淺談如何提高《分離工程》課程的教學(xué)質(zhì)量

姚媛媛，李成帥，陳艷紅

(中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院,山東東營(yíng) 257000)

《分離工程》是化工專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，在《物理化學(xué)》、《化工熱力學(xué)》、《化工原理》等課程基礎(chǔ)上，運(yùn)用相平衡、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)和動(dòng)量傳遞等理論來研究化工生產(chǎn)中混合物的分離與提純問題[1]?！斗蛛x工程》課程內(nèi)容涉及面廣、跨度大、知識(shí)點(diǎn)多等特點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生反映該課程理論性較強(qiáng)且公式繁多、上課聽不懂，課下看不懂，這在一定程度上打擊了其學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。甚至部分學(xué)生對(duì)該課程喪失信心，徹底放棄，這種畏學(xué)的情緒和厭學(xué)的心理，極大地影響了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握和課程的教學(xué)質(zhì)量[2]。筆者針對(duì)目前這種負(fù)面現(xiàn)象結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐，就如何提高課程教學(xué)質(zhì)量提出自己的幾點(diǎn)建議和體會(huì)。

1 精選教材內(nèi)容，優(yōu)化授課學(xué)時(shí)

《分離工程》內(nèi)容繁多，授課學(xué)時(shí)有限，不能全部講述，因而精選教材內(nèi)容及優(yōu)化授課學(xué)時(shí)對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量尤為重要。依據(jù)選取教材時(shí)應(yīng)注重科學(xué)性、通用性和實(shí)用性，課教材可選用青島科技大學(xué)葉慶國(guó)主編的《分離工程》。該教材以“實(shí)例-原理-模型-應(yīng)用”模式組織教材內(nèi)容，具有重點(diǎn)突出，難點(diǎn)分散且應(yīng)用性較強(qiáng)等特點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力[3]。此外，葉慶國(guó)主編的另一部《分離工程學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題集》可作為配套輔助教材，這樣可形成一整套合理的教材體系[4]。

《分離工程》理論學(xué)時(shí)壓縮，優(yōu)化授課學(xué)時(shí)也就顯得十分緊迫。由于該課程部分內(nèi)容與其它課程內(nèi)容存在重疊現(xiàn)象，需對(duì)課堂理論學(xué)時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整。例如：第二章多組分分離基礎(chǔ)的理論內(nèi)容與《物理化學(xué)》和《化工熱力學(xué)》部分內(nèi)容出現(xiàn)重疊，可以將原來10學(xué)時(shí)調(diào)整為6學(xué)時(shí)。同理，第六章分離過程及設(shè)備的效率與節(jié)能授課學(xué)時(shí)也可以由原來6學(xué)時(shí)減少為4學(xué)時(shí)。合理的課時(shí)安排可以使教師在授課時(shí)能自主的選擇性知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)與講解，這樣既可摒棄繁瑣、重復(fù)的教學(xué)，又可以節(jié)余理論學(xué)時(shí)，節(jié)余的6學(xué)時(shí)可以相應(yīng)增加到其它章節(jié)的學(xué)習(xí)中。比如，第三章精餾授課學(xué)時(shí)可相應(yīng)增加2學(xué)時(shí)，第五章多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算可增加2學(xué)時(shí)，第七章其他分離方法增加2學(xué)時(shí)。如此調(diào)整使得教師在授課過程中既講述原有理論知識(shí)又添加了部分體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展前沿的新技術(shù)、新工藝，可有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

2 改進(jìn)授課方式，豐富教學(xué)方法

《分離工程》中的許多公式都具有冗長(zhǎng)、復(fù)雜的推導(dǎo)過程，導(dǎo)致部分學(xué)生在聽課的過程中難以跟上授課進(jìn)度，聽不懂則易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。這就需要教師改進(jìn)教學(xué)方式來避免這種情況發(fā)生。比如，教師授課重點(diǎn)應(yīng)側(cè)重公式的應(yīng)用計(jì)算而不是公式的推導(dǎo)過程。教師還可以結(jié)合具體案例，提出問題，活躍課堂氣氛，啟發(fā)學(xué)生積極思考，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和能力，也顯著增強(qiáng)學(xué)生課堂聽課效果[5]。例如，在講述萃取精餾時(shí)，以達(dá)標(biāo)回收生產(chǎn)甲乙酮的有機(jī)廢水為案例，安排學(xué)生分組討論甲乙酮廢水中的叔丁醇和乙醇的分離方案，包括回收的流程、能耗以及萃取劑用量等內(nèi)容。通過運(yùn)用這種教學(xué)方式有助于學(xué)生樹立工程的觀念。

此外，教師在授課過程中還可以采用對(duì)比的教學(xué)方式，將一些具有聯(lián)系和區(qū)別的教學(xué)內(nèi)容放在一起進(jìn)行對(duì)比講解，找出異同點(diǎn)，從而達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果[6]。例如，多組分精餾可與二元組分精餾進(jìn)行對(duì)比講解，萃取精餾可與共沸精餾對(duì)比講解，嚴(yán)格法計(jì)算與簡(jiǎn)捷法計(jì)算進(jìn)行對(duì)比等等，通過相關(guān)知識(shí)的對(duì)比講解有助于學(xué)生加深理解和記憶?？傊?，合理的教學(xué)方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和內(nèi)在潛能，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的汲取由被動(dòng)變主動(dòng)[7]。

