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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称: 化工原理 一级学科:  08 工学
二级学科: 0811 化工与制药类 教学层次:  本科
负责教师: 钟秦 学校名称:  南京理工大学
院系名称:   申报状态:  已获奖
申报级别: 国家级 申报文件下载:  无下载文件
获奖名称: 获奖年度:  2006
主页地址: http://jpkc.njust.edu.cn/hgyl 是否交换: 
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课程介绍:

4-2理论课和理论(含实践)课教学内容
4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
1.课程的定位
“化工原理”是我校化工学院各专业的重要的专业技术基础课,它在《数学》、《物理》、《化学》、《物理化学》等基础课与专业课之间,起着承前启后的作用,是自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。是特种能源工程与烟火技术、化学工程与工艺、制药工程、生物工程、环境工程、高分子材料科学与工程、材料化学、安全工程等专业的专业基础课。我校化工学院的所有专业每年约400多学生必修该门课程,它一直是我校和江苏省重点建设课程,16年来一直是省一类优秀课程,2004年评为江苏省精品课程。
2.课程目标
1.教学目标:本课程通过课堂教学,并与实验教学、课程实习、课程设计等实践性环节相结合,以三种传递现象的基本原理为主线,以物料衡算、能量衡算、平衡关系、传递速率、经济核算等基本概念为理论依据,选择典型单元操作教学,使学生掌握单元操作通用的学习方法和分析问题的思路,培养理论联系实际的观点,提高单元操作设备的设计计算、操作、选型、实验研究方法与技能,增强解决工程实际问题的能力。为专业课学习和今后的工作打下坚实的基础。
2.建设目标:把我校“化工原理”课程建成为国内一流、省内领先、适应现代化工发展需要、体现国防服务特色、教学内容先进、实验设施完善、管理规范的国家级精品课程,为我省、我国及国防工业培养和输送高水平的现代化工人才。
4-2-2知识模块顺序及对应的学时
整个课程分为四个部分:理论讲授、实验教学、认识实习、课程设计。
第一部分 理论讲授?
化工原理课程是我校化工学院各专业的学科基础课,安排在大三上半学期,理论教学使用我系自编面向21世纪《化工原理》教材,根据不同专业的培养需求,我们将化工原理课程分成三种授课模块,即化学工程与工艺、环境工程、制药工程、生物工程等专业授课学时70学时,高分子材料工程专业授课学时58学时,安全工程、特种能源工程与烟火技术等国防特色专业授课学时38学时。
理论教学主要任务是讲授流体流动、传热和传质的基本原理,主要单元操作设备的结构、操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法。在课堂教学中注重联系工程实际,以具体的生产实例和生动逼真的动画素材贯穿于各单元操作的讲授中;将丰富的科研实践渗透在理论教学中,适时开展启发式讨论式教学,培养学生良好的思维习惯,潜移默化中树立工程观点,通过例题和习题来巩固工程观点,开展习题课讨论式教学。在教学中我们注重总结、研讨,在化工高等教育等刊物上发表发化工原理教学中工程观点培养多媒体CAI课堂教学模式的实践与思考化工原理习题课教学方法的探讨化工原理课程教学中典型错误的总结与分析等教学研究论文。
为了使课程与国际接轨,吸收兄弟院校的经验,2004年开始在《化工原理》课程中采用外语原版教材《Unit Operations of Chemical Engineering》进行授课,为化工原理双语教学进行了有益的尝试和探索。
模块设置及对应学时数和专业
模块
课程组成
理论授课
学时
总学时
适用专业
模块 1
流体流动、流体输送设备、非均相物系的分离、传热
精馏、吸收、干燥
44
26
80
化学工程与工艺、环境工程、制药工程、生物工程
模块 2
流体流动、流体输送设备、传热、精馏、吸收
58
