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1、2007年第3期(总第95期)89素质培养在化工过程分析与合成课程教学中的实践沙勇,叶李艺,肖宗源(厦门大学化学工程与生物工程系,福建厦门361005)[摘要]介绍了化工过程分析与合成课程教学实践和经验,通过对在高等院校化工类本科生教学采用了案例结合理论分析的启发式方法,阐述了教学过程中引导学生思考问题,指导学生研究问题,帮助学生解决问题的教学方法。教学实践显示,新教学模式对学生掌握基础知识,培养专业能力,提高素质具有较好的效果。[关键词]课程建设;教学改革;素质培养在教育部组织,天津大学、华东
2、理工大学、浙致用的能力,促进学生创造性的过程设计和开发江大学、北京化工大学、大连理工大学、四川大学能力,重点培养学生开发创新的思维方法,以使学和华南理工大学七校联合制订的5面向21世纪化生建立适应市场发展需要的知识结构。学工程与工艺专业培养方案6中,化工过程分析与一、实际案例结合理论分析,促进学生学习积合成课程被列为必修的化工基础课程,其教学内极性容涉及几乎所有的化工专业课程知识,是化工教化工过程分析与合成课程研究对象是化学工学计划中教学内容重新整合力度较大的一门课程问题,但其与化学工程学科其他
3、课程如热力学、[1]程。化工原理、反应工程等有着显著不同;尽管它的物化工过程分析与合成课程目的是使学生在完理基础是建立在化学工程基本原理之上,但是分成化工单元操作、三传一反、化工工艺、热力学等析问题和解决问题方法均为系统论、最优化方法基本课程学习的基础上,通过系统工程的方法并等数学方法,因此课程要求学生具备较好的数学结合有关化学工程、化工工艺知识和数值计算方基础。尽管其基本处理方法建立在数学分析基础法,掌握化工过程分析方法,解决化工过程分析与之上,但是课程着重强调的是化工知识的集成与[2]流程模
4、拟问题。虽然化工单元设备的工程设计整合,以培养学生对化工过程的全局观念和整体方法已经较为成熟,但是选择并优化设备之间的分析能力。最优连接组合方式却极为复杂,而且化工过程分在以往的教学模式中,通常先讲授课程需要析与合成课程涉及几乎所有的化工专业课程内的数学和化工预备知识,然后讲授单元设备的模容,并且大量交叉其他学科如数学、系统论和模拟型建立,最后逐渐过渡到包涵多个单元设备的简计算方法的知识,增大了课程的教学和学习难度。单和复杂流程分析和合成。这种讲述方法优点是笔者在给本校化工系本科生讲授这门课时,
5、通过逻辑清晰,条理性强,但学生由于一开始学习枯燥结合其他化工课程讲授的经验,采用了案例结合的数学模型建立,通常感到数学方法比较困难,减理论分析的启发式方法,目的在于提高学生学以少了学习兴趣。针对这种情况,笔者在课程讲授[作者简介]沙勇(1971-),男,博士,副教授。90素质培养在化工过程分析与合成课程教学中的实践时采用解剖麻雀的方法,在每一个教学单元之前,学生通过文献检索查阅基础数据,改变学生轻视首先提出一个相关化学工业中的实际问题案例,基础数据的想法,这样在解决未知问题时,知道收围绕其解决方
6、法,展开讲授,逐步介绍解决问题所集必备的基础资料的方法。必备的数学和化工知识,最后根据所学知识,完整例如精馏序列合成是化工过程分析与合成的的提出一个或几个解决方案。重要研究领域,近年来不断有新的方法发表,知识例如在讲授精馏分离过程分析合成时,首先更新较快,在教学中,通过引导学生查阅相关资提出分离酒精和水混合物这一实际问题,围绕解料,不仅使学生掌握了其基础知识,而且对新合成决问题的步骤,首先讲解如何选用合适的热力学方法有所了解。通过这种教学后,学生反映既了相平衡模型以及精馏方式,然后逐步讲授设计精
7、解了现有化工领域的最新进展,又锻炼了其解决馏过程必需的平衡级建模和计算方法,如简捷计问题的能力;教学效果在学生相关作业中得到了算法、逐板计算法、闪蒸计算及MESH精馏模型良好的反映,学生提出了多种解决方案,其中不乏的分析方法,最后讲授解决问题常用的数值计算提出独立见解的优秀答案。方法,这种逆向式教学不仅使学生感受到了一个三、计算机辅助教学,培养先进的化工分析与解决问题的完整思路,而且强化了解决问题的实合成理念际能力。又如在反应器网络配置授课中,首先介化工过程分析与合成研究实质是化工过程的绍一个工
8、业中的实际问题案例,然后先后介绍了数学模型化及求解过程,其中包涵大量数值计算,几何结构方法、常规优化方法及启发式推断法,并仅仅是简单的流程物流闪蒸分析,全部用手工进混合使用上述方法解决实际问题,学生普遍反应行分析,工作量之大是不可想象的,因此需要进行[3]教学效果较好,综合应用能力有所提高。计算机编程运算。在教学中,首先通过作业强化二、采用启发式教学,培养学生解决问题能力学生动手编程能力;除掌握基础的计算技能外,有化工过程分析与合成课程通常安排在第四学针对性地加强模拟算法和计算原理讲授,使学生年
