環(huán)境工程專業(yè)化工原理教學(xué)改革分析

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1改革教學(xué)方法，培養(yǎng)工程意識(shí)

化工原理屬工程學(xué)科，其處理問題的方法與自然科學(xué)學(xué)科有著較大的差別.《化工原理》是環(huán)境專業(yè)學(xué)生在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的第一門工程學(xué)科的課程.因此，在講授化工原理緒論過程中，筆者就特別強(qiáng)調(diào)要轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)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(xué)方式強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)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(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師.在教學(xué)過程中通過引入環(huán)境污染控制工程實(shí)際案例，將化工原理基本原理與實(shí)際案例進(jìn)行關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生充分感受到化工原理不單單是大學(xué)中的一門課程，而且是一門在整個(gè)專業(yè)課程體系中起著承上啟下作用的課程，是學(xué)好專業(yè)課程和解決實(shí)際工程問題的重要基礎(chǔ)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.比如，在講授離心泵時(shí)，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(xué)生思考，進(jìn)而引出具體的授課內(nèi)容；其中涉及流體在管內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)和速度、管路的阻力損失、流體流動(dòng)時(shí)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(jìn)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(jì)算出所需泵的揚(yáng)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(hào).與此同時(shí)，還可以順勢(shì)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(yīng)引入三廢處理工程中的實(shí)際案例，盡量使問題簡(jiǎn)單化.同時(shí)，在教學(xué)過程中還特別注意聯(lián)系實(shí)際工程案例，給學(xué)生灌輸技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的思想，引導(dǎo)學(xué)生在確定工程方案時(shí)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(jì)上的合理性和生產(chǎn)上的安全性等問題，統(tǒng)籌考慮.實(shí)踐證明，在教學(xué)過程中引入工程案例，能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，提高學(xué)生考慮工程問題時(shí)的工程思維和工程意識(shí).

1.2啟發(fā)式討論教學(xué)，理論聯(lián)系實(shí)際

啟發(fā)式討論教學(xué)是指教師根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)、教學(xué)要求而采用的一個(gè)教學(xué)啟發(fā)手段，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性，讓學(xué)生在教學(xué)過程中發(fā)揮主體作用.通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，筆者認(rèn)為，在環(huán)境工程專業(yè)化工原理教學(xué)中，應(yīng)通過從實(shí)際生活實(shí)例中提出問題，分析問題，層層啟發(fā)，由淺入深，引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的.比如，在講授固體干燥時(shí)，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(diǎn)，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(xué)討論為什么夏天吹風(fēng)扇會(huì)感覺非常涼快，冬天躲在墻角曬太陽會(huì)感覺更暖和.經(jīng)過同學(xué)激烈的討論后，請(qǐng)1~2位同學(xué)為代表指出其中可能的原因，然后才對(duì)同學(xué)的分析進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并給出正確的解釋.實(shí)踐表明，通過類似的課堂討論，學(xué)生參與度得到了極大的提高，學(xué)習(xí)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(gè)實(shí)踐性和工程性較強(qiáng)的學(xué)科，涉及傳遞過程原理、能源利用、流體力學(xué)、材料力學(xué)、生化反應(yīng)工程、過程的設(shè)計(jì)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(xué)反應(yīng)，或?yàn)榫喾磻?yīng)，或?yàn)槎嘞喾磻?yīng)，并不可避免地牽涉到有關(guān)反應(yīng)物料傳遞、本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與分析等一系列化學(xué)反應(yīng)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(chǔ)上簡(jiǎn)化而成，與“三廢”處理工程案例聯(lián)系不太緊密，缺少反應(yīng)工程相關(guān)內(nèi)容，特別是生化反應(yīng)工程內(nèi)容.為了適應(yīng)應(yīng)用型地方高校環(huán)境工程專業(yè)人才厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用的培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)需求，化工原理課程應(yīng)該強(qiáng)化傳遞過程計(jì)算基礎(chǔ)、重點(diǎn)講述流體力學(xué)基礎(chǔ)、傳熱、傳質(zhì)的基本原理并在分析主要公式時(shí)引用環(huán)境污染治理工程設(shè)備案例，使教材內(nèi)容更加通俗易懂.同時(shí)，增加生化反應(yīng)工程基礎(chǔ)并將其與單元操作有機(jī)銜接.在課程內(nèi)容安排上，適宜采用由簡(jiǎn)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(shè)想，筆者采用的講義大綱安排如下：緒論（介紹課程的研究對(duì)象與學(xué)習(xí)方法、單位與量綱、物料衡算、能量衡算和速率）.流體流動(dòng)與流體輸送機(jī)械（第一章，討論流體流動(dòng)、流體重要參數(shù)測(cè)量方法、流體流動(dòng)的能量衡算、簡(jiǎn)單管路計(jì)算.第二章，泵與風(fēng)機(jī)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(dǎo)、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(shè)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(jì)算和填料塔的操作計(jì)算、傳質(zhì)設(shè)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(yùn)動(dòng)、集塵、分級(jí)基礎(chǔ)及降塵室、旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)）.生化反應(yīng)器基礎(chǔ)（第六章，討論生化反應(yīng)速率的表示方法、主要的生化反應(yīng)器設(shè)計(jì)）.固體干燥（第七章，討論干燥過程原理和特點(diǎn)、濕空氣性質(zhì)參數(shù)和水分性質(zhì)）.

3結(jié)語

應(yīng)用型地方高校工程類人才在服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)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(chǔ)課程對(duì)于應(yīng)用型人才工程意識(shí)、工程思維能力和解決實(shí)際工程問題能力的培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)意義.基于當(dāng)前應(yīng)用型地方高校工程類專業(yè)基礎(chǔ)理論課教學(xué)與應(yīng)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(duì)環(huán)境工程專業(yè)《化工原理》課程進(jìn)行了系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新.以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，通過加強(qiáng)教學(xué)觀念、完善教學(xué)方法，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)編寫教學(xué)講義，加強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)和工程思維能力培養(yǎng).經(jīng)過三年的教學(xué)改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、解決實(shí)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(xué)院