化工原理課程設(shè)計(jì)問(wèn)題一、教學(xué)目標(biāo)

本課程設(shè)計(jì)旨在通過(guò)化工原理的核心內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)單元操作原理及工程應(yīng)用的系統(tǒng)理解與實(shí)踐能力。知識(shí)目標(biāo)方面，學(xué)生需掌握流體輸送、傳熱和蒸餾等單元操作的基本概念、數(shù)學(xué)模型及設(shè)備選型原則，能夠結(jié)合課本中的典型例題和習(xí)題，分析實(shí)際化工過(guò)程中的傳質(zhì)傳熱問(wèn)題。技能目標(biāo)方面，學(xué)生應(yīng)具備運(yùn)用流體力學(xué)方程、傳熱計(jì)算公式和精餾塔計(jì)算方法解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠繪制簡(jiǎn)單的工藝流程，并解釋各設(shè)備的功能與參數(shù)對(duì)分離效果的影響。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)方面，學(xué)生需培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ趟季S，認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，形成對(duì)化工行業(yè)發(fā)展的責(zé)任感。課程性質(zhì)為工程實(shí)踐類，結(jié)合高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，面向大二學(xué)生，其特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、實(shí)踐要求高。學(xué)生需通過(guò)完成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的問(wèn)題，將課本中的知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，如計(jì)算泵的功率、設(shè)計(jì)換熱器尺寸、優(yōu)化精餾操作條件等，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)目標(biāo)的深化和技能目標(biāo)的提升。

二、教學(xué)內(nèi)容

本課程設(shè)計(jì)圍繞化工原理的核心單元操作展開(kāi)，教學(xué)內(nèi)容的選擇與緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)，確保知識(shí)的科學(xué)性與系統(tǒng)性，并充分體現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。教學(xué)大綱詳細(xì)規(guī)定了教學(xué)內(nèi)容的安排和進(jìn)度，直接關(guān)聯(lián)教材相關(guān)章節(jié)，確保教學(xué)活動(dòng)的針對(duì)性和有效性。

**（一）教學(xué)內(nèi)容安排**

**1.流體輸送機(jī)械**

-**教學(xué)進(jìn)度**：第1-2周

-**教材章節(jié)**：教材第3章“流體流動(dòng)”和第4章“流體輸送機(jī)械”

-**內(nèi)容要點(diǎn)**：

-流體靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（伯努利方程、范寧公式）

-管路水力計(jì)算（管徑選擇、壓頭損失計(jì)算）

-容積式泵與葉輪式泵的工作原理、性能參數(shù)（流量、揚(yáng)程、功率）及選型計(jì)算

-實(shí)例分析：離心泵的安裝與運(yùn)行維護(hù)、泵的串聯(lián)與并聯(lián)操作

**2.傳熱過(guò)程與設(shè)備**

-**教學(xué)進(jìn)度**：第3-4周

-**教材章節(jié)**：教材第5章“傳熱”

-**內(nèi)容要點(diǎn)**：

-傳熱基本方式（導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射）及傳熱計(jì)算（平壁、圓管穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱、對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算）

-傳熱過(guò)程計(jì)算（熱負(fù)荷、平均溫度差、傳熱面積確定）

-傳熱設(shè)備（列管式換熱器）的結(jié)構(gòu)、材料選擇與強(qiáng)化傳熱措施

-實(shí)例分析：換熱器污垢系數(shù)的確定、多管程換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

**3.蒸餾與精餾**

-**教學(xué)進(jìn)度**：第5-6周

-**教材章節(jié)**：教材第6章“蒸餾”

-**內(nèi)容要點(diǎn)**：

-雙組分溶液的氣液相平衡（泡點(diǎn)、露點(diǎn)、平衡曲線）

-簡(jiǎn)單蒸餾與平衡蒸餾的計(jì)算

-精餾原理與操作線方程推導(dǎo)

-精餾塔的物料衡算與操作彈性分析

-實(shí)例分析：全塔效率的計(jì)算、回流比的影響及最優(yōu)回流比的確定

**（二）教學(xué)進(jìn)度安排**

-**第1周**：流體靜力學(xué)基礎(chǔ)、伯努利方程應(yīng)用

-**第2周**：流體輸送機(jī)械原理與選型計(jì)算

-**第3周**：傳熱基本方式與穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算

-**第4周**：對(duì)流換熱與傳熱過(guò)程計(jì)算

-**第5周**：傳熱設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用

-**第6周**：蒸餾原理與簡(jiǎn)單蒸餾計(jì)算

-**第7-8周**：精餾過(guò)程分析與設(shè)計(jì)計(jì)算

-**第9周**：課程總結(jié)與設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)評(píng)審

**（三）教材關(guān)聯(lián)性說(shuō)明**

教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)格依據(jù)教材第3-6章展開(kāi)，結(jié)合課本中的例題與習(xí)題，確保學(xué)生能夠通過(guò)理論學(xué)習(xí)和實(shí)例分析，掌握單元操作的核心原理。教材中的表（如泵的性能曲線、傳熱系數(shù)、精餾塔操作線）作為教學(xué)輔助工具，幫助學(xué)生直觀理解復(fù)雜過(guò)程。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的問(wèn)題直接來(lái)源于教材例題的延伸，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題，如計(jì)算泵的軸功率、設(shè)計(jì)換熱器尺寸、優(yōu)化精餾塔操作條件等，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。

三、教學(xué)方法

為有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性，并強(qiáng)化知識(shí)的應(yīng)用能力，本課程設(shè)計(jì)采用多樣化的教學(xué)方法，確保教學(xué)過(guò)程既系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn)又生動(dòng)實(shí)用，緊密關(guān)聯(lián)教材內(nèi)容與工程實(shí)際。

