全面推进“化工热力学”课程教学改革

来源:用户上传      作者: 钟红梅　侯德顺

　　摘要：化工热力学是化工专业的一门专业基础课，对培养学生建立化工节能思想有着重要的作用。在课程教学改革过程中，教师应激发学生的学习兴趣，发挥学生的主体作用，搞好课堂教学；改变传统的“注入式知识教育”模式，加强启发式教学；变“单一的课堂讲授”为“多形式的互动交流”；理论联系实际，强化能力培养；改进考试方式，加大平时考核的力度。
　　关键词：化工热力学　教学改革　研究 实践
　　
　　“化工热力学”作为化工专业的一门专业基础课，其主要内容是在物理化学课所讲过的经典内容和方法的基础上发展、提高和应用，将热力学的基本原理应用于化工技术领域。相对于其他课程而言，其有概念抽象难懂。公式多且推导复杂、计算繁琐、理论性强等特点，学生往往觉得比较难学，因而教学的难度较大。多年来。为提高教学效果，我做了一些尝试，下面谈谈一些体会。
　　
　　1、激发学生的学习兴趣，搞好课堂教学
　　
　　在教学活动中，学习的主体是学生。学生是知识的真正建构者，是教学活动中最活跃最积极的因素。从系统论的观点来看，学生知识的掌握、能力的培养都离不开调动学习的主体――学生主体的积极性，因为实现学生自身的智力活动的主动内化，这是任何其他因素都无法替代的一种特殊的认识活动。所以在教学活动中，只有把学生作为实践活动的发出者，激发与调动学生主体的主观能动性和学习积极性，即激发学生的学习兴趣，增强学生学习的主动性，使其发挥到最佳程度，实现学生“要我学”到“我要学”的转变，变不学为会学、苦学为乐学：学会为善学，等等，学生发展质量――教育质量的具体体现才能得以具体落实，真正提高。
　　为了激发学生的学习兴趣，首先必须使学生明确了解学习每一章节的目的和意义，它在分析、解决实际问题中的作用。化工热力学是理论性、实用性都极强的学科。在工程实践中它既可为化工过程的开发、设计和研究指出可能的途径，还可以为化工生产条件的选择提供依据，为工程设计提供数据。因而，成功应用热力学知识的典型事例是很多的。每一章的引言，乃至重要概念的引出，我都花一定的时间去做这种激发工作。例如，我在讲“有效能”之前，就先给学生讲了一个工程上的故事――锅炉的“节能”，人们首先认识到能量的损失主要集中在化学不完全燃烧、散热。以及烟气余热的不充分回收上，因而采用了种种措施……然而，从合理用能上说，这些“节能”措施只不过是“拣芝麻”，真正的“西瓜”在锅炉的温差传热上。尽管传热时总能量并没有减少。用“有效能”的观点分析问题，结论就是如此。学生听到这里，往往会产生一种惊奇、兴奋和急于要获得“有效能”知识的思想状态和情绪。保持在这种状态下教学，不仅可以顺利地引出概念，而且有助于逻辑思维的抽象和记忆过程的完成。
　　在课堂教学中应强调教得有效、学得愉快。为此我力求做到：课堂教学精讲勤练求效率，恰当选用多媒体设备及其他辅助教学手段提高学生的学习兴趣：让学生动手动脑，让学生亲身经历，让学生熟练操作，鼓励学生发挥优势与特长，让学生真正有一技之长；保护学生的求知欲望，为学生意志、情感和认识的投入留下充足的空间，尊重学生的个人经验和新异见解，放开手让学生进行尝试，体验创新的快感。
　　
　　2、改革教学方法，探索新的教学模式
　　
　　中共中央国务院在《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中指出，智育工作要转变教育观念，改革人才培养模式，积极实行启发式和讨论式教学，激发学生的独立思考能力和创新意识。切实提高教学质量。作为教师要不断学习，自觉地把理论学习与实际教学结合起来，结合区域经济的特点，结合市场需求，结合行业需求，在教学过程中不断转变教育观念，按照培养目标进行教学改革，教给学生更多更实用的知识与技能，使学生更符合企业需要。能为社会创造更多价值。
　　
　　(1)改变传统的“注入式知识教育”模式，加强启发式教学。
