程元徽，宋兰兰，聂红娇

（1.北京化工大学 化学工程学院，北京 100029；2.临沂大学 化学化工学院，山东 临沂 276005）

一、学情分析与教学目标

“化工原理”是化学工程专业的专业必修课，主要讲授流体流动与输送机械、非均相物系分离、传热、精馏和干燥等化工单元操作的基本原理、过程计算和典型设备，是一门以化工单元操作过程原理和设备为主要内容、以处理工程问题的实验研究方法为特色的应用性课程。通过课程学习，学生不仅要掌握化工单元操作的基本原理、计算方法和典型设备的设计计算及选型，更要综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工及相关专业生产过程中的各种物理操作问题。“化工原理”课程在培养学生的工程能力、创新思维和创新能力等方面起着重要的作用［1-2］。

基于“化工原理”课程的上述特点，在实际教学过程中，往往面临课程内容涉及的基础理论较多、学习内容难度大、难以理解和应用知识的问题，不仅无法有效地激发学生的学习兴趣，还会削弱其学习信心和动力。而传统单一的讲授式教学法较难改变这些问题，既不能培养学生的学习兴趣，又不利于学生对知识的掌握和运用。目前，很多学校采用线上教学的方式，在线上教学过程中，大量的教学资源（如课件、视频、文献、参考书等）让学生手足无措、无从选择，因此可能会失去对学习重点的把握。同时，线上资源和信息的碎片化也不利于学生对知识的系统掌握，而且线上学习的真实性和有效性难以监督与评估。因此，通过有效整合教学资源、创新教学方法和教学模式，使学生掌握综合分析处理问题的方法，培养学生的创新意识和创新能力是迫切与必要的。

在教学改革上，“化工原理”课程遵循以下三个目标：（1）知识目标。能够掌握动量传递过程、热量传递过程及质量传递过程的基本原理。通过学习化工原理的基本理论知识，培养学生分析、解决化学工程实际问题的能力。（2）能力目标。能够运用各单元操作的基本原理、典型单元操作的学习方法和分析问题的思路，根据生产工艺要求和物系特性，进行典型单元操作的设计及设备选型的计算，能够基于相关科学原理和数学模型方法正确表达化学工程专业的实际问题。（3）素质目标。能够掌握绿色生产的核心理念，具有良好的工程素养、安全生产理念和环保意识。具有学习科学探究方法和自主学习的能力，有良好的思维习惯和职业规范，能运用相关的专业知识、专业方法和专业技能解决工程中的实际问题。

二、课程教学改革思路

针对“化工原理”课程所具有的交叉性、宽广性、应用性和实践性的特点，为了在线上教学中充分调动学生的主动参与性，让学生深刻体会课程的实用性和应用性，进一步提升对学生应用能力和实践能力的培养，引导学生解决化学工程中的实际问题，进一步完善以工程实践为目标和落脚点的新工科人才培养模式，培养出能在精细化工、煤化工、新材料、材料、环保、医药、能源、轻工等部门中从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等工作的高素质复合型工程技术人才。本文从教学目标、教学方法、立德树人和课程评价等几个方面对课程进行了全方位的改革与创新。

（一）设置模块化课程教学体系

“化工原理”课程以各种化工单元操作为主要内容，在课程教学过程中要更加强调实践能力和应用能力的培养，但是在目前的课程教学体系中存在理论与实践脱节的问题，导致学生对基础理论知识滚瓜烂熟，但是在面对实际应用问题时却束手无策。这是因为传统的课堂讲授的教学模式更注重基础理论的学习，虽然会安排相应的工程实践训练环节，但只是走马观花式的参观学习。此外，在传统的课程教学体系中，各个单元的操作被划分为不同的章节单独讲授，缺乏相互之间的交叉渗透、有机整合和综合应用。殊不知，现代的化工生产线就是由各个单元操作共同组成的，这不利于学生对相关理论知识的综合运用。因此，为了解决上述问题，最大限度地契合课程应用性和实践性的基本属性，我们在教学过程中根据自身的办学特色，改变传统的教学模式，探索构建了模块化的课程教学体系。