64
高分子材料工程
模块 3
流体流动、流体输送设备、传热、精馏、吸收
38
48
安全工程、特种能源工程与烟火技术(服务国防)
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第二部分 实验教学? 化工原理实验教学是理论教学的重要补充,是学生参加工程实际训练的首要门坎。多年来我们一直重视实践环节尤其是实验的改革、研讨与建设工作。新建化工楼实验室面积达1500m2,学生实验仪器设备资产总额约200万元,达到了国内的一流水平,实现了化工原理实验开出率100%
根据不同层次的培养要求,我们把化工原理实验分为三个层次:
第一层次是基本实验,即教学大纲所要求的实验项目,每位同学必须做。包括流体流动阻力系数的测定、强制对流传热系数的测定、筛板精馏塔全塔效率的测定、填料吸收塔操作特性及吸收系数的测定、干燥速率曲线的测定等基础实验。
第二层次为开放型实验,补充基本实验中未体现而在工业中应用广泛的单元操作,提高了综合性、设计性实验的比例。包括恒压过滤常数测定、流化床干燥、振动萃取及超滤膜实验等选做实验。
第三层次是提高型、研究型实验,包括超临界萃取-精馏集成实验、反应精馏-渗透汽化耦合实验、喷射鼓泡反应器化学吸收多功能实验、吸附-生物降解联合实验、循环流化床喷雾干燥实验和固定床催化实验等。
实验层次设置及对应学时数如下表所列。
层次设置及对应学时数

层次
实验名称
性质
学时
流体流动阻力系数测定
操作型
2
对流传热系数测定实验
操作型
2
精馏塔效率测定
综合型、设计型
2
填料吸收塔传质系数测定
综合型、设计型
2
干燥速率曲线测定(洞道干燥)
操作型
2
正交法恒压过滤常数测定实验
综合型、设计型
4
振动萃取实验
综合型、设计型
3
超滤膜分离实验
综合型、设计型
3
流化床干燥实验
操作型
2
超临界萃取-精馏集成实验
研究型
8h/
反应精馏-渗透汽化耦合实验
研究型
8h/
喷射鼓泡反应器化学吸收多功能实验
研究型
6h/
吸附-生物降解联合实验
研究型
6h/
循环流化床喷雾干燥实验
研究型
5h/
固定床催化实验
研究型
6h/

第三部分 认识实习? 化工原理课程认识实习是化工学院各专业教学计划中一个重要的实践教学环节,为学生由学校到工厂,由理论到实践之间架起的一座桥梁。通过生产工艺及设备的参观实习使学生了解化工生产实际,增加感性认识,从而加强工程观点,为学习《化工原理》、《化学反应工程》、《化工仪表及自动化》及专业课程打下基础。
1987年以来,南化集团公司氮肥厂一直是我校化工原理课程的认识实习基地,实习车间为合成氨、硝酸、硝胺及精馏。通过实习,学生了解了常见设备如泵、风机、压缩机、填料塔、精馏塔、换热器、反应器的结构及工作原理,对合成氨、硝酸和硝酸氨生产原理、工艺流程、生产设备及主要技术指标有一定的认识。同学们通过本次实习增强了对化工设备及生产工艺过程的感性认识,为理论课的学习打下了良好的基础,提高学习的积极性。老师上课时也有了学生感兴趣的生产实例。该认识实习共32学时,学时分配如下表所列。
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化工原理课程认识实习学时分配表

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?
工艺介绍
6
流程仿真操作
6
现场参观
20
???
10min

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第四部分 课程设计? 化工原理课程设计安排在化工原理课程结束后进行,设计时间为1个月。课程设计题目有二种类型:(一)单元设备的设计,如精馏塔设计、换热器设计等;(二)根据实际的设计项目进行。多个来源于实际工程的设计课题形成课程设计题库,将学生组成设计小组,分别承担部分设计任务,结合现场参观,完成设计。选择何种类型由教师与学生双向选择。课程设计完成后,进行答辩。课程设计共64学时,学时分配如下表所列。
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内容
学时
理论课教学
4
设计与说明书撰写
40
AutoCAD制图
16
仿???
4
???
