《现代分离技术》课程教学方法初探

＊陈纲领 葛秀涛 郑建东 王余杰

(滁州学院材料与化学工程学院 安徽 239000）

《现代分离技术》课程教学方法初探

＊陈纲领 葛秀涛 郑建东 王余杰

(滁州学院材料与化学工程学院 安徽 239000）

针对目前《现代分离技术》课程特点，结合多年的实际课堂教学经验，针对如何提高该课程的课堂教学效果，对教学内容的安排、教学手段和途径的改进、并借助多媒体技术弥补了教学仪器设备方面的不足等方面进行了探讨。通过对该课程的教学改进，提高了学生的学习积极性和教学效果，而且整个课程更加适合应用型本科专业的人才培养目标和社会需要。

现代分离技术；教学质量；教学方法

对物质分离、富集和纯化的技术称为分离技术与方法。通过该技术可以得到优质产品、可以使资源充分利用，可以对污染的环境进行控制，该技术对工业生产过程的经济技术指标意义重大。食品、石油、医药、食品、环保、化工、冶金等学科与化学化工相关，分离技术的不断发展对推动这些领域的相关技术研究与专业产业改造作用很大。一般条件下，化工业能耗的30%由传统分离技术如结晶、精馏和蒸发等过程组成，化工分离设备投资在整个产品生产过程中占设备总投资的30%-85%。因此，现代化学化工相关专业工程体系均涉及分离类必修或选修课程，如化学工程、应用化学、制药工程、环境工程等专业。由于科学技术的快速发展，分离技术日新月异，而该门课程对学生以后的学习和工作至关重要。所以结合本专业特点，持续更新教学内容，研究与时俱进的教学方法，培养学生的创新能力和创业能力是非常重要的。本文针对目前《现代分离技术》的课程特点，联系实际教学经验，探讨如何有效改善课堂教学效果，提高学生的创新、创业能力以培养适应于国家及时代万众创新、大众创业的应用型化工创新人才需要。

1.准确定位重点教学内容

《现代分离技术》是化工及应用化学专业本科学生开设的一门专业选修课，是化工、药物科学、材料科学、环境科学等领域必不可少的手段和工具。《现代分离技术》属于理论与实践双强性的一门课程，在过去的教学过程中，重理论、轻应用的倾向明显，课堂上常常用一多半时间讲授分离技术的基本原理、基础理论，涉及到实践操作时却用时很短做简单介绍。做这样的教学安排对理论性强或基础课是比较合适的，但对于以地方性、应用型办学定位的滁州学院的学生来说，我们的学生除了需要了解新型技术的理论更重要要掌握该技术的应用及革新等。因此需要让学生充分理解分离技术基础原理的同时，用更多的时间来学习分离技术的实际操作及应用，使学生能够更多掌握最新的分离工艺、分离工艺和相关设备的知识。因此，课程在简要介绍分离方法的基本概念和基本原理（分离过程的热力学和动力学、分子间的相互作用等）的基础上，对科学研究和生产实际中应用广泛的主要分离技术（包括萃取、色谱分析及制备技术、膜分离技术、电化学分离等）进行了重点阐述。课程内容应兼顾基础理论与实际应用两方面，在保证对几种常用分离技术作比较充分完整论述的前提下，尽可能多地介绍了一些具有良好应用前景的新型分离技术及其应用，如膜分离技术、固相微萃取、液相微萃取、微波辅助溶剂萃取、加速溶剂萃取等。这也要求我们教师要对工业企业大量丰富的实际问题进行关注，在实际教学过程中需要紧跟时代步伐，使学生了解当前工业生产过程中最新分离工艺及技术和相关设备，借以通过丰富的案列把课本枯燥的知识穿插进去进行讲解，并且让学生学习过程中尽可能关注该项分离技术进展的最新动态，拓展学生的知识面。同时，教学过程中积极结合实际应用中各种具体分离技术及相关方法，介绍给学生该技术的历史文化、目前国内外分离设备的特点及应用现状，这样有目的性和有针对性的教学过程，可使理论及实践知识更加系统性。讲解过程中加强师生的互动，通过学生对案例的积极参与，分组让其进行交流和讨论，使学生能够获得分析和解决问题的方法和能力，更好地开发学生主动探索和主动发现的能力。这样既可调动学生的学习积极性，还可以提高课堂教学效率，同时也能提高学生对实际工业过程的认知过程，增加学生的工程意识，并且能把所学理论知识与实际技术应用于解决实际工程问题。另外，要把多种技术放在一起进行对比分析找出各种技术的优缺点，尤其是传统技术与现代技术和多种现代技术的比较式教学，如膜分离中微滤、超滤、纳滤、反渗透及电渗析分离技术的原理和方法、相关应用优势等对比式教学，微波强化萃取、超声波强化萃取等强化的传统萃取技术与电场强化萃取等技术的比较式教学。该种教学方法，不仅可以有效指导如何选择各种新型应用分离技术进行实验及工程应用，而且有助于学生对各种技术原理与实际应用的掌握。

