个人介绍
过程工程原理 章茹等
课程介绍
《过程工程原理》,原名《化工原理》,是我校化工类的专业基础课,从1952年江西工学院院开始就成立了过程工程原理教研室,在著名的化工专家黄文瀛、张立奎等教授领导下,过程工程原理的教学和研究一直以来均处于校内和国内的前列,为化工行业培养和输送了大批人才,包括邱定蕃院士。近五年,在本科教学建设的大力支持下,教研室根据自己的实际情况,自主开发了部分新一代过程工程原理实验装置,所开发的产品美观大方,充分体现了工程型、设计型、综合性实验的特点,测试手段实现了现代化,受到了学校同行的高度赞扬。目前已完成了雷诺实验装置、柏努利实验装置、阻力离心泵实验装置、综合传热实验装置、精馏实验装置的更新换代工作。

    教学团队继承前辈的光荣传统,在课程建设与改革,教材建设与教学方法的改革与探索方面做了大量的工作。为了使《过程工程原理》课程与化学工程学科的发展相适应,在课程中引进了新的内容和双语教学。一方面强化学生的基础训练,另一方面强调接受新的科学技术发展成果,根据学校不同专业的需要,建立了4大教学模块。为了使课程与国外接轨,我们率先在2005年的《过程工程原理》课程中采用外语原版教材《Unit Operations of Chemical Engineering》进行授课,并逐步扩大应用范围,针对学生英语水平差异采用了橄榄球模型进行教学,为省内过程工程原理双语教学进行了探索并提供了宝贵的经验。目前,编写的教材有 “化工原理原理”、“化工原理实验”、“化工原理课程设计”等多本。发表的教研、科研论文多篇,承担50多项教研、科研项目。
  《过程工程原理》作为大化类包括化学工程、制药工程、环境工程、环境科学、食品科学与工程、高分子材料科学与工程、过程装备与控制工程、安全工程、测控技术仪表专业、应用化学、精细化工等专业的学科基础课,在本科生从基础课程学习到专业课程学习过程中起着承上启下的作用。该课程重点介绍化工过程典型的单元操作及基本原理,其难点是学生如何从基础的数理化学习向工程应用方面转变及如何适应这一转变过程。此外,不同专业对该课程要求不同,学时数又有差异,在教学中如何处理这些问题非常重要。为此,我们在教学中采取了以下做法:

(1)应用“差异性”原理,针对不同专业及学时数不同制定教学计划,建立几种不同教学模块,精选教材内容,选择不同的单元操作作为不同专业讲授重点,既满足大专业通才培养要求,讲授带普遍性化学工程基本原理,又兼顾各专业对培养学生的特殊要求,根据不同专业的特点精选讲授内容。

(2)教学过程,我们既考虑“国际前沿”,又重视“制高点或突破口”的设置,结合我国国情与社会实践,尤其是国内化学工业过程亟待解决的问题,确定相应的“突破口”,对教学内容进行必要的补充、增减和完善,编写出符合我国《过程工程原理》教学和与教材匹配的辅导资料,建立了《过程工程原理》题库,编制了多媒体《过程工程原理》课件等。

(3)过程工程原理实验是学生接触工程实践的第一门坎,使用实验仿真可以让同学在做实验之前对实验有一个感性认识,因此,我们采取的仿真实验特点是:学生必须完成的程序,1、实验流程组装——让学生实验的流程原理;2、实验仿真过程;3、数据处理和分析;4、实验问题问答。学生必须完成前一过程才能进入下一过程。

(4)考试不仅具有测评教师教学水平和学生学习效果的功能,更具有引导学生积极学习的“无形指挥棒”作用。考试改革同时有效促进了教学内容、方法和手段的改革。我们参考进行了多种考试方式相结合的综合考试改革。不仅有效引导学生掌握课程的“三基”,而且在课程教学中加强了动手能力和创新能力的培养。

 实验课程的设计思想:培养学生动手能力、观察能力、综合分析和处理问题的能力。设计出的各类实践教学活动使化工原理课程突出了实践性强、应用性强,集基础理论和实践为一体的特点。将计算机仿真技术、数字化在线检测显示技术等现代高技术手段引入过程工程原理实验教学。教学手段从手动操作、人工数据处理发展为计算机仿真、数字化显示、计算机数据处理等。各类实践活动能很好地满足培养优秀学生的要求,提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

