化工原理课程教学改革与实践

[摘 要]本文叙述了化工原理教学过程中各个环节的教学改革与实践经验,说明了各个环节的知识点应与现代生活相结合.并提出,应用举例贴近生活,公式推导由浅入深,问题讨论活泼互动,课后作业不拘格式.

[关 键 词]化工原理教学改革实践现代学生

[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2013）20-0087-02

化工原理是一门多学科相融合的技术基础课,不仅是化工类各专业最重要的必修课,也是各相近专业,如材料、环境、热能、化工机械等专业的必修课程.该课程担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用,是化工类及相近工科专业的重要基础课程,该课程教学水平的高低,对化工类及相近专业的学生业务素质和工程能力的培养起着至关重要的作用.

然而对于初学化工原理课的学生来说,往往觉得学习化工原理枯燥无味、深奥难懂,学了化工原理又不能解释身边的生活常识.很多学生都害怕化工原理,对学好这门课没有信心.

笔者在化工原理的教学中体会到要培养学生学习化工原理的兴趣和信心,在授课中需抓住以下几个环节：应用举例贴近生活,公式推导由浅入深,问题讨论活泼互动,课后作业不拘格式.

一、应用举例贴近生活

现代学生都是出生在改革开放后的年代,所面临的世界是丰富多彩的,是老一辈甚至老二辈的教师所不能比拟的,他们基本不是来自生产一线,也非技术人员,接触的是日常生活,而且是现代生活.如何将课本知识与现代生活相结合,

笔者进行了一些尝试.如：1.现代学生中,许多家中拥有轿车,而现在的车型都是流线型,同时同学们也都知道老爷车的外形,因此,通过两者的比较,就很好理解什么是克服微小涡流带来的阻力损失.同样也可以举高速列车外形的实例.2.生活在农村的同学许多家中都有水泵（或者亲眼见过泵）,在讲解水泵时,如何防止出现故障（气缚和气蚀）?结合有关泵的外形和内部结构如泵壳、叶轮等的实物和图片,并且把泵的工作过程和故障用动画的形式形象、逼真地表现出来,就会引起同学的极大兴趣.3.在讲解傅立叶定律时,可以举“冬季取暖”和“夏季空调”实例,说明房间内各点温度的不同存在温度场,接着讲解傅立叶定律.4.在讲解层流时,可以举“放风筝”的实例,当风筝平稳飘拂时,说明大气流动处于层流状态,当风筝上下或左右乱飞时,说明气流处于湍流状态.5.在讲解干燥章节时,可以举方便面就是水煮面条脱水后的食品的实例,同样方便面中的调料也是经过干燥脱水的；另外,洗衣机离心脱水,电吹风机加热也都是干燥脱水的实例.6.夏季和冬季奥运会每隔2年就要举行,国际泳联规定比赛水温必须为25℃,温度过高水的黏度就小,打破世界纪录不予承认；速度滑冰比赛时气温越低成绩越好,使同学们记住了不同流体黏度与温度的关系.7.结合微波炉和“红外烤灯”讲解辐射传热就使同学们更容易理解.8.讲解计量泵时,可以举汽车加油站的实例.当然,工业生产中的实例需要通过实物图片或动态图片来演示.

二、公式推导由浅入深

化工原理课程主要是面向本科生或研究生,他们不仅学习过初等数学,而且也在大一、大二时学过高等数学,因此公式推导时一定不能超出微积分的范围,否则就会使学生如听“天书”.现代教师中博士居多,有的教师不注意对象,把公式推导了几黑板,搞得同学晕头转向.化工原理一般在大三开课,同学刚结束高等数学课程,因此推导公式的规律是：从微元体或某一“梯度”着手,如：压力梯度、温度梯度等,公式整理后再积分,或者是定积分.再深一步就用到全微分方程.公式推导过程最好不要在多媒体屏幕上进行,要在黑板上带领学生一步步往后推,给学生吸收消化的时间,最后得到公式,这样会加深对公式的理解,有利于对公式的记忆；另外,在公式的推导中要注意给学生留有思考的余地,有些相对简单的推导可以留给学生自己做,这样可以锻炼他们的数学应用能力,由浅入深,增加学生对化工原理课程学习的兴趣.

三、讨论问题活泼互动

在讲课中需要对一些公式、思考题及焦点问题进行讨论时,要让学生参加进来,可以在上一节课结束时布置给学生,第二次上课时开始讨论,一定要引起学生的互动.有的同学往往有紧张的心理,怕说不好引起老师和同学的嘲笑,因此可以启发一下学生,甚至走下讲台,来到同学中间,让同学们畅所欲言,说得对和不对都要鼓励,在学生的成绩中,拿出10%分数用于课堂发言,即使回答不准确,但经过认真思考的仍然给予高分,如：第一章流体流动内容结束后,讨论如何减小汽车运动的阻力时,同学就会从粗糙度、气体黏度、气体温度、车体外形等来分析.让学生自己来提炼、总结,以此提高学生分析问题的能力.当他们对某个问题进行分析、归纳出一套结论时,就会非常有成就感,并且对学习更加有兴趣和信心.

当然,“给学生一碗水,老师必须有一桶水”,教师要能把握讨论的主体,必须有较高的理论水平.

四、课后作业不拘格式

课后习题是学生对所学知识的消化步骤.对课后习题的处理,光靠在网络上发布的解题步骤,其效果没有师生面对面的分析、解答效果好,习题的讲解要把握住好时间,最好在作业布置下去后,第二次上课时讲解,因为这时候学生最想知道答案,如果等作业交上来,批改后再讲,效果就没那么明显了,因为那样间隔时间太长,学生也许都已经忘了.其次是讲解习题时不拘格式,不一定非要与习题答案一致,对于采用两种方法做出的要给高分,对于解题思路正确,采用其他方法计算与书上答案有误差的仍算正确.在做题过程中严格按照解题步骤,才会收到较好的效果.只有长期坚持严肃认真、一丝不苟的学风,才能培养出学生良好的思想、业务素质.另外,可以改变题型,让学生自己来分析解决,比如给学生讲解完一道设计型题目时,可以将题目改为操作型题,然后让学生来分析,经过这样反复的训练,学生就会知道怎么去分析和解题.

在化工原理课堂教学过程中,通过教学改革与实践,增强了学生的学习兴趣、提高了教学质量,培养了他们分析问题和解决问题的能力,适应当代科学技术和社会发展的需要,为国家和社会培养出更多高素质的人才.

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[责任编辑：左芸]