前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的化工原理教學中學生工程能力的教學，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

[摘要]化工原理系列課程是化工類專業的重要基礎課程，課程能培養學生的工程實踐能力、創新思維能力，為適應新經濟形勢下對工程技術專業人才的需求，從理論教學、實驗訓練、大作業和課程設計三個方面做了探討，闡述了化工原理理論教學與實踐訓練過程對培養學生工程能力的作用和一些教學方法，目標在于培養工程能力強的工程技術人才。

[關鍵詞]化工原理；實踐能力；工程能力；教學改革；工程教育專業認證

工程教育認證已經逐漸成為國際上保障工程教育質量的一種手段。我國工程教育專業占高等教育專業設置的1/3，工程教育為我國高等教育重要組成部分，在國家工業化的進程中發揮了重要的作用。目前我國越來越多的高等學校的約上千個專業如高分子材料、機械制造及自動化、化學工程與工藝、制藥、環境、應用化學和食品工程等通過了工程教育認證。當前我國正處經濟發展方式快速轉變、很多行業與產業面臨轉型升級，向清潔、低碳、集約與可持續方向發展，迫切要求高等工程教育為新科技、新產業、新經濟提供服務支撐，對工程技術人才提出了新的要求。教育部明確要求提高高等教育質量，重視學生實踐能力、創新能力的培養，進行教學改革，建立有利于培養學生創新能力、實踐能力的教學體系。高等教育的任務之一是培養拔尖創新人才，化工原理為化工、高分子、食品、生工、化工機械等專業的專業基礎課程，涉及的內容包含流體輸送、加熱、冷卻、蒸餾、吸收、萃取、干燥等一系列的操作單元基本原理和設備，這些單元操作和設備廣泛應用在化工、冶金、能源、食品、輕工、核能和環境等領域，因此化工原理課程內容具有復雜性、多樣性、工程性，能培養學生的工程實踐能力和一定的創新能力，尤其是解決復雜工程問題的能力。目前我國高校對工科學生工程實踐能力的培養日益重視，但是我國長期以應試教育為主，教學上重理論、輕實踐，學生大多工程實踐能力低下，創新能力不足。培養具有工程創新能力與實踐能力的化工專業人才，就必須重視化工原理系列課程的工程教育，讓理論知識教育與實踐能力培養緊密結合，這樣才能培養能適應工程領域國際化的發展趨勢出工程技術人才。我校2017年化學工程與工藝專業通過了國家工程專業認證，這幾年環境工程、過程裝備與控制、高分子材料專業也陸續通過了工程認證，應用化學、食品工程等多個專業也正申請與開展專業認證工作，因此開展化工原理課程教學改革，提高課程教學質量，增強學生的工程創新與應用能力，是我校適應新經濟發展形勢專業工程技術人才培養的必由之路。

1樹立工程觀，學習過程注重學生參與

由于化工原理涉及的理論和設備廣泛用在工業各個行業，因此每個單元過程課程開始之初通過各種影像、圖片、學校內實物裝置了解單元操作過程和設備的應用情況，讓學生在未開始理論知識學習就對將要學習單元操作有初步印象，如通過乙醇和水精餾裝置了解流體輸送管道、流體輸送設備、板式塔等設備，通過CO2吸收裝置了解氣體吸收填料塔，通過傳熱綜合裝置了解列管式換熱器、通過觀看水泵的結構的影像資料了解離心泵的結構、工作原理、基本操作。為激發學生學習的興趣，理論教學手段向著多樣化、時代化的方向發展。采用以問題為導向的教學模式，教學形式上采用啟發式、討論式、案例式、互動式，并充分運用精品課程線上課程資源、雨課堂，讓學生可從多渠道獲取課程信息。由生活現象引入化工原理理論知識，再聯系到工業生產應用，由淺入深，利于學生理解與掌握基本要點，例如從自然界水自發由高處往低處流，引入生活中高樓用水是如何實現的，再聯系到工業上油品的輸送，讓學生了解流體輸送的基本原理、主要影響因數和相關設備。將問題貫穿教學內容中，引導學生主動思考、自主解決問題將“單邊”教學轉變為“雙邊”教學，注重學生的主體地位，培養學生的參與意識和學習興趣。如流體在流動過程中質點流動類型可分為層流和湍流，向學生提出問題流體質點兩種運動方式在單元操作過程中會造成什么樣的影響。在講授流體換熱器、氣體吸收塔、液液萃取塔時，詳細介紹流體層流和湍流運動實現傳熱、傳質的基本原理，同時要求學生通過查找資料了解換熱器、吸收塔、萃取塔是如何實現流體層流、湍流的，并比較兩種流體流通類型傳熱和傳質的效果和對相關設備不同的要求，這樣將流體流動的基本規律與不同化工操作過程有機結合起來，將這個問題貫穿于化工原理各個章節，能讓學生從化工原理復雜多樣的化工操作中找到內在聯系與共性。為提高課堂學習效果，將課堂授課時間分為復習、講授新課、示例案例、互動四大模塊，使學生能實現知識點的過渡、理論聯系與生產生活實踐的過渡，各模塊的時間分配見圖1。復習模塊既可由老師講解也可由學生講解；講授新課則老師通過板書推導、PPT課件實現；互動模塊主要通過提問解答引導學生掌握的課程難點。課堂互動以回答問題能動性和準確性進行評價，為了及時掌握學生的學習效果，書本作業與大作業以學生自主講解典型習題為主，教師只作點評。以流體輸送單元的教學為例，受教學課時限制，教師重點介紹完離心泵的工作原理、特性、操作要點后，將班級同學分成幾個小組，分別了解關于往復泵、齒輪泵、旋渦泵、通風機等流體輸送設備的工作原理、結構與特性參數、計算應用等相關資料并在課堂上向教師和其他同學講解，同時并解答教師和其他同學的提問，學生在學和教的過程中參與度提高了，學生學習化工原理理論知識的興趣和求知欲望明顯增強。同時改革化工原理課程考核方式，化工原理課程考核從以期末考試成績+平時作業成績考核方式變成期末考試+課堂提問+單元測驗+大作業多元化考核方式，這樣在課程學習過程多角度評價學生的學習效果，提高了學生的學習興趣、學習動力、訓練分析與解決問題的能力。總的說來，就是既要注重基礎性內容教學又要注重調動學生的主動性，讓學生在教和學的過程中樹立初步的工程觀念。

