化工原理范文精选

本文作者：姚金环李延伟李凝蒋锡福作者单位：桂林理工大学

改进课堂教学方法

以往的化工原理实验教学模式是先由实验指导教师讲解实验目的、实验步骤、实验原理及注意事项，然后进行实验过程演示。这种保姆式的教学方法，很大程度上限制了学生主观能动性的发挥，使学生在实验过程中始终处于被动地位。为此，化工原理实验教学方法必须改进。化工原理实验是学生接触的第一门工程性很强的实验课程，如何上好该课程，上课时讲解哪些内容，哪些内容该细讲，哪些内容该粗讲，这是实验指导老师需要仔细思考的问题。由于在课前学生都经过了充分的预习，对实验的目的、原理都有了比较深刻的了解，因此这些内容要粗讲［2］。而对于实验中涉及的一些设备，如离心泵、列管式换热器、流量计等等，这些设备只是在理论课堂和预习时了解一些，而没见过实物。所以学生进入实验室之后，实验指导老师先用较短的时间对实验进行简单的讲解。然后引领学生熟悉实验装置，详细了解设备的组成、流程等等。并在此期间向学生提问，一方面考察学生的预习情况，另一方面以引起学生的重视，减少学生在实验过程中出错。比如:离心泵特性曲线的测定实验。介绍泵的使用时可向学生提出问题:为了防止气缚现象的发生，开泵前需要做什么工作?开泵前，调节阀关闭还是打开?实验结束后，是应该先关泵还是先关出口阀?实验过程中，在保证没有危险的情况下，尽可能让学生独立完成实验。指导老师在实验时，要多走动、多观察、少动手，如果发现学生操作时存在问题，要启发性的提醒学生，让学生自己找出错误的原因和可能产生的后果。指导老师在指导过程中，给学生在实验中的表现进行打分。其分数也作为最终实验成绩的一部分。实验结束后，实验的原始数据指导老师需要用红笔签名。签字时，若发现学生的原始数据有涂改的地方，指导老师也要用红色笔圈上，注明“有改动”。这样的处理是防止学生照搬他人数据，随意篡改数据，保证实验的真实性。

实验报告的撰写

实验报告是对实验过程的总结。以往很多学生在撰写实验报时抱怨化工原理实验报告内容太多、太长，撰写一份实验报告要花费很长时间。而且，许多老师在批改实验报告时发现，学生抄袭现象严重。一方面体现在实验目的、实验原理、实验步骤等直接照搬实验教材;另一方面由于化工原理实验数据处理比较复杂，学生抄袭他人原始数据，进而整个数据处理过程也照抄他人。为了减少撰写实验报告的时间，保证试验报告的真实性和质量，培养学生独立处理数据的能力，学生最终的实验报告在预习报告的基础上进行，在预习报告后面粘贴有指导老师签字的原始数据表，学生需要做的主要任务就是利用学习过的基本原理对实验数据进行处理并进行结果分析。数据处理时要有完整的公式、计算过程、计算结果。数据的处理及相关制表和作图要求学生采用Excel、origin等化工常用的数据处理和绘图软件进行。培养学生掌握图表绘制软件，实现用计算机表述实验数据［3，4］。经过这样改革以后，学生很清楚自己在实验前、实验中、实验后每一个阶段的学习重点。同时也提高了化工原理实验教学的效率和质量。

[摘 要]化工原理是化工及其相关专业十分重要的一门专业基础技术课程。化工原理课程中最为常用的两种工程问题研究方法是实验研究法和数学模型法，教学中需要对这两种方法的步骤、成败关键、实验目的等方面进行详细的分析对比。掌握这些方法，对于培养学生的工程观念具有十分重要的作用。

