浅谈林产化工专业《化工原理》课程教学

2022-09-10

《化工原理》是林产化工专业的一门主干课, 它是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识, 分析和解决化工生产过程中各种物理操作问题的技术基础课[1]。以“三传”过程和研究工程问题的方法论为两条主线, 利用工程学科的原理考察、解释和处理森林资源化学加工过程中涉及的流体流动过程、传热过程、混合物分离等问题。在林产化工专业的课程体系中, 《化工原理》在先行基础课程与专业课程之间起着承前启后的作用, 是基础理论通向专业技能的重要媒介, 是科学技术转化为生产力的重要环节, 在专业教学中的地位日益重要。对该门课程掌握的程度, 不仅直接影响到后续专业课的学习, 还直接影响到学生毕业后在工作岗位上对工作的适应能力[2]。因此, 讲授该课程时, 要结合林产化工专业的特点, 精选教学内容, 对教学方法和考试方法进行改革。通过课程教学改革, 培养学生的定理运算和设计能力, 提高学生分析问题和解决问题的能力。

1 结合专业特点, 精选教学内容

林产化工专业是以可再生的木质和非木质森林植物资源为对象, 研究它们的化学组成、结构和性质, 并经化学或生物技术加工, 利用多种现代技术, 研究探索高效、经济且环境友好的工艺和方法, 对它们进行提取、纯化、改性和深度加工。因此, 开设林产化工专业主要是为了培养从事植物提取物与林产精细化学品的深加工、农林生产废弃物深加工以及植物资源功能食品等理论与工艺方面的高级专业人才[3]。林产化工专业除涉及到一般常规的单元操作外, 过滤、蒸馏、萃取、干燥则是使用最多的单元操作, 并且膜分离等新型分离技术应用也成为该专业产品开发的方向。教师应在保留教学内容的基本性、基础性和范例性原则的基础上, 合理配置各章节的教学内容和学时。比如相对其它化工类专业来说, 林产化工专业就需要对过滤、萃取、膜分离等章节详细深入地了解, 而精馏和吸收章节则只需简单了解即可。根据专业特点突出重点的教学方式, 不仅可达到较好的授课效果, 同时也可为学生后续课程的学习奠定坚实的化工单元基础。

2 教学方法改革

《化工原理》是一门应用性很强的技术基础课程, 具有浓厚的工程性质, 学好这门课程, 对于顺利衔接此前所学的基础课和此后要学的专业课至关重要, 但是该课程所涉及操作单元较多, 原理较难, 公式繁琐, 因此, 要想使学生能够真正学会化工原理课程, 就要培养其学习的主动性和学习兴趣, 这就对老师在教学上提出了更高的要求—如何采用教学方法才能够提高课堂教学效果。

2.1 多媒体教学与板书教学相结合

《化工原理》课程涉及大量的、较复杂且较难理解的设备结构和操作原理, 采用多媒体教学, 可将这些内容形象直观地展现在学生面前, 通过生动形象的画面, 使学生易于理解和掌握, 加深印象, 增加课堂教学的趣味性。但是面对大量的化工计算公式和复杂的数学推导, 如果单纯地将大量的公式显示在屏幕上, 直观感觉“乱”, 容易使学生感到枯燥、乏味, 且一时难以接受。这时可采取在黑板上边推导边写、边讲解边提问的方式, 引导学生进入动态思维过程, 调动学生思考的主动性, 可起到当堂理解及加深记忆的效果。近年来的教学实践证明, 在教学中根据教学内容, 采用不同的教学方法, 可提高教学效率。

2.2 类比、对照法教学

事实上, 应用类比、对照的方法来教学, 也就是方法论中所说的用联系的观点看问题。如:对流传热速率式:q=αh (T-TW) =αc (tw-t)

对流传质速率式:N=kG (p-pi) =kL (cic)

上述两式分别表示了对流传热速率和传热推动力 (温度差) 、对流传质速率与传质推动力 (浓度差) 的关系, 比例系数α和k分别为对流传热膜系数和对流传质膜系数。如果从数学的角度来看, 它们在实质上是一致的, 都体现了传递速率等于传递推动力与传递阻力 (1/α或1/k) 之比的含义。此外, 对数平均温度差与对数平均浓度差、传热单元与传质单元、传热膜系数的关联与传质膜系数的关联等等, 在形式上或考虑问题的方式上都有许多相似之处。充分认识存在于流体力学、传热和传质中的规律的一致性, 对教师来说显得尤为重要。因为, 把一些可类比的问题放到一起来讨论和分析, 既起到温习旧内容的作用, 又可以避免事实上的重复解释, 还能培养学生联系起来看问题的思想方法。

2.3 开设讨论课, 增加课程小测验

《化工原理》课程综合性强, 涉及面广。学生学习时普遍会感到这门课程概念多、物理量多、公式多、方法多, 不易理解掌握。为提高学生学习兴趣及理解能力, 在每章教学中增设讨论课及小测验, 成绩作为平时成绩。讨论内容以总结每章内容为主, 加强对基本概念的理解, 通过其深人了解每个单元操作的原理, 利用原理分析实际问题, 做到由浅入深, 注意原理和概念的微小差别, 教师从不同角度引导学生, 使学生对问题有清晰且准确的看法, 巩固所学内容。小测验可以在每章讨论后进行, 题型以选择题、填空题为主, 主要考核基本原理、基本概念以及基本公式的运用, 而计算题留做作业题。通过讨论课及小测验, 使学生可以察疑补缺, 清楚自己对所学知识的掌握程度, 改进学习方法, 提高运用知识、分析问题和解决问题的能力。

3 考试方法改革

考试是教学过程中的一个重要的环节, 本课程命题既要测试学生基础知识的掌握程度, 又要测试运用知识、分析问题和解决问题的能力。一般命题原则可归纳为:重视基础, 突出重点;重视应用, 考查能力;合理配置, 易于测试;形式多样, 富有弹性。在此命题原则的基础上, 结合教学大纲知识点的和专业的特点我们进行了试题库建设, 通过建立试题库, 进一步实行教考分离, 有利于提高学生的学习自觉性和学习成绩, 也有利于在教学中引入竞争机制, 督促教师不断提高教学水平。

课程学习成绩由平时考核成绩和期末考试成绩综合评定, 考核的比重为平时成绩占50%, 期末考试占50%。平时成绩包括作业成绩占2 0%, 考勤、课堂听讲、讨论和单元测验等占3 0%。有效地避免了学生平时学习马虎、期末考试突击记忆的弊病。试题库的建立及综合成绩评定, 较合理、公正地反映了学生的成绩, 同时促进了学生知识、能力、素质的协调发展。