“化工原理”教学应重视工程观念的培养

《“化工原理”教学应重视工程观念的培养 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、“化工原理”教学应重视工程观念的培养摘要：“化工原理”是一门实践性、工程性很强的应用课程。在教学实践中，应注重培养学生的工程思维和工程意识，提高分析工程问题、解决工程问题的能力。该文总结了六种教学中涉及的工程研究方法：联系实际法、数学模型法、因次分析法、近似估算法、过程分解法、当量处理法；并结合课堂讲授、例题与习题的训练、实验环节的巩固、化工单元过程的课程设计等教学环节，提出了在教学中提炼工程观念、在实验中确定工程观念、在设计中实践工程观念的观点，充分探讨和论证了该课程对培养与强化学生工程观念的重要作用。关键词：化工原理；教学；工程观念

2、“化工原理”课程包括教学、实验、设计三个环节，是化工类专业的基础必修课之一，是学生专业知识构建中的一门“承前启后”的重要课程，也是学生从“化学”到“化工”认知过程中的纽带与桥梁。近20年来，全国许多工科高校包括一些林业院校纷纷开设了“化工原理”课程。由于“化工原理”课程涉及范围广、内容多，加上相关实验与设计对学生的动手能力和计算能力的要求较高，因此如何与专业发展方向相衔接开展教学，是一项非常重要、难度颇大的研究课题。“化工原理”是一门以典型的单元操作为主要内容，以传递过程和研究方法论为主线的工程技术基础课。它不同于物理和化学等基础学科，

3、因为基础学科以简单的、理想的模型为研究对象，采用的是严密的数学分析法；而工程学科面临着真实、复杂的实际生产问题，加上待处理物系千变万化、影响因素多而复杂、操作条件各不相同，除了少数简单的问题可采用数学解析法以外，大多数问题需要依靠理论指导下的工程化方法来解决。“化工原理”实验和课程设计更是强调学生运用工程方法和工程手段将书本知识实现应用的环节，即是强化学生将理论的感性认识上升到理性认识，达到“学以致用”的目的。这就要求学生尽早建立工程意识，树立工程观念，培养工程思维，最终能用工程观念分析、解决工程实际问题。本文拟从“化工原理”理论教学、

4、课后实验、课程设计三个角度来探讨学生工程观念培养的问题。一、教学中提炼工程观念教学活动是在教师指导下学生积极参与学习的过程，其中教师的引导显得非常重要和关键。教学中应有意识地让学生建立起一种工程意识，用工程的价值观念来分析解决工程实际问题。其中，注意引入一些有效的工程应用方法，可达到事半功倍的效果。(一)联系实际法在课堂教学中，可以采用集体讨论、教师点评等形式，调动学生的参与意识，尽量选择一些与现实生产、生活联系紧密的工程问题进行引导、分析、讨论和归纳总结。例如，在流体流动章节的教学中，引导学生留心观察宿舍在用水高峰期与非高峰期出水量的

5、大小来理解分支管路中流量分配的特征，并可结合家庭装修中如何合理选择和铺设水管等具体问题来理解流体流动阻力的概念，深入浅出地加以引导和启发。每次讨论时，要注意引导学生从生产技术性、经济合理性方面进行系统的“工程”考虑，要对不同的方案进行“工程”比拟，深入剖析问题，得出结论，从中提炼工程意识，形成工程观点，强化工程思想。再比如，在传热学的教学过程中，可就家庭热水器的安装和热水管的布置，家用电暖炉的工作原理、传热方式等与人们密切相关的生活事例来分析传热的原理，讨论如何有效地传热以及如何防止在传热过程中的热损失等相关的工程实际问题。这不仅能充分

6、调动学生的洞察、想象和思维能力，强化对工程观念的检验和应用，同时也能培养学生对“化工原理”课程的兴趣，有利于工程观念的建立和提升。(二)数学模型法数学模型法是在对研究的问题有充分认识的基础上，将复杂的问题作合理又不过于失真的简化，提出一个近似实际过程且易于用数学方程式描述的物理模型，并对所得到的物理模型通过物料衡算、热量衡算、平衡计算等找出模型参数之间的关系，进而建立数学模型，然后确定该方程的初始条件和边界条件，求解方程，最终通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。在“化工原理”课程中，最著名、最实用的模型当属膜模型，它普遍适

7、用于动量、热量和质量三种传递。此外，还有许多其它问题的求解也可采用建模来解决。例如，在讲授非均相体系分离中的沉降过程时，以求取流体通过固定床的压降为例，可用实物图片告知学生固定床中颗粒间的空隙形成许多可供流体通过的细小通道，这些通道是曲折的而且是互相交联的，同时，这些通道的截面和形状又是很不规则的，流体通过如此复杂的通道时的压降自然很难进行理论计算，引导学生借用数学模型法来解决。即，将床层中复杂的不规则的通道简化成许多管径为d。、长度为L。的平行细管，简化后的模型通过引入模型参数结合范宁公式计算阻力，最后通过实验来确定模型参数和检验数学

8、模型的有效性。这样，就把一个复杂的实际工程问题简化为一个简单的流体流动问题。学生在其中经历了提出问题、分析问题、解决问题的过程，既加深了对公式的理解和认识，又掌握了一种实用的工程问题解决方法。(三)因次分析