20min

4-2-3课程的重点、难点及解决办法
1.课程重点:化工原理课程作为我校化学工程与工艺、制药工程、生物工程、环境工程、高分子材料科学与工程、材料化学、安全工程和特种能源工程与烟火技术等专业的学科基础课,在本科生从基础课程学习到专业课程学习过程中起着承上启下的作用。该课程重点介绍化工过程
典型的单元操作的基本原理及典型单元操作的设备结构、原理主要单元操作的典型设备结构、
操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法,以培养学生运用基础理论分析和解决化工
单元操作中各种工程实际问题的能力。
2.课程难点及解决办法:化工原理课程主要内容是研究单元操作,单元操作包括过程与设备
两个方面,这两方面都与生产实际紧密联系,所以课程的教学难点是学生如何从基础的数理
化学习向工程应用方面转变及如何适应这一转变过程。具体而言体现在以下几个方面:
(1)各单元操作中所发生的过程都有其内在规律。如何理解与应用各单元操作过程的规律是教学的一个难点。例如,流体通过实际管路的流动过程学生很容易理解,而过滤单元操作中流体如何流过滤饼床层及其流动过程的计算是教师与学生共同面临的难点。解决这类教学困难我们主要以实验研究的方法论为指导,采取简化的数学模型建立过程方程,即将滤饼中的不规则网状通道简化成若干个平行的圆形细管,再根据大家熟悉的哈根-帕谡叶方程得出过程计算式,由此引入的一些修正系数则由实验测定。
实际上,研究工程问题的方法论是联系各单元操作的一条主线,通过过滤过程的建模可使学生举一反三,为理解和掌握其他单元操作奠定了良好的基础。
(2)实际生产过程十分复杂,受多种操作因素的制约。由于操作条件的改变,单元操作的处理结果也会不同。单元操作的操作型问题的分析是教学的另一个难点。如精馏操作中回流比的选择,若回流比选得大一些,所需塔板数减少,有利于设备费用下降;但另一方面,加大回流比,使塔底上升蒸汽量增加,塔顶冷凝器负荷增加,操作费用增加。所以最佳回流比是通过经济核算使设备费和操作费两项费用之和最小,我们引导学生利用计算用计算机来完成。通过从定性到定量的过程,学生加深了回流比在精馏塔设计和操作中重要性的认识,同时也使学生初步学到先进的化工设计思想和方法。
(3)单元操作的计算是本课程教学的重要组成部分,是本课程的难点。我们主要通过在例题和习题的讲解过程中开展“讨论式”和“启发式”教学提高学生的分析和计算能力。
例如在先恒速后恒压这种组合方式的过滤计算时,尽管课堂针对恒压过滤、恒速过滤与组合过滤分别进行了讨论,并推导出所得滤液量计算方程,但每届学生作业中仍经常出现错误,即将先恒速后恒压所获得滤液量的计算分解成θ1时间的纯恒速获得的滤液量与θ2时间的纯恒压获得的滤液量之和。因此在教学中,我们将这道作业题改成一道课堂讨论题,通过定性分析和定量比较增强学生的理解。
讨论(1):先恒速后恒压与纯恒压相比,那种方式获得的滤液量多,为什么?
定性分析:先恒速后恒压过程,θ1时间内过滤推动力ΔP由0逐渐增大到ΔP0;而纯恒压过滤过程中,推动力始终保持ΔP0不变,同样条件下后者推动力较大,所以获得的滤液量较多。
讨论(2):先恒速后恒压过程,可否用θ1时间纯恒速和θ2时间纯恒压组合计算,为什么?
定性分析:因为经过θ1时间纯恒速过滤已形成一定厚度的滤饼,其恒压阶段与纯恒压相比阻力比较大,获得的滤液量也相对较少,因此不能用组合计算代替。
定量计算(略)比较也证实了我们的结论,同时在定性分析(2)时辅以我们自己制作的多媒体过滤过程滤饼形成动态演示,如图1所示,效果更好,学生都有一种恍然大悟的感觉。
(4)主要单元操作设备的结构和操作原理的介绍也是理论教学的难点,学生对设备结构原理的认识直接影响设备的计算结果。例如个别学生对离心泵的结构原理未弄清楚,在列柏努利方程时重复算入泵的有效功;对列管换热器的结构原理未弄清楚,在计算流量时未乘管数,也有人在计算阻力时多乘了管数,因此我们研制了生动逼真的动画素材辅助教学,结合实验、实习等实践性环节加深印象,取得了良好的效果。
(5)观察能力和思维能力的培养是现代教学活动中的重点之一,也是实验教学的难点。为了强化学生观察问题、分析问题和处理问题的能力,我们开发出“典型错误实验”,将同学们易犯的错误和老师在课堂上不易讲清楚而学生印象不深的实验现象,在实验中模拟出来,或人为设置错误,让学生从现象的观察入手去分析实验流程、实验操作和实验设备中存在的缺陷、错误和不足之处,并着手改正,提高了学生独立分析和解决实际问题的能力。针对“连续精馏操作实验”中易发生精馏过程的物料不平衡引起产品不合格、分离能力不够引起产品不合格、进料组成变化使产品不合格等现象开发出“连续精馏操作有误实验”。让学生观察、分析、讨论错误实验现象和结果,然后按正确的设计方法,纠正错误,调节操作参数直至得出正确的实验结果。
