制藥工程專業(yè)反應(yīng)工程課程教學(xué)改革初探

李璐，王彥斌，蘇瓊，孫初鋒，寇亮

（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅蘭州730030；環(huán)境友好復(fù)合材料及生物質(zhì)利用甘肅省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730030）

制藥工程專業(yè)反應(yīng)工程課程教學(xué)改革初探

李璐，王彥斌，蘇瓊，孫初鋒，寇亮

（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅蘭州730030；環(huán)境友好復(fù)合材料及生物質(zhì)利用甘肅省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730030）

反應(yīng)工程是高等院校制藥工程專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)主干課、核心課。針對(duì)該課程教學(xué)過程中存在的教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)聯(lián)系不緊密、教學(xué)效果不理想、考核不能體現(xiàn)學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)效果、理論與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)等問題，西北民族大學(xué)化工學(xué)院相關(guān)教師從多方面入手，做出一些有益的改革，并逐漸形成一套符合教學(xué)實(shí)際的方法，提高教學(xué)質(zhì)量，取得了滿意的教學(xué)效果。

制藥工程；反應(yīng)工程；教學(xué)設(shè)計(jì)

反應(yīng)工程是高等院校制藥工程專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)主干課、核心課，研究的是以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過程。化學(xué)反應(yīng)過程是生產(chǎn)的核心，一個(gè)產(chǎn)品反應(yīng)過程的改變將引起整個(gè)生產(chǎn)流程的改變，因此，化學(xué)反應(yīng)過程是制藥生產(chǎn)全局中起關(guān)鍵作用的部分［1］。反應(yīng)工程課程的特點(diǎn)是以化學(xué)學(xué)科為基礎(chǔ)，同時(shí)涉及藥學(xué)、高等數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力要求高，學(xué)生學(xué)習(xí)起來困難較多。因此，如何組織好這門課程的教學(xué)就成為教師必須認(rèn)真對(duì)待的問題。筆者及同事通過多年反應(yīng)工程教學(xué)實(shí)踐，針對(duì)教學(xué)過程中存在的問題有的放矢，探索出了一套符合實(shí)際的教學(xué)方法，取得了滿意的教學(xué)效果。

1　反應(yīng)工程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

反應(yīng)工程課程面向我校制藥工程專業(yè)本科四年級(jí)學(xué)生開設(shè)，共72學(xué)時(shí)，內(nèi)容包括均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、理想流動(dòng)反應(yīng)器、非理想流動(dòng)反應(yīng)器、非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、固定床反應(yīng)器等。通過多年的課堂教學(xué)，筆者發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過程中尚存在諸多不足之處。

1.1教材及講授內(nèi)容

市面上反應(yīng)工程教材版本眾多，但內(nèi)容大多針對(duì)化學(xué)工藝專業(yè)的學(xué)生而設(shè)，其中涉及的化工產(chǎn)品多與合成藥物關(guān)系不大。教師依據(jù)教材進(jìn)行課堂教學(xué)，講解的反應(yīng)器設(shè)計(jì)方法和計(jì)算實(shí)例也都是化學(xué)工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算，對(duì)制藥專業(yè)的學(xué)生來說研究對(duì)象相對(duì)陌生，與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)，不能滿足該專業(yè)教學(xué)需要。

1.2課堂教學(xué)情況

反應(yīng)工程課程知識(shí)面廣，它以化學(xué)反應(yīng)過程和工程問題作為研究對(duì)象，要求學(xué)生既掌握反應(yīng)原理，又熟悉裝置特點(diǎn)并將兩者有機(jī)結(jié)合，即根據(jù)化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理解決工程問題，確定與反應(yīng)特性相適應(yīng)的反應(yīng)器類型、結(jié)構(gòu)尺寸和操作條件［2］。反應(yīng)器原理講解部分的內(nèi)容相對(duì)較多（如化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)情況），公式推導(dǎo)過程復(fù)雜，推理性強(qiáng)，內(nèi)容枯燥，若講解方法不當(dāng)，學(xué)生很難理解，在后續(xù)反應(yīng)器設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中困難較多。

1.3教學(xué)效果評(píng)價(jià)

