林業(yè)院校特色專業(yè)化工原理特色教學的研究與實踐

陳欲曉 李淑君 張繼國 程倩 任世學

[摘要]本文對新形勢下林業(yè)高等院校中制漿造紙工程、林產(chǎn)化工等特色專業(yè)的專業(yè)基礎課化工原理進行特殊教學進行了較深入的研究與實踐，在如何進行科學地組織課堂理論教學、如何加強實踐性教學、不斷改進與強化理論教學與實踐教學關系方面進行了研究和探討，并在教學實踐中加以應用，收到良好的教學效果。

[關鍵詞]林業(yè)院校特色專業(yè) 化工原理特色教學 研究與實踐

一、引言

制漿造紙、林產(chǎn)化工等專業(yè)是林業(yè)高等院校特有的特色專業(yè)，以上專業(yè)的化工原理課程屬于專業(yè)基礎課，是大學本科中基礎課與專業(yè)課進行銜接的主要課程之一，具有承上啟下的作用，同時化工原理具有工程類學科課程的主要特征，即利用有限的知識和數(shù)據(jù)去創(chuàng)造性地解決大量復雜的實際工程問題。要使學生認識未知世界，更需要一種創(chuàng)造性，這是工程類問題的關鍵所在，也是樂趣所在。隨著我國高等教育水平的飛速發(fā)展，為適應社會對人才的需求，我們結(jié)合林業(yè)院校專業(yè)的特點，將教學放在了培養(yǎng)學生嚴謹、求實的科學態(tài)度和完善基本操作技能以及具有初步的社會實踐能力等方面，因此，我們在化工原理教學方面與具體專業(yè)相結(jié)合、與專業(yè)特色相結(jié)合，進行課程體系研究與實踐。我們進行了課堂教學模式的多樣化研究、理論教學與實踐性教學關聯(lián)的研究，實踐教學如何反作用于理論教學的研究，重視對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等研究。[1][2] [3][4][5]。

二、關于科學組織課堂理論教學的研究

化工原理屬于理論性和實踐性都非常強的課程。在課堂教學活動中，如何將較難的理論知識與生產(chǎn)企業(yè)的實際相結(jié)合，如何將理論與專業(yè)特色相結(jié)合是十分重要的。我們認為，首先化工原理課堂教學效果的成功與否，直接影響著學生在今后工作中的適應能力，影響學生第一時間即課堂學習本的興趣，影響著學生在實踐教學環(huán)節(jié)中是否能夠順利地將理論知識與實際生產(chǎn)聯(lián)系的能力，與本專業(yè)的實際應用相聯(lián)系，以及化工原理作為基礎對專業(yè)課學習的影響，例如制漿造紙工程專業(yè)的專業(yè)課中黑液堿回收的內(nèi)容主要依賴于化工原理的蒸發(fā)操作基礎，林產(chǎn)化學加工工程專業(yè)的專業(yè)課的林產(chǎn)品提取主要依賴于化工原理傳質(zhì)操作的基礎等等。

多年來，我們一直進行著化工原理教學方法的研究、探討與改革，并取得了一定的成果，總結(jié)出一套符合我校教學實際情況，及林業(yè)特色專業(yè)的教學方式、方法。本科教學特別是化工基礎課教學階段，應該以課堂為載體，讓學生首先在擁有一定基礎理論知識和基本技能的基礎上，在對未知的好奇、不解和矛盾的同時去學習、去探討。要實現(xiàn)這一目標，必須從根本上改變原有的教學模式。新模式應借鑒前人教學上的先進經(jīng)驗，同時結(jié)合現(xiàn)代化多媒體教學手段，對學生完成基本知識的學習和訓練及科學素質(zhì)培養(yǎng)，同時給學生一定的的創(chuàng)造空間，讓學生在大量知識和實際應用中去體會知識內(nèi)容。我們的研究和探討工作，旨在尊重本課程的特點，吸取歷史經(jīng)驗，探索一條適應于新世紀需要的，培養(yǎng)高素質(zhì)人才的化工原理課堂教學模式。

理論課教學的最為突出的問題，是以“原理+實例”的方式講授。理論的講解最忌諱的是以空洞的、枯燥的方式進行。科學地組織課堂教學，講究授課藝術，是教學的關鍵之一。授課是一門藝術，一門科學，也是一次創(chuàng)造性的勞動。因此，合理安排各種教學環(huán)節(jié)，是教師創(chuàng)造力和駕馭教學能力的體現(xiàn)。我們利用多媒體、實體教具、工廠企業(yè)的生產(chǎn)實例等進行課堂教學，在應用舉例上多選擇后續(xù)課程實習工廠的實例，學生特別感興趣，課堂教學效果很好。

