五位一体的3000字论文面向工程使用五位一体打造“化工热力学”课程_品牌_

童张法?陈小鹏?梁杰珍?王琳琳?邹昀?韦小杰

摘要：提出以“化学工程与工艺专业试验+工程实习+科研与大学生立异创业练习方案+工程学科比赛+结业规划与论文”为“五位一体”的“化工热力学”课程工程教育新理念；精心挑选教育与科研相结合的课题，立异“化工热力学”课程教育内容；选用“以运用为中心”和“协作探求式”的特征教育形式，重视培育学生化工热力学的工程实践立异才能；完善“化工热力学”课程工程立异教育办法，构成系统性、先进性和科学性的新课程系统。“化工热力学”课程经过面向工程运用的“五位一体”的教育变革，完成了“教育出标题、科研做文章、作用进讲堂”的方针。

要害词：化工热力学；化工专业；课程建造；工程运用；五位一体

“化工热力学”是化工类专业骨干专业根底必修课，是将热力学原理运用于化学工程范畴，既处理化学问题又处理工程问题，是化学工程范畴重要专业理论根底课程。并且化工熱力学与化学反响工程、化工别离工程以及化工规划严密相相关，是化工进程研讨与开发的理论根底，关于培育学生剖析问题和处理问题的工程素质是必不可少的课程[1]。化工热力学课程设置的初衷是经过该课程的学习，使学生逐渐建立工程观念，并能运用化工热力学的理论处理化学工程中的实践工程问题。可是多年以来，该课程向来是以笼统的理论、烦琐的核算为特征，学生描述该课程是“一大堆的数学符号，没完没了的数据，无穷无尽的核算”，是一门既难学又难教而又非常重要的专业根底理论课程[2]。因而，怎么回归“化工热力学”课程“面向工程运用”的初心，培育学生理论联络实践的才能[3，4]，是本课程建造有必要处理的中心问题和施行教育变革的布景。为此，本教育团队精心规划了以“化学工程与工艺专业试验+工程实习+科研与大学生立异创业练习方案+工程学科比赛+结业规划与论文”为“五位一体”的“化工热力学”课程立异建造方案，在“化工热力学”教育与研讨展开方面获得了明显的作用。

一、变革方针与思路

1.变革方针

因为“化工热力学”课程教育难度大、作业多，又和科研与技能开发相关少[5]，是一门吃力不讨好的课程，所以许多高校“化工热力学”课程的主讲教师都不情愿承当该课程的教育，致使主讲“化工热力学”课程的教师很少乃至青黄不接，连正常开课都有困难。

针对“化工热力学”课程理论性强、概念多、公式多、内容笼统、教育内容枯燥无味，学生不肯学，教师不肯教的现状，回归“化工热力学”课程“面向工程运用”的初心，打破“化工热力学”课程教育“从书本到书本、从讲堂到讲堂”的传统教育形式，选用理论联络实践办法将“化工热力学”建形成为具有新系统、厚根底、新手法、重工程、促自学、引考虑的化学工程与工艺专业工程素质培育的理论根底课程，把化工热力学范畴的科学研讨与大学生立异创业练习相结合，进步学生和任课教师“学”与“教”的主动性和积极性，培育学生立异思想办法和工程立异研讨与产品研制的工程运用才能。正如2016年9月21日教育部陈宝生部长在广西大学调研时指出的那样，完成“教育出标题，科研做文章，作用进讲堂”的方针，并选用“协作探求式”的双语教育形式，培育学生既有前瞻性的学术观念，又有前沿化工热力学常识的沟通才能。

2.变革思路

依据上述布景和现状，本教育团队针对“化工热力学”课程的教育理念、形式和内容进行变革与实践，面向工程运用和杰出工程师人才培育，把“化工热力学”课程贯穿于“化学工程与工艺专业试验+工程实习+科研与大学生立异创业练习方案+工程学科比赛+结业规划与论文”等五项工程教育环节中，创立“五位一体”打造“化工热力学”课程的工程素质培育教育系统。其间中心的变革思路是“化工热力学课程内容+科研+大学生立异创业练习方案”模块。闻名教育专家潘懋元提出，高等学校科研选题的特别原则是——选题有必要考虑到有利于人才培育和学科的展开[6]。因而需求依据“化工热力学”课程内容挑选合适的科研课题，将研讨作用引进“化工热力学”课程教育中[7]，并辅导学生展开“大学生立异创业练习方案”活动。并且，依据化学工程与工艺专业本科生的专业外语学习不断线的思路，编写了Introduction To Chemical Engineering Thermodynamics（《化工热力学导论》）双语课教材和开设双语课程[8]，为学生把握最新的化学工程展开动态和进步国际沟通才能打下坚实根底。

