化工原理課堂教學探索與實踐

張鈺 李超 楊性坤

摘要本文對化工原理課堂教學進行了探索與實踐，提出要講好化工原理課程，教師應對教材內(nèi)容進行合理調(diào)整、刪減和增添，明確每次課每個章節(jié)的教學目標，合理分配時間，用靈活多變的教學方法、生動富有感染力的語言把繁雜零碎的知識點變成一個邏輯關系緊密相連的完整的科學的知識體系，使學生始終保持極高的學習熱情和積極性，是提高化工原理課堂教學效果的有效途徑。

關鍵詞 化工原理 課堂教學 實踐 探索

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.14.044

Exploration and Practice in Teaching Process of the Principles of Chemical Engineering

ZHANG Yu， LI Chao， YANG Xingkun

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Xinyang Normal University， Xinyang， Henan 464000）

AbstractThis paper explores and practices the classroom teaching of principles of chemical engineering，and proposes that teachers should reasonably adjust， delete and add the contents of teaching materials， clarify the teaching objectives of each chapter in each class， reasonably allocate time， and use flexible teaching methods The vivid and infectious language turns the complicated and fragmentary knowledge points into a complete and scientific knowledge system closely connected with logical relationship， which makes students always maintain high learning enthusiasm and enthusiasm. It is an effective way to improve the classroom teaching effect of chemical engineering principles.

Keywordsthe principle of chemical engineering； classroom teaching； practice； explore

0引言

化工原理課程是化工類、化學材料類等工科專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課程，解決化工生產(chǎn)過程中單元操作原理和設備的選型和構(gòu)造等，被譽為由化學實驗學科到化工生產(chǎn)之間聯(lián)系的橋梁。[1]學生在學習完高等數(shù)學、工程數(shù)學、物理學和有關化學知識課程之后學習化工原理課程，為后續(xù)的化學反應工程、化工分離工程、化工設計、化工機械與儀表、化學工藝學等專業(yè)課程的學習奠定基礎。它也是化工類研究生招生的必考課程，可見其在相關專業(yè)中的地位與作用。然而，化工原理課程具有教學內(nèi)容多而繁雜、知識面寬、交叉知識難度大等特點，故而教師的教和學生的學都相當困難。[2，3]因此，怎樣教好化工原理課程，是擺在我們面前的一個重要課題，本文就化工原理課程課堂教學進行有益探索和嘗試。

1精心講好緒論引燃學生學習熱情

講好緒論對于教好化工原理課程至關重要。第一次上課時，教師要先作自我介紹，拉近學生的距離。然后再去講解課程內(nèi)容和任務以及學習目標等。由于每個人的授課特點不同，為使學生盡快適應教師的教學方式，使教與學能夠更好互融，自我介紹時，一定要講明自己的授課特點和學習的一些要求等，如作者上課時語言一般不重復、語速基本一致，放慢速度并多次重復的，表明該知識點很重要且書本上并沒有，是要求學生做筆記的，課堂上不再提醒；另外，一章內(nèi)容里可能有幾十個甚至上百個公式，學生學習起來很不方便，不太容易記住，在課件上會把很重要并要求掌握的公式加上邊框。本課程的主要內(nèi)容就是化工生產(chǎn)中的“單元操作”問題，一定要讓學生牢牢掌握此概念，研究問題的方法一是理論分析法，二是半經(jīng)驗法即模型法；解決問題最常用方法是“物料衡算、能量衡算、平衡關系、過程速率以及技術經(jīng)濟觀點分析”等，這是單元操作中物理量定量關系計算、過程優(yōu)化、工藝條件和設備選擇的基礎，必須重點強調(diào)；另外還要強調(diào)本課程的地位與作用，與前后課程的關系，在本專業(yè)中的地位，在學生的職業(yè)發(fā)展中的作用等；同時還要通過實例說明本課程可以解決哪些生產(chǎn)實際問題，以提高學生的學習興趣，引燃學生學習熱情。

2明確課堂教學目標提高課堂實效

一般來說，每次課的開始都要回顧上次課的內(nèi)容，導入本次課的知識，既能鞏固舊知，又能和新知建立聯(lián)系。在此只要把上次課的重點知識點到即可，沒有必要詳細講一遍，并使學生明確本次課要討論的內(nèi)容和要解決的問題，最多不超過5分鐘。如：上次課我們學習了傳熱概念、傳熱作用、工業(yè)上常用的換熱方式，以及傳熱的三種基本方式等。那么，不同材料的導熱能力如何區(qū)分，不同壁面的導熱速率又如何計算呢，本次課就來討論這些內(nèi)容。再如，上次我們學習了傳導傳熱過程速率的計算問題，得到了平面壁和圓筒壁穩(wěn)態(tài)傳導傳熱速率的計算式，由此可計算傳導傳熱速率、壁面溫度（溫差）和保溫層厚度等，而在化工生產(chǎn)中，遇到的大部分是流體，傳熱的方式是對流傳熱，那么對流傳熱有哪些影響因素，如何計算對流傳熱的速率呢？今天的課就來討論這些問題。

