化工原理課程設計篩板塔設計市公開課省賽課微課金獎教案（2025—2026學年）一、教學分析本課程設計針對化工原理課程中的篩板塔設計部分，面向大學本科階段的學生。根據(jù)教學大綱和課程標準，本課程旨在使學生掌握篩板塔的設計原理、計算方法和工程應用。在單元乃至整個課程體系中，篩板塔設計是化工過程設備設計的重要組成部分，它涉及流體力學、傳質(zhì)原理和化工設備設計等多個知識點，對于培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新思維具有重要意義。核心概念包括篩板塔的結(jié)構(gòu)特點、操作原理、設計參數(shù)和計算方法，技能方面則要求學生能夠運用相關(guān)理論知識進行篩板塔的設計和優(yōu)化。本課程內(nèi)容與流體力學、傳質(zhì)與分離等課程緊密相關(guān)，是后續(xù)化工設備設計課程的基礎。二、學情分析學生進入大學階段，已經(jīng)具備一定的數(shù)學、物理和化學基礎知識，但化工原理方面的專業(yè)知識相對較少。他們具備一定的工程思維和解決問題的能力，但面對復雜的設計問題時，可能會存在理論基礎不扎實、計算方法掌握不熟練等問題。學生的認知特點表現(xiàn)為對抽象概念的接受能力較強，但對實際工程問題的解決能力有待提高。興趣傾向上，部分學生對化工原理課程感興趣，但部分學生可能對其感到枯燥乏味。在測試目標方面，學生需要能夠理解篩板塔設計的基本原理，掌握相關(guān)計算方法，并能獨立完成篩板塔的設計任務。達標水平要求學生能夠正確運用所學知識，解決實際問題，并在設計過程中體現(xiàn)創(chuàng)新思維。三、教學策略針對以上分析，教學設計應注重以下幾個方面：1.強化基礎知識，通過實例講解和練習，幫助學生鞏固流體力學、傳質(zhì)原理等基礎知識。2.結(jié)合工程實例，引導學生將理論知識應用于實際設計問題，提高學生的工程實踐能力。3.采用啟發(fā)式教學，激發(fā)學生的學習興趣，鼓勵學生主動探索和思考。4.加強學生之間的交流與合作，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。5.定期進行階段性測試，及時了解學生的學習情況，調(diào)整教學策略。二、教學目標知識目標說出篩板塔的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。列舉篩板塔設計的主要參數(shù)及其對性能的影響。解釋流體力學在篩板塔設計中的應用。能力目標設計一個簡單的篩板塔，并能夠進行基本計算。評價篩板塔設計方案的優(yōu)缺點。應用所學知識解決實際化工過程中的分離問題。情感態(tài)度與價值觀目標培養(yǎng)學生對化工原理學習的興趣和積極性。增強學生的工程意識和責任感。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和團隊合作精神。科學思維目標發(fā)展學生運用邏輯推理和批判性思維分析問題的能力。培養(yǎng)學生從多個角度思考問題的習慣。提高學生解決復雜工程問題的創(chuàng)新能力?？茖W評價目標能夠根據(jù)設計規(guī)范和實驗數(shù)據(jù)對篩板塔進行評價。運用科學方法評估設計方案的可行性和經(jīng)濟性。發(fā)展學生自我評價和同伴評價的能力。三、教學重難點教學重點在于篩板塔設計原理和計算方法的理解與應用，難點在于復雜工況下塔板效率的準確計算和優(yōu)化設計。難點產(chǎn)生的原因在于學生對于流體力學和傳質(zhì)原理的理解不足，以及缺乏實際工程經(jīng)驗。四、教學準備教學準備包括：精心設計的多媒體課件，包含篩板塔結(jié)構(gòu)、操作原理和計算公式等關(guān)鍵信息；準備實物模型或模擬軟件，幫助學生直觀理解設計過程；確保實驗器材齊全，以便進行篩板塔效率的實驗驗證；制作任務單和評價表，引導學生在實踐中學習和反思。學生需預習相關(guān)章節(jié)，準備學習資料和計算工具，如畫筆和計算器。教學環(huán)境布置方面，將座位調(diào)整為小組合作模式，并設計清晰的黑板板書框架，確保教學過程有序進行。