  课程设计是一个总结性的教学环节,针对化工厂中一个实际的化工单元操作,完成主体设备的工艺设计,附属设备的选型设计,主体设备总图的绘制。通过课程设计,使学生掌握化工设计的程序和方法,学会查阅资料、使用手册、选用数据和公式、合理确定工艺流程、正确进行工艺计算、用技术经济的观点评价设计结果,用文字数表图纸表达设计思想、以及严谨认真的工作态度和工作作风。

  近五年来,得益于本课程独特的实践教学环节设计,我校学生专业基础更加牢固,学生的考研录取率高,毕业就业率高,深受用人单位好评。
教师团队

章茹 教授

单位:南昌大学

部门:资源与环境化工学院

职位:化工原理教研室副主任

钟卓尔 讲师

单位:南昌大学

部门:资源与环境化工学院

职位:主讲教师

胡兆吉 教授

单位:南昌大学

部门:资源与环境化工学院

职位:课程建设总体指导

王敏炜 教授

单位:南昌大学

部门:资源与环境化工学院

职位:主讲教师

邓燕芳 讲师

单位:南昌大学

部门:资源与环境化工学院

职位: 主讲教师、网络课程建设

严进 高级实验师

单位:南昌大学

部门:资源与环境化工学院

职位:实验指导、实验教学改革与实施、实验室建设

教学方法

1.本课程教学过程中使用的教学方法的使用目的、实施过程、实施效果

 课堂教学提倡讨论式启发式,不用灌注式。调动学生的积极思维,使学生自觉学习。 在教学实践中,按照过程处理的一般思维方法对过程模块进行讲解,采用了过程分析-过程数学描述与求解-实例分析的程式,体现了定性-定量-应用三个不同层次。在过程分析中,充分运用分析、综合、归纳和逻辑推理,通过提出问题、分析问题、解决问题,启发学生积极进行开发发展一个单元过程的思维活动,力图使学生在了解某个单元过程全过程——即从单元过程的工程目的着手、以单元过程的物理或物理化学原理为依据、讨论为达到工程目的所能调动的工程手段、探讨实现工程目的所需的设备或机械的结构和操作性能以及能量利用的经济性等问题的同时,学会发展一个单元过程的方法,藉以训练学生的创新思维能力。在实例分析中,采用以过程模拟图像、特性曲线、操作线、平衡线和相图的动态绘制等为主的图示分析法,使课堂讨论生动、精彩。图示,以其直观、简捷明了、概念清晰等优点使学生易于接受。

  2.相应教学法的上课学生规模

过程工程原理课程在我校已经开设多年,目前主要面向化学工程、制药工程专业、环境工程专业以及过程装备与控制等10余个专业的本科生,已形成了较大的学生规模。课堂上师生相互交流、相互激活式的教学模式,增加学生的参与,并采用课堂理论教学与Course report相结合的灵活多样方式,调动学生学习的积极性。

3、现代信息技术手段在教学中的应用及效果

随着新一轮的教学改革,过程工程原理课程学时数减少,而新的化工理论和单元操作过程不断涌现。因此,充分利用现代信息技术手段显得越来越重要。结合教材和课程特点,我们开发了多媒体课件,并对复杂的化工单元操作进行动画演示和录像,这大大减少表达大量的工程图表、公式推导与计算、单元操作过程、设备的原理与结构等所需时间,并使这些枯燥的、复杂的、抽象的内容,形象化和动态演示,使学生更易理解和接受。同时我们鼓励学生充分利用网络教学平台自主学习,将教学课件、习题集、试题集等参考资料放在教学网站上, 同时鼓励学生通过网络教学平台与教师、同学开展交流讨论。

 4.教学方法

过程工程原理是一门工程实践性很强的课程,它涉及众多大型化工设备结构、复杂的操作原理及流程、大量的工程计算。采用传统教科书+黑板的教学模式,教师难讲,学生难学,因此教学手段的改革应是教学改革的重点。我们制作了《过程工程原理》多媒体电子课件,针对有关内容采用了Flash动画进行演示讲解,并在教学过程中不断完善。

