化工热力学课程是在本科三年级开设的,在此之前学生接触的课程都属于基础课,与中学课程的学习方法相差不大,而化工热力学等专业基础课讲授的是化工生产中的一般规律。由于工程问题复杂多变,采用的是实验研究方法和数学模型法,与基础课中严密的数学分析或逻辑推理有所不同。这是工程学科和基础学科的重要区别,也是学生不能很好的掌握化工热力学课程学习方法的关键。因此要想提高化工热力学的学习效果,使学生树立工程观点,并培养其独立解决实际问题的能力,我们认为在化工热力学的教学过程中应紧紧把握以下几点。
一、精心组织教学内容,注意与相关课程的联系
化工热力学的主要内容是平衡状态下热力学性质的计算,相平衡与化学平衡的计算,化工过程的能量分析和能量有效利用等方面。只有将热力学原理与反映体系特征的模型相结合,才能应用解决实际问题。原理、模型及应用是化工热力学内容的基本组成部分,教学内容的组织要紧密围绕原理、模型及应用三个部分来展开。原理是基础,模型是工具,应用是目的。尤其是目前节能工作的深入开展,更要求学生掌握能量利用过程的原理,并对实际过程中的能量利用情况作出合理的评价。
化工热力学与化学工程与工艺专业的许多其它课程密切相关,它在课程链中起着承上启下的作用,又担负着由基础课到专业课过渡的特殊使命。物理化学是本课程的基础,而本课程又是分离过程、化学反应工程及化工设计等课程的基础。在课堂教学内容组织上要注意前后内容的相互联系,化工热力学公式较多,其推导过程需要高等数学的基本知识,进行结果计算需要用到数值分析的知识,因此对课程中用到的数学知识进行必要的准备有助于新内容的学习。而计算机是方便的计算工具,可以解决热力学复杂的计算问题,可使计算结果更加准确。物理化学中的热力学内容是以建立基本概念为主要目的,而化工热力学是在完善概念的基础上以应用为主要目的,所以化工热力学的教学内容主要体现以应用为目的的特点,因此在教学过程中要特别注意避免与物理化学课程在内容上的重复。同时注意从物理化学到化工热力学课程的几个转变,即:从理想体系、二元体系向非理想体系、多元体系的转变,从隔离体系、封闭体系向敞开稳流体系的转变,而热力学性质的计算从以公式为主转向以热力学图表为主。让学生明确这些转变,可帮助学生掌握经典热力学解决问题的方法,并培养学生应用热力学原理和方法解决实际问题的能力。
二、把握课程内容体系与问题分析方法
化工热力学系统介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法,它以热力学第一、第二定律为基础,研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用,深刻阐述了各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件、状态及组成变化,是化工过程研究、开发和设计的理论基础。课程教学内容包括流体的p-V-T关系及热力学性质、化工过程的能量分析、蒸汽动力循环与制冷循环、流体的相平衡以及化学反应平衡等方面。其中流体的p-V-T关系及热力学性质是其它内容的基础,流体的相平衡及化学反应平衡内容是热力学和传质、分离、反应工程之间联系的纽带。要让学生正确理解化工热力学所研究和阐述的内容之间不是孤立的,而是相互联系的,理清化工热力学的内容体系与结构层次(见图1),这样才能更好地理解和掌握课程内容及其实际应用。
图1 热力学各内容之间的相互联系
每个学科都有自己的知识体系和独特的解决问题的方法,热力学课程与学生之前接触的课程特点不同,为了使学生能够尽快地掌握热力学,首先要学生清楚热力学研究问题的方法,即理想化的方法、状态函数法和元过程方法,然后指出解决热力学问题的思路,即对于一个热力学问题如何得到需要的结果,具体的步骤见图2,这样就可使学生尽快的适应热力学处理问题的特点,掌握热力学解决实际问题的方法。
三、重视热力学概念教学和思路的引导
化工热力学的最终目的是应用,但是只有理解了热力学的基本概念,以及这些概念的来源、背景和意义,才能够确实掌握热力学课程的基本内容,也才能够更好的应用于实际中。热力学中重要的基本概念很多,如体系、状态函数、广度性质、强度性质、隔离体系、封闭体系、敞开体系、可逆循环、热力学能、焓、熵、Gibbs自由能、偏摩尔性质、化学位、逸度、活度、理想气体、理想溶液、理想功、损失功、火用等等,只有深刻理解其内涵,才能掌握热力学的精华。比如对平衡的两相,其平衡的条件是各组分在两相的化学位相等,或者说各组分在两相的偏摩尔Gibbs自由能相等,对纯物质而言,偏摩尔Gibbs自由能就是摩尔Gibbs自由能,也就是该物质的化学位,而对混合物而言,某组分的偏摩尔Gibbs自由能就是该组分在混合物中的化学位,如果学生对这些概念认识不清楚,常常会导致对相平衡、化学平衡等概念产生错误的理解。
引导学生思路对于教学效果有重要影响。如溶液的热力学性质一章,为找出各种物质在溶液中所“具有”的性质之间的关系,引入“偏摩尔性质”的概念。而偏摩尔性质中常用的是偏摩尔Gibbs自由能、偏摩尔焓以及偏摩尔体积。在这一章中主要讲解偏摩尔Gibbs自由能的计算问题,主要为以后相平衡和化学平衡的计算打基础,为了计算偏摩尔Gibbs自由能引入逸度和逸度系数的概念,对纯气体、气体混合物中的组分以及混合物、纯液体分别讲解逸度的计算方法。但对于液体混合物而言为了计算其偏摩尔Gibbs自由能又引入活度和活度系数,而为了得到活度系数与组成之间的关系,又引入了超额性质的概念,只要知道超额性质与组成的关系即可推导出活度系数模型。这样整个章节的内容就很清晰,使得学生对各概念的来龙去脉能够很好的了解,可以避免学生陷入公式细枝末节的包围中,使得教学效果明显提高,同时对学生搭建热力学知识框架十分有益。
总之,为了提高化工热力学的教学效果,使学生能够确实掌握工程处理问题的方法,了解化工热力学与其它学科各自的特点,以便找到适合的学习方法。这就要求教师在教学过程中不断的引导学生,使其能够尽快地适应工程学科的学习。
参考文献:
[1]夏淑倩,马沛生,陈明鸣,常贺英.让应用实例使《化工热力学》教学更加生动[J].化学工业与工程,2005,22(增刊):98-99.
《热质交换原理与设备》是建筑环境与设备工程专业的一门主干专业基础课。本课程的系统学习，使学生掌握热质传递的基本概念，掌握空气热质处理的各种方法及途径以及本专业常见热质交换热备的热工计算方法，并具有对相应设备进行性能评价和优化设计的初步能力，为进一步学习相关专业课程打下坚实的基础。
一、《热质交换原理与设备》课程内容
《热质交换原理与设备》课程主要由两大部分组成，即：热质交换原理和热质交换设备。其中，热质交换原理部分主要包括传质的基本概念及主要的传质过程、固液相变热质交换的基本原理及其在冰蓄冷技术中的应用、空气热质处理方法、途径和机理；热质交换设备部分主要介绍建筑环境与设备工程专业常见的热质交换设备的形式与结构及相应的热工计算。从总体来讲，本课程具有概念多、理论性强、抽象性强的特点，又与工程实践紧密结合。因此，在教学过程中，教师要始终把握本课程的体系结构，讲清和夯实基本概念，注重学生理论思维能力的培养，还要将理论知识的讲授与工程实际紧密结合，不断拓宽学生的专业知识视野。只有这样，学生才能更好的理解和掌握本课程的知识要点，并在工程实际中加以正确的应用。
二、《热质交换原理与设备》课程教学实践
1.教学内容和生活实际相结合，激发学生的学习兴趣。爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师，老师则是点燃学生学习兴趣的火炬。”因此，在《热质交换原理与设备》的教学过程中，教师应将教学内容与生产生活实际紧密的联系起来，努力的激发学生兴趣。如在讲授热质传递的概念和方法时，可举生活中炒黄豆的例子。教师首先设问：如何将黄豆炒的可口？炉火应采用大火、中火还是小火？同学们会给出各种各样的答案，在对同学们给出的答案进行点评以后，教师可以给出自己答案，并将答案上升到炒黄豆的过程中，讲授黄豆里面水分的质量传递和热传递规律。教师甚至可以鼓励学生根据所学的专业知识，建立相应的物理和数学模型，在教师的指导下，进行数值求解；并鼓励大家回到家中，亲身实践一下。通过这个例子，学生对热质传递过程及其本质有了更深层次的理解，对热传递和质传递的速率的相对大小有了定性的了解。这还会使学生感受到热质传递现象就在自己身边，进而增强他们对学习本课程的兴趣。因此，在《热质交换原理与设备》的教学过程中，能否调动学生的学习兴趣，关系到授课过程能否成功有效。在本课程的教学过程中有意识的激发学生对所学内容的兴趣，就能使课堂教学效果得以强化。
2.教学内容与工程实际相结合，培养学生的工程应用观点。我校建筑环境与设备工程专业的学生毕业后大部分将到建筑设计院（所）、空调公司、供热公司、物业管理公司从事设计、技术产品的开发、设备运行及管理工作。《热质交换原理与设备》作为建筑环境与设备工程专业的一门重要专业基础课，在教学过程中培养学生工程应用的观点是十分必要的。教师在教学过程中，应注重将《热质交换原理与设备》的教学内容与供暖、通风、空调工程实际紧密结合。如在讲解各章节知识的时候，应明确其工程实际背景，并根据教学内容附以必要的讨论，增强学生所学理论知识与工程实际相结合能力。例题应尽量选取有明确工程背景的问题。解决问题的过程使学生熟悉如何获取所需的数据，特别是教材图表中参数的查取，并在计算过程中，使学生明确工程误差的概念。
3.采用传统授课形式与多媒体教学相结合的教学方式。充分利用多媒体课件信息量大，图片清晰生动的特点，将抽象难懂的内容图示化、形象化，提高学生学习的兴趣和注意力，增强了理论的可接受性。对于教学重点和难点内容，如理论公式的推导等，我们采用板书的方式进行讲解，在讲解过程中，注重学生对教学内容的理解程度，并与学生互动，促使学生在整个推导过程中不断思考，从而理解并掌握所学内容。在本课程的教学过程中，我们采用板书与多媒体教学相结合的教学方式，取得了很好的教学效果。
