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化工原理教学中工程观点的培养范文

时间:2022-03-21 03:20:52

化工原理教学中工程观点的培养

1注重理论联系实际

化工单元操作是实践生产过程的总结和提炼,在教学过程中,注意联系生产、科研中的成功或失败的案例,同时穿插日常生活中的丰富、生动的流体流动、传热及传质的实例,加深对基本理论的理解,并灵活应用所学知识,分析和处理工程问题,以具体的实例和逼真的动画素材贯穿于各单元操作的介绍;把抽象的内容转化为形象的信息,激发他们的学习兴趣,将丰富的实践案例渗透在理论教学中,适时开展“启发式”和“讨论式”教学,加深学生对化工单元的理解,提高他们的理论联系实际分析问题的能力,使学生在潜移默化中树立工程观点。

2对比、归纳教学方法

《化工原理》不同于理论基础学科分析和逻辑推理,它注重于工程实际应用,掌握好各单元操作知识和理论,有助于更好解决生产和生活中实际问题,教学中抓住“传递过程原理”和“处理工程问题的方法论”两条主线,引导学生掌握和运用对比、归纳等学习方法,加深对知识的理解和融会贯通。在动量传递、传热和传质三传过程中,微观上是流体分子运动的结果,流体分子之间存在作用力,直接影响流体分子运动效果。宏观上根据流体形态,把流体传递划分为层流传递和涡流传递,采用相同微元平衡法来研究动量,热量和质量的传输过程。对于层流传递,大都采用解析方法;而涡流传递则采用实验方法(量纲分析)。比较吸收中的最小液气比与精馏中的最小回流比,我们发现它们都是操作线与相平衡线相交,通过解出操作线的斜率,求解得到最小液气(或回流)比,在实际化工生产过程,采用液气(或回流)比都是最小液气(或回流)比1.1~2.0倍。再比较传热的对数平均温差与吸收的对数平均推动力,我们也发现它们都是两种不同状态流体采用逆流进行传热或者传质,因为采用逆流方式进行传热或传质推动力最大,在干燥单元操作中,物料与空气接触也是通过这种逆流方式进行传热和传质。在讲解单元操作过程中时,通过对比的不同单元操作的知识点,学生容易抓住了实际工程问题内在因素相互联系和统一,把复杂问题简单化,能启发学生运用理论解决工程类似问题。

通过归纳总结,各单元操作根据现象和过程的物理机理,以能量平衡(或相平衡)、物料衡算为起点,逐次展开原理和公式、操作性和设计性计算、设备构造以及影响因素分析等内容,计算、设备构造、影响因素又以基本原理和公式方程为依据,环环相扣,层层推进,显示出相似的研究方法。但三传各单元操作之间并不是简单的重复,而是各操作单元重点特点各异。要求学生每学完一章(或一个单元操作)之后,要运用简练的文字和公式,把该章节的基本理论、主要公式及设备和工程应用等主要内容联系起来,使知识系统化。如流体流动可通过连续性方程、机械能衡算方程和阻力方程三个主要关系式把流体流动的基本原理及相关的计算公式有机地构成一个知识网络。同样地,传热章节内容可通过总传热速率方程和热平衡方程有机地贯联起来。教学过程中除了教授学生掌握化工原理知识方法,更要引导和启发学生综合运用所学理论知识分析解决实际化工问题能力培养。例如,在离心泵理论压头公式推导过程中,叶轮前弯利于得到高的理论压头,流体可以获得较高动能,动能所占比例增大,但在转化为静压能过程中,会有比较大的机械能损失,使泵的效率降低,所以离心泵采用后弯叶片,而风机主要要求送气量大,不追求效率,用前弯叶片利于减少叶轮和风机的直径。

3通过课程设计,增强学生工程观念

化工原理课程设计是培养学生的运用有限的理论解决实际工程问题的教学环节,在设计时首先要从操作基本原理考虑可能性,知道解决工程问题的方法有多种,其次运用公式方程进行设计性计算来分析技术上的可行性,在运用书上的公式中,进一步加深学生对公式出处和用途的理解,计算过程中对有些数据的选取,只能依据工程经验值范围和趋势去判断,结果肯定有一定程度的误差,这些又直接影响后续具体设备的选型。这就需要学生进一步从运行效益上考虑操作费和设备费的合理性,最后还需学生从安全和环保方面来考虑具体设备的选型。这些都要求学生对所学知识充分理解,对实际工程问题的要深层次了解,方方面面进行分析,从多方面考虑中筛选出最佳方案。通过课程设计的训练使学生进一步完善和加深理解所掌握的理论知识,培养学生在实际中研究、分析、解决问题的能力,巩固学生全面分析和解决工程问题观念,达到化工原理课程设计创造性和工程性的教学目的,为学生综合和创新解决实际问题能力的培养打下了基础。如精馏塔设计中,适宜回流比确定是个关键问题,需要从操作原理,技术、经济等方面来考虑影响因素,才能优化精馏塔设计方案。

4结语

在化工原理教学中,应针对课程的特点,采用不同的教学方法,有助于学生更好地学习和掌握化工原理单元操作知识,启发和引导学生自主地分析和解决化工实际问题,培养学生工程实践能力,使化工原理教学效果整体得以提高。

作者:钱立武郭绍义盛敏刚陈大勇单位:池州学院材料与化学工程系

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