在该课程体系中，将“化工原理”的课程内容分为三个模块，即基础知识模块、综合应用模块和专业实践模块。同时，根据不同模块的特点，采用不同的教学方法，通过三个模块的有机结合，全面提升学生解决实际工程问题的能力。基础知识模块主要针对各个基础章节和单元操作中涉及的基础理论知识，如各单元操作的基本原理、动量传递过程、热量传递过程及质量传递过程的基本原理等。这部分内容采用以教师课堂讲授为主的授课模式，使学生扎实地掌握基础知识，为后续的应用和实践模块的进行奠定基础。综合应用模块主要针对基础知识和各个单元操作的综合利用，安排在基础知识模块之后进行教学，例如在掌握专业基础知识的基础上，以问题为导向，引入实际的化工工艺或化工产品进行探索性工程实验设计，如某些精细化学品的制取、化妆品的设计合成等相关的探索性实验。在这部分的教学中，采用以学生为主体的教学方式，可以将学生分为不同的小组，以小组合作的形式进行探索性实验的设计、讨论和汇报，充分调动学生的学习主动性，从而有助于营造乐学向上的课堂氛围，建立高质量的教与学关系，从多个方向培养学生从事研究工作和解决多样化实际工程问题的能力。专业实践模块主要通过与周边材料、化工、污水处理等领域的企业深度合作，进一步开展校企合作教育，建立相应的校外实践教学平台，依据课程教学的进度，适时安排学生进入实践平台进行实习，加深对基础知识的理解，化理论为应用。

（二）将前沿科研成果融入教学

教学与科研是高等教育的两大核心内容。早在19世纪初，德国教育家洪堡就提出“教学研究统一”的办学宗旨［3-4］。“化工原理”是一门具有很强的工程性和实践性的课程，随着科学技术的发展和进步，各个单元操作和实际生产中的许多设备与工艺在不断更新，因此在课程教学中，要深入挖掘相关工程领域的前沿知识，在重新构建教学体系的同时，将国内外最新研究成果引入课堂教学中，及时充实和更新教学内容，提升教学的学术品味，激发学生的学习兴趣，促进教学质量的提高。比如，在学习流体黏性这部分内容时，可以从国际主流期刊甄选相关的最新科研成果，通过举例介绍流体黏性在相关科研成果中的应用，激发学生的学习兴趣，同时帮助学生更好地掌握基础知识。例如，可以从国际主流期刊甄选出与浸渍法制备负载型催化剂相关的最新科研成果。在催化剂的制备过程中，一般需要在催化剂载体的表面通过单次或多次浸渍的方式负载液体，液体的黏度对催化剂在载体表面的均匀性和厚度有很大的影响，因此浸渍过程通常需要在高温下进行，进而引导学生掌握液体的黏性随温度的升高而降低的变化规律。通过对课本知识和前沿成果的共同学习，既激发了学生的学习兴趣，又培养了学生的创新思维。

（三）立德树人，教书育人相得益彰

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的讲话中强调：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人。”［5］立德树人是高校工作的中心，“且夫水之积也不厚，则其负大舟也无力”（《庄子·逍遥游》）。在“化工原理”课程的建设过程中，通过结合学情和课程特点，充分挖掘课程中蕴含的思政元素，将课程内容与政治认同、国家意识、文化自信、人文精神、科学素养、绿色化工、人格养成等思政元素融合，将思想政治教育融入课程教学和改革的各个方面，确保课堂教学与思想政治教育同向同行，形成协同效应［6］。

