呂鵬+邢闖+蓋希坤+楊瑞芹

摘要：國內各高校根據培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的發(fā)展，對化學工程與工藝專業(yè)的課程教學改革持續(xù)進行?；し蛛x工程是為化工相關專業(yè)學生開設的一門專業(yè)課，對學生畢業(yè)后從事化工相關領域的化工生產工作提供專業(yè)知識。結合化工分離工程教學實踐，以及培養(yǎng)計劃要求，針對傳統(tǒng)教學中存在的問題，提出并探討一些新的改革方案。

關鍵詞：化工分離工程；教學改革；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0133-02

分離工程是化學工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，是研究化學工業(yè)和其他化學類型工業(yè)生產中混合物的分離與提純的一門工程學科，是建立在高等數學、物理化學、化工原理、化工熱力學等課程知識基礎上的一門必修課程[1，2]。隨著化工行業(yè)的迅速發(fā)展，分離工程在現代化學工業(yè)及相關工程領域中的應用越來越重要，高校的培養(yǎng)目標也由最初的單純掌握教材知識轉化為能夠應用專業(yè)知識解決實際工程問題。這就要求教學目的要逐漸轉化為應用與實踐，摒棄“填鴨式”教學，引導學生主動掌握知識，培養(yǎng)學生的興趣并自主發(fā)現解決問題。由于化工分離工程課程的實踐性非常強，所涉及到的化學工程領域知識較多且雜，甚至有一些經驗性的知識內容，新裝置、新設備的不斷涌現對高校教學提出了更高的要求，因此改變傳統(tǒng)專業(yè)課的教學模式、加強分離工程教學改革與實踐、鍛煉學生解決實際問題的能力顯得尤為重要。圍繞這一目標，本文探討了在教學內容、教學方法改革、教學與實際結合等方面的一些嘗試。

一、教材選擇和內容安排

隨著時代和技術的發(fā)展，化工分離工程課程的知識也在更新，學術內容越來越豐富多彩，因教學課時的限制，不能面面俱到的全部涉獵，因此教材的合理選擇和教學內容的安排對提高本門課程的教學效果十分重要。近幾年，化工分離工程的教材出版較多，重點內容如相平衡關系、多組分精餾、特殊精餾、多組分萃取、分離設備性能和效率、分離過程節(jié)能等傳統(tǒng)知識基本都被涵蓋在內，但一類側重于工藝過程的學習，另一類借鑒國外教材，側重于講解理論知識[3]。新型分離技術由于發(fā)展較快，側重點各有不同。綜合考慮教材、學生基礎以及實驗室條件等因素，選擇了陳洪鈁、劉家褀主編的卓越工程師教育培養(yǎng)計劃系列教材《化工分離過程》第二版。該教材第一版1995年出版，在眾多高校沿用20余年，2014年再版，該書對原有基礎知識做了更優(yōu)的安排，將陳舊技術進行了刪除，修改增加了符合時代發(fā)展的新型分離技術；對教學內容也進行了新的安排，更容易讓學生接受，課后主動去探討問題的解決方法，提高教學效果。

針對這本教材，筆者在教學過程中對該課程的教學內容主要講解以下章節(jié)：（1）傳質分離過程的介紹。（2）單級平衡過程章節(jié)中介紹相平衡、物料衡算和傳遞速率的介紹。主要講解相平衡關系、相平衡常數的計算、泡露點計算和絕熱閃蒸。（3）多組分多級分離過程分析與簡捷計算中介紹設計變量計算、多組分精餾、萃取精餾、反應精餾、間歇精餾的簡捷計算。（4）多組分多級分離的嚴格計算章節(jié)中介紹平衡級理論模型、三對角矩陣法以及新型軟件等知識，偏向實際問題的應用。（5）分離設備的性能和效率。（6）分離過程的節(jié)能。（7）新型分離技術和過程繼承。針對以上7個主要章節(jié)進行講解，按照課時要求精心設計教案，增加更多的實例講解，深入淺出，在課堂上抓住學生的興趣點和好奇心，逐步提高學生對概念的理解和對公式應用能力的把握。

