《化工原理》课程教学的改革与

摘 要：本文基于对化工原理课程教学现状的分析,讨论了新形势下《化工原理》课程教学改革的必要性和迫切性,对改革创新的几种方法加以讨论,并分析了几种方法的特点.

关 键 词：化工原理；课程改革；启发式教学

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2012）10-0049-02

《化工原理》是一门非常重要的工科专业基础课,在本校,它是化学化工类,材料机械类本科生的必修课程.由于它的专业性和极强的实践性,因此它在整个教学体系中起着从基础课到专业课过渡的桥梁作用.它的主要内容是研究单元操作的基本原理、基本计算和典型设备.其教学水平和教学质量是衡量化工学科教育水准的关键要素.它和工程实际密切相关,在专业人才培养方面有着非常重要的作用.数学、物理、化学、机械制图、计算机等多门学科都将在这门课程中得到体现.[1]

从本校化工原理教学进行的这些年来看,学生普遍认为这门课相当难学.其主要原因有以下几点：（1）本校化工类专业学生生源多数在北京市,并且为二本招生,生源质量有限.（2）化工原理课程的内容决定了其与大量工业实际应用相关.但是学生的工程实践经验几乎为零,甚至于刚刚教课的新大学老师的工程实践经验也十分有限.（3）授课方式比较单一,由于目前一直采用PPT的演示讲课,导致一种“你讲我看”的课堂模式.这样有些知识点还来不及消化便一闪而过,大大影响了听课的效果.而且一些重要公式的推导由于缺少了教师肢体语言的直接参与,很难给学生留下深刻的印象.（4）课堂讲授过程中缺少生动形象的举例或者与生活相关的实例引导,与学生互动困难,课堂显得枯燥无味,没有活力.（5）在新形势下,化工原理课程的重要地位不会改变,而在教学内容不变的情况下,许多学校普遍开始压缩学时,使原本难教又难学的化工原理课程面临着更大的困境.

从以上几点出发,虽然化工原理课程已经有很长的历史,但是在新的形势要求下,面对新的学生情况,化工原理的课程教学改革是刻不容缓的.[2]进行化工原理课程的课堂教学改革可以从以下几方面出发.

一、引入生活实例,进行启发式教学导入

启发式教学,就是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律,运用各种教学手段,采用启发诱导的办法传授知识、培养能力,使学生积极主动地学习,以促进身心发展.这里要着重说明,启发式教学不仅是教学方法,更是一种教学思想,是教学原则和教学观.我国古代大教育家孔子就很重视启发式教学.他曾论述：“不愤不启,不悱不发.”这里“愤”意为发愤学习,积极思考,然后想把知识表达出来；“悱”意为积极思考后要表达而表达不清,则要求老师予以答其词,使其清楚；“发”意为开其意、指导.对教师来讲,应该通过自己的外因作用,调动起学生的内因的积极性.

对于化工原理教学,启发式教学对于活跃课堂气氛,提高学生学习的积极性非常重要.尤其是对于即将开始学习的新知识,恰当的启发式导入可以消除学生的畏难情绪,增强他们学习的信心.

举例来讲,离心泵的原理是流体输送机械的重点内容.在开始讲离心泵之前,可以先问同学们一个日常生活中的问题：“当转动雨伞的时候,伞面上的雨水会怎样?”当同学们在对这个问题的思考中意识到离心力的作用时,可以进一步追问“如果要把甩出去的雨水收集起来,可以怎么做”,这时学生们很容易给出各种各样的方法,此时,教师便可很容易地将叶片和泵壳的设计原理和结构的内容引入,在轻松的氛围下,把课程的导入圆满地完成.

同理,在讲授吸收之前,也可使用类似的启发式的教学方法.比如可以提问“在切洋葱的时候会觉得辣眼睛,如果在水里切的话,就会好很多,这是怎么回事呢”,当学生意识到吸收的概念时,便可以进行吸收这一章的讲解了.类似的例子还有纯净水的制备——过滤,夏天的闷热天气——干燥,检测酒的生产——蒸馏,工业尾气的处理吸收和沉降,城市供水系统——流体流动等生活例子.[3]

在进行启发式教学时,教师应该注意所使用的问题尽可能是生活中的常见现象,这样才能消除知识的陌生感,提高学生的学习兴趣.另外要注意,提问必须包涵了即将讲授的知识点,即提问和启发必须是有效的,否则就变成了“拉家常”.启发式教学适用于新知识的导入过程,它可以搭起教师和学生之间的一座桥梁,增强学生的主动性.在提问,设问,反问等方法的启发下,用比较贴近生活,容易理解的例子开始课程的学习,可以使课堂变得更加活跃和有效率.