4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)
化工学科实践性很强,具有较大的外延性与较强的渗透性,化工产品、过程研究与开发需要极强的实践性与群体协作性。这就要求化工类人才的培养具有不同于其它学科的特点,即基础厚、专业宽、能力强、素质高。因而需要在能力和素质的培养上采取更加有效的方法和手段。实践是培养学生创新能力的土壤,是树立实践观念、启迪创新思维、提高综合素质的重要教学环节,也是教学改革的重点和难点之一。近年来,我们根据近代化工学科发展的趋势和人才培养的需要,对化工原理课程的实验、实习和课程设计等实践性教学作整体优化设计,革新教学内容和实施方法,使实践教学从模式、内容和方式上进行了创新和实践,取得了丰硕的成果,有效地促进了学生综合素质的提高。
首先把化工原理课程实验分为三个层次:
第一层次是基本实验,即教学大纲所要求的实验项目,每位同学必须做。在该类实验中,为克服学生按实验指导书“照方抓药”,而忽视对实验现象的观察与分析,在实验中我们有意识设置出“典型错误”。 开发出了“流体流动阻力测定有误实验”和“连续精馏塔操作有误实验”两个典型错误实验。
例如,在“流体流动阻力测定”实验中分别设置三相电源相序接错使离心泵反转、管路系统排气不彻底和管路流程设计错误等。“有误”实验极大地调动了学生的积极性,提高了实验教学效果。实验改革成果 “探索化工实验教学培养学生创新意识”、“化工实验教学尝试”等在实验技术与管理等刊物发表,其中“探索化工实验教学 培养学生创新意识”论文在江苏省高校实验室研究会第四次代表大会特邀报告。
第二层次为开放型实验,补充基本实验中未体现而在工业中应用广泛的单元操作,提高了综合性、设计性实验的比例。由于时间弹性,随时预约,随时安排,受到了学生的欢迎。开放型实验我们同样结合理论教学中出现的典型错误来开设,提高了学生的分析和理解能力。
例如理论教学中在先恒速后恒压这种组合方式的过滤计算时,尽管课堂针对恒压过滤、恒速过滤与组合过滤分别进行了讨论,并推导出所得滤液量计算方程,但每届学生作业中仍经常出现错误,将先恒速后恒压所获得滤液量的计算分解成θ1时间的纯恒速获得的滤液量与θ2时间的纯恒压获得的滤液量之和。因此在教学中,将这道作业题设计成一道实验题,通过定性分析—定量计算—实验仿真—现场实验验证,效果很好,学生都有一种恍然大悟的感觉。相相关改革成果在“首届大学化学化工基础课论坛报告”论文集发表与交流。
第三层次是提高型、研究型实验,供那些对化工实验感兴趣、学习较优秀的学生选做。开设提高型、研究型实验,使学生成为实验的主导,提高了学生创新能力和综合素质。例如我们结合科研课题设计出“喷射鼓泡反应吸收多功能实验”,学生可根据所学知识进行实验设计与准备,通过设计在该实验装置上可同时进行流体流动阻力测定、离心泵特性测定、风机性能测定、反应器停留时间分布测定、气液传质速率和吸收速率测定、液位自动调节和pH 自动调节、电动调节阀流量特性等实验项目。
喷射鼓泡反应器是一种新型的反应装置,并且在化工和环境工程领域的一些前沿研究中有广泛的应用,把它应用到实验教学中,促使学生实验前认真钻研,强化了自学能力和动手能力,启发了学生的创造思维,潜移默化中培养了学生的创新能力和初步的科研能力,更重要的是增强了学生勤于思考的创新精神。
该装置是项目组教师集体创造的产物,由于涉及的内容多,促使指导教师不断地根据不同学生的特点优化实验内容,教师的实验指导工作已不是简单的重复,学生的实验结果未必在预计之中。针对学生不同设计方案的可行性,教师应具有基本的判断、评价、启发、解释等指导素质,这种较高的素质要求使实验指导教师尤其是缺乏经验的年轻教师得到了锻炼,不仅增强了分析和解决问题的能力,更重要的是培养了实事求是的科学作风和严谨的治学态度。因此,通过该实验装置的做作,培养和造就了一支高水平的实验教师队伍。多功能反应器喷射鼓泡反应器获江苏省高校自制仪器叁等奖,利用该反应器开展的柴油机废气机外湿法净化技术2002年获江苏省科技进步三等奖。基于相关改革成果,发表了“面向21世纪化工基础实验教学的改革与探索”等实验教学研究论文。
