化工原理第八章第三节吸收过程的计算复习教案（2025-2026学年）

化工原理第八章第三节吸收过程的计算复习教案（2025—2026学年）一、教学分析1.教材分析本节课内容选自《化工原理》第八章第三节，属于大学本科化工类专业的核心课程。本节课的核心概念是吸收过程，包括吸收速率、吸收平衡、吸收塔的设计与操作等。这些知识与单元其他章节如传质、传热等紧密相关，是化工过程设计与优化的重要基础。在课程体系中，本节课旨在帮助学生掌握吸收过程的基本原理和计算方法，为后续的化工工艺设计和操作打下坚实基础。2.学情分析针对2025—2026学年的学生，他们已经具备一定的化学和物理基础知识，对化工原理有一定的了解。然而，由于吸收过程涉及的概念较为复杂，部分学生可能存在理解困难。本节课需关注学生的认知特点，如抽象思维能力、逻辑推理能力等，以及他们的兴趣倾向，确保教学活动能够激发学生的学习兴趣。此外，要关注学生可能存在的易错点和混淆点，如吸收速率与传质系数的关系、吸收平衡常数等，以便在教学过程中有针对性地进行讲解和练习。3.教学目标与策略本节课的教学目标包括：使学生掌握吸收过程的基本原理和计算方法；培养学生运用所学知识解决实际问题的能力；提高学生的抽象思维和逻辑推理能力。针对教学目标，本节课将采用以下教学策略：首先，通过实例引入，激发学生的学习兴趣；其次，讲解吸收过程的核心概念，如吸收速率、吸收平衡等；再次，结合实际案例，引导学生进行计算和分析；最后，通过课堂练习和讨论，巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。二、教学目标知识目标：说出吸收过程的定义及其在化工中的应用。列举吸收过程的类型及其特点。解释吸收速率和吸收平衡常数的基本概念。能力目标：设计一个简单的吸收塔模型，并计算其操作参数。应用吸收平衡数据，预测不同条件下的吸收效果。通过计算和分析，评价吸收过程的效率。情感态度与价值观目标：培养学生对化工原理学习的兴趣和积极性。增强学生的科学探究精神和团队合作意识。意识到化工原理在工业生产中的重要性。科学思维目标：发展学生的逻辑推理和批判性思维能力。提高学生运用数学工具解决实际问题的能力。培养学生从定性到定量的科学思维过程。科学评价目标：能够运用吸收过程的理论知识解释实际化工现象。通过实验数据验证吸收理论，提高实验操作能力。能够根据吸收过程的性能进行合理评价和优化设计。三、教学重难点教学重点为吸收过程的计算方法，包括速率方程和平衡常数的应用。难点在于学生对速率方程的理解和平衡常数的应用，这要求学生具备较强的数学和物理基础，并能将这些知识灵活应用于实际问题中。四、教学准备教师准备方面，将制作包含吸收过程原理、计算步骤和实例分析的多媒体课件，准备吸收塔模型和图表教具，确保实验器材齐全，并收集相关视频资料。学生需预习教材内容，准备计算器和画笔等学习用具。教学环境方面，将安排小组讨论座位，设计黑板板书框架，确保教学流程顺畅。五、教学过程导入时间预估：5分钟教师活动：1.播放一段化工生产的视频，展示吸收过程在实际工业中的应用。2.提问：同学们，你们在视频中看到了哪些吸收过程？它们是如何进行的？3.引导学生思考吸收过程的重要性，以及它在化工生产中的作用。学生活动：1.观看视频并思考问题。2.积极回答问题，分享自己的观察和思考。新授任务一：吸收过程的基本概念目标：使学生理解吸收过程的定义、类型和特点。活动方案：1.教师活动：介绍吸收过程的定义，解释其基本原理。列举常见的吸收过程类型，如液气吸收、液液吸收等。讲解吸收过程的特点，如选择性、可逆性等。通过实例分析，让学生了解吸收过程在实际中的应用。2.学生活动：认真听讲，理解吸收过程的基本概念。