[关键词]化工原理；工程方法；实验研究法；数学模型法

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0020-03

化工原理是化工及其相关专业极为重要的工程技术基础课程，是我院应用化学、制药工程、环境工程和材料科学与工程等专业必修的一门主干课程。由于其研究的问题往往涉及面广、影响因素多、操作变量多的工程实际问题[1][2]，如果直接采用数学描述和方程求解的方法往往是行不通的。[3]因此，化工原理的教学目的不仅仅在于要求学生掌握丰富的工程知识和基本的计算方法，更重要的是在对各种具体的单元操作的理解掌握中不断地归纳总结出处理实际问题的工程研究方法，有意识地培养学生的工程观念。[4][5][6]本文就化工原理课程中最为常用的实验研究法和数学模型法两种工程问题研究方法进行了比较详细的分析、对比。

一、两种工程问题研究方法

（一）实验研究法

实验研究法[7]又称经验归纳法，也称因次分析法，是一种比较传统的工程问题研究方法。化工过程一般都是在特定的设备内进行的，由于化工设备的多样性、复杂性以及物料性质的千差万别，人们对其过程内部的变化规律往往一无所知，或者根本就是无从知晓。但是，为了解决问题，又必须掌握各种变量参数对其结果有着怎样的影响，此时就必须依靠实验。即使对化工过程的内部变化规律一无所知，也可采用实验研究法进行分析研究，这是实验研究法的一大优势。

在实验过程中，每次只能改变其中的一个变量，固定其他变量。如果影响过程的变量较多，工作量就很大，而且将实验结果关联成形式简单、便于应用的公式也很困难。采用因次分析可将若干个变量组合成无因次的数群，用无因次数群来替代原始变量进行实验，然后整理归纳成算图或准数关联式。由于数群的数目比原始变量的数目少，从而大大减少了实验工作量，且数据处理简单方便，可节省大量的人力、物力，也容易将结果应用于设计及工程计算。因次分析的基础是因次一致性原则[8]，对于任何一个物理方程，不仅左右两边的数值要相等，而且每一项的因次都应相同。每个正确的物理方程均可转变成无因次的方程，无因次数群的数目是原方程中变量数减去基本因次数。现以圆管内对流给热系数的研究为例，阐述该方法的基本思路。

摘 要：离心泵是《化工原理》课程学习的重点内容，掌握离心泵操作方法对高职学生来讲更是尤为重要。本文初探 “离心泵操作”微课程设计的意义，依据 “离心泵操作”微课程设计思路，进行微课程的制作，并建设微视频交流平台，进一步推进高职院校《化工原理》课程的建设和改革。

关键词：化工原理；微课；离心泵

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.031

1 “离心泵操作”微课程设计的意义

国家教育部 《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出：高职教育培养的是应用型人才、实用型人才，是培养有知识、有文化、懂技术、会操作的一线高级技术人才。

高职学校的学生大多学习成绩较差，学生学习习惯欠佳，上课注意力无法高度集中，教学内容过于陈旧，滞后，有些学校化工实训基地尚未建立起来，实训室设备数量不足，不能完成教学内容，学生即使掌握一些知识点，也难以灵活运用，学生在学习过程中无法接触到工程实践中的设备[1，2]。因此，将《化工原理》课程进行微课程教学，利用现代互联网，形成移动学习资源，节省课堂时间，帮助学生在课余进行自主学习，解决课堂上未懂的内容，调动学生学习积极性，提高学生的自主思考能力和动手操作能力，培养学生的工程意识。

而《化工原理》课程中首先学生接触的设备――离心泵，对离心泵操作进行微课设计，既可以让学生认识接触离心泵设备，又可以调动学生学习本课程的积极性，对于整门课的学有裨益，也是我校化工原理课程建设和改革的新推进。

2 “离心泵操作”微课程设计思路

摘要：

化工原理是化工类专业最重要的一门工程技术基础课程之一，具有很强的实践性和工程性。针对目前化工原理课程教学中存在的问题，结合自己多年的教学实践经验，提出了基于生活案例的化工原理课堂教学方法，突出教学的趣味性、思考性，激发学生学习的积极性、主动性，提高化工原理课程教学的效果和质量。

