＊陳綱領(lǐng) 葛秀濤 鄭建東 王余杰

(滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院 安徽 239000）

《現(xiàn)代分離技術(shù)》課程教學(xué)方法初探

＊陳綱領(lǐng) 葛秀濤 鄭建東 王余杰

(滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院 安徽 239000）

針對目前《現(xiàn)代分離技術(shù)》課程特點(diǎn)，結(jié)合多年的實(shí)際課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對如何提高該課程的課堂教學(xué)效果，對教學(xué)內(nèi)容的安排、教學(xué)手段和途徑的改進(jìn)、并借助多媒體技術(shù)彌補(bǔ)了教學(xué)儀器設(shè)備方面的不足等方面進(jìn)行了探討。通過對該課程的教學(xué)改進(jìn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果，而且整個(gè)課程更加適合應(yīng)用型本科專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和社會需要。

現(xiàn)代分離技術(shù)；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)方法

對物質(zhì)分離、富集和純化的技術(shù)稱為分離技術(shù)與方法。通過該技術(shù)可以得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、可以使資源充分利用，可以對污染的環(huán)境進(jìn)行控制，該技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)意義重大。食品、石油、醫(yī)藥、食品、環(huán)保、化工、冶金等學(xué)科與化學(xué)化工相關(guān)，分離技術(shù)的不斷發(fā)展對推動這些領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)研究與專業(yè)產(chǎn)業(yè)改造作用很大。一般條件下，化工業(yè)能耗的30%由傳統(tǒng)分離技術(shù)如結(jié)晶、精餾和蒸發(fā)等過程組成，化工分離設(shè)備投資在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中占設(shè)備總投資的30%-85%。因此，現(xiàn)代化學(xué)化工相關(guān)專業(yè)工程體系均涉及分離類必修或選修課程，如化學(xué)工程、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程、環(huán)境工程等專業(yè)。由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，分離技術(shù)日新月異，而該門課程對學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和工作至關(guān)重要。所以結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)，持續(xù)更新教學(xué)內(nèi)容，研究與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力是非常重要的。本文針對目前《現(xiàn)代分離技術(shù)》的課程特點(diǎn)，聯(lián)系實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討如何有效改善課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力以培養(yǎng)適應(yīng)于國家及時(shí)代萬眾創(chuàng)新、大眾創(chuàng)業(yè)的應(yīng)用型化工創(chuàng)新人才需要。