记录笔记，整理吸收过程的特点。积极参与讨论，提出问题并分享自己的理解。3.即时评价标准：学生能够准确说出吸收过程的定义。学生能够列举至少两种吸收过程类型。学生能够描述吸收过程的基本特点。任务二：吸收速率的计算目标：使学生掌握吸收速率的计算方法，包括传质系数和膜厚的影响。活动方案：1.教师活动：介绍吸收速率的计算公式，解释其物理意义。讲解传质系数和膜厚对吸收速率的影响。通过实例演示如何计算吸收速率。2.学生活动：认真听讲，理解吸收速率的计算方法。记录笔记，整理计算公式和影响因素。完成练习题，巩固所学知识。3.即时评价标准：学生能够正确应用吸收速率的计算公式。学生能够分析传质系数和膜厚对吸收速率的影响。学生能够独立完成吸收速率的计算。任务三：吸收平衡的计算目标：使学生掌握吸收平衡的计算方法，包括平衡常数和相平衡曲线的应用。活动方案：1.教师活动：介绍吸收平衡的概念，解释其物理意义。讲解平衡常数和相平衡曲线的应用。通过实例演示如何计算吸收平衡。2.学生活动：认真听讲，理解吸收平衡的计算方法。记录笔记，整理计算公式和影响因素。完成练习题，巩固所学知识。3.即时评价标准：学生能够准确计算吸收平衡。学生能够分析平衡常数和相平衡曲线对吸收平衡的影响。学生能够独立完成吸收平衡的计算。任务四：吸收塔的设计目标：使学生掌握吸收塔的设计方法，包括塔径、塔高和填料的选择。活动方案：1.教师活动：介绍吸收塔的设计原则，解释其物理意义。讲解塔径、塔高和填料的选择方法。通过实例演示如何设计吸收塔。2.学生活动：认真听讲，理解吸收塔的设计方法。记录笔记，整理设计原则和选择方法。完成设计任务，巩固所学知识。3.即时评价标准：学生能够根据设计原则设计吸收塔。学生能够选择合适的塔径、塔高和填料。学生能够完成吸收塔的设计任务。任务五：吸收过程的优化目标：使学生掌握吸收过程的优化方法，包括操作参数的调整和填料的改进。活动方案：1.教师活动：介绍吸收过程优化的目的和方法。讲解操作参数调整和填料改进对吸收过程的影响。通过实例演示如何优化吸收过程。2.学生活动：认真听讲，理解吸收过程优化的方法。记录笔记，整理优化方法和影响因素。完成优化任务，巩固所学知识。3.即时评价标准：学生能够根据优化方法优化吸收过程。学生能够调整操作参数和改进填料。学生能够完成吸收过程的优化任务。巩固时间预估：10分钟教师活动：1.对学生进行提问，检查他们对吸收过程的理解和掌握程度。2.引导学生进行小组讨论，分享他们在学习过程中的经验和体会。3.针对学生的疑问进行解答，帮助他们巩固所学知识。学生活动：1.积极回答问题，展示自己的学习成果。2.参与小组讨论，分享自己的经验和体会。3.认真倾听他人的意见，补充和完善自己的知识体系。小结时间预估：5分钟教师活动：1.总结本节课的学习内容，强调重点和难点。2.对学生的表现进行评价，给予鼓励和指导。3.布置课后作业，巩固所学知识。学生活动：1.认真听讲，回顾本节课的学习内容。2.思考教师的评价和建议，改进自己的学习方法。3.完成课后作业，巩固所学知识。当堂检测时间预估：10分钟教师活动：1.出具吸收过程计算题，考察学生对吸收过程的理解和掌握程度。2.检查学生的作业，了解他们的学习情况。3.针对学生的错误进行讲解和指导。学生活动：1.认真完成计算题，展示自己的学习成果。2.认真检查作业，查找自己的错误并加以改正。3.积极提问，解决自己在学习过程中遇到的问题。六、作业设计基础性作业：内容：完成教材中关于吸收过程计算的相关练习题，包括吸收速率和吸收平衡的计算。完成形式：书面练习，要求学生独立完成并提交。提交时限：下节课前。能力培养目标：巩固学生对吸收过程计算方法的理解，提高学生的计算能力和应用能力。