4.采用启发式教学的教学方法。在本课程的授课过程中，我们主要采用启发式教学方法，在教学过程中，充分体现以学生为主体，教师为主导，充分调动学生学习的积极性。如在讲授质量传递过程的章节时，学生已经学习过《流体力学》和《传热学》课程，对动量传递过程及热量传递过程有了一定的了解。因此在讲解质量传递过程之前，应布置学生复习动量传递过程与热量传递过程的基本知识。在讲解完质量传递的内容后，教师应抛出问题：在自然界及生产生活领域，普遍存在的动量、热量和质量传递现象，其内在联系时什么？在学生讨论和充分发表意见之后，教师对同学们的看法进行总结，并指出动量传递、热量传递和质量传递这三种传递过程是可以类比的以及这三种传递过程在物理和数学描述及求解上的相似性。教师在此，还可举例说明它们之间的类比性，如对于空气的自然对流换热系数直接测量比较困难，我们可以通过测量固体萘升华的传质系数间接测量空气自然对流的换热系数。至此，同学们对这三种传递过程的类比统一性有了进一步的了解。
5.培养学生的实践能力。实验课的目的是将理论教学环节与实践环节相结合，锻炼学生的动手能力，以及将所学知识应用于实践的能力。在实验过程中，学生应分组独立设计实验过程、完成实验操作，并且拥有对所取得的实验数据进行理论分析，撰写实验报告的能力。我校已开设空气热（冷）回收实验，未来还将开设与本课程有关的其他实验，使本课程的实验条件更加完善。
在《热质交换原理与设备》课程的教学过程中，将教学内容与生产生活实际相结合，激发了学生的学习兴趣；将教学内容与工程实际相结合，培养了学生的工程应用观点；实验课的开设，将培养学生将理论应用于实践的能力。
参考文献：
[1]连之伟，张寅平，陈宝明.热质交换原理与设备[M].北京：中国建筑工业出版社，2001
中图分类号：G642.0 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2013）41-0107-02
《材料热力学》是材料科学与工程专业的专业基础课，是一门理论性和应用性较强的课程。通过《材料热力学》课程的学习，学生能够掌握《材料热力学》的基本概念和理论，并利用《材料热力学》进行相变、表面和界面等的分析和研究。然而《材料热力学》具有概念多而易混淆、公式多而难记忆以及内容抽象难懂等特点，学生系统掌握该课程的内容比较困难，本文尝试对教学内容和教学方法等方面进行探索，以提高《材料热力学》课程的教学效果。
一、教学内容与实践相结合
1.突出应用目的。本科《材料热力学》教学重点在于热力学基本原理及其在相平衡、表面和界面等领域的应用。由于学生在学习材料热力学之前，已经学习过物理化学等课程，因此讲授《材料热力学》时，应将重点放在运用热力学基本原理解决材料科学中的问题这一方面。在热力学基本原理这部分内容的讲授中，为了理论体系的完整性，我一般会对重要的定理和公式进行简单地推导，使同学掌握基本原理的来龙去脉，而对于其他的定理和公式，我一般简单分析一下它们的内涵和适用范围，不做详细的推导。我把热力学原理在材料科学中的应用作为我的讲课重点。我使用江伯鸿编写的《材料热力学》这本教材中有很多例题，但是我重点挑选与相变有关的典型例题来讲解，比如：选择熔化和凝固过程的热量计算以说明热力学第一定律在计算相变热效应的应用，选择熔化和凝固过程的熵变或自由能变化计算以说明热力学第二定律在判断相变方向的应用等，以突出《材料热力学》课程以热力学基本原理解决材料科学问题的讲课重点。
2.增加科研和生产方面的内容。笔者经过几年的材料热力学的教学实践，总结出：在教学过程中教师必须将科研和工程案例与教学内容相结合，这样不仅让学生在科研和工程案例中理解材料热力学的基本概念和原理，同时了解理论对实践的重要指导作用，激发学生的学习兴趣。我们学院的一些学生承担本校激光研究所钛基激光熔覆层方面的大学生创新项目，我在讲解自由能判据这部分内容时会引入这方面的实例，比如：为什么添加B4C的镍粉在高能激光照射下会在钛基体中形成TiB和TiC增强相。我的一个科研项目是有关碳纤维/铜基滑动轴承材料粉末冶金制备工艺的，我将这部分科研内容引入到表面和界面这一章中，向同学们讲授为什么粉末冶金法制备碳纤维/铜基复合涂层时要使用表面预镀铜的碳纤维为原料。我还经常将企业的生产内容融入到《材料热力学》的教学中，比如我将人造金刚石的生产过程引入到封闭体系的热力学基本方程这一章的教学中，以说明公式（？坠G/？坠T）P=-S和（？坠G/？坠P）T=V的应用；我还将氧化锆生产过程中氯化铵废水的处理和循环使用这部分内容引入到渗透压的教学内容中，说明如何根据氯化铵废水中离子的浓度计算出渗透压，进而为反渗透设备中泵的选型提供依据。
3.增加实验教学的内容。实验教学是高等学校教学中的重要内容，具有直观性、实践性和客观性的特点。以实验作为主要手段进行的教学活动，可以揭示自然科学现象、验证科学规律、探索未知、发展科学，更为重要的是在实验中能够培养学生务实求真的科学态度。我使用江伯鸿编写的《材料热力学》这本教材中没有实验教学方面的内容，为了弥补这一缺陷，我增加了“差示扫描量热法测量材料的比热容”和“计算机在相图计算中的应用”等实验内容。《材料热力学》的实验教学应达到以下目标：①帮助学生掌握《材料热力学》的基本原理；②让学生初步了解科学研究的方法；③培养学生自主解决问题的能力。因此在实验教学过程中，①强调实验课前的预习，要求学生根据实验指导书写出预习报告；②实验过程中的检查学生操作情况，要求学生独立操作，如实记录实验数据；③教师课后批阅实验报告，鼓励学生在实验过程中发现问题、提出问题和解决问题。
二、改进教学方法
1.讨论式教学。我会结合刚讲授过《材料热力学》知识，设计一些与科研和工程密切相关的问题，让学生以小组的形式相互讨论共同完成。在下次上课时，我会让某个或某几个小组推举同学上台讲解，其他同学提问，最后老师点评和总结，以培养学生自主解决问题能力。
2.多媒体教学。笔者在讲授《材料热力学》时，通常采用板书的形式，因为我觉得板书能将公式的推导和例题的计算一步一步清晰地展现出来，让同学们能清楚地了解老师的解题思路。采用多媒体教学能提供形象、生动、直观的画面和视频，增加信息量，节约教师板书和画图的时间，提高讲课效率，我曾经尝试过使用多媒体来展示解题过程，但效果并不理想。近年来，我倾向于以板书为主，多媒体为辅的教学方法。我一般将课堂要讲述的主干内容用板书简单、扼要、清晰地列在黑板上，使同学跟上老师的讲课思路，对于一些抽象难懂的概念，我经常找一些图片和视频，使讲授的知识更直观、形象和生动。
三、改进考试方法
考试是知识水平的鉴定方法，大学阶段的考试成绩与学生评优、毕业甚至就业直接相关，学生的学习过程大多围绕考试这根指挥棒转，因此如何用好考试这根指挥棒，对提高教学效果至关重要。我倾向《材料热力学》采用开卷考试的考核方式，在试题的设计上，避免出一些填空和名词解释等一些死记硬背的题目，而出一些判断题和选择题等灵活运用热力学基本原理解决问题的题目，问答题和计算题都是与材料科学具体问题相关联的，必须掌握热力学基本原理及其实际应用才能正确解答。我希望通过这种考核方式，改变学生在应试教育下形成的学习方式，明确学习目的，提高自身运用知识解决实际问题的能力，养成独立思考的习惯。
参考文献：
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锅炉是用以生产热水或蒸汽的设备，在国民经济中具有异乎寻常的重要作用，电站锅炉是火力发电系统三大主机之一，对火电的高效、洁净和安全生产及其重要，因此，“锅炉原理”是热能与动力工程专业最核心专业课程之一。“锅炉原理”课程主要讲授锅炉的基本工作原理，包括锅炉的炉内燃烧原理及燃烧设备、锅炉的传热过程、锅内水动力、受热面外部工作过程和先进锅炉技术的发展等内容，要求学生掌握锅炉工作过程的基本理论及锅炉设备的相关知识，并培养学生分析工程问题、锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
为适应创新型国家发展战略，高等教育要实现从知识型向创新型培养目标转变，具体到“锅炉原理”的课程教学中，创新应贯穿课堂理论教学和课程实践训练教学。对“锅炉原理”课程的理论教学内容设计、教学手段、教学方法等方面已有较多的探讨和实践研究，[1-4]本文从“锅炉原理”课程实践能力的培养出发，重点讨论华北水利水电学院（以下简称“我校”）“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法。
一、“锅炉原理”课程实践训练教学的定位
“锅炉原理”课程实践训练教学的定位必须符合我校热能与动力工程专业定位，应全面贯彻党的教育方针，遵循大学教育教学规律，秉承我校办学理念，实施“基础、实践、创新”三位一体的培养模式，在教育教学中，坚持夯实基础、强化实践、注重创新的思想，培养吃得苦、下得去和用得上的专业技术人才。应以“宽基础、强能力、高素质”为培养人才的宗旨，注重学生的动手能力、创新意识与能力的培养，加强实践性教学环节，优化教学方法与教学手段。专业实践能力培养始终围绕“强化实践教学、提高学生素质、培养创新意识、重在实际应用”的教学指导思想，从人才培养目标、实验教学体系、实验教学内容和方法、实验教学队伍、实验环境条件和实验室管理体制等方面进行了全方位的改革与建设，探索实现基础性验证实验、测定试验、创新性科研训练实验和拓宽知识面的演示实验的“四级实验”教学体系，实现教育创新。“锅炉原理”课程实践训练教学应实施从理论到实际、从传统到创新、从课堂到工程项目的工程化实践教学思想，围绕动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力，达到加深理论知识的掌握和应用，在实践训练中切实培养学生处理工程问题，进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
二、“锅炉原理”课程实践训练教学内容的设计
“锅炉原理”课程实践训练教学内容尚无可参考材料，根据我校热能与动力工程专业人才培养和“锅炉原理”课程大纲的要求，基于我校的专业师资、实验室和实习资源以及用人单位和历届毕业生的建议，科学制定“锅炉原理”课程实践训练教学内容。
1.“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计原则