同樣地講好每一章的概述對于完成該章教學目標也至關重要，一般來說概述部分是該章的一個總概括，包括基本概念、基本理論與方法等，而大家在制作課件時大多數(shù)要寫上本章教學目標、重難點、主要內(nèi)容等。教學目標可在上課前打開課件，讓學生看一下有個初步了解即可，沒必要在上課時念一遍，主要內(nèi)容介紹時切忌逐節(jié)介紹，而應把握概述精髓，激發(fā)學生對新知識的向往。如在講傳熱一章概述時，可以講大家知道很多化工生產(chǎn)過程中需要提供或者移走熱量，我們把熱量交換的過程稱為傳熱，那么傳熱有什么作用、以什么方式進行，傳熱的快慢如何表示，傳熱的機理是什么，怎樣計算傳熱量，如何選擇傳熱設備，怎樣強化傳熱過程等，本章就來討論這些問題。

3巧妙設計板書鞏固課堂教學效果

板書在課堂教學中必不可少，不管是在傳統(tǒng)課堂中，還是在現(xiàn)代智慧課堂中。板書一般分為主板書和副板書。主板書用來列本節(jié)課的提綱，也可做思維導圖。下課后學生可從主板書了解本節(jié)課的主要內(nèi)容，便于學生復習鞏固課堂知識，提升課堂教學效果。主板書不能用來書寫復習舊課的內(nèi)容，也不能寫教學目標和教學要求等。副板書起到輔助教學作用，比如說授課過程中的重點詞語、概念、和過程推導演算等，有助于學生了解所講內(nèi)容的來龍去脈，可以即寫即擦。但是不能為了板書而板書，有時可以把關鍵詞標記在ppt上，也可以視為板書。是否需要板書，要根據(jù)實際情況?？傊?，板書是為了讓學生對知識的脈絡更加清晰。

4語言要生動教學方法要靈活

課堂教學是教師傳授知識的重要平臺，教師要用巧妙的語言、靈活的方法、豐富的知識來吸引學生，調(diào)動學生學習的積極性，引導學生主動學習，提升課堂教學效果。

4.1努力提高語言技巧

語言表達能力是教師最重要的基本功，教師應努力提高自己的語言技巧。授課時，吐字要清晰，聲音要洪亮，有穿透力。語速要適中，對于重點和難點內(nèi)容，要盡可能放慢，便于學生思考。語調(diào)要有節(jié)奏，抑揚頓挫，有輕重緩急。設問時語調(diào)要有變化，如：講某種施工技術時，問這種技術有什么優(yōu)點呢？他們之間有什么聯(lián)系呢？如何解決這些問題呢？語句的后半句聲音要抬高，然后要有所停頓，以吸引學生，引起學生主動思考。

4.2靈活的教學方法可事半功倍

根據(jù)課程性質(zhì)和內(nèi)容不同，可采用靈活多變的教學方法，來達到預期的教學效果。教學方法可以是提問、展示實物或模型、課堂討論、讓學生練習，也可以放視頻、講授等。無論采用何種方法，教師要做好充分準備，把握好時間和度。因化工原理是一門實踐性較強的課程，教師講完理論后，要讓學生通過練習掌握相關內(nèi)容。進行練習時，教師一定要講清楚練習目的，練習方法，有哪些途徑可以解決相關問題，并及時跟蹤輔導。采用提問的方法，可以引起學生重視和思考，并檢驗學生對知識的掌握和理解情況，但是提問不可過多，不能失去了教師的主導地位。類比分析的方法，可以讓學生舉一反三，降低學習和記憶的難度，如講設備性能時，引導學生分析這些設備用來干什么、有什么要求，這是描述他們性能的出發(fā)點，掌握此要領，相關問題都可迎刃而解，如分析離心泵和旋風除塵器性能參數(shù)：生產(chǎn)能力（送液能力，氣體處理量），揚程、軸功率、效率和除塵效率、壓強降等；在講設備構(gòu)造時，注意介紹其基本構(gòu)造、作用和優(yōu)缺點，為彌補其不足，就研制出了各種改進型型號，以培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力，如講離心泵構(gòu)造時，先介紹敞開式構(gòu)造及優(yōu)缺點，然后引出半閉式、閉式、雙吸式、多級式離心泵；與此對應旋風除塵器也有標準型、CLT/A型（具有傾斜螺旋面進口的旋風分離器）、CLP型（用蝸殼式進氣口，進氣口位置低且?guī)в信月贩蛛x室）、CLK型（擴散型）等構(gòu)造，以彌補標準型設備的不足。