**1.講授法**

針對(duì)流體力學(xué)基礎(chǔ)、傳熱原理、相平衡理論等抽象或理論性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，采用講授法進(jìn)行系統(tǒng)梳理。教師依據(jù)教材章節(jié)順序，結(jié)合板書(shū)與多媒體課件，清晰講解基本概念、數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程及公式適用條件。例如，在講解伯努利方程時(shí)，結(jié)合教材3-2展示管路流動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)動(dòng)態(tài)演示強(qiáng)化學(xué)生對(duì)能量守恒原理的理解；在傳授精餾操作線方程時(shí)，詳細(xì)推導(dǎo)其來(lái)源并強(qiáng)調(diào)其在塔板計(jì)算中的關(guān)鍵作用，確保學(xué)生掌握教材中的核心理論框架。此方法注重知識(shí)體系的完整性，為后續(xù)討論與案例分析奠定基礎(chǔ)。

**2.討論法**

針對(duì)教材中的工程實(shí)例與設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題，課堂討論。例如，圍繞教材第4章“泵的選型”案例，分組討論不同工況下離心泵與齒輪泵的適用性對(duì)比；在傳熱部分，結(jié)合教材5-4節(jié)換熱器污垢系數(shù)的影響因素，引導(dǎo)學(xué)生辯論保溫層厚度與經(jīng)濟(jì)性的平衡點(diǎn)。討論法促使學(xué)生主動(dòng)查閱教材相關(guān)數(shù)據(jù)（如附錄中的物性表），并通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決分歧，培養(yǎng)批判性思維與工程決策能力。教師作為引導(dǎo)者，適時(shí)總結(jié)教材中的共性問(wèn)題，強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)要求。

**3.案例分析法**

選取教材典型工程問(wèn)題作為案例，如教材例5-3的列管式換熱器水-水傳熱計(jì)算。教師先展示案例背景（源于教材6.3節(jié)設(shè)計(jì)步驟），再引導(dǎo)學(xué)生逐步完成熱負(fù)荷、平均溫度差、管徑及管程數(shù)的確定。案例分析強(qiáng)調(diào)教材中“設(shè)計(jì)步驟”的規(guī)范性，要求學(xué)生標(biāo)注關(guān)鍵參數(shù)（如對(duì)流換熱系數(shù)ε值），并對(duì)比教材解法與簡(jiǎn)化假設(shè)的差異。通過(guò)反復(fù)練習(xí)類似案例，學(xué)生能熟練運(yùn)用教材公式解決實(shí)際分離與傳熱問(wèn)題，提升工程應(yīng)用技能。

**4.實(shí)驗(yàn)法（虛擬仿真）**

由于條件限制，實(shí)際實(shí)驗(yàn)難以覆蓋所有單元操作。因此，采用化工仿真軟件模擬教材中的核心設(shè)備操作。如通過(guò)AspenPlus模擬教材第6章精餾塔的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，學(xué)生可調(diào)整進(jìn)料流量、回流比等參數(shù)，觀察塔壓、溫度分布變化，直觀驗(yàn)證教材中“操作彈性”的概念。仿真實(shí)驗(yàn)與教材6-12等示意結(jié)合，彌補(bǔ)了純理論教學(xué)的不足，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)知。

**5.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法**

發(fā)布設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，要求學(xué)生分組完成教材中未完全展開(kāi)的工程問(wèn)題，如“設(shè)計(jì)一套處理100t/h乙醇-水混合物的連續(xù)精餾塔”（參考教材6.5節(jié)計(jì)算模型）。任務(wù)分解為物料衡算（教材式6-2）、塔板數(shù)計(jì)算（教材式6-14）、設(shè)備選型（參考教材附錄材料表）等子模塊，學(xué)生需引用教材公式并繪制PFD（依據(jù)教材3.2節(jié)規(guī)范）。此方法將教材知識(shí)點(diǎn)嵌入工程情境，檢驗(yàn)學(xué)生綜合運(yùn)用能力。

**教學(xué)方法整合**

通過(guò)“講授-討論-案例-仿真-任務(wù)”的循環(huán)遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)從理論到應(yīng)用的螺旋式上升。每階段緊密圍繞教材核心章節(jié)，如精餾部分結(jié)合教材6.3節(jié)推導(dǎo)與6.4節(jié)設(shè)計(jì)，確保教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性與實(shí)踐性。教師需強(qiáng)調(diào)教材中的“關(guān)鍵點(diǎn)”與“注意事項(xiàng)”（如傳熱壁面污垢系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值選?。?，避免學(xué)生僅停留在公式套用層面，培養(yǎng)其成為符合工程規(guī)范的解決者。

四、教學(xué)資源

為支撐教學(xué)內(nèi)容與多樣化教學(xué)方法的有效實(shí)施，并豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，需精心選擇和準(zhǔn)備一系列教學(xué)資源，確保其緊密關(guān)聯(lián)教材內(nèi)容，符合教學(xué)實(shí)際需求。

**1.教材與核心參考書(shū)**

以指定教材《化工原理》（第X版，作者姓名，出版社）為根本教學(xué)依據(jù)，逐章梳理知識(shí)點(diǎn)與例題體系。同步配備《化工原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解析》（對(duì)應(yīng)教材版本），其中包含教材習(xí)題的詳細(xì)解答、拓展練習(xí)及典型工程案例，便于學(xué)生鞏固教材核心概念（如伯努利方程的應(yīng)用條件、傳熱系數(shù)影響因素、精餾塔操作線方程的推導(dǎo)過(guò)程）。此外，引入《化工單元操作》（R.K.Sinnott等著，Pearson）作為進(jìn)階參考書(shū)，補(bǔ)充教材未詳述的強(qiáng)化傳熱技術(shù)或新型分離膜材料等內(nèi)容，滿足學(xué)有余力學(xué)生的需求，深化對(duì)教材原理的理解。

