轉(zhuǎn)型發(fā)展下《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)模式探討

張杏梅，李學(xué)坤

(西安文理學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安　710065)

為了解決目前教育出現(xiàn)的“重理論，輕實(shí)踐”、“重科學(xué)，輕技術(shù)”、地方高校教育與所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫節(jié)及畢業(yè)生就業(yè)難等現(xiàn)象，教育部鼓勵(lì)部分本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，我校為陜西省首批本科院校轉(zhuǎn)型試點(diǎn)單位之一，而2010年新建專業(yè)-化學(xué)工程與工藝專業(yè)被批準(zhǔn)為轉(zhuǎn)型發(fā)展改革試點(diǎn)專業(yè)，這意味著化工專業(yè)的建設(shè)與改革同步進(jìn)行，如何改變傳統(tǒng)的以課程教學(xué)為主的培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)“理論”與“實(shí)踐”并重，對(duì)培養(yǎng)新型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)顯得至關(guān)重要。

《化學(xué)反應(yīng)工程》是化工專業(yè)的專業(yè)核心課程之一，與高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、化工熱力學(xué)等課程密切相關(guān)，具有內(nèi)容多、理論抽象、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)[1]，是學(xué)生普遍反映的難學(xué)課程之一。因此，為了提高學(xué)習(xí)效果，根據(jù)課程的特點(diǎn)及轉(zhuǎn)型發(fā)展的培養(yǎng)目標(biāo)，我們進(jìn)行了教學(xué)模式的改革探索。

1　教學(xué)內(nèi)容的精簡與側(cè)重

我校為首批改革試點(diǎn)本科院校，學(xué)生基礎(chǔ)薄、計(jì)算能力較差，結(jié)合學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生特點(diǎn)，我們選用的是天津大學(xué)出版的《反應(yīng)工程》(李紹芬主編)，課時(shí)設(shè)置為40 學(xué)時(shí)。該教材共有十一章內(nèi)容，顯然不可能面面俱到地進(jìn)行講解。因此，圍繞教學(xué)大綱和考慮到學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精簡與側(cè)重，主要講前六章，同時(shí)對(duì)每一章的內(nèi)容都進(jìn)行了精簡和側(cè)重。第一章介紹了該課程的主要研究內(nèi)容及研究方法、操作方式、各種類型的反應(yīng)器及其特點(diǎn)、工業(yè)反應(yīng)器的放大方法等，這章內(nèi)容要以工業(yè)生產(chǎn)為例進(jìn)行詳細(xì)介紹，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；第二章反應(yīng)速率定義、速率方程、吸附與脫附等部分內(nèi)容在無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)中已經(jīng)涉及，在教學(xué)中對(duì)這部分內(nèi)容要求學(xué)生自主復(fù)習(xí)，課堂提問后主要從工程應(yīng)用的角度出發(fā)分析動(dòng)力學(xué)問題，研究溫度、濃度對(duì)反應(yīng)速率和目的產(chǎn)物的收率的影響；第三章重點(diǎn)介紹工業(yè)上常用的等溫間歇釜式反應(yīng)器(單一)的有關(guān)計(jì)算和連續(xù)釜式反應(yīng)器，對(duì)復(fù)合反應(yīng)重點(diǎn)講解如何操作實(shí)現(xiàn)目的產(chǎn)物的優(yōu)化問題；第四章主要講解管式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程及應(yīng)用，同時(shí)增加理想反應(yīng)器串并聯(lián)分析；第五章重點(diǎn)進(jìn)行講解；第六章多相系統(tǒng)中的化學(xué)反應(yīng)與傳遞現(xiàn)象，主要講解內(nèi)、外擴(kuò)散的概念及其影響判定；而對(duì)其余章節(jié)主要是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生拓寬專業(yè)視野，增強(qiáng)工程觀念。

2　仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提高學(xué)生工程能力的培養(yǎng)

為了加強(qiáng)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，采用實(shí)驗(yàn)與仿真相結(jié)合，不但可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握和理解，還可以培養(yǎng)學(xué)生分析工程問題、解決工程問題的能力。我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的理論知識(shí)后進(jìn)行，主要開設(shè)了單釜-多釜串聯(lián)測定停留時(shí)間分布、填料塔軸向返混性能測定、反應(yīng)精餾制備乙酸乙酯和氣固相催化反應(yīng)-乙醇脫氫制備乙烯。為了充分提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，我們把實(shí)踐教學(xué)過程分為學(xué)生預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)前教師提問、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及考核四個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)，保證學(xué)生完成理論知識(shí)的復(fù)習(xí)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程有初步的了解；教師的提問一方面是檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)程度，另一方面使學(xué)生帶著問題進(jìn)行實(shí)踐操作，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析尋找答案，可使學(xué)生將理論與實(shí)踐進(jìn)一步結(jié)合起來；實(shí)驗(yàn)報(bào)告是考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果的總結(jié)能力，無論實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否合理都是對(duì)學(xué)生的進(jìn)一步提高，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)存在的問題進(jìn)行合理的解釋，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念；而考核是針對(duì)所開始的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，采取每個(gè)學(xué)生任意抽取的方式進(jìn)行考核，通過獨(dú)立操作，檢驗(yàn)學(xué)生的獨(dú)立分析和處理問題的能力。

仿真實(shí)驗(yàn)主要包括了間歇釜反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。通過這三種反應(yīng)器的開車、正常運(yùn)行、停車及事故操作實(shí)訓(xùn)，進(jìn)一步加強(qiáng)理論在實(shí)際操作中的應(yīng)用，同時(shí)通過對(duì)事故的處理，加強(qiáng)學(xué)生的工程分析問題及解決問題的能力，提高學(xué)生的工程素養(yǎng)。

3　參加化學(xué)反應(yīng)工程設(shè)計(jì)大賽，強(qiáng)化學(xué)生工程能力培養(yǎng)

為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)工程課程的學(xué)習(xí)興趣和參與程度，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中強(qiáng)化理解和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生反應(yīng)工程解決實(shí)際問題的能力，起到教學(xué)相長效果，要求學(xué)生全部參加化工協(xié)會(huì)舉辦的化工設(shè)計(jì)大賽，不僅豐富了學(xué)生的課余活動(dòng)，還強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生根據(jù)命題，選擇合適的工藝流程，進(jìn)行反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，畫出反應(yīng)器的裝配圖及三維動(dòng)畫等。對(duì)所提交的作品進(jìn)行評(píng)比，評(píng)選出優(yōu)秀的作品代表學(xué)校參加化工設(shè)計(jì)大賽。

4　結(jié)語

《化學(xué)反應(yīng)工程》是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的工程學(xué)科，通過對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的精選與側(cè)重、仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合與參加化工設(shè)計(jì)大賽等措施，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)出具有分析及解決工程問題的技術(shù)人才。

[1]龍華麗,劉建文,曾嶸,等.《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)改革和實(shí)踐探討[J].化學(xué)工程與裝備,2017(10):305-306.

[2]陳可可.轉(zhuǎn)型發(fā)展契機(jī)下《化學(xué)反應(yīng)工程》課程的改革研究[J].廣州化工,2016,44(21):156-158.

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