論“小結(jié)”——《化工原理》教學(xué)方法研究

論“小結(jié)”——《化工原理》教學(xué)方法研究（二）
王福良
                   （ 寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院， 寧夏銀川 750021 ）               (寧夏  
摘要：《化工原理》是化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重點(diǎn)課程，公式多、應(yīng)用廣，給教學(xué)帶來(lái)一定的困難。為使學(xué)生                              牢固地掌握該課程的基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)，便于記憶，便于運(yùn)用，筆者介紹一種行之有效的講授、學(xué)習(xí)方法—小結(jié)，多年的教學(xué)實(shí)踐證明：效果較好。
關(guān)鍵詞：化工原理；小結(jié)；教學(xué)方法
中圖分類(lèi)號(hào)：013，04；064，G424.1    文獻(xiàn)標(biāo)志碼 :  A
 提起《化工原理》不少學(xué)化工的人感到這門(mén)課既重要、又難學(xué)。該課程是技術(shù)基礎(chǔ)課，它以高等數(shù)學(xué)、普通物理、化學(xué)、物理化學(xué)等課程為基礎(chǔ)，后續(xù)課是反應(yīng)工程、工藝課程等，有承上啟下的橋梁作用，技術(shù)性很強(qiáng)、實(shí)用性很廣，幾乎為所有的化工專(zhuān)業(yè)服務(wù)，。這門(mén)課學(xué)不好，后續(xù)課程的學(xué)習(xí)難度很大。許多在化工企業(yè)工作的學(xué)生都認(rèn)為《化工原理》用處很大，后悔當(dāng)初沒(méi)有學(xué)好，感到遺憾。
     眾所周知，化學(xué)工業(yè)門(mén)類(lèi)齊全、品種繁多，探討其共性的東西，不外乎反應(yīng)與分離二大基本過(guò)程。分離包括原料的提純與精制，反應(yīng)后的產(chǎn)物與未反應(yīng)的原料的分離。分離有物理方法與化學(xué)方法，宜于操作、降低成本，多采用物理方法。要完成分離任務(wù)，（1），需要?jiǎng)恿總鬟f（流體流動(dòng)與輸送）；（2），熱量傳遞（傳熱過(guò)程）；（3），質(zhì)量傳遞（蒸餾、吸收、萃取、干燥等過(guò)程）。共同的過(guò)程：三傳；共同的研究方法：實(shí)驗(yàn)研究方法，即經(jīng)驗(yàn)方法；數(shù)學(xué)研究模型方法，即半理論、半經(jīng)驗(yàn)方法，構(gòu)成化工單元操作，簡(jiǎn)稱(chēng)化工原理。
   由上可知，學(xué)好《化工原理》不僅需要堅(jiān)實(shí)的數(shù)、理、化基礎(chǔ)，而且這門(mén)課程本身具有較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性，其特點(diǎn)是：概念多、知識(shí)點(diǎn)分布廣、公式繁、應(yīng)用性強(qiáng)，不少初學(xué)者感到很棘手，就是一些對(duì)這門(mén)課程很熟悉的同志也認(rèn)為《化工原理》不太好學(xué)。怎樣化難為易、化繁為簡(jiǎn)呢？筆者通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，歸納出一些教學(xué)方法，小結(jié)就是其中之一。
1  小結(jié)的必要性
一次學(xué)習(xí)一層樓，一次總結(jié)一層天，只知道學(xué)習(xí)，不知道總結(jié)，如同只管播種，不問(wèn)收獲一樣。學(xué)習(xí)重要，總結(jié)更重要�？偨Y(jié)的過(guò)程，是一個(gè)使知識(shí)條理化、規(guī)律化、系統(tǒng)化的過(guò)程，它是記憶的需要，提高的需要、應(yīng)用的需要。
1.1  記憶的需要
     俗話說(shuō)，“要想記得，必先懂得”。理解是記憶的基礎(chǔ)。有些學(xué)生為了期末考試過(guò)關(guān)，竟然用學(xué)文科的辦法，背《化工原理》以往的考題和答案，十分辛苦，受效甚微。以概念為例，流體的粘度 是衡量流體粘性大小的物理量。要理解粘度，必須理解粘性，要理解粘性還得理解內(nèi)摩擦力……只有把上述所有問(wèn)題都弄清楚了，才能理解粘度的涵義，理解牛頓粘性定律，運(yùn)用牛頓粘性定律解釋、解決實(shí)際問(wèn)題。