对我校“锅炉原理”课程实践训练教学内容进行设计时，实行“工程化”设计思路，并遵循四个原则，即实践训练内容以“锅炉原理”为中心、内容进程科学有序化、内容设计层次化和实施方式多元化。
（1）以“锅炉原理”为中心，多课程之间紧密联系化。鉴于“锅炉原理”是热能与动力工程专业的最重要专业课，处于前期的专业基础课程以及后续课程之间的中心地位，因此在设计“锅炉原理”课程实践训练教学内容之前，先对我校“流体力学”、“工程热力学”、“传热学”和“燃烧学”等基础课以及后续专业选修课程比如“大型锅炉运行”、“单元机组集控运行”和“循环流化床燃烧技术”等课程的教学大纲、实验大纲、知识点讲授情况以及实践实验训练情况进行详细调查、分析和总结，做到了然于胸，确保“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业选修课程的紧密联系，力求通过该课程实践训练，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，加强对所学基础知识的实践应用，将所学的热工学知识、燃烧学知识在电站锅炉中加以应用，达到学生对锅炉原理中炉内燃烧、锅内传热及水动力和烟风阻力知识融会贯通、举一反三，为灵活应用打下坚实基础，又能激发学生学习后续专业选修课程的欲望和热情，培养学生学习后续课程的好奇心、主动性和积极性。
（2）实践训练课程内容进程科学有序化。“锅炉原理”课程本身知识点之间的顺序决定了课程实践训练教学内容的设计次序，要由浅入深、层层推进、由易到难，脉络清晰。因此，训练内容应严格按照锅炉原理本身的发展进行设计。内容主要包括客观认识实践、原理性演示验证实践和工程实践训练三大内容。
客观认识实践主要是对锅炉实物、锅炉机组整体模型、锅炉重要设备的直观认识，如在开设“锅炉原理”课程前进行电厂认识实习，对锅炉的实物直观认识，在“锅炉原理”课程第一节绪论课和锅炉组成课讲解后进行模型实验，通过模型参加实验、拆装模型和动画模型模拟巩固加深锅炉机组系统及组成知识。
原理性演示验证实践。笔者通过几年的“锅炉原理”教学发现，锅炉的水循环内容是该课程的难点之一，学生往往难以理解和掌握，通过课程原理性演示和实践可以帮助学生理解和掌握水循环等难点。该部分主要是对自然循环原理、直流锅炉原理等的演示验证实践内容。
工程实践试验主要是对锅炉的三大计算能力的训练实践，包括锅炉辅助计算、热力计算、水动力计算、烟风阻力计算和强度计算的实践训练、锅炉热平衡的实验和锅炉机组运行仿真实验训练。
（3）实践训练课程内容设计层次化。内容设计要贯穿层次化的思路，内容的难易程度要进行层次化设计，对训练中的每一个内容根据其在课程中的总体地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同层次进行分级定位；同时，根据学生个体水平的差异，对同一内容也要进行层次化设计，在满足分级定位要求和大部分学生学习基础上，对那些学有余力的学生进行进一步的拓宽设计。比如锅炉的计算，对于普通的学生则只要会进行锅炉的辅助计算、各受热面热力计算和简单的水循环计算即可，而对于部分学有余力的学生，则可更进一步进行较复杂的水动力计算、强度计算和烟风阻力计算，并完成一些计算程序的编制。
（4）实施方式多元化。课程实践训练教学是实践性课程，因教学学时、实验室资源等多方面的因素，决定教学实施的方式必须多元化，即课堂、实验室和企业生产三位一体，课堂演示、实验室参观验证实践和电厂实践构成全方位多层次的实践训练。传统与现代先进技术结合，实践训练中采用比如计算机程序模拟、动画设计模拟实践、锅炉事故仿真模拟等先进技术手段实施实践训练。
2.“锅炉原理”课程实践训练教学具体内容设计
我校“锅炉原理”课程计划学时64学时，其中实验6学时。其前期基础课程包括“流体力学”、“工程热力学”、“传热学和燃烧学”，还开设了后续课程“锅炉运行”和“单元机组集控运行”。“锅炉原理”课程内容多、难点多、实践性强，“锅炉原理”课程通常设置有锅炉原理课程设计，我校“锅炉原理”课程设计时间为1.5周。实际上，仅靠课程设计和6学时的实践训练难以达到学生牢固掌握锅炉原理理论知识、灵活运用所学解决实际问题的目标。“锅炉原理”课程实践训练教学包括锅炉原理6学时实验课、1.5周课程设计、16学时单元机组集控运行实验，但主要利用学生的课余时间进行。教学过程贯穿第5至第8学期，延续2年时间，实践训练教学包括13个内容，90小时。具体内容和建议学时如下。
电站锅炉机组实物模型和虚拟模型实践，2学时。标准煤样工业分析验证性实验，4学时。混合煤工业分析测试实验，4学时。煤的发热量测定实验，2学时。自然循环锅炉工作原理实验，1学时。多管水循环验证实验，1学时。直流锅炉工作原理实验，1学时。锅炉综合测试项目设计实验，13学时。锅炉原理课程设计训练，32学时。锅炉水循环计算训练，10学时。锅炉烟风阻力计算训练，6学时。锅炉启停仿真训练，8学时。锅炉运行仿真训练，8学时。
三、“锅炉原理”课程实践训练教学实践
我校“锅炉原理”课程实践训练教学课题在2008提出，在2006、2007和2008年级开始实施，实践证明，通过“锅炉原理”课程实践训练教学，激发了学生学习专业知识的热情，巩固和加深了锅炉原理知识的理解，提高了学生的专业素质，培养了学生动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力。我们对2006和2007年级的学生进行锅炉实践能力的调查分析发现，无论是研究生复试（锅炉及锅炉相关知识的笔试和面试），还是就业面试（热工学和锅炉等口试）过程中，学生对锅炉相关考题从容自如，安之若素。当然，在教学内容设计方面还需进一步改进，实施的方式还需更科学合理。
参考文献：
[1] 于广锁,林伟宁,梁钦锋.锅炉原理课程教学的探索与研究[j].化工高等教育,2007,(3):29-31.
锅炉是用以生产热水或蒸汽的设备，在国民经济中具有异乎寻常的重要作用，电站锅炉是火力发电系统三大主机之一，对火电的高效、洁净和安全生产及其重要，因此，“锅炉原理”是热能与动力工程专业最核心专业课程之一。“锅炉原理”课程主要讲授锅炉的基本工作原理，包括锅炉的炉内燃烧原理及燃烧设备、锅炉的传热过程、锅内水动力、受热面外部工作过程和先进锅炉技术的发展等内容，要求学生掌握锅炉工作过程的基本理论及锅炉设备的相关知识，并培养学生分析工程问题、锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
为适应创新型国家发展战略，高等教育要实现从知识型向创新型培养目标转变，具体到“锅炉原理”的课程教学中，创新应贯穿课堂理论教学和课程实践训练教学。对“锅炉原理”课程的理论教学内容设计、教学手段、教学方法等方面已有较多的探讨和实践研究，[1-4]本文从“锅炉原理”课程实践能力的培养出发，重点讨论华北水利水电学院（以下简称“我校”）“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法。
一、“锅炉原理”课程实践训练教学的定位
“锅炉原理”课程实践训练教学的定位必须符合我校热能与动力工程专业定位，应全面贯彻党的教育方针，遵循大学教育教学规律，秉承我校办学理念，实施“基础、实践、创新”三位一体的培养模式，在教育教学中，坚持夯实基础、强化实践、注重创新的思想，培养吃得苦、下得去和用得上的专业技术人才。应以“宽基础、强能力、高素质”为培养人才的宗旨，注重学生的动手能力、创新意识与能力的培养，加强实践性教学环节，优化教学方法与教学手段。专业实践能力培养始终围绕“强化实践教学、提高学生素质、培养创新意识、重在实际应用”的教学指导思想，从人才培养目标、实验教学体系、实验教学内容和方法、实验教学队伍、实验环境条件和实验室管理体制等方面进行了全方位的改革与建设，探索实现基础性验证实验、测定试验、创新性科研训练实验和拓宽知识面的演示实验的“四级实验”教学体系，实现教育创新。“锅炉原理”课程实践训练教学应实施从理论到实际、从传统到创新、从课堂到工程项目的工程化实践教学思想，围绕动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力，达到加深理论知识的掌握和应用，在实践训练中切实培养学生处理工程问题，进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
二、“锅炉原理”课程实践训练教学内容的设计
“锅炉原理”课程实践训练教学内容尚无可参考材料，根据我校热能与动力工程专业人才培养和“锅炉原理”课程大纲的要求，基于我校的专业师资、实验室和实习资源以及用人单位和历届毕业生的建议，科学制定“锅炉原理”课程实践训练教学内容。
1.“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计原则
对我校“锅炉原理”课程实践训练教学内容进行设计时，实行“工程化”设计思路，并遵循四个原则，即实践训练内容以“锅炉原理”为中心、内容进程科学有序化、内容设计层次化和实施方式多元化。
（1）以“锅炉原理”为中心，多课程之间紧密联系化。鉴于“锅炉原理”是热能与动力工程专业的最重要专业课，处于前期的专业基础课程以及后续课程之间的中心地位，因此在设计“锅炉原理”课程实践训练教学内容之前，先对我校“流体力学”、“工程热力学”、“传热学”和“燃烧学”等基础课以及后续专业选修课程比如“大型锅炉运行”、“单元机组集控运行”和“循环流化床燃烧技术”等课程的教学大纲、实验大纲、知识点讲授情况以及实践实验训练情况进行详细调查、分析和总结，做到了然于胸，确保“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业选修课程的紧密联系，力求通过该课程实践训练，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，加强对所学基础知识的实践应用，将所学的热工学知识、燃烧学知识在电站锅炉中加以应用，达到学生对锅炉原理中炉内燃烧、锅内传热及水动力和烟风阻力知识融会贯通、举一反三，为灵活应用打下坚实基础，又能激发学生学习后续专业选修课程的欲望和热情，培养学生学习后续课程的好奇心、主动性和积极性。