（一）儲備素材是決定授課成功與否的關鍵

既使已講授多年的課程，也要認真準備好每一堂課的內(nèi)容。只有對教學內(nèi)容非常熟悉，才能融會貫通地講好每一次課。

講授好一門課，我們認為其講授好緒論的部分非常重要，使學生在第一次接觸“化工原理”時，就能夠清楚地認識到為什么學習化工原理？學習化工原理可以解決什么實際問題？化工原理在整個化工過程發(fā)展歷史中的位置以及作用怎樣？化工過程今后的發(fā)展狀況如何？怎樣才能真正學好化工原理課程？讓學生對本課程有比較清晰的明確的認識，關鍵通過第一次的課堂教學引起學生學習化工原理的興趣，在第一次與學生的接觸中，展示化工原理是一門非常有實際應用價值、又有魅力、但是有點難學的課程。為了完成上述教學目的和教學內(nèi)容，必須查閱大量的文獻、資料，利用多媒體的先進教學手段，拋開教材中緒論內(nèi)容少而空洞的東西，讓學生在第一次接觸該課程就喜歡上這門課程。

為了切實提高教學效果，我們積極采用現(xiàn)代化的教學模式與手段，提高教學效果。但其中仍然融入粉筆和黑板的傳統(tǒng)教學方法，因為這樣教學可以處進課堂的啟發(fā)式教學。在傳統(tǒng)教學手段中，不斷地、逐漸地增加多媒體課件的內(nèi)容，同時加入實物模型教學，大大提高了課堂教學效果。

隨著教學理念、教學思想的變化，高等教育正在由應試教育到素質(zhì)教育，由統(tǒng)一模式培養(yǎng)到創(chuàng)新性、個性化培養(yǎng)，這樣對教學條件、教學方法都提出了更高的要求。

為此，我們經(jīng)過幾年的教學實踐，結(jié)合專業(yè)特點逐步研制和完善了輕化工程（制漿造紙專業(yè)）、林產(chǎn)化工等專業(yè)與教材（我們?nèi)圆捎萌珖y(tǒng)編優(yōu)秀教材）同步的多媒體教學課件，同時不斷積累儲備與專業(yè)密切相關的素材，包括將某造紙企業(yè)生產(chǎn)中的切割紙漿的水刀原理、良漿與渣漿的分離操作、化學法制漿的黑液堿回收操作、紙張干燥操作、熱敏性物質(zhì)藥品等等。引進新的、先進的教學模式的同時，不是摒棄傳統(tǒng)的教學方法，而是將傳統(tǒng)的教學方法與新型教學方法相結(jié)合，達到一種新的教學高度，使教學效果有一個較大的飛躍。

（二）科學地組織課堂的教學內(nèi)容

在理論教學課堂中，為了學生更好地掌握其化工原理的基本理論知識與基本技能，課堂上所選取的例子也很重要。因此在舉什么例子方面下大功夫。我們將流體流動中連續(xù)穩(wěn)定流動原理與變徑的水刀原理相結(jié)合，將干燥理論與具體的紙張干燥、熱敏性物質(zhì)干燥、藥品的干燥操作相結(jié)合，將過濾分離理論與紙漿的分離、污水處理操作原理相結(jié)合，將傳熱理論與節(jié)能原理相結(jié)合，將萃取、精餾理論與植物的提取相結(jié)合，將吸收理論與環(huán)保相結(jié)合，有利于學生理解，教學效果比較突出。我們還將舉一些與我們每個人的生活相關、熟悉的物品生產(chǎn)過程等實例，從學生們平時接觸到的生活用品和身邊見到的現(xiàn)象入手，使學生感到化工原理的知識就在自己身邊，與實際生活息息相關，認識到學習好化工原理對今后的工作非常重要，因此，學生有了很大的學習積極性、興趣和動力。

在理論教學的授課過程中，授課教師的“現(xiàn)場感”是十分重要的，同時還要與學生進行交流、溝通與互動。根據(jù)化工原理課程的特點，同時根據(jù)學生對生產(chǎn)實際了解得非常有限的具體情況，為了講授好基本原理，使復雜的、深奧的理論問題能夠深入淺出，找問題的切入點，將生活、生產(chǎn)中的實例結(jié)合到教學中，將難懂的理論以簡單易懂的方式講授，學生比較容易的接受，學生有一種親切感，又能夠使理論與實際結(jié)合得比較密切，教學效果比較好。例如：在講授節(jié)能的原理時，舉釀酒廠、造紙廠的蒸發(fā)工段是怎樣通過實際操作實現(xiàn)了熱能的合理利用，怎樣實現(xiàn)節(jié)能減排；在講換熱器時，舉例相同的換熱設備，在造紙廠、在酒精廠、糖廠、乳品廠等是怎樣應用的；在講旋風分離器時，同一設備在PVC生產(chǎn)、奶粉生產(chǎn)及飼料生產(chǎn)等過程中如何應用，冷凍干燥技術在制藥生產(chǎn)中是如何實現(xiàn)的，等等。

