“三结合”法在林化分离工程课程改革中的探索

摘要：结合林产化工专业分离工程课程需求及林产化工专业毕业生的反馈信息，本研究采用“三结合”教学法对林产化工专业分离工程课程建设与实践进行了初步探索。突出了林化专业生物质资源的高效化学利用的特色，突显实践实训对巩固课程基础理论的验证作用，采用科技创新实验项目与专业课实验相结合的方法达到培养学生利用先进的研究手段从事相关研究领域的技能的目的，有利于学生培养扎实的理论基础、活跃的创新意识，提高分析科研问题和解决实际工程问题的能力。

关键词：分离工程；应用型人才；林产化工；三结合

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0212-02

分离工程课程作为化工专业及其相关专业的一门骨干课程，具有内容涉猎面广、知识点多的特点。该课程对石化工业、无机和有机化学工业、石油加工、资源和能源工业、材料工业、聚合物加工、生化工业、制药工业、环境保护和核工业等许多国民经济重要工业领域的人才培养有着重要的地位和作用[1]。分离工程课程教学改革目标是开发出一种新的工程类专业课教学模式，通过一门专业课的教学改革实践，使学生的创新能力、综合能力、实践能力等综合素质得到提高。该项目完成后，教学改革经验可以在其他高等林业院校的工程类专业课教学中推广应用。

一、课程改革的目的和需求

林产化工专业是以树木、森林采伐和加工剩余物为原料制备生物质化学品、生物质新材料和生物质能源的国家重点专业。专业立足于黑龙江省的资源特点和优势，突出“绿色和环境友好化学与工艺”的主要特色，抓住生物质资源代替石化资源的机遇，以生物质资源的高效化学利用为特色，瞄准世界各国的林产化工领域科研前沿，培养能在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作并且具有较强创新和实践能力的应用型人才。由于分理工程课程所涉及的基础理论、基本知识较多、较散，各知识点间相互联系不是很紧密，内容相对比较抽象，教学中发现大多数学生反映该门课程难学、难懂，在有关知识的应用方面特别是工程计算方面只能机械模仿教材例子完成课后作业，通过计算机编程解决实际问题的能力还不够[2]。因此，造成了学生一定程度的畏学情绪和厌学心理，若单纯地讲授理论知识学生很难理解，影响了对知识的掌握和课程教学质量。针对林产化工专业分离工程课程教学中存在的问题，林化专业分离工程课程改革的关键是：加强课程理论和实践教学的结合，弥补讲授法的缺陷，以小论文代替作业、自主设计实验[3]，激发学生的学习兴趣，面向社会服务和实际工作中可能遇到的问题，学生们参加国家、学校和学院三个层次不同级别的创新实验，结合课程教学内容培养学生的创新能力和综合实践能力。最终达到强化学生工程意识，提高学生的创新能力，使学生的总体素质达到全面提高。

二、课程教学改革

林化分离工程课程教学改革研究内容包括：①教学方案的改革，结合目前国内外新技术、新工艺、新设备，研究其教学内容的内在规律、教学重点和难点，调整教学重点并增加林产化工科研领域分离工程技术使用的新技术相关的设备和方法原理的知识点；②分离工程课程面临着学时压缩（由72学时压缩为32学时），而知识量、信息量反而增加的矛盾，这需要构建新的教学体系和方案。③为了激发学生的学习兴趣，对于容易理解的课程章节采用以考代讲的方式，或采用多次研究型和课题调研型的大型作业，强调学生的主动探索创新精神，以小论文的形式提交并在课程结业考试中占一定的分值；降低课时缩减的压力。④针对工厂现场分离设备存在的问题，提取工厂数据，让学生自己设计程序进行计算，培养学生解决工厂中实际的分离问题的能力。

三、分离工程课程需求与三结合法的结合策略

本课程实施“专业课与基础课结合”、“专业课与实践结合”和“专业课与竞赛结合”的“三结合”教学方法[4]。该改革方法意在加强林化专业学生化工分离基础理论，强化培养学生化学工程的理念，力求使学生掌握化学工程与工艺的基本理论知识和技能，在化工工程技术方面具有初步的分析问题和解决问题的能力[5]。课程教学中以实例→原理→凝练知识点→应用指导原理的层次进行教材内容的组织；将产学研所获得的科研成果、工厂实践经验和学科前沿知识等带进课堂，有机地融入到教学内容里，增加学生对学科前沿知识的了解，推进课程建设；以工程实践中的应用为实例，激发学生学习的热情。