**2.多媒體教學(xué)資源**

制作與教材章節(jié)匹配的PPT課件，涵蓋核心公式推導(dǎo)、設(shè)備結(jié)構(gòu)（如教材4-5離心泵、5-15列管式換熱器、6-10精餾塔）及動(dòng)畫(huà)演示（如流體在管內(nèi)流動(dòng)的層流與湍流狀態(tài)變化、精餾段與提餾段溫度分布）。收集整理教材配套的微課視頻，如“伯努利方程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”（關(guān)聯(lián)教材3.3節(jié)）、“AspenPlus精餾塔仿真操作”（覆蓋教材6.4節(jié)設(shè)計(jì)思路）。引入行業(yè)視頻資料，展示典型化工企業(yè)中的流體輸送、換熱器運(yùn)行及蒸餾塔自動(dòng)化控制場(chǎng)景，使學(xué)生直觀感受教材理論的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。

**3.工程數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)**

提供教材附錄中的物性數(shù)據(jù)表、常見(jiàn)泵與換熱器選型手冊(cè)、化工工程手冊(cè)（如《中國(guó)大百科全書(shū)·化學(xué)》卷）的部分章節(jié)。指導(dǎo)學(xué)生查閱國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T150.1-2011壓力容器設(shè)計(jì)基本要求），理解教材中設(shè)備尺寸設(shè)計(jì)的安全性與規(guī)范性考量，培養(yǎng)工程倫理意識(shí)。

**4.仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)**

配置AspenPlus或Pro/II仿真軟件授權(quán)，覆蓋教材核心單元操作。建立仿真實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，明確模擬步驟（如依據(jù)教材6.3節(jié)步驟搭建精餾塔模型）、參數(shù)設(shè)置依據(jù)（參考教材表6-1塔板效率經(jīng)驗(yàn)值）及結(jié)果分析要求（對(duì)比教材理論計(jì)算與仿真結(jié)果的差異）。通過(guò)仿真，學(xué)生可彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室條件限制，完成教材未涉及的復(fù)雜工況（如變壓精餾）探索，提升工程實(shí)踐能力。

**5.設(shè)計(jì)工具**

推薦使用AutoCAD進(jìn)行簡(jiǎn)單的工藝流程（PFD）繪制，要求學(xué)生參照教材3.2節(jié)例規(guī)范符號(hào)使用。提供Excel計(jì)算模板，用于簡(jiǎn)化教材中的循環(huán)計(jì)算（如精餾塔逐板計(jì)算），提高計(jì)算效率，使學(xué)生更專注于原理理解與方案優(yōu)化。

通過(guò)整合上述資源，形成“教材理論-參考書(shū)深化-多媒體可視化-工程數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化-仿真實(shí)踐-設(shè)計(jì)工具應(yīng)用”的完整支持體系，有效輔助學(xué)生系統(tǒng)掌握教材內(nèi)容，提升解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

五、教學(xué)評(píng)估

為全面、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，確保評(píng)估方式與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)及教材要求高度一致，本課程設(shè)計(jì)采用多元化、過(guò)程性的評(píng)估體系，涵蓋平時(shí)表現(xiàn)、作業(yè)、考試及設(shè)計(jì)任務(wù)等環(huán)節(jié)，力求全面反映學(xué)生的知識(shí)掌握程度、技能應(yīng)用能力和工程實(shí)踐素養(yǎng)。

**1.平時(shí)表現(xiàn)（20%）**

包括課堂出勤、參與討論的積極性、提問(wèn)質(zhì)量以及對(duì)教材核心概念的理解程度。教師依據(jù)學(xué)生在講授法、討論法及案例分析法環(huán)節(jié)的互動(dòng)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，例如，針對(duì)教材中流體輸送機(jī)械選型的案例討論，考察學(xué)生能否結(jié)合教材第4章公式（如泵的功率計(jì)算式4-14）和性能曲線（教材4-6）提出有價(jià)值的觀點(diǎn)。平時(shí)表現(xiàn)占總成績(jī)20%，旨在督促學(xué)生按時(shí)學(xué)習(xí)教材內(nèi)容，養(yǎng)成主動(dòng)思考的習(xí)慣。

**2.作業(yè)（30%）**

布置與教材章節(jié)緊密相關(guān)的計(jì)算題和簡(jiǎn)答題，覆蓋所有核心知識(shí)點(diǎn)。例如，針對(duì)教材第3章流體流動(dòng)，布置伯努利方程應(yīng)用題（如計(jì)算管路壓頭損失，需引用教材3-5式）；針對(duì)教材第5章傳熱，要求學(xué)生計(jì)算平均溫度差（使用教材5-11式）并分析影響因素。作業(yè)需單獨(dú)完成，強(qiáng)調(diào)對(duì)教材公式的準(zhǔn)確理解和應(yīng)用，不得抄襲，以此檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)教材基礎(chǔ)知識(shí)的掌握深度。作業(yè)成績(jī)占30%，且要求按時(shí)提交，逾期未交按零分處理，培養(yǎng)學(xué)生的工程責(zé)任意識(shí)。