关键词：

化工原理；生活案例；课堂教学

化工原理是化工类专业的一门核心主干课程，具有极强的实践性和工程性，其主要内容是讲述化工生产过程中各种单元操作的基本原理、典型设备的结构特点及设计操作的计算方法等［1，2］，具有公式多、概念多、计算量大、系统性差、知识面广、应用性强、内容抽象等特点，加上学生缺乏对化工过程及设备的感性认识，学生普遍反映“学不懂”“记不住”“很枯燥”，从而失去了对化工原理学习的兴趣，学习的困难很大［3，4］。面对这些问题，许多教师在化工原理教学过程中进行了积极的探索［5－7］，取得了良好的效果。本文基于对化工原理教学现状的分析，发现其中存在的主要问题；阐述了生活案例在化工原理课堂教学中的重要性；在化工原理教学中适时地引入生活案例，可以激发学生的学习积极性和探索精神，培养学生的创新意识和实践能力，提高化工原理课堂教学的效果和质量。

一、化工原理课程教学中存在的问题

近些年来，通过对本院相关专业化工原理课堂教学进行分析研究发现，目前化工原理教学中存在的问题主要有以下几点。

（一）学生的基础普遍较差

一、理论教学环节

主要任务是使学生掌握化工生产过程中涉及的主要化工单元操作的基本概念、典型设备的构造、基本操作原理等知识并能够进行单元操作过程的工艺计算。实验教学环节的基本任务是使学生了解各化工单元操作原理、流程，使学生掌握典型化工设备的特点、性能和基本操作，加深对化工原理基本理论、基本知识的理解。化工原理课程设计是继化工原理理论教学和实验教学之后安排的一个总结性、综合性的实践教学环节。通过该实践环节的训练使学生能综合运用化工原理的基本理论知识以及先修的物理化学、机械制图、化工制图等课程理论在规定的时间内完成给定的化工设计任务，即设计出符合一定生产要求的化工单元操作工艺及设备。通过化工原理课程设计让学生了解化工设计的基本内容，掌握化工设计的一般步骤和方法，重点培养学生的工程意识和分析、解决工程实际设计问题的能力。课程设计不同于一般的课程作业，需要学生根据设计任务，确定自己的设计方案，查取资料、搜集数据，进行工艺过程和设备的计算，并对自己的选择和计算结果进行论证和核算。整个设计过程对提高学生工程意识及独立工作能力有很大作用。然而笔者在自身教学实践指导中发现，目前化工原理课程设计在教学设计中仍存在一些不足，这些不足在一定程度上影响了其教学质量。在此，笔者结合自身实践分析一下化工原理课程设计在教学中存在的问题，并针对这些问题探讨一下具体的改进方法。

二、课程开设时间不当导致学生对课程设计认识不足

化工原理理论课程是化学工程与工艺专业学生在大学期间主修的第一门化工专业基础课，是工程性较强的一门课程。而化工原理课程设计隶属于工程设计课程，很多学校通常在化工原理理论课程结束后开设，时间为两周。虽然学生在学习了化工原理理论课程后基本掌握了常见的化工单元操作的基本原理和典型设备的结构和计算，但学生对工艺和设备的认识还是比较肤浅的，大多数学生仍停留在书本知识的理性认识上，对工程的内容了解甚少，不具备工程观点。因此学生拿到设计任务后，认为课程设计跟平时的课程作业没什么两样，直接按照《设计指导书》中的例题进行依葫芦画瓢，也不管是否适合自己的体系，设计出的设备不合理、不规范。为了让学生对课程设计有一个充分的认识，笔者认为化工原理课程设计教学环节应安排在大三下学期期末，并与化工设备课程设计同步进行。因为在此之前，学生除修完化工原理理论课程外，还修完多门化工专业课程，如化工分离工程、化工设备机械基础、化工工艺学等。经过多门专业课程的学习，学生对工艺和设备的认识已经比较深刻，对工程内容的了解也比较多，已具备基本的工程观点，以至于拿到设计任务后不会像以前那样盲目无措。