五、教學過程導入環(huán)節(jié)（5分鐘）教師活動開場白：同學們，今天我們學習的內(nèi)容是篩板塔設計，它是化工過程設備設計的重要部分，對于我們的學習和未來的工作都有很大的幫助。創(chuàng)設情境：播放一段工業(yè)生產(chǎn)視頻，展示篩板塔在實際生產(chǎn)中的應用場景。提問：同學們觀察到了什么？篩板塔在工業(yè)生產(chǎn)中有什么作用？總結(jié)：篩板塔是化工生產(chǎn)中常用的分離設備，能夠有效實現(xiàn)氣液兩相的分離。學生活動觀看視頻并記錄觀察到的現(xiàn)象。思考篩板塔在工業(yè)生產(chǎn)中的作用。積極回答教師提出的問題。新授環(huán)節(jié)（30分鐘）任務一：篩板塔結(jié)構(gòu)及工作原理目標：理解篩板塔的結(jié)構(gòu)和操作原理。教師活動演示篩板塔的結(jié)構(gòu)，包括塔體、篩板、進出口等。講解篩板塔的工作原理，包括氣液兩相在篩板上的流動和分離過程。展示篩板塔的結(jié)構(gòu)圖和操作流程圖。提問：篩板塔由哪些部分組成？它是如何實現(xiàn)氣液分離的？分析篩板塔設計對分離效果的影響。學生活動觀察并描述篩板塔的結(jié)構(gòu)。思考篩板塔的工作原理?；卮鸾處熖岢龅膯栴}。記錄篩板塔的設計要點。任務二：篩板塔設計參數(shù)目標：掌握篩板塔設計的主要參數(shù)及其對性能的影響。教師活動介紹篩板塔設計的主要參數(shù)，如塔徑、塔高、篩孔尺寸等。講解這些參數(shù)對分離效果的影響。展示設計參數(shù)的計算公式。提問：篩板塔設計參數(shù)有哪些？它們對分離效果有什么影響？分析不同設計參數(shù)對篩板塔性能的影響。學生活動記錄篩板塔的設計參數(shù)。計算示例參數(shù)對分離效果的影響?；卮鸾處熖岢龅膯栴}。任務三：篩板塔效率計算目標：掌握篩板塔效率的計算方法。教師活動講解篩板塔效率的計算方法，包括泛點效率、實際效率等。展示效率計算公式。講解如何利用效率計算公式進行計算。提問：篩板塔效率有哪些？如何計算？分析不同操作條件對效率的影響。學生活動記錄效率計算公式。計算示例參數(shù)的效率?；卮鸾處熖岢龅膯栴}。任務四：篩板塔設計優(yōu)化目標：掌握篩板塔設計優(yōu)化的方法。教師活動講解篩板塔設計優(yōu)化的方法，包括選擇合適的篩板類型、優(yōu)化塔徑和塔高等。分析設計優(yōu)化對分離效果的影響。提問：如何優(yōu)化篩板塔設計？介紹優(yōu)化設計的方法和技巧。學生活動思考篩板塔設計優(yōu)化的方法?；卮鸾處熖岢龅膯栴}。任務五：案例分析與討論目標：培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的能力。教師活動提供一個實際的篩板塔設計案例，要求學生分析并提出優(yōu)化方案。引導學生討論設計過程中的關(guān)鍵點和注意事項。分析學生提出的方案，指出優(yōu)缺點。學生活動分析案例，提出優(yōu)化方案。參與討論，分享自己的觀點。聽取他人的方案，提出改進意見。鞏固環(huán)節(jié)（5分鐘）教師活動復習本節(jié)課的重點內(nèi)容，包括篩板塔結(jié)構(gòu)、工作原理、設計參數(shù)、效率計算和設計優(yōu)化。提問：本節(jié)課我們學習了哪些內(nèi)容？總結(jié)：篩板塔設計是化工過程設備設計的重要部分，需要掌握其基本原理、設計參數(shù)和效率計算方法。學生活動回答教師提出的問題。復習本節(jié)課的學習內(nèi)容。小結(jié)環(huán)節(jié)（2分鐘）教師活動總結(jié)本節(jié)課的學習內(nèi)容，強調(diào)重點和難點。鼓勵學生在課后進行復習和練習。學生活動積極參與教師的總結(jié)，對重點和難點進行理解和記憶。當堂檢測（3分鐘）教師活動給出幾個關(guān)于篩板塔設計的練習題，要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成。收集學生的答案，進行批改和反饋。學生活動完成教師給出的練習題?