（2）实践训练课程内容进程科学有序化。“锅炉原理”课程本身知识点之间的顺序决定了课程实践训练教学内容的设计次序，要由浅入深、层层推进、由易到难，脉络清晰。因此，训练内容应严格按照锅炉原理本身的发展进行设计。内容主要包括客观认识实践、原理性演示验证实践和工程实践训练三大内容。
客观认识实践主要是对锅炉实物、锅炉机组整体模型、锅炉重要设备的直观认识，如在开设“锅炉原理”课程前进行电厂认识实习，对锅炉的实物直观认识，在“锅炉原理”课程第一节绪论课和锅炉组成课讲解后进行模型实验，通过模型参加实验、拆装模型和动画模型模拟巩固加深锅炉机组系统及组成知识。
原理性演示验证实践。笔者通过几年的“锅炉原理”教学发现，锅炉的水循环内容是该课程的难点之一，学生往往难以理解和掌握，通过课程原理性演示和实践可以帮助学生理解和掌握水循环等难点。该部分主要是对自然循环原理、直流锅炉原理等的演示验证实践内容。
工程实践试验主要是对锅炉的三大计算能力的训练实践，包括锅炉辅助计算、热力计算、水动力计算、烟风阻力计算和强度计算的实践训练、锅炉热平衡的实验和锅炉机组运行仿真实验训练。
（3）实践训练课程内容设计层次化。内容设计要贯穿层次化的思路，内容的难易程度要进行层次化设计，对训练中的每一个内容根据其在课程中的总体地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同层次进行分级定位；同时，根据学生个体水平的差异，对同一内容也要进行层次化设计，在满足分级定位要求和大部分学生学习基础上，对那些学有余力的学生进行进一步的拓宽设计。比如锅炉的计算，对于普通的学生则只要会进行锅炉的辅助计算、各受热面热力计算和简单的水循环计算即可，而对于部分学有余力的学生，则可更进一步进行较复杂的水动力计算、强度计算和烟风阻力计算，并完成一些计算程序的编制。
（4）实施方式多元化。课程实践训练教学是实践性课程，因教学学时、实验室资源等多方面的因素，决定教学实施的方式必须多元化，即课堂、实验室和企业生产三位一体，课堂演示、实验室参观验证实践和电厂实践构成全方位多层次的实践训练。传统与现代先进技术结合，实践训练中采用比如计算机程序模拟、动画设计模拟实践、锅炉事故仿真模拟等先进技术手段实施实践训练。
2.“锅炉原理”课程实践训练教学具体内容设计
我校“锅炉原理”课程计划学时64学时，其中实验6学时。其前期基础课程包括“流体力学”、“工程热力学”、“传热学和燃烧学”，还开设了后续课程“锅炉运行”和“单元机组集控运行”。“锅炉原理”课程内容多、难点多、实践性强，“锅炉原理”课程通常设置有锅炉原理课程设计，我校“锅炉原理”课程设计时间为1.5周。实际上，仅靠课程设计和6学时的实践训练难以达到学生牢固掌握锅炉原理理论知识、灵活运用所学解决实际问题的目标。“锅炉原理”课程实践训练教学包括锅炉原理6学时实验课、1.5周课程设计、16学时单元机组集控运行实验，但主要利用学生的课余时间进行。教学过程贯穿第5至第8学期，延续2年时间，实践训练教学包括13个内容，90小时。具体内容和建议学时如下。
电站锅炉机组实物模型和虚拟模型实践，2学时。标准煤样工业分析验证性实验，4学时。混合煤工业分析测试实验，4学时。煤的发热量测定实验，2学时。自然循环锅炉工作原理实验，1学时。多管水循环验证实验，1学时。直流锅炉工作原理实验，1学时。锅炉综合测试项目设计实验，13学时。锅炉原理课程设计训练，32学时。锅炉水循环计算训练，10学时。锅炉烟风阻力计算训练，6学时。锅炉启停仿真训练，8学时。锅炉运行仿真训练，8学时。
三、“锅炉原理”课程实践训练教学实践
我校“锅炉原理”课程实践训练教学课题在2008提出，在2006、2007和2008年级开始实施，实践证明，通过“锅炉原理”课程实践训练教学，激发了学生学习专业知识的热情，巩固和加深了锅炉原理知识的理解，提高了学生的专业素质，培养了学生动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力。我们对2006和2007年级的学生进行锅炉实践能力的调查分析发现，无论是研究生复试（锅炉及锅炉相关知识的笔试和面试），还是就业面试（热工学和锅炉等口试）过程中，学生对锅炉相关考题从容自如，安之若素。当然，在教学内容设计方面还需进一步改进，实施的方式还需更科学合理。
参考文献：
[1] 于广锁,林伟宁,梁钦锋.锅炉原理课程教学的探索与研究[j].化工高等教育,2007,(3):29-31.
作者简介：魏博（1985-），男，新疆阿克苏人，新疆大学电气工程学院，讲师；胡申华（1972-），男，湖南慈利人，新疆大学电气工程学院，教授。（新疆 乌鲁木齐 830000）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0092-02
少数民族大学生教育是我国高等教育的重要组成部分，是提高少数民族地区科学文化水平，加快我国社会主义现代化建设的一条重要途径。[1]新疆是一个多民族地区，民族地区科技展的关键之一是民族科技队伍的壮大。[2]当前，新疆作为我国最主要的能源基地，煤炭储量超过全国储量40%以上，在未来很长一段时间内，将为我国电力事业的发展提供强大的能源基础。[3]大量的电力企业进驻新疆，对热能与动力工程专业学生的需求日益扩大，对该专业学生的专业知识素养要求也逐渐提高。“锅炉原理”是热能与动力工程专业最主要的专业课之一，[4]如何使少数民族学生较好地掌握该门课程，是新疆热能与动力工程专业任课教师的一个新的挑战。本文结合新疆大学（以下简称“我校”）给少数民族学生讲授“锅炉原理”课程所积累的一些经验，针对该课程的教学进行一些探讨和研究。
一、新疆少数民族大学生特点
1.汉语言水平低
目前热能与动力工程专业课教育采用汉语授课方式，由于部分来自经济发展落后地区的少数民族学生基本或仅仅只懂一点汉语。这些少数民族大学生入学后仅接受过一年时间的汉语教学，使其中部分少数民族学生未能达到接受专业教学的一般汉语水平，对专业教学带来了很大的困难。[5]
2.基础知识相对较差
由于新疆地域广阔，偏远地区发展落后，师资力量及水平严重不足，导致学生在中学阶段学习基础不足，尤其是热能与动力工程专业教学需要强大的数学和物理基础，与学生现有知识之间差距产生了很大的矛盾。[6]为解决该问题带来的困难，加大了“锅炉原理”课程总课时量，以期通过对基本知识的重复，使学生能够更好地掌握知识。但大量的课程教学（比同级汉族班多15%）也给民族学生带来了很大的学习压力。
3.学习以简单记忆为主
由于“锅炉原理”课程需要使学生灵活运用所学知识，并用于解决电站锅炉运行、检修时的实际问题。但少数民族学生由于汉语水平不高，汉语理解能力有限，学习主要以简单记忆为主，缺乏解决问题的能力。
新疆少数民族学生在学习时存在的主要困难集中在语言掌握能力不足，给教学带来了很多困难。[7]
二、“锅炉原理”课程重要性及其特点
“锅炉原理”是热能与动力工程专业的核心课程，其主要目的是让学生认识和了解锅炉，熟悉其工作流程，设备组成及工作原理，影响锅炉安全、经济运行的因素，不同故障的解决方案，并能对锅炉进行设计计算。[8]
1.内容复杂性和学科交叉性
锅炉是一种结构非常复杂的大型能量转化设备，“锅炉原理”围绕着锅炉进行，是一门实践性很强的专业课。[9]该课程主要分为四部分：第一，燃料及燃烧，涉及到燃料性质、燃烧理论、燃烧设备、制粉设备等知识；第二，换热及换热设备，换热原理涉及到炉膛辐射换热，水平烟道和竖直烟道对流换热，管壁导热及管内对流换热；换热设备包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器等；第三，空气、烟气及水动力学涉及炉膛空气动力学、水汽循环、蒸汽品质及净化；第四，锅炉运行及自动控制，涉及炉内结渣、受热面积灰、腐蚀、磨损等。从上述内容可见，课程涉及传热学、流体力学、热力学、燃烧学、材料力学、机械工程、电工学、自动控制原理、无机化学等多个学科领域，学科交叉性很强。当前高参数、大容量临界锅炉的快速发展，需要学生对各方面的知识都有所了解。
2.知识点分散性及各部分之间的联系性
“锅炉原理”内容的复杂性导致了其知识点具有很强的分散性，但是各部分的知识主要服务于锅炉的能量转化过程，各知识点之间又通过锅炉整体联系紧密联系在一起。首当其冲的问题就是要让学生对锅炉整体有宏观的了解，但去锅炉现场的认识实习都安排在课程结束后，学生很难将理论知识与实际的锅炉联系起来；其次，在各知识点分开讲授时，无论从哪里开始讲都会碰到其他没有学过的知识，这就需要讲清在锅炉整体中起到的作用，并与锅炉整体联系起来，有时知识点前后交叉，令少数民族学生接受存在困难。
三、教学方法探索
1.重点基本概念重复性讲授
由于少数民族学生汉语水平有限，理解能力与汉族学生相比，存在一点的差距，这就要求在讲授“锅炉原理”基本概念时，对基本概念必须进行多次重复，以保证学生能够对基本概念理解及记忆。如讲授锅炉热量平衡时，在该章节开始时，就需要对热平衡概念进行详细的阐述，讲清锅炉吸热量q1、排烟热损失q2、化学未完全燃烧热损失q3、机械未完全燃烧热损失q4、散热损失q5及灰渣物理热损失q6的具体意义，并举例说明，让学生对热量平衡的各个内容有全面的认识；在第二次课开始时，对这些概念进行重复介绍，强化学生的记忆；在锅炉机组热平衡这一章结束时，再对该知识点进行重复，学生经过三次重复，基本能掌握该知识点。
2.锅炉设备形象化
锅炉结构极其复杂，单纯讲授和课本上简单的图表很难使少数民族学生理解锅炉设备的结构；锅炉的能量转换过程包括燃料燃烧将化学能转化为烟气的热能，烟气热能传递到循环水中，热力过程相对较多。在讲授的时候，可借助CAD、3DMAX等动画制作软件画出锅炉设备工作流程，FLUENT、ANALYSIS、SOLIDWORKS等仿真软件对燃烧、流动、换热过程进行模拟，将结果展示给学生看，加强少数民族学生对相关知识点的理解，使其在毕业工作后，更易于将所学知识与现场实际结合起来。
3.锅炉参数数字化