以往的教學(xué)評(píng)價(jià)體系分為兩個(gè)部分，即平時(shí)成績和期末考試成績，所占比例分別為30%和70%，教師根據(jù)學(xué)生考勤和書面作業(yè)完成情況給予平時(shí)成績，再結(jié)合期末成績計(jì)算總評(píng)成績。由于書面作業(yè)都是課后完成，缺乏有效監(jiān)督，時(shí)有作業(yè)雷同的情況發(fā)生，這就導(dǎo)致認(rèn)真聽講、寫作業(yè)的學(xué)生與消極對(duì)待上課、抄襲作業(yè)的學(xué)生平時(shí)成績相差無幾、區(qū)分度不大，這樣的平時(shí)成績考核方式容易挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；期末考試安排在學(xué)期末且只有一次機(jī)會(huì)，學(xué)生經(jīng)常會(huì)“為了考試而考試”。這樣的考核方式使得教師很難在教學(xué)過程中及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和課堂教學(xué)的不足，學(xué)生也不能及時(shí)了解自己在該課程學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)，等到考試成績公布之后此門課程已結(jié)課，考試也沒能更好地發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1.4實(shí)踐教學(xué)

該課程設(shè)有36個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，目的是加深學(xué)生對(duì)反應(yīng)器的感性認(rèn)識(shí)及對(duì)反應(yīng)工程基本概念的理解，但目前存在3個(gè)問題：部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課重視程度不夠，沒有認(rèn)識(shí)到本門課的重心最后還是要落實(shí)到實(shí)踐當(dāng)中去，從而影響學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果；由于在同一學(xué)期平行開設(shè)反應(yīng)工程理論課和實(shí)驗(yàn)課，部分實(shí)驗(yàn)課進(jìn)度先于理論課，學(xué)生沒有理論儲(chǔ)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難以理解；實(shí)驗(yàn)大多數(shù)為演示型和驗(yàn)證型，而且實(shí)驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜、數(shù)量有限，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)較多，每次實(shí)驗(yàn)只有少數(shù)學(xué)生能夠直接參與操作，其他學(xué)生只能觀看操作演示，動(dòng)手能力得不到充分鍛煉，難以達(dá)到熟練操作的要求。

2　反應(yīng)工程課程教學(xué)改革措施

2.1因材施教，合理安排教學(xué)內(nèi)容

要想達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，選擇適宜的教學(xué)內(nèi)容很重要。據(jù)此，筆者與同事編寫并出版了適合我校實(shí)際情況的參考書［1］，結(jié)合制藥工程專業(yè)特點(diǎn)及課程要求重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使得授課內(nèi)容既能反映制藥反應(yīng)工程的學(xué)科特點(diǎn)又考慮到其難易程度與學(xué)生接受程度的一致。

制藥工程專業(yè)反應(yīng)工程課程的研究對(duì)象是制藥工業(yè)反應(yīng)器，教學(xué)過程中為了讓學(xué)生容易理解并且激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，教師在講清反應(yīng)器基本原理的前提下，一定要突出藥物合成反應(yīng)和制藥工藝的特點(diǎn)［3］。授課時(shí)選擇與制藥相關(guān)的反應(yīng)器設(shè)計(jì)，如在釜式反應(yīng)器中生產(chǎn)氯霉素、乙酰水楊酸，在管式反應(yīng)器中生產(chǎn)吡唑酮類藥物，在固定床反應(yīng)器中制備魚腥草素等，從而使教學(xué)內(nèi)容更貼近專業(yè)。

2.2選擇適宜的教學(xué)方法

教師始終是教學(xué)過程的組織者、實(shí)施者，教學(xué)效果很大程度上依賴于教師教學(xué)方法是否得當(dāng)。首先，教師應(yīng)要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，將預(yù)習(xí)范圍及重點(diǎn)提前告知學(xué)生，尤其是一些理論推導(dǎo)時(shí)涉及的求導(dǎo)與微積分公式等需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，只有進(jìn)行充分的課前預(yù)習(xí)才能保證學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)時(shí)跟上教師的進(jìn)度；其次，在課程講授階段，教師要詳略得當(dāng)，對(duì)需要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容耐心詳細(xì)講授，對(duì)要求廣泛了解的內(nèi)容簡明扼要地講解，以課堂提問的形式督促學(xué)生積極思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性；最后，應(yīng)用多媒體教學(xué)，制作相應(yīng)生產(chǎn)工藝及設(shè)備的Flash動(dòng)畫模擬真實(shí)生產(chǎn)過程，通過這些多媒體課件，讓學(xué)生直觀了解反應(yīng)器，加深印象。另外，應(yīng)鼓勵(lì)教師積極參與反應(yīng)工程科學(xué)研究，追蹤學(xué)科研究方向和熱點(diǎn)，只有這樣，教師才能準(zhǔn)確把握學(xué)科方向，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)才能高屋建瓴、啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新型思維［4］。

