本文作者：陸偉東 鄒先強(qiáng) 張圣領(lǐng) 單位：韶關(guān)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院

引入工程案例，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)

工程案例教學(xué)法是在具有較強(qiáng)工程背景的課程教學(xué)中，在學(xué)生掌握了有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，引入工程實(shí)際案例，供教師與學(xué)生進(jìn)行分析和討論，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，提高學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)的一種教學(xué)方法[1-2]。化工原理屬于工程性課程，涉及的工程計(jì)算多，設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化，操作原理復(fù)雜以及一些枯燥乏味的概念、理論、公式等，工程性課程教學(xué)的主要目的就是培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，培養(yǎng)他們的工程實(shí)踐能力[3]。在環(huán)境工程專業(yè)化工原理理論課教學(xué)過(guò)程中引入相關(guān)環(huán)保工程案例和采用工程案例教學(xué)法，有助于學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論和基本方法的理解以及工程思維能力和工程觀念的培養(yǎng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和應(yīng)用單元操作基本理論解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。例如，我們?cè)谡n堂上利用多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以彩色圖片或動(dòng)畫的形式展示“三廢”處理過(guò)程和處理設(shè)施，如流體輸送設(shè)備中的離心泵的結(jié)構(gòu)及工作原理、吸收操作中的填料吸收塔及其操作原理、非均相物系分離中的沉降與過(guò)濾設(shè)備及其分離原理等。圖片和動(dòng)畫展示形象直觀，可以初步培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

除此之外，我們還積極在授課過(guò)程中引入環(huán)保工程案例和采用工程案例教學(xué)，例如在講授重力沉降中關(guān)于顆粒沉降速度的計(jì)算和應(yīng)用時(shí)，先通過(guò)簡(jiǎn)單的理論推導(dǎo)出顆粒的沉降速度公式(簡(jiǎn)單的公式推導(dǎo)有助于學(xué)生理解和應(yīng)用)，然后引申到將顆粒沉降速度公式應(yīng)用于含塵氣體除塵的設(shè)備——降塵室參數(shù)的設(shè)計(jì)和對(duì)已有降塵室操作條件和除塵性能的確定，加深了學(xué)生對(duì)于重力沉降理論及其工程價(jià)值的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生能感覺(jué)到他們正在學(xué)習(xí)的知識(shí)實(shí)用性很強(qiáng)，有學(xué)習(xí)的價(jià)值。另外，我們?cè)谝恍┲匾膯卧僮骼碚撝v授完畢后，會(huì)布置一些工程設(shè)計(jì)問(wèn)題作為課后作業(yè)。例如，在吸收單元講授完成后，學(xué)生掌握了吸收的基本理論和吸收設(shè)備的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，我們布置學(xué)生根據(jù)吸收的基礎(chǔ)理論設(shè)計(jì)一個(gè)處理含硫工業(yè)廢氣的填料吸收塔，同時(shí)給予學(xué)生一定的提示。學(xué)生利用約一周的時(shí)間收集和閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析工程案例的主要內(nèi)容，思考工程中的問(wèn)題，然后用1～2個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間進(jìn)行以學(xué)生為主體的課堂討論。在工程案例課堂上，學(xué)生自愿上講臺(tái)發(fā)言，向大家介紹自己的設(shè)計(jì)思路、方法和結(jié)果，然后其余同學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)的填料吸收塔的優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行討論，老師在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)W(xué)生的討論方向進(jìn)行積極引導(dǎo)。最后，對(duì)學(xué)生在設(shè)計(jì)工程過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行逐一點(diǎn)評(píng)，歸納總結(jié)，肯定工程案例課堂討論中取得的成績(jī)，同時(shí)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的吸收塔的不足進(jìn)行補(bǔ)充。通過(guò)在授課過(guò)程中引入環(huán)保工程案例和實(shí)施工程案例教學(xué)法，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和工程意識(shí)大大增強(qiáng)。

分析單元操作費(fèi)用，培養(yǎng)學(xué)生工程經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)

“三廢”處理是我國(guó)環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要政策，同時(shí)也是構(gòu)成工業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的重要組成部分，因此“三廢”處理的經(jīng)濟(jì)核算對(duì)工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是十分重要的，我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)注意學(xué)生經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)的培養(yǎng)。下面我們以“吸收塔的設(shè)計(jì)”教學(xué)為例，談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生工程經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)的一些體會(huì)。我們知道，填料塔是吸收操作的重要設(shè)備，吸收塔的設(shè)計(jì)計(jì)算中需要確定的一個(gè)重要條件就是液氣比，液氣比的選擇是一個(gè)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化問(wèn)題。當(dāng)吸收塔進(jìn)出口氣體中溶質(zhì)的含量和進(jìn)口的吸收劑中溶質(zhì)的含量已知時(shí)，液氣比增大，吸收塔出口的吸收劑中溶質(zhì)的含量將減小，過(guò)程的平均推動(dòng)力相應(yīng)增大而傳質(zhì)單元數(shù)相應(yīng)減小，操作線遠(yuǎn)離，吸收推動(dòng)力增大，吸收速率加快，完成同等分離任務(wù)所需的氣液接觸面積減小，塔高降低，設(shè)備費(fèi)用減少。但是，吸收劑消耗增加，輸送吸收劑所需功率增加，并且由于吸收液的數(shù)量大而含量低，必使吸收劑的再生費(fèi)用增加，故操作費(fèi)用上升。反之，若液氣比減小，吸收操作線靠近平衡線，吸收速率減慢，完成同等分離任務(wù)所需的氣液接觸面積增大，塔高增加，設(shè)備費(fèi)用增加，但吸收劑消耗減少，輸送吸收劑所需功率及吸收液再生費(fèi)用等操作費(fèi)用下降。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下取吸收劑用量為最小吸收劑用量的1.15~2.0倍較為適宜[4]。這里1.15~2.0倍最小吸收劑用量是以經(jīng)濟(jì)效益來(lái)衡量的，即以吸收單位質(zhì)量的尾氣所需的總費(fèi)用，包括設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用來(lái)衡量。

結(jié)語(yǔ)

化工原理是環(huán)境工程專業(yè)課程體系的一門重要的專業(yè)平臺(tái)課。環(huán)境工程專業(yè)化工原理理論課教學(xué)，應(yīng)以應(yīng)用型地方院校工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，結(jié)合化工原理課程特點(diǎn)和我校學(xué)生的實(shí)際情況，調(diào)整授課重點(diǎn)和目標(biāo)，提高學(xué)生工程意識(shí)和解決工程問(wèn)題的能力。