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新的系主任重新安排我上化工班的《化工原理》,教材选择上很让我伤脑筋。
国外的化工专业课程设置中,在上世纪60~70年代已经实现了从单元操作向传递现象原理的进化,首要的基础专业课通常以《传递》出现,当然也配合原理讲解一些重要的单元操作。而国内的化工原理教材基本停留在单元操作的阶段,一些化工专业强势院校在开设《化工原理》的同时开设《传递》课程,虽然我也曾主编了一本《传递》教材,但并不认同这种将理论(传递原理)与实际应用(单元操作)割裂的做法。
我所知道的高校在单元操作与传递过程原理内容的整合上,目前有三种形式:
先开设《化工原理》再(同时)可设《传递》课程,见于清华、北化等诸多高校。主要问题:近年来随着高等教育课时压缩,《传递》课程处境日益尴尬。我最欣赏天大建设的教材,但天大化工专业也在将两课程合并;
《传递》课程开设先于化工原理(华东理工大学),教学效率也值得质疑。《传递》课程讲解与化工众多单元相关的流动、传热、传质现象的原理,这些原理的领会与单元操作的理解是密不可分的,干巴巴的理论无疑影响学生的学习热情,而结合化工实际的物理意义阐释受学时限制;
天大、川大、浙大先后出版了包含传递原理内容的《化工原理》教材,但我感觉其中的传递原理都逝去了灵魂,没有能够与单元操作内容有机融合。《化工流体流动与传热》中没有边界层方程,对于化工专业学生又何必认识N-R方程?川大《化工原理》用前两章介绍传递的基本概念原理,效果未必如华东理工模式。
一些优秀的国外教材引入,但考虑到教学效果须要中文版,戴干策先生主译的Bird《传递现象》翻译、印刷质量最好,但所需课时不菲,还需有《分离工程》配合讲解传质单元操作。从内容上,我认为Geankoplis的Transport Processes & Unit perations是最好的融合了传递原理与单元操作的《化工原理》教材,此书内容可谓博大精深,这对同学、对我都是不小的考验,当然也能够更好地开拓学习者对化工过程的认识视野。梳理了流体流动的理论构架(附图),书中内容涵盖了“分子衡算”之外的我所了解的流体流动相关的各种研究方法;书中的应用实例也很广博,如静力学除了压力液位测量、液封外还有倾析分相器,流动问题除了流体输送还强调多孔床层、流化床、搅拌等多种情形下的流动。此外相对国内流行教材在很多细节上有所纠正完善,动量衡算方法可进行流体管线容器的应力分析,引入动能校正因子等等。最新的第四版有中译本,认真考虑了以此作为教材,课时安排上捉襟见肘,因为教材每一章的内容上非常连贯,流动部分只有流量计、非牛顿流体、可压缩气体流动有可能在教学中割舍,安排开放作业让学生选学。如此结束流动部分至少需要30学时。但印刷质量实在不敢恭维,很多句子如外宾的中文发言,找学生试读后又决定放弃。
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