三、设计过程安排不合理，使学生在设计过程中收获甚少

化工原理课程设计的主要内容包括：设计方案的选定；主要设备的工艺设计计算，绘制带控制点的工艺流程图；设备的结构尺寸和工艺尺寸的设计计算，绘制主体设备的设计条件图；典型辅助设备的选型和工艺尺寸计算。整个过程设计内容多，任务重。若指导教师不能合理的安排设计任务，很难使学生在短时间内掌握化工设计的程序和方法，有效地提高学生分析和解决工程实际问题的能力。以往化工原理课程计过程主要包括设计准备阶段、设计阶段以及设计说明书的编写和绘制阶段。设计准备阶段通常是布置设计任务，介绍课程设计的步骤、注意事项等，然后让学生根据设计任务书提供的条件和要求，通过复习相关教科书、查阅有关资料进行分析、对比确定适宜的流程方案和设备类型，初步确定自己的设计方案。然而，很多学生通常不太重视这一阶段，设计准备工作不充分导致后续设计过程问题多多，为了完成设计任务，不得不套用例题或套用网上类似的设计例子，因此对设计过程涉及的公式、设备的选型都不理解。介于上述问题，笔者在布置设计任务时强调在设计准备阶段除初步确定自己的方案外，至少还要弄懂一份相关的设计事例，并在设计准备阶段后期进行答辩。答辩的内容：设计任务、初定的方案、方案的确定依据、优秀设计案例讲解。这样做虽然指导老师的任务加重了，但是学生受益很多。首先学生会更认真的投入到设计当中去，答辩过程中指导老师提出的一些意见和建议也可以帮助他们完善设计方案。其次优秀设计案例讲解的目的是让他们在设计前对设计过程的程序和方法有一整体的了解，同时也有利于师生之间、学生之间相互交流，大大改善了学习气氛。

作者：姚金环 李延伟 吕奕菊 单位：桂林理工大学化学与生物工程学院

在解决环境污染过程中往往要用到相关的化工设备进行操作，例如用机械式、过滤式除尘器去除空气中颗粒污染物;用吸收、吸附法去除气态污染物等等，这些净化过程中包括了流体流动、过滤、蒸馏、吸收等单元操作，那么对于环境工程的学生就可以在这些单元操作上增加学时。这种学时的合理分配可以实现主次分明，重点突出。结合专业特点，激发学生学习兴趣，易于理解学生在刚刚接触化工原理之前所学的课程大多是基础化学课(有机化学、无机化学、分析化学、物理化学等)，工程意识不强，所以对工业化生产过程理解有所困难。而且对这门课对本专业的作用也不甚了解，许多同学误认为化工原理这门课和本专业不相关，从思想上就减弱了对这门课的重视，这样就很难激发学生的学习热情。为了让学生重视化工原理这门课，因此我们应针对于不同的专业，引入“案例教学”这种比较先进的教学方法。案例教学是指在教学中关注现实生产，分析和研究案例。贯彻“学为主体，导为主线，知识传授与能力培养并重”的原则，将教学主体由“教”转移到“学”，最大限度地培养学生的能力。结合其专业的相关案例使抽象的理论讲授变得生动活泼。由简入深，激发起了学生的求知欲和掌握这门课的信心，学生学起来就会得心应手，俗话讲兴趣是最好的老师。以我院生物工程专业的学生认识实习中了解的玉米制酒精生产过程，见图1，引入单元操作的概念为例。这个工艺过程是学生到酒厂实习了解到的，通过实习对流程已经很熟悉了。我们讲课时结合这个工艺过程就可以将什么是单元操作以及干燥、传热、精馏这几个单元操作的理论知识引入，使学生了解由原料到成品，需要若干过程，包括化学变化和物理变化，而单元操作就是这些物理变化过程，这样学生就可以很容易的将化工原理的理论知识和他们熟悉的本专业的知识联系起来，理解更加容易准确。

