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化工原理是生物工程专业的一门主干专业基础课程，通过综合运用数学、物理及化学等基础知识，描述动量传递、热量传递、质量传递（三传）的基本理论，研究过程工业中常用的基于“三传”的物理加工过程（单元操作）的基本原理、工艺计算及相应设备结构和特点[1]。化工生产过程中各种单元操作的基本原理、典型设备的结构原理及其操作性能、设计与生物制品的分离纯化过程密切相关。生物工程专业的学生通过化工原理课程的学习，了解研究工程问题的基本方法（实验研究与数学模型建立等），能初步解决工业中的过程工程问题，实现由理及工的知识转型，并为学习工程专业课程———生化分离工程打下基础[2]。
化工原理具有内容抽象、工程概念强、公式多而复杂的特点，学生学起来难度较大、积极性普遍较差。相较于化学工程与工艺专业，生物工程专业化工原理课程的学时较少，因此如何在有限的学时内帮助学生建立工程观点，培养工程思维和解决工程实际问题的能力，满足高素质、创新型生物工程专业人才培养目标的要求，是该课程教学改革的关键。
一修订教学内容
根据生物工程专业的人才培养计划及其专业特点，合理分配有限的教学课时，对课程中传统的单元操作进行内容精简与更新；紧跟生物工程产业的发展现状，在传统化工原理单元操作中，增加与生物工程密切相关的新技术的原理与应用，如膜分离、超临界流体萃取等。生物产品的分离纯化环节，与化工原理中的流体流动与输送、传热、蒸发、精馏、干燥、萃取等单元操作的内容与原理一脉相承，将涉及这些单元操作的章节作为授课的重点。在讲授这些单元操作时，简化公式推导，将复杂的问题简单化，强调如何应用理论结论解决实际问题。既要突出重点，又要避免造成学生的厌学情绪，并在教学中突出专业特点。例如，针对生物工程操作温度较低的情况，在传热单元精简热辐射的内容，但要求学生明白在高温条件下辐射传热才是控制传热的主要因素；生物制品的生产多为高附加值、高要求、小批量的操作过程，间歇操作较为常见，因此可适当强化间歇生产方式的介绍。
二优化理论教学
绪论课是学生接触一门新课程的第一课，绪论课的质量将直接影响学生对该课程的认识与学习兴趣[3]。生物工程专业学生在初次接触化工原理课程时，往往不了解课程内容与自身专业的关联性，这也是导致其学习积极性差的一个主要原因。因此，化工原理作为一门专业基础课程，其绪论课在提纲挈领地介绍课程内容的基础上，应强调课程在学科知识结构中的重要性，使学生明确化工原理课程“学什么”以及“为什么学”。可以结合化工产业的发展历程，介绍化工原理课程的诞生和发展历史，强调化工原理课程工程性的特点，处理的是一些物理过程，而与化学反应没有太大关联。另外，不妨结合生物工程实例，从特定的产品出发，介绍化工原理在生物工程中的作用。如以学生熟悉的啤酒生产为例，从原料到成品，除了发酵过程，包括流体输送、过滤、换热（干燥、加热、冷却）在内的物理加工过程，都属于化工原理研究的基于“三传”的单元操作。
在理论课教学过程中，多媒体技术的应用具有突出的辅助作用。利用多媒体器材，通过丰富的色彩、声音与形象向学生传递相关教学内容，有助于克服传统教学模式单一、平铺直说的缺点[4]。特别对于化工原理课程而言，其工程概念强，学生往往不具备相关的背景知识与经历，理解工程现象及其原理较为困难。利用多媒体技术，通过动画演示、设备照片与操作视频、图文结合等方式将抽象的问题具体化、形象化，可以吸引学生的注意力、调动学生的积极性与兴趣。例如，通过flash演示介绍不同类型换热器，将冷热流体的换热过程以动画的形式呈现在学生面前，使学生对工程设备的内部结构有直观的认识；在讲解精馏操作中五种原料液热状态及其热状况参数q时，利用图文结合的方式，描述精馏段与提馏段下降液相流量L与L’、上升气相流量V与V’的关系，将复杂的公式推导与线条清晰的图示结合，加深学生对知识点的理解与记忆；在讲授新章节时，播放生物工程产业生产线中相关单元操作的视频文件，有助于学生明确学习目的、激发学习兴趣。当然，在利用多媒体技术提高教学效果时要切忌喧宾夺主，要时刻关注学生在课堂上的学习状态，结合板书，确保学生对知识点的理解与掌握。