通过该实验的研制我们体会到多功能实验装置,不仅能面向学生开出专业实验和专业基础实验,还能借此开展科学研究,实现了教学、科研相互促进的良性循环,达到一箭双雕的目的。
另外,结合教师的科研课题,在化工原理授课阶段就在化学工程与工艺专业班遴选优秀生列为培优生,从设计性、综合性单元操作开始,培养学生独立从事科学研究的能力,这部分学生多数成为了本硕连读生。几年的教学实践表明,提高型实验对学生的动手能力、创新能力和解决问题能力的培养非常有帮助。
其次,化工原理课程另一个重要的实践性环节是化工原理认识实习。在化工原理课程实习的组织实施中,通过建立校外实习基地,编写了实习指导教材、研制实习 CAI课件,来强化学生实习效果。
例如针对实习基地的合成氨生产过程,研制出其工艺仿真系统。一方面用于教师的课堂教学,形象直观地为学生展示整个合成氨工艺,使学生在下厂实习前对实习工厂的概貌、工艺过程、动态生产过程及设备外形、工作原理和主要结构有一个全面、清晰、真实的认识;另一方面,学生可以借助该软件,通过计算机键盘或鼠标模仿工厂操作,如开关阀门,开泵或停泵、风机等输送机械,对生产过程进行模拟操作,形象逼真地了解生产过程和设备内部结构,使学生对化工生产过程有一个身临其境的认识,从而大大提高实习效果,受到学生和厂方的高度评价。同时,该系统也被工厂用于培训技术工人,可以达到事半功倍的效果。化工认识实习教材使用了14届学生,化工实习CAI系统,使用了10届学生,受到师生普遍欢迎,收到了很好效果。基于相关教学经验和成果发表了“加强实践教学环节,重视化工原理认识实习”、“以化工原理课程实习为契机,培养学生安全环保意识”等实习教学研究论文。
课程设计也是学生理论联系实际的重要实践性教学环节之一,如何使学生将已学过的知识与生产实际联系起来,达到融汇贯通、学有所用。我们通过多年指导化工课程设计的实践,认为重点应放在学生实际工作能力的培养上。
首先,设计题目要有明确的化工工业背景,这样理论联系实际才能有的放矢,才能更好地调动学生的积极性,增强责任感、事业心、才能更加有利于实际能力的培养。最近几年来,我们对设计题目进行了大调整,所有设计题目和工业生产或科学研究挂上钩。当然,从生产、科研中选题的时候,既要考虑典型性问题,也要考虑适合教学的特点,我们现在的设计题目在这两方面逐渐达到了统一。例如,炼钢厂窑炉中排放的CO2的吸收;南化公司氮肥厂稀氨水回收利用解析塔的优化设计;10吨燃煤锅炉排放烟气中SO2的吸收塔设计等。
其次,要真正做到理论联系实际,必须要接触实际,深入实际,了解实际。为此,我们在课程设计中安排1-2次现场参观学习的环节。到设计题目的生产或科研现场进行参观调研。让学生带着问题下厂,目标明确,任务清楚,时间虽然短,但效果很好。通过现场调查学习可以获取许多实际知识,在一定程度上可以弥补学生工程经验的不足,从而提高学生的实际工作能力和专业技能。
另外,在化工课程设计中,往往会遇到某些关键参数的选择。这些参数的大小,会影响企业的经济效益,如精馏塔和填料塔中气速的选择;输送管道直径的选择;精馏塔回流比选择等。过去往往采用取经验值来解决。随着计算机应用的普及,近几年来,我们要求学生充分发挥计算机的作用,对这些参数,都要求用计算机进行经济核算,求取最优参数。在化工课程设计中引入计算机和经济核算的内容,一方面提高了学生的计算机应用能力、课程设计的教学质量,同时也牢固树立起技术与经济不可分割的设计思想。在计算机辅助设计课程中增加了AutoCAD内容,目前课程设计一半以上同学采用AutoCAD标准制图,根据毕业生跟踪反馈发现这项基础训练受到了用人单位的普遍欢迎。
对于设计内容量较大的题目,我们针对学生不同的层次进行分组,大家合理分工、密切配合,往往每个人的设计结果互为条件,虽然设计过程中也有阻力和抱怨,大家都意识到自己这部分工作对全局的重要性,培养了学生团结协作的能力。
  为提高学生积极性,对考核方式进行了改革。学生的成绩主要由设计 图纸和说明书的质量,阶段性检查,过程考核,最后答辩几部分进行成绩评定。通过课程设计,尤其是答辩,学生印象深刻,都说这样的答辩有启发,效果比光从理论教学中获得的收获大。基于相关教学经验和成果发表了“化工课程设计的教改实践”等教学研究论文。
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4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
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1.《化工原理》教材的使用与建设?
