化学专业化工原理教学体系探讨

化工原理是四年制本科应用化学专业的一门技术基础课程，该课程应用数学、物理、化学和工程技术等方法，按照化工生产过程中的需要，利用、改造和设计遇到的各种单元操作问题，从而经济、有效、规模化地制造各种化工产品，是以化学技术研究成果为基础、借助工程技术实现产业化为基本任务的工学学科。随着应用化学相关产业链，如石油化工、精细化工、生物化工等产业的蓬勃发展，精通应用化学上游技术基本原理和中下游环节实践技能的专门人才必将拥有广阔的就业市场。应用化学属于工科专业，需要紧跟时代和市场发展需求，培养适应新工科背景下的应用型人才。化工原理是应用化学专业重要的一门重要的专业基础课，是学生学习化学基础课程到专业课程的过渡性的入门课程，着重强调理论联系实际，对学生工程意识、分析和解决问题等方面的培养起到重要作用。因此，结合应用化学专业的专业特点和盐城师范学院教育教学改革精神，对化工原理的课程教学和教学方法的改革进行一定的探索和建议，注重课堂教学与实践教学相结合，转变教师讲授为主到学生为课堂主导，增强学生的创新和实践能力，为高素质的应用型人才培养打好基础［1－2］。

1《化工原理》课程教学中主要问题的分析

化工原理课程是以“三传一反”（热量传递、动量传递、质量传递和化学反应）为理论基础，分析和解决化工类型生产中各种单元操作问题的工程学科，因此它对学生的学习起着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。该课程要求学生有一定的理论基础和工程思维，但在对于我们这样师范院校应用化学专业的学生，在课程设置的时候基础课程相对多一点，相对缺乏工程性的知识和信息，校园文化中也基本不接触工程方面的内容，没有习惯性的工程概念，更不具备解决工程问题的能力［3］。导致学生在学习的过程中相对困难、缺乏兴趣及畏难情绪。根据本人在化工原理实际课堂教学和实践教学中发现存在以下几个问题：

1．1课堂教学内容主要是化工单元操作基本原理，缺乏工程性内容化

工原理作为“原理性”课程，其教材主要通过示意图介绍化工过程单元操作的基础知识，而具体的设备、流程、管路布置等工程知识相对很少。我们这类院校应用化学专业的学生学习的前期过程中工程知识储备不足，像化工单元操作中常见的精馏塔、吸收塔、换热器、过滤设备的基本构造不是很清楚，在上课的时候很易产生空洞感，就会影响学生对知识点的理解。此外，环境保护和经济核算等因素也是化工原理课程中的组成部分，但在之前所学的理论课中都无涉及。这也是为什么化工原理对于我们这类高校学生很难的重要原因［4］。

1．2教学方法和教学手段单一

教学方法与手段是否适宜将直接影响学生学习的效果，决定其对所学内容的理解和掌握程度。化工原理现有的教学主要还是以传授基础知识为主，花大量的时间介绍各种原理和公式。讲授的大部分内容还是停留在书本之上，学生缺少对设备构造、工艺路线、管路布置等的感性认识。尽管掌握了化工过程单元操作的基本原理和流程，但碰到实际问题还是不能解决。同时，传统教学主要是教师讲授为主，学生参与为辅。学生往往被动学习，缺少自主学习的主观能动性。

1．3学生的实际应用能力不足

化工原理是一门实践性很强的课程，与化工生产过程息息相关，要求授课教师具有很深厚的化学理论基础，同时具备一定的工厂生产实践的能力。这样才能理论联系实践，举出实际生产中的例子结合原理讲解，才能把化工原理讲解的更加透彻。但是现在大部分的高校老师都是从高校毕业直接到高校工作，绝大多数的经历只停留在基础科研上，比如我自己，对实际生产过程中知识涉猎较少。虽然理论知识比较丰富，但是实践经验相对缺乏。缺少对化工设备的实际操作流程及关键部件的讲授，学生在学习的过程中也缺少兴趣和主动思考的能力，造成学生实际应用能力的欠缺。

2《化工原理》课程教学改革的主要方面

2．1校企协同构建化工原理课程体系

化工原理是解决化工生产中各种单元操作问题的工程学科。针对学生“理强工弱”的现状，推动校企协同教学，将书本上的知识同企业的实际操作有机的结合在一起。由理论指导实践，实践又是理论的进一步升华，有利于学校和企业的共同发展，真正的培养适合现代社会发展的复合型创新人才［5］。建立理论－实践－再理论和实践的教学活动路线，系统化课堂教学与企业实践的课时分配。首先，以“工学结合”的方式为理念指导，依据化工原理课程中的知识体系和技能要求，再结合目前学院的现状，把化工原理课程教学的进一步完善。化工原理课程培养体系主要包含两大部分：理论教学和和实践教学。理论教学部分主要在课堂上完成，实践教学包含课程见习、企业实习、实验教学和仿真实训，需要校企协同共同来完成。校企的协同作用实质就是学校和企业合作教育，学生将在学校学到的理论知识同企业遇到的实际问题有机的结合在一起。在我们以往的专业培养体系中，学生只有在全部修完专业课程之后，才有机会去企业见习或实习的机会，这个时候学生已经将理论知识或基本原理忘得差不多了，理论对照不上实际生产，使这种实践活动变成了一种走秀过程，甚至有些学生失去从事化学行业的兴趣。只有把实践教学写进化工原理课程的课程体系中，变为一种必要条件，才能有效的实施校企协同育人［6］。在教学的过程中采取理论实践一体化教学，化工原理课程主要分成流体流动与输送、过滤、传热、精馏、吸收、干燥这六个化工单元操作为主，穿插萃取、结晶、膜分离等化工单元操作为辅，每一个单元操作理论教学完毕后，组织学生到相对应的企业去见习，参观和学习理论如何应用在实际生产过程中的。最后，在理论教学和实践教学的过程中要始终贯穿工程的概念，同时邀请有丰富经验的企业工程师到校，对每个化工单元操作的简介、设备构造、操作规范、技术依据、常见的故障分析和处理等内容进行讲解，结合化工生产中的常用设备、风险评估、环境保护和经济核算等问题，与学生深入交流和探讨。校企协同就是以化工过程单元操作为主线，夯实学生理论基础，增强学生工程意识。

