Введение

Курс «Основные процессы и аппараты химической технологии» призван дать студенту химико-технологического вуза достаточно широкие сведения, позволяющие ему в дальнейшем самостоятельно ориентироваться в конкретных технологических процессах – в их анализе, математическом описании и инженерном расчете, в подходах к конструированию аппаратуры.

Если цель учебного процесса заключается в передаче знаний и умений от преподавателя к студенту, то средствами достижения этой цели являются, во-первых, регулярная работа студента в течение всего семестра и, во-вторых, систематический контроль полученных знаний.

При этом и то, и другое должно быть направлено на усвоение фундаментальных (опорных) знаний курса. То есть, сверхзадача не в том, чтобы знать описание того или иного процесса, а в том, чтобы усвоить общие подходы (к рассмотрению процессов и явлений, постановке технологических задач) и приемы (анализа этих явлений, процессов, задач), чтобы смочь подойти к описанию любого (даже незнакомого) процесса, провести его анализ–синтез на уровне ПАХТ.

Поэтому изучение курса ПАХТ строится на базе методологии системного подхода. В соответствии с системным анализом курса первым этапом его изучения является рассмотрение всей дисциплины как единой системы знания и выявление ее роли в общеинженерной подготовке специалистов.

На рисунке 1 представлена схема курса ПАХТ как составной части общей системы знаний химической технологии: он связывает между собой общенаучные и специальные дисциплины, содержание его представляет одну из наиболее важных основ научных знаний о химической технологии.

Вторым этапом изучения является рассмотрение структуры самого курса ПАХТ и иерархии его подсистем (рисунок 2). Дисциплина ПАХТ включает в себя две подсистемы одного уровня: теоретическую, в которой рассматриваются основные закономерности процессов и методы их изучения, и практическую, в которой рассматриваются типовые процессы с изучением конструкций аппаратов и методов их расчета.

Затем рассматриваются механизмы основных процессов, общие их закономерности и обобщенное математическое описание явлений переноса.

Рисунок 1 – Межпредметные связи курса ПАХТ

Дальнейшим этапом изучения является приложение общих

Дальнейшим этапом изучения является приложение общих принципов, математического описания и системного анализа к изучению и расчету основных процессов и аппаратов химической технологии.

Изучение всех процессов проводится по одной схеме (рисунок 2), включающей в себя три уровня: рассмотрение физической сущности и назначения процесса (I уровень); рассмотрение существующих вариантов проведения процессов и конструкций аппаратов с выбором соответствующей схемы проведения процесса и конструкции аппарата (II уровень); рассмотрение порядка расчета аппарата (III уровень). Расположение уровней соответствует необходимой последовательности, и логически каждый уровень зависит от предыдущего.

В качестве основного методического материала при изучении модуля «Тепловые процессы» рекомендуется использовать приведенные далее структурно-логические схемы, отвечающие системному анализу раздела. Структурно-логические схемы курса, разделов отражают не только внешние и внутренние связи, но и дают четкое представление о последовательности работы с учебным материалом. Структурно-логические схемы также фиксируют внимание студентов на наиболее важных положениях и понятиях каждого раздела курса, то есть они помогают формированию стержневых идей курса и опорных знаний. При использовании структурно-логических схем следует иметь в виду, что изучаемый раздел рассматривается на схеме как единая система, имеющая подразделы, иерархически связанные между собой. Основные уровни изучения материала на схемах указаны сбоку римскими цифрами, номера подсистем или основных звеньев системы указываются арабскими цифрами в соответствующем звене. Рассмотренная в схемах система знаний охватывает лишь основное содержание модуля.

Изучение модуля завершается выполнением индивидуального расчетного задания (ИРЗ). Умение мобилизовать все накопленные знания и опыт для решения конкретной задачи, тщательно обосновывать любое решение, критически относиться к полученным результатам, постоянно искать оптимальное, «лучшее» решение – это то, что нужно и необходимо всегда, в любых ситуациях, это то, что в себе надо всегда и постоянно тренировать. И это то, что нужно и необходимо для успешного выполнения ИРЗ.

План-график изучения модуля составлен исходя из того, что студент еженедельно 4-5 часов самостоятельно выполняет задания, предусмотренные этим планом. Содержательная и методическая сторона учебных заданий предполагает, что самостоятельная работа должна протекать по ряду параллельных направлений, отличных друг от друга по своим образовательным и формирующим целям: работа с учебной и научной литературой, выполнение лабораторных работ, тестовых заданий, решение типовых задач, выполнение индивидуальных заданий, написание докладов, сообщений, рефератов, подготовка к промежуточным экзаменам и другие.

Данное учебное пособие и предназначено для того, чтобы обеспечить методическое руководство самостоятельной работой студентов, изучающих курс ПАХТ, ее целенаправленность, планомерность, многогранность, систематичность.

Предлагаемая модульная технология обучения (Приложение А) применяется более 10 лет на кафедре “Процессы и аппараты химической технологии” Бийского технологического института АлтГТУ им. И. И. Ползунова и показала свою эффективность.