“锅炉原理”是与电厂实际紧密结合的一门课程，为了使少数民族学生对锅炉的认识更加深刻，需要使用一些电站锅炉经典数据，强化这部分学生对锅炉设备、运行过程的理解。如：电站锅炉排烟温度一般为120℃，还需讲清原因，因为排烟温度越高，则排烟损失越大，在涉及阶段就要尽可能降低排烟温度，但是温度太低，则会使烟气中的SO2在尾部烟道凝结，腐蚀受热面；再如，举例某350MW超临界锅炉炉膛的长、宽、高分别为15.287m、13.217m、59.0m，同时讲清设计成该参数的原因，主要与煤质有关，针对易结渣煤，需要较小的容积热负荷，则锅炉容积需要越大；针对难着火煤，需要较大的截面热负荷和燃烧器区域热负荷，则锅炉截面积需要较小；针对难燃尽煤，需要燃烧时间加长，则锅炉需要较大的高度。通过数据可加强学生的记忆，并对锅炉有了更加具体的认识，可提高少数民族学生对相关知识点的理解。
4.相关知识联系化
“锅炉原理”知识结构复杂，但是很多内容都具有很强的联系性，在讲授时需要用前后联系、横向对比等方式进行讲授，如：在讲授锅炉燃料成份时，可联系其他方面知识进行讲授。煤的工业分析可得到煤中水分、挥发分、固定碳、灰分。水分会影响到燃料的着火，在着火阶段，需要先用部分热量加热煤中水分，使其全部蒸发；蒸发后，在煤中留下孔隙，又利于燃料更快地接触氧气；经过换热后，水分热容量大，会增大排烟损失。挥发分是决定燃料是否易于着火的主要参数，挥发分越高，越容易着火，那么在设计锅炉时，其截面热负荷要求则越小。固定碳是燃料中主要的发热部分，其含量越高，发热量越高，用煤量越少，但其致密程度影响煤在炉膛中的燃尽。越致密，燃尽能力越低，则需要在设计锅炉时增加锅炉高度，在低负荷运行时尽量使用下层燃烧器，或降低煤粉细度来保证煤的燃尽，降低未完全燃烧热损失。灰分含量影响灰渣物理热损失q6，灰分越大，q6越大；灰分大的煤，在燃烧时会在煤粒外部形成一层灰壳，阻挡氧气与煤中的可燃性物质接触；灰分大的煤，烟气中灰颗粒较多，会增加对受热面管道的磨损。
这样讲授这部分知识可使少数民族学生详细地理解燃料与其他过程的相互关系，便于学生对全体知识的掌握。
四、结束语
“锅炉原理”课程是热能与动力工程最主要的专业课之一，与实际电厂联系紧密，对学生来说非常重要，但该课程知识点多，涉及面广 ，且相互间联系紧密，教师难教，学生难学，尤其是地处新疆的少数民族学生的教育和学习更加困难。笔者在教学中进行了一些有益的探索，增强了学生对锅炉的理解，使大多数少数民族学生能够掌握“锅炉原理”的基本知识点，取得了较好的教学效果。
参考文献：
[1]姜波，熊发政.少数民族工科人才培养的紧迫性与特殊性[J].新疆大学学报（哲学・人文社会科学版），2013，（1）：71-73.
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[3]吴筠.对新疆煤炭资源开发利用的思考 [J].新疆社科论坛，
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[4]王世昌.浅论《锅炉原理》教学的新问题和对策[J].教育教学论坛，2013，（43）：51-53.
[5]吴建琴.新疆少数民族大学生《基础物理》学习策略研究[J].上海：华东师范大学，2007.
[6]李玉芳，刘洪光，曾小云.新疆少数民族大学生专业课程教学方法的探讨[J].教书育人，2009，24（21）.
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0114-02
“锅炉原理”是能源与环境系统工程专业（简称“能环专业”）本科生的重要专业课程，在学生完成传热学、工程热力学、流体力学等专业基础课程的基础上，课程以热力发电厂的生产和运行过程为背景，主要传授锅炉运行的基本原理、锅炉的主要组成结构和锅炉相关的计算方法。“锅炉原理”课程的特点是知识面很广、内容非常丰富、综合性很强，通过有限的学时使学生掌握好本门课程是专业课教师面临的主要问题。[1-3]
我国的能环专业由热能与动力工程发展而来，该专业由浙江大学最早创立并于2003年开始招收第一届本科专业。建立能环专业是为了适应国家能源战略发展要求，把热能动力和能源环境密切联系起来，使学生掌握能源与环境系统工程的基本理论，具备进行能源与环境工程及设备的设计、优化、控制和研究创新的综合能力。[4，5]东华大学于2008年开始招收能环专业本科，是东华大学较为年轻的专业。本文将结合东华大学能环专业的实际情况，浅谈“锅炉原理”课程建设过程中面临的问题、课程建设的内容和一些收获。
一、课程建设面临的问题
1.东华大学开设能环专业较晚，与锅炉原理课程相关的教学经验较缺乏
基于此，根据专业教学大纲，东华大学借鉴了浙江大学、山东大学、大连理工大学等重点院校能环专业教材，选取了由东南大学泰教授主编的《锅炉原理》中的相关章节，并进行一定程度的修订后作为学生上课教材。[3]
2.锅炉原理课程教学内容需和专业发展方向一致
和国内传统的热能动力领域高校，如清华大学、浙江大学、西安交通大学、东南大学等高校不同，东华大学能环专业不是以对口火电厂为主的传统的热能动力专业，这和学校以纺织学科为特色、热能动力专业发展起步晚等原因密切相关。因此，如果按照传统热能领域的培养方式，东华大学的能源与环境系统工程专业相比传统热能高校将处于劣势。然而，目前国内锅炉原理课程都是以电站锅炉为背景而设立，授课内容通常围绕电站煤粉锅炉进行。因此，结合东华大学能环专业特色将“锅炉原理”进行一定程度的修订。
3.课程内容多、综合性强，和锅炉原理课程学时少相矛盾
锅炉原理课程内容丰富，综合性强，包括燃料及燃烧计算、煤粉制备、燃烧理论及设备、锅炉受热面及工作原理、锅炉热力计算、水动力过程、锅炉外部过程及污染物净化，等等。因此，在20世纪八九十年代，传统院校锅炉原理课程安排的学时较多，分上、下两个学期进行，总学时达到96学时甚至更多。然而，随着教学改革的不断推进，为拓展学生知识面的新课程大幅增加，使得锅炉原理课程的学时不断压缩。东华大学能环专业分配到锅炉原理的课时为48学时，课程在一个学期内完成，学时相比以前压缩了一半。由于课时数少，因此很难在有限的时间内让学生掌握锅炉原理的结构组成、工作原理和计算方法。
4.锅炉技术发展迅速和锅炉原理教材内容更新慢相矛盾
锅炉原理是一门与时俱进的学科。随着锅炉技术的不断发展，锅炉原理的许多知识也在不断拓展和深化。因此，要求教学过程中不断完善锅炉原理教学大纲，更新和扩充教学内容，使锅炉原理课程内容跟上锅炉技术发展的最前沿。然而，目前的实际情况是，锅炉原理的教材内容更新较慢，这有多方面原因：首先，为保证教材内容的正确性，优秀的锅炉原理教材往往经历多年的编写和修订，因此教材的内容主要反映锅炉的成熟技术，锅炉最前沿的技术则不会详述；其次，锅炉原理理论和实践结合非常紧密，锅炉的许多先进技术往往掌握在一些国内外知名锅炉设计和制造商手中。出于知识产权保护的考虑，这些企业非常注意图纸、计算方法等技术资料的保密，这就给锅炉教材的更新造成客观上的困难。
二、课程建设的总体思路
开展锅炉原理课程建设首先要确立先进的教学思想，即教学思想要与国家战略需求、学生综合素质和能力的提高以及专业发展方向一致。锅炉原理的指导思想，一方面是强化学生对锅炉基本理论的认识，另一方面是提高学生分析和解决问题的综合能力。以学生综合能力的培养为核心进行课程规划，确定课程教学内容，探索教学手段，不断进行教学方法的创新。
三、课程建设的具体内容
1.教材选择
如前所述，由于东华大学以纺织学科为特色、热能动力专业发展起步晚等原因，能环专业的发展很难再走传统热能动力强校的老路。但学校对能环专业的重视和不断投入大笔专业建设资金，为能环专业的快速发展带来巨大契机。能环专业是国家特设专业，是国家为满足能源与环境领域专业人才的需求而特设的专业。随着人类对能源的空前需求，煤、石油和天然气等不可再生能源正在以前所未有的速度进行消耗，对不可再生能源的严重依赖使人类进入空前的能源危机；另一方面，由于矿物质能源的消耗所带来的环境污染、温室效应、气候变化等全球性问题也给人类社会的可持续发展敲响了警钟。
基于此，人类对生物质能等可再生能源的重视程度进入了前所未有的高度，也给东华大学能环专业的发展带来巨大的机遇和挑战。此外，也给锅炉技术的发展带来契机，燃煤锅炉不再局限于燃煤，还可以在生物质能利用过程中发挥巨大作用，以生物质为燃料的锅炉技术得到了快速发展。例如，以垃圾为燃料的垃圾焚烧锅炉、以污泥为燃料的污泥焚烧锅炉和以秸秆等农林作物为燃料的锅炉，等等。尽管目前出版的锅炉原理教材均以燃煤电站锅炉为背景而编写，但生物质锅炉等新兴锅炉也是在燃煤锅炉基础上发展起来，燃料的燃烧计算理论、燃烧设备、锅炉热力计算方法等内容并未发生显著变化。因此，选取了由东南大学泰教授主编的《锅炉原理》中的相关章节进行一定程度修订后作为学生的教材。
2.教学内容
教学内容主要包括燃料及燃烧计算、燃烧过程的理论基础、锅炉受热面结构和工作原理、锅炉热力计算、锅炉内部过程、锅炉外部过程及燃烧污染物净化技术。受学时所限，课堂上不可能对所有的知识点都讲深讲透，课程内容必然有所侧重。目前，大多数学校对锅炉原理课程内容偏重于燃料及燃烧计算、锅炉受热面结构和工作原理、锅炉热力计算（包括热平衡计算、炉内计算和对流受热面计算）、锅炉整体布置和水动力计算。[6，7]在学时较少的情况下，一般不再讲授锅炉强度计算和通风计算。为体现东华大学专业特色，对锅炉原理授课内容进行相应调整，例如在锅炉燃料介绍中侧重煤和生物质燃料，锅炉炉型不再侧重于煤粉炉，而是侧重于链条炉和生物质锅炉，煤粉制备不再介绍，等等。
3.教学方法
打破传统条条框框式教学，建立师生互动教学模式，建立教师讲解基本知识和重点―学生课堂讨论―学生提问和老师答疑授课程序，实现在轻松活泼的课堂教学环境中解决教学中的难题。教学内容由浅入深，并选取具有代表性的例题进行详细讲解。一些重要的知识点，如燃料和燃烧计算、锅炉受热面、锅炉热力计算、锅炉水力计算和锅炉整体布置等内容都要涉及，但在难度和深度上合理安排，时间安排紧凑，重点内容讲解投入时间比例要多一些。由于锅炉课程与现代科技发展密切相关，要求课程教学能及时反映锅炉技术的发展，通过深入锅炉现场考察和拍摄大量锅炉及内件照片，为上课提供生动资料。对于锅炉设备结构的讲解采用三维图片和设备运行动画相结合的方式，突破传统二维图片过于抽象的局限，加强学生对设备结构的理解。
