网站原创[摘 要]以精细化工专业主干课程化学反应工程为对象,针对化学反应工程的学科特点,围绕培养新世纪精细化工专业人才的要求,在课程结构、教学内容、教学方法、多媒体教学和考核方式的改革实践、让化学反应工程知识系统化、条理化；倡导科学思维方法、培养工程分析能力、强调理论联系实际、提高讲授质量等方面做了有益的探索.
[关 键 词]化学反应工程；教学改革；教学方法
化学反应工程是精细化工专业一门必修的,建立在数学、化学等基础学科及物理化学、化工热力学、化工传递过程等知识领域,内容新颖而难点较多的专业技术基础课.通过该课程的学习,学生应能掌握化学反应工程最基本的原理和计算方法,能够理论联系实际,提高对工业反应器进行设计与分析能力.
面对这样一门课程,必须让学生能系统掌握本课程的内容,使教学内容较为合理,并在教学方法和手段方面进行改革,力求把化学反应工程基本观点与实际紧密联系起来,现介绍该课程教学中的几点体会.
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1阐明化学反应工程课程地位,激发学生学习兴趣
化学工程与工艺专业的核心知识可概括为“三传一反”,“反”是核心.对各种不同类型反应器的设计与分析正是化学反应工程课程的主要内容.因此要让学生懂得该课程的重要地位,激发他们的学习兴趣.一旦他们能认识到该课程的重要性,就会自觉地下功夫学习,主动克服学习中遇到的困难.目前硕士研究生入学考试只考化工原理,并不是意味着它没有化工原理课程重要,主要由于化学反应工程课程难度较大,一些重点高校在硕士研究生复试时要加试化学反应工程,这也可激发学习的积极性.
2教学内容和目标的改革
在准确把握化学反应工程学科总体框架和教学中心的基础上,课程强调重点、基本理论和基本方法和专业知识的系统性,因为基础理论不扎实,会限制学生解决问题能力的发挥与创新；同时强调工程应用能力的训练,强调与其他课程,如数值计算、化学动力学、化工原理、传递现象、催化原理和计算机技术等的衔接、贯通.因此,这门课的学习,要求学生综合利用所学的知识来解决工业反应器设计问题.为此,在组织教学过程中,要求学生在课下认真复习所需的基础知识.
在教材选择上,精心挑选精细化工专业适合的教材,以许志美的《化学反应工程原理》为主,以李绍芬的《反应工程》、陈甘裳的《化学反应工程》、朱炳辰的《化学反应工程》等为辅来讲授,将当今世界上最流行的英文教材如Levenspiel主编的《ChemicalReactionEngineering》为参考来组织教学,同时将最新的科学研究成果融入课堂教学,如膜反应器等.
3教学方法和手段的改革
鉴于本课程涉及的工程数学知识较多,且要求有一定的逻辑思维能力,课堂讲授的内容和方法必须适当.在讲授每一章时都应该利用几分钟的时间将本章加以概括.同时,注意将课程体系进行系统化处理,教学内容包括：反应动力学基础、釜式反应器、管式反应器、停留时间分布与反应器的流动模型、多相系统中的化学反应与传递现象、多相催化反应器的设计与分析等.建立物料衡算式、能量衡算式和动量衡算式这三类方程的依据分别是质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律是各类反应器章节的基本内容.学生若能抓住各类反应器设计与分析的最基本的内容,就能从总体上掌握化学反应工程学科的知识体系.
对于那些学生用现有知识无法解决的问题,如数值积分中的Simpson法,教会学生使用多种手段进行解决,如程序设计、Excel计算、Origin绘图及MatLab计算等实用方法.平时的作业也直接在计算机完成,然后直接发至主讲教师的电子,实现了无纸化作业.同时上课过程中注意制造悬念,促进学生思考,复习旧知识,提出新问题,让学生处于索取状态,刺激学生的大脑兴奋,主动想去获取问题答案.
化学反应工程中有很多的图表说明、例题演算等,一般情况一节课需7～8个黑板版面,这就需要利用计算机进行演示.而且利用生动的动画来模拟事物的变化过程,说明科学原理,将一些抽象、复杂的内的合成与应用容具体化,便于学生理解和掌握.但是,对于一些难度较大的内容,由于学生的数学基础参差不齐,其过程推导还需要用板书的形式进行,由浅入深,可引导学生学会推导的方法、思路,也便于学生记录笔记.
4考核方式的改革
根据不同的教学要求,考虑实际与可能,拟将传统笔试方式改为直接在计算机上进行考试(占70％～80％),再和平时表现(占20％～30％)综合对学生进行考核.其设想如下：①建立化学反应工程课程的网站,便于学生在网上学习.②建立试题库,考试内容直接在题库中抽取,这样有利于教考分离.题库由所有的主讲教师按基本教学要求出题目,这种命题有利于教学质量的提高.阅卷按评分标准、流水作业.③平时表现主要考察学生解决实际问题的能力.一般由教师提供实验题目、学生选题后列出提纲或思路,鼓励独立完成,限时1周完成.
总之,化学反应工程作为一门工程学科.要求学生学会分析、解决工程问题的能力.在课程结构、教学内容、教学方法和考核方式的改革,目的在于培养学生科学的思维方法和创新能力,使学生能运用所学知识解决工程实际问题.