化工原理论文2009.doc

《化工原理》教学方法浅谈

何金山

关键词：化工操作物理场景想象参比物

摘要：场景想象是物理学的重要方式，同时也是化工教学的重要方式，尤其对于技校学生来说，对实际生产过有一个好的场景想象，不仅可以提高对理论知识的理解，而且对于将来的生产操作具有很好的指导作用。因此，化工教学过程应当重视对学生的场景想象能力的开发和培养，以提高化工教学水平。

《化工原理》这门课程的理论性和实践性均较强，它既包括了在化工生产中普遍应用的重要的单元操作，又包括这些单元的机理、过程、典型设备的结构及工作原理及计算方法。课程内容多，计算公式经验化、繁琐是该课程的特点之一。因此，理论联系实际是提高化工原理教学水平的必由之路；其次，虽然课题看似化学课程，其实涉及内容更多的是物理方面的范畴，所以对于课程的理解，特别是流程方面的内容，更需要让学生懂得运用一些物理方面的场景想象来帮助理解。
实验是化工原理教学中极其重要的手段之一。通过实验可验证课堂理论，并用所学知识分析同题、解决问题。开拓学生的思路，提高学习兴趣。同时，通过实验使学生认识具体设备，直接观察实验现象，验证理论知识和规律，加深对所学理论知识的理解、锻炼学生的实际动手能力。但是实验的缺点在于它较多的使用一些过于理想的状态来对化工场景和过程进行描述，而对一些实际操作缺乏更直观的理解。
现在很多企业的操作基本上是在控制室通过计算机来实现的，很多学校都建立了仿真实验室，对实际操作进行模拟，但仿真操作则更局限于对于特殊场景和情况的操作，对于不理解其生产过程和原理的人来说，仿真操作完全就是一个机械的动作，实际操作中所出现的问题往往都超出了仿真实验中所教授的内容。出了问题无法做到迅速排查，更不用说是纠错。因此，就会对实际应用存在一定的危害性。
现场教学法，即组织学生到化工生产第一线去观察，去体验，对化工生产中的单元操作，设备，生产方法，原理、工艺条件等有更直接的了解。通过实习不仅使学生懂得了生产原理、方法、步骤及设备帑，更重要的是对单元操作有了进一步的认识，为理论学习打下良好的基础。但是，很多学校由于条件的限制，不可能对每个相应的单元操作都进行及时的现场教学，这就使很多的操作缺乏增强记忆和理解的辅助——对单元操作的运行过程和物料、能量运行特性缺乏阶段性的理解。
现在常用的教学方法还有实况录像，但这种录像有很多也缺乏对操作过程阶段性内容的变换介绍。
物理场景想象，指把数据和目标物变化过程联系起来，通过想象数据的不断变化而使目标物由不断量变转为质变及整个过程的思维方法。这种想象不同于普通的想象和空想，它是以一定的数学模型数字作为参照，可以说它其实是一种实际情况的推理，而且这种推理是建立在科学的数据上的推理。具有很强的实用性。因此，让学生学会用这种场景想象方式来对实际理论进行学习，无论是对理论的理解，还是对将来实际应用的帮助，都是大有益处的。
如何开发学生的物理场景想象能力呢，我认为有以下几点：
选择适当的参比物。由于学生对很多物料和设备都缺乏一种很直观的认识。而越直观的理解，学生的反应就越快，理解就越清晰，相反，如果中间穿插过多，很难说学生学了后面就忘了开始的忘记了。因此，选择一种在社会生活中相似的过程作为场景想象的基础，而且两种过程越相近越好，因为如果选择的参比物相差过大，会对学生在将来的应用中对实际情况估计错误，甚至偏差过大。比如，在第七章蒸馏中，第一、二节多应用苯和甲苯来进行理论讲解，很多学生对于苯和甲苯没有一个直观的认识，所以，在潜意识的理解过程中，还要先反应到苯和甲苯沸点高低，再反应到蒸馏过程，再到摩尔分数……这样就无形中加大了记忆和理解的难度。相反，如果我们导入的是农村常见的烤酒工艺，讲解就变得轻松多了。
选择适当的参比场景。场景是一个过程，想象一个场景，也就是想象一个过程。因此，参比场景的想象比参比物的选择更为重要。选择一个好的参比场景，是场景想象的关键。选择场景，更要贴近生活，为日常生活所能常见的事物。而且尽量要求场景过程能够直观的看到或容易理解。比如，在讲解传热的三种方式的时候，我们就可以很适时的导入家里用茶壶烧水这个很简单的操作。
选择适当的参比性质。书中很多概念过于专业化，学生对于这些概念的理解就缺乏认同感。人对于新事物的理解，首先都想从已知的世界里找出和它相似的物质或性质来，否则，从心里都会存在一定的排斥。所以参比性质的选择也很关键。比如黏性，我们就可以通过比较蜜糖和水的流动性，在加热时候的性质变化，让学生感觉什么是黏性，再让他们通过把感觉升华为概念，这样，不仅对黏度概念有了清晰的认识，也对影响黏度的因素有了很直观的认识。
以上三点为本人在《化工原理》教学过程中总结出来的几个教学要点。我认为，场景想象是物理学的重要方式，同时也是化工教学的重要方式，尤其对于技校学生来说，对实际生产过有一个好