贾绍义：化工原理课程的授课方法与体会

天津大学化工学院贾绍义“化工原理”课程的授课方法与体会汇报提纲课程的整体把握教学的精心设计教案的充分准备技法的灵活运用工程的紧密结合授课要素前提基础关键保障提升课程的整体把握课程性质《化工原理》课程是化工类专业的一门主要专业(技术)基础课，该课程担负着由基础到专业、由理论到工程的桥梁作用。基础课程专业课程专业基础课课程的性质决定了课程的重要性和不可替代性！基本理论工程技术技术基础课课程的整体把握课程特点本课程是综合运用数学、物理和化学等基础知识，分析和解决化工类型生产中各种物理过程(或单元操作)问题的工程学科。兼有“科学”与“技术”的双重特点实验科学，理论课与实验课相结合实践性强，辅以多种实践环节课程的主要特点课程的特点决定了课程教学采取的方法和手段！课程设计认识实习实物教学演示教学案例教学课程的整体把握课程任务掌握三传(动量传递、热量传递和质量传递)的基本原理掌握各单元操作过程的基本原理、计算方法和设备构造与选型培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力课程的主要任务课程的整体把握研究方法课程的研究方法数学模型法该方法以过程的机理分析为指导，建立描述过程的数学模型，通过求解数学模型，确定过程变量之间的关系。Re64示例光滑管层流摩擦系数理论法解析法课程的整体把握研究方法课程的研究方法实验研究法该方法以量纲分析和相似论为指导，依靠实验研究，确定过程变量之间的关系。25.0Re3164.0经验法示例光滑管湍流摩擦系数课程的整体把握研究方法课程的研究方法80.0)lg(Re0.21示例光滑管湍流摩擦系数理论法经验法+半经验半理论法课程的整体把握教学要求课程的教学要求把握1条主线重视2个环节培养3个能力以动量传递、热量传递和质量传递的基本理论为主线辅助教学环节课程设计/读书报告/案例教学实物教学/演示教学/认识实习实验教学环节选择单元操作和设备的能力操作和调节生产过程的能力获取数据和工程设计的能力课程的整体把握课程发展形成过程工艺学阶段单元操作阶段传递过程阶段1923年出版了第一部化工原理教材《PrinciplesofChmicalEngineering》1960年出版了第一部传递教材《TransportPhenomena》BirdRBWalkerWH课程的整体把握课程发展课程体系《化工流体流动与传热》《化工传质与分离过程》面向21世纪新课程体系以单元操作为线索设置课程以传递过程为线索设置课程《化工原理》(上)《化工流体流动》《化工传热》《化工传质》《化工原理》(下)课程的整体把握课程发展发展方向单元操作过程过程更新过程强化理论更新技术更新设备强化过程集成新型塔内件开发换热器传热强化……精馏节能的热偶技术系统优化的窄点技术……平衡分离分子学膜基气体吸收理论……计算机模拟计算超临界流体萃取……教学的精心设计教学设计教学设计是根据教学对象和教学目标，将教学诸要素有序、优化地安排，形成教学方案的过程，它以教学效果最优化为目标。教学设计步骤明确教学目标确定教学内容设计解决方法形成教学方案实施调整设计步骤在工程教育专业认证中的重要性OutcomeBasedEducation目标导向OBE教学的精心设计教学设计设计要素教学评价教学目标教学对象教学内容教学策略教学媒体教学设计的六大要素案例教学实物教学课堂讨论……演示文稿(PPT)插播动画展示图片……重点内容难点内容教学要求……形成性评价提问讨论练习测验访谈……总结性评价读书报告研究论文阶段考试……教学的精心设计教学设计设计原则教学设计原则导向性原则最优性原则系统性原则程序性原则反馈性原则教学设计是一项系统工程，它是由教学目标和教学对象的分析、教学内容和方法的选择以及教学评估等子系统所组成。教学设计应立足于整体，每个子系统应协调于整个教学系统中，做到整体与部分辩证地统一，达到教学系统的整体优化。教学设计中诸子系统的排列组合具有程序性特点，即诸子系统有序地成等级结构排列，且前一子系统制约、影响着后一子系统，而后一子系统依存并制约着前一子系统。