浅谈化工原理教学

时间:2022-09-28 03:21:50

浅谈化工原理教学

摘要:在化工原理的教学中,教师应注重研究内容,强调理论联系实际,善于运用教学方法,发挥各教学手段的积极作用,激发学生的学习兴趣,改善学生理论学习的效果。

关键词:化工原理 理论学习 教学效果

化工原理课程是化工及其相关专业学生必修的一门重要的专业基础课程,主要介绍化工生产中的一些具有共性的操作,即单元操作。对化工专业学生来说,无论在实际应用方面,还是在课程的编排中,都具有极其重要的地位,它是学生认识化工生产的窗口,是从理论到实践的过渡。但对学生而言,化工原理内容抽象,概念众多,公式繁杂,学起来难度大,怎样让学生理解、掌握该课程是一个值得探讨的问题。

一、调整基础知识,有针对性的学习

化工原理课程大多以“三传”为主线,即以动量传递为基础,讲述流体输送、沉降、过滤等单元操作;以热量传递为基础,讲述传热、蒸发操作;以质量传递为基础,讲述吸收、精馏、结晶等单元操作以及热量、质量同时传递过程的干燥操作。本着“以应用为目的,以够用为度,加强针对性、实用性”的方针,根据学生的实际情况,必须对原来的理论内容进行精简,删除应用性不强的内容,如传热中的热辐射;精简公式的理论推导,如简化伯努利方程的推导,重点讲它的应用和延伸。精简后的基本内容不脱离教学大纲的要求,能够突出基本概念与共性规律。同时为了突出该课程的工程实践性,鼓励学生用理论知识去解决实践工程问题,将与生产实际密切联系的内容适当补充进去,例如:在讲授离心泵内容中,分析讨论:如何判断汽蚀的产生?汽蚀和汽缚的区别等。这些内容既将理论联系实际,又是学生工作后要面对的操作问题,有很强的针对性和应用性,易激发学生的学习兴趣。

二、重视例题和习题,利于理论知识的认识和掌握

例题和习题是学生学习期间理论联系实际的桥梁。通过例题和习题可以使学生深化对理论知识的认识和掌握。例题与习题不能局限于“题”本身,更重要的是通过做题,能够更深入一步,了解此题能够说明的问题,分析评价其结论,透过问题看本质,进一步完善和巩固所学的理论知识。教师在选择例题与习题时,应注意以下两点:第一,加强题目的思想性,使学生在解题过程中深刻理解基本概念,确定观点,掌握方法,使课堂上讲授的各种基本概念和提炼的重要观点以具体数字的形式加以再现;第二,加强题目的真实性,题是学生在校学习期间理论联系实际的重要途径。所以,例题与习题应有一定的代表性和广度,应力求反映工作和生产中可能出现的各种丰富多彩的实际情况,学生通过例题与习题体察到生产实际的主要方面。比如,精馏过程中“热在塔底,冷在塔顶”的工程观点,课堂上可以通过总能量分析,考虑不同热状态进料时操作线的变化,得出这一观点,而在习题中可以让学生通过实际验算进料热状态时所需理论塔板的变化中体会这一观点的意义。

三、应用现代化的教学手段,丰富课堂内容

充分、恰当使用现代化教学手段,促使学生由被动学习向主动学习转变。利用化工过程单元操作录像片、动画片、化工原理多媒体教学软件、课程设计软件等媒体资源。把过去很难描述的设备结构、图解过程等利用动画和录像等形式清晰形象的展现在学生面前,图文声并茂,教学过程直观明了,引人入胜,使教学内容实感性增强,留给学生以深刻印象,激发学生学习兴趣和学习主动性。大量信息通过视觉系统传授给学生,在精简授课学时的同时提高了教学效果。黑板和展台的辅助使用增加了教师的形体语言,方便了师生交流,活跃了课堂气氛。教学课件、课程设计软件、习题课课件等软件充分体现了人机交互和网络交互,提供了学生自主学习的时间和空间,也为欲深入学习该课程的学生提供了良好的辅助作用。同时良好的交互作用的教学软件和网络的使用,使教师从原来的讲解者转变为学生学习的组织者、指导者、帮助者和促进者。并利用情景、协作、会话等方式充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神,最终达到使学生有效地掌握所学知识的目的。

四、引入仿真实验,注重学生综合能力培养

在校外实训基地进行岗位实习是对真实职业环境的重要体验,但工厂一般都不让学生进行现场操作,因此,利用计算机模拟真实的操作控制环境,进行化工仿真实训,使学生巩固已学的化工理论知识,提高操作技能的优先选择。由于模拟仿真训练接近生产实际,能加强学生对现场的认识,提高学生的操作技能及操作规范性,并利用相关知识来指导操作,学生的综合能力大大提高。通过仿真培训,学生能够掌握常见典型化工单元过程的操作,对开停车规程、正常开工、调节等知识点、操作要点有详细的了解;对工艺流程、设备的位号、检测控制点的位号、正常工况的工艺参数范围、控制系统的原理、阀门及操作点的作用有详细了解;通过事故排除训练,使学生了解事故产生的原因、危险扩散的过程、造成的后果,以及如何排除事故等,增强了学生安全意识,提高了工程素养。仿真操作可实现“同步教学法”,即由教师统一指挥,全体学生跟踪教师的指挥,同时把各自的工艺过程开至正常工况,好像手把手讲授,消除畏难情绪。通过智能评分,可以增强学生的自信心,激发学生的学习兴趣,提高效率。

五、设置化工原理实验,巩固和深化课堂所学的理论知识

通过设置化工原理实验,可进一步学习、掌握和运用学过的基础理论,进一步理解一些比较典型的已被广泛应用的化工过程与设备的原理和操作,巩固和深化所学的理论知识。例如气体吸收实验,首先,改变吸收剂用量,可以测得一组反映混合气体处理量对吸收操作影响的曲线;再改变混合气体组成,可以测得改变混合气体组成的一系列实验数据。通过实验,使学生进一步了解吸收操作的基本流程,操作方法和各种影响因素,帮助学生理解书本里比较难懂的传质系数、传质推动力和阻力,传质单元高度和传质单元数等概念。总之,通过化工原理实验教学能够培养学生解决实际问题和从事实验研究的能力;使学生初步掌握化工问题的实验研究方法;熟悉化工数据的基本测试技术;熟悉并掌握化工中典型设备的操作。这种能力的培养是课堂教学所无法替代的。

参考文献:

[1]王振中,张利锋.化工原理.北京:化学工业出版社,2005.

[2]冷士良.化工单元过程及操作.北京:化学工业出版社,2001.

[3]赫文秀,王亚雄.化工原理实验.北京:化学工业出版社,2010.

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