**3.考試（40%）**

采用閉卷考試形式，考試內(nèi)容以教材核心章節(jié)為主，題型包括選擇、填空、計(jì)算和簡(jiǎn)答。選擇和填空題側(cè)重教材基本概念（如教材第6章精餾操作線的意義），計(jì)算題要求學(xué)生獨(dú)立完成教材例題類問(wèn)題的完整求解（如計(jì)算換熱器管徑需引用教材5.4節(jié)公式），簡(jiǎn)答題需結(jié)合教材原理分析工程問(wèn)題（如教材6.2節(jié)中回流比的影響機(jī)制）?？荚嚫采w率達(dá)90%以上，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)教材知識(shí)體系的系統(tǒng)性理解和應(yīng)用能力，考試成績(jī)占40%，確保評(píng)估的權(quán)威性。

**4.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（10%）**

以小組形式完成教材延伸的設(shè)計(jì)任務(wù)，如“設(shè)計(jì)一套年產(chǎn)5萬(wàn)噸乙醇-水分離的連續(xù)精餾塔”（參考教材6.5節(jié)設(shè)計(jì)流程）。要求提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，包含物料衡算（依據(jù)教材式6-2）、能量衡算、塔板數(shù)計(jì)算（使用教材6-14式修正版）、設(shè)備選型（參考教材附錄材料表）及PFD繪制（遵循教材3.2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)）。評(píng)估重點(diǎn)在于學(xué)生能否將教材分散的知識(shí)點(diǎn)整合應(yīng)用于完整的設(shè)計(jì)流程，體現(xiàn)工程思維。教師依據(jù)設(shè)計(jì)方案的合理性、計(jì)算過(guò)程的規(guī)范性及教材引用的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)分，成績(jī)占10%，強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)目標(biāo)。

**評(píng)估結(jié)果反饋**

采用隨堂反饋、作業(yè)批改說(shuō)明、考試錯(cuò)題分析會(huì)及設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一對(duì)一指導(dǎo)等形式，及時(shí)向?qū)W生反饋評(píng)估結(jié)果。例如，針對(duì)作業(yè)中常見(jiàn)的教材公式誤用（如混淆教材5-9式與5-10式在對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算中的應(yīng)用），教師需結(jié)合教材5-15明確區(qū)分強(qiáng)制對(duì)流與自然對(duì)流的計(jì)算方法。通過(guò)持續(xù)的評(píng)估與反饋，引導(dǎo)學(xué)生深入理解教材內(nèi)容，提升工程實(shí)踐能力。

六、教學(xué)安排

為確保在有限的時(shí)間內(nèi)高效完成教學(xué)任務(wù)，并充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律與實(shí)際情況，本課程設(shè)計(jì)制定如下教學(xué)安排，涵蓋教學(xué)進(jìn)度、時(shí)間分配與地點(diǎn)布置，力求與教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)要求相匹配。

**1.教學(xué)進(jìn)度與時(shí)間分配**

課程總時(shí)長(zhǎng)為8周，每周4學(xué)時(shí)，其中理論授課2學(xué)時(shí)，討論/案例分析1學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)/仿真1學(xué)時(shí)（或任務(wù)驅(qū)動(dòng)分組討論）。教學(xué)進(jìn)度嚴(yán)格依據(jù)教材章節(jié)順序推進(jìn)，并預(yù)留1周復(fù)習(xí)與設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提交時(shí)間。具體安排如下：

-**第1-2周**：流體輸送機(jī)械（教材第3-4章）。第1周理論講授流體靜力學(xué)基礎(chǔ)（伯努利方程、教材式3-4、教材3-2）與管路計(jì)算，第2周講授泵的工作原理（離心泵、教材4-5、性能曲線）、選型計(jì)算（教材式4-12、4-14）及案例討論。實(shí)驗(yàn)/仿真環(huán)節(jié)采用流體輸送仿真軟件模擬教材中泵啟動(dòng)與運(yùn)行場(chǎng)景。

-**第3-4周**：傳熱過(guò)程與設(shè)備（教材第5章）。第3周理論講授導(dǎo)熱（平壁、圓管，教材式5-2、5-3）與對(duì)流換熱基礎(chǔ)，第4周講授傳熱計(jì)算（平均溫度差、教材式5-11、ε值表）、換熱器設(shè)計(jì)（列管式，教材5-15、5.4節(jié)）。討論環(huán)節(jié)分析教材例5-3換熱器水-水傳熱計(jì)算中的簡(jiǎn)化假設(shè)。實(shí)驗(yàn)/仿真環(huán)節(jié)進(jìn)行傳熱系數(shù)測(cè)量仿真或換熱器結(jié)構(gòu)拆解虛擬操作。

-**第5-6周**：蒸餾與精餾（教材第6章）。第5周理論講授雙組分溶液氣液平衡（泡點(diǎn)、露點(diǎn)、教材6-1、平衡曲線）、簡(jiǎn)單蒸餾（教材式6-1），第6周重點(diǎn)講授精餾原理（操作線方程推導(dǎo)、教材式6-8、6-14）、塔板數(shù)計(jì)算及回流比影響。討論環(huán)節(jié)結(jié)合教材6.2節(jié)分析不同精餾方式的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)/仿真環(huán)節(jié)運(yùn)行AspenPlus精餾塔模擬，調(diào)整參數(shù)觀察教材中描述的溫度分布變化。

-**第7周**：復(fù)習(xí)與設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)指導(dǎo)。回顧教材核心公式與計(jì)算方法，解答學(xué)生疑問(wèn)，并發(fā)布設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（如處理100t/h乙醇-水混合物的連續(xù)精餾塔，參考教材6.5節(jié)步驟）。

-**第8周**：設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提交與評(píng)審。學(xué)生提交設(shè)計(jì)報(bào)告，教師分組評(píng)審，重點(diǎn)考察教材知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用與工程合理性。

