刁顯珍,陳以會,許靜
“化工分離工程”課程是本科化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)完物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[1-4]。該課程具有工程應(yīng)用背景強(qiáng)、計(jì)算過程復(fù)雜和多采用計(jì)算機(jī)編程求解等特點(diǎn)[5]?;し蛛x過程是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程的必不可少的重要步驟。它在化工生產(chǎn)中的地位和作用,決定了本課程在化學(xué)工程與工藝及相近化工類專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用。因此,化工分離過程的知識和理論在化學(xué)工程與工藝及相近化工類專業(yè)人才的知識構(gòu)成中占有相當(dāng)重要的分量。為適應(yīng)社會發(fā)展和高等教育需要,培養(yǎng)應(yīng)用型高等化工技術(shù)人才,提高化工分離工程的教學(xué)效果和學(xué)生的實(shí)際能力,如何將化工分離工程課程的教學(xué)內(nèi)容與工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合,采用多樣化的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力等是該課程面臨的迫切問題。
近幾年來,有多種化工分離工程的教材出版,根據(jù)我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),確定了分離工程課程的教學(xué)內(nèi)容選材要先進(jìn),要能夠及時(shí)反映該學(xué)科的最新研究成果;同時(shí),廣泛吸收他人先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),積極整合其他高校的優(yōu)秀教改成果,體現(xiàn)新時(shí)期科技發(fā)展對人才培養(yǎng)提出的新要求。因此,化工分離工程課程的教材選用國家教育部面向21世紀(jì)化工類優(yōu)秀教材——劉家祺主編的《分離過程》,該教材既注意與先修課的銜接,又從章節(jié)編排到內(nèi)容取舍上均作了大幅度更新和擴(kuò)充,內(nèi)容上突出了傳質(zhì)分離過程的基本理論,同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,拓寬在分離工程領(lǐng)域的知識面,力求適應(yīng)高等教育面向21世紀(jì)世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要[1]。
目前我校所開設(shè)的“化工分離工程”課程課時(shí)較少,而需要講授的內(nèi)容卻比較多。因此,為適應(yīng)社會發(fā)展和高等教育發(fā)展的需要,以滿足培養(yǎng)應(yīng)用型高等化工技術(shù)人才為目標(biāo),根據(jù)教學(xué)大綱的要求,我們對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理的調(diào)整,主要是將傳統(tǒng)分離方法和新分離技術(shù)相結(jié)合,在重點(diǎn)教授傳統(tǒng)分離技術(shù)操作原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代分離技術(shù)的最新研究進(jìn)展,分析近年來發(fā)展迅速、應(yīng)用日趨廣泛的新型分離技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用,如超臨界流體萃取、反膠團(tuán)萃取、雙水相萃取、膜分離技術(shù)等。同時(shí),又隨著學(xué)科的發(fā)展和教學(xué)的需要不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容[6]。另外,各章節(jié)通過適量例題的降解、習(xí)題的練習(xí),便于學(xué)生掌握和運(yùn)用基本原理與計(jì)算方法。
化工分離工程是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,教師在授課過程中,除了講授基本原理和理論知識外,還應(yīng)該把工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和課本中的理論知識聯(lián)系起來,通過引入化工分離過程中的實(shí)例,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如在講授一些復(fù)雜體系的分離時(shí),可以舉出相關(guān)的工程實(shí)例,如以石油化工行業(yè)為例,可以舉出以由原油蒸餾或石油二次加工切取的餾分石腦油為原料如何選擇合適的分離線路分離回收二甲苯的工程實(shí)例。通過舉出相關(guān)的工程實(shí)例,一方面使學(xué)生對相關(guān)分離技術(shù)和方法等理論知識的理解更加透徹,另一方面使學(xué)生更加深刻體會到分離工程在工程實(shí)際應(yīng)用中的重要性,為以后的實(shí)習(xí)和工作奠定良好的理論基礎(chǔ)。
隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的突飛猛進(jìn),使多媒體教學(xué)成為目前最富生命力和最現(xiàn)代的教學(xué)手段[7]。由于“化工分離工程”課程工程實(shí)踐性很強(qiáng),在課堂教學(xué)中如將一些活動影像、動畫等多種媒體形式的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資料呈現(xiàn)在課件中,可更加形象逼真地將某些復(fù)雜分離過程的操作過程以及分離設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示給學(xué)生,使得復(fù)雜問題簡單化,抽象概念直觀化,且豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容。同時(shí),通過采用多媒體技術(shù)教學(xué),還可增大課堂信息量,學(xué)生能夠獲取更多的知識和接觸更多的最新研究成果,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在講解如何從乙醇—水體系中分離出無水乙醇時(shí),可以利用多媒體活動影像將無水乙醇的分離流程展現(xiàn)給學(xué)生,學(xué)生能很好地理解分離的基本原理和流程。但我們必須正視多媒體教學(xué)不足的一面,多媒體教學(xué)雖然增大了課堂信息量,豐富了課堂內(nèi)容,但是瀏覽速度太快,學(xué)生印象不深刻,記憶不牢,容易混淆。因此,在多媒體教學(xué)過程中,輔助黑板教學(xué),可以彌補(bǔ)單純多媒體教學(xué)的不足。