此外，习题课是化工原理课程教学的一个重要环节。在完成一个章节的教学任务后，安排一次习题课，利用讨论式、启发式的教学方法，通过例题演算与习题练习引导学生对重要知识点进行归纳总结。这有助于学生更好地消化重点知识，牢固掌握基本概念与原理，同时在习题演算过程中认识工程实际问题，形成正确的思维方式，培养其分析和解决工程实际问题的能力[5]。由于化工原理教材中的例题与习题具有鲜明的石油化工背景，与生物工程产业相去甚远，生物工程专业的学生在习题练习过程中往往又会陷入迷思，不能理解单元操作在生物工程产业中的应用。因此，结合学生专业背景更新习题的内容是非常必要的，有助于提高课程的专业针对性。例如，借鉴国内外生化分离工程的教材，收集以生物料液处理为背景的相关单元操作的例题和习题。
三改革实验教学
实验教学是化工原理课程的一个重要环节，对于巩固学生理论知识、树立学生的工程意识、培养学生解决和分析实际问题的能力具有重要的作用[6]。在实验教学过程中应当注重学生设计方案、组织流程、实施具体操作、运行单元操作设备、处理与分析数据、归纳总结等工程实验综合能力的培养，结合生物工程专业实例，开设具有专业背景的实验内容，降低验证型实验在教学过程中的比例，提高综合型、设计型实验内容的数量与质量。以筛板精馏塔实验为例，在理论课上介绍实验装置的基本情况，向学生布置分离低浓度酒精溶液获取高纯度乙醇的任务，要求学生自行设计实验步骤、提交实验方案、完成分离任务、形成实验报告。组织学生结合实验结果比较不同操作对馏出液的浓度与体积的影响，从而达到活学活用理论知识的目的。此外，通过教研室集体备课，与相关专业实验内容融合、衔接，扩展化工原理实验的内容，有助于加深学生对课程的认识、激发学习兴趣。如，利用生物工艺学实验中发酵制造的酒精溶液为精馏实验的原溶液，抽取精馏塔塔板上的液相溶液利用仪器分析实验中气相色谱进行组成分析等。 实验报告的形成是化工原理实验教学的重要组成部分。化工原理实验内容具有显著的工程特点，实验过程中数据测量量大，并需要学生利用手册查阅相关的物性参数，通过分析计算整理成为图表、公式或经验模型，因而数据处理过程繁杂。在现今计算机技术高速发展的时代，通过手工计算、传统坐标纸绘图的方式处理实验数据显然已不符合当代产业发展的要求[7]。因此，在实验教学过程中增加Origin、Excel等数据处理软件的应用介绍，鼓励学生利用计算机分析实验结果，有助于提高学生处理数据的规范性与准确性，培养符合企业生产需要的工程人才。
在成绩评定过程中，需要综合考虑学生在实验操作中表现出的动手能力、分析实验及提出进一步解决方案与建议的能力，注重评价学生实验报告的规范性与科学性，客观评价学生的成绩，并对积极参与开放实验的学生给予加分的鼓励。其中，要特别增加设计型、综合型实验成绩在总成绩中的比重。对于设计型、综合型实验要分别对学生在构思方案、设计步骤、实施具体操作、运行单元操作设备过程中体现的动手能力与知识水平进行考核。
总之，在化工原理课程中赋予其专业针对性，使生物工程专业学生更好地吸收、运用课程知识，是面向生物工程专业的化工原理教学的努力方向。从专业应用角度出发，借鉴先进的教学模式，对教学内容、教学方法和教学手段进行改革，提高实验教学的教学效果，在培养学生的工程意识、提高解决工程实际问题的能力方面具有现实意义。
参考文献
[1]郑莹.化工原理理论教学的改革与研究[J].化学工程与装备，2012 （7）：242-244.
[2]潘莉莎，张德拉，王小红，庞素娟.化工原理在生物分离工程课程教学中的应用[J].海南大学学报自然科学版，2011， 29（2）：193-198.
[3]邓俊，朱学军.生物工程专业化工原理课程教学改革探索与思考[J].广州化工，2011，39（17）：141-142.
[4]张红芬.浅谈多媒体在化工原理教学中的几点思考[J].中国科教创新导刊，2012 （3）：125.