在课程教学过程中，与学生分享我国科学家在化学工程教育及人类化学工程进步与发展领域内做出的巨大贡献，以及我国在化学工业领域内所取得的具有里程碑意义的重要发现和技术发明，还有老一辈化学家为了国家化学工业的发展进步“埋头苦干，无私奉献，以振兴中华为己任”的牺牲精神，引导学生增强民族自尊心、自信心和自豪感，树立正确的人生观、价值观和职业观，形成为中华民族伟大复兴奋勇前进的精神力量。例如，在讲解空气动力学相关知识时，与学生分享著名空气动力学专家、“两弹一星”元勋钱学森先生克服重重阻力回国效力，献身国防，志在强国，他在导弹、原子弹、氢弹和人造卫星的研制过程中起到关键作用。在讲解流体湍流阻力特性的相关知识时，向学生介绍我国著名化学工程专家、中国流体传热理论研究的先行者顾毓珍，他严于治学，勤奋工作，孜孜以求，为我国化学工业的发展和开创化学工程学科做出重大贡献。通过分享特殊历史背景下的人物的生平事迹，帮助学生树立远大的理想追求和深沉的家国情怀，成为有信仰、有情怀、有担当，对国家、对民族、对人民有贡献的社会主义接班人。

化学工业在为人类发展和社会进步做出巨大贡献的同时，也带来了一定的环境和生态问题。在给学生讲授化学工业与环境污染所涉及的科学知识的同时，在学生心中植入绿色化工的理念，形成可持续发展的观念。在进行化工设计时，从工艺源头上运用环保的理念，减少废弃物的排放并降解其毒性，减少产品全生命周期对环境的不良影响，从根源上解决环境污染的问题。此外，与学生分享我国充分践行低碳经济绿色发展的理念，为了应对全球气候变化，制定了碳达峰和碳中和的目标，展现了大国担当。改革开放以来，经过持续奋斗，我国顺利实现了7.7亿农村贫困人口脱贫，提前10年实现了《联合国2030年可持续发展议程》中的减贫目标，拓展了人类反贫困思路，为人类减贫探索出新的路径，将其和中国共产党的人民情怀，和广大党员干部以热血赴使命、以行动践诺言，打赢脱贫攻坚战的强大精神力量结合起来，使学生领悟到中国共产党是为人民谋幸福、为民族谋复兴、为世界谋大同的政党，中国共产党始终坚持全心全意为人民服务，不断提高人民的生活质量，增进人民的福祉。

（四）创新多元评价体系

“化工原理”课程具有综合性和实践性的特点。传统的以期末考试为主的知识考核模式，无法对学生在面对实际问题时的综合分析能力及运用知识解决问题的能力进行充分考查，亟须改革。为了对学生的学习效果进行更加全面、合理的评价，切实增强学生利用所学知识分析问题、解决问题的综合能力，我们对课程评价体系进行了全方位改革，构建了开放性的多元评价体系。

1.在评价项目方面，根据“化工原理”课程的特点和对学生学习的要求，在传统的期末考试的基础上，增加调研报告及设计方案、工艺设计答辩、仿真实训、见习报告等能体现实践特点的研究性评价内容，将学生划分为不同的团队，以团队为单位进行工艺设计、项目调研等活动，并进行公开答辩和汇报展示，全方位考查学生的团队协作能力及利用知识分析解决问题的能力。

2.在评价主体方面，改变过去由授课教师单一评价的方式，采用授课教师、企业指导教师、学生共同评价的方式，在需要小组协作的工艺设计、调研报告和答辩等环节中，引入学生自评和组内互评，设置组内贡献率得分，由小组成员对其他同学在团队合作期间的总体表现给出小组贡献率成绩，引导学生对自己在学习中的表现和不足进行反思，提高学生的参与度。

结语

本文针对“化工原理”课程特点，对教学模式、教学内容、评价方式等进行了全方位的改革与创新，采用模块化课程教学体系，在学习基础知识的基础上，培养学生分析问题、解决问题的能力。同时，在教学内容中融入最新的科研成果，不断更新教学内容，拓展学生的思维，突出课程的创新性和前沿性，激发学生对学术研究的兴趣。坚持以立德树人为导向，融入思政元素，培养学生的家国情怀、环保意识和科学精神。此外，构建了多元化评价体系，改革评价项目和评价主体，全方位考查学生分析问题、解决问题的能力。