合理简化课堂理论推导，增强学生学习信心非化工类学生学习化工原理课程基本大多是一学期结束，时间紧任务重，尤其是有些学生还没有掌握学习专业课的学习方法。而且化工原理这门课的公式较多，计算也较复杂，如果这时我们在讲课时过多对这些公式详细推导，就会使学生忽视了这些公式的实际应用条件和适用场合。学生会感到枯燥难懂，渐渐失去学习下去的信心。如果我们适当简化公式的推导过程而增加公式工程应用方面的讲解，这样会使这些公式变得形象生动，学生学起来会更快的将化工原理的工程性这一特点加深理解。比如在机械能守恒定律的推导时，不从纯理论的力的分析———欧拉方程推入，而是从三种能量守恒这一实际过程推导的话，会使学生对这一公式中各项代表的意义理解更透彻。在讲解时也应该将重点放在公式的实际应用上。再比如学习离心泵的特性曲线时，对于非化工专业的学生只要掌握泵的特性曲线的形状和实际使用方法就可以了，而没有必要去推导曲线的具体方程的表达式。简化公式的推导会使重点更突出，更容易理清知识的结构，降低教学难度。

根据非化工专业化工原理的理论课程的内容和实验课程的学时数，应贯彻少而精的原则，即实验的量不宜多，但要精选，所选实验要有代表性。例如在讲到第一章的流体输送时，我们做了流量计的校核和不同管的阻力测定，通过做这两个实验可以亲手绘出文氏流量计和孔板流量孔流系数和雷诺数的变化趋势，以及阻力系数和雷诺数变化趋势图。既验证了书当中给出的曲线，又可以让学生对流量计校核和阻力测定的方法加深认识。当实验所绘制的曲线和书中的理论有偏差时，又可以分析偏差的原因，分析实验中可能出现误差的地方，开动脑筋分析数据的合理性，对了解实验过程也有益处。而精馏实验通过分离乙醇和丙醇的混合物，进一步使学生了解工业酒精、医用酒精和无水乙醇的区别和增浓理论等等。讲解的每一个单元操作都会有一到两个对应的相关实验，因此通过各个配套实验既加深了理论知识的学习又加强学生分析问题和解决问题能力的培养。

在学习一段化工原理课后，当学生有了一些理论基础和一定的动手能力时，还要根据各个不同专业进行生产认识实习。让学生走进工厂车间，亲自看看各单元操作对应的相关设备及其构造。仍以我院生物工程的实习为例，在进行化工原理的理论教学的同时，学生需要进行为期两周的认识实习。在进入酒厂实习的两周里，学生不仅对其本专业的知识发酵工艺有所了解，同时对于工艺过程中用到的各种单元操作及其所用设备有所认识。例如精馏塔、干燥器、旋风分离器、换热器、泵、各种阀门等。尤其是学生在现场亲自观看学习，更会增加他们的感性认识。使学生进一步体会化工原理课理论的实际应用，让学生明白学习化工原理课究竟有什么用，避免了盲目性。这样学生学起来才会更积极。也进一步了解了化工原理课程理论与设备并重的特点。

作者：张振坤 杨梅 单位：吉林化工学院 吉林化工学院

1化工原理实验教学现状

1．1实验预习效果不好实验预习对顺利的完成一项实验有着重要的作用。但部分学生对预习只是走形式，在预习过程中没有对原理、操作方法或数据处理方法进行应对性思考，只是应付性的完成预习报告的书写，没有达到预习实验的真正目的。

1．2实验场地、设备套数限制，使部分学生慵懒由于实验场地有限、设备套数不足，化工原理实验一般3至5人一组。虽然化工实验讲究团队合作，但一组人数过多就给了某些同学偷懒的机会，只是旁观，而不参与操作，对这部分学生就起不到锻炼动手能力和实践的作用。

1．3数字化实验设备有其优越性，但也存在着负面影响近年来，化工原理实验设备向数字型、在线控制、在线数据采集、实验软件进行数据处理等方向发展。这些设备对促进学生掌握先进的测量手段、认识计算机控制技术及计算机在化工操作中的应用等方面有很大帮助，但是它带来的负面影响也显而易见。使学生认为化工原理实验操作简单，点点鼠标、变变参数即可完成，对实验过程没有深入的认识。借助软件处理数据方便快捷，但造成部分学生只知其然不知其所以然。