啟發(fā)誘導的方法是最有效的教學方法之一，很多工程施工類、材料類課程內(nèi)容都比較多，知識點零碎，采用平鋪直敘的方法介紹，學生能夠理解但很難掌握，若采用啟發(fā)誘導的方法，[4]學生就可以觸類旁通，掌握了學習要領，很多問題都可迎刃而解。如學習對流傳熱系數(shù)的影響因素，引導學生分析這是流體在壁面上流動時所發(fā)生的傳熱過程，因此，可以輕而易舉地想到流體的性質(zhì)、流動參數(shù)、流動類型、引起流動的原因、溫差、壁面形狀和尺寸等，都對過程產(chǎn)生一定影響。再比如，講解對流干燥的影響因素時，緊緊抓住這個過程的實質(zhì)是熱流體通過固體物料時的熱質(zhì)傳遞過程，因此，熱流體（介質(zhì)）的性質(zhì)、流動狀態(tài)、溫差、固體物料性質(zhì)與放置方式、兩者的接觸方式等都會對過程產(chǎn)生影響，這些知識自然而然就可掌握了。

5合理組織精選內(nèi)容增強知識系統(tǒng)性

授課可以依托教材，但不要受教材制約，不要面面俱到，照本宣科，對教材內(nèi)容次序可做適當調(diào)整，也可對教材內(nèi)容進行適當刪減和增添；教材在編寫時通過章節(jié)序號來安排一個個知識點，教師授課時就要用合適的語言把上下知識聯(lián)系起來，增強知識的系統(tǒng)性，切不可把每個知識點孤立起來講授；在課時分配時，要考慮知識的難易程度和重要程度，可以讓學生自學、也可略講，該詳講的一定要詳講。如在流體流動一章中，教材中把密度、粘度、壓力編排在一起，按照這個順序很難講授，因為粘度只有在流體流動時才能體現(xiàn)出來，所以把它放在流體動力學部分講授是順理成章的；再比如傳熱一章中，引出對流傳熱概念后，教材中安排傳熱過程計算內(nèi)容，而后才是對流傳熱過程分析、對流傳熱系數(shù)的計算，這樣就把內(nèi)容給分割開來了。如果按照傳熱機理（熱傳導、對流傳熱、熱輻射）、傳熱過程計算、傳熱設備與過程強化順序講授，知識的主線就比較清晰，系統(tǒng)性得到增強。另外多媒體的應用要恰當，一定要注意它只是教學輔助手段，它具有很大的優(yōu)越性，[5]但絕不能讓多媒體主導教學，牽著自己鼻子走，一定要堅持教師的個性與特色。

6結(jié)論

化工原理課程在化工類專業(yè)中有著舉足輕重的地位，要講好化工原理課程，教師必須能輕松駕馭教材知識體系，熟練掌握全課程內(nèi)容，能夠?qū)滩膬?nèi)容進行合理調(diào)整、刪減和增添，明確每次課每個章節(jié)的教學目標，合理分配時間，提高課堂效率，用靈活多變的教學方法、生動富有感染力的語言把繁雜零碎的知識點變成一個邏輯關系緊密相連的完整的科學的知識體系，以飽滿的精神狀態(tài)講好每個知識點，使學生始終保持極高的學習熱情和積極性，對化工原理教學都是至關重要的。

基金項目：2019年河南省高等教師教育教學改革研究與實踐立項項目（2019SJGLX352）；2020年度河南省教師教育課程改革研究項目（2020-JSJYYB-038）

參考文獻

[1]廖益強，盧澤湘，王雪芳，等.應用人才培養(yǎng)下的化工原理課程教學改革[J].教育現(xiàn)代化，2019，（74）：28-29.

[2]侯三英，陽鵬飛，王宏青，等.礦物加工工程專業(yè)化工原理課程的教學改革[J].廣東化工，2019，46（406）：126，123.

[3]謝高藝，馬春平，劉瑩.以培養(yǎng)應用型人才為導向的化工原理課程教學改革[J].教育教學論壇，2019，（9）：125-127.

[4]朱國華，俞紅梅，單佳慧，等.化工原理課程改革與探索實踐[J].廣東化工，2019，46（406）：130-131.

[5]劉曉桓.多媒體教學在化工原理課堂上的應用[J].云南化工， 2019，46（10）：191-192.