[5]胡洪波，王威，彭华松，张雪洪.面向生物工程专业的化工原理教学改革探索[J].化工高等教育，2013 （1）：42-44.
[6]丁海燕.化工原理实验教学的改革与实践[J].广州化工， 2012，40（15）：233-241.
[7]麻晓霞，郭建欣. Origin软件在化工原理实验数据处理中的应用[J].广州化工，2012，40（9）：251-259.
化工原理具有内容抽象、工程概念强、公式多而复杂的特点，学生学起来难度较大、积极性普遍较差。相较于化学工程与工艺专业，生物工程专业化工原理课程的学时较少，因此如何在有限的学时内帮助学生建立工程观点，培养工程思维和解决工程实际问题的能力，满足高素质、创新型生物工程专业人才培养目标的要求，是该课程教学改革的关键。
一修订教学内容
根据生物工程专业的人才培养计划及其专业特点，合理分配有限的教学课时，对课程中传统的单元操作进行内容精简与更新；紧跟生物工程产业的发展现状，在传统化工原理单元操作中，增加与生物工程密切相关的新技术的原理与应用，如膜分离、超临界流体萃取等。生物产品的分离纯化环节，与化工原理中的流体流动与输送、传热、蒸发、精馏、干燥、萃取等单元操作的内容与原理一脉相承，将涉及这些单元操作的章节作为授课的重点。在讲授这些单元操作时，简化公式推导，将复杂的问题简单化，强调如何应用理论结论解决实际问题。既要突出重点，又要避免造成学生的厌学情绪，并在教学中突出专业特点。例如，针对生物工程操作温度较低的情况，在传热单元精简热辐射的内容，但要求学生明白在高温条件下辐射传热才是控制传热的主要因素；生物制品的生产多为高附加值、高要求、小批量的操作过程，间歇操作较为常见，因此可适当强化间歇生产方式的介绍。
二优化理论教学
绪论课是学生接触一门新课程的第一课，绪论课的质量将直接影响学生对该课程的认识与学习兴趣[3]。生物工程专业学生在初次接触化工原理课程时，往往不了解课程内容与自身专业的关联性，这也是导致其学习积极性差的一个主要原因。因此，化工原理作为一门专业基础课程，其绪论课在提纲挈领地介绍课程内容的基础上，应强调课程在学科知识结构中的重要性，使学生明确化工原理课程“学什么”以及“为什么学”。可以结合化工产业的发展历程，介绍化工原理课程的诞生和发展历史，强调化工原理课程工程性的特点，处理的是一些物理过程，而与化学反应没有太大关联。另外，不妨结合生物工程实例，从特定的产品出发，介绍化工原理在生物工程中的作用。如以学生熟悉的啤酒生产为例，从原料到成品，除了发酵过程，包括流体输送、过滤、换热（干燥、加热、冷却）在内的物理加工过程，都属于化工原理研究的基于“三传”的单元操作。
在理论课教学过程中，多媒体技术的应用具有突出的辅助作用。利用多媒体器材，通过丰富的色彩、声音与形象向学生传递相关教学内容，有助于克服传统教学模式单一、平铺直说的缺点[4]。特别对于化工原理课程而言，其工程概念强，学生往往不具备相关的背景知识与经历，理解工程现象及其原理较为困难。利用多媒体技术，通过动画演示、设备照片与操作视频、图文结合等方式将抽象的问题具体化、形象化，可以吸引学生的注意力、调动学生的积极性与兴趣。例如，通过flash演示介绍不同类型换热器，将冷热流体的换热过程以动画的形式呈现在学生面前，使学生对工程设备的内部结构有直观的认识；在讲解精馏操作中五种原料液热状态及其热状况参数q时，利用图文结合的方式，描述精馏段与提馏段下降液相流量L与L’、上升气相流量V与V’的关系，将复杂的公式推导与线条清晰的图示结合，加深学生对知识点的理解与记忆；在讲授新章节时，播放生物工程产业生产线中相关单元操作的视频文件，有助于学生明确学习目的、激发学习兴趣。当然，在利用多媒体技术提高教学效果时要切忌喧宾夺主，要时刻关注学生在课堂上的学习状态，结合板书，确保学生对知识点的理解与掌握。