4.教学手段
东华大学锅炉原理课程采用以多媒体教学为主、传统黑板板书教学为辅的教学模式，利用现代多媒体网络技术制作图文并茂的多媒体课件，锅炉设备结构、锅炉运行动画等教学内容必须通过多媒体工具进行展示。而对于锅炉理论和计算的讲解，例如燃烧理论、燃料燃烧计算、热平衡计算等内容往往涉及复杂的公式推导，通过采用黑板板书讲解的方式则能够促进学生对理论和计算内容的理解与掌握。
5.教学网站
利用学校的网络平台建立了锅炉原理教学网站，网站中设立了课程简介、课程内容、学术交流、课外知识等栏目。学生和老师可以在网上下载或上传资料，进行资源共享。学生可以在学术交流区向老师提出疑问，老师则可以定期上网答疑，师生交流互动方式更加灵便和自由。
6.考核方式
锅炉原理课程采用多样化的考核方式，考核内容包括平时成绩考核和期末成绩考核，以期末成绩考核为主。由于学时所限，课堂中不可能安排很多时间用于学生的训练，因此课程注重学生的课后练习，平时作业成绩占课程总成绩的10%；定期组织课堂讨论和小测验，该成绩占总成绩的10%；考核学生出勤率，出勤成绩占总成绩5%，无故旷课迟到学生出勤分将会打折扣。总之，考核方式的设定要体现教学的公平性，尽可能减少一些学生平时不努力、临时抱佛脚的现象，同时也要激发学生的学习积极性。
四、总结
2008年至今，通过课题组成员的不懈努力，锅炉原理课程先后建立了课程教学大纲、多媒体课件和课程网站、锅炉仿真模型等教学资源，课程建设取得很大成效。通过教学手段和教学资源的不断完善，学生的学习兴趣也不断提高。今后，我们将在已有的基础上不断改进教学方法，不断充实和更新教学资源，使东华大学锅炉原理课程教学水平不断迈上新台阶。
参考文献：
[1]于广锁，林伟宁，梁钦锋.锅炉原理课程教学的探索与研究[J].化工高等教育，2009，（3）：29-31.
[2]王培萍，李伟然，徐敏强，等.“电站锅炉原理”教学改革的实践经验[J].中国电力教育，2009，（10）：80-81.
[3]泰.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2009.
[4]王丽丽，李文哲，王忠江.能源与环境系统工程专业优势及其未来发展[J].高等农业教育，2010，（6）：54-56.
化工原理课是高校化学工程与工艺、应用化学、环境工程、制药工程、生物技术等专业的一门理论性、实践性很强的专业技术课。课程以工业工程应用为背景；以单元操作过程为对象；以三传一反为原理框架。它主要讲授化工单元操作过程的基本原理、典型过程设备结构，进行过程工艺设计计算、设备设计或选型及单元过程的操作分析，是理论与实践密切结合的技术基础课。化工原理是门实践性较强的学科，而学生在学习过程中缺乏生产实践及经验知识，缺少对单元过程、设备的认识和了解。因此，学生普遍感觉此门学科的理论知识和计算方法抽象，不易理解；学生普遍反映课程学习起来较困难[1]。究其原因：首先，该课程的很多知识点是工程实践直接经验化而来，其次，该课程综合了物理化学、高等数学、化工热力学、传递过程和反应工程等众多学科。再次，目前很多高校迫于政策调整，对这门课程的课时进行压缩减少，使得这门课程的理论课时减少了10%左右[1]。因此，对于化工原理这门学科，尤其是学时少，学生学习起来更加困难。故针对少学时的专业，设计一套更为符合本门专业学生实际情况的教学计划显得尤为重要。
2.案例互动教学
化工原理是一门实践性较强的课程，它和工业领域的实际操作过程有着紧密的联系。由于化工原理中每个单元操作都面临着复杂的实际问题。因此，使得学生学好这门课，建立起学习的兴趣是必要的。为此，笔者在教学过程中摸索出了一种因材施教的新方法，即案例引导式教学。简单概括为，在每一章内容之前，介绍一个和本章关系较大的工业或者日常生活案例，案例需要具备一定的科学性以及需要用到本章原理去解释[2]。在介绍过程中（展示形式多样，可以口述，也可以以多媒体形式展示），适当的留一些问题，让学生带着问题去听课，之后和学生就案例中的问题进行互动讨论。以下笔者给出化工原理教学中可以用到的一些经典案例，这些案例将有意于激发学生的学习兴趣，让学生从易于理解的案例中获得一些科学原理，从而建立起探索科学问题的兴趣[3]。
3.传热案例
以家庭暖气片为例：从房间内暖气片的换热现象开始，以提问的方式引导学生。首先，介绍换热片的传热原理，引出传热的第一种方式：热传导；接着，假设房间内有空气流动，如：风扇强制空气对流，这将使得传热速率加快、使得房间里远处的人很受到温度的升高，这就是“热对流”。以上热对流和热传导的定义已经给出。再次，引出热辐射。在自然生活中，热辐射存在于很多地方，如：太阳对地球的热传递，人能感受到热量，这是由于太阳以热辐射的方式向地球传递热量。综上，三大传热方式的简单原理已经解释的较清晰了。传热的形式包括：热传导，热对流，热辐射[4]。本文将详细讲解传热案例。
热传导：热量为什么会传递？换热片温度高，导致和换热片接近的空气温度升高，高温空气分子能量较高，通过在无规则的碰撞分子之间发生能量传递，高温的分子使得相邻的低温分子温度升高，从而实现热量传递。在密闭房间内，假设无空气流动，仅仅靠无规则的分子碰撞发生热量传递，这样的热传递就是热传导。
热传导速率的影响因素：热传导是热量传递的一种方式。热传导的速率有快有慢，这跟一些因素有关。传热介质的性质对热传导的速率影响很大，也可以用案例的方式来引导学生去思考，让学生自己思考自己得出结论。这里给出一个日常生活的传热介质案例来引导学生。不少学生都有游泳的爱好，可是为什么在水中明显感觉较冷呢？为什么下雨天里，衣服被淋湿了，人体就明显感觉冷呢？在学生的互动中可以得到很到答案，但是基本都会以非科学术语的方式回答。教师在解释的时候需要注意学生对专业术语的理解能力。水和空气都是一种传热介质，气体和液体的本质区别体现在分子原子之间的距离上。液体分子之间的距离较近，而液体分子之间的距离要高于气体分子多个数量级，因此在热传导时，气体的热传导的阻力要远高于液体。即气体的热导率要远低于液体。由此，大体可以得到热导率的对比：气体
热对流：一个比较简单的例子，倒一杯开水放在桌子上，由于杯子里的水和周围空气的流动，使得水温逐渐变得和周围环境的温度一样了，这是热的对流。如果在杯子上加个盖，就把对流的道路挡住了。可是这杯水依然会变凉，只是时间长些。这是因为杯子有传热的性质，这就是上面讨论的热传导。在房间内，起初无空气流动，仅仅是热传导。若将电扇打开，增强空气流动，空气分子发生对流，此时可以和学生互动，让学生来解答在有空气流动和无空气流动的时候哪种方式传热更快，即哪种方式更利于暖气片散热。学生的回答是前者，即有空气流动的情况下更易于传热。此时让学生阐述为何有空气流动下更易于传热。从学生的阐述中可以了解学生对传热过程的兴趣。接着教师点评学生的观点。从学生的观点里可以提取一些比较能容易让学生接受的热对流原理。将这些原理加入科学术语，学生会有较深的映像，因为这是从学生自己的思维理解里总结出的“为什么？”最后总结热对流的基本概念。在有介质对流的存在下，冷热的介质将热量从高温处传递到低温处的现象称为热对流。在案例中，暖气片周围温度较高，有空气对流时，空气的流动使得暖气片周围的热空气和远处的冷空气发生位移从而混合，导致冷热流体发生传热，最后导致的结果是房间内对流程度越大，房间平均温度升温越快。由此可以得出结论，同样条件下，相比无空气对流的情况，有空气对流的传热效率更高传热更快[5]。
热辐射：高温的物体激发产生电磁波，向空间传播，称为热辐射。太阳就是个很好的例子。阳光明媚户外里人体为什么能感受到热？这样的问题看起来很简单，学生的答案较多。热辐射这个名词听起来较深奥，但是学生们知道太阳就是热辐射的一个典型例子，就会对热辐射不陌生。热辐射有的地方需要加强有的地方需要减弱。可以适当例举一些例子加以深化说明。减弱热辐射的例子：很多工业管道上都有一层银色的保温层，这是为了减少热辐射，防止管道内热量以热辐射的方式向外传热。这是因为银色物质对热辐射有反射作用，能将辐射出的热量反射回去。在银色的保温层内都有一层海绵层，这是为了减少热传导。增强热辐射的例子：太阳能热水器的受热部位都涂有一层黑色的吸热物质。
热传导、热对流和热辐射是传热的三种方式。在自然界和工业界里很多过程都是这三种传热方式同时发生的。为了将这三种传热方式结合起来让学生理解，可以引出一个三种传热同时发生的例子。暖水壶是日常生活必需品，细心的同学会从暖水瓶的结构发现暖水瓶保温的原理。教师可以以互动的方式开始暖水瓶保温原理的讨论，让学生组成小组，以小组形式讨论最后得出结论。学生的结论可能较多样，且不科学。教师此时将学生的结论综合起来，写在黑板上，以待对比。教师以口述和多媒体的方式讲解暖水壶内胆的结构，从结构图上讲解原理。
暖水壶的内胆是两层的玻璃，两层玻璃都镀上了硝酸银，玻璃中间是真空的。玻璃内层镀硝酸银的目的是为了降低热辐射，使得热水的热辐射被反射回去。玻璃中间抽真空的目的是为了减少热传导，这是因为真空的热导率最低。而水壶塞的作用就是将水壶内外隔开，防止热对流。而软木是较好的绝热材料，热导率较低，故一般瓶塞都用软木材料。接着提出问题，暖水壶能保热，能否保冷？热水瓶的功能是保持瓶内热水的温度，断绝瓶内与瓶外的热交换，使瓶内的“热”出不去，瓶外的“冷”进不来。如果在热水瓶里放上冰棍儿，外面的“热”同样不容易跑到瓶子里，冰棍也不容易化。所以把热水瓶叫做保温瓶是科学的，因为它既能保“热”，也能保“冷”。
4.案例互动教学的总结
在化工原理的教学中，笔者发现案例引导教学法特别适用于少学时的专业，因为这些学生不属于化学化工专业，在化工的基本过程了解较少，教师需要较多的精力去引导学生，让学生对化工原理感兴趣。本教学方法尤其适用于理科功底较浅，高考调剂的学生，在非211的省属高校里这样的专业有很多，这些学生理科功底较差，学生无法在较短的时间里很快对化工原理产生兴趣并跟上教学节奏。
参考文献：
[1] 杨宗政. 化工原理教学方法探讨[ J] . 中国轻工教育, 2008 (4): 59-61.
