環(huán)境工程專業(yè)化工原理教學改革分析

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1改革教學方法，培養(yǎng)工程意識

化工原理屬工程學科，其處理問題的方法與自然科學學科有著較大的差別.《化工原理》是環(huán)境專業(yè)學生在大學期間學習的第一門工程學科的課程.因此，在講授化工原理緒論過程中，筆者就特別強調(diào)要轉(zhuǎn)變學習方法，并在后續(xù)相關(guān)章節(jié)中通過引入工程案例和采用討論式教學方式強化學生的工程意識和工程觀念的培養(yǎng).具體的改革措施如下.

1.1引入工程案例，激發(fā)學生學習興趣

興趣是最好的老師.在教學過程中通過引入環(huán)境污染控制工程實際案例，將化工原理基本原理與實際案例進行關(guān)聯(lián)，讓學生充分感受到化工原理不單單是大學中的一門課程，而且是一門在整個專業(yè)課程體系中起著承上啟下作用的課程，是學好專業(yè)課程和解決實際工程問題的重要基礎，進而激發(fā)學生學習的興趣.比如，在講授離心泵時，筆者就在課堂上提出如何能將水從低位輸送至高位、在污水管網(wǎng)中污水提升泵站的作用等問題，引發(fā)學生思考，進而引出具體的授課內(nèi)容；其中涉及流體在管內(nèi)的流動形態(tài)和速度、管路的阻力損失、流體流動時的能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程，基于能量守恒方程可進行污水提升所需的外加能量并結(jié)合污水流量和泵的效率，計算出所需泵的揚程和功率.然后再根據(jù)污水流量確定泵的流量，從而確定泵的型號.與此同時，還可以順勢引出離心泵的工作原理、安裝高度、氣縛、氣蝕等問題.在其它章節(jié)的講授中，筆者也嘗試相應引入三廢處理工程中的實際案例，盡量使問題簡單化.同時，在教學過程中還特別注意聯(lián)系實際工程案例，給學生灌輸技術(shù)經(jīng)濟評價的思想，引導學生在確定工程方案時除了要從理論上探索其可行性外，還要研究其技術(shù)上的可行性，經(jīng)濟上的合理性和生產(chǎn)上的安全性等問題，統(tǒng)籌考慮.實踐證明，在教學過程中引入工程案例，能強化學生對理論知識的掌握，提高學生考慮工程問題時的工程思維和工程意識.

1.2啟發(fā)式討論教學，理論聯(lián)系實際

啟發(fā)式討論教學是指教師根據(jù)學生的基礎、教學要求而采用的一個教學啟發(fā)手段，以充分調(diào)動學生思維的積極性，讓學生在教學過程中發(fā)揮主體作用.通過經(jīng)驗總結(jié)，筆者認為，在環(huán)境工程專業(yè)化工原理教學中，應通過從實際生活實例中提出問題，分析問題，層層啟發(fā)，由淺入深，引發(fā)學生主動思考，達到理論聯(lián)系實際的目的.比如，在講授固體干燥時，以生活垃圾焚燒的例子，指出生活垃圾在焚燒處理之前，水分必然要先汽化，然后使生活垃圾顆粒溫度上升至其著火點，才能發(fā)生燃燒等等.此外，筆者在講授傳熱的三種方式之前，先讓同學討論為什么夏天吹風扇會感覺非常涼快，冬天躲在墻角曬太陽會感覺更暖和.經(jīng)過同學激烈的討論后，請1~2位同學為代表指出其中可能的原因，然后才對同學的分析進行點評，并給出正確的解釋.實踐表明，通過類似的課堂討論，學生參與度得到了極大的提高，學習的熱情也空前高漲.

2結(jié)合專業(yè)需求，整合教材資源

環(huán)境工程是一個實踐性和工程性較強的學科，涉及傳遞過程原理、能源利用、流體力學、材料力學、生化反應工程、過程的設計和控制以及一些新型過程的開發(fā)等.就現(xiàn)有的各種環(huán)境污染物控制與治理方法而言，絕大部分都涉及形形色色的化學反應，或為均相反應，或為多相反應，并不可避免地牽涉到有關(guān)反應物料傳遞、本征反應動力學與宏觀反應動力學及反應器的設計與分析等一系列化學反應工程問題.目前環(huán)境工程專業(yè)化工原理理論課大多數(shù)采用的教材是在化工專業(yè)使用的《化工原理》基礎上簡化而成，與“三廢”處理工程案例聯(lián)系不太緊密，缺少反應工程相關(guān)內(nèi)容，特別是生化反應工程內(nèi)容.為了適應應用型地方高校環(huán)境工程專業(yè)人才厚基礎、重應用的培養(yǎng)目標和專業(yè)需求，化工原理課程應該強化傳遞過程計算基礎、重點講述流體力學基礎、傳熱、傳質(zhì)的基本原理并在分析主要公式時引用環(huán)境污染治理工程設備案例，使教材內(nèi)容更加通俗易懂.同時，增加生化反應工程基礎并將其與單元操作有機銜接.在課程內(nèi)容安排上，適宜采用由簡入繁、由具體到抽象、再由抽象到具體、前后關(guān)聯(lián)的編排模式.根據(jù)以上設想，筆者采用的講義大綱安排如下：緒論（介紹課程的研究對象與學習方法、單位與量綱、物料衡算、能量衡算和速率）.流體流動與流體輸送機械（第一章，討論流體流動、流體重要參數(shù)測量方法、流體流動的能量衡算、簡單管路計算.第二章，泵與風機的選型、安裝與操作）.傳熱（第三章，討論保溫及保溫材料、熱傳導、保溫效果、保溫材料的適宜厚度、換熱器）.傳質(zhì)分離過程及設備（第四章，討論吸收速率、吸收過程的物料衡算和填料層高度的計算和填料塔的操作計算、傳質(zhì)設備的結(jié)構(gòu)及操作性能）.非均相物系的分離（第五章，討論固體懸浮物及其運動、集塵、分級基礎及降塵室、旋風除塵器的特點）.生化反應器基礎（第六章，討論生化反應速率的表示方法、主要的生化反應器設計）.固體干燥（第七章，討論干燥過程原理和特點、濕空氣性質(zhì)參數(shù)和水分性質(zhì)）.

3結(jié)語

應用型地方高校工程類人才在服務地方經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的作用.其中，工程類專業(yè)人才培養(yǎng)過程中專業(yè)基礎課程對于應用型人才工程意識、工程思維能力和解決實際工程問題能力的培養(yǎng)具有重要的指導意義.基于當前應用型地方高校工程類專業(yè)基礎理論課教學與應用型人才培養(yǎng)要求不太吻合的現(xiàn)狀，以《化工原理》理論課為例，筆者從三年前開始對環(huán)境工程專業(yè)《化工原理》課程進行了系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新.以培養(yǎng)應用型人才為目標，通過加強教學觀念、完善教學方法，結(jié)合專業(yè)特點編寫教學講義，加強學生工程意識和工程思維能力培養(yǎng).經(jīng)過三年的教學改革，學生的學習興趣、解決實際工程問題的信心和能力明顯提高.

作者：陸偉東 單位：韶關(guān)學院