2.合理使用现代化教学手段有效地组织课堂教学

由于目前学生接触的分离设备及仪器相对较少，尤其是工程应用方面的大型分离技术及设备，大部分新型分离技术和先进分离技术只能依靠课堂介绍。为了提高教学效果，对于传统教学方式难以传递的有关知识信息，教师通过充分利用多媒体教学的优势来解决。首先收集各种分离设备及装置的图片，使学生对设备有大概的感性认识；其次利用视频教学及Flash动画进一步演示设备工作加深理解。如在学习膜分离技术时，绝大部分学生都很少听说过该技术，很难想象工业上膜分离装置及其工作原理，依靠图片也不容易理解。这时结合自己的知识背景及工作经历将工业上具体的项目及整个项目工艺设计过程给同学们进行讲授，比如讲到渗透汽化膜分离技术时，我通过自己的科研项目给学生讲授该技术目前国内外发展情况及该技术主要优点是采用较低的能耗去分离工业上很难分离的近沸物或共沸物以及该技术中存在的关键技术有哪些，该技术主要可以应用在哪些领域，如何与现有的技术进行耦合与优化等，同时把一些视频教学和Flash动画引入课堂教学中，其教学效果是其他手段不可比拟的。

3.有效结合实际工程案例，积极培养学生工程意识

《现代分离方法》是一门应用性很强的工程课程，学习理论知识和注重工程案例相结合是有效的教学过程。在讲授分离方法的选择、设计时，可结合具体的工程案例由深入浅出进行讲授，使学生深刻理解课堂理论知识的同时，又能间接了解工程实际应用情况，激发学生的学习兴趣，比如目前我们生活中用到的盐，传统的制盐方法是通过盐田法依靠大自然的能量（太阳光和风）把海水或地下卤水进行蒸发浓缩最后通过精制获得不同用途的盐。但该方法的特点是制盐时间长，占地面积大，受自然环境影响比较大，目前日本采用我们所学的电渗析分离技术进行工厂化制盐大大节约了空间和制盐时间，但能耗相对较高。针对上面存在的问题如何取长补短进行克服呢，如何采用我们所学的分离方法进行优化利用呢。让学生进行思考和给予启发，最后再结合工程案列告诉其方法，比如可以采用不同的膜分离技术在卤水或海水浓缩过程中分段进行选择使用和优化，或者可以与目前海水淡化技术联用，采用海水淡化后废弃的浓盐水进行制盐等，这样既让学生掌握了知识又扩大了学生的知识面，同时也让学生主动去思考，对其创新能力也是一种培养。

