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前言

化工原理属工程学科,作为化工类及其相近专业必修的一门专业技术基础课,它综合运用了数学、物理、工程学等知识,将复杂的化工生产流程分解为若干个简单的单元操作来分析和研究。过去,化工单元操作的应用仅局限于少数工业,如化学工业、石油化工等。目前,它已得到非常广泛的应用,如核工业、空间技术、生物化工等。同时,化工原理是基础理论通向专业技能的重要媒介,是科学技术转化为生产力的重要环节。因此,它在化工类专业教学中的地位日益变得重要。

化工原理是一门工程课程,这门课程的主要目的就是教会学生利用数学、物理学等学科的知识解决化工等过程中的工程问题。科学的目的是认识世界,工程的目的则是改造世界,去创造世界上本来不存在的东西,为人类服务。这就要求通过本门课程的学习,培养学生的独立思考和解决实际问题的能力、动手能力和创新能力。从以往的教学经验看,首先要让学生从思想上认识到实践环节教学的重要性,只有思想上重视了,才能避免眼高手低、高分低能等不良现象,收到较好的学习效果。实验宜根据教学进度合理安排,在相应的教学章节结束后安排相应的实验,比集中安排的效果要好,但由于学生班级太多和实验设备的限制,安排难度将会较大。对柏努利方程和流态显示等演示性实验一般不予开出,而应重点开出开发性实验,比如选一些新颖和前沿性的工程课题,可以充分激发学生的主观能动性,充分调动学生的积极性;同时,应加强实验环节的考核,提高考核的科学性和合理性,才能给学生施加合理的压力,使学生变被动学习为主动参与。

化工原理教学既要让学生掌握典型单元操作的基本原理,又要使学生掌握工程问题的处理方法。而后者则主要依赖于实验等教学环节完成。实验是培养高水平工程人才的最为直接和有效的途径,在培养学生动手能力和运用知识能力方面有独特的作用,是课堂教学无法替代的。要做好这一环节,我们的思路是:

1.做好实验室建设规划

实验室是高校实践环节的主要基地,其水平高低直接影响所培养的人才质量,因此,我们十分重视实验室的建设。在充分调研的基础上,我们编制了实验室建设三年规划,理清了我们对实验室未来几年的发展思路和奋斗目标,力争在近几年内把化工原理实验室建成省内先进的工程中心。

2.改进常规实验教学模式

采用多种模式,充分利用目前先进的实验教学手段,提高实验效果。第一步,教师重点讲授实验的开出目的、实验原理和数据处理方法等;第二步,学生参观实验室;第三步,学生撰写预习报告;第四步,学生在我们购置的东方仿真化工原理模拟实验系统上进行模拟实验;第五步,学生进入实验室做实验;第六步,学生撰写实验报告。通过以上方式,可以大大提高学生做实验的积极性。

3.加大综合性实验的开出力度

除了柏努利方程等演示实验外,化工原理实验主要有流体流动阻力测定、离心泵特性曲线测定、恒压过滤常数测定、对流传热系数测定、精馏实验、填料塔压降测定、吸收实验、干燥速率曲线测定等验证性实验。这些实验的设计较为简单,和工程实际差异较大,学生主动思考的空间较小,不利于学生分析和解决问题能力的培养。针对这一现象,我们做了以下的改进:一是及时更新和改造实验设备,同时购置先进的测试设备,确保实验条件的先进性;二是增设一些综合性实验,例如其中一台实验装置可以同时进行流量计的标定、流动阻力测定和离心泵特性曲线的测定,这样既增强学生综合能力的培养,又提高了实验设备的利用率;三是力争开出一到两个创新性实验,由学生动手设计实验方案,培养学生的创新能力。

4.做好实验室开放工作

除了保证正常的实验教学时间,其余时间实验室对全系教师和学生开放,同时还面向社会开放。教师和学生只要提出申请,就可以进入实验室自主进行实验,同时系里还出台了相应的政策,鼓励教师和学生开展科研活动,不但不收取任何费用,还根据情况进行相应的科研经费补贴。这些做法可以较好地调动教师和学生进行实验改革和科学研究的积极性,加强了学校和企业的联系,提高了实验室的利用率和社会影响力,保证了实验室的持续健康发展。

通过实验,可以达到以下目的:验证化工单元操作的基本知识与理论,使学生在知识的运用过程中加深对课程教学内容的理解;熟悉化工单元操作设备的基本原理、结构、性能及测定方法,培养学生的基本实验技能;学会实验设计、仪器设备操作、数据采集与处理,培养独立的科学实验能力,为今后从事科学研究活动打下良好的基础。

为此,根据化工原理课程教学基本要求的规定,编写了本实验教材。由于各院校、专业教学要求有所不同,实验内容也有所侧重,可以根据具体情况有所删减。

本实验教程由朱平华、宋长生、许前会、张秋荣、武宝萍、高树刚、钱礼华等编写,徐国想教授在本书修订过程中给予了多方面的指导,并且对全书进行了通审,提出了多项修改意见;另外,在编写过程中参阅了兄弟院校的书籍、杂志、讲义等大量资料,由于篇幅所限,未能一一列举,谨此说明,在此一并表示衷心的感谢。由于时间仓促,作者水平有限,缺点错误在所难免,恳请广大读者批评指正。

2017.12 nPlAgTOsNeXULmW9gs9fGMV3ZjsjfinNHhsJZ7uyFuNPrr5zf0CbzWDJS9jWDwzI

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