化工原理每一章都有幾十個(gè)知識(shí)點(diǎn)和公式，它們之間有什么關(guān)系？怎樣聯(lián)系？要搞清上述內(nèi)容就必須小結(jié)，找出一根主線，把這些散亂的知識(shí)象珠子一樣串在一起，使之條理化、系統(tǒng)化、規(guī)律化，既便于理解、又便于記憶。
1.2  提高的需要
      要對(duì)某一個(gè)知識(shí)理解深，應(yīng)該對(duì)其追本溯源，了解它是什么？為什么？從哪里來(lái)？到哪里去？它的適用范圍是什么？有什么局限性？發(fā)展趨勢(shì)又是什么？它與其他知識(shí)有什么聯(lián)系等？只有把上述問(wèn)題回答清楚了，你才能徹底了解它、認(rèn)識(shí)它、掌握它。如果淺嘗輒止、蜻蜓點(diǎn)水、浮光掠影式的學(xué)習(xí)，只能知其然而不知其所以然，永遠(yuǎn)也達(dá)不到提高的目的。
    我們學(xué)習(xí)知識(shí)要想深入、提高，不是了解一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)面，而是從整體上把握，從全局上理解該知識(shí)點(diǎn)所處的位置、起的作用。而如此，就必須用小結(jié)的方法，把所學(xué)知識(shí)認(rèn)真、仔細(xì)地梳理一遍，把每個(gè)概念、定理、公式放在它應(yīng)該占據(jù)的位置，使所學(xué)知識(shí)構(gòu)筑成一個(gè)立體體系，這樣我們才能對(duì)其理解深刻、認(rèn)識(shí)全面、記憶牢固。
1.3  應(yīng)用的需要
     學(xué)以致用是每個(gè)學(xué)習(xí)者的追求與目的�，F(xiàn)在存在的問(wèn)題是：一聽(tīng)就懂、一放就忘、一用就錯(cuò)。問(wèn)題的癥結(jié)是初學(xué)者對(duì)知識(shí)理解的不深不透、似是而非，所以，不敢用、不會(huì)用。知識(shí)是工具、是武器，必須把它弄熟、搞透，才能掌握它，用起來(lái)得心應(yīng)手�，F(xiàn)在由于學(xué)習(xí)任務(wù)繁重、社會(huì)上玩的東西也多，競(jìng)爭(zhēng)激烈等因素，使不少學(xué)生產(chǎn)生浮燥心理，干什么事總想急于求成、急功近利。坐不下來(lái)、沉不下去，平時(shí)馬馬虎虎，考試加班加點(diǎn)。這種突擊式的學(xué)習(xí)方法十分普遍，非常有害。因?yàn)樗�不符合記憶的�?guī)律，記的快、忘的更快，最后全還給老師了。  
要用的好，就須理解得深、記的牢，多練習(xí)。小結(jié)后的知識(shí)成體系、有規(guī)律，便于相互比較，利于記憶。如化工中“當(dāng)量”的概念，就有當(dāng)量直徑、當(dāng)量長(zhǎng)度、當(dāng)量體積等。再如蒸餾中氣液平衡方程：y= ；吸收中氣液平衡關(guān)系為：Y*=  ；萃取中，溶質(zhì)A在萃取液與萃余液中的組成關(guān)系為：y＇A= 三個(gè)方程式形式非常相似[1]。化工原理中此類(lèi)例子不勝枚舉。
2  小結(jié)的效果
    二十多年前，有學(xué)生問(wèn)我，老師，化工原理公式那么多，咋記？那時(shí)候，學(xué)生入校時(shí)年齡、學(xué)歷相差較大，厚厚的二大本化工原理教科書(shū)的確使許多人望而生畏。為解決記憶難的問(wèn)題，我反復(fù)研究各個(gè)公式、定理、概念之間的關(guān)系，終于用小結(jié)的形式對(duì)各章都作了細(xì)致、深入的概括、總結(jié)，展開(kāi)一大片、收縮幾句話，便于理解與記憶。如流體流動(dòng)與輸送機(jī)械這二章，我歸納為：一個(gè)前提：連續(xù)穩(wěn)定；二個(gè)概念；密度、粘度；三個(gè)方程：連續(xù)性方程、柏努利方程、阻力計(jì)算方程；多種應(yīng)用、核心求He。因?yàn)榱髁縌、有效壓頭He是選擇流體輸送機(jī)械泵與風(fēng)機(jī)的依據(jù)。這樣總結(jié)的效果十分明顯，它把各個(gè)定理、公式有機(jī)地聯(lián)系在一起，各起什么作用，它們之間是如何聯(lián)系的等，使學(xué)生看的清清楚楚，學(xué)的明明白白。學(xué)生對(duì)這樣的總結(jié)很歡迎，于是，多年來(lái)我養(yǎng)成小結(jié)的習(xí)慣，每講完一章就大總結(jié)一次，每次課后用簡(jiǎn)單的幾句話把本節(jié)內(nèi)容小結(jié)一下。為了節(jié)省時(shí)間，我已經(jīng)把《化工原理》電子教案、（內(nèi)含各章小結(jié)）制成光盤(pán)，可以上課使用，也可到院里網(wǎng)上查詢，方便教學(xué)、能更好地為學(xué)生服務(wù)。