2．2丰富教学手段，扩展教学内容

首先，我们应该摒弃传统的教学中的教师为主，学生被动学习的状况，让学生主动参与进来，甚至成为课堂教学的主导，颠覆传统的师生角色关系。开展互动式教学、翻转课堂教学、实际案例教学等，把学生从束缚的环境释放出来，提高学生的学习的主观能动性［7］。例如，在讲解流体流动中机械能守恒的问题时，提问学生“为什么大自然中瀑布由上往下流，主要包含哪几种机械能？”学生回答重力原因，包含动能、位能和压力能，继续追问“瀑布在流动过程中机械量是否发生变化？”从而引出机械能守恒的概念，这种启发式、追问式、开放式课堂互动，有助于逐步引导学生积极思考，扩展思路。化工原理作为基础课到专业课之间的桥梁，在教学中必须起到承前启后的作用，渗透后续专业课的理论知识，强化学生对专业内容的实践认知。需要训练学生收集和整理资料的能力、语言组织和表达能力等，提到学习效率［8］。最后，课程考试也是教学手段的一个重要组成，我们应该避免现有过度依赖闭卷考试的现象，增加过程性的考核，包括每一章节有一次考核、学生课堂表现和实践教学的表现等，这些可以有效的调动学生学习的主动性和内在动力。这种考核的方式会大大增加授课的教师的工作量，实施起来有一定的难度。因此，化工原理课程应该开展小班化教育，要求人数不超过50个人，这样过程性考核的工作量在能够接受的范围，能够更好的实施这项工作。才能有效的调动学生的积极性，使学生能真正的“动起来”，并获得课程带来的成就感。

2．3教师队伍建设

针对学院现有大部分授课教师缺乏工程和实践经验的背景，即使是工科出生的博士，也基本上都是从高校或研究所直接毕业就进入高校上课，没有或很少企业、行业的实践经验，因此，需要改进师资结构，引进具有丰富工程经验的企业技术人员，有目的的改善化工原理的授课分配。同时打铁还需自身硬，积极鼓励中青年骨干教师到企业挂职锻炼，增强实践能力，提高教师的课堂教学水平。这样学校和企业联合培养的“双师型”教师可以在教学团队中起到中坚力量，把化工原理课程教学推到一个新的高度。加强实践平台的建设，结合化工原理课程和企业行业发展需要，建立化工工程训练中心、化工实训中心等，实践平台介于化工原理课堂教学和工厂实习之间，在实践平台学生可以通过各种实训装置和实训仿真软件，增强学生对化工设备的选取、化工工艺的制定以及管路布置的了解，培养学生工程意识和工程观念。

3结语

应用化学作为一门工科专业，需要我们紧紧把握住几门重要核心课程如化工原理等，根据化工原理课程知识的特点，加大课程建设改革力度，构建校企协同课程体系，优化教学内容和手段，提升教师队伍建设，努力将应用化学专业的学生培养成为基础知识扎实、实践技能过硬的高级专门人才。

参考文献

［1］李文旭，强亮生，唐冬雁．应用化学专业课程建设的实践与效果［J］．大学化学，2012，27（5）：17－20．

［2］吕海霞，杨志杰，张艳辉，等．基于应用型人才培养的化工原理实验教改探索与实践［J］．化工高等教育，2016，33（1）：26－30．

［3］彭军霞．关于师范院校应用化学专业提高化工原理课程教学质量的反思与策略［J］．山东化工，2021，50（1）：162－163．

［4］冯丽娟，梅再美．面向师范院校环境科学专业的化工原理教学改革探索［J］．广东化工，2016，43（15）：247－248．

［5］郭文宇，李华兰，唐杰，等．企业协同应用化学专业“化工原理”课程教学体系的构建［J］．绵阳师范学院学报，2019，38（11）：49－52．

［6］朱宪荣，佟白．校企结合对化工原理课程设计教学改革的尝试［J］．化工高等教育，2010，27（1）：46－48．

［7］刘剑，彭钢，谭雄文，等．翻转课堂教学法在《化工原理》课程教学中的应用［J］．山东化工，2019，48（23）：160－164．

［8］吕玲，王志红，姚伟宁，等．专业认证背景下少学时化工原理课程教学改进的思考［J］．化工高等教育，2020，37（4）：93－96．

作者：张雪华 单位：盐城师范学院 化学与环境工程学院