朱安峰，穆飛虎，戴本林，徐生盼，李梅生

(淮陰師范學(xué)院，江蘇 淮安 223300)

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以“化學(xué)反應(yīng)工程”為例淺談化學(xué)工程與工藝專業(yè)課教學(xué)

朱安峰，穆飛虎，戴本林，徐生盼，李梅生

(淮陰師范學(xué)院，江蘇 淮安 223300)

化學(xué)反應(yīng)工程是化工類專業(yè)的核心課程之一，對培養(yǎng)學(xué)生的工程意識具有非常重要的作用。根據(jù)本課程的特點(diǎn)，并結(jié)合我校的實(shí)際情況，從教材、教學(xué)內(nèi)容、理論教學(xué)與實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)的結(jié)合等，探討了提高本課程教學(xué)效果的措施。通過以上系列措施，提高了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握，教學(xué)效果也得到了提升，希望能為化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)改革提供一定的參考。

化學(xué)反應(yīng)工程；教學(xué)改革；課堂教學(xué)

化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程學(xué)科的一個(gè)分支，不僅與物理、基礎(chǔ)化學(xué)、高等數(shù)學(xué)等密切相關(guān)，而且與化工熱力學(xué)、工業(yè)催化、傳遞過程等存在著交叉關(guān)系[1]。作為化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程，內(nèi)容涉及面寬廣、聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際多、難點(diǎn)較多。他是運(yùn)用化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識，結(jié)合反應(yīng)器中物料流動(dòng)、混合、傳熱和傳質(zhì)的傳遞過程，進(jìn)行反應(yīng)過程的解析、反應(yīng)技術(shù)的研究與開發(fā)、反應(yīng)器的分析與設(shè)計(jì)[2]。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)工程的原理和方法，結(jié)合工程實(shí)際的需求，具有一定的分析和設(shè)計(jì)能力，為能解決化工生產(chǎn)和科研中的工程問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為一所地方非傳統(tǒng)工科院校，如何讓學(xué)生系統(tǒng)掌握該課程的核心內(nèi)容，并運(yùn)用于工程實(shí)踐中，必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式。本文結(jié)合多年來的教學(xué)實(shí)踐，從教材的選擇、教學(xué)內(nèi)容、理論與實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的結(jié)合等方面，探討了提高化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)效果的方法。

1 精選教材與教學(xué)內(nèi)容

教材和教參在教學(xué)過程中起著重要的作用，結(jié)合我校學(xué)生的特點(diǎn)，本校選用李紹芬主編的《反應(yīng)工程》，該教材內(nèi)容簡練、系統(tǒng)、易于掌握[3]。同時(shí)，選取H. Scott Fogler 主編的Elements of chemical Reaction Engineeing和朱炳辰主編的《化學(xué)反應(yīng)工程》作為參考書，既培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識，又促進(jìn)了專業(yè)英語能力的提高。在教學(xué)實(shí)踐過程中，學(xué)生普遍反應(yīng)該課程比較難、感到理論抽象、計(jì)算繁瑣，而課時(shí)數(shù)又在減少。面對挑戰(zhàn)，必須精選教學(xué)內(nèi)容，并對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合[4]。在重點(diǎn)講述化學(xué)動(dòng)力學(xué)、理想反應(yīng)器和非理想反應(yīng)器章節(jié)的基礎(chǔ)上，對于氣液、流固和聚合等工業(yè)反應(yīng)器，可根據(jù)學(xué)科研究方向，挑選部分精講，其余部分略講或者自學(xué)。

2 課堂教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合

作為一所地方性本科院校，學(xué)生的基礎(chǔ)知識相對來說不扎實(shí)，大部分同學(xué)化工企業(yè)見習(xí)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)少，而本課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，要能熟練各種反應(yīng)器的原理，離不開實(shí)踐；要能夠從學(xué)習(xí)中提出創(chuàng)造性建議，更離不開實(shí)踐觀察。為學(xué)好反應(yīng)工程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和工程意識，擴(kuò)大學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域，參觀實(shí)踐則是最佳途徑[5]。首先，利用學(xué)?，F(xiàn)有的資源—化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)中心，在開課前安排一次實(shí)驗(yàn)室見習(xí)，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的反應(yīng)器有個(gè)初步的認(rèn)知；其次，在講到工業(yè)規(guī)模的固定床、流化床和移動(dòng)床反應(yīng)設(shè)備等知識點(diǎn)時(shí)，再安排工廠見習(xí)。通過這樣的方式，同學(xué)們很快就能了解其結(jié)構(gòu)及操作原理等問題，有利于教學(xué)效果的提高。

3 課堂教學(xué)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

化學(xué)反應(yīng)工程是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，教學(xué)過程中必須加強(qiáng)課堂和實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。通過理論和實(shí)踐的融合，學(xué)生能夠更深入理解和掌握理論知識，并能通過實(shí)驗(yàn)獲得更多的實(shí)際知識，可為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)[5]。為此，我校開設(shè)了二元汽液平衡、傳質(zhì)傳熱系數(shù)的測定、乙苯脫氫等專業(yè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過相關(guān)理論知識后，可在相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能親身體會(huì)到這個(gè)過程，能提高學(xué)生對理論的深入了解，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。另外，實(shí)驗(yàn)室采用開放的形式，學(xué)生可以預(yù)約實(shí)驗(yàn)，也可給學(xué)生布置一些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生經(jīng)常進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。

