《化工原理》教学之因“章”施教

2010-11-02许茂东张翠歌

滁州学院学报 2010年5期

关键词：化工原理章节原理

许茂东，张翠歌

（安徽工程大学生物与化学工程系，安徽芜湖241000）

《化工原理》教学之因“章”施教

许茂东，张翠歌

（安徽工程大学生物与化学工程系，安徽芜湖241000）

《化工原理》作为一门专业基础课程，其特点是公式多、与实际联系紧，给同学们的学习带来一定的困难。为使学生从繁琐的公式中解放出来，采用因“章”施教的教学方法，由简到繁、再化繁为简，让同学轻松掌握《化工原理》。

化工原理；归纳总结；授课方法

《化工原理》课程是我校化工、生工、食品、环境、轻化等专业的一门主干课，它综合运用物理、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单元操作问题，是联系基础课与专业课之间的桥梁［1］209。此课程的讲述不仅要注重专业知识，还需要强调其工程特点。作为该课程的教师如何把握课程特点，使学生在最短的时间内获取最大的信息量，尽快地树立起工程观念，较好地完成理论和实践的有机结合，做到学以致用。在教学实践中，笔者总结了《化工原理》课程理论教学方面的一些教学心得，仅供参考。

1 注重单元操作的内在联系

《化工原理》虽然不是将某个化工生产过程作为整体来研究，但它绝不是对理论知识的简单堆砌，而是有着很强的科学性和系统性。如：物料衡算、能量衡算、过程速率等概念贯穿于课程始终［2］44。本课程以三传（质量传递、热量传递和动量传递）和三大平衡关系（物料平衡，热量平衡和相平衡）为主线，工艺计算和设备设计相结合的专业基础课［3］133。课程内容主要包括流体流动、流体输送、过滤、传热、精馏、吸收、干燥等化工单元操作。

课程章节的安排上由简入难，前后关联。流体流动和流体输送这两个章节，重点讲述柏努力方程的应用，此为这两章的主线；传热章节知识体系相对孤立，重点讲述热量传递机理，看似和其他章节没有关联；而后续的精馏、干燥两单元实际上则是以传热为基础而进行的化工单元。精馏和吸收这两个章节，在物质传递机理上也有一定关联性和相似性。另外，过滤、传热、精馏、吸收和干燥章节之间均涉及过程速率的概念，即：过程速率＝过程推动力／过程阻力。

在教学中如果能把各单元操作内在的联系弄清，对相似的公式进行对比、总结，不仅有利于学生加深理解和强化记忆，更主要是利于学生对知识体系有总体的认识，灵活运用、融会贯通、形成知识链条。

2 针对课程章节体系做到因“章”施教

传统教学过程中，对于课程各章节没有主次和重点，多采用平铺直叙的方式结合粉笔、黑板和语言来表达教学内容，教学方式多平面、呆板、抽象，而这对于实际关联性很强的化工原理课程而言，教学效果一般多不理想。

2.1 适度运用多媒体，理论讲述为重点

我校曾有教师在讲述过程中，各章节都采用多媒体教学，而忽视了与学生的互动交流，反而适得其反。针对课程各章节的不同特点，有针对性的强化多媒体教学，而不是“一视同仁”。如：流体流动章节中的雷诺流体实验、流体边界层的发展、流量计的构造等；流体输送章节中泵的内部构造、气蚀现象；过滤章节中过滤机内部构造、过滤和洗涤时流体流动路径；传热章节中传热设备内部构造；

精馏章节中精馏塔内部构造、气液两相接触方式、液返、雾沫夹带、漏液等；干燥章节中湿物料的干燥过程、干燥终止条件下的动态平衡过程等；

利用多媒体视频、动画、图像等手段进行教学，使得复杂结构直观化、抽象概念具体化、传递过程简单化，使得课堂内容既丰富又生动［4］80。但是过多的过度的滥用多媒体，会使学生偏重直观过程，而忽视理论推导。为了促进了教学内容的更新和教学质量的提升，使学生理论和实际相结合，适当的开展多媒体教学是必须，也是唯一的选择。切不可顾此失彼，舍本逐末。

2.2 强化理论基础，掌握归纳总结

化工原理课程的特点是内容较多、公式复杂、计算繁琐、逻辑性强，而且各单元之间彼此相对独立，但每个单元操作内知识的相互联系性又较强，这样就需要联系记忆和抓住章节的主要矛盾［5］227。以天津大学出版的《化工原理》（第二版）［6］为例说明：上册流体流动、传热此两个章节，各章均有一个较为明显的主线，分别如图1、图2所示。

图1 流体流动章节知识主线

图2 传热章节知识主线

笔者认为讲授者每讲完一个单元操作，都要引领学生进行复习、总结。归纳总结是在掌握一定量的知识后需要进行的步骤。这时要求教师逻辑性更强，调理清楚，知识点的相互关系要非常熟悉。而且在课堂教学中应强调总结、归纳的重要性，使学生自己学会归纳、总结方法。只要教师能够让学生真正掌握整理、归纳、总结此学习方法，那么学生的理解能力和学习能力都会有很大的进步。这也才能使我们真正成为一名师者，完成“授人以鱼”到“授人以渔”的跨越。

2.3 章节特点有不同，因“章”施教有良效

化工原理的主要章节有七个部分：上册有流体流动、流体输送、过滤、传热单元操作；下册有精馏、吸收、干燥单元操作。总体来说，上册各章知识点均有较为清晰的树状脉络，下册书各章知识点则呈现交叉网状特点。因而在授课过程中，应有针对性的就各个章节采用合理的方式进行教学，才能收到较为明显的效果。

上册各章在讲述时，按照章节顺序进行的同时，注意前后衔接就可以了；而下册书各章在讲述时，除了基本知识熟悉外，更主要的结合多媒体教学和相图关系，把整个章节的知识点具体化，并将它们关联起来。这里我们拿精馏章节为例，精馏章节的知识体系如下图3：

图3 精馏章节知识主线

从图3可以看出精馏章节中知识点较多，而且从x－y相图中能看出各曲线相互交错、关系复杂，尤其是在精馏计算中更是灵活多变，需要学生对知识体系具有熟悉而系统的认识。因而在此类章节的教授过程中，通过结合多媒体和图表说明能达到化繁为简、化难为易，使得学生在后续的习题练习中，能形象的了解各知识点之间的相互关联，进而更容易的找到问题的突破口。