化工工艺课程群革新思索

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1、整体优化教学内容，避免交叉性内容的重复

笔者多年来一直从事化学工程与工艺专业课的教学工作，在教学过程中一方面发现学生不能很好地将前期学过的内容运用于后续课程中；但在另一方面，由于各门课程是相互紧密联系的，有时又会出现课程内容的重复。如相平衡热力学方面的知识，在化工热力学中已有涉及，在分离工程中就不必再大篇幅地进行介绍。正是由于各门课程之间有千丝万缕的联系，各门课程的教学内容要进行合理安排，如果在教学安排上不注重教学内容的安排，只是简单重复，势必引起学生厌倦或厌学。为合理组织教学内容，理顺关系，优化课程设置，避免教学内容的简单重复，同时又不能遗漏某些章节，在制定教学大纲时，将核心课程群的课程作为一个整体来优化课程设置，改革教学内容。即在制定教学大纲时，核心课程群教学内容的安排，尤其是对于交叉性内容，不同的具体课程，其目标应各有侧重，并据此安排教学内容和课时。在化工热力学的教学过程中，适当删减与物理化学重复的内容。在相平衡常数计算过程中，该计算过程涉及真实气体的状态方程，若在化工热力学中已经作了较深入的讨论，在分离工程中，采用拿来主义即可。在单级相平衡过程所涉及的泡、露点及闪蒸过程的计算，分离工程和化工热力学这两门课程应该互为补充。除此之外，加大课程群的整合力度，将相关的内容整合在某一门课程里，如化工分离工程中的分离顺序和分离过程选择等内容移到化工工艺学课程里结合具体工艺流程进行分析。在各门课程互通有无的基础上，对于交叉性内容，核心课程群的后续课程就比较容易把握重心和尺度了，只需适度地引导学生加以巩固和复习，重在运用和扩展。对于学生来说，适当地固和复习交叉性内容，对于学生有很积极的作用，一是能有效地将相关课程结合起来，二是使他们意识到已经握了相关的基础知识，比较容易克服畏难和厌学情绪，从而能较快地接受新知识。这样不仅避免了简单的重复，节省了学时，同时还激发了学生的学习兴趣，提高了学习效果。

2、采用计算机辅助教学

随着计算机的日益普及，计算机正成为人类除书本外获取知识和信息的另一主要途径。计算机在解决工程问题中的应用得到广泛重视，计算机已逐渐成为一种重要的辅助教学工具[3]。为了适应化工科技发展的要求，将化学、化工知识与计算机技术紧密地结合起来十分必要。尤其是在化工热力学和分离工程中，化工热力学以热力学第一和第二定律为基础，对化工分离过程和化学反应器所需的相平衡、化学反应平衡数据、参数、平衡时的状态进行热力学分析和计算。所涉及的计算问题较为复杂，计算工作量大，且待解变量之间的关系往往是非线性或不能用函数形式表达[4]。分离工程的主要内容是分离过程开发和设计中遇到的工程问题，主要阐述精馏、吸收、萃取等单元操作的分离流程和设计计算，分离对象通常为二元以上的物系，计算量大而复杂[5]。一方面手工计算很难完成实际的计算过程；另一方面，繁琐而枯燥的计算容易出错，往往会扼杀学生的学习兴趣。在这两门课程中采用计算机编程可以快速准确地解决曲线拟合、数值积分和方程求解等，可以节省计算时间，提高工艺设计计算的准确度，从而大大提高学生的计算机应用水平和工程计算能力。在化工专业实验中增设计算机数据采集实验、计算机过程控制实验和计算机仿真实验的教学内容。运用新技术，引入化工流程实验和设计型实验，将仿真操作与小型化工实验装置结合，使学生不进工厂就能了解化工生产的装置和操作过程，这种将传统的在实验室内进行的实验和计算机仿真实验系统协调地结合，不但扩展了实验内容、节省了实验时间，巩固了所学知识，而且对提高学生创造性和动手能力都是十分有利的[6]。