**2.教學(xué)時(shí)間與地點(diǎn)**

理論授課與討論安排在周一、周三下午的固定教室（如教學(xué)樓A301），利用多媒體設(shè)備展示教材表與仿真動(dòng)畫(huà)。實(shí)驗(yàn)/仿真環(huán)節(jié)安排在周四下午的化工原理實(shí)驗(yàn)室或計(jì)算機(jī)房，確保每組學(xué)生能獨(dú)立操作設(shè)備或軟件，完成教材延伸的實(shí)踐任務(wù)。教學(xué)時(shí)間選擇避開(kāi)學(xué)生午休及晚間主要用餐時(shí)間，保證學(xué)習(xí)效率。

**3.考慮學(xué)生實(shí)際情況**

教學(xué)安排中預(yù)留了兩次“緩沖時(shí)間”（第3周后半段、第5周前半段），用于學(xué)生消化教材難點(diǎn)（如傳熱計(jì)算中的平均溫度差計(jì)算、精餾操作線方程的靈活應(yīng)用）。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)采用小組合作形式，每組4-5人，覆蓋不同學(xué)習(xí)進(jìn)度的學(xué)生，促進(jìn)互助學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)/仿真環(huán)節(jié)允許學(xué)生根據(jù)個(gè)人理解進(jìn)度調(diào)整操作速度，教師巡回指導(dǎo)，解決教材中未明確說(shuō)明的細(xì)節(jié)問(wèn)題（如換熱器管程流速的選取依據(jù)，可參考教材5.4節(jié)）。通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏與形式，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。

七、差異化教學(xué)

鑒于學(xué)生來(lái)自不同專業(yè)背景，具有差異化的學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣和能力水平，為促進(jìn)全體學(xué)生發(fā)展，本課程設(shè)計(jì)實(shí)施差異化教學(xué)策略，通過(guò)分層任務(wù)、彈性資源和個(gè)性化反饋，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，確保其能有效掌握教材核心內(nèi)容并提升工程應(yīng)用能力。

**1.分層教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度**

針對(duì)教材知識(shí)難度，設(shè)置基礎(chǔ)、提高和拓展三個(gè)層次。基礎(chǔ)層次聚焦教材核心概念與公式，如伯努利方程的應(yīng)用（教材3-4式）、傳熱基本方式（教材5.1節(jié)）及精餾塔物料衡算（教材式6-2），確保所有學(xué)生達(dá)到教學(xué)大綱的基本要求。提高層次要求學(xué)生能獨(dú)立完成教材例題的變式計(jì)算，并理解教材中的表（如教材4-6泵的性能曲線、5-15換熱器結(jié)構(gòu)）背后的工程含義。拓展層次引導(dǎo)學(xué)生探究教材未詳述的內(nèi)容，如強(qiáng)化傳熱措施（參考教材5.6節(jié)）、特殊精餾過(guò)程（如水蒸氣提餾，可延伸教材6.4節(jié)思路），或查閱《化工手冊(cè)》完成更復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算，滿足學(xué)有余力學(xué)生的需求。教學(xué)進(jìn)度上，對(duì)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，在講解教材新知識(shí)前增加相關(guān)前置內(nèi)容的回顧（如流體靜力學(xué)復(fù)習(xí)教材3.1節(jié)），并提供補(bǔ)充講義。

**2.多樣化教學(xué)活動(dòng)**

結(jié)合教材內(nèi)容，設(shè)計(jì)不同形式的參與活動(dòng)。對(duì)于視覺(jué)型學(xué)習(xí)者，強(qiáng)化多媒體資源的應(yīng)用，如通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬展示教材中難以理解的抽象過(guò)程（如教材6-10精餾塔內(nèi)汽液兩相接觸狀態(tài)）。對(duì)于動(dòng)手型學(xué)習(xí)者，在傳熱部分增加換熱器簡(jiǎn)易搭建或傳熱系數(shù)測(cè)量仿真實(shí)驗(yàn)（關(guān)聯(lián)教材5.3節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置），使其在實(shí)踐中鞏固教材知識(shí)。對(duì)于理論型學(xué)習(xí)者，在討論環(huán)節(jié)設(shè)置更具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，如“比較教材中三種塔板效率模型（6.3節(jié)）的適用范圍與誤差”，引導(dǎo)其深入分析教材原理。

**3.差異化評(píng)估方式**

評(píng)估方式與教學(xué)內(nèi)容相呼應(yīng)，體現(xiàn)分層要求。平時(shí)表現(xiàn)中，對(duì)基礎(chǔ)薄弱學(xué)生更關(guān)注其課堂參與的進(jìn)步度，而對(duì)優(yōu)秀學(xué)生則要求其提出創(chuàng)新性見(jiàn)解。作業(yè)布置基礎(chǔ)題（覆蓋教材核心公式）和提高題（結(jié)合教材表分析工程問(wèn)題），學(xué)生根據(jù)自身能力選擇完成。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（占10%成績(jī)）采用“基礎(chǔ)版+拓展版”雙路徑設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)版要求完成教材6.5節(jié)規(guī)定的設(shè)計(jì)步驟，拓展版要求增加經(jīng)濟(jì)性分析（參考教材附錄材料價(jià)格）或能耗優(yōu)化（關(guān)聯(lián)教材5.7節(jié)），學(xué)生自主選擇。考試中，基礎(chǔ)題占60%，覆蓋教材核心公式；提高題占30%，考察教材中表的理解與應(yīng)用；拓展題占10%，涉及教材延伸知識(shí)，實(shí)現(xiàn)分層評(píng)價(jià)。