1．4考核方法有失公允化工原理实验考核通常是结合学生实验出勤、预习报告成绩、实验操作情况、实验数据及实验报告等给出。其中实验操作是一现场成绩，但由于实验人数多，实验教师很难全面客观的对每个学生的实验操作情况进行评定，而实验报告也很难杜绝抄袭现象。这样使实验课程的最终成绩在一定程度上有失公允。

2化工原理实验教学的改革探究

针对实验教学中存在的各种问题，我们对化工原理实验从提高学生对实验课程的认知程度、重视实验预习、强化数据处理过程及改进考核方法等方面进行了改革探究。

2．1提高学生对实验课程的认知程度通过专题报告、课下沟通等方式，给学生灌输化工实验课程的重要性。化工原理本身就是一门实践性很强的课程，只有通过实验中的实际操作才能把理论和实践很好的结合，锻炼动手能力和工程观念，为以后工作奠定良好的基础。而且化工考研过程中化工原理实验与理论同等重要，不仅初试要考，很多院校复试中化工实验设计与操作技能也占很多比重。通过多渠道提高学生对化工原理实验课程的认知程度。

【摘要】 为了更好的将化工原理这门重要专业基础课程在生物工程、生物技术、制药工程、应用化学、轻化工程等专业发挥出应有的作用,本文结合这几个专业的特点,对“化工原理”课程的教学方法改革进行了探索,收到了较好的效果。

【关键词】 化工原理 工程意识 教学改革

校级课题:吉林农业大学质量工程课题 《生物工程特色专业》项目资助

化工原理课程是吉林农业大学生物工程、生物技术、制药工程、应用化学、轻化工程等专业的一门专业基础课程,包括理论课、实验课、课程设计、手工制作实习等教学环节。化工原理的主要内容包括:以动量传递为基础,叙述了流体输送、搅拌、流体通过颗粒层的流动、绕流及其相关的单元操作;以热量传递为基础,阐述了换热和蒸发操作;以质量传递的原理说明了吸收、精馏、萃取、吸附、结晶、膜分离等传质单元操作,最后阐述了热量、质量同时传递过程的特点及干燥操作。

经过本课程的学习,要使学生掌握化工生产中基本单元操作的原理、典型设备的构造、性能和操作原理,设计和计算方法。通过理论解析和在理论指导下的实验研究、课程设计,树立正确的科学思考方法。教学特点是强调工程观点,强化对化工过程定量计算、定性分析及设计能力的训练,重视理论和实际相结合,训练其运用基本理论和方法考察、解释、分析和处理工程实际问题的能力。

本课程要求学习者首先具备高等数学、物理学及物理化学、机械制图和识图等相关课程的知识。化工原理知识是为了后续课程例如发酵设备、发酵原理、酒精工艺学、淀粉工艺学、变性淀粉、酶工程、基因工程等知识体系服务的。

为了完成化工原理课程的目标,实现其提高相关专业学生的素质,就要针对不同专业的学生对传统的教学方法进行适当的改革。对于本校的相关专业的学生,我们尝试和探索了一些方法,收到了较好的效果,在这里与大家分享,探讨。

1.教学方法多元化

《化工机械》2016年第6期

摘要:介绍了《化工原理》教学的现状，提出了提高《化工原理》教学效果的有效探索—多样性写作。从学生对多样性写作的认识、培养用公式解决问题的习惯、教师布置多样性写作练习的模式等方面阐述了保证多样性写作有效实施、提高学生课程学习效果的多种举措。通过教学改革使学生更积极地参与到理论教学活动中，增强学生学好化工专业知识的信心，化工原理教学改革取得了预期的目的。