二、教學方法改進

課堂教學是化工分離工程專業(yè)課程的重要環(huán)節(jié)，各種典型的單元分離操作知識在此課程的先修課程中都接觸過，如蒸餾、吸收等操作，深入系統(tǒng)的講解典型的分離單元操作，使學生在能力上提高是本課程教學的關鍵。這就要求任課教師能利用各種教學方法調動學生的積極性，激發(fā)學生擴展已有知識，對實際反應物系、多遠組分物系中的復雜問題進行探討學習，如對比理想物系與真實物系、二元組分精餾與多組分精餾之間的區(qū)別，理論板數與進料比如何變化等問題[4]。重點對多組分物系進行介紹，提高學生對實際問題的處理能力，對泡露點計算、閃蒸計算、設計變量的計算、MESH方程的建立與求解以及多組分多級分離的嚴格計算，都進行詳細的講解，同時讓學生根據自己的需求查閱相關文獻資料，建立課堂討論組，重點討論通過學習后，在文獻中仍然不理解的問題，提高學生的學習興趣與動力，促進專業(yè)技能的培養(yǎng)。另外，結合工廠的實習，加強學生對化工分離工程理論的感性認識。本門課程學習前，學生已經進入工廠進行了認識實習，對實際生產過程有了一定的了解。通過實習，學生也增強了學習比較抽象的課堂知識的熱情。任課教師通過針對典型的分離工藝制訂詳細的實習方案，讓學生帶有目的的去學習，既能開闊視野，又能增長知識。對實際生產過程中所遇到的一些典型問題，有針對性的了解學習，互相討論研究解決方案。如有學生在學習了分離原理后對工廠塔原料反應有了濃厚興趣，并結合軟件進行一些數據的模擬，找出自己所學理論知識與實際應用中所需知識的差距；對現有工藝提出一些改造建議，極大地鍛煉了學生處理實際問題的能力，也為后續(xù)的化工專業(yè)實驗、畢業(yè)環(huán)節(jié)、工作等打好了基礎。

三、教學與研究相結合

在教學過程中，教師結合自己的科研工作，把結合教材知識的實際應用內容傳授給學生，對學生提高能力，甚至是考研都有一定的引導作用。對學生來說，最有吸引力的課程是教材中超臨界萃取、膜分離等新興分離技術，教師在實驗室進行演示實驗（合成氣轉化費托反應合成長鏈烷烴及烯烴），由于實驗為氣體轉化為清潔燃料課題，氣體產汽油讓學生產生了好奇，便于引導學生課后查閱文獻，提高專業(yè)知識。在分離檢測方面給學生提供充足的支持，各種氣相、液相產品經過分離后進行色譜檢測，通過演示實驗以及學生自己動手實踐，以便對分離技術有更深的了解，并能擴展視野，從理論可行、經濟可行等角度考慮實際問題，達到提高專業(yè)水平的目的。

四、考核方式的完善

對化工分離工程課程的考核，一般采用考試成績與平時成績相結合的方法，但平時成績常常是由出勤、課堂作業(yè)成績以及課堂表現組成，忽視了學生在課外時間對知識的學習。針對這一問題，將學生進行分組，要求學生將課后從技術原理、特點、研究進展、技術展望等方面查閱文獻，以小組為單位形成報告，并在平時成績中提高報告分數的比例。

這種考核方式有利于學生積極主動地進行化工分離工程課程的學習，也鍛煉了查閱文獻、總結知識的能力，引導學生自主分析，了解科技發(fā)展現狀，為以后進行科研工作或考研打下基礎，提高綜合素質。

五、結語

對化工分離工程課程進行教學改革，使本課程更好的適應當代本科生工程教育的特點和學科發(fā)展趨勢。通過實施以上教學方式，強化學生對理論知識的理解和應用能力，激發(fā)興趣，提高素質以應對實際工程問題?；し蛛x工程是一個不斷發(fā)展的應用學科，在未來的教學工作中我們還將繼續(xù)加深對分離工程的研究，及時發(fā)現并完善教學上能夠改進的地方，培養(yǎng)滿足社會要求的化工人才。

參考文獻：

[1]中國工程教育認證協(xié)會(籌)秘書處.工程教育認證工作指南(2013版)[Z].

[2]陳洪鈁,劉家褀.化工分離過程[M].北京:化學工業(yè)出版社,2014.

[3]曾濤.《化工分離過程》教學中提高學生工程能力的探索研究[J].廣州化工,2014,13(42):216-217.

[4]曹平,李軍,全學軍.化工分離工程教學改革探索[J].廣東化工,2012,39(11):199.

Reform and Exploration of Undergraduate Teaching in Chemical Separation Engineering

LV Peng1,2,XING Chuang1,2,GAI Xi-kun1,2,YANG Rui-qin1,2

(1.School of Biological and Chemical Engineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China;

2.Zhejiang Province Key Laboratory of Agricultural Products Chemical and Biological Processing Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China)

Abstract:With the development of the training objectives and requirements in domestic universities,chemical engineering and technology professional courses teaching reform has never ceased. "The chemical separation engineering" is a specialized course for the relevant professional students,which provides professional support for the students who will engage in the chemical production after graduation. We put forward a new reform plan according to the teaching experience,as well as program requirements,aiming at the problems existing in the traditional teaching.

Key words:chemical separation engineering;teaching reformation;teaching practices