化工原理习题课改革的研究

作者:未知

  摘  要:该文分析了习题课在化工原理课程教学中的重要性,并从习题课的教学模式、教学方式及教学效果等方面开展习题课改革的研究。通过微课等新型教学方式的开展,使习题课的教学更加灵活简单、深入浅出,学生能够对化工原理理论知识点的理解更加深入,学习兴趣增强,效果得到明显提高。
  关键词:化工原理  习题课  改革研究
  中图分类号:G71   文献标识码:A           文章编号:1672-3791(2019)05(b)-0146-02
  化工原理是化学工程与工艺及相关专业的一门专业基础课,该课程是以“三传一反”为主线,主要学习化工生产的基本单元操作的基本原理、工艺计算和相关设备的结构原理,该课程与实际生产结合较为紧密。因此化工原理具有较强的工程性,旨在培养学生的工程素养、分析问题和解决问题的能力,以及独立进行化工单元设计和设备设计的能力,符合应用型工程技术人才培养的宗旨。
  化工原理内容涉及的工程实际问题很多,化工原理的习题主要是以计算为主,因此学好化工原理课程必须对相应的习题进行练习,达到一定的强化程度才能熟练掌握相应的知识点。该文对化工原理习题课在教学过程中的改革进行探讨研究,以解决学生对该课程兴趣不高、计算难度过高等问题,提高教学效果。
  1  化工原理习题课的重要性
  化工原理教材基本都是按照按单元操作编写,单元操作按照传递原理进行分类,如动量传递单元操作(流体流动、过滤、沉降)、热量传递单元操作(传热)、质量传递单元操作(吸收、精馏、干燥)等,这些单元操作遵循“三传”原理。对于初学化工原理的学生而言,各单元的原理各有不同,内容多、概念多、公式多、计算复杂,且对化工厂的生产工艺及单元操作这些概念比较模糊抽象,难学易忘。有部分同学在初始对于基础知识的掌握都会感觉困难,一部分同学在经过课堂学习和复习后,对基本概念熟悉但并不能完全独立地完成相应习题,对于习题特别是计算题,存在一听就会、一做就错、一考就遭的问题,不能灵活运用自己所学的理论知识去解决问题。
  由于知识点之间存在较强的逻辑关系,如果不能及时地进行习题的巩固和强化,则对后续内容的学习带来更多困难,如此恶性循环会打击学生的学习积极性,让学生丧失兴趣和信心。因此我们提出在每节课前对上节课内容进行复习,并在每章内容结束后对整个单元操作的知识点和逻辑关系进行梳理,而后学生可以按照梳理的主线去整理相应的概念和公式。习题作业是理论教学中的一个重要环节,是学生学习期间理论联系实际的桥梁,该环节对于巩固课堂讲授的基本概念与理论、培养正确的思考方法、考查灵活运用基本原理解决实际问题的能力具有重要意义,它能给学生自由发挥的空间,学生通过所学知识分析、解决实际问题,不但能激发其学习的积极性,培养其创新能力,且能增加其自信心,获得成就感[5-6]。在充分理解整个逻辑关系后进行一定题量的强化,达到熟练理解与掌握、提高学习效率的目的。
  2  习题课改革的应用
  2.1 课堂习题讲解实例
  根据学生掌握的情况,对于课题习题讲解,一般可分为3类题目:(1)基础概念题,这类题目主要以填空选择的形式进行考查,主要考查学生对基础知识的掌握;(2)典型计算题,这类题目主要是单元操作的典型题型,主要考查学生对重点知识的计算;(3)难点计算,这类题目主要考查学生一些难点或难理解题型的求解。
  第一类题目学生一般都能够较好地掌握,正确率较高。第二类题目以计算题为主,如典型的伯努利方程的应用(位高的计算、扬程的计算等),这类典型题目学生一般通过几次练习就可得到巩固和熟练。通过加强题目的典型性、代表性、启发性,给学生以自由发挥的空间。第三类题目以难点或易出错点为主,如静力学方程应用的求解,其等压面的选取主要有3个条件:静止、连续同种流体内部及同一水平面,三者缺一不可。但学生在解题时往往忽略了“同种流体内部”这一关键点,仅关注于“同一水平面”,从而由于选错等压面导致错误的计算结果。
  当然对于这种传统的课堂习题,学生可以解决大部分的疑问并对知识点进行巩固练习。但是在课后,学生却很难花太多时间去复习化工原理,因此除了在课堂开展习题课之外,我们还尝试采用新型的教学方式,如微课、在线答疑等形式帮助学生进行课外时间的学习。
  2.2 微课在习题练习中的应用
  《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中明确提出:“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视。要加快教育信息化进程,加强网络教学资源体系建设,促进优质教育资源普及共享。”
  微课尤其具有灵活简单、方便操作、内容简短等特点,非常适合在课前或课后进行简短的预习或复习,使得学习不再仅仅局限于课堂上和教室中。学生可以通过课下在线的学习,针对自己的情况选择性地学习,既可查漏补缺又能强化、巩固知识。对于不同学习阶段,分别存在不同的问题:课前以抛出问题形式,吸引学生思考;课堂中讲授完内容后解答课前的问题,让学生觉得课前课后有一定的衔接性;课后复习以常规的基础概念习题为主,适当讲些综合分析题;当学生独立完成作业后,对习题进行剖析并再给出一些综合性更强的题目,通过练习强化学生对知识点的灵活掌握。教师可针对学习的进度和程度,通过微课的形式发送不同难度和要求的习题,提高课堂教学和课后学习效率。通过图示和动画可以直觀形象地讲述3种传热机理的不同情况和原理、间壁式传热过程的典型换热器的结构原理、不同类型填料和塔板的结构特征。学生从这些图中可以更加形象直观地理解一些晦涩难懂的定义概念。除此之外,还会适当地在课后进行一些与化工实际生产相关的实例的剖析,并结合化工原理知识点进行分析,这样学生能够知道该课程与实际生产的联系和重要性,激发学生的学习兴趣。
  3  结语
  该文通过讨论化工原理习题课的改革教学,了解学生对课程知识点的掌握情况,并且不断探索寻找一些有效提高教学效果的方法和思路,为化工专业化工原理的教学打开新的思路和方向。同时发现有效地提高学生学习的兴趣是课程改革的关键所在。通过微课等方式不仅能使学生应用所学知识解决实际问题,而且能激发其兴趣,培养自信心,增加成就感。
  参考文献
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