1.準(zhǔn)確定位重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容

《現(xiàn)代分離技術(shù)》是化工及應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)選修課，是化工、藥物科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域必不可少的手段和工具。《現(xiàn)代分離技術(shù)》屬于理論與實(shí)踐雙強(qiáng)性的一門課程，在過去的教學(xué)過程中，重理論、輕應(yīng)用的傾向明顯，課堂上常常用一多半時(shí)間講授分離技術(shù)的基本原理、基礎(chǔ)理論，涉及到實(shí)踐操作時(shí)卻用時(shí)很短做簡單介紹。做這樣的教學(xué)安排對理論性強(qiáng)或基礎(chǔ)課是比較合適的，但對于以地方性、應(yīng)用型辦學(xué)定位的滁州學(xué)院的學(xué)生來說，我們的學(xué)生除了需要了解新型技術(shù)的理論更重要要掌握該技術(shù)的應(yīng)用及革新等。因此需要讓學(xué)生充分理解分離技術(shù)基礎(chǔ)原理的同時(shí)，用更多的時(shí)間來學(xué)習(xí)分離技術(shù)的實(shí)際操作及應(yīng)用，使學(xué)生能夠更多掌握最新的分離工藝、分離工藝和相關(guān)設(shè)備的知識。因此，課程在簡要介紹分離方法的基本概念和基本原理（分離過程的熱力學(xué)和動力學(xué)、分子間的相互作用等）的基礎(chǔ)上，對科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用廣泛的主要分離技術(shù)（包括萃取、色譜分析及制備技術(shù)、膜分離技術(shù)、電化學(xué)分離等）進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。課程內(nèi)容應(yīng)兼顧基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用兩方面，在保證對幾種常用分離技術(shù)作比較充分完整論述的前提下，盡可能多地介紹了一些具有良好應(yīng)用前景的新型分離技術(shù)及其應(yīng)用，如膜分離技術(shù)、固相微萃取、液相微萃取、微波輔助溶劑萃取、加速溶劑萃取等。這也要求我們教師要對工業(yè)企業(yè)大量豐富的實(shí)際問題進(jìn)行關(guān)注，在實(shí)際教學(xué)過程中需要緊跟時(shí)代步伐，使學(xué)生了解當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)過程中最新分離工藝及技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，借以通過豐富的案列把課本枯燥的知識穿插進(jìn)去進(jìn)行講解，并且讓學(xué)生學(xué)習(xí)過程中盡可能關(guān)注該項(xiàng)分離技術(shù)進(jìn)展的最新動態(tài)，拓展學(xué)生的知識面。同時(shí)，教學(xué)過程中積極結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中各種具體分離技術(shù)及相關(guān)方法，介紹給學(xué)生該技術(shù)的歷史文化、目前國內(nèi)外分離設(shè)備的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀，這樣有目的性和有針對性的教學(xué)過程，可使理論及實(shí)踐知識更加系統(tǒng)性。講解過程中加強(qiáng)師生的互動，通過學(xué)生對案例的積極參與，分組讓其進(jìn)行交流和討論，使學(xué)生能夠獲得分析和解決問題的方法和能力，更好地開發(fā)學(xué)生主動探索和主動發(fā)現(xiàn)的能力。這樣既可調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還可以提高課堂教學(xué)效率，同時(shí)也能提高學(xué)生對實(shí)際工業(yè)過程的認(rèn)知過程，增加學(xué)生的工程意識，并且能把所學(xué)理論知識與實(shí)際技術(shù)應(yīng)用于解決實(shí)際工程問題。另外，要把多種技術(shù)放在一起進(jìn)行對比分析找出各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，尤其是傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)和多種現(xiàn)代技術(shù)的比較式教學(xué)，如膜分離中微濾、超濾、納濾、反滲透及電滲析分離技術(shù)的原理和方法、相關(guān)應(yīng)用優(yōu)勢等對比式教學(xué)，微波強(qiáng)化萃取、超聲波強(qiáng)化萃取等強(qiáng)化的傳統(tǒng)萃取技術(shù)與電場強(qiáng)化萃取等技術(shù)的比較式教學(xué)。該種教學(xué)方法，不僅可以有效指導(dǎo)如何選擇各種新型應(yīng)用分離技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及工程應(yīng)用，而且有助于學(xué)生對各種技術(shù)原理與實(shí)際應(yīng)用的掌握。

2.合理使用現(xiàn)代化教學(xué)手段有效地組織課堂教學(xué)

由于目前學(xué)生接觸的分離設(shè)備及儀器相對較少，尤其是工程應(yīng)用方面的大型分離技術(shù)及設(shè)備，大部分新型分離技術(shù)和先進(jìn)分離技術(shù)只能依靠課堂介紹。為了提高教學(xué)效果，對于傳統(tǒng)教學(xué)方式難以傳遞的有關(guān)知識信息，教師通過充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢來解決。首先收集各種分離設(shè)備及裝置的圖片，使學(xué)生對設(shè)備有大概的感性認(rèn)識；其次利用視頻教學(xué)及Flash動畫進(jìn)一步演示設(shè)備工作加深理解。如在學(xué)習(xí)膜分離技術(shù)時(shí)，絕大部分學(xué)生都很少聽說過該技術(shù)，很難想象工業(yè)上膜分離裝置及其工作原理，依靠圖片也不容易理解。這時(shí)結(jié)合自己的知識背景及工作經(jīng)歷將工業(yè)上具體的項(xiàng)目及整個(gè)項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)過程給同學(xué)們進(jìn)行講授，比如講到滲透汽化膜分離技術(shù)時(shí)，我通過自己的科研項(xiàng)目給學(xué)生講授該技術(shù)目前國內(nèi)外發(fā)展情況及該技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是采用較低的能耗去分離工業(yè)上很難分離的近沸物或共沸物以及該技術(shù)中存在的關(guān)鍵技術(shù)有哪些，該技術(shù)主要可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域，如何與現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行耦合與優(yōu)化等，同時(shí)把一些視頻教學(xué)和Flash動畫引入課堂教學(xué)中，其教學(xué)效果是其他手段不可比擬的。