实践证明,由于多媒体教学能够把抽象的概念或过程形象地展示,动态地展示设备结构、操作原理、工艺流程中物料的流动情况,使原本难讲难学的教学内容更直观、生动、形象,降低了教学难度,学习效果显著提高。利用多媒体教学能够精确做图,进行过程分析,并能方便地多次重复再现整个分析过程,减少了教师在课堂上板书时间,从而使教师将精力与时间更多地集中在知识的讲解和与学生的交流上,以及对重点内容进行讨论或结合生产实际的操作方法讨论上,这既强化了基本知识的应用,又是对教学内容的深化和补充。

5.作业、考试等教改举措

本课程作业较多,作业大多是一些基本原理的应用,有的采用课堂提问的方式,有的采取书面作业形式。

 过程工程原理理论课主要采用课程结束后的笔试(80%)和平时课堂教学中的提问、作业等(20%)相结合。

由于本门课程的实践环节很强,对学生的动手能力要求较高,为了使考核成绩更能客观、真实、全面地反映学生的学习能力与效果,在过程工程原理实践教学环节逐步减少了课程的笔试环节,并对课程的考核方式进行了大胆的改革与创新,探索出了一套新的考核流程与成绩评定方法。

过程工程原理实验的考核方式为:(1)学习态度、预习等(30%);(2)是否完成现场实验并得到较为合理的实验数据( 40%); (3)实验报告是否认真完成,数据处理和结论是否正确,是否进行有效的误差分析(30%)。

《过程工程原理课程设计》考核方式如下:(1)学习态度(15%);(2)技术水平与实际能力(25%);(3)创新(10%);(4)论文(计算书、图纸)撰写质量(50%)

教学条件

1. 教材的选用和建设

教材采用国内优秀教材,针对不同专业分别使用陈敏恒主编以及王志魁主编的《化工原理》。针对课程的特点和学科发展的要求,在教学中对相应的内容进行合理的补充,经我校多届10余个专业的《化工原理》课程教学使用,反映教材效果良好。

另外,课题组成员还积极参与教材及教辅资料建设,已完成《化工原理实验》、《化工原理习题集》、《化工原理试题库》等。

2. 扩充性资料使用情况

为了使学生学习更主动,提高学生的自学能力,课程组根据《过程工程原理》课程的特点,制定了丛德滋等编的《化工原理习题详解与练习》,陈敏恒等编的《化工原理》、匡国柱主编的《化工原理学习指导》等作参考书,同时还编写并提供了下列资料:

1)文字资料:化工原理教学大纲、化工原理实验教学大纲、化工原理课程设计教学大纲、化工原理实验指导书、化工原理课程设计参考资料。

2)电子资料:化工原理试题库、化工原理多媒体教学课件、化工原理课程教学网站、化工原理教学录像。

通过扩充性资料和教学资源的建设和使用,提高了教师的教学和科研的理论水平,拓展了学生的知识面和自主学习的能力。

3. 配套实验教材的教学效果

由于实验设备购置厂家不同,导致各院校化工原理实验的开设有所差异,难以采用统一教材进行教学活动。鉴于上述情况,为了配合课程实验环节,课程组人员针对现有实验装置编写了《化工原理实验指导书》,为学生完成实验提供了强有力的支持与帮助,深受学生的欢迎。

4. 实践性教学环境

中心在南昌大学新校区建设和本科教学水平评估的工作中,新投入180余万元,采取引进吸收和自主开发相结合,建设了国内先进水平的新一代化工原理实验装置32台套,实验装备的建设在全国高校同类实验室中处于先进行列,受到了国内同行的高度关注。

目前,中心可开出各类实验项目24个;其中装置实验项目16个(全部满足教育部部颁大纲要求的7个基本实验、综合性实验、设计性实验和演示实验)以及仿真实验项目8个。

在实验室建设方面,我们注重设计型、复合型、对比型实验的开发和建设,此外本实验室还将现代化教学手段用于实验教学中,如:化工原理仿真实验、化工原理实验数据处理系统等。在实验室教学方面,强调学生的动手能力、遇到问题解决问题的能力以及对学生的工程意识和综合能力的培养。着力将培养具有实践能力和创新能力的教学改革思路渗透在实验装置的设计思想中,其中有三套实验装置为我教学团队独立设计建造。

