绪,将知识的传授转变成对知识的自发渴求,进而引导学生进行积极的思维,使学生在求知中得到思维分析方法和处理解决问题能力的训练,引入教学设计尤为重要。
化工原理教学设计是对教学系统的预先分析与规划,是对教什么(课程的内容)和如何教(教学组织、模式选择等)进行设计,将教学诸要素有序、优化地安排,形成教学方案的过程。在化工原理教学中一般具备如下几个步骤:
1 学生学习准备状态的确定
通常采用任务分析的方法对学生的学习准备状态进行了解。所谓任务分析是指在教学前,预先对教学目标中规定的、需要学习的知识和能力的构成成分及其层次关系进行分析,确定学生的原有基础和起始能力。化工原理中的很多工程概念对初学者来说是抽象和突兀的,如果不想办法激发学生的兴趣,深入浅出的引入基本概念,课堂气氛就会较为沉闷,影响学习效果[3]。例如:学生要学习蒸馏操作单元,必须先掌握什么是两组分溶液的气液平衡的概念。蒸馏是气液两相间的传质过程,气液两相达到平衡状态是传质过程的极限。蒸馏操作通常在恒压下进行,两组分气液平衡关系是指当溶液于其上方的气相达到平衡状态时,平衡温度(t)与气、液两相组成(y和x)间的关系。因此,气液平衡关系是分析整流原理和解决蒸馏计算问题的基础之一。其中涉及到的拉乌尔定律pA=p0AxA、道尔顿分压定律
好奇心是一种求知的原动力,人们对事物最初的兴趣都是源于好奇心,积极的创造性思维往往就是人们对某个问题具有追根究底强烈探索兴趣的开始[2]。所以,需要对我们的每节课的开场要设计得引人入胜,扣人心弦。一般而言,在课堂的开始,先在将前次课重点内容作一概括总结和回顾的基础上,从中抽出一引伸的问题,它是上节课知识的延续,又是本节课新知识的开启;它要既具有结论性,又应具有趣味性,要能迅速抓住学生的好奇心和兴趣[3]。
一般而言,分析性前提条件包括学生对学习的注意和情感的投入,以及学习的方法和策略这样,通过生活中的实物类比分析,学生就能形象地理解新的概念。这些条件有助于加速新知识的获得和新能力的形成。
2 教学内容的组织
教学内容是有一定结构和层次的知识体系。尽管教学内容集中体现在教科书上,但教科书的内容会随着时间的推移而发生变化,甚至有时会陈旧过时。需要教师对教学内容进行筛选、组织加工,才能使教材变为或课堂。
第一种为直线式与螺旋式的关系。直线式是指将教学内容组织成一条逐渐上升的直线。螺旋式是指适当重复并逐渐扩大和加深教学内容,使之呈螺旋式上升的形状。直线式虽然能够避免教学内容的不必要重复,但不利于及时反映教学内容的新进展和新成果[4]。螺旋式虽然有利于学生对所学知识理解的逐渐扩大和加深,有利于学生对知识的掌握,但容易造成教学内容的臃肿和不必要的重复。因此,在实际教学过程中,应根据教学内容的需要,灵活选择两种教学组织形式。
化工原理课程的新概念比较多,为帮助学生掌握每节课的所讲的基本概念和原理、方法,并对课程内容有一总体把握,在讲解新内容前对上一节课内容的回顾,以及本节课程结束时对课堂内容的总结就很重要。例如,在讲解精馏时,需要对蒸馏进行回顾。简单蒸馏和平衡蒸馏适用于易分离物系或分离要求不高的场合;精馏适用于难分离物系或对分离要求较高的场合;蒸馏和经理杜根本区别是精馏具有回流,因此将精馏称为具有回流的蒸馏。可见蒸馏和精馏既有共性又有区别。另外,每一单元操作讲解完后,要让学生及时对所学知识进行归纳总结,掌握过程的内在联系。归纳总结可以让学生课下准备,采取讨论课的形式让学生自己讲解来进行讨论,也可以在老师的帮助下学生归纳总结。
第二种为纵向组织与横向组织的关系。纵向组织又称为序列组织,是按照一定的先后顺序排列教学内容。教学内容的组织是从低级学习再到高级学习依次呈现。横向组织是指打破学科的界限和传统的知识体系,将教学内容的有关知识联系起来,进行相互说明、补充和论证。知识实际上是由围绕着关键概念的网络结构所组成的系统,包括原理、条件、实验、命题等,学生所面对的具体问题往往同时与多种概念和原理有关,需要多方面的知识才能解决。例如,关于总传热速率方程Q=KSΔtm是传热基本方程,学生需要熟练掌握该方程式,了解该式中各项的意义、单位和求法,并注意K和S相对应。该式和热量衡算结合可解决大部分传热的计算问题。该式可用来:计算总传热面积;查定总传热系数;确定热负荷或流体可达到的温度等。因此,教学内容的组织必须强调学科之间的交叉,把相互联系的知识整合成一个整体,才能提高学生的综合能力和综合素质。