3.有效結(jié)合實(shí)際工程案例，積極培養(yǎng)學(xué)生工程意識

《現(xiàn)代分離方法》是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的工程課程，學(xué)習(xí)理論知識和注重工程案例相結(jié)合是有效的教學(xué)過程。在講授分離方法的選擇、設(shè)計(jì)時(shí)，可結(jié)合具體的工程案例由深入淺出進(jìn)行講授，使學(xué)生深刻理解課堂理論知識的同時(shí)，又能間接了解工程實(shí)際應(yīng)用情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，比如目前我們生活中用到的鹽，傳統(tǒng)的制鹽方法是通過鹽田法依靠大自然的能量（太陽光和風(fēng)）把海水或地下鹵水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮最后通過精制獲得不同用途的鹽。但該方法的特點(diǎn)是制鹽時(shí)間長，占地面積大，受自然環(huán)境影響比較大，目前日本采用我們所學(xué)的電滲析分離技術(shù)進(jìn)行工廠化制鹽大大節(jié)約了空間和制鹽時(shí)間，但能耗相對較高。針對上面存在的問題如何取長補(bǔ)短進(jìn)行克服呢，如何采用我們所學(xué)的分離方法進(jìn)行優(yōu)化利用呢。讓學(xué)生進(jìn)行思考和給予啟發(fā)，最后再結(jié)合工程案列告訴其方法，比如可以采用不同的膜分離技術(shù)在鹵水或海水濃縮過程中分段進(jìn)行選擇使用和優(yōu)化，或者可以與目前海水淡化技術(shù)聯(lián)用，采用海水淡化后廢棄的濃鹽水進(jìn)行制鹽等，這樣既讓學(xué)生掌握了知識又?jǐn)U大了學(xué)生的知識面，同時(shí)也讓學(xué)生主動去思考，對其創(chuàng)新能力也是一種培養(yǎng)。

4.重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化考核評價(jià)方法

在地方性應(yīng)用型高校的建設(shè)過程中，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生應(yīng)用能力非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。近年來，化工學(xué)院非常重視學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過在中聯(lián)能源、金禾化工等化工企業(yè)基地進(jìn)行實(shí)習(xí)等措施，開展生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)，這樣學(xué)生能夠在生產(chǎn)一線認(rèn)識分離方法及技術(shù)的工藝應(yīng)用和具體分離設(shè)備。但這些實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)滿足不了人才培養(yǎng)的需要，尤其是當(dāng)前各個(gè)企業(yè)對接收學(xué)生實(shí)習(xí)并不熱情，學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中不能很好了解、熟悉生產(chǎn)的工藝過程及技術(shù)。因此，通過讓學(xué)生參加化工實(shí)訓(xùn)或一些課外科技活動就成為實(shí)踐教學(xué)很好的補(bǔ)充。去年，化工學(xué)院已專門購買了一套化工精餾實(shí)訓(xùn)裝置，通過對學(xué)生現(xiàn)場培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，以增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力也大大提高了學(xué)生對裝置的操作能力，并且可以參加國家級的化工總控師的技能競賽，使學(xué)生得到全方位的鍛煉，全方位地了解化工分離方法。