在理論課堂的教學過程中，盡量淡化繁瑣的數(shù)學推導與數(shù)學運算，強化基于基本概念、基本理論的直觀判斷，突出分析思路、分析問題的方法與解決問題的方法。講授如何突出工程理念的思路，突出解決方法，因此，在數(shù)學公式推導前，一定對所要推導的數(shù)學公式中所涉及的物理量或結(jié)論進行定性分析，使學生懂得“要解決的問題是什么？”“問題的性質(zhì)是什么？”“解決問題的方法是什么？”“解決問題的目的是什么？”同時加強與學生的溝通與互動，引導學生進行思考。對一些簡單的結(jié)論可以盡量讓學生自己得出，盡管有時學生得出的結(jié)論是錯誤的，但同時說明這代表了一部分學生的想法，這樣可以及時地在課堂上發(fā)現(xiàn)問題，及時地解決學生對概念理解上的錯誤或偏差問題。在理論課的授課上，我們教師始終追求精神飽滿、情緒高昂、給學生一種對科學的自信和追求感。追求那種我們自己講授的課程，是受學生歡迎的課程之一。

傳統(tǒng)的教學模式具有其自身的規(guī)律和特點，與計劃經(jīng)濟時代有著密切的聯(lián)系，隨著我國經(jīng)濟建設和教育的飛速發(fā)展，尤其是我國高等教育的快速發(fā)展，我們所面臨著為培養(yǎng)適應我國經(jīng)濟發(fā)展需求的人才，有專家將化工原理課程比作理論與實際的“橋梁課程”，同時在適應高校的寬基礎新形式下，面對縮少學時數(shù)，擴大信息量的矛盾，我們應將傳統(tǒng)的教學方式與現(xiàn)代化計算機多媒體教學方式相結(jié)合，才是解決矛盾的比較好方法。

三、加強與完善課程體系中實踐教學環(huán)節(jié)

化工原理教學體系中，實踐對于化工原理課程的學習是非常重要的部分。在實踐教學中著重解決理論課堂教學提出的、與實際生產(chǎn)關聯(lián)的原理及設備相關問題，各個單元操作對應的化工設備所具有的共性和通用性問題，解決課堂所學內(nèi)容與實習工廠實際設備應用情況相聯(lián)系、相融合的問題；解決每種化工設備其具有各自的特性與通性的問題；解決好相同化工設備在不同企業(yè)、不同流程中的應用所具有的差異問題。解決好課程實習與課程設計的關系，在設計過程中解決一兩個實際問題。[6][7]

（一）課堂教學與實踐教學相互作用的研究

化工原理的理論與實踐教學是有著內(nèi)在聯(lián)系、相輔相成的兩個支柱，具有相同的重要作用。因此，化工原理課堂理論教學中，始終貫穿與堅持著實際生產(chǎn)的實例，將理論知識不斷地、深入淺出地與生產(chǎn)實例相結(jié)合，與身邊的生活現(xiàn)象相結(jié)合，與學生比較熟悉的產(chǎn)品知識相結(jié)合。在課堂教學中我們盡量多地引用生產(chǎn)實例。教師將不同企業(yè)，例如造紙企業(yè)、制藥企業(yè)、制酒企業(yè)、乳品企業(yè)等與化工原理單元操作有關的實例及化工設備引進課堂教學中，與理論教學的內(nèi)容緊密結(jié)合。在到工廠實習的過程中，我們再將課堂理論課的內(nèi)容與工廠企業(yè)的具體流程、設備及操作聯(lián)系，使學生在書本與生產(chǎn)之間找到聯(lián)結(jié)點，在理論與實踐之間架起一座橋梁，收到良好的教學效果。

我們以輕化工程、林產(chǎn)化工等特色專業(yè)的學生為載體，進行理論與實踐的相互作用的教學方法，學校與企業(yè)建立教學實習基地，最大限度解決理論教學與實踐教學相互聯(lián)系問題，使學生能夠有更多地機會將書本中、課堂上學習的理論知識與不同類型工廠進行對比，由實踐再回到理論。