為達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，教師在授課時(shí)除了改進(jìn)教學(xué)方式，還要采用多種教學(xué)方法。由于《分離工程》課程實(shí)踐性和理論性較強(qiáng)，學(xué)生在聽課時(shí)會(huì)感覺很抽象、晦澀，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握存在一定難度。教師可以緊扣教材，按照“實(shí)例-原理-模型-應(yīng)用”模式組織教學(xué)內(nèi)容，制定授課方案，將復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)分解講述。當(dāng)然，教師還可以采用多媒體、視頻以及動(dòng)畫等教學(xué)手段，將復(fù)雜的分離原理、流程和設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)展現(xiàn)給學(xué)生，使復(fù)雜的問題變簡(jiǎn)單，抽象的概念更直觀。通過采用簡(jiǎn)明扼要且生動(dòng)形象的教學(xué)方法，能極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握與加深[8]。

由于《分離工程》涉及大量復(fù)雜計(jì)算，多數(shù)情況下均要使用計(jì)算機(jī)編程求解，而部分學(xué)生對(duì)編程也是無處下手，手算更是不切實(shí)際。教師可以將Aspen Plus化工計(jì)算軟件引入到課堂教學(xué)中，可有效幫助學(xué)生解決編程計(jì)算的問題，還可以增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。

除此之外，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽。通過參加競(jìng)賽，學(xué)生不僅可以綜合運(yùn)用和提升自己的專業(yè)知識(shí)，還鍛煉了他們的工程實(shí)踐能力。以參賽為平臺(tái)來培養(yǎng)學(xué)生在新工藝、新設(shè)備、節(jié)能降耗等方面的工藝設(shè)計(jì)理念和創(chuàng)新思維能力，同時(shí)，對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神、吃苦耐勞的品質(zhì)和堅(jiān)忍不拔的毅力的培養(yǎng)也起到了積極的作用[9]。

3 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合實(shí)踐科研

為使學(xué)生樹立工程觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，還可將課堂教學(xué)環(huán)節(jié)延伸至實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于課堂理論教學(xué)而言，更加具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性、探索性和啟發(fā)性等特點(diǎn)[10-11]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可以通過介紹實(shí)驗(yàn)裝置、講述分離原理和工藝流程來幫助學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的理解和加深。以甲醇-丙酮混合物的分離和提純?yōu)槔?，提前布置?shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生以小組為單位自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并分析方案的可行性。教師講評(píng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括萃取精餾原理和實(shí)驗(yàn)流程、萃取劑選擇以及過程分析計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生進(jìn)一步消化課堂理論知識(shí)，可獲得良好的教學(xué)效果[12]。借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)能有效提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和感性認(rèn)識(shí)，不再僅僅停留在理論學(xué)習(xí)的層面上。

另外，化工生產(chǎn)實(shí)踐是對(duì)課堂理論知識(shí)的驗(yàn)證和補(bǔ)充，通過生產(chǎn)實(shí)踐的現(xiàn)場(chǎng)觀摩不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，還可提高學(xué)生的工程技術(shù)素質(zhì)[13]。化工專業(yè)學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐之前應(yīng)具備一定的理論基礎(chǔ)，通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來強(qiáng)化課堂理論知識(shí)。因此，理論教學(xué)和化工生產(chǎn)實(shí)踐是相輔相成、不可或缺的。

同時(shí)，教師在授課過程中還可以將有關(guān)該課程的科研內(nèi)容適當(dāng)?shù)囊虢虒W(xué)活動(dòng)中，通過布置不同內(nèi)容的課題進(jìn)行分組討論，鼓勵(lì)學(xué)生課下查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料完成該課程體系知識(shí)的積累與拓展。這種結(jié)合科研的授課方式既有助于學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的理解和加深，又可開闊他們的知識(shí)面，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的求知欲和參與精神。

4 改革考核方式，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

《分離工程》課程傳統(tǒng)的考核分?jǐn)?shù)為70%期末考試成績(jī)+15%考勤+15%課程作業(yè)。部分學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真聽講，考試前采用搞突擊，死記硬背知識(shí)點(diǎn)來通過考試。這種考核方式不利于工科學(xué)生分析和解決問題能力的培養(yǎng)。需對(duì)現(xiàn)有的考核方式進(jìn)行完善。新的考核方式為20%課堂表現(xiàn)+15%課程作業(yè)+15%大規(guī)模作業(yè)+50%期末考試成績(jī)。這種考核方式降低了期末考試成績(jī)的比例，相應(yīng)增加試卷之外的權(quán)重。其中課堂表現(xiàn)除了考勤還增加了課堂回答問題以及隨堂測(cè)驗(yàn)等環(huán)節(jié)；大規(guī)模作業(yè)包括以小組為單位通過查閱文獻(xiàn)資料以小論文形式完成的某些課題。這種新的考核方式既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情又鍛煉了其查閱文獻(xiàn)、總結(jié)知識(shí)的能力，有效提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[14]。

5 結(jié)束語

總之，在分離工程的課程改革中，教師要精選教材內(nèi)容、優(yōu)化授課學(xué)時(shí)；改進(jìn)授課方式，豐富教學(xué)方法，并注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合實(shí)踐科研，能有效提高課堂教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，改革課程的考核方式，使分離工程課程的教學(xué)更加適應(yīng)高層次人才培養(yǎng)的需要。