四、实施情况

1.专业课与基础课结合，调整林化分离工程课程体系。本专业课程体系按职业岗位能力需要，对主要专业基础课和专业课进行了必要的整合。林化分离工程课程体系的构建采用的调研方案为：收集有关研究资料；到其他高等院校进行调研；确定教学内容和新教学大纲，确定教学中的重点和难点；根据教学改革方案，进行课堂教学改革实践；结合林产化工领域科学前沿进展情况和本校的科研成果实施实训教学和实验教学，通过实验教学和参加教师科研课题等实践环节，弥补课堂教学的缺陷，着重培养学生的工程意识和提高学生的素养。①课程内容与学科前沿的结合，进入在21世纪，分离技术向高级化、应用广泛化发展。与此同时，分离技术与其他科学技术相互交叉渗透，产生了一些更新的边缘分离技术，如生物分离技术、膜分离技术、环境化学分离技术、纳米分离技术和超临界流体萃取等技术。近年来科技人员在分离过程及设备的强化和提高效率、分离技术研究和过程模拟、分离新技术开发几个主要方面做了大量的工作，取得了一定的成果。通过这些研究成果在工业上的应用，强化了现有的生产过程和设备，在降低能耗、提高效率、开发新技术和设备、实现生产控制和工业设计最优化等方面发挥了巨大作用，同时也促进了化学工业的进一步发展。林化分离工程从分类、研究内容及方法出发，详细地介绍了多组分分离基础、多组分精馏的简捷计算和严格计算、多组分气体吸收和解吸、特殊精馏（包括恒沸精馏、萃取精馏、加盐精馏和反应精馏等）和萃取技术等化工基础知识，同时结合科技前沿，引进结晶、其他新型分离方法（吸附、离子交换、膜分离、薄层色谱等）和分离过程及设备的效率与节能等内容。课程内容与学科前沿的紧密结合有利于学生以生物质资源的高效化学利用为特色，瞄准世界国的林产化工领域科研前沿，成为能在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作、具有较强创新和实践能力的应用型人才。②课程体系考核重点的调整，林化分离工程课程除借鉴化工原理课程内有关相平衡条件、相平衡常数和分离因子的定义、活度与逸度的定义、相平衡常数的计算方法、泡点方程及露点方程的内容外，还借鉴了Hey定律、Langmuir方程、Langmuir-Freundlich和Freundlich方程气体的吸附平衡和液体的吸附平衡的内容。林化分离工程课程立足于基础课的知识点，在此基础上合理扩展和延伸，体现了专业课与基础课紧密结合的课程改革的指导原则，实现了基础课为专业课服务的目的。比较化工分离工程和林化分离工程，发现二者在课程的指导原则上存在不同，化工分离工程作为基础课程，其教学体系强调加强化工基础、拓宽专业、理论扎实、扩大信息；林化分离工程由于教学学时只有32个学时，教学环节更注重拓宽专业、注意与前期专业课程的衔接，避免重复教学，启发思维、引导创新便于自学。因此，化工分离工程课程体系考核重点在于掌握传质过程和分离工程的基本理论，了解重要的分离单元操作及其设计、计算、应用基础，对于林化分离工程而言，考核重点在于与工业生产紧密结合的多组分分离基础、多组分精馏的简捷计算和严格计算、多组分气体吸收和解吸、特殊精馏、和萃取技术等简单的化工基础知识，同时结合科技前沿，掌握结晶、其他新型分离方法和过程的技术原理，实际应用实例和设备的效率与节能等内容。该课程体系的调整重视现代分离技术及其前沿发展，有利于林化专业的学生培养扎实的理论基础，活跃的创新意识、分析和解决实际问题的能力以及利用先进的手段从事相关领域研究的能力。

2.专业课与实践相结合，强化分离工程实验的实训性。我们发挥实验独立开设实验课与大学生创新项目的实训作用，强化林化分离工程实验与专业领域结合的紧密性；同时积极进行林化分离工程专业创新型专业实践教学模式的研究与实践，充分利用学科所在实验室为教育部重点实验室的优势，进一步开放实验室，并实施“课程认知—实验技能训练—课程实践—创新实践”的专业实践教学模式，使学生能巩固和加深对课堂理论教学内容的理解，得到实验技能的基本训练，并强化工程实践的观念。课程认知是在课堂上讲解分理工程实验的理论和原理，实验技能训练在实验课上完成，根据实验动手能力和实验的完成给予实验技能考核；课程实践主要是会同本专业的化工原理课程实习，在哈尔滨化工二厂和三精制药等企业进行化工分离和药物精制分离等课内实例的工厂实践环节。几年来学生运用分离工程专业知识解决了很多创新的科研和工程实际问题，学生的课程设计、毕业设计题目均具有实际工程背景，设计质量有很大提高；学生涌跃参加校、省和全国各类专业技能大赛，在“挑战杯”和林业部举办的“嘉汉杯”等省级以上创新、创业大赛中成绩斐然。综上，采用“三结合”教学法对林产化工专业分离工程课程建设与实践的初步探索，经过初步实践检验，教学过程调整授课重点，突出生物质资源的高效化学利用的特色，使学生更好理解林化专业分离工程的概念，达到培养学生科学的思维方法，养成严谨、求实、认真的精神，为林化专业学生在林产化工、精细化工、化学工业等领域从事植物化工的生产、设计、产品开发工作奠定了良好的理论与实践基础。

参考文献：

[1]叶庆国，徐东彦，王英龙，程江峰，尹进华.分离工程精品课程的建设与实践[J].化工高等教育，2011，（03）：23-25+29.

[2]刘翠琼.跨学科研究生创新型人才培养现状的调查研究——以北京林业大学研究生培养为案例[J].中国林业教育，2012，（06）：59-62.

[3]张轩，陈海燕.高校生物分离工程教学改革探索[J].中国科教创新导刊，2012，（34）：75.

[4]肖琼.“三结合”人才培养模式的实施策略[J].当代职业教育，2012，（09）：30-32.

[5]张启昌，程广有，刘宝东，赵红蕊.地方林业院校林学特色专业建设的探索与实践[J].教育教学论坛，2013，（12）：158-160.

基金项目：东北林业大学校级教改项目（分离工程课程建设与实践，DGY2012-13）

作者简介：马艳丽（1979-），女，山东太原人，东北林业大学材料科学与工程学院，讲师，博士，研究方向：生物功能材料、植物化学成分的改性及分离。

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