此外，习题课是化工原理课程教学的一个重要环节。在完成一个章节的教学任务后，安排一次习题课，利用讨论式、启发式的教学方法，通过例题演算与习题练习引导学生对重要知识点进行归纳总结。这有助于学生更好地消化重点知识，牢固掌握基本概念与原理，同时在习题演算过程中认识工程实际问题，形成正确的思维方式，培养其分析和解决工程实际问题的能力[5]。由于化工原理教材中的例题与习题具有鲜明的石油化工背景，与生物工程产业相去甚远，生物工程专业的学生在习题练习过程中往往又会陷入迷思，不能理解单元操作在生物工程产业中的应用。因此，结合学生专业背景更新习题的内容是非常必要的，有助于提高课程的专业针对性。例如，借鉴国内外生化分离工程的教材，收集以生物料液处理为背景的相关单元操作的例题和习题。
三改革实验教学
实验教学是化工原理课程的一个重要环节，对于巩固学生理论知识、树立学生的工程意识、培养学生解决和分析实际问题的能力具有重要的作用[6]。在实验教学过程中应当注重学生设计方案、组织流程、实施具体操作、运行单元操作设备、处理与分析数据、归纳总结等工程实验综合能力的培养，结合生物工程专业实例，开设具有专业背景的实验内容，降低验证型实验在教学过程中的比例，提高综合型、设计型实验内容的数量与质量。以筛板精馏塔实验为例，在理论课上介绍实验装置的基本情况，向学生布置分离低浓度酒精溶液获取高纯度乙醇的任务，要求学生自行设计实验步骤、提交实验方案、完成分离任务、形成实验报告。组织学生结合实验结果比较不同操作对馏出液的浓度与体积的影响，从而达到活学活用理论知识的目的。此外，通过教研室集体备课，与相关专业实验内容融合、衔接，扩展化工原理实验的内容，有助于加深学生对课程的认识、激发学习兴趣。如，利用生物工艺学实验中发酵制造的酒精溶液为精馏实验的原溶液，抽取精馏塔塔板上的液相溶液利用仪器分析实验中气相色谱进行组成分析等。 实验报告的形成是化工原理实验教学的重要组成部分。化工原理实验内容具有显著的工程特点，实验过程中数据测量量大，并需要学生利用手册查阅相关的物性参数，通过分析计算整理成为图表、公式或经验模型，因而数据处理过程繁杂。在现今计算机技术高速发展的时代，通过手工计算、传统坐标纸绘图的方式处理实验数据显然已不符合当代产业发展的要求[7]。因此，在实验教学过程中增加Origin、Excel等数据处理软件的应用介绍，鼓励学生利用计算机分析实验结果，有助于提高学生处理数据的规范性与准确性，培养符合企业生产需要的工程人才。
在成绩评定过程中，需要综合考虑学生在实验操作中表现出的动手能力、分析实验及提出进一步解决方案与建议的能力，注重评价学生实验报告的规范性与科学性，客观评价学生的成绩，并对积极参与开放实验的学生给予加分的鼓励。其中，要特别增加设计型、综合型实验成绩在总成绩中的比重。对于设计型、综合型实验要分别对学生在构思方案、设计步骤、实施具体操作、运行单元操作设备过程中体现的动手能力与知识水平进行考核。
总之，在化工原理课程中赋予其专业针对性，使生物工程专业学生更好地吸收、运用课程知识，是面向生物工程专业的化工原理教学的努力方向。从专业应用角度出发，借鉴先进的教学模式，对教学内容、教学方法和教学手段进行改革，提高实验教学的教学效果，在培养学生的工程意识、提高解决工程实际问题的能力方面具有现实意义。
参考文献
[1]郑莹.化工原理理论教学的改革与研究[J].化学工程与装备，2012 （7）：242-244.
[2]潘莉莎，张德拉，王小红，庞素娟.化工原理在生物分离工程课程教学中的应用[J].海南大学学报自然科学版，2011， 29（2）：193-198.
[3]邓俊，朱学军.生物工程专业化工原理课程教学改革探索与思考[J].广州化工，2011，39（17）：141-142.
[4]张红芬.浅谈多媒体在化工原理教学中的几点思考[J].中国科教创新导刊，2012 （3）：125.
[5]胡洪波，王威，彭华松，张雪洪.面向生物工程专业的化工原理教学改革探索[J].化工高等教育，2013 （1）：42-44.
[6]丁海燕.化工原理实验教学的改革与实践[J].广州化工， 2012，40（15）：233-241.
[7]麻晓霞，郭建欣. Origin软件在化工原理实验数据处理中的应用[J].广州化工，2012，40（9）：251-259.