关键词:化工原理;教学效果;多样性

写作化工原理是化学工程与工艺、环境工程以及生物化工等大化类学生必修的一门重要的专业基础课，在学生从基础课程学习到专业课程学习过程中起着承上启下的作用。其课程建设和教学改革历来是各大专院校化工专业教改工作的重要内容。

1《化工原理》教学的现状

化工原理是一门实践性很强的课程，课程涉及的单元操作很多，每一个单元操作又包含大量的方程、公式和图表。大量的知识点需要理解、记忆并和实际过程相结合。一直生活在象牙塔中的学生初学化工原理时，或多或少都会有一种不得要领，甚至被繁杂公式淹没的感觉，觉得这门课程很难，逐渐失去了学习的积极性和主动性。如何采取有效措施促进学生主动思考、大胆提出问题、增强课程学习的主动性并最终提高学习效果成为从事《化工原理》教学的教师亟待解决的问题。长期以来，笔者一直致力于探索将多样性写作活动和批判性思维结合到《化工原理》教学中的方式和方法，引导学生积极地投入到化工原理课程学习中，真正从理论学习中受益，使理论教学落到实处。

2多样性写作的定义

欧美国家于上个世纪末将“多样性写作”贯穿到高校所有学科教学中，以培养学生批判性思维，提高学生的学习主动性。多样性写作不是语文课中的“作文”，而是从写几行(如授课结束时，教师要求学生写出感到困惑的问题或概念)到一页(如预习教材内容，写出已经领会的东西、难于理解的知识点及最需要老师解释的东西)到几十页(如学期论文)等各式各样的写作活动。“多样性写作”的目的不是提高写作水平，而是培养学生对学科问题进行批判性思维、分析和辩论的能力，深受欧美广大师生好评。

（一）将化工原理课程与学生的就业前景相结合

当前，就业已经成为大学生极其关心或担忧的问题，学生均希望能够找到一个收入较高，发展前景较好的职业。大批的学生积极去考各种证书、驾照，就是这种心理状态的反映。此外，很多学生认为大学里的很多课程与其自身的就业没有任何关系，所以对许多课程的学习持非常消极的态度，认为考试及格就可以了，无需真正去学习课程知识。而对于与就业有关联的课程，学习则积极努力。如果能够将化工原理课程与学生的就业前景相结合，建立起化工原理课程内容与职业选择与发展的紧密联系，必然能够调动学生学习化工原理课程的积极性。基于这种理念，笔者在化工原理课程的绪论部分就向学生讲授化工原理课程涉及的各种单元操作，以及物料衡算、能量衡算原理不仅广泛应用于化工生产，而且也是食品工程、环境工程、生物工程和制药工程行业必需的基础知识。学好化工原理课程，不但能够从事化工行业，而且能够拓展就业范围，将就业范围从化工领域向食品工程、环境工程、生物工程和制药工程领域伸延拓展。为了加深学生的这种认识，笔者向学生讲述了化学工程技术（必然涉及多种单元操作的组合）造福人类社会的若干重大成就（包括大规模的抗生素生产、生物医学工程、生物技术和污染控制等），同时在课程绪论部分的物料衡算、能量衡算的例题和习题中，笔者专门使用了速溶咖啡生产、海水淡化、提纯酶制剂等涉及食品、生化行业领域的例子，让学生切身体会到化工原理课程讲述的知识和方法不仅仅作用于化工领域，在其他行业领域也非常重要。笔者每讲到化工原理课程的某一章节时，总会要求学生在课余时间去登录网上的智联招聘网站等大型招聘网站，让学生查看寻找有多少公司需求与本章节涉及的化工单元操作相关的职位，其职位的具体要求又是什么，按照具体职位的具体要求，大家应该去学习什么。我们通过这种方式，建立起当前的单元操作与就业职位的真实联系，使得学生有了具体目标，激发了学习化工原理课程的主动性与积极性。这种教学方式，在学生中产生了较良好的反响。很多学生表示，通过上招聘网站查看，学习的目的性更强了，目标更明确了，不但促使自身努力学习化工原理的相关理论和知识，还促进了自身学习其他知识，如计算机编程、Autocad绘图等。

