论“小结”——《化工原理》教学方法研究

论“小结”——《化工原理》教学方法研究（二）
王福良
                   （ 宁夏大学化学化工学院， 宁夏银川 750021 ）               (宁夏  
摘要：《化工原理》是化学工程专业的一门重点课程，公式多、应用广，给教学带来一定的困难。为使学生                              牢固地掌握该课程的基本概念、基础知识，便于记忆，便于运用，笔者介绍一种行之有效的讲授、学习方法—小结，多年的教学实践证明：效果较好。
关键词：化工原理；小结；教学方法
中图分类号：013，04；064，G424.1    文献标志码 :  A
 提起《化工原理》不少学化工的人感到这门课既重要、又难学。该课程是技术基础课，它以高等数学、普通物理、化学、物理化学等课程为基础，后续课是反应工程、工艺课程等，有承上启下的桥梁作用，技术性很强、实用性很广，几乎为所有的化工专业服务，。这门课学不好，后续课程的学习难度很大。许多在化工企业工作的学生都认为《化工原理》用处很大，后悔当初没有学好，感到遗憾。
     众所周知，化学工业门类齐全、品种繁多，探讨其共性的东西，不外乎反应与分离二大基本过程。分离包括原料的提纯与精制，反应后的产物与未反应的原料的分离。分离有物理方法与化学方法，宜于操作、降低成本，多采用物理方法。要完成分离任务，（1），需要动量传递（流体流动与输送）；（2），热量传递（传热过程）；（3），质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等过程）。共同的过程：三传；共同的研究方法：实验研究方法，即经验方法；数学研究模型方法，即半理论、半经验方法，构成化工单元操作，简称化工原理。
   由上可知，学好《化工原理》不仅需要坚实的数、理、化基础，而且这门课程本身具有较强的理论性与实践性，其特点是：概念多、知识点分布广、公式繁、应用性强，不少初学者感到很棘手，就是一些对这门课程很熟悉的同志也认为《化工原理》不太好学。怎样化难为易、化繁为简呢？笔者通过多年的教学实践，归纳出一些教学方法，小结就是其中之一。
1  小结的必要性
一次学习一层楼，一次总结一层天，只知道学习，不知道总结，如同只管播种，不问收获一样。学习重要，总结更重要。总结的过程，是一个使知识条理化、规律化、系统化的过程，它是记忆的需要，提高的需要、应用的需要。
1.1  记忆的需要
     俗话说，“要想记得，必先懂得”。理解是记忆的基础。有些学生为了期末考试过关，竟然用学文科的办法，背《化工原理》以往的考题和答案，十分辛苦，受效甚微。以概念为例，流体的粘度 是衡量流体粘性大小的物理量。要理解粘度，必须理解粘性，要理解粘性还得理解内摩擦力……只有把上述所有问题都弄清楚了，才能理解粘度的涵义，理解牛顿粘性定律，运用牛顿粘性定律解释、解决实际问题。
化工原理每一章都有几十个知识点和公式，它们之间有什么关系？怎样联系？要搞清上述内容就必须小结，找出一根主线，把这些散乱的知识象珠子一样串在一起，使之条理化、系统化、规律化，既便于理解、又便于记忆。
1.2  提高的需要
      要对某一个知识理解深，应该对其追本溯源，了解它是什么？为什么？从哪里来？到哪里去？它的适用范围是什么？有什么局限性？发展趋势又是什么？它与其他知识有什么联系等？只有把上述问题回答清楚了，你才能彻底了解它、认识它、掌握它。如果浅尝辄止、蜻蜓点水、浮光掠影式的学习，只能知其然而不知其所以然，永远也达不到提高的目的。
    我们学习知识要想深入、提高，不是了解一个点、一个面，而是从整体上把握，从全局上理解该知识点所处的位置、起的作用。而如此，就必须用小结的方法，把所学知识认真、仔细地梳理一遍，把每个概念、定理、公式放在它应该占据的位置，使所学知识构筑成一个立体体系，这样我们才能对其理解深刻、认识全面、记忆牢固。
1.3  应用的需要
