测控技术与仪器专业化工原理的教学方法探讨

测控技术与仪器专业化工原理的教学方法探讨摘要:化工原理是我校测控技术与仪器专业重要的学科基础课,主要目的是使学生建立工程意识,对典型化工过程控制系统和研究过程有一个基本的观念和认识。作者结合多年的教学实践与工程实践,探讨了适合于测控技术与仪器专业的化工原理教学内容与教学方法,从而使化工原理教学更加适合测控技术与仪器专业特色,满足测控技术与仪器专业需求。

关键词:化工原理测控技术与仪器专业教学内容教学方法《化工原理》是化工及相关专业的一门重要的专业基础课,在化工专业人才培养中起着举足轻重的作用。《化工原理》一直是我校重点建设的主干课程,该课程1994年被评为原化工部优质课程,2002年被评为省级优质课程,2004年被评为省级精品课程。

武汉工程大学是中南地区唯一一所以化工及相关学科为特色的综合性大学,经过41年的发展,逐步形成了“以化工为特色,面向化工行业,在部分学科形成行业特色和区域优势”的学科定位和“为化工领域培养科技人才”的教育培养目标。

我校测控技术与仪器专业是湖北省品牌专业,专业设置依托化工领域、面向机电和能源等领域的仪器仪表及测控技术专业方向。本专业已与南京磷化工业集团公司、武汉葛化工业集团公司、湖北宜化股份有限公司、沙隆达股份有限公司等多家国有大中型化工企业建立了

稳定的校外实习基地,为培养以“三实一创”(实验、实训、实习及创新)为核心的化工行业应用型人才提供可靠保证。

化工原理是化工及相近专业的一门必修专业基础课,在基础课与专业课之间起着承前启后的作用,是自然科学领域的基础课向工程科学领域的专业课过渡的入门课程,它为基础理论课程与工程类专业课程间架起了一道重要的桥梁。化工原理是我校测控技术与仪器专业重要的学科基础课,主要目的是使学生建立工程意识,获得工程实际知识、技巧和经验,对典型化工过程控制系统和研究过程有一个基本的观念和认识。

由于测控技术与仪器专业与化工类专业区别很大,先修课程不同,因此化工原理在测控技术与仪器专业教学过程中也有自身的特点,作者结合自己在化工企业中的工程实践经验以及在化工原理教学过程中的教学实践,对化工原理在测控技术与仪器专业的教学提出自己的一些想法。

1 认真上好绪论课,充分调动学生的积极性

化工原理的主要内容是围绕“流体流动(动量传递)、质量传递、热量传递”,即“三传”展开,解决各单元操作中的共性问题,具有极强的工程背景,因此对缺少实践知识且没有学过物理化学等课程的测控技术与仪器专业本科学生来说,初学本课程时会遇到较多的困惑,学习难度

较大。非化工类专业学生刚接触课程时通常会认为该课程与所学专业关系不大,从而影响学习热情,在学时数较少的情况下,有效地引导学生的学习过程,提高学习积极性,解决学习中遇到的问题,提高他们解决实际工程问题的能力是在非化工专业化工原理教学中必须解决的关键问题[1]。

对测控技术与仪器专业来说,如果学生认为自己以后不从事化工及相关专业的工作,就很难提起学习化工原理的积极性。在历年的教学过程中,经常有学生询问,为什么测控技术与仪器专业的学生要学化工专业的化工原理？如果回答不好这个问题,就很难调动学生学习化工原理的积极性。因此,第一堂绪论课就非常关键。笔者每次会拿出当年世界500强企业前20名的名单,对其中的石油化工企业做一个简单的介绍。告诉他们毕业以后可以到很多行业去工作,但如果放弃石油化工这样一个巨大而且财富集中的行业将是一件非常遗憾的事情;而且现代化工及相关行业的自动化程度越来越高,他们在这个领域将大有可为。然后从化学工业的发展历程着手,介绍化工原理这门课程的诞生和发展历史,来说明化工原理是一门过程工程课程,处理的是一些物理过程,跟化学反而没太大关系,本课程强调工程观点、定量运算、实验技能及设计能力的培养,强调理论联系实际。最后会介绍一下本课程研究问题的方式以及本课程与其它行业的关系,告诉学生在本课程中学到的很多知识在其它行业照样可以运用,并举出几个大家都熟悉的例子,让学生觉着学好化工原理对他们以后从事很多相关行业的工作都是有帮助的。一般在绪论课结束之后,学生对化工原理会有一

个与之前完全不同的认识,学习积极性得到了很大的提高。

2 根据测控技术与仪器专业的特点确定教学内容

针对测控技术与仪器专业学时少的特点,选择了流体流动、流体输送机械、传热、吸收、精馏和塔设备作为课堂讲授内容,这几章已涵盖了动量、热量和质量传递的重要理论以及相应的设备[2]。讲述过程中要注意“三传”基本理论的阐述和分析,与测控技术与仪器专业相结合,对于每一个具体的例子,要让学生能够独立分析,了解应该测控哪些参数,在哪些位置设置控制点及安装仪表。搅拌、萃取、沉降与过滤和干燥几章的内容则留给学生自学。

例题与习题是学生学习时理论联系实际的桥梁。通过例题和习题的演算,学生可加深对化工原理教材重点内容的理解,牢固掌握基本知识和基本原理,培养正确的思维方法,提高分析和解决工程实际问题的能力[3]。化工原理与测控技术与仪器专业的其它课程相差甚远,再加上学生平时功课繁重,很难保证课后有足够时间来预习和复习新学的知识点,因此,我们会尽量在课堂上完成全部教学内容,增加互动环节,采用启发、讨论的方法,对每节课及每章的知识点进行一次归纳总结,促进学生分析解决问题能力的提高。教学过程中要注意各章节之间的联系,抓住各种将“三传”进行类比,注重对学生的工程意识、思维方式和解决问题能力的培养。

3 结合实际问题,激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师,在教学过程中,涉及与课程有关的实际问题或学生已感觉到的事物,引出要讲授的新的知识点或单元操作时,往往会很快激起学生的兴趣,促使其主动去思考问题,这样也就突出了化工原理工程实践性的特点[4]。因此,教学过程中我们会尽量从一些与生产、生活实际中的例子或大自然中普遍存在的现象出发,引出要讲授的知识点,来激发学生的兴趣,促使其积极思考问题。例如:在流体流动章节的讲述中,通常会让学生思考“水往低处流”什么条件下才成立,介绍自然界的泉水、隧道施工工程中的“突水”或“泄湖”现象、农业上的灌溉,最后往往会以城市自来水系统为例对这一章的内容做一个总结。传热部分可以空调及暖气系统、烧开水、公共浴室的供水系统、灶具的选用、开水瓶的设计理念等生活中的例子来激发学生的学习兴趣。吸收部分可以化工厂尾气的处理及环境保护为例说明其和我们的生活密切相关。精馏部分可从中国酒文化开始,介绍蒸馏在酿酒工业中的应用,等等。

4 合理利用多媒体辅助教学手段

由于我校测控技术与仪器专业学生没有化工原理实验课和化工生产认识实习教学环节,学生对化工单元操作基本上没有感性的认识,