《化学反应工程》课程教学的与实践

摘 要：《化学反应工程》是化工类专业的核心课程,针对教学内容较多而学时数较少的特点,通过进行教学内容、教学方法和教学手段以及强化工程观念等方面的改革,提高了课程的教学效果.

关 键 词：化学反应工程；课程建设；教学改革；工程观念

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）04-0104-03

《化学反应工程》是化工工艺专业的核心课程,也是其他相关专业的重要课程,化学反应的工业化实施、反应器的设计和优化等一系列化学工程问题都离不开它的指导.可是,在教学过程中,我们发现不少学生认为该课程难度大、理解困难、不容易掌握,是大学中最难学习的课程之一.这种现象产生的原因：一方面,该课程涉及先期多门课程知识,知识点零散,难点较多,学时数少,要在较少的学时里系统掌握这一门课程,对部分学生来说不是件容易的事情；另一方面,这门课程在大四上学期开设,而这一阶段的学生考研或就业压力比较大,这也使他们不能在学习中投入全部的精力.因此,如何在有限的教学时间内提高学生的学习兴趣、掌握课程内容、培养工程能力、构建创新思维成为《化学反应工程》教学的重点改革内容,我们在教学过程中进行了积极的探索及实践.

一、强化课程重要地位,提高学生学习兴趣

兴趣是最好的老师,学生只有对课程产生极大的兴趣和重视,才会有信心去学好这门课程,才能积极主动地克服学习中遇见的困难.这就要求教师在第一堂绪论课上下工夫.教师应对课程内容有透彻的了解和丰富的教学经验,准确回答好“课程的性质和地位,课程的结构和内容,学好课程的思路和方法”等基本问题.同时教师要把该学科发展前沿的技术和应用现状介绍给学生,让学生一开始接触,就能深刻感受到该课程在生产中的具体应用及重要性,从而激发学生对课程重视程度和学习兴趣.为了完成这一目标,每学期上课之前,针对如何上好绪论课,我们课程组教师要进行一次集体备课,根据各位老师前面上课反馈的信息和经验,对于可能存在的问题和如何能够解决这些问题,大家相互交流,从而互相提高.有相关科研课题的教师根据自己的科研实践,用浅显生动的语言、具体实际的数据结果,回答绪论课中需要解决的问题,有些老师则从化工生产应用和学生化学实验的实验现象来回答上述问题.经过集体备课后,教师们走上讲台,在对本课程内容准确把握的基础上,通过丰富的实际应用事例和充满的表述,使学生们能领会到本课程的性质和重要性,同时明白学习本课程应该具备的知识点.由于对第一堂绪论课的高度重视,为学生学好本课程打下了良好基础.

二、理顺课程基本线索,精选课程主要内容

本科《化学反应工程》课程的教学目标要求教师应从教材内容的组成,章节的编排体系,各部分内容的份量和侧重等方面,依据不同专业学习的特点,对课程进行适当的梳理.我校现用教课书为陈甘棠主编的“十一五”国家级规划教材《化学反应工程》第三版,此书内容系统,易于掌握.同时还选择李绍芬教授编写的“九五”国家级重点教材《反应工程》作为教学参考书,此书最大的特点是编入大量生产实际反应的例题和习题,这种理论联系实际的题型,能提高学生的学习兴趣和联系实际的能力.这两本书的编排体系有所不同,学生在学习过程中可以通过比较,更深地理解反应工程的实质.在教授内容的选择上,《化学反应工程》的基础知识,教师应该重点讲授,教学上可安排较多学时,为后续的学习打下坚实的基础.在其他课程学习过的内容如化学反应速度等概念,教师应做概括性介绍,把主要精力放在新知识和学过知识的应用拓展上.部分章节学生可在教师的安排指导下有目的、有计划地在课外进行自学.生化反应工程基础等章节则可以完全不讲.与此同时,学校还根据我校煤化工的特点,以讲座形式聘请客座教授为学生授课,列举典型生产实例进行讲解和分析,提高学生分析和解决实际生产问题的能力.应用化学专业进行科研实践周活动,让学生在科研实践周里熟悉反应器的选型与优化操作.通过对课程内容的精选和课程线索的梳理,使学生在学习过程中具有很强的针对性,大多数学生都能很好的掌握课程的重点内容和要求.

