化學專業化工原理教學體系探討

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化工原理是四年制本科應用化學專業的一門技術基礎課程，該課程應用數學、物理、化學和工程技術等方法，按照化工生產過程中的需要，利用、改造和設計遇到的各種單元操作問題，從而經濟、有效、規模化地制造各種化工產品，是以化學技術研究成果為基礎、借助工程技術實現產業化為基本任務的工學學科。隨著應用化學相關產業鏈，如石油化工、精細化工、生物化工等產業的蓬勃發展，精通應用化學上游技術基本原理和中下游環節實踐技能的專門人才必將擁有廣闊的就業市場。應用化學屬于工科專業，需要緊跟時代和市場發展需求，培養適應新工科背景下的應用型人才。化工原理是應用化學專業重要的一門重要的專業基礎課，是學生學習化學基礎課程到專業課程的過渡性的入門課程，著重強調理論聯系實際，對學生工程意識、分析和解決問題等方面的培養起到重要作用。因此，結合應用化學專業的專業特點和鹽城師范學院教育教學改革精神，對化工原理的課程教學和教學方法的改革進行一定的探索和建議，注重課堂教學與實踐教學相結合，轉變教師講授為主到學生為課堂主導，增強學生的創新和實踐能力，為高素質的應用型人才培養打好基礎［1－2］。

1《化工原理》課程教學中主要問題的分析

化工原理課程是以“三傳一反”（熱量傳遞、動量傳遞、質量傳遞和化學反應）為理論基礎，分析和解決化工類型生產中各種單元操作問題的工程學科，因此它對學生的學習起著由理論到工程、由基礎到專業的橋梁作用。該課程要求學生有一定的理論基礎和工程思維，但在對于我們這樣師范院校應用化學專業的學生，在課程設置的時候基礎課程相對多一點，相對缺乏工程性的知識和信息，校園文化中也基本不接觸工程方面的內容，沒有習慣性的工程概念，更不具備解決工程問題的能力［3］。導致學生在學習的過程中相對困難、缺乏興趣及畏難情緒。根據本人在化工原理實際課堂教學和實踐教學中發現存在以下幾個問題：

1．1課堂教學內容主要是化工單元操作基本原理，缺乏工程性內容化

工原理作為“原理性”課程，其教材主要通過示意圖介紹化工過程單元操作的基礎知識，而具體的設備、流程、管路布置等工程知識相對很少。我們這類院校應用化學專業的學生學習的前期過程中工程知識儲備不足，像化工單元操作中常見的精餾塔、吸收塔、換熱器、過濾設備的基本構造不是很清楚，在上課的時候很易產生空洞感，就會影響學生對知識點的理解。此外，環境保護和經濟核算等因素也是化工原理課程中的組成部分，但在之前所學的理論課中都無涉及。這也是為什么化工原理對于我們這類高校學生很難的重要原因［4］。

1．2教學方法和教學手段單一

教學方法與手段是否適宜將直接影響學生學習的效果，決定其對所學內容的理解和掌握程度。化工原理現有的教學主要還是以傳授基礎知識為主，花大量的時間介紹各種原理和公式。講授的大部分內容還是停留在書本之上，學生缺少對設備構造、工藝路線、管路布置等的感性認識。盡管掌握了化工過程單元操作的基本原理和流程，但碰到實際問題還是不能解決。同時，傳統教學主要是教師講授為主，學生參與為輔。學生往往被動學習，缺少自主學習的主觀能動性。

1．3學生的實際應用能力不足

化工原理是一門實踐性很強的課程，與化工生產過程息息相關，要求授課教師具有很深厚的化學理論基礎，同時具備一定的工廠生產實踐的能力。這樣才能理論聯系實踐，舉出實際生產中的例子結合原理講解，才能把化工原理講解的更加透徹。但是現在大部分的高校老師都是從高校畢業直接到高校工作，絕大多數的經歷只停留在基礎科研上，比如我自己，對實際生產過程中知識涉獵較少。雖然理論知識比較豐富，但是實踐經驗相對缺乏。缺少對化工設備的實際操作流程及關鍵部件的講授，學生在學習的過程中也缺少興趣和主動思考的能力，造成學生實際應用能力的欠缺。

2《化工原理》課程教學改革的主要方面

2．1校企協同構建化工原理課程體系

化工原理是解決化工生產中各種單元操作問題的工程學科。針對學生“理強工弱”的現狀，推動校企協同教學，將書本上的知識同企業的實際操作有機的結合在一起。由理論指導實踐，實踐又是理論的進一步升華，有利于學校和企業的共同發展，真正的培養適合現代社會發展的復合型創新人才［5］。建立理論－實踐－再理論和實踐的教學活動路線，系統化課堂教學與企業實踐的課時分配。首先，以“工學結合”的方式為理念指導，依據化工原理課程中的知識體系和技能要求，再結合目前學院的現狀，把化工原理課程教學的進一步完善?；ぴ碚n程培養體系主要包含兩大部分：理論教學和和實踐教學。理論教學部分主要在課堂上完成，實踐教學包含課程見習、企業實習、實驗教學和仿真實訓，需要校企協同共同來完成。校企的協同作用實質就是學校和企業合作教育，學生將在學校學到的理論知識同企業遇到的實際問題有機的結合在一起。在我們以往的專業培養體系中，學生只有在全部修完專業課程之后，才有機會去企業見習或實習的機會，這個時候學生已經將理論知識或基本原理忘得差不多了，理論對照不上實際生產，使這種實踐活動變成了一種走秀過程，甚至有些學生失去從事化學行業的興趣。只有把實踐教學寫進化工原理課程的課程體系中，變為一種必要條件，才能有效的實施校企協同育人［6］。在教學的過程中采取理論實踐一體化教學，化工原理課程主要分成流體流動與輸送、過濾、傳熱、精餾、吸收、干燥這六個化工單元操作為主，穿插萃取、結晶、膜分離等化工單元操作為輔，每一個單元操作理論教學完畢后，組織學生到相對應的企業去見習，參觀和學習理論如何應用在實際生產過程中的。最后，在理論教學和實踐教學的過程中要始終貫穿工程的概念，同時邀請有豐富經驗的企業工程師到校，對每個化工單元操作的簡介、設備構造、操作規范、技術依據、常見的故障分析和處理等內容進行講解，結合化工生產中的常用設備、風險評估、環境保護和經濟核算等問題，與學生深入交流和探討。校企協同就是以化工過程單元操作為主線，夯實學生理論基礎，增強學生工程意識。