4.重视实践教学环节，优化考核评价方法

在地方性应用型高校的建设过程中，加强实践教学是提高学生应用能力非常重要的一个环节。近年来，化工学院非常重视学生的实践教学环节，通过在中联能源、金禾化工等化工企业基地进行实习等措施，开展生产实习和毕业实习，这样学生能够在生产一线认识分离方法及技术的工艺应用和具体分离设备。但这些实践教学环节对学生实践能力的培养满足不了人才培养的需要，尤其是当前各个企业对接收学生实习并不热情，学生在实习过程中不能很好了解、熟悉生产的工艺过程及技术。因此，通过让学生参加化工实训或一些课外科技活动就成为实践教学很好的补充。去年，化工学院已专门购买了一套化工精馏实训装置，通过对学生现场培训和学习，以增强了学生的动手能力也大大提高了学生对装置的操作能力，并且可以参加国家级的化工总控师的技能竞赛，使学生得到全方位的锻炼，全方位地了解化工分离方法。

教学效果常常通过成绩考核来体现，充分发挥考试的功能作用，对于促进学生全面发展，促进教学改革均具有积极作用。根据《现代分离方法》课程实践性和综合性的特点，形式单一的试卷考核难以反应学生对《现代分离方法》这门课程的掌握情况，故需采用多样化的考核形式，尤其是实践性考核形式需要加强，可以最大程度的体现考核的公平性和提高学生的主观能动性。目前我校《现代分离方法》课程除了采用期末试卷考试形式对课程的基础知识进行考核外，我们还采用以下考核形式∶针对学生自己感兴趣的内容或课程的一些重要章节让学生自行查阅相关资料并在课堂上进行讲解,或者也可以做成文档上交，例如选择一种混合物比如某种工业含盐废水设计一个脱盐处理技术方案，根据讲解内容和报告情况给出成绩。这些方法均可充分发挥学生的主观能动性，提高学习热情，并通过把该课程所学理论知识应用到实践中得到进一步巩固加深，增强学生的实践能力。

5.充分应用教师的科学研究成果，激发出学生的学习热情

在《现代分离方法》的课程教学中持续引入教师的科学研究成果，尤其是本专业教师主持的课题，吸引学生关注，增加学生兴趣。在讲膜分离技术及电渗析技术中我们结合近年来帮山东盐业集团开展的浓盐水综合利用创新平台建设过程中其中有一部分如何选择不同的分离技术及方法开展地下卤水浓缩及能耗优化等问题在课堂上给学生进行了详细的讲解，理论结合实践使学生对所学课本知识理解更透彻，并且能够调动学生的学习的积极性，同时使学生学习的知识更加丰富，增强了学生对实际工程问题的处理能力，同时也培养了学生的积极参与工程处理意识，使教学效果得到了明显改善。

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[3]蔡春尔,贾睿,胡燕,何培民．《生物分离技术》课堂教学演示实验探讨[J]．教育教学论坛,2014(6):242-243．

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[5]张旭伟,兰图,陈波．基于互动式教学和多元式评价相结合的工科设计类课程教改探索[J]．当代教育实践与教学研究,2016,2:186-187．

An Preliminary discussion on Curriculum Teaching of Chemical engineering design and technical and economic analysis

Chen Gangling , Ge Xiutao, Zheng Jiandong, Wang Yujie

（School of Material Science and Chemical Engineering, Chuzhou University, Anhui, 239000）

The question of how to improve the quality of teaching was studied from the teaching methods,the teaching contents and practice teaching, to the characteristic of Modern separation technology and with practical teaching experience for many years. The lack of instruments and equipments were solved by system of multimedia aided instruction. The reform on the course, improve the students learning enthusiasm and teaching effect, and the whole course is more suitable for the application oriented undergraduate professional talents training objectives and social needs.

Modern separation technology；quality of Teaching；teaching methods

O6∶G642.0

A

(责任编辑 李燕)

安徽省卓越人才教育培养计划（2014zjjh042），安徽省校企合作实践教育基地（2015sjjd024），化工原理教学团队（2015jxtd040），滁州学院课程综合改革项目（2016kcgg046，2016kcgg047）。

陈纲领（1979～），男，滁州学院材料与化学工程学院，研究方向：化学工程。