三、精心组织教学方法,采用多种教学手段

《化学反应工程》内容繁杂,难点较多,有基本的概念描述,也有枯燥的公式演绎.为了保证学生对基本概念能准确理解,基本方法能学以致用,就要对教学方法和教学手段进行改革.教师要精心研究教学方法,采用多种教学手段,满足少学时多内容的教学任务,做到各章节重点和难点突出,使学生易于理解和掌握.首先,在讲课方式上,应用不同的教学方法,充分体现教师“启发引导”和学生“积极主动”的现代教育基本原则.采用启发式教学法,使学生在学习过程中始终处于积极的思维状态.在启发式教学的基础上,针对不同章节可采用对比法、归纳法、提问法等方法来调动学生的学习积极性和主动性.如通过具体事例的讲解,应用对比与归纳法结合的方法对均相反应器型式和操作方法进行评选.对于某些有难度同时又在几种情况下反复出现的概念,采取学生和老师现场探讨形式,而后由学生自己总结结果.这样活跃了课堂教学气氛,提高了教学效果.再次,采用灵活多样的教学手段是教学方法改革的重要措施.根据授课内容的特点,有选择性地使用多种手段进行教学可以起到事半功倍的效果.多媒体在教学上应用,可以将工厂一些实际例子和生产现场搬到课堂,学生通过逼真的影像资讯不仅可以看清楚反应器的内部结构,同时也能了解反应器内传质与传热状况,对于反应器的设计、放大与优化建立必要的感性认识.如对合成氨反应器内部结构和流体流动的展示,激发了学生对反应工程课程的学习兴趣和学习热情.经过近两年多位老师的共同努力,本课程多媒体教案制作完成,经过课堂的使用,同学们反应良好,可以明显地提高教学效率.

四、加强工程技术观念,做到理论实践结合

重视理论和实践结合将是提高教学质量的一个关键过程.因此在理论教学中,我们必须积极引导学生树立和强化工程观念,加大理论和实践相结合力度.学生在课堂上领悟到所学知识的用武之地,就会表现出更高的学习热情,收到意想不到的学习效果.在教学过程中我们在这方面进行了改革尝试,具体做法是：一方面,教学内容和实际生产相结合.在教学过程中,我们注意选择实际生产中与基本教学内容密切相关并具有代表性的事例进行剖析、讲解,帮助学生对《化学反应工程》课程的理解.例如我们以淮化集团合成氨生产工艺为例,通过有针对性地对生产过程进行分析,使同学们对所学理论知识有了更深的理解和巩固.另一方面,教学内容与科研、专业实验相结合.我们利用专业实验和教师的科研活动,把课程教学从较为抽象的理论变成易于理解和直观的实际过程,加深学生对概念和原理的理解,加强学生的工程观念.有些授课教师把自己的科研与课程有关内容紧密地结合起来,将一些案例引入课堂教学,让学生学习反应工程科研思路方法,并且让部分学生参与到自己的科研活动,学生通过自己动手更深地体会本课程的精髓.近年来,随着我校“对甲酚催化氧化制对羟基苯甲醛研究”、“软化学法制备共掺杂二氧化钛光催化剂的研究”等课题研究的深入,在参与科研工作中,学生大大提高了感性认识和动手能力,培养了学生构建创新思维的能力.不少学生通过参与科研工作这个活动,对《化学反应工程》课程产生了浓厚的兴趣,并且通过自己的努力,在化学工程方向继续进一步的深造.

《化学反应工程》是一门最能体现化学工程与工艺特点的学科,让学生在短时间内掌握并运用它并非易事.只有激发学生的学习兴趣,在教学内容和教学方法上不断进行探索和改进,不断强化工程观念和使用多种教学方法、手段,才能提高学生的学习能力,培养学生的创新能力.我校反应工程专业的教师在近两年的教学活动中进行了初步尝试,并取得了一定的效果,今后我们将进一步进行《化学反应工程》课程改革的探索,提高学生学习《化学反应工程》课程的能力,掌握课程内容,为国家培养更多的化工创新人才.

[4]范明霞,徐保明.关于《化学反应工程》课程教学的研究与探讨[J].内蒙古石油化工,2011,（4）：76-77.

基金项目：安徽理工大学教学研究项目（2010jyxm082）

作者简介：徐继红（1968-）,女,新疆新源人,副教授,主要从事化学工程的教学科研工作.