教學(xué)效果常常通過成績考核來體現(xiàn)，充分發(fā)揮考試的功能作用，對于促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，促進(jìn)教學(xué)改革均具有積極作用。根據(jù)《現(xiàn)代分離方法》課程實(shí)踐性和綜合性的特點(diǎn)，形式單一的試卷考核難以反應(yīng)學(xué)生對《現(xiàn)代分離方法》這門課程的掌握情況，故需采用多樣化的考核形式，尤其是實(shí)踐性考核形式需要加強(qiáng)，可以最大程度的體現(xiàn)考核的公平性和提高學(xué)生的主觀能動性。目前我?！冬F(xiàn)代分離方法》課程除了采用期末試卷考試形式對課程的基礎(chǔ)知識進(jìn)行考核外，我們還采用以下考核形式∶針對學(xué)生自己感興趣的內(nèi)容或課程的一些重要章節(jié)讓學(xué)生自行查閱相關(guān)資料并在課堂上進(jìn)行講解,或者也可以做成文檔上交，例如選擇一種混合物比如某種工業(yè)含鹽廢水設(shè)計(jì)一個(gè)脫鹽處理技術(shù)方案，根據(jù)講解內(nèi)容和報(bào)告情況給出成績。這些方法均可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)習(xí)熱情，并通過把該課程所學(xué)理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中得到進(jìn)一步鞏固加深，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

5.充分應(yīng)用教師的科學(xué)研究成果，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

在《現(xiàn)代分離方法》的課程教學(xué)中持續(xù)引入教師的科學(xué)研究成果，尤其是本專業(yè)教師主持的課題，吸引學(xué)生關(guān)注，增加學(xué)生興趣。在講膜分離技術(shù)及電滲析技術(shù)中我們結(jié)合近年來幫山東鹽業(yè)集團(tuán)開展的濃鹽水綜合利用創(chuàng)新平臺建設(shè)過程中其中有一部分如何選擇不同的分離技術(shù)及方法開展地下鹵水濃縮及能耗優(yōu)化等問題在課堂上給學(xué)生進(jìn)行了詳細(xì)的講解，理論結(jié)合實(shí)踐使學(xué)生對所學(xué)課本知識理解更透徹，并且能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識更加豐富，增強(qiáng)了學(xué)生對實(shí)際工程問題的處理能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的積極參與工程處理意識，使教學(xué)效果得到了明顯改善。

[1]熊雙麗．生物化工類研究生現(xiàn)代分離技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J]．科教文匯2014,274: 53-54．

[2]彭紹洪．《分離過程與技術(shù)》課程教學(xué)的改進(jìn)[J]．廣東化工, 2009（11）:194-196．

[3]蔡春爾,賈睿,胡燕,何培民．《生物分離技術(shù)》課堂教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)探討[J]．教育教學(xué)論壇,2014(6):242-243．

[4]高芬．美國高校研究生教學(xué)中的“教”與“學(xué)”[J]．學(xué)位與研究生教 育,2011(3):73-75．

[5]張旭偉,蘭圖,陳波．基于互動式教學(xué)和多元式評價(jià)相結(jié)合的工科設(shè)計(jì)類課程教改探索[J]．當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究,2016,2:186-187．

An Preliminary discussion on Curriculum Teaching of Chemical engineering design and technical and economic analysis

Chen Gangling , Ge Xiutao, Zheng Jiandong, Wang Yujie

（School of Material Science and Chemical Engineering, Chuzhou University, Anhui, 239000）

The question of how to improve the quality of teaching was studied from the teaching methods,the teaching contents and practice teaching, to the characteristic of Modern separation technology and with practical teaching experience for many years. The lack of instruments and equipments were solved by system of multimedia aided instruction. The reform on the course, improve the students learning enthusiasm and teaching effect, and the whole course is more suitable for the application oriented undergraduate professional talents training objectives and social needs.

Modern separation technology；quality of Teaching；teaching methods

O6∶G642.0

A

(責(zé)任編輯 李燕)

安徽省卓越人才教育培養(yǎng)計(jì)劃（2014zjjh042），安徽省校企合作實(shí)踐教育基地（2015sjjd024），化工原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)（2015jxtd040），滁州學(xué)院課程綜合改革項(xiàng)目（2016kcgg046，2016kcgg047）。

陳綱領(lǐng)（1979～），男，滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，研究方向：化學(xué)工程。