（二）逐步完善化工原理教學體系

化工原理課程體系包括理論課、實驗課、課程實習和課程設計等。我們根據(jù)專業(yè)特色加強理論教學，不斷完善實踐教學，使學生盡量多地掌握生產(chǎn)實際信息，加強學生的感性認識，鍛煉學生適應社會實踐的能力，然后將感性認識作用于理論認識，增強學生的理論水平與實際相繼結(jié)和的能力。

學生通過課程實踐教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了勤思考、善觀察、肯動腦的精神。通過到企業(yè)生產(chǎn)第一線的與生產(chǎn)的密切接觸，將書本中、課堂上的知識與生產(chǎn)中相關的設備、流程有機地聯(lián)系在一起，找出自己的不足與差距，更加珍惜當前的學習機會，為自己今后的就業(yè)找到的的目標和方向。

加強實踐教學環(huán)節(jié)，完善化工原理的教學體系，使理論課學習和生產(chǎn)實際有機地、密切地結(jié)合起來，十分必要。我們研究和探討理論課所講授的內(nèi)容（單元操作及各個單元操作所應用的化工設備等），如何與不同生產(chǎn)企業(yè)所采用的設備、生產(chǎn)流程以及所涉及到的原理之間的聯(lián)系與差別，使學生將的理論知識在實踐中得到升華。[8] [9]

四、結(jié)束語

我們的教學是以培養(yǎng)學生在大學本科階段的學習能力為中心，以“從理論——到實踐——再上升為理論”為宗旨的教學理念，與時俱進不斷改革教學方式與方法，使我們的教學適應社會的需求。

資助信息：黑龍江省高教學會“十二五”規(guī)劃課題（HGJXB2110401）資助；東北林業(yè)大學重點課程資助。

[參考文獻]

[1]Dong Xueru， Qiang Liming， Zhao Longtao， Hu Jie.Materials and Chemical Engineering Department； Hennan Institute of Engineering； Zhengzhou 450007； China

董雪茹，強黎明，趙龍濤，胡捷.[化工原理課程理論教學的研究] 廣 東 化 工2009 年.第12 期 .廣 東 化 工.第36 卷.總第200 期

[2]LIUZuohua， LIZequan， XUE ongshu， TAN Shiyu， ZHOUXiaohua. Classroom Teaching of Chemical Engineering Principles and Cultivation of Green Chemical Engineering Awareness. Journal of Chongqing Institute of Technology（Natural Science 2008年7月 Vol.22 No.7

劉作華，李澤全，薛榮書，譚世語，周小華.[“化工原理”的課堂教學與綠色化工意識的培養(yǎng)].重慶工學院學報（自然科學）第22卷第7期

[3]QIANG Liming； ZHAO Longtao； DONG Xueru； HU Jie. Engineering Education in the Practice Teaching of Chemical Engineering Principle.Department of Material and Chemical Engineering； Henan Institute of Engineering； Zhengzhou 450007； China. Vol122，No12 2010年 6月

強黎明，趙龍濤董雪茹，胡捷.[化工原理實踐課教學中的工程教育].河南工程學院學報.自然科學版.第22卷第2期

[4]Jia Dongmei Liu Yuanwei Liu Ming Zheng Xiaodong. The Cultivation of Engineering Quality and Creative Ability on Chemical Engineering Principles.Chemical Engineering & Equipment

賈冬梅，劉元偉，劉明，鄭曉冬.[化工原理教學中工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)].化學工程與裝備2008 年.第7 期，126

[5]Liu Haixia， Gong Yanwen， Shen Yanmin. Analysis of Theory Teaching Process of Chemical Engineering Principles for students of non-chemistry majors.China Science and Technology Information Nor 208

劉海霞，龔彥文，申顏敏.[非化工專業(yè)化工原理理論教學淺析].中國科技信息.2008年.22期.278頁

[6]范欽珊，[以內(nèi)容方法技術為重點深化課程教育改革]，中國高等教育.2004.年1期

[7]陳欲曉，蘇文強[非化工類化工原理教學中工程理念的建立及課程研究].高等教育課程建設與教學改革研討會 07-08 July2012 HECTR2012 VOL.1110.52頁

[8]陳欲曉等，[化工原理理論教學與實踐教學關系的研究及探討] 提高高等教育質(zhì)量創(chuàng)新與實踐（高教科研論文集），2010年度（獲得優(yōu)秀教育科研論文貳等獎（發(fā)證機關：黑龍江省高等教育學會）證書編號：10129）

[9]陳欲曉等，[化工原理課堂教學新模式的探討與建設]，2006年度教育部高等學校工程類專業(yè)教學研討會，（獲得優(yōu)秀論文獎，發(fā)證機關：教育部高等學校林業(yè)工程類專業(yè)指導委員會）

（作者單位：東北林業(yè)大學 黑龍江哈爾濱）