开设的实验涵盖了化工原理教学大纲要求的所有单元操作:流体流动、固体流态化、恒压过滤、传热、精馏、洞道干燥、喷雾干燥、吸收、液液萃取和膜分离等,也有一些新的单元操作如喷雾干燥、膜分离等实验装置,既有验证性实验、也有综合性和设计性实验;既有实践教学实验,也有仿真教学实验;不仅能满足不同层次学生学习需要,也能满足相关科研需要,大大提高实验设备的利用率。

5. 网络教学环境

    已在南昌大学网页开通化工原理精品课程教学网站。已上网的资料包括过程工程原理课件、教案、教学大纲、试题库、习题集、教学日历等。后期正在加强进一步建设,建设目标是实现学生可以通过校园网的教学论坛就教学中的问题展开自由讨论,也可以从网上下载学习资料,充分发挥先进媒体技术在教学中的作用。

教学效果

校内同事及校外专家评价

在国内同类课程教学中率先引用《过程工程原理》外语原版教材,并采用外语与双语教学结合方式授课,目前该教师队伍中有30%的教师采用外语教材、外语与双语授课,在省内均处领先地位。这种模式有利于学生在学习知识的同时更能领悟科技英语的魅力,为学生今后不断捕捉国际科技信息奠定了坚实的基础。通过多年建设,在教材、教学手段、教学方法和模式、网络教学建设形成了自己的特色,自行研制的实验设备为运行良好。

 校内学生评议:

    由学校教务处组织,对我校修读《过程工程原理》课程的三届学生评价结果分析表明,该课程越上越好,近期被评为优秀。尤其是本课程采用外语教材与授课,深受学生欢迎。学生不仅学到专业,同时还学到外语。学生普遍认为,该课程是化工类课程及对今后工作中影响最大、最重要、最基础及最实用的课程。

参考教材

1陈敏恒等,《化工原理》,化学工业出版社。

2)陈同芸,《化工原理实验》,华东理工大学出版社。

3)《化工原理实验》,浙江大学化工原理实验室。

4)张金利等,《化工原理实验》,天津大学出版社。

5)伍钦等,《化工原理实验》,华南理工大学出版社。

6谭天恩,《化工原理》,化学工业出版社。

7)上海化工学院等,《化学工程》,化学工业出版社。

课程设计指导

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 流体静止的基本方程
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2018-04-26 173.54KB
1.2 流体流动的基本方程
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2018-04-26 384.91KB
1.3 流体流动现象
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1.4 管内流动的阻力损失
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2018-04-26 557.10KB
1.5 管路计算
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2018-04-26 345.19KB
1.6 流量测量
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2018-04-26 501.35KB
2.1 离心泵
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2018-04-26 4.16MB
2.2 其他类型泵
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2018-04-26 102.26KB
2.3 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵
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2018-04-26 190.46KB
3.1 筛分
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2018-04-26 433.37KB
3.2 过滤
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2018-04-26 779.01KB
4.1 颗粒的沉降和流态化
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2018-04-26 1.57MB
5.1 概述
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5.2 热传导
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2018-04-27 289.08KB
5.3 对流传热
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2018-04-27 507.60KB
5.4 间壁式换热器传热
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2018-04-27 1.21MB
5.5 间壁式换热器介绍
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2018-04-27 1.76MB
5.6 辐射传热
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2018-04-27 404.30KB
6.1 概述
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2018-04-27 254.97KB
6.2 气液向平衡
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2018-04-27 737.68KB
6.3 吸收过程模型及吸收速率方程
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2018-04-27 248.88KB
6.4 二元低浓气体吸收(或脱吸)的计算
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2018-04-27 2.36MB
6.5 其他类型的吸收简介
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2018-04-27 156.28KB
7.1 概述
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2018-04-27 139.15KB
7.2 二元物系的气液相平衡
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2018-04-27 464.25KB
7.3 蒸馏方式
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2018-05-02 382.39KB
7.4 二元连续精馏的分析与计算
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2018-04-27 1.56MB
7.5 其他精馏方式
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2018-04-27 300.66KB
7.6 多元精馏
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2018-05-02 91.16KB
7.7 吸收过程的塔板数
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2018-04-27 177.25KB
8.1 概述
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2018-04-27 100.88KB
8.2 湿空气的性质及湿度图
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2018-04-27 557.33KB
8.3 干燥过程的计算
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2018-04-27 776.80KB
8.4 干燥速率和干燥时间
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2018-04-27 1.56MB
8.5 干燥器
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2018-04-27 682.53KB
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