**4.個(gè)性化反饋機(jī)制**

建立個(gè)性化反饋檔案，針對(duì)學(xué)生在作業(yè)和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中暴露出的教材知識(shí)盲點(diǎn)（如對(duì)教材5-9式與5-10式應(yīng)用的混淆），教師通過(guò)批注、單獨(dú)輔導(dǎo)或小組答疑會(huì)進(jìn)行針對(duì)性講解。對(duì)進(jìn)步顯著的學(xué)生，在反饋中強(qiáng)調(diào)其與教材理論的關(guān)聯(lián)性，如“你設(shè)計(jì)的精餾塔參數(shù)符合教材6.4節(jié)關(guān)于最小回流比的保守原則”。通過(guò)差異化教學(xué)，確保每位學(xué)生都能在教材框架內(nèi)獲得最適合自己的學(xué)習(xí)路徑與發(fā)展機(jī)會(huì)。

八、教學(xué)反思和調(diào)整

為持續(xù)優(yōu)化教學(xué)效果，確保課程設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)際教學(xué)情況相匹配，本課程在實(shí)施過(guò)程中建立常態(tài)化教學(xué)反思與動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，緊密圍繞教材內(nèi)容與學(xué)生反饋，對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估與改進(jìn)。

**1.定期教學(xué)反思**

每次理論授課后，教師需對(duì)照教材章節(jié)目標(biāo)，反思教學(xué)重難點(diǎn)的達(dá)成度。例如，在講授教材第4章離心泵選型時(shí)，若發(fā)現(xiàn)學(xué)生作業(yè)中普遍混淆不同類型泵的適用工況（如教材4-6所示），則需反思案例分析法是否充分暴露了差異，或補(bǔ)充教材附錄中泵性能參數(shù)對(duì)比的對(duì)比。實(shí)驗(yàn)/仿真環(huán)節(jié)結(jié)束后，分析學(xué)生操作數(shù)據(jù)與教材理論的偏差，如傳熱仿真中計(jì)算的ε值與教材5.5節(jié)經(jīng)驗(yàn)值差異較大，需反思仿真軟件參數(shù)設(shè)置是否貼近教材假設(shè)條件，或是否需增加對(duì)污垢系數(shù)（教材5.4節(jié)）影響的理解。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)評(píng)審階段，重點(diǎn)評(píng)估學(xué)生是否準(zhǔn)確引用了教材中的計(jì)算公式（如精餾塔物料衡算式6-2、提餾段操作線方程6-12），以及PFD繪制是否遵循了教材3.2節(jié)的規(guī)范，據(jù)此判斷教材知識(shí)整合效果。

**2.學(xué)生反饋收集與利用**

通過(guò)匿名問(wèn)卷、課堂非正式提問(wèn)及作業(yè)評(píng)語(yǔ)，收集學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)度和方法的反饋。例如，若多數(shù)學(xué)生反映教材第5章傳熱計(jì)算公式推導(dǎo)過(guò)程過(guò)快，則下次授課需增加板書(shū)推導(dǎo)步驟，或提供教材式5-11平均溫度差計(jì)算公式的分層講解微課。若學(xué)生普遍對(duì)教材中表（如教材6-10）的理解存在困難，則需在討論環(huán)節(jié)增加分組解讀任務(wù)，并準(zhǔn)備更直觀的輔助教具。對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的反饋，重點(diǎn)收集學(xué)生在應(yīng)用教材知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)遇到的障礙，如對(duì)教材6.3節(jié)精餾段操作線方程推導(dǎo)邏輯的疑問(wèn)，以便后續(xù)針對(duì)性補(bǔ)充。

**3.教學(xué)內(nèi)容與方法調(diào)整**

基于反思與反饋，實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整。若某教材章節(jié)（如教材第3章流體阻力計(jì)算）學(xué)生掌握率低于預(yù)期，則增加相關(guān)習(xí)題課，引入教材未覆蓋的當(dāng)量長(zhǎng)度法補(bǔ)充說(shuō)明。若討論法效果顯著，則增加案例分析環(huán)節(jié)，如分組辯論教材中不同換熱器選型方案（關(guān)聯(lián)教材5.4節(jié)）的優(yōu)劣。若仿真實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)教材公式的理解流于表面，則調(diào)整實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生必須結(jié)合教材式5-3解釋傳熱系數(shù)計(jì)算中各參數(shù)的物理意義。對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，根據(jù)學(xué)生反饋調(diào)整難度梯度，如增加或減少設(shè)計(jì)變量，確保任務(wù)量既能檢驗(yàn)教材知識(shí)，又符合學(xué)生能力。此外，若教材內(nèi)容更新滯后于技術(shù)發(fā)展，需及時(shí)補(bǔ)充行業(yè)報(bào)告中的新設(shè)備或新工藝介紹，保持教學(xué)內(nèi)容與教材的與時(shí)俱進(jìn)。通過(guò)持續(xù)的教學(xué)反思與調(diào)整，確保教學(xué)活動(dòng)始終圍繞教材核心，并有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。

九、教學(xué)創(chuàng)新

為提升化工原理課程的吸引力和互動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，本課程設(shè)計(jì)引入多項(xiàng)教學(xué)創(chuàng)新舉措，結(jié)合現(xiàn)代科技手段，拓展教材內(nèi)容的呈現(xiàn)與應(yīng)用方式。

**1.虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)融合**

針對(duì)教材中抽象的單元操作原理，如流體在管道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)變化（層流、湍流，教材3.2節(jié)）、精餾塔內(nèi)汽液接觸傳質(zhì)過(guò)程（教材6-10），引入VR/AR技術(shù)進(jìn)行可視化教學(xué)。開(kāi)發(fā)VR模擬模塊，讓學(xué)生“步入”虛擬工廠，觀察離心泵（教材4-5）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、葉輪旋轉(zhuǎn)對(duì)流體的影響，或進(jìn)入虛擬精餾塔內(nèi)部，直觀感受不同塔板上的汽液兩相分布密度變化。AR技術(shù)則可將教材中的二維設(shè)備（如教材5-15換熱器）轉(zhuǎn)化為三維模型，疊加在物理教具或教材頁(yè)面上，使學(xué)生能從任意角度觀察結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，并動(dòng)態(tài)展示關(guān)鍵參數(shù)（如壁面溫度，關(guān)聯(lián)教材5.2節(jié)）的變化。此類創(chuàng)新直接關(guān)聯(lián)教材內(nèi)容，使復(fù)雜原理變得直觀易懂，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