从80年代初开始,我们先后使用了华东化工学院、天津大学、浙江大学等编写的《化工原理》教材。1991年我教研室王启开、江丽芬等老师编写了校内版《化工原理》教材,试用几年后,1995年江丽芬、杜炳华等老师修订了该教材,并于1996年由兵器工业出版社出版。在该教材的基础上,按照面向21世纪课程教材的要求,结合我校化工类各专业人材培养目标和教学大纲要求,编写了新版《化工原理》,2001年由国防工业出版社出版。该教材在内容框架上,突出理论联系实际,重点突出,体现工科特色,富于启发性,利于学生自学,符合认知规律和教学规律。基本内容紧紧围绕国家教委颁发的《化工原理课程的基本要求》,同时又把化工学科最新科研成果和工程实例介绍给学生,例如将超临界萃取、膜分离等新的单元操作纳入其中,供教师选讲和学生自学。始终贯彻化工过程原理的共性和处理工程问题的方法论作这两条主线。将化工单元操作按过程共性归类,即以动量传递为基础,叙述了流体输送、流体通过颗粒层的流动及其相关的单元操作;以热量传递为基础,阐述了换热操作;以质量传递的原理叙述了吸收、蒸馏等单元操作,以及热量和质量同时传递的干燥操作。经6届学生使用后反映优良,该教材具有“启迪智力、培养创新能力”的特色,获南京理工大学优秀教材奖二等奖,目前列为江苏省立项资助建设的教材。
双语教学选用国外原版教材:Unit Operations of Chemical Engineering(sixth edition)。
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2. 促进学生主动学习的扩充性资料使用情况
?在化工原理课程的教学中,我们通过课堂提问和讨论、课后思考题和作业等,来促使同学们阅读相关的专著、教材和学术刊物,例如讲授“蒸馏”这一章时,通过课后思考题引导同学们去《化学工程手册》、《精馏操作200问》、《现代填料塔技术指南》等,使学生加深了对蒸馏单元操作的认识。又如我们布置“我所认识的化工单元操作”小论文,并介绍小论文的写法和化工文献的检索方法,引导同学们去查阅CA,阅读“化工学报”、“Chem. Eng. Sci.”等中外刊物,通过较广泛的阅读,增强了同学们对化工及其单元操作的理解,扩展视野,长了见识,取得了良好的效果。
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3. 实验教材的使用与建设 ?
针对我校化工原理实验项目和实验要求,我们从80年代初开始就编写出配套的《化工原理实验》教材,并且及时进订修订,目前己是第4版,所有实验项目均研制出对应的CAI课件,满足了实验教学的需要。
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4. 化工原理实验室的建设 ?
化工原理课程和课程实验先后获校“211工程--教育基础与公共服务体系”和校本科教学优秀评建一期和二期工程共160万元专项经费支持,使实验教学条件和仪器设备得到了改善和更新。现有实验室面积1500m2,学生实验仪器设备资产总额约300万元,达到了国内的一流水平,实现了化工原理实验开出率100%。在此基础上,开放实验室,学生可自主设计实验,如多功能实验、典型错误实验、化工机械设备解剖实验等,来提高自己的动手能力、创新能力和解决问题.
