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五年高职化工原理教学研究

2020-01-12李成辉

化工设计通讯 2020年1期
关键词:化工原理高职

李成辉

(四川省盐业学校,四川自贡 643000)

化工原理课程是理论与工程、基础与专业之间的一个重要纽带,其主要内容是化工单元操作,并以动量传递、热量传递和质量传递“三传”为主线,研究每个单元操作的原理、过程、设备及主要应用。其概念抽象复杂,公式较多,且实践性强这一工程特点贯穿教学过程始终,学生学好本课程有一定的难度。特别是基础知识薄弱的五年高职学生,对本门课的掌握则更为困难。因此,如何上好化工原理课始终是任课教师们不断研究和探讨的问题。经过实际的五年高职化工原理教学实践,本文对教学中积累的经验进行了综述。

1 理论教学

1.1 “削枝强干”,重点突出,适当引入新知识

在化工原理的课程教学中,每个单元操作所涉及的内容情况都较为复杂,难度较大,而课时是有限的,讲解的时候就不可能面面俱到,因此需要对各单元操作的内容“削枝强干”,突出重点[1]。同时,应从掌握基本理论、强化实际应用这个根本出发,对每个单元操作中的一些繁琐理论推导和应用性不强的内容进行删减,使授课内容更加适合五年高职学生的培养目标。比如,可以删除流体静力学方程及伯努利方程的复杂推导过程、传热中的基本规律推导、传质中有关相平衡的基本关系推导和关于冷冻机的计算等,把讲述的重点放在方程的应用、延伸及实用性更强的内容上来。

在精简一些内容的同时还应适当引入新知识,补充先进的技术成果。一是为更多地激发学生学习兴趣,二是因为只有学生熟悉了解了更多的新技术发展情况,才更明白自身学习的方向,从而才更具有创造性。例如在讲分离方法时,可以着重介绍下膜分离技术,它是近三十年来发展起来的一种较为先进的分离方法,使用范围相当广泛,既可用于非均相混合物的分离,如除去细小颗粒、细菌等,又可用于分离气相及液相混合物。还有传热中一些新型换热器,其传热效率极佳,已广泛使用,也可适当引入。

1.2 强化习题教学

五年高职学生,由于基础知识薄弱,对于抽象复杂的概念、公式是不易理解的。为此在授课的过程中应注重例题的讲解,通过例题再引入概念,加深学生对概念的理解。尤其是在讲公式的时候,每讲完一个或几个公式,就安排学生练题,练一些与工程实际相关的题目。课堂上做不完的,安排课后做,给定一定的期限,然后检查练题结果并给予点拨总结。通过穿插例题、强化习题这一教学方法,学生对概念的理解更轻松,对公式的掌握、运用更到位;同时,这也有利于学生了解工程实际、形成工程思维,集中课堂注意力,从而提高教师教学质量。

1.3 注重理论联系实际,应用多媒体进行教学

理论必须要联系实际,才更具有说服力,才更能激发出学生的学习兴趣[2]。化工原理课程的工程性,注定理论联系实际必须贯彻到化工原理理论教学的全过程中,只有这样才能使学生学习好这门课程,理解好它的精髓。如在讲 “过滤”时,可以生活中豆浆过滤、豆腐制作、常见淀粉制作为例来讲请它的相关基本概念及原理。在讲“传热”相关知识时,先让学生找一找生活中保温和散热的例子,如冬天人们穿保暖衣穿羽绒服进行保暖、夏天人们用空调用电风扇散热、工厂里用厚厚的保温材料覆盖在化工管路上进行保温等,然后再进一步引导学生,认知传热的规律。在讲“传热热阻”时,以生活中烧开水的水壶为例,让学生理解传热热阻,进而讲解有关传热热阻的计算。在讲“间壁式换热器中两流体的流动方式-错流”时,常借助人工在水龙头下清洗衣服这一过程来形象类比。总之,通过列举生产生活中常见的现象来讲解相关知识,可以明显提高学生的注意力和学习兴趣,进而激发他们的学习动力。

