应用型高校化学工程基础课程教学模式的探讨

张伟光 李金龙 梁继宏 邢 进 辛 杨

(1. 齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院；2. 齐齐哈尔大学 图书馆，齐齐哈尔 161006)

应用型本科是指以应用技术类型为办学定位，而不是以学术型为办学定位的普通本科院校，是区别于学术型本科的本科类型。应用型本科教育对于满足国家现阶段经济社会发展，对高层次应用型人才需要以及推进高等教育大众化的进程起到了一定的促进作用。国内大学分为研究型、应用型、高职高专型三类，相对应的人才类型也分为研究型、应用型、技能型。研究型人才侧重于探索自然规律，进行学术研究，把研究放在首位的大学，致力于高层次的人才培养与科技研发；应用型人才侧重于应用理论成果进行方案设计并进行调查研究；技能型人才侧重于执行已经设计好的具体方案，解决实际问题[1]。化学工程基础是一门实践性很强的专业基础课，具有理论与实践并重的特点，在培养学生实践能力中起着重要作用，是化学教育、应用化学等理科专业开设的主要专业基础课程之一。课程学习可以培养学生的工程概念，为后继专业课程学习打下良好的理论基础。课程的主要任务是掌握单元操作及反应过程的基本原理、典型设备计算、设备选型方法、单元过程的操作分析和强化，以及典型的化学生产工艺，培养学生解决复杂工程问题的能力，针对应用型高校的人才培养目标，化学工程基础的教学工作应做好以下几个方面。

1 引入化学工业前沿科技动态和工程案例，培养学生解决复杂工程问题的能力

化学工程基础是具有很强实践性的课程，在课堂教学过程中，将化工前沿科技知识贯穿于课堂中，使学生能很好地了解化工学科的发展前沿，了解科技发展的方向和趋势，并关注化工前沿科技的动态发展情况。如用生物化工技术生产大宗化工产品、精细化学品及医药产品，新型材料如电子材料、信息记录材料、特种陶瓷及人工器官的生产；开发化石能源的高效清洁化工利用技术，发展新能源技术如太阳能、生物质能、风能和地热能等已成为实现经济、社会可持续发展的关键；设备强化新方法及极端条件下的反应及分离。将化工前沿知识点融入到课堂教学中，既开阔了学生的视野，又拓展了知识面，从而激发学生的学习兴趣，并使学生具备一定的创新能力[2]。通过引入工程案例教学法，做到理论和实际充分结合，如在讲授流体输送单元操作时，引入一个向不同设备输送物料的工业生产流程，在讲解流程时和学生一起讨论相关问题，例如根据生产任务如何选择满足生产工艺的输送设备，根据管内流速选择合适的管路，各分支管路流量之间的关系；引入无水乙醇的工业生产流程，根据这个流程逐步讲解精馏、恒沸精馏的原理、冷凝器、再沸器的传热原理及如何进行节能和强化传热；以石油为原料生产聚酯为例，详细地介绍石油炼制中常减压蒸馏流程、烃裂解、环氧乙烷与乙二醇生产、芳烃生产和分离等工艺过程[3]。通过引入化学工业前沿科技动态和工程案例，教学中重点介绍工业过程的基本原理和设备，有助于培养学生解决复杂工程问题的能力。

2 教学中融入课程思政进行全方位育人，贯穿立德树人的育人理念

化学工程基础课程教学中融入课程思政的目的在于：一是要求学生掌握主要化工单元过程、反应过程的基本原理及典型工艺过程的原理、流程及工艺条件，并能运用这些知识分析和解决化工单元过程在实际操作中出现的问题；掌握化工典型设备的构造、性能、作用原理、计算使学生具备一定的工程设计能力，加强对单元操作及典型工艺过程的认识，并为与化工有关的科学技术发展提供一定的基础；二是要求学生掌握学好化学工程基础课程所具有的科学思维方法，培养学生利用所学的理论知识解决实际工程问题的能力；三是培养学生树立正确的价值观，全面提升学生的知识、素质和能力[4]。授课过程中可以引入科学家探索科学的事例，如丹尼尔·伯努利，瑞士物理学家、数学家、医学家，丹尼尔·伯努利受父兄影响，一直很喜欢数学。1724年，他在威尼斯旅途中发表《数学练习》，引起学术界关注，并被邀请到圣彼得堡科学院工作。同年，他还用变量分离法解决了微分方程中的里卡提方程。丹尼尔·伯努利开辟并命名了流体动力学这一学科，区分了流体动力学和静力学的概念，1738年，他发表了用十年寒窗写成《流体动力学》一书，他用流体的流速、密度、压强作为描述流体运动的基本概念，从而表述了理想流体稳定流动的伯努利方程。在讲授传热、精馏等单元操作时由于能耗较大，通过强化传热、传质过程，达到节能减排，减少环境污染，对学生进行绿色化工理念的教育。

通过将“课程思政”引入化学工程基础课程中，将立德树人根本任务贯穿于整个教学过程，以化工专业知识和实用技能为载体加强学生思想政治教育，具有一定的说服力和感染力，可以发挥课堂教学的主渠道功能，避免化学工程基础课程教学过程中重专业知识轻德育的现象。通过一系列“课程思政”教学活动的实施，使学生既可以学习到化工专业的知识，同时可以树立正确的科学精神，实现知识传授、技能培养和价值引领的多重功能。

3 利用“线上线下”混合式教学，加强实验教学环节

我校化工虚拟仿真实验教学中心是黑龙江省级虚拟仿真实验教学中心，围绕化工单元操作、化学工艺、仪器分析、制药工程、环境工程建立仿真平台。化工单元仿真平台有流体流动综合实验，传热综合实验、过滤实验、多釜串联反应器返混的测定、离心泵综合性能测定实验、精馏实验、洞道干燥实验、二氧化碳吸收与解吸实验、萃取塔实验、乙苯脱氢固定床反应器实验等10个3D虚拟仿真单元；化学工艺仿真平台有固定床反应器、甲醇合成工艺、合成氨的净化、合成氨转化工艺、乙醛氧化制醋酸氧化工艺、青霉素发酵工艺、污水处理工艺、煤制甲醇等3D生产实习虚拟现实仿真软件。学生在虚拟仿真实验室和工程能力实训室操作，利用这些线上资源进行实验预习，然后进入化工原理实验中心和化工工程实践中心进行现场操作，做到线上线下相结合，虚实结合，相互补充。在化学工程基础实验教学中引入“线上线下”混合式教学的方式，把“线上”教学内容直观、可重现与“线下”教学互动性强、针对性强的优势很好地结合在一起，明显地提高了教学效果。此外还可以安排开放性实验教学，让学生自己设计实验方案，设计实验条件，达到培养学生独立进行实验操作的能力[5]。实验教学利用线上线下相结合的混合式教学，能明显地提高实验教学效果，有助于培养学生工程实践能力。