第三种是渐进分化与综合贯通的教学组织方式。根据美国心理学家奥苏泊尔根据同化学习理论认为,学生的认识结构是有组织和层次的,高层次、包容性强的概念统摄了低层次概念,因此,教师组织教学内容时,应首先呈现每一学科最一般和最概括的观念,然后再呈现较特殊、较具体的观念和细节,已使学生能将下位观念类属于原有的上位观念。这样不仅使新知识获得了意义,而且是学生原有的知识结构“逐渐分化”。所谓“综合贯通”是指教材安排和组织应注意学科中处于同一包容水平的概念和原理异同,清晰地指出他们的联系和区别,从而消除学生认知结构中原有的知识之间的混淆与模糊,达到新的认识。在干燥章节中,出现四个温度的概念,即干球温度、湿球温度、绝热饱和温度及露点。干球温度t(简称温度)是用普通温度计测得的湿空气的真实温度。湿球温度tw是指当大量、快速流动的空气(空气的流速应大于5 m/s)与少量水接触,达到稳定时(动态平衡),湿球温度计所指示的温度。绝热饱和冷却温度tas指空气绝热增湿至饱和时的温度。不饱和空气的湿球温度tw低于干球温度t。同时需要对学生进行知识点之间的对比,找出其区别。湿球温度tw与绝热饱和冷却温度tas的关系:tw:大量空气与少量水接触,空气t、H的不变;tas:大量水与一定量空气接触,空气降温、增湿。而tw属于传热与传质速率均衡的结果,属于动平衡;tas是由热量衡算与物料衡算导出的,属于静平衡。
3 针对化工原理中不同知识类型的教学设计
3.1 陈述性知识的教学设计
陈述性知识教学目标以学生知识的能力为中心,要求学生能够口头或书面解释或叙述所学知识,一次检查他们是否能够有效地保持和提取这些知识。此外,教学设计要注重新旧知识之间的内在逻辑联系,通过讲授、演示、对话、提问、比较等多种教学方法来解释新旧知识之间的异同,展现事情发展的过程,引起学生的观察和思考,通过及时反馈机制诊断或发现学生知识的漏洞和缺陷,进行补救教学,使学生的认识结构中具有适当的旧知识,以便与新知识发生联系,找到新知识的生长点,促进学生认识结构的深化[5]。例如:通过对流体输送章节中的气缚和气蚀知识点的提问,引导寻找学生对两者之间的区别和联系。气缚现象指泵内未充满液体而存在大量的空气,使得叶轮中心形成低压不足以造成吸入液体所需要的压强差,所以启动离心泵也不能输送液体。气蚀现象则是叶轮附近液体的静压强低于货等于输送温度下液体饱和蒸气压,液体在此气化产生气泡。气泡破裂,液体占据其空间,产生极大地局部冲击压力。在这种巨大冲击力的反复作用下,导致泵壳和叶轮被损坏。
3.2 程序性知识的教学设计
程序性知识是关于“怎么办”的操作性知识。根据该知识点的特点,教学设计要注意:
(1)教学目标应以学生应用概念和规则解决问题的能力为中心。
检验这种能力的行为指标不是要求学生知道和再现一些基本的概念和规则,而是向学生提供有意义的问题情境,使学生能够运用所学的概念和规则去识别、运算和操作,解决问题,发现新的意义,获得新的理解,授课内容之间的衔接和授课技巧。课程中各知识点不是孤立的,授课内容的衔接主要是为了使学生能对所讲内容之间建立逻辑关系,形成系统的知识体系,要使学生明白所讲的内容是如何引出的,要解决什么问题,如何解决的;如雷诺实验录像观察雷诺现象,通过实验,综合出影响流动的因素除流体粘度μ外,还有密度ρ、流速u以及管子内径d,并归纳出若将这四个物理量组成duρ/μ的形式,则可用它的数值大小来判断流体流动的类型。
(2)教学设计要注重学生的联系。
学生掌握程序性知识的关键是理解操作的步骤,通过练习达到自动化程序。讲课过程中除了教学方法外,还需要注意和学生的互动,随时观察学生的课堂表现和听课表情,如果发现有较多的学生表情木然就一定要找机会停顿下来,了解学生是否听懂,哪里不懂,及时换个角度去讲解,不能为了完成教学任务而赶进度,学生如果跟不上就会失去兴趣,如果学生本课程学习失去兴趣,教师所做的一切努力效果就会大大折扣。教师要避免给学生不知低质量的练习作业题,这些练习题不能使学生在学学习活动中充分开动脑筋。教师要通过给学生布置理论联系实际,灵活多样的练习题来促使学生转换、综合和应用所学的知识,建构高级的学习。
4 结 论
综上所述,为了使学生能够掌握化工原理的基本原理,学会解决工程问题的思维方法,并掌握处理具体工程问题的方法,教师不仅需要“吃透”课程内容并精心准备教学内容,要讲究授课方法和技巧,合理选择课后习题,认真批改作业,而且还需要注意学生学习兴趣的培养,了解学生的实际知识水平,调动学生的学习积极性,让学生快乐自觉的学习。
参考文献
[1]夏清,陈常贵.化工原理(修订版)[M].天津:天津大学出版社,2005:1-8.
[2]王晓红,唐继国,朱兆友,等.工程能力的培养是《化工原理》课程深化改革的关键[J].高教研究,1998(3):49-50.
[3]刘凤琴,衣守志,张建伟.新教学模式与科研的结合初步实践[J].职业教育研究,2002(3):7-8.
[4]李入林,王琳.应用型本科《化工原理》理论教学改革初探[J].贵州化工,2009,34(4):45.
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