化学反应工程课程教学改革与学生能力培养

【摘 要】由于化学反应工程这门课程专业理论性过强,教学难度较大,普通抽象的讲解无法达到预期的教学效果,以往的“老师讲,学生听”的单纯注入模式无法及时了解学生对课程的认知及理解程度,我们对化学反应工程构架、教学内容、教学方法等进行了改革与实践,探索出了培养适应新时代具有较高创新能力和创新意识的化工人才.

【关 键 词】化学反应工程；改革；创新能力

化学反应工程已成为化工类本科教育的一门专业课程,它以物理化学、化工原理、化工热力学等化工专业基础课为先修课程[1],但由于课程涉及大量的数学模型的建立、理论的推导,大多数学生在学习时普遍感到理论抽象,且在实际问题面前束手无策的高分低能现象.为适应新形势国民经济的发展和要求,我校化学反应工程课程体系在逐渐发生变化,探索出一种适合我校学生特点的新的专业课,为提高工程人才的培养质量、推动高等工程教育改革具有重要意义.

一、改革与具体研究方法

结合反应工程理论教学与学生工程实践能力培养的特点,我校化学反应工程课程教学团队认为该课程体系的改革,应从单向传授知识向互动性教学体系转变,建立系统传授与探索和创新研究相结合的新教学体系,具体如下：

1.课程体系“1+x”模块化建设：课程体系“1+x”模块化建设[2],深化反应工程理论的工业应用,直接关系到学生反应工程基本原理学习程度以及反应器设计与分析等工程能力的培养质量,不仅能增强理解理论知识的准确性和科学性,也扩展了反应器应用与新能源电容器、燃料电池等领域的应用,提高学生把握科技创新发展的命脉,锻炼学生的科研思维,为其在将来就业后能独立工作打下一定的基础.

将化学反应工程课程体系进行“1+x”模块化整合.其中,“1”指化学反应的基础理论知识及理想反应器,“x”指化工不同专业方向的非理想反应器及特色反应器.根据我校化学工程与工艺、应用化学、工业催化、制药工程等专业方向的特色,分别设置非理想反应器、催化反应设备、聚合反应器和制药反应设备,并将催化反应设备与结合当代新能源领域电池、电容器研究相结合,帮助学生扩展知识应用范围.根据学生情况及当代新能源研究热点,建立师生互动栏目、网络课堂和自测考试、群等,丰富学生第二课堂生活,扩展知识范围.

2.“启发互动式”教学法,充分调动学生学习思考的积极性,多媒体课件与实际工厂设备相结合[3],有助于提高学生感观认识；模拟反应器操作的仿真动画,使学生加深对这些理论、概念的认识、理解,增强学生综合运用知识解决问题的能力.

精心策划授课内容,培养学生的创新能力：要求课程教学团队精心策划、设计授课内容,合理运用多媒体与传统板书相结合的教学手段,多采用“启发互动式”教学法,充分调动学生学习思考的积极性.比如：我校教学中采用多媒体技术模拟反应器操作的仿真动画,结合生产实际操作中各种反应器的影像资料,不仅解决了传统教学中老师难教、学生难懂的难题,而且大大提高了教学效率和授课效果,丰富了课堂教学内容,同时也培养了学生的学习创新能力；采用flash动画进行图文并茂,生动形象的影放化工过程和化工设备的实际运转实况,并辅以实验与理论的紧密结合,有助于教学质量跨上一个新台阶.

3.建设化学反应工程精品课程：精品课程要求具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材等特点的示范性课程.近年来,我校汇聚了一些化学反应工程的研究人才,如来自于新加坡南洋理工、南京大学、中科院大连化学物理研究所等著名学府,其组建的反应工程教学团队将围绕反应工程课程建设和当今新能源领域研究热点进行大量的教学改革,通过课程网站建立师生互动栏目、多媒体课件、网络课堂和自测考试、群等交流平台,使课堂整体教学与网络教学相互补充,并将课堂教学延伸到教室外,给学生增添更多的自主学习机会,进而动了学生的学习积极性.

4.精选国外经典教材,为实施双语教学做准备：双语教育正成为中国课程改革中的一个热门话题,是21世纪实现创新教育的一种重要教学方式.为了提升我校本科人才培养专业素质,提高学生专业英语的理解与应用水平,拟实施部分双语教学在课程的考核中,专业术语用英文来表述,英文阅读和答题占试卷的60%以上.

二、改革目标

课程教学方法改革与创新有效提高学生的学习兴趣和教学质量,确定一套适合我校学生特点的灵活多变的教学方法,建立具有我校特点的化学反应工程实践教学内容和培养方案,进一步提高我校化学反应工程课程的教学质量,为学生今后顺利完成毕业论文和毕业设计,以及科研能力的培养奠定扎实基础.同时,使学生掌握基本的理论外,注重培养学生起对工程问题的分析和解决能力,使学生能运用所学知识解决化工及相关领域的实际问题.

三、结论

化学反应工程已成为化工类本科教育的一门专业课程,随着化学工业的快速发展和环境污染问题的日益突出,新型反应设备与技术显得越来越重要,反应要从实验室放大到工业生产以及工业反应器的设计等一系列重要的化学工程问题都离不开化学反应工程的指导,为了适应新世纪知识经济时代的发展、国家及我校创新高素质人才培养目标的要求,进一步深化化学反应工程课程改革,想方设法调动学生的学习兴趣,丰富教学内容,培养学生分析、解决工程问题的创新能力,形成适合新时代人才发展的教学方式具有划时代的深远意义.