教学设计中应体现出其程序性，确保教学设计的科学化。教学的精心设计设计示例第2章吸收通过本章学习，应掌握吸收的基本概念、气体吸收的相平衡关系、传质机理与吸收速率、低组成气体吸收的计算方法、吸收系数的获取途径、脱吸的原理与方法；了解其他条件下的吸收过程、气提脱吸的计算方法。学习目的教学的精心设计学时安排第2章吸收12.0学时2.1吸收过程概述0.5学时2.2吸收过程的相平衡关系2.0学时2.3传质机理与吸收速率4.0学时2.4低组成气体吸收过程的计算4.0学时2.5吸收系数0.5学时2.6其他条件下的吸收与脱吸1.0学时设计示例下册总学时：48学时教材：天津大学出版社(第2版)教学的精心设计设计示例教学内容2.1吸收过程概述学习目的通过本节学习，掌握气体吸收的原理与流程、分类与应用，以及吸收剂的选择原则。教学的精心设计设计示例教学内容2.1吸收过程概述重点内容1）气体吸收流程；2）气体吸收分类；3）吸收剂的选择。难点内容无教学的精心设计设计示例教学内容2.1吸收过程概述注意问题1）吸收与脱吸的关系；2）逆流吸收与并流吸收的比较。案例示例无教学的精心设计设计示例教学内容2.1吸收过程概述练习题目无思考题目1）在多数吸收工艺过程中，为何吸收与脱吸同时存在？2）选择吸收剂应考虑哪些主要因素？教学的精心设计设计示例教学内容2.2吸收过程的相平衡关系学习目的通过本节学习，掌握气体在液体中溶解平衡关系的表示方法，以及相平衡关系在吸收过程中的应用。教学的精心设计设计示例教学内容2.2吸收过程的相平衡关系重点内容1）气体在液体中的溶解度；2）亨利定律。难点内容1）亨利定律的不同表达形式，以及各系数间的关系；2）应用亨利定律判断传质的方向、指明传质的极限。教学的精心设计设计示例教学内容2.2吸收过程的相平衡关系注意问题1）温度和压力对吸收过程的影响；2）亨利定律的适用条件。课堂讨论E、H、m的相互关系溶解程度(易溶、中等溶解、难溶)的分析判断教学的精心设计设计示例教学内容2.2吸收过程的相平衡关系案例示例【例2-2】练习题目1、2教学的精心设计设计示例教学内容思考题目1）温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响？2）亨利定律为何具有不同的表达形式?3)亨利定律的适用条件如何？4）亨利定律有哪些应用场合？2.2吸收过程的相平衡关系教学的精心设计设计示例教学内容2.3传质机理与吸收速率学习目的通过本节学习，掌握分子扩散与对流传质的基本概念、菲克定律的表达形式及其对稳态分子扩散问题的求解、吸收过程的机理(双膜理论)、吸收速率方程式；了解扩散系数的获取途径、溶质渗透理论与表面更新理论。教学的精心设计设计示例教学内容2.3传质机理与吸收速率重点内容1）分子扩散与菲克定律；2）气体中的稳态分子扩散；3）对流传质与对流传质方程；4）吸收过程机理（双膜理论）；5）吸收速率方程式。教学的精心设计设计示例教学内容2.3传质机理与吸收速率难点内容1）主体流动现象；2）对流传质机理与有效层流膜层；3）液膜控制和气膜控制；4）溶质渗透理论与表面更新理论。教学的精心设计设计示例教学内容2.3传质机理与吸收速率注意问题1）特殊情况(变面积、有化反)下稳态分子扩散求解方法；2）液体中稳态扩散的处理原则；3）扩散系数的主要影响因素；4）吸收速率方程式的表示方法及各吸收系数间的关系。教学的精心设计设计示例教学内容2.3传质机理与吸收速率课堂讨论特殊情况下稳态分子扩散求解方法(g)(S)(g)BCA2ANAN发生化学反应沿传质方向面积变化教学的精心设计设计示例教学内容2.3传质机理与吸收速率案例示例【例2-4】【例2-5】【例2-7】练习题目4、5、7、8教学的精心设计设计示例教学内容2.3传质机理与吸收速率思考题目1）何为主体流动现象？2）何为漂流因子，与主体流动关系如何？3）双膜理论的要点是什么？4）何为“气膜控制”与“液膜控制”，如何进行判断？5）吸收速率方程为何有不同的表达形式，适用条件如何？