此外,还可以更多地借助多媒体进行教学,多媒体集图文声像于一身,以其多维化的表现形式,为化工原理课堂教学提供了新的手段。如教学中涉及到的离心泵的工作原理、板框过滤机的过滤、精馏吸收操作等,都可采用播放动画加声效的方式进行辅助教学,这样不仅能活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣,还能使学生对原理过程的认识、理解更加深入。这也加强了学生理论与实际的联系,其教学效果是传统的教学方式难以实现的[3]。

1.4 重视归纳总结,将知识系统化、简单化

化工原理教材的编排基本上是一个单元操作为一章,看似独立的,但其实各单元操作之间有着密切的内在联系和极强的规律性。它们都离不开“三传”,即动量传递、热量传递和质量传递,“三传”是贯穿该课程的一条主线。如流体输送、沉降、过滤均属于动量传递,传热、蒸发均属热量传递,精馏、吸收、干燥均属质量传递。在教学过程中,教师应对“三传”多进行类比分析,使学生理解掌握三种传递过程的本质和联系[4]。同时,物料衡算和热量衡算是贯穿该课程的另一条主线。每个单元操作都是以基本原理为起点,进而讨论物料的衡算、热量的衡算、速率关系及设备设计计算、校核计算等。如传质中的精馏、吸收,两单元操作极为相似:均以基本原理为起点,讨论相平衡的关系、物料的衡算、热量的衡算、速率关系及设备计算;所用设备均是板式塔或填料塔;操作线方程都是通过物料衡算得到等。通过诸如此类的类比、概括和总结,可将庞大的知识系统化,简单化,学生更易于理解。

2 实践教学

2.1 重视化工原理实验

化工原理实验是将化工原理理论与工程实践联系起来的一个重要环节,是学生们第一次用小型的工程装置进行的实验。它是提高学生工程实践能力,培养学生创新思维能力,引导学生从工程的角度去理解、分析和解决问题的一个关键环节。实验过程中,要求学生先熟悉设备,并对照工艺流程图熟悉流程,然后动手操作,从而激发学生的学习兴趣,充分发挥他们的主观能动性。实验结束后,组织学生进行总结讨论,分析实验现象,进一步加深对理论知识的理解。

2.2 引入仿真软件进行仿真实训

利用仿真软件进行仿真实训,实际上是让学生在一个特定的模拟环境中,通过自己动手操作调节各项参数来达到一定的生产任务指标。这不仅可以加深学生对所学内容的理解和掌握,熟练各个单元过程的实际技能,也能很好地培养学生分析问题和解决问题的能力。同时它也具有错误记录功能,对学生的操作正误及时提示,并配备有与该实验相关的思考判断题,可以进一步考查学生对基本知识基本技能的掌握情况[5]。允许学生失误、允许探索,对促进学生的综合发展是具有重要意义。

2.3 加强企业实习环节

进企业实习也是上好化工原理课的一个重要辅助环节。在化工原理教学过程中,可以先组织学生到企业认知实习,条件允许的情况下再组织学生进行生产实习。认识实习,就是简单的参观感知,它能使学生初步了解化工过程的基本操作、典型设备,从而增强学生对化工单元操作的感性认识及学习化工原理的兴趣。生产实习会将学生分组到各个车间轮岗实习,工厂技术人员及任课教师对学生进行现场指导帮扶,这既能使学生将所学的原理和相关知识与生产实际充分结合,又能增强学生的实际操作能力,为学生今后的发展打下良好的基础。

3 小结

总的来说,化工原理教学在化工类学生的培养过程中起着至关重要的作用。作为一名教师,只有在教学过程中不断地学习新的知识和新的技术,不断地探讨适应社会发展、适应学生变化的教学方法,不断地创新教学内容和教学方式,才能真正提高化工原理的教学质量。

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