[2] 曾明荣, 曾庆友, 赵鹏. 化工原理实验开放教学的研究与探索[J] . 实验技术与管理. 2008 (10): 128~ 129.
作者简介：刘金明（1976-），男，江西樟树人，江西理工大学材料科学与工程学院，讲师。
刘国平（1974-），男，江西樟树人，江西省樟树市第八小学，小学高级教师。
基金项目：本文系江西理工大学2012年校级教改课题（课题编号：3100220004）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0115-01
一、课程概述
金属材料是工农业生产及国防、科技等领域使用最广泛的工程材料，其应用与热处理工艺又息息相关。“金属材料与热处理”是研究金属材料及其强化方法的课程，是高校材料类、材料成型类、材料物理类学生的专业必修课。课程体系涉及的专业知识点多、面广。随着社会进步、科技的发展、教改的深入、知识的更新，课程内容、要求及选用的教材等都有很大的变动。目前国内外许多院校在“大材料”的背景下，就“金属材料与热处理”课程的教育改革进行了广泛的探索和研究，其教育方面的中心问题主要集中在培养具有创造性和适应性的复合型人才。
同时随着知识经济时代的来临，科学技术和产业的发展对高等教育的人才培养提出了更高的要求。而目前由于就业形势的压力，许多大学生缺乏专业学习兴趣，厌学情绪比较严重，对前途感到茫然，不知道将来能干什么，以致于学生专业素质、专业技能等存在某些不足。这些反过来又影响到学生的择业和就业。托尔斯泰曾说过：成功的教学需要的不是强制，而是培养和激发学生的学习兴趣。在本科专业教学中，只有充分调动学生的兴趣，才能使学生变被动学习为主动学习，确保专业教学质量。学生对专业课程的认识和兴趣取决于授课教师正确而又巧妙的引导、培养和激发。
二、课程体系的构建
“金属材料与热处理”课程由金属热处理原理、金属热处理工艺、金属材料三部分内容组成。[1]这三部分是“成分-工艺-组织-性能”的主线内容，如图1所示。
1.金属热处理原理内容
结合工科院校金属材料类专业的要求和特点，在课程体系中，金属热处理原理内容主要包括三大转变规律：
（1）钢的加热转变。主要包括奥氏体的形成条件，形成过程，影响因素，奥氏体晶粒度的大小及影响因素。这也是热处理的第一阶段。
（2）冷却转变（2个曲线，3大组织转变）。主要包括过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）及连续冷却转变曲线（CCT曲线），P转变，B转变转变，M转变。
（3）回火转变。主要包括淬火钢在回火过程中的组织转变，M分解转变，残余奥氏体转变，碳化物的转变，渗碳体的聚集长大和α相回复、再结晶。回火时力学性能的变化与回火脆性。通过对金属热处理原理的讲解，架构热处理转变规律知识，为学生学习金属热处理工艺打好基础。
2.金属热处理工艺内容
金属热处理工艺内容主要包括：钢的退火与正火；钢的淬火与回火；钢的表面热处理。其相关性如图2所示。
3.金属材料内容
在课程体系中，金属材料内容主要包括：
（1）钢的合金化基础。主要有合金元素（Me）与铁和碳的相互作用、奥氏体稳定元素、铁素体稳定元素、Me对Fe-C相图与钢热处理的影响、Me与钢的强韧化的关系。
（2）钢的分类及编号。
（3）结构钢。主要有工程结构钢、调质钢、渗碳钢、弹簧钢、滚动轴承钢。
（4）工具钢。主要有刃具钢、模具钢、量具钢。
（5）特殊钢、主要有不锈钢和耐热钢。
（6）铸铁。主要有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。
三、课程教学方法的优化
第一，巧用直观教学法。直观教学法就是教师通过实物、可视资料等手段，使学生建立基本概念，掌握基本操作技能及各种规律，突出重点，突破难点。直观教学能充分发挥学生认知的
主体作用，培养学生学习的积极性、主动性和创造性，从而取得较好的教学效果。[2]在“金属材料与热处理”课程教学中，可充分利用一些经过不同的热处理工艺所获得的显微组织照片、热处理工艺过程视频资料、力学性能测试、模拟动画等，通过直观、生动的素材，使学生对金属材料及检测方法有更直观的认识，对热处理原理及组织转变过程更容易理解、吸收、消化。
第二，巧用疑问与兴趣教学法。疑问教学法或问题教学法就是以问题为载体贯穿教学过程，使学生在设问和释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望，进而逐渐养成自主学习的习惯，并在实践中不断优化自主学习方法，提高自主学习能力的一种教学方法。[3]问题教学法充分体现学生的主体地位，能有效地激发学生自主学习的主动性和积极性。而趣味性教学，就是以激发学生学习兴趣为心理基础，结合教材内容，灵活多变地用学生乐于接受的趣味性故事和语言组织教学。[4]例如在讲授热处理原理时，分析图3中三条曲线变化的原因。淬火处理工艺如下：亚共析钢：加热到Ac3以上充分奥氏体化后，急冷淬火。过共析钢：加热到Acm以上充分奥氏体化后，急冷淬火；加热到Ac1～Acm之间充分奥氏体化后，急冷淬火；马氏体的硬度与其中含碳量的关系。
这些变化的原因是淬火工艺的关键点，是如何提高强度和综合性能的切入点，贯穿金属热处理原理到工艺整个过程。
第三，巧用案例教学法。所谓案例教学，就是在教师的指导下，根据教学要求，组织学生对案例的调查、阅读、思考分析、讨论和交流等活动，教给他们分析问题和解决问题的方法，进而提高分析问题和解决问题的能力，加深学生对基本原理和概念的理解的一种特定教学方法。[5，6]例如汽车钢板弹簧，在汽车行驶过程中承受各种应力的作用，其中以反复弯曲应力为主，绝大多数是疲劳破坏。而且，同样的材料热处理是否正确，其寿命相差也很大。所以要合理选择材料并对所选材料进行成分、组织、性能分析，制定合理的热处理工艺。
四、结论与建议
“金属材料与热处理”课程体系的构建应与专业培养目标相一致，并与培养计划中的其他课程如“材料科学基础”相互补充，相得益彰。课程内容涉及面广，但在实际教学过程中应有所侧重，在学时紧的情况下，有些内容甚至可以由学生自学，如铸铁、其他材料简介等章节。并尽可能给学生提供实践的机会。课程的实际教学过程，往往是几种教学方法结合，使教学更为生动，知识更容易为学生所接受，从而提高教学效果，并在教学过程中探索更多的有效的教学方法。
参考文献：
[1]叶宏.金属材料及热处理[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2]王建凤.直观教学法在金属材料与热处理教学中的应用[J].现代技能开发，2000，（4）：39.
[3]王未强，徐中明.浅析疑问教学法在《思想概论》课教学中的运用[J].思想研究，2001，（5）：110-111.