教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算学习目的通过本节学习，掌握低组成气体吸收过程的基本计算方法(包括物料衡算、吸收剂用量确定、吸收塔的塔径和有效高度计算)，了解吸收塔的工艺设计程序。教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算重点内容1）吸收过程的物料衡算；2）操作线与操作线方程；3）吸收剂用量的确定；4）吸收塔直径的确定；5）吸收塔有效高度的计算—传质单元数法。教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算难点内容1）传质单元高度与传质单元数的物理意义；2)最小液气比；3）等板高度。教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算注意问题1）传质单元数的几种计算方法及其适用性；2）传质单元数法与传质单元高度法的区别；3）总传质单元数与理论级数的联系；4）操作液气比与最小液气比关联系数的选择原则。教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算课堂讨论逆流吸收与并流吸收操作线的比较教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算课堂讨论适宜液气比与最小液气比倍数的选取原则设备费用——建设投资操作费用——日常运行场地条件——吸收塔高度教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算案例示例【例2-8】【例2-10】【工程案例—填料吸收塔改造】练习题目9、11、12、13、15教学的精心设计设计示例教学内容2.4低组成气体吸收过程的计算思考题目1）何为吸收过程的操作线，操作线方程如何获得？2）何为最小液气比，吸收剂用量如何确定？3）传质单元高度和传质单元数有何物理意义？4）填料层的等板高度表示何种意义？5）传质单元数法和等板高度法有何区别与联系？教学的精心设计设计示例教学内容2.5吸收系数学习目的通过本节学习，掌握吸收系数的获取途径、吸收系数的实验测定原理、传质过程中常用的量纲为1数群；了解吸收系数的经验公式和量纲为1数群关联式。教学的精心设计设计示例教学内容2.5吸收系数重点内容1）吸收系数的获取途径；2）吸收系数的实验测定原理；3）传质过程中常用的量纲为1数群。难点内容传质过程中常用的量纲为1数群的含义。教学的精心设计设计示例教学内容2.5吸收系数注意问题1）吸收系数经验公式的适用条件；2）吸收系数经验公式与量纲为1数群关联式的区别；3）传质过程中常用的量纲为1数群的物理意义。教学的精心设计设计示例教学内容2.5吸收系数案例示例【例2-14】练习题目无教学的精心设计设计示例教学内容2.5吸收系数思考题目1）吸收系数实验测定的原理是什么？2）吸收系数经验公式与量纲为1数群关联式有何区别？3）传质过程中常用的量纲为1数群有哪些，各表示何物理意义？教学的精心设计设计示例教学内容学习目的通过本节学习，了解其他条件(高组成、多组分和化学吸收)下的气体吸收过程；掌握常用的脱吸方法、气提解吸的原理与计算原则。2.6其他条件下的吸收与脱吸教学的精心设计设计示例教学内容2.6其他条件下的吸收与脱吸重点内容1）常用的脱吸方法；2）气提解吸的原理与计算原则。难点内容无教学的精心设计设计示例教学内容2.6其他条件下的吸收与脱吸注意问题吸收与脱吸的原理、流程、计算方法的比较。案例示例【例2-15】【工程案例—小化肥厂技术改造】教学的精心设计设计示例教学内容2.6其他条件下的吸收与脱吸练习题目无思考题目1）脱吸有哪些方法，如何进行选择？2）气提脱吸的计算与吸收的计算有何异同？讲稿与教案教案的充分准备写作剧本课堂讲授知识内容的稿本讲稿对教材内容的二度消化对讲授内容的整体构思写作方法对讲授内容的重新组织载体格式手写稿PPT文档