二、“化工热力学”课程变革探求与实践

1.理论研讨作用

（1）运用全体性与彼此联络性的哲学原

理，建立“五位一体”的“化工热力学”课程工程教育新理念化工进程的全体形式（如图1所示）。

由图1可见，化工进程是一个严密相关的有机全体，而“化工热力学”课程则是各个要害节点的根底理论常识，因而“化工热力学”课程教育有必要贯穿化工进程的各节点以及各节点的相关中，完成“化工热力学”课程的工程立异教育与化工进程工程实践的全体交融。为此本教育团队建立了以“化学工程与工艺专业试验+工程实习+科研与大学生立异创业练习方案+工程学科比赛+结业论文与规划”为“五位一体”面向工程运用的“化工热力学”课程教育变革新理念。“五位一体”教育方案如图2所示。

（2）精心挑选教育与科研相结合的课题，立异“化工热力学”课程教育内容。依据“化工热力学”课程的教育内容：超临界流表现象与特性、流体热力学性质、多组分流体的气液及固液相平衡以及界面吸附热力学等内容[9]，精心挑选教育内容与科研相结合的课题。自2009年以来，本教育团队成功申报化工热力学学科的国家自然科学基金项目8项，并辅导学生成功申报有关化工热力学研讨内容的国家级“大学生立异创业练习方案”项目6项。经过参与科研项目练习，启迪了学生化工热力学的工程立异才智。

（3）选用“以运用为中心”的特征教育模

式，重视培育学生化工热力学的工程实践立异才能。选用“以运用为中心”的教育形式，安身区域资源特征与优势，培育学生开发本地资源的化工热力学工程思想办法与实践才能。“化工热力学”课程向来是化工学科教育的难点，许多学生感叹这是一门既难学又没有实践用处的理论课程。为此本课程严密结合亚热带生物质资源开发运用和维护的相平衡、化学平衡和节能减排等问题，展开教育变革和科学研讨，运用“以运用为中心”的教育形式，把课程的难点放到“处理问题”中去评论，变枯燥乏味的教育内容成为培育学生开发运用广西资源的思想办法和实践才能，然后增强学生为家园经济建造效劳的决心，激起学生尽力把握化工热力学常识和办法的热心。

（4）完善“化工热力学”课程工程立异教育办法，构成系统性、先进性和科学性的新课程系统。化工热力学课程内容的重点是说明基本原理，向学生介绍化工热力学中的最基本概念、原理和研讨办法，难点是把握化工热力学的笼统理论和工程思想办法，培育学生剖析和处理工程问题的实践才能。在学时数被紧缩的情况下，对教育内容进行优化和整合，重视本学科最新展开意向的前沿常识；引进工程实践环节如课程试验、教师科研、工程实习、工程学科比赛和大学生立异创业练习方案的相关内容，构成系统性、先进性和科学性的工程运用课程内容系统。妥善处理更新内容和根底内容之间的联系，表现教育变革内容的优化整合，结合本地资源开发中的化工热力学问题，将教师科研项目的相关研讨作用与心得引进讲堂，变革以往理论课“从理论到理论”的教育形式，在运用实例剖析講解课程原理和办法的一起，培育学生学以致用的实践工程运用才能。

2.变革实践作用

（1）回归“化工热力学”课程面向工程运用的“初心”，施行“五位一体”的教育变革。“化工热力学”课程设置的“初心”是经过该课程的学习，使学生逐渐建立工程观，并能运用化工热力学的理论处理化学工程中的实践工程问题。本教育团队打破“化工热力学”课程教育“从书本到书本、从讲堂到讲堂”的传统教育形式，选用“从书本常识到工程实践运用、从讲堂到企业工程实习”的课内课外相结合教育形式，回归“化工热力学”课程面向工程运用的“初心”，施行由“化学工程与工艺专业试验+工程实习+大学生立异创业练习方案+工程学科比赛+结业论文与规划”组成“五位一体”的“化工热力学”课程教育变革方案。在“五位一体”理论研讨作用的辅导下，“化工热力学”课程获得了一系列变革实践作用。

（2）科研与“化工热力学”课程内容相结合，创立大学生立异创业练习渠道。2004年广西大学为了培育学生的立异实践才能，启动了“大学生立异性试验练习方案”项目，一般是由大二、大三的学生申报，该时刻节点的学生正处于“化工热力学”课程的开课时段。为此结合“化工热力学”课程的教育内容，辅导学生参与“大学生立异性试验练习方案”，共获批化工热力学方面的国家级、自治区级和校级“大学生立异性试验练习方案”项目28项，学生与导师一起署名在学术刊物Industrial Crops and Products、Chinese Journal of Chemical Engineering和《高校化学工程学报》等杂志宣布有关化工热力学方面学术论文58篇，其间SCI和EI录入31篇。科研与“化工热力学”课程教育内容相结合的研讨与实践作用如图3所示。所获得的变革作用正如教育部陈宝生部长在广西大学调研时指出的那样：教育出标题，科研做文章，作用进讲堂。