     学以致用是每个学习者的追求与目的。现在存在的问题是：一听就懂、一放就忘、一用就错。问题的症结是初学者对知识理解的不深不透、似是而非，所以，不敢用、不会用。知识是工具、是武器，必须把它弄熟、搞透，才能掌握它，用起来得心应手。现在由于学习任务繁重、社会上玩的东西也多，竞争激烈等因素，使不少学生产生浮燥心理，干什么事总想急于求成、急功近利。坐不下来、沉不下去，平时马马虎虎，考试加班加点。这种突击式的学习方法十分普遍，非常有害。因为它不符合记忆的规律，记的快、忘的更快，最后全还给老师了。  
要用的好，就须理解得深、记的牢，多练习。小结后的知识成体系、有规律，便于相互比较，利于记忆。如化工中“当量”的概念，就有当量直径、当量长度、当量体积等。再如蒸馏中气液平衡方程：y= ；吸收中气液平衡关系为：Y*=  ；萃取中，溶质A在萃取液与萃余液中的组成关系为：y＇A= 三个方程式形式非常相似[1]。化工原理中此类例子不胜枚举。
2  小结的效果
    二十多年前，有学生问我，老师，化工原理公式那么多，咋记？那时候，学生入校时年龄、学历相差较大，厚厚的二大本化工原理教科书的确使许多人望而生畏。为解决记忆难的问题，我反复研究各个公式、定理、概念之间的关系，终于用小结的形式对各章都作了细致、深入的概括、总结，展开一大片、收缩几句话，便于理解与记忆。如流体流动与输送机械这二章，我归纳为：一个前提：连续稳定；二个概念；密度、粘度；三个方程：连续性方程、柏努利方程、阻力计算方程；多种应用、核心求He。因为流量Q、有效压头He是选择流体输送机械泵与风机的依据。这样总结的效果十分明显，它把各个定理、公式有机地联系在一起，各起什么作用，它们之间是如何联系的等，使学生看的清清楚楚，学的明明白白。学生对这样的总结很欢迎，于是，多年来我养成小结的习惯，每讲完一章就大总结一次，每次课后用简单的几句话把本节内容小结一下。为了节省时间，我已经把《化工原理》电子教案、（内含各章小结）制成光盘，可以上课使用，也可到院里网上查询，方便教学、能更好地为学生服务。
3  小结的方法
    毛主席在《矛盾论》中说：“事物的性质主要地是由取得支配地位的矛盾的主要方面所规定的。取得支配地位的矛盾的主要方面起了变化，事物的性质也就随着起变化。”意思是说，主要矛盾的主要方面决定事物的性质，我们要小结好，就必须找准主要矛盾。比如流体输送这一章，柏努利方程是核心方程，其常用表达式为：
                       Z1+ + +He=z2+ + +Hf
    该方程中包含的概念（物性参数）最多，是能量守恒方程在机械能守恒方面的体现[2]。方程有8项，只要知道任意7项，则第8项就可以求出，所以至少有8种用途。通过连续性方程可以求出流速u，通过阻力方程可以求出压头损失Hf，所以，连续性方程与阻力方程都是为柏努利方程服务的。阻力方程中隐含着粘度 ，其中最重要的二个参数，密度 、粘度 全包含于该方程中。流体输送中核心参数He的求解，必须使用这个方程。柏努利方程在流体输送中具有举足轻重的统帅作用，具体小结时，我以柏式为中心，作两个坐标轴，纵轴（纵向）从实际流体柏式→理想流体柏式，由8项变成6项。从理想流体柏式→静力学基本方程，由6项变成4项。从静力学基本方程→用压强表示的静力学基本方程： ，由4项变成3项，当 时， ，由3项变成2项。而 代入上式， 。由上不难看出，复杂由简单组成，而最简单的则是压强的概念。概念的重要性不言而喻地凸现出来。横轴（横向），对柏式每一项进行分析探讨其来源或求法，这样一来把流体输送中所有的概念、定律、公式全部拎了出来，各种联系、关系自然暴露无遗。最后再用几句话进行概括总结，由归纳→演绎→归纳，经过这一过程的消化、理解、运用，该章的公式就牢牢印在学习者的脑海中了，他就不会有散乱无章的感觉，而是井然有序地排列、组合。
4  养成小结的习惯
    有位哲人曾经说过，人做事情不是凭理智，往往是靠习惯。可见，习惯对人是何等重要！所以，各种好习惯要培养、要坚持。小结习惯一旦养成，对各门课程的学习受益极大，那时就可以获得事半功倍的效果。
列夫•托尔斯泰曾经说过：“知识只有当它靠积极的思维得来而不是凭记忆得来的时候，才是真正的知识。”让我们通过“小结”来获取更多的真知吧！

参考文献：
[1]、[2] 姚玉英：《化工原理》[M].天津：天津科学技术出版社，2004：下册第5、79、213；页；上册第21页。