（二）提高化工原理课程的趣味性

由于化工原理概念多，公式多而复杂，计算较繁琐，学生普遍反映化工原理难学、难懂，不少人由此对化学习工原理课程失去了兴趣。伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”如果学生一旦对化工原理课程内容有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验，从而显著提高化工原理课程的教学效果。在提高化工原理课程的趣味性，提升学生学习兴趣方面，笔者在相关章节的例题和习题中多采用趣味性较强的例子。如化工原理的量纲分析方法是分析解决化工流动、传热和传质问题的重要方法，但由于量纲分析方法较为抽象复杂，大多数学生无法掌握。笔者首先以学生熟悉的钟摆为例子，讲述量纲分析的基本原理，通过对钟摆的周期进行量纲分析，得到准数关系。当学生发现以前需要通过牛顿第二定律推导才能得到结论，现在通过简单的量纲分析就能得到，其学习兴趣一下子就被调动起来了。接着，笔者又给学生讲述了一个利用量纲分析方法分析步行过程的例子，揭示了从人到动物（如鸵鸟、狗、骆驼和大象）的行走速度与行走步长、腿长之间的关系。这个关系甚至可以预测已灭亡的恐龙的步行速度。这个例子向学生展示了量纲分析的趣味性和巨大用处与威力，完全激发起了学生学习量纲分析方法的兴趣。又如，笔者在传热章节讲完后，要求学生综合100提高学生学习化工原理课程积极性的一些探索传热学知识，建立传热数学模型，估算冬天设有暖器的教室内的空气温度，并与实际测量温度进行比较。又比如，笔者在讲述化工原理课程吸收章节时，向学生讲述了一个把人体的肺看做空气中O2的吸收器的例题，在给出空气中O2－血液中的O2平衡曲线和空气中CO2－血液中CO2平衡曲线的前提下，应用吸收单元操作理论，对人在某些特殊情况下（身处氧气浓度只有平原浓度一半的高原；人由于失血过多后采取静脉注射）的呼吸状况（呼吸速率和脉搏速率）和为了保持血液中O2浓度正常应采取的措施进行分析。上述例子引起了很多学生学习化工原理课程相关理论、方法并灵活运用的兴趣，收到了很好的课堂教学效果。

（三）提高化工原理课程的互动性与参与性

在课堂教学中，如果仅是教师在课堂上教授，学生在下面被动地听讲，时间长了，难免会使得学生昏昏欲睡，降低学习兴趣。因此，促使学生主动参与到化工原理课程教学中来，是非常必要的。比如在笔者讲授化工原理课程的萃取章节之前，笔者会给学生布置围绕萃取技术和相应产品的专题，要求学生从图书馆、互联网查资料（包括文字材料和视频材料）写报告，然后由学生在课堂上作演讲，阐述对专题的解决方案。解决方案的正确与否不当堂公布，而是在萃取章节的不断深化讲授中师生共同揭示和判断。这种课程设计的方法打破了循序渐进型的学习方式，引进的是提问式的学习研究方法。由于学生首先接触到的是问题和没学过的原理，这样就会引起学生的关注和兴趣，甚至是挑战。在学生看来，教师讲述的后续课程是为解答学生在完成专题中遇到的问题而设置的。这无疑会大大提高课程的互动性与参与性。

在给学生布置化工原理作业时，笔者既会给学生布置传统的化工原理习题，又会给学生布置少量将化工原理课程的基础理论知识、学科前沿进展和化工生产实际相结合的工程案例分析题。为了完成这些案例分析题，学生需要大量的查阅文献，仔细研究后写出报告或论文。这类案例分析作业培养了学生探索未知的学习研究能力，提高了学生学习化工原理课程的互动性与参与性，对于学生理解和掌握基本概念和原理，灵活运用基本概念和原理解决实际化工问题大有裨益。

（四）引导、鼓励学生使用计算机完成化工原理课程作业