“化工分離工程”課程還要求學(xué)生具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。在教學(xué)過程中,我們利用化工單元仿真模擬系統(tǒng)和石油常減壓蒸餾仿真系統(tǒng)進(jìn)行化工仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué),為學(xué)生從教室向工廠實(shí)踐過渡提供了良好的平臺。通過仿真系統(tǒng)的訓(xùn)練,對于強(qiáng)化學(xué)生的理論知識,掌握綜合實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù)和操作技能;提高學(xué)生動手能力、事故分析處理能力,培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力具有重要作用。同時(shí),該仿真系統(tǒng)注重科研、智能訓(xùn)練,開拓創(chuàng)新意識培養(yǎng),為專題實(shí)驗(yàn)和科研工作打下必要的基礎(chǔ)。因此,本院開設(shè)了開放實(shí)驗(yàn)平臺,對化工分離工程等課程比較感興趣的同學(xué),可以利用化工單元仿真系統(tǒng)和石油常減壓蒸餾仿真系統(tǒng),開設(shè)與課程有關(guān)的開放實(shí)驗(yàn),為提高學(xué)生的動手動腦能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力起了良好的作用。
化工分離工程是一門理論與實(shí)踐結(jié)合十分緊密的課程,為了強(qiáng)化化工分離工程的理論知識,學(xué)院長期加強(qiáng)與企業(yè)合作,積極建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地。曾經(jīng)先后帶領(lǐng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生到長壽化工廠、四川維尼綸廠、南充煉油廠等企業(yè)實(shí)習(xí)。學(xué)生通過認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),將自己所學(xué)的理論知識與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來。在實(shí)習(xí)過程中,教師根據(jù)教學(xué)大綱和實(shí)習(xí)指導(dǎo)書,制定實(shí)習(xí)實(shí)施計(jì)劃表,明確詳細(xì)的實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)目的和實(shí)習(xí)要求。鼓勵學(xué)生多聽、多看、多思考,將化工原理、化學(xué)工藝、化工分離工程等理論知識與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來,有問及時(shí)向現(xiàn)場技術(shù)人員提出,這樣不但增強(qiáng)了學(xué)生對學(xué)習(xí)理論知識的興趣,而且學(xué)生通過自己的觀察發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,然后現(xiàn)場解決問題,從而提高了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。同時(shí),我們要求返校后撰寫實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告,將實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)心得體會進(jìn)行總結(jié),真正做到理論與生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合。通過這樣的方式,既能夠鞏固學(xué)生對理論知識的理解,又能夠增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的興趣,形成了實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相互交叉的教學(xué)模式。
另外,積極鼓勵學(xué)生參與到工程實(shí)踐當(dāng)中,這是學(xué)生將化工分離工程課本的理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中的真正體現(xiàn)。比如鼓勵學(xué)生參加每年舉辦的 “中石化—三井杯”全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽。全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽由中國化工學(xué)會、中國化工教育協(xié)會、教育部高等學(xué)?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會主辦,面向全國高等院校化工專業(yè)的學(xué)生,是國內(nèi)化工類級別最高、參賽隊(duì)伍最多、影響最大的比賽?;ぴO(shè)計(jì)競賽是一項(xiàng)綜合性的化工設(shè)計(jì)競賽,由學(xué)生圍繞主題自行擬題、自行選址、自行選擇合成線路進(jìn)行流程模擬和設(shè)備選型,自行設(shè)計(jì)廠區(qū)和進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和市場預(yù)測等。通過競賽,學(xué)生不僅對所學(xué)專業(yè)知識,如化工原理、化工反應(yīng)工程、化工分離工程、化工熱力學(xué)等進(jìn)行了系統(tǒng)綜合和鞏固,而且鍛煉了工程實(shí)踐能力,培養(yǎng)了學(xué)生的工藝設(shè)計(jì)理念,特別在新工藝、新設(shè)備、節(jié)能降耗等方面的創(chuàng)新思維能力,對于學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、吃苦耐勞和堅(jiān)忍不拔的毅力培養(yǎng)方面也起到了積極作用。強(qiáng)化了理論與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系,豐富了校園科研與學(xué)術(shù)氛圍,學(xué)生參與積極性較高,年年都取得國家級獎勵,為以后的工作學(xué)習(xí)打下了良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。
為適應(yīng)社會發(fā)展和高等教育需要,培養(yǎng)應(yīng)用型高等化工技術(shù)人才,提高化工分離工程的教學(xué)效果和學(xué)生的實(shí)際能力,結(jié)合化工分離工程課程的特點(diǎn),通過教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法的改進(jìn),強(qiáng)調(diào)化工分離工程的實(shí)踐性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,加強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用,增強(qiáng)了學(xué)生將所學(xué)的理論知識用于解決實(shí)際問題的能力,教學(xué)效果有比較明顯的提高。在今后的教學(xué)中我們還將進(jìn)一步加強(qiáng)對化工分離工程的研究與改革,注重理論知識的拓展,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會發(fā)展的應(yīng)用型高等化工技術(shù)人才。
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