　　以教师为主体的“注入式”授课方式难以发挥学生学习的主动性。在教学方法上，我注重改变传统的“注入式知识教育”模式，加强启发性、引导式教学，培养学生的理论思维能力，把那些看起来很抽象的理论分门别类、总结归纳。突出其重点和难点。对全部公式要求学生掌握最基本的，其余的能理解会应用即可，要求学生不死记硬背，而是通过例题、必要的习题练习和习题课加以巩固。习题课采用讨论式，让学生自由上台发表意见，调动学生学习主动性，发挥学生介入课堂教学的积极性，活跃课堂气氛。学生充分讨论后再由教师进行总结归纳，讲解解题的关键，指出可能出错的地方及原因，以此加深学生对理论知识的理解和掌握。
　　
　　(2)变“单一的课堂讲授”为“多形式的互动交流”。
　　在教学中，我尝试以学生为主体，以教师为引导的基于探索和研究的教学模式，采用课堂教学和课外教学相结合的方式，培养学生自主学习能力。学生结合所学内容选择自己感兴趣的专题内容写专题论文进行交流，利用图书馆及网络资源，自己查找与所选专题相关的文献资料，并行整理、综合、归纳来完成专题论文的撰写。在整个过程中，教师的作用是指导学生对文献资料进行筛选、分析和整理，帮助学生自己去获取知识，鼓励并引导他们的好奇心、求知欲、想像力、创新欲望和探索精神，而不能放任自流。这种以学生为主体的教学形式，打破了学生被动听讲的定势，极大地调动了‘学生的学习主动性，也激发了一些学生的特长和潜能。在专题交流中。学生变成了“主讲”，这种角色的转变明显增强了学生对本学科专业知识的兴趣和掌握程度。同时也为学生锻炼和提高专业论文撰写水平及语言表达能力提供了一个舞台。此类型的教学实践，不仅有助于学生拓宽知识面、了解学科发展前沿，也使学生从中亲身体验到获取知识的艰辛和乐趣，促进了学生综合素质的提高。
　　
　　3、理论联系实际，强化能力的培养
　　
　　化工热力学课程中很重要的一部分内容是化工过程的能量分析。从课堂传授中，学生获得能量等级的概念、有效能衡算方法等。以往我们对实际过程进行热力学分析，分析各子过程有效能利用的情况。仅限于做几道题而已，学生印象不深刻，也没有真正掌握这一重要方法。为此，我们在课堂讲授中应引入生产实习中有关节能方面的内容，让他们思考和选择为达同一目的的几个流程，以有效能衡算方法计算各个过程的有效能损耗，从而选择节能的流程并与T厂实际情况相比较和验证。
　　比如我院应用化工专业学生在进行聚氯乙烯生产实习时遇到氯乙烯的精馏问题。粗氯乙烯中含有低沸点的二氧化碳等气体及二氯乙烯、乙醛和二氯乙烷等组分，它们会影响后续的聚合反应的产品质量，故需提纯氯乙烯。氯乙烯的常压沸点是-13.9℃，如果采用常压精馏的方法。则需要的冷量非常大：如果采用直接提供冷量使物系冷却后结晶分离的方法，同样因为氯乙烯的常压凝固点太低，冷量损耗更大。厂中采用加压精馏的分离方法，我们加压使氯乙烯的沸点接近常温，然后再精馏。这一流程大减少了制冷的动力消耗，减少了有效能的损耗。我们让学生对这一工艺流程做出三种可能的方案，然后以有效能衡算法分别计算它们的有效能损失，得到有效能损失最小的加压精馏方案，不仅提高了学生对流体热力学性质、制冷循环、过程能量分析等对热力学知识融会贯通的能力，而且强化了学生的节能意识，培养了他们的经济头脑，学生体会到化工热力学既是一门工程的理论又渗透着经济的意识，非常实用。
　　
　　4、改进考试方式，加大平时考核的力度
　　
　　以前的课程考试方式均以期末考试为主，这容易导致学生突击复习应付考试，而无法全面考查学生能力提高程度，因而我尝试加大平时考核的力度，重视平时学生的学习态度和学习积极性。化工热力学课程理论性强。基本概念多，学生平时学习的严谨程度将直接影响对课程内容的掌握，因此我加强了平时的考核，包括出勤率、作业、课堂讨论及总结等。期末考试以考出水平、拉开分数差距为原则。试题尽量覆盖面广，题量适当，注意基础及其应用的考查，突出重点，避免出太大、太深的计算题。
　　在多年的教学实践中，我不断学习和探索，教学质量有所提高，得到学生和学校的认可，学生评教成绩连年达优。但学科的发展一日千里，新知识不断涌现，在教学上如何进步提高仍有很多问题需要进一步探讨。我们应清醒地认识到，要培养高素质的学生，教师首先要提高自身素质，才能承担起教书育人的重任。

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