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5. 实习基地和实习教材的建设 ?
我们在20年前就开始起步,先后对南京几家化工企业进行了考察,通过几年的反复实践,最后选定南化公司氮肥厂合成氨生产系统比较适合。因此,我们从1987年开始就与该厂合作就建立化工实习基地开展工作,通过努力,与该厂签订了实习基地协议。针对该厂合成氨生产过程和我们对化工认识实习的要求,编写了实习指导教材(《化工生产实习》,南京理工大学,1990年)。该教材再版时(1999年),我们针对该厂工艺改造的内容进行了修改,基本上做到了工厂工艺过程变了,我们的实习教材内容也随之而变。同时把CAI引入识实习教学中,提高实习效果,受到学生和厂方的好评。
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6. 网络教学环境?
我们研制的化工原理课程CAI、化工原理实验CAI和化工原理实习己升级为网络版,并且每一年更新一次,学生可通过我校校园网进行自主学习。我校有较好的网络教学环境,本实验室有运行良好的局域网。据我们了解学生通过网络化工原理CAI课件的学习,自主学习的积极性和课堂教学的效果明显提高,今年我们又建立了化工原理课程网络教学平台,使学生与教师之间的讨论与交流更加方便,学生在课后通过网络可多渠道地自主学习。
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4-4教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;教育技术应用与教学改革)
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1. 多种教学方法灵活使用的形式与目的
? 在化工原理的教学实践中,尝试了多种教学方法的使用,结果表明单一的教学方法效果不佳,应根据教学内容,灵活运用如下几种主要的教学方法,目的是有效地调动学生的学习积极性,激发他们的潜能和运用所学知识的能力。
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(1) 教学方法由传统的注入式知识教育,向适应知识经济要求的研究式素质教育转变
例如结合化工不同的单元操作,系统地阐述、剖析和总结研究工程实际问题的一些基本方法,如因次分析法、数学模型法、过程分解法等,给学生以方法论的启迪和引导。又如在化工原理教学中,通过对化工科学家和发明家事迹的简短介绍,使学生在掌握科学原理的同时还了解了其建立和演变过程,以及在这一过程中化工科学家和发明家们的思想和所作的贡献,深刻认识社会背景和人文环境对科学技术发展以及化工科学家和发明家成才的重要影响。
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(2) 授课方式注意采用由连续型细节式授课,向跳跃型平台式授课演变。
具体的做法是授课内容精选、课堂精讲、开门见山、简明扼要、突出重点。将一些最重要、最基本的内容作为主干,一般内容只做提示,让学生自学掌握并联系到主干上。例如讲到“吸收”单元操作时,注意与“传热”单元操作类比;讲授传质速率时,与传热速率类比,它们均与过程推动力成正比,与过程阻力成反比,引导学生分析传热、传质的推动力、阻力以及影响因素,从而从提高推动力及减小阻力角度来讨论采取强化的措施。而习题课注重讲解典型例题,书上例题主要留给学生自学,细讲解题的方法和原理,略讲解题的过程。留给学生一定的空间进行思考推理和总结,培养学生自主学习能力。该授课方法使学生逐渐改变化工原理学习依赖课堂教学、依赖教师的习惯,养成从课堂外获得知识的学风,同时也改变了以往教师对教材内容讲解时,选择余地较少的弊端,可使教学内容新颖,信息量增大。
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(3) 教学形式注意采用由单一的课堂教学,向多形式的互动交流推进。
力求改变过去只重视分析、推理的死板的教学方法,积极采用研讨式、启发式等生动活泼的方法,形成一种师生共同积极思维的课堂氛围。例如前面到的“精馏操作”中,“适宜回流比”的问题,不仅课堂讨论加深了对该问题的认识,而且课后留给同学们有关“适宜回流比”的计算作业,更加深了他们对技术和经济不可分割观点的理解。
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(4) 考试方法由单一的笔试,向笔试、报告、口试或答辩综合评定转变。
化工原理理论课主要采用课程结束后的笔试(占90%)和平时课堂教学中的提问(占10%)相结合;化工原理实验课主要采用口试(占30%)和实验报告(占70%)相结合;化工原理课程实习主要采用答辩(占40%)和实习报告(占60%)相结合。
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