关于短学时化工原理课程教学的体会

摘 要：化工原理是化工类专业以及相近专业的一门专业基础课,作者根据短学时化工原理教学的特点,结合在化工原理课程中的教学体会,探讨了在有限的学时内提高教学质量的方法.

关 键 词：化工原理教学方法提高教学效率

化工原理是化学工程与工艺、电化学、应用化学、工业催化、高分子化工和环境与生物工程等专业的主干基础课程,它是综合运用数学、物理、化学等基础知识分析和解决化工过程中各种单元操作问题的工程学科.化工原理课程是继无机化学、有机化学、分析化学和物理化学这四大基础化学之后,化工专业课之前的专业基础课［１］.该课程在教学内容上与四大化学的不同在于开始让学生接触单元操作工程实际,体现了所学的基础知识在实际中的应用,具有工程性强、实践性强的特点.与基础理论课采用严谨的逻辑推理的思维方法来进行问题分析的做法不同的是,作为工程科学,化工原理所面临的是大量的工程实际问题的处理和解决,其内容涉及数学、机械、物理化学、物理,甚至计算化学的诸多基本概念和理论,单元操作分门别类,概念和知识点分散,理论和经验半经验计算公式众多.如何根据专业特点结合化工原理的内容体系,调动学生学习兴趣,使得学生在有限学时内掌握该门课程的基本原理和方法并具备良好的工程意识,是在目前高校教学改革压缩课时的背景下值得教学工作者思考和讨论的［２］.笔者结合在安全工程专业化工原理（学时较短,54学时）教学工作中的一些体会,针对其专业性较强的特点,总结了一些教学方法,对如何提高教学效率作了初步探讨.

1.强调化工原理课程在安全工程专业中的重要性

对于安全工程专业的学生来说,刚开始接触化工原理课程的时候总会有这样的疑问：“安全工程专业的学生学化工原理有什么用?”这就需要在开始学习化工原理课程的时候给学生强调化工原理在安全工程专业中的重要性.化工原理课程主要研究的是各单元操作的基本原理、所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型.化工厂的整个生产流程正是由不同的单元操作所组合而成的,进行化工安全生产管理,就必须了解单元操作所遵循的基本规律及相关设备的结构等知识.强调化工的安全生产管理,就必须具备化工原理课程的相关知识,可以向学生介绍化工厂中高空作业、动火作业,以及设备检修过程中所需要的安全措施,并用化工原理课程的相关知识来解释为什么要采取这些安全措施,从而强调化工原理课程在安全工程专业中的重要性.

2.师生互动,激发学习兴趣

在短学时化工原理的教学过程中,结合教材内容,提出富有启发性和有思考价值的问题,可促进学生对所学内容的理解,从而大大提高教学效率［３］.如讲化工原理第四章传热时,可以在开始授课前设问：“一个口渴的人可以采用哪些方法尽快将一杯热开水冷却下来?”通过学生的回答,从而引入传热这一章中传热的方式,各种传热方式的特点及其影响因素等内容.这样很快地就能把学生的注意力集中到学习内容中去,唤起学生学习新课的热情,从而形成良好的学习氛围.在授课中,通过设置一定数量和一定难度思考题,促使学生主动思考,调动学生的思维积极性,保持教与学思维之间的各种形式的交流,使学生与教师的思维同步甚至有所超前,将有利于培养学生独立解决问题的能力,并激发学生的学习兴趣和主观能动性.

3.合理运用多媒体辅助教学

化工原理课程涉及大量复杂的化工设备,具有复杂的设备结构、操作原理及流程,如何在有限的学时内,让学生获取更多的知识,对于短学时化工原理的教学是个较为困难的课题.多媒体技术具有生动和直观的特点,可弥补学生在实践经验上不足所产生的学习困难.利用多媒体声像结合、图文并茂、动静结合的功能可形象逼真地展现各种单元设备的内部结构,过程原理,以及设备的工作情况,使得复杂结构直观化、抽象概念简单化,为学生在大脑中建立设备结构、流动混合状态和操作参数之间的联系打下基础.通过多媒体辅助教学,较好地解决了长期存在于传统教学中化工设备教学的难题,提高了教学质量.此外,在化工原理课程的学习中,涉及许多工程处理方法,如因次分析法、数学模型法、过程分解法、极限处理法等.若采用板书的教学方式,就会占去过多的时间和精力,分散学生对重点内容的关注.为了突出课堂教学的重点,可将原本枯燥、难清晰表述的单元操作基本理论、计算公式、各单元操作设备等通过一定的幻灯片,Flash动画等多媒体方式来展示,这样可节省大量时间,并且能够自然、有效地调动学生获取新知识的兴趣.此外,还可以借助多媒体技术灵活、方便地展现自己的授课特色,引导学生紧跟课堂进度理解、吸收、思考教学内容,从而有利于提高短学时化工原理课程的教学效率.

4.充分利用习题教学和类比式教学

化工原理内容抽象、概念众多、公式繁杂等特点给学生的学习带来很大的困难.在讲授课程的过程中,应讲解一定数量具有代表性的例题.在有限的学时内,教师在例题类型和数量的选择上,以及习题课进行的形式上需要精心安排.习题的选择对于习题课的质量有着至关重要的影响,通常我们根据对知识点的不同要求选择不同的习题形式.在例题的选择上,要以点代面,通过典型问题的分析解决难点问题,并且要注意学生发散思维能力的培养.此外,要注意培养学生对知识的交叉应用能力,了解各种单元操作的异同点,使其成为一个相互联系、相互渗透的整体.理解是记忆的基础,利用习题教学,通过一些代表性的例题帮助学生记忆并理解众多的概念和公式.每一章的习题课,穿插安排在相应理论教学课上,给学生留一定的练习时间,以引导学生思考问题、发现问题、分析问题,进而解决问题.

此外,为了帮助学生掌握化工原理大量的概念和公式,从而在进行习题解答时做到游刃有余,可以加强类比式教学.化工原理课程的各个单元操作存在着内在的联系和一定的规律性.从化工原理各单元操作的基本结构看,物料衡算、热量衡算、过程速率、相平衡关系及过程特征方程等基本概念均贯穿于各个单元操作的全过程.为了加强对某一单元操作的理解,可以用学过的具有相似传递规律的理论来进行类比式教学.在教学过程中,紧紧围绕着“三传”和“研究方法”这两条联系各个单元操作的主线,把所授知识联系成一个整体,使学生对所学知识体系有较深的理解和记忆.

综上所述,对于较短的学时的化工原理课程,必须结合专业特色与化工原理的相关知识,重点突出地进行授课.针对短学时的特点,必须充分调动学生的学习兴趣,合理利用多媒体辅助教学,充分利用习题教学和类比式教学,从而提高教学效率,培养学生的思维能力、自学能力、理解能力和创新能力.