2．2豐富教學手段，擴展教學內容

首先，我們應該摒棄傳統的教學中的教師為主，學生被動學習的狀況，讓學生主動參與進來，甚至成為課堂教學的主導，顛覆傳統的師生角色關系。開展互動式教學、翻轉課堂教學、實際案例教學等，把學生從束縛的環境釋放出來，提高學生的學習的主觀能動性［7］。例如，在講解流體流動中機械能守恒的問題時，提問學生“為什么大自然中瀑布由上往下流，主要包含哪幾種機械能？”學生回答重力原因，包含動能、位能和壓力能，繼續追問“瀑布在流動過程中機械量是否發生變化？”從而引出機械能守恒的概念，這種啟發式、追問式、開放式課堂互動，有助于逐步引導學生積極思考，擴展思路?；ぴ碜鳛榛A課到專業課之間的橋梁，在教學中必須起到承前啟后的作用，滲透后續專業課的理論知識，強化學生對專業內容的實踐認知。需要訓練學生收集和整理資料的能力、語言組織和表達能力等，提到學習效率［8］。最后，課程考試也是教學手段的一個重要組成，我們應該避免現有過度依賴閉卷考試的現象，增加過程性的考核，包括每一章節有一次考核、學生課堂表現和實踐教學的表現等，這些可以有效的調動學生學習的主動性和內在動力。這種考核的方式會大大增加授課的教師的工作量，實施起來有一定的難度。因此，化工原理課程應該開展小班化教育，要求人數不超過50個人，這樣過程性考核的工作量在能夠接受的范圍，能夠更好的實施這項工作。才能有效的調動學生的積極性，使學生能真正的“動起來”，并獲得課程帶來的成就感。

2．3教師隊伍建設

針對學院現有大部分授課教師缺乏工程和實踐經驗的背景，即使是工科出生的博士，也基本上都是從高校或研究所直接畢業就進入高校上課，沒有或很少企業、行業的實踐經驗，因此，需要改進師資結構，引進具有豐富工程經驗的企業技術人員，有目的的改善化工原理的授課分配。同時打鐵還需自身硬，積極鼓勵中青年骨干教師到企業掛職鍛煉，增強實踐能力，提高教師的課堂教學水平。這樣學校和企業聯合培養的“雙師型”教師可以在教學團隊中起到中堅力量，把化工原理課程教學推到一個新的高度。加強實踐平臺的建設，結合化工原理課程和企業行業發展需要，建立化工工程訓練中心、化工實訓中心等，實踐平臺介于化工原理課堂教學和工廠實習之間，在實踐平臺學生可以通過各種實訓裝置和實訓仿真軟件，增強學生對化工設備的選取、化工工藝的制定以及管路布置的了解，培養學生工程意識和工程觀念。

3結語

應用化學作為一門工科專業，需要我們緊緊把握住幾門重要核心課程如化工原理等，根據化工原理課程知識的特點，加大課程建設改革力度，構建校企協同課程體系，優化教學內容和手段，提升教師隊伍建設，努力將應用化學專業的學生培養成為基礎知識扎實、實踐技能過硬的高級專門人才。

參考文獻

［1］李文旭，強亮生，唐冬雁．應用化學專業課程建設的實踐與效果［J］．大學化學，2012，27（5）：17－20．

［2］呂海霞，楊志杰，張艷輝，等．基于應用型人才培養的化工原理實驗教改探索與實踐［J］．化工高等教育，2016，33（1）：26－30．

［3］彭軍霞．關于師范院校應用化學專業提高化工原理課程教學質量的反思與策略［J］．山東化工，2021，50（1）：162－163．

［4］馮麗娟，梅再美．面向師范院校環境科學專業的化工原理教學改革探索［J］．廣東化工，2016，43（15）：247－248．

［5］郭文宇，李華蘭，唐杰，等．企業協同應用化學專業“化工原理”課程教學體系的構建［J］．綿陽師范學院學報，2019，38（11）：49－52．

［6］朱憲榮，佟白．校企結合對化工原理課程設計教學改革的嘗試［J］．化工高等教育，2010，27（1）：46－48．

［7］劉劍，彭鋼，譚雄文，等．翻轉課堂教學法在《化工原理》課程教學中的應用［J］．山東化工，2019，48（23）：160－164．

［8］呂玲，王志紅，姚偉寧，等．專業認證背景下少學時化工原理課程教學改進的思考［J］．化工高等教育，2020，37（4）：93－96．

作者：張雪華 單位：鹽城師范學院 化學與環境工程學院