以“化學反應工程”為例淺談化學工程與工藝專業(yè)課教學

朱安峰，穆飛虎，戴本林，徐生盼，李梅生

(淮陰師范學院，江蘇 淮安 223300)

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以“化學反應工程”為例淺談化學工程與工藝專業(yè)課教學

朱安峰，穆飛虎，戴本林，徐生盼，李梅生

(淮陰師范學院，江蘇 淮安 223300)

化學反應工程是化工類專業(yè)的核心課程之一，對培養(yǎng)學生的工程意識具有非常重要的作用。根據(jù)本課程的特點，并結合我校的實際情況，從教材、教學內容、理論教學與實習、專業(yè)實驗、課程設計的結合等，探討了提高本課程教學效果的措施。通過以上系列措施，提高了學生對課程內容的理解和掌握，教學效果也得到了提升，希望能為化學反應工程教學改革提供一定的參考。

化學反應工程；教學改革；課堂教學

化學反應工程是化學工程學科的一個分支，不僅與物理、基礎化學、高等數(shù)學等密切相關，而且與化工熱力學、工業(yè)催化、傳遞過程等存在著交叉關系[1]。作為化學工程與工藝專業(yè)的核心課程，內容涉及面寬廣、聯(lián)系生產實際多、難點較多。他是運用化學熱力學和動力學的基礎知識，結合反應器中物料流動、混合、傳熱和傳質的傳遞過程，進行反應過程的解析、反應技術的研究與開發(fā)、反應器的分析與設計[2]。通過本課程的學習，學生應該能夠運用化學反應工程的原理和方法，結合工程實際的需求，具有一定的分析和設計能力，為能解決化工生產和科研中的工程問題打下堅實的基礎。作為一所地方非傳統(tǒng)工科院校，如何讓學生系統(tǒng)掌握該課程的核心內容，并運用于工程實踐中，必須改變傳統(tǒng)的教學方式。本文結合多年來的教學實踐，從教材的選擇、教學內容、理論與實習、專業(yè)實驗和課程設計的結合等方面，探討了提高化學反應工程教學效果的方法。

1 精選教材與教學內容

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

2 課堂教學與生產實習相結合

作為一所地方性本科院校，學生的基礎知識相對來說不扎實，大部分同學化工企業(yè)見習實習機會少，而本課程是一門實踐性較強的學科，要能熟練各種反應器的原理，離不開實踐；要能夠從學習中提出創(chuàng)造性建議，更離不開實踐觀察。為學好反應工程，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和工程意識，擴大學生的認知領域，參觀實踐則是最佳途徑[5]。首先，利用學?，F(xiàn)有的資源—化工專業(yè)實驗室和實訓中心，在開課前安排一次實驗室見習，使學生對實驗室規(guī)模的反應器有個初步的認知；其次，在講到工業(yè)規(guī)模的固定床、流化床和移動床反應設備等知識點時，再安排工廠見習。通過這樣的方式，同學們很快就能了解其結構及操作原理等問題，有利于教學效果的提高。

3 課堂教學與專業(yè)實驗相結合

化學反應工程是一門理論性和實踐性都很強的課程，教學過程中必須加強課堂和實驗的有機結合。通過理論和實踐的融合，學生能夠更深入理解和掌握理論知識，并能通過實驗獲得更多的實際知識，可為以后的工作打下良好的基礎[5]。為此，我校開設了二元汽液平衡、傳質傳熱系數(shù)的測定、乙苯脫氫等專業(yè)實驗。學生在學習過相關理論知識后，可在相關實驗裝置上進行實驗，學生能親身體會到這個過程，能提高學生對理論的深入了解，同時鍛煉了學生的動手能力。另外，實驗室采用開放的形式，學生可以預約實驗，也可給學生布置一些設計實驗，讓學生經常進入實驗室進行試驗。

4 課堂教學與課程設計相結合[6]

課程設計能提高學生解決工程實際問題的能力。為了鞏固化學反應工程的教學效果，增強學生的工程實踐意識，進一步提高學生關于工業(yè)反應器的開發(fā)、選型及設計能力，學院安排了課程設計環(huán)節(jié)。選取某一個化工產品，利用仿真手段，進行生產裝置工藝設計，主要對反應單元的反應器進行細致設計。設計結果與已有的生產裝置進行比較，從中找出設計的不足或者考慮不周到的地方，進一步加強學生的工程意識。課程設計提高了學生關于反應器的選型和設計能力，以及解決工程實際問題的能力。

5 課堂教學與學科發(fā)展前沿相結合

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

6 結 語

本文以化學反應工程為例，從教材和教學內容的選取、理論教學與實習、專業(yè)實驗、課程設計相結合等方面，敘述了本校在化學反應工程教學過程中的做法，探討了在教學過程中如何提高化學工程與工藝專業(yè)課教學效果的問題，由于水平不足，也存在一定的問題，比如占用學生課余時間多和對學生基本能力要求較高。根據(jù)學校和學生的實際情況，因地制宜，各學校有不同的教學思路和教學方法，希望本文對化學反應工程的教學改革有一定借鑒意義。

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

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

[3] 李媚,吳如春.化學反應工程教學實踐的研究[J].廣西民族大學學報:自然科學版,2008,14(2):103-106.

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

[5] 張衛(wèi)紅,尹芳華.淺談反應工程基礎教學中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].江蘇工業(yè)學院學報,2005,6(4):100-102.

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

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

[8] 唐蘭勤.提升《化學反應工程》教學水平的創(chuàng)新策略方法[J].中國化工貿易,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