4 課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合[6]

課程設(shè)計(jì)能提高學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力。為了鞏固化學(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識，進(jìn)一步提高學(xué)生關(guān)于工業(yè)反應(yīng)器的開發(fā)、選型及設(shè)計(jì)能力，學(xué)院安排了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。選取某一個(gè)化工產(chǎn)品，利用仿真手段，進(jìn)行生產(chǎn)裝置工藝設(shè)計(jì)，主要對反應(yīng)單元的反應(yīng)器進(jìn)行細(xì)致設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果與已有的生產(chǎn)裝置進(jìn)行比較，從中找出設(shè)計(jì)的不足或者考慮不周到的地方，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的工程意識。課程設(shè)計(jì)提高了學(xué)生關(guān)于反應(yīng)器的選型和設(shè)計(jì)能力，以及解決工程實(shí)際問題的能力。

5 課堂教學(xué)與學(xué)科發(fā)展前沿相結(jié)合

20世紀(jì)50年代，化學(xué)反應(yīng)工程這一學(xué)科名稱才確立。近幾十年來，人們做了大量的研究工作，特別是對同時(shí)進(jìn)行物理變化和化學(xué)反應(yīng)的工業(yè)反應(yīng)過程進(jìn)行了深入探索，取得了巨大進(jìn)展，形成了當(dāng)今化學(xué)反應(yīng)工程的學(xué)科體系[7]?；瘜W(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的不斷發(fā)展，知識量也在不斷的增多，而教材的更新遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上學(xué)科發(fā)展的速度。所以，在教學(xué)過程中，要密切聯(lián)系學(xué)科發(fā)展的前沿，這對于教師有督促作用，對于學(xué)生的培養(yǎng)和拓展知識面有促進(jìn)作用，也是提升化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)水平的一種創(chuàng)新方法。目前，化學(xué)反應(yīng)工程發(fā)展呈現(xiàn)出：與計(jì)算機(jī)的聯(lián)系越來越緊密、觀察事物的尺度微觀化、向?qū)Ｓ没瘜W(xué)品發(fā)展和向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能可控化方向拓展。因此，為了更好地教授好該課程，教師必須把學(xué)科發(fā)展方向貫穿在教學(xué)過程中[8]。

6 結(jié) 語

本文以化學(xué)反應(yīng)工程為例，從教材和教學(xué)內(nèi)容的選取、理論教學(xué)與實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)相結(jié)合等方面，敘述了本校在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)過程中的做法，探討了在教學(xué)過程中如何提高化學(xué)工程與工藝專業(yè)課教學(xué)效果的問題，由于水平不足，也存在一定的問題，比如占用學(xué)生課余時(shí)間多和對學(xué)生基本能力要求較高。根據(jù)學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況，因地制宜，各學(xué)校有不同的教學(xué)思路和教學(xué)方法，希望本文對化學(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)改革有一定借鑒意義。

[1] 張濂,許志美.《化學(xué)反應(yīng)工程原理》教材體系與教學(xué)[J].化工高等教育, 2004(2):113-115.

[2] 李風(fēng)海,王志強(qiáng),薛兆民.精心組織培養(yǎng)能力-淺談化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)改革[J].廣東化工, 2012, 41(11):251-252.

[3] 李媚,吳如春.化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)實(shí)踐的研究[J].廣西民族大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,14(2):103-106.

[4] 王勇,樊開青.地方性高?！痘瘜W(xué)反應(yīng)工程》課程的教學(xué)探索與改進(jìn)[J].廣州化工,2011,39(8):143-144.

[5] 張衛(wèi)紅,尹芳華.淺談反應(yīng)工程基礎(chǔ)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,6(4):100-102.

[6] 李寶霞.化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)改革模式探討[J].高教研究與實(shí)踐, 2012, 31(4):33-35.

[7] 張濂,許志美.《化學(xué)反應(yīng)工程原理》教材體系與教學(xué)[J].化工高等教育, 2004(2):113-115.

[8] 唐蘭勤.提升《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)水平的創(chuàng)新策略方法[J].中國化工貿(mào)易,2011(11):158, 150.

Discussion on Chemical Engineering and Technology Courses Teaching by Chemical Reaction Engineering as An Example

ZHU An-feng, MU Fei-hu, DAI Ben-lin, XU Sheng-pan, LI Mei-sheng

(Huaiyin Normal University, Jiangsu Huai’an 223300, China)

Chemical Reaction Engineering, as a specialty chemical core curriculum, has a very important role in training students’ engineering awareness. According to the characteristics of this course and actual teaching in our school, some methods were proposed, such as textbooks, teaching content, combining teaching with practice, professional courses, curriculum design, etc, to improve the effectiveness of the course. Through a series of the method, it was beneficial to understand and master the course content of the students, and teaching effectiveness was also enhanced. It provided a reference for Chemical Reaction Engineering teaching.

Chemical Reaction Engineering; teaching innovation; classroom teaching

G642

A

1001-9677(2016)023-0170-02