3、紧跟学科发展前沿，及时更新和补充教学内容

随着创新时代的到来，人类社会的方方面面都在发生着深刻的变化，毫无疑问，化工行业也进入到了一个创新发展的时代。而要实现与适应这种创新，非常重要的一个方面就是学生在课堂上所学的知识不能与之脱节，因而在课堂教学中要关注当前学科发展中所面临的一些热点和难点问题。针对化工科技的最新发展，在课堂教学中不断剔除陈旧的理论，充实新的理论和知识，增加一些能反映现代科学技术发展的前沿内容。例如，随着超临界流体萃取、膜分离等新型分离技术的发展，在化工分离工程中增加这方面的知识；随着新产品、新工艺、新技术和新设备的涌现，在化工工艺学教学过程中不断补充与课程相关的最新化工生产技术和科研成果。及时更新和补充专业课的教学内容要，不仅拉近了教学与学科前沿的距离，还促进了学生对新知识和新技术的认知，拓宽了学生知识面，培养能够适应化工企业的发展和社会需求的化工人才。

4、与科研相结合，以专业实验为载体，促进专业理论知识的学习

专业实验教学内容的改革是本课程群建设的重要内容。我校化学工程与工艺专业实验一直独立设课，内容上偏重有机合成，与核心课程群教学内容关联不够紧密，不能行之有效地检验和运用课程群的知识。为此，在实验内容的精选和安排上，力求注意实验的典型性、系统性以及课程群中各门课程的结合，充分考虑工程学与工艺学实验的平衡，在内容上力求具备典型性、先进性及综合性。专业实验改革的重点是完善综合型实验，力争使核心课程群的内容在专业实验中都得以反映。结合化学工程与工艺专业任课教师的科研方向、科研与教学成果，从教师的科研中选取一部分较成熟的内容对现已开设的专业实验进行改进和完善。使学生对本学科的发展前沿有所了解，有效培养学生学习新知识的兴趣，培养创造力和探索精神。例如苯甲醚的溴化反应，同时有对位和邻位产物生成，由于这两个化合物结构相似、沸点相近，采用普通分离手段如精馏较难实现分离，因此可采用化工分离工程中所涉及的特殊精馏的方法进行分离。除了对产物进行分析外，还可以让学生利用化学反应工程和化工热力学所学的知识对这个反应过程进行热力学和动力学方面的分析，为分离过程和反应过程提供相平衡、反应平衡数据，为优化合成工艺提供理论基础。通过设计这样一个专业实验，将化工热力学、化工分离工程、化学反应工程、化工工艺学等专业课和专业实验有机地结合起来。真正做到理论学习与专业实验相辅相成，充分发挥专业实验在理论学习和实践学习中的重要作用。通过实验帮助学生对所学的专业知识进行系统地梳理，促进对专业理论知识的理解和掌握。

5、注重培养和提高教师的业务素质

教师是教学实践和教学改革的组织者和实施者，教师队伍质量如何，对课程建设影响极大。要培养高质量的人才，必须要有一支业务精湛、研究能力强的师资队伍。这是教学改革的关键，也是提高教学质量的保证。为此，要积极鼓励和支持教师进修和深造，提高教师的理论业务素质。化学工程与工艺是一个工科专业，着重培养学生的工程意识[7]，而学生在四年学习过程中只有生产实习和毕业实习这两个环节可以真正感受到工程氛围，仅依靠实习培养工程意识是远远不够的。定期组织教师到厂矿企业学习、参观及参加合作研究尤为重要。近几年，我校专业课教师一直轮换参与实习教学，通常由两个教师具体负责实习教学，其他教师则在实习期间，集中到学生所在实习工厂参观，不断增强专业课教师的工程知识。毫无疑问，这有利于任课教师在反应工程、分离工程、化工工艺学等专业课的课堂教学中，将理论教学和实际生产过程结合起来，缩短由理论知识到工程实践的距离，从而加强学生的“工程”意识，培养学生的“工程”观点。