2.3制定科學(xué)合理的考核方式

科學(xué)合理的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系既要能客觀反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)效果，又要能督促學(xué)生自覺學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。我們將考核調(diào)整為3部分，即平時(shí)成績（包括出勤、課堂提問、作業(yè)），期中成績，期末成績，各項(xiàng)考核所占比例見表1。

表1　反應(yīng)工程課程考核內(nèi)容及其所占比例（%）

平時(shí)成績中新增課堂提問環(huán)節(jié)，教師當(dāng)堂對(duì)學(xué)生提問，并就學(xué)生的回答情況進(jìn)行評(píng)分，對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行細(xì)致解答，這樣不但能實(shí)時(shí)了解教學(xué)效果還能督促學(xué)生在課堂上集中精力聽講、積極思考，也提高了平時(shí)成績的區(qū)分度?？己嗽黾恿似谥锌荚嚕饶茏尳處熈私鈱W(xué)生對(duì)課程的掌握程度，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式，也有利于學(xué)生及時(shí)找到不足之處，在后面的學(xué)習(xí)中有針對(duì)性地加強(qiáng)，最終很好地完成此門課程的學(xué)習(xí)。

2.4結(jié)合實(shí)踐，深化對(duì)理論知識(shí)的理解

反應(yīng)工程是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念是該課程教學(xué)的基本目標(biāo)［5］。實(shí)驗(yàn)課是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，教師要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)課的重要性，轉(zhuǎn)變學(xué)生“重理論、輕實(shí)驗(yàn)”的思想，授課時(shí)應(yīng)以學(xué)生為主，讓學(xué)生獨(dú)立思考、自己動(dòng)手。制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時(shí)，充分考慮實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與理論課相一致，最好是講完一種反應(yīng)器即進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，從而加深學(xué)生對(duì)反應(yīng)器的認(rèn)識(shí)，并學(xué)習(xí)如何將理論應(yīng)用于實(shí)踐。為了加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)效果，在保留部分驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同時(shí)，新增綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，比如給定一些可行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自己通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和討論確定實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。這樣讓每個(gè)學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)中去，通過實(shí)驗(yàn)路線的設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)備性能進(jìn)行充分了解，既有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，又有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

另外，我院也十分重視對(duì)教師實(shí)踐能力的培養(yǎng)，每年選派教師深入工廠生產(chǎn)第一線，現(xiàn)場觀摩生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能及其運(yùn)行情況，收集工藝數(shù)據(jù)，了解設(shè)備的操作方法，很好地鍛煉了教師，有利于其將生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)融入到課堂教學(xué)當(dāng)中。

3　結(jié)語

通過對(duì)制藥工程專業(yè)反應(yīng)工程課程進(jìn)行教學(xué)改革，優(yōu)化了教學(xué)過程，提高了教學(xué)效果，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了學(xué)生潛能，在傳授反應(yīng)工程基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，能夠更加全面地培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

［1］楊麗君，寇亮，李璐.化學(xué)反應(yīng)工程與制藥技術(shù)研究［M］.長春：吉林大學(xué)出版社，2015.

［2］陳甘棠.化學(xué)反應(yīng)工程［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［3］廖道華，宋恭華，韓偉，等.制藥工程與制藥工藝相結(jié)合的教學(xué)理念［J］.化工高等教育，2014，31（2）：41-42，51.

［4］寇亮，李璐.民族院校制藥工程專業(yè)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探［J］.西北民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，35（4）：84-86.

［5］王艷，劉軍.化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)體會(huì)［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2007（25）：62-63，66.

G420

A

1671-1246（2015）23-0060-02

西北民族大學(xué)教改立項(xiàng)資助項(xiàng)目“化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)、化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)示范中心、民族院?；ゎ悜?yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革與探討”（13JG-1070665123）；西北民族大學(xué)2014年研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“化學(xué)課程與教學(xué)論課程教學(xué)方法改革研究”（yf201451210）