**2.（）輔助個(gè)性化學(xué)習(xí)**

利用平臺(tái)分析學(xué)生在作業(yè)、仿真實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，如對(duì)教材公式應(yīng)用的錯(cuò)誤模式（如混淆教材5-9式與5-10式在對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算中的適用條件）。系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果，自動(dòng)推送針對(duì)性學(xué)習(xí)資源，包括教材中相關(guān)例題的詳細(xì)解析（如教材例5-3的傳熱計(jì)算步驟）、微課視頻（如教材3.3節(jié)伯努利方程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）或在線模擬題。例如，若學(xué)生在精餾塔塔板數(shù)計(jì)算（教材式6-14）中反復(fù)出錯(cuò)，系統(tǒng)則優(yōu)先推送教材6.3節(jié)關(guān)于操作彈性與塔板效率的補(bǔ)充閱讀材料。還支持智能問(wèn)答，學(xué)生可就教材中的細(xì)節(jié)問(wèn)題（如教材附錄中物性數(shù)據(jù)的單位換算）進(jìn)行隨時(shí)提問(wèn)，獲得即時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)“教材+”的混合式學(xué)習(xí)模式。

**3.游戲化學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)**

將設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)部分環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為游戲化任務(wù)。例如，在乙醇-水連續(xù)精餾塔（參考教材6.5節(jié)）設(shè)計(jì)任務(wù)中，設(shè)置“效率挑戰(zhàn)”關(guān)卡：學(xué)生需在滿足分離要求（塔底產(chǎn)品純度、回收率，引用教材6.2節(jié)定義）的前提下，通過(guò)優(yōu)化操作參數(shù)（回流比、進(jìn)料位置）降低能耗（參考教材5.7節(jié)），得分依據(jù)與理論最優(yōu)值（教材例題）的接近程度。游戲化任務(wù)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索教材中不同參數(shù)間的耦合影響，如增大回流比對(duì)塔板數(shù)（教材6.3節(jié)）與能耗的雙重作用，使枯燥的設(shè)計(jì)計(jì)算變得生動(dòng)有趣。通過(guò)引入VR/AR、及游戲化等創(chuàng)新手段，增強(qiáng)課程的現(xiàn)代感和參與度，使教材知識(shí)在技術(shù)情境中煥發(fā)活力。

十、跨學(xué)科整合

化工原理作為連接基礎(chǔ)科學(xué)與工程實(shí)踐的橋梁，其知識(shí)體系天然具有跨學(xué)科屬性。本課程設(shè)計(jì)通過(guò)強(qiáng)化與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)性，促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)的交叉應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)科素養(yǎng)，使其能從更廣闊的視角理解和解決復(fù)雜的工程問(wèn)題，這與教材內(nèi)容體系的開(kāi)放性是一致的。

**1.數(shù)學(xué)與物理的深度融合**

教材中的核心公式（如伯努利方程、教材式3-4；傳熱系數(shù)計(jì)算式、教材式5-11；精餾段操作線方程、教材式6-8）均源于數(shù)學(xué)微積分、微分方程和物理傳熱學(xué)、流體力學(xué)原理。教學(xué)中，不僅講解公式本身，更引導(dǎo)學(xué)生回顧其數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程（如教材5.1節(jié)中對(duì)對(duì)流換熱微分方程的推導(dǎo)），或?qū)⑵渑c物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如教材3.3節(jié)伯努利方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)）相印證。例如，在講解教材第5章管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱時(shí)，結(jié)合流體力學(xué)課程中的努塞爾數(shù)（Nu）關(guān)聯(lián)式（涉及教材5.4節(jié)），分析影響Nu值的物理因素（管徑、流速、流體物性），體現(xiàn)傳熱學(xué)與流體力學(xué)、物理學(xué)知識(shí)的共生關(guān)系。作業(yè)設(shè)計(jì)上，要求學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件（如MATLAB）繪制教材中溫度分布曲線（如教材6-10）或壓強(qiáng)降曲線（關(guān)聯(lián)教材3.3節(jié)），強(qiáng)化數(shù)理工具在化工問(wèn)題求解中的應(yīng)用能力。

**2.化學(xué)與工程設(shè)計(jì)的交叉滲透**

教材內(nèi)容涉及多種化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)（如教材附錄物性數(shù)據(jù)表）和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程（如教材引言中提及的合成氨、石油煉制等化工產(chǎn)品生產(chǎn)），這要求學(xué)生具備一定的化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)中，通過(guò)案例分析，將化工原理知識(shí)與化學(xué)反應(yīng)工程相結(jié)合。例如，在蒸餾章節(jié)（教材第6章），分析乙烯-乙醇混合物（教材中可能涉及的分離體系）的相對(duì)揮發(fā)度隨溫度變化特性，引導(dǎo)學(xué)生思考分離效率與反應(yīng)過(guò)程（若涉及共沸物或近沸點(diǎn)物系）的關(guān)聯(lián)。在傳熱章節(jié)（教材第5章），討論化學(xué)反應(yīng)器（如釜式反應(yīng)器）的傳熱設(shè)計(jì)要求（如教材5.7節(jié)中對(duì)反應(yīng)器溫度控制的描述），對(duì)比管式反應(yīng)器與釜式反應(yīng)器的傳熱強(qiáng)化需求。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中，要求學(xué)生考慮分離過(guò)程對(duì)后續(xù)化學(xué)反應(yīng)選擇性的影響（參考教材引言），體現(xiàn)化工原理在整體工藝開(kāi)發(fā)中的樞紐作用，培養(yǎng)跨學(xué)科系統(tǒng)思維。