二、重点难点内容尝试情境式教学

情境式教学法,是充分利用形象,创设典型场景,激起学生的学习情绪,把认知活动和情感活动结合起来的一种教学模式.它更多地用于中小学的语文教学课堂.如果引入化工原理的课程教学,则经常获得事半功倍的效果.

情境式教学中情境的创建可以是一幅图,一个教具,也可以是口述的情境.由于情境会给人留下深刻的印象,好的情境让人回味无穷.因此这种教学方法适合用来讲授课程的重点和难点问题.举例而言,绝热饱和温度是干燥这一章的重点和难点内容,以往从教材中所列的增湿塔开始讲解一个绝热增湿过程,学生总反映不好理解.于是在课程中创新性地采用了情境式教学：某个夜晚,下着大雨,我在教室里加班,没带雨伞回不了家,只得顶着雨出了门,随着淋雨的时间延长,我的衣服由干变湿,我的身体越来越凉.最后我身上的衣服全湿透了,天上淋下来的雨直接滴到地上去了,衣服已经不能再吸湿了.而我此时也会感觉越来越冷.在这个情境当中,可以鼓励学生分析,淋雨的过程可以分为几个阶段,起点是什么,终点是什么；温度和湿度之间是怎么变化的.教师设计的这个情境显然比书中的无穷高绝热增湿塔更加容易理解.

情境式教学在化工原理课程的教学过程当中通常是难以实现的,关键在于情境不好设定.而且适合情境式教学的章节并不多,这就加大了情境式教学的难度.但是只要多查阅资料多动脑筋,情境式教学的推广一定可以收到良好的课堂教学效果和学生反馈.三、正确使用多媒体教学与板书

计算机的迅猛发展加快了课程教学改革的步伐.尤其是在化工原理的课堂教学过程当中,PPT的大范围使用,导致在很多课堂上已经找不到粉笔了.但是传统的板书教学和新兴的多媒体教学其实各有利弊,可以正确结合使用,达到最佳教学效果.利用多媒体,教师能够根据课程的具体教学要求,将传统教学方法中难以用语言和图形来表述清楚的知识点,通过用动画等多媒体形式向同学们演示,既解析了难点,又使同学们加深了记忆和理解.而且PPT中的线条效果可以设置出现的顺序等等,可用于公式的推导,有时可以自然呈现出一种板书的效果.唯一不同的是,这个效果里面没有教师本人的直接出现.多媒体教学虽然能够增加信息量,但大量辅助信息的加入,会使学生失去领悟主要内容的能力.好学生因为忙于做笔记而没有听讲,其他学生也只是像看电视一样看着多媒体图像,缺乏思考,影响了学习效果.而板书则全由教师本人完成,不管一笔一画一图一表,都包含了教师的肢体动作,可以给学生直观的引导作用,学生会随着教师的一举一动而精神集中,更加能体现教师本人的风格与风采.

总的来看,板书和多媒体教学互相结合使用时更能突显二者的优势.在讲解化工原理设备时,可以充分使用多媒体素材中的动画,使学生在短时间内了解一个设备运行的原理.例如在化工原理课的气液传质设备一章中,塔器内的各种水力学现象对于还未进入厂矿的学生来说是非常抽象和难懂的,而利用课件,加上必要的图片、动画和视频,可将实际情况惟妙惟肖地展现出来.使学生牢固掌握了这方面的知识点,达到事半功倍的效果.而在讲解某些重要公式的推导时适合采用板书的形式进行.这样推导过程会随着教师的肢体语言给学生留下深刻的印象,条理比较清晰,过程进行的速度不至于太快而使学生手忙脚乱地记笔记.

综上所述,对化工原理课堂教学进行改革,是一个任重道远的任务.只有大胆地进行教学改革,才能从根本上摆脱化工原理目前教学的窘境,对化工类人才的培养具有重要的意义.

[3]邱运仁.化工原理课程教学改革与实践[J].化工高等教育,2005（4）：17-28.

基金项目：北京工商大学教育教学改革研究项目

作者简介：叶宏（1979-）,女,辽宁人,副教授,主要研究方向：膜分离.