2通過實驗強化工程知識

實驗教學能培養學生獨立思考、動手操作以及運用基本理論的能力，是強化學生工程知識重要的教學環節。化工原理課程的主要單元操作對應的實驗多以驗證性實驗為主。這對學生領會課堂內容、消化課堂講授的理論知識起到了較好的輔助作用。我校的化工原理實驗中心有60多套單元操作裝置，開設有流體流動阻力實驗、能量轉換實驗、離心泵綜合實驗、干燥速率曲線測定、傳熱綜合實驗、恒壓過濾、乙醇-水精餾塔、萃取實驗、洞道干燥實驗、CO2吸收實驗等基本實驗，教學的目的主要是對典型單元操作過程的機理和規律加深理解，同時熟悉這些典型操作單元的關鍵設備、基本操作，掌握數據處理、儀器的使用等基本方法。在立足基本單元操作實驗的基礎上，還增設連續精餾回流比設計研究型實驗、乙醇-水系統精餾塔板效率測定研究型實驗、列管式換熱器強化傳熱實驗等綜合實驗內容，綜合性實驗的目的是提高學生實驗設計、提出工程問題、解決工程問題的能力。針對學生大學生創業項目、部分教師教科研項目開設化工原理創新實驗如減壓間歇蒸餾、液液固萃取實驗、液固物系超重力綜合實驗等創新實驗，化工原理實驗中心還配有氣相色譜儀，學生可親自動手操作，學習色譜工作儀操作和處理數據和結果分析的方法。在實驗過程中，學生還學習了自動化儀表控制技術、某些先進設備的操作要領，增強了學生學習的興趣，拓寬學生的知識面，訓練學生運用理論知識解決實際工程問題的能力，以及科研創新能力，將來能更好地勝任工作，從而保證了人才培養質量。工程教育注重以學生為本，強調動學習的自主性與參與意識。為達到實驗教學的教學目標，提高學生學習的主動性和創造性，化工原理實驗要求時做到預習和現場操作相結合。預習時要求學生掌握實驗目的、實驗基本原理、實驗設備、實驗裝置的工藝流程圖、實驗操作步驟、實驗需要記錄的數據、實驗工藝的參數、實驗安全事項等。實驗室通過預約提前對學生開放，讓學生現場熟悉實驗設備、儀表、工藝流程、安全操作注意事項，為實驗教學開展做好準備工作。進行正式實驗操作之前教師檢查學生預習報告，并提出實驗當天的問題，引起學生在實驗過程中注意與思考。比如：(1)離心泵怎樣啟動？怎樣灌泵？(2)孔板流量計校正實驗中，孔流系數和雷諾系數的關系曲線與書本上不一樣，可能地原因是什么？(3)過濾實驗結束關閉真空泵后打開真空閥的原因？集液瓶濾液渾濁的原因？(4)精餾實驗回流比的大小對塔頂產品濃度有何影響？原料的變化濃度對精餾塔頂、塔底產品濃度有何影響？(5)填料塔ＫYa和填料的流體力學特性有什么工程意義？(6)萃取實驗重相出口倒∪形管的高度是如何確定等。在實驗中學生通過觀察、操作、討論、思考、分析解決問題，增強了化工原理理論知識的理解、并運用這些知識解決單元操作的實問題，鍛煉學生的分析工程問題、解決工程問題的能力。實驗報告采取小論文格式，提倡學生運用EXCEL、ORIGIN等軟件，訓練學生歸納總結、科學思維及運用現代計算機技術的能力。指導學生積極參加校內外化工原理實驗大賽，通過競賽促進化工原理系列課程教與學，通過競賽的訓練，明顯提升了學生化工原理知識運用的能力、心理抗壓能力和創新意識，我校化工專業的學生連續三年參加中南地區化工原理實驗大賽均取得了不錯的名次，2021年還獲得的一等獎，參加競賽的多位同學大多被國營化工企業錄取，顯示出了較高的綜合專業素質。