；ピu同學的答案，發(fā)現(xiàn)問題并進行討論。六、作業(yè)設計基礎性作業(yè)（面向全體學生）內(nèi)容：完成教材中關(guān)于篩板塔設計的基本練習題，包括結(jié)構(gòu)描述、工作原理、設計參數(shù)的選擇和效率計算等。完成形式：書面練習，獨立完成。提交時限：課后一周。能力培養(yǎng)目標：鞏固學生對篩板塔設計基礎知識的理解和應用能力。拓展性作業(yè)（面向大多數(shù)學生）內(nèi)容：選擇一個實際化工生產(chǎn)中的篩板塔案例，分析其設計特點，提出改進建議。完成形式：小組合作，撰寫報告。提交時限：課后兩周。能力培養(yǎng)目標：培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力，以及團隊合作能力。探究性/創(chuàng)造性作業(yè)（供學有余力的學生選做）內(nèi)容：設計一個新型篩板塔結(jié)構(gòu)，并基于流體力學和傳質(zhì)原理進行性能分析。完成形式：個人或小組獨立完成，制作模型或軟件模擬。提交時限：課后一個月。能力培養(yǎng)目標：激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和科研興趣，提高學生的研究能力和工程設計能力。七、本節(jié)知識清單及拓展篩板塔的基本結(jié)構(gòu)：了解篩板塔的組成部分，包括塔體、篩板、進出口等，以及各部分的功能和相互關(guān)系。篩板塔的工作原理：掌握篩板塔中氣液兩相的流動和分離過程，理解塔板結(jié)構(gòu)對分離效率的影響。篩板塔的設計參數(shù)：熟悉塔徑、塔高、篩孔尺寸等設計參數(shù)，以及這些參數(shù)對塔性能的影響。流體力學在篩板塔中的應用：理解流體力學原理在篩板塔設計中的重要性，包括流體流動、壓力損失和湍流等概念。傳質(zhì)原理與篩板塔效率：掌握傳質(zhì)原理在篩板塔中的應用，了解泛點效率、實際效率等概念及其計算方法。篩板塔設計優(yōu)化方法：學習如何通過優(yōu)化篩板塔設計來提高分離效率，包括篩板類型選擇、塔徑和塔高的優(yōu)化等。實際案例分析：通過分析實際化工生產(chǎn)中的篩板塔案例，理解設計原則和優(yōu)化策略。篩板塔設計計算：掌握篩板塔設計計算的基本步驟和方法，包括參數(shù)選取、流體流動計算和傳質(zhì)效率計算等。篩板塔的工程應用：了解篩板塔在化工生產(chǎn)中的應用領(lǐng)域和優(yōu)勢，以及其在不同行業(yè)中的應用實例。篩板塔的維護與檢修：學習篩板塔的日常維護和檢修方法，確保設備安全穩(wěn)定運行。篩板塔的環(huán)保要求：了解篩板塔在設計和運行過程中需要滿足的環(huán)保要求，以及相應的環(huán)保措施。篩板塔的未來發(fā)展趨勢：探討篩板塔設計的新技術(shù)和新材料，以及其在未來化工生產(chǎn)中的應用前景。篩板塔與其它分離設備的比較：比較篩板塔與其它分離設備（如填料塔、泡罩塔等）的優(yōu)缺點，了解其適用范圍。篩板塔的模擬與優(yōu)化軟件：介紹常用的篩板塔模擬和優(yōu)化軟件，以及如何利用這些工具進行設計優(yōu)化。八、教學反思在本節(jié)課的教學過程中，我深刻反思了教學目標的達成情況。首先，教學目標基本達成，學生對篩板塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和設計參數(shù)有了較為清晰的認識。然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處。在新授環(huán)節(jié)，我通過創(chuàng)設情境和任務驅(qū)動的方式，試圖激發(fā)學生的學習興趣。然而，部分學生在面對復雜的設計問題時，表現(xiàn)出了一定的困惑。這提示我在今后的教學中，需要更加注重基礎知識的夯實，同時也要提供更多的實踐機會，讓學生在實踐中學習。在作業(yè)設計方面，我嘗試了基礎性、拓展性和探究性作業(yè)的分層設計，以適應不同學生的學習需求。然而，我發(fā)現(xiàn)部分學生在完成拓