**3.計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程仿真的整合應(yīng)用**

教材中的復(fù)雜計(jì)算（如精餾塔逐板計(jì)算、教材6.4節(jié)；換熱器水力計(jì)算、教材5.4節(jié)）若僅依賴手工計(jì)算，效率低下且易出錯(cuò)。教學(xué)中，引入化工過(guò)程仿真軟件（如AspenPlus，關(guān)聯(lián)教材配套軟件使用說(shuō)明），要求學(xué)生利用軟件模塊化功能模擬教材中的單元操作，并解讀軟件計(jì)算結(jié)果（如塔板效率、熱負(fù)荷）與教材理論模型的差異。例如，模擬教材6-10所示精餾塔，通過(guò)調(diào)整進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)（q值，教材6.3節(jié)），觀察對(duì)操作線位置的影響，驗(yàn)證教材中理論推導(dǎo)的正確性。同時(shí)，結(jié)合計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)，鼓勵(lì)學(xué)生編寫(xiě)簡(jiǎn)單程序（如用Python實(shí)現(xiàn)迭代計(jì)算精餾塔理論塔板數(shù)，參考教材6.4節(jié)計(jì)算方法），加深對(duì)教材公式的理解。這種整合使學(xué)生在解決實(shí)際工程問(wèn)題的同時(shí)，提升數(shù)據(jù)分析和數(shù)字化工具應(yīng)用能力，符合現(xiàn)代化工對(duì)復(fù)合型人才的需求。通過(guò)跨學(xué)科整合，有效拓展了教材的邊界，促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。

十一、社會(huì)實(shí)踐和應(yīng)用

為將教材中的理論知識(shí)與工程實(shí)際緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，本課程設(shè)計(jì)融入多項(xiàng)與社會(huì)實(shí)踐和應(yīng)用相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)化工原理知識(shí)的實(shí)踐轉(zhuǎn)化能力。

**1.化工企業(yè)參訪與案例教學(xué)**

學(xué)生到本地化工廠進(jìn)行短期參訪（如選擇涉及流體輸送、換熱或蒸餾單元操作的工廠），實(shí)地觀察教材中設(shè)備（如教材4-5離心泵、5-15換熱器、6-10精餾塔）的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。參訪前，提供教材相關(guān)章節(jié)內(nèi)容作為預(yù)習(xí)材料，要求學(xué)生關(guān)注實(shí)際設(shè)備與教材描述的差異（如材質(zhì)選擇、自動(dòng)化控制系統(tǒng)）。參訪后，結(jié)合教材知識(shí)進(jìn)行案例討論，分析企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題（如教材未涉及的泵的汽蝕現(xiàn)象、換熱器結(jié)垢對(duì)傳熱效率的影響），探討改進(jìn)措施。例如，針對(duì)某化工廠精餾分離效果不達(dá)標(biāo)的案例（可模擬教材6.5節(jié)設(shè)計(jì)情境），引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析原因（如操作參數(shù)偏離最優(yōu)值，關(guān)聯(lián)教材6.3節(jié)），提出調(diào)整建議，使學(xué)生在真實(shí)情境中深化對(duì)教材原理的理解。

**2.校內(nèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用拓展**

充分利用校內(nèi)化工原理實(shí)驗(yàn)室資源，設(shè)計(jì)超越教材基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的拓展任務(wù)。例如，在傳熱實(shí)驗(yàn)（關(guān)聯(lián)教材5.3節(jié)）中，除測(cè)量穩(wěn)態(tài)傳熱系數(shù)外，增加變工況（如改變流速、污垢層厚度）實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生結(jié)合教材5.4節(jié)污垢系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值，分析其對(duì)傳熱過(guò)程的影響，并嘗試建立簡(jiǎn)易的傳熱模型。在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，使用不同管徑、粗糙度的管道（參考教材3.2節(jié)管路計(jì)算），讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證伯努利方程的適用范圍（教材3.3節(jié)），并計(jì)算局部阻力系數(shù)。此類活動(dòng)要求學(xué)生不僅掌握教材實(shí)驗(yàn)步驟，更能將理論知識(shí)應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析和工程問(wèn)題解決，提升動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。

**3.創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽與成果展示**

以小組形式開(kāi)展“小型化工過(guò)程優(yōu)化”創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽，要求學(xué)生選擇教材中涉及的單元操作（如流體輸送、換熱或蒸餾），針對(duì)某一具體工程問(wèn)題（如設(shè)計(jì)一套處理工業(yè)廢水的換熱網(wǎng)絡(luò)，參考教材5.7節(jié)節(jié)能思路；或優(yōu)化小型乙醇發(fā)酵液的蒸餾分離方案，關(guān)聯(lián)教材6.2節(jié)），提出設(shè)計(jì)方案。要求提交包含工藝流程（遵循教材3.2節(jié)規(guī)范）、計(jì)算說(shuō)明書(shū)（引用教材核心公式）、設(shè)備選型依據(jù)（參考教材附錄）和經(jīng)濟(jì)效益分析（考慮教材未涉及的能耗成本）的完整報(bào)告。部分優(yōu)秀成果通過(guò)課堂展示或校級(jí)科技節(jié)展出，邀請(qǐng)教師和化工企業(yè)專家進(jìn)行