3通過綜合性大作業、課程設計培養發現工程問題、解決工程問題的能力

一個完整的化工生產過程往往包含許多單元操作過程，每個單元操作既獨立又相互有機聯系，為培養學生解決實際問題的能力，在每個單元完成后布置綜合性大作業，例如在結束了流體流動和輸送設備章節后布置了原油從罐區輸送到蒸餾塔輸送任務設計，設計給出了基礎數據，并要求按又管道伴熱和沒有管道伴熱兩種情況進行設計，并比較兩種方案的經濟成本；結束蒸餾章節后布置了苯-甲苯精餾塔工藝計算的綜合聯系，給出生產任務、生產溫度、壓力等條件，要求學生確定回流比、計算塔理論板數等，并畫出裝置工藝流程圖。大作業由于有一定的難度，有些資料數據需要學生自己查找，工作量較大，一般大作業由學生自行組團對完成，完成后在課堂上整個團隊向全班同學和教師匯報。因此綜合大作業提高了學生解決實際問題的能力，又讓學生加強了團隊合作精神。化工原理課程設計是化工原理課程系列課程中的重要環節，它是綜合應用本課程和有關先修課程所學知識，針對某一單元操作過程，在規定的時間內完成指定的設計任務。通過課程設計，要求學生了解工程設計的基本內容，掌握化工設計的基本步驟和方法，培養學生分析和解決基本工程實際問題的能力，同時培養學生樹立正確的設計思想，培養求實、認真、高度負責、勇于創新的工作作風。通過化工原理課程設計訓練和培養學生查閱資料、搜集數據的能力；訓練和培養學生綜合考慮專業技術、經濟投資、勞動條件和環境保護的相互關系設計理念與設計能力；訓練和培養學生工程計算與應用計算軟件的能力；訓練和培養學生用清晰簡潔的文字、圖表表現自己設計結果的能力。為了保證課程設計的教學質量，要求化工原理課程設計開始前，要求教師制定課程設計授課計劃、學生的課程設計任務書，內容包括設計內容、設計條件、基本要求、時間進度安排、指導教師、課程設計成績評定標準、設計說明書提交規范及時間要求等，鼓勵學生在課程設計中使用Excel、AutoCAD等軟件，教學上采用線上線下混合，線下教師主要講授課程設計的難點，線上主要是答疑解惑，鼓勵學生大膽發表自己的觀點，鼓勵學生創造性思考。

4結語

從如何培養優秀的工程技術人才角度出發，對化工原理系列課程教學如何培養學生工程能力，從理論教學、實驗訓練、大作業和課程設計三個方面做了探討，以理論教學為基礎，實踐訓練為載體，才能培養學生綜合運用理論知識解決工程問題的能力，為后續課程如化工設計、畢業設計等打下基礎，為培養優秀的工程技術人才打下堅基礎。

參考文獻

[1]衛艷新，許俊翠．化工原理課程的教學改革與實踐[J]．廣州化工，2019，47(10)：180-181．

[2]張偉光，李金龍，邢進，等．新工科理念下化工原理課教學模式的探討[J]．化工時刊，2018，375(09)：57-59．

[3]李向東，胡女丹．基于綜合能力培養的化工原理課程教學改革[J]．高等教育，2019(14)：182-183．

[4]紀海明，張斌，呂宜春．化工原理教學培養學生實踐與創新能力的探索[J]．化工管理，2017(36)：29-30，32．

[5]李向東，胡女丹．基于綜合能力培養的化工原理課程教學改革[J]．高等教育，2019(14)：182-183．

作者:李燕 李翔 單位:廣東石油化工學院化工學院