钦州学院开设化学工程与工艺专业有良好的机遇，同时也有多方面的挑战。要办好钦州学院化学工程与工艺专业，贯彻学院打造五大品牌专业的精神，需要从紧密联系北部湾区域经济建设方面着眼，努力办出具有石化特色的化学工程与工艺专业，重点建立一套紧密结合石化下游产业链、注重过程开发和工程实践能力培养的核心课程体系。在核心课程设置方面，确立夯实专业基础、强化工程意识、注重实验技能、拓宽专业口径，注重石化特色的原则。
1.2核心课程体系的内容与相互关系
所谓化工过程，主要包含分离过程和反应过程两种过程。与这两种过程紧密相关的一系列化工类课程共同构成了化工类课程的核心。按照“门数适宜，重点突出，相互支撑，形成一体”的要求，选择化工热力学、分离工程、传递原理、反应工程和化工工艺学等五门理论课以及与这五门理论课相关的化工专业实验课作为核心课程,建设具有石化特色化学工程与工艺专业的核心课程体系，全力打造化学工程与工艺这一品牌专业。在这五门理论课程中，分离工程和反应工程分别研究各类分离过程和反应过程，它们构成了化工过程课程最核心的部分。化工热力学是化工过程研究、开发和设计的理论基础，是化学工程的重要分支之一，与化学反应工程、分离工程关系密切。化工热力学的核心价值在于研究过程进行的方向和限度，为分离过程和反应过程提供相平衡、反应平衡数据，并对化工过程进行热力学分析[1]。反应工程是与工程实际紧密联系的课程之一，它广泛地将化工热力学、化学动力学、流体力学、传热、传质以及生产工艺、环境保护、经济学等反面的理论知识和经验综合于工业反应器的结构和操作参数的设计和优化中[2]。
分离工程是化工专业基础课程，讲述的是如何将混合物进行分离与提纯的学科。作为专门研究分离方法的分离工程课程对学生工程素养的培养有很重要的作用。该课程阐明了化工分离过程的本质规律，重点研究分离方法的工业化途径，设备设计放大效应，最优分离路线的工业化，及最优操作条件。在选择具体分离方法时，不仅要考虑技术上的可行性、经济上的合理性，而且要考虑能耗、环保、设备放大和开发成本等诸多问题[3]。传递原理旨在研究化工动量、热量及质量(俗称三传)的传递现象，用一种统一的观点来处理三种传递现象，并研究动量、热量和质量传递之间的类似性，是研究分离机理、分离效率和宏观反应动力学的基础理论，同时也是反应器放大研究的基础理论之一。与化工热力学不同，传递原理是一门探讨传递速率的课程，它对过程开发、过程设计、生产操作、优化控制及过程机理研究都有重要的使用意义[4]。化工工艺学重在工艺过程的分析，即在特定条件下，进行分离过程、反应过程的比较选择、整合优化。化工工艺学是大学基础化学、化工热力学、化工动力学、反应工程、分离工程等专业基础可和专业课的综合运用。化工热力学和传递原理旨在加强专业基础，化工专业实验、反应工程和分离工程重在强化工程意识，化工工艺学拓展了专业适应面，可以突出石化特色。
2核心课程体系的优化
为了保障以上核心课程体系的顺利实施，建议结合钦州学院化学工程与工艺现有的教学计划，从下面几个方面作出适当的调整。
2.1加强数理基础教学力度，适度拓展
新世纪的工程人才必须有熟练应用数学、科学与工程等知识的能力，有进行设计、实验分析与数据处理的能力。在两年的教学实践中，学生普遍反映数理基础不够扎实，一些数学问题不知所云，比如热力学计算中要应用迭代法求解状态方程、精馏过程计算、反映工程中的偏微分方程求解等等，问题大都源于数学基础较薄弱。因此建议加开线性代数、运筹学、概率论与数理统计、数值计算、C程序语言、数学物理方法，流体力学等数理和计算机基础课程。多所兄弟院校也早就开设了这些基础课程。线性代数和运筹学的开设可以解决反应器设计过程的优化问题；概率论与数理统计是实验数据处理和理解反应工程中一些基本概念的基础；数值计算和C程序语言两门课程是工科学生重要的基础课程，加开这两门课程也是落实我校化学工程与工艺专业培养计划中对学生计算机水平的要求，对学生的就业能力的提高有好处；数学物理方法和流体力学是传递工程等课程的基础，加开这两门课程可以大大的提高学生工程数学能力，为就业和进一步深造打下更坚实的数理基础。考虑到Matlab在科学和工程计算领域的突出作用，建议开设Matlab在化工中的应用的相关课程[5]。化工热力学和化工原理是反应工程的基础，故将化工热力学和从第四、五学期调整至第三、四学期；化工原理和反应工程两门课程共同构成了化学工程最核心的部分课程，将化工原理从第四、五学期调整至第二、三学期，反应工程从第三学期调整至第五学期，也是考虑到化工原理是反应工程的基础。同时，将计算机模拟与仿真删去，将其中的知识分散到加开的MATLAB在化工中的应用和数值计算这两门课程中。从上表2中还可以看出，加开的课程中，突出了数理课程的基础，同时，适度的拓展经济和计算机相关的课程，也增加化工制图和电工学等实践性较强的课程，这对培养学生的工程实践能力是必不可少的。
2.2整合化工专业实验
钦州学院开设化学工程与工艺专业有良好的机遇,同时也有多方面的挑战。要办好钦州学院化学工程与工艺专业,贯彻学院打造五大品牌专业的精神,需要从紧密联系北部湾区域经济建设方面着眼,努力办出具有石化特色的化学工程与工艺专业,重点建立一套紧密结合石化下游产业链、注重过程开发和工程实践能力培养的核心课程体系。在核心课程设置方面,确立夯实专业基础、强化工程意识、注重实验技能、拓宽专业口径,注重石化特色的原则。
1.2核心课程体系的内容与相互关系
所谓化工过程,主要包含分离过程和反应过程两种过程。与这两种过程紧密相关的一系列化工类课程共同构成了化工类课程的核心。按照“门数适宜,重点突出,相互支撑,形成一体”的要求,选择化工热力学、分离工程、传递原理、反应工程和化工工艺学等五门理论课以及与这五门理论课相关的化工专业实验课作为核心课程,建设具有石化特色化学工程与工艺专业的核心课程体系,全力打造化学工程与工艺这一品牌专业。在这五门理论课程中,分离工程和反应工程分别研究各类分离过程和反应过程,它们构成了化工过程课程最核心的部分。化工热力学是化工过程研究、开发和设计的理论基础,是化学工程的重要分支之一,与化学反应工程、分离工程关系密切。化工热力学的核心价值在于研究过程进行的方向和限度,为分离过程和反应过程提供相平衡、反应平衡数据,并对化工过程进行热力学分析[1]。反应工程是与工程实际紧密联系的课程之一,它广泛地将化工热力学、化学动力学、流体力学、传热、传质以及生产工艺、环境保护、经济学等反面的理论知识和经验综合于工业反应器的结构和操作参数的设计和优化中[2]。
分离工程是化工专业基础课程,讲述的是如何将混合物进行分离与提纯的学科。作为专门研究分离方法的分离工程课程对学生工程素养的培养有很重要的作用。该课程阐明了化工分离过程的本质规律,重点研究分离方法的工业化途径,设备设计放大效应,最优分离路线的工业化,及最优操作条件。在选择具体分离方法时,不仅要考虑技术上的可行性、经济上的合理性,而且要考虑能耗、环保、设备放大和开发成本等诸多问题[3]。传递原理旨在研究化工动量、热量及质量(俗称三传)的传递现象,用一种统一的观点来处理三种传递现象,并研究动量、热量和质量传递之间的类似性,是研究分离机理、分离效率和宏观反应动力学的基础理论,同时也是反应器放大研究的基础理论之一。与化工热力学不同,传递原理是一门探讨传递速率的课程,它对过程开发、过程设计、生产操作、优化控制及过程机理研究都有重要的使用意义[4]。化工工艺学重在工艺过程的分析,即在特定条件下,进行分离过程、反应过程的比较选择、整合优化。化工工艺学是大学基础化学、化工热力学、化工动力学、反应工程、分离工程等专业基础可和专业课的综合运用。化工热力学和传递原理旨在加强专业基础,化工专业实验、反应工程和分离工程重在强化工程意识,化工工艺学拓展了专业适应面,可以突出石化特色。
2核心课程体系的优化
为了保障以上核心课程体系的顺利实施,建议结合钦州学院化学工程与工艺现有的教学计划,从下面几个方面作出适当的调整。
2.1加强数理基础教学力度,适度拓展
新世纪的工程人才必须有熟练应用数学、科学与工程等知识的能力,有进行设计、实验分析与数据处理的能力。在两年的教学实践中,学生普遍反映数理基础不够扎实,一些数学问题不知所云,比如热力学计算中要应用迭代法求解状态方程、精馏过程计算、反映工程中的偏微分方程求解等等,问题大都源于数学基础较薄弱。因此建议加开线性代数、运筹学、概率论与数理统计、数值计算、C程序语言、数学物理方法,流体力学等数理和计算机基础课程。多所兄弟院校也早就开设了这些基础课程。线性代数和运筹学的开设可以解决反应器设计过程的优化问题;概率论与数理统计是实验数据处理和理解反应工程中一些基本概念的基础;数值计算和C程序语言两门课程是工科学生重要的基础课程,加开这两门课程也是落实我校化学工程与工艺专业培养计划中对学生计算机水平的要求,对学生的就业能力的提高有好处;数学物理方法和流体力学是传递工程等课程的基础,加开这两门课程可以大大的提高学生工程数学能力,为就业和进一步深造打下更坚实的数理基础。考虑到Matlab在科学和工程计算领域的突出作用,建议开设Matlab在化工中的应用的相关课程[5]。化工热力学和化工原理是反应工程的基础,故将化工热力学和从第四、五学期调整至第三、四学期;化工原理和反应工程两门课程共同构成了化学工程最核心的部分课程,将化工原理从第四、五学期调整至第二、三学期,反应工程从第三学期调整至第五学期,也是考虑到化工原理是反应工程的基础。同时,将计算机模拟与仿真删去,将其中的知识分散到加开的MATLAB在化工中的应用和数值计算这两门课程中。从上表2中还可以看出,加开的课程中,突出了数理课程的基础,同时,适度的拓展经济和计算机相关的课程,也增加化工制图和电工学等实践性较强的课程,这对培养学生的工程实践能力是必不可少的。
2.2整合化工专业实验