（3）工程试验与“化工热力学”课程内容相结合，精密规划工程试验教育内容。紧紧围绕着产品工程的形式（产品功用结构规划+质料 →化学反响 → 化工别离 → 产品+进程规划+商业方案）来重组、优化化学工程与工艺专业试验项目，使试验教育内容环环相扣，构成一个全体，悉数试验项目组合在一起则是一个完好的产品开发进程[10，11]。在整个化工产品开发进程中，触及“化工热力学”课程的教育内容有：流体P-V-T联系和超临界现象、流体热力学性质、流体相平衡和界面吸附热力学等。为此，以广西特征优势资源为质料，开设了如下“化工热力学”课程专业试验[12]：CO2超临界现象观测及P-V-T联系测定试验，松节油系统的气液相平衡数据测定，松香树脂酸固-液相平衡试验测定[13]，超临界流体反响组成生物柴油试验[14]，白腊产品固液溶解度的测定试验，等等。经过上述有关化工热力学方面的试验教育，然后稳固了学生“化工热力学”课程的常识，启迪了学生运用“化工热力学”课程内容进行产品工程开发的才智，并把上述有关化工热力学的试验教育内容编入教材《新编化学工程与工艺专业试验》。

（4）工程实习与“化工热力学”课程内容相结合，选用“学生+师傅+工程技能人员+辅导教师”的工程立异实习形式。在工程实习中，运用“化工热力学”课程的常识，一起评论典型出产事例的工程问题处理办法[15，16]。比方本科生到松脂蒸馏制作松香和松节油出产车间实习，该车间选用过热水蒸气作为活气以下降蒸馏进程的相平衡分压，然后下降蒸馏进程的温度，防止松香在高温下发作脱羧副反响。这就是典型的运用化工热力学原理处理松香和松节油的出产问题，即流体P-V-T联系中的道尔顿分压定律以及流体相平衡中泡露点与压力的联系。因为松脂蒸馏选用温度为350 ℃的过热水蒸气作为蒸馏活气，水在蒸馏进程中发作了蒸腾与冷凝两次相改变，导致松脂蒸馏进程浪费了75%的相变潜热，并且松香树脂酸的羧基是亲水基团，导致松香夹藏微量水分而引起结晶现象成为不合格产品；一起排放过热水蒸气活气冷凝水又夹藏微量油分，既形成松节油的丢失又污染了环境。怎么处理上述出产难题呢？在实习进程中，安排“学生+师傅+工程技能人员+辅导教师”进行协作研讨性学习评论，运用学过的化工热力学常识评论怎么下降松脂蒸馏进程的能量消耗问题。从化工热力学的常识可知，物质的相变热（潜热）远远大于比热（显热），因而松脂蒸馏进程挑选不发作相变的气体——N2或CO2作为蒸馏活气，松脂蒸馏的节能降耗和松香产品夹藏水分问题则方便的处理。有关“N2或CO2循环活气法蒸馏松脂的节能减排出产进程开发”正是广西大学与松脂厂协作承当的一项“广西科技攻关项目”，是一项严密结合“化工热力学”课程内容的工程立异项目。因而，工程实习与“化工热力学”课程内容相结合，促进学生书本常识向实践才能的转化，培育了学生剖析和处理出产实践问题的工程立异才能。

（5）工程学科比赛与“化工热力学”课程内容相结合，创立五光十色的课外工程实践教育渠道。经过工程学科比赛与“化工热力学”课程内容相结合，把化工规划比赛中的热量平衡、相平衡和化学平衡转化运用Aspen软件核算，在化工规划实践教育中，对学生进行专业规划思路、规划办法、规划才能、剖析才能、绘图才能、表达才能和团队精神等的全面练习。

（6）结业环节教育与“化工热力学”课程内容相结合，培育高水平的结业论文、规划著作。

（7）以“工程立异创业练习+工程学科比赛+工程试验+工程实习”为主题，举行化工热力学本科生学术研讨会。

参考文献：

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[5] 童张法，陈小鹏，王琳琳，等. 坚持特征教育打造化工热力学精品课程 [J]. 化工高等教育，2010，130（6）：19-23.

[6] 潘懋元，吴丽卿，黄锦汉. 新编高等教育[M]. 北京：北京师范大学出版社. 1996：537，548.

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[9] 苏铁健，王琳. 有关热力学特性函数与判据的教育评论[J]. 化工高等教育，2016，135（3）：100-102.