拓展性作业：内容：选择一个实际化工生产中的吸收过程，进行案例分析，分析其设计原理和优化方向。完成形式：小组研究报告，每组提交一份报告。提交时限：两周后。能力培养目标：培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高学生的团队合作和沟通能力。探究性/创造性作业：内容：设计一个新型吸收塔，并撰写设计报告，包括设计原理、计算过程和预期效果。完成形式：个人研究报告，提交设计图纸和报告文档。提交时限：一个月后。能力培养目标：激发学生的创新思维，培养学生的设计能力和科学研究能力。七、本节知识清单及拓展1.吸收过程定义：吸收过程是指气体或液体中的组分被另一相（通常是液体或固体）所吸附或溶解的过程，它是化工分离和纯化的重要手段。2.吸收类型：根据吸收介质和被吸收组分的物理状态，吸收过程可分为液气吸收、液液吸收和固气吸收等类型。3.吸收速率：吸收速率是指单位时间内被吸收组分的量，其计算公式涉及传质系数、浓度差和膜厚等因素。4.吸收平衡：在吸收过程中，当吸收速率达到一定值后，系统将达到动态平衡，此时的平衡常数是衡量吸收效率的关键参数。5.吸收塔设计：吸收塔的设计包括塔径、塔高和填料的选择，这些参数直接影响吸收过程的效率和稳定性。6.传质系数：传质系数是衡量物质在两相间传递能力的参数，其数值取决于流体性质、温度、压力和相间作用力等因素。7.膜厚：膜厚是指物质在两相间传递过程中所经历的厚度，其数值越小，传质速率越快。8.平衡常数：平衡常数是描述化学反应在平衡状态下反应物和生成物浓度比值的常数，它反映了吸收过程的可逆性。9.吸收过程优化：通过调整操作参数（如温度、压力、气流速度等）和填料改进，可以优化吸收过程的效率。10.吸收过程的实际应用：吸收过程广泛应用于化工、环保、医药等领域，如气体净化、废水处理、药品制备等。11.吸收过程的理论基础：吸收过程的理论基础包括传质理论、热力学原理和动力学原理，这些理论为吸收过程的设计和优化提供了理论基础。12.吸收过程的计算方法：吸收过程的计算方法包括吸收速率的计算、吸收平衡的计算和吸收塔的设计计算，这些方法为实际操作提供了指导。13.吸收过程的安全性：在吸收过程中，需要考虑操作的安全性，包括防止爆炸、泄漏和腐蚀等。14.吸收过程的环保性：吸收过程应考虑环保因素，如减少废气和废水的排放，提高资源的利用率。15.吸收过程的经济性：吸收过程的经济性包括设备投资、运行成本和回收效益，这些因素影响吸收过程的经济可行性。16.吸收过程的自动化：随着技术的发展，吸收过程的自动化程度越来越高，提高了操作效率和安全性。17.吸收过程的未来发展趋势：随着科技的进步，吸收过程将向高效、低能耗、环保和智能化的方向发展。18.吸收过程的教育意义：吸收过程的教育意义在于培养学生的科学素养、工程思维和创新意识。19.吸收过程的社会价值：吸收过程在社会发展中具有重要作用，它有助于提高生产效率、改善环境质量和保障人民健康。20.吸收过程的研究方向：吸收过程的研究方向包括新型吸收材料、新型吸收设备和技术、以及吸收过程的机理研究等。八、教学反思在本节课的教学过程中，我深刻体会到教学目标的达成度与学生的实际学习需求之间的紧密联系。首先，我注意到学生在吸收速率和吸收平衡的计算方面表现出较高的兴趣，但在设计吸收塔时遇到了一些困难。这提示我在今后的教学中需要更加注重实践操作和案例分析，以帮助学生更好地理解抽象概念。在活动设计方面，我采用了小组讨论和实际案例分析的方式，旨在培养学生的团队合作能力和问题解决能力。然而，我发现部分学生在讨论中较为被动，未能充分参与到讨论中来。这让我意识到在未来的教学中，需要更加注重激发学生的主动性和参与度，例如通过设置更具挑战性的问题或引入更多的互动