3  小結(jié)的方法
    毛主席在《矛盾論》中說(shuō)：“事物的性質(zhì)主要地是由取得支配地位的矛盾的主要方面所規(guī)定的。取得支配地位的矛盾的主要方面起了變化，事物的性質(zhì)也就隨著起變化。”意思是說(shuō)，主要矛盾的主要方面決定事物的性質(zhì)，我們要小結(jié)好，就必須找準(zhǔn)主要矛盾。比如流體輸送這一章，柏努利方程是核心方程，其常用表達(dá)式為：
                       Z1+ + +He=z2+ + +Hf
    該方程中包含的概念（物性參數(shù)）最多，是能量守恒方程在機(jī)械能守恒方面的體現(xiàn)[2]。方程有8項(xiàng)，只要知道任意7項(xiàng)，則第8項(xiàng)就可以求出，所以至少有8種用途。通過(guò)連續(xù)性方程可以求出流速u(mài)，通過(guò)阻力方程可以求出壓頭損失Hf，所以，連續(xù)性方程與阻力方程都是為柏努利方程服務(wù)的。阻力方程中隱含著粘度 ，其中最重要的二個(gè)參數(shù)，密度 、粘度 全包含于該方程中。流體輸送中核心參數(shù)He的求解，必須使用這個(gè)方程。柏努利方程在流體輸送中具有舉足輕重的統(tǒng)帥作用，具體小結(jié)時(shí)，我以柏式為中心，作兩個(gè)坐標(biāo)軸，縱軸（縱向）從實(shí)際流體柏式→理想流體柏式，由8項(xiàng)變成6項(xiàng)。從理想流體柏式→靜力學(xué)基本方程，由6項(xiàng)變成4項(xiàng)。從靜力學(xué)基本方程→用壓強(qiáng)表示的靜力學(xué)基本方程： ，由4項(xiàng)變成3項(xiàng)，當(dāng) 時(shí)， ，由3項(xiàng)變成2項(xiàng)。而 代入上式， 。由上不難看出，復(fù)雜由簡(jiǎn)單組成，而最簡(jiǎn)單的則是壓強(qiáng)的概念。概念的重要性不言而喻地凸現(xiàn)出來(lái)。橫軸（橫向），對(duì)柏式每一項(xiàng)進(jìn)行分析探討其來(lái)源或求法，這樣一來(lái)把流體輸送中所有的概念、定律、公式全部拎了出來(lái)，各種聯(lián)系、關(guān)系自然暴露無(wú)遺。最后再用幾句話進(jìn)行概括總結(jié)，由歸納→演繹→歸納，經(jīng)過(guò)這一過(guò)程的消化、理解、運(yùn)用，該章的公式就牢牢印在學(xué)習(xí)者的腦海中了，他就不會(huì)有散亂無(wú)章的感覺(jué)，而是井然有序地排列、組合。
4  養(yǎng)成小結(jié)的習(xí)慣
    有位哲人曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，人做事情不是憑理智，往往是靠習(xí)慣�？梢�(jiàn)，習(xí)慣對(duì)人是何等重要！所以，各種好習(xí)慣要培養(yǎng)、要堅(jiān)持。小結(jié)習(xí)慣一旦養(yǎng)成，對(duì)各門(mén)課程的學(xué)習(xí)受益極大，那時(shí)就可以獲得事半功倍的效果。
列夫•托爾斯泰曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“知識(shí)只有當(dāng)它靠積極的思維得來(lái)而不是憑記憶得來(lái)的時(shí)候，才是真正的知識(shí)�！弊屛覀兺ㄟ^(guò)“小結(jié)”來(lái)獲取更多的真知吧！

參考文獻(xiàn)：
[1]、[2] 姚玉英：《化工原理》[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2004：下冊(cè)第5、79、213；頁(yè)；上冊(cè)第21頁(yè)。