《化學(xué)反應(yīng)工程》課程教學(xué)的探索與實(shí)踐

摘要：《化學(xué)反應(yīng)工程》是化工類專業(yè)的核心課程，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容較多而學(xué)時(shí)數(shù)較少的特點(diǎn)，通過進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段以及強(qiáng)化工程觀念等方面的改革，提高了課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)工程；課程建設(shè)；教學(xué)改革；工程觀念

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）04-0104-03

《化學(xué)反應(yīng)工程》是化工工藝專業(yè)的核心課程，也是其他相關(guān)專業(yè)的重要課程，化學(xué)反應(yīng)的工業(yè)化實(shí)施、反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化等一系列化學(xué)工程問題都離不開它的指導(dǎo)。可是，在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生認(rèn)為該課程難度大、理解困難、不容易掌握，是大學(xué)中最難學(xué)習(xí)的課程之一。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：一方面，該課程涉及先期多門課程知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)零散，難點(diǎn)較多，學(xué)時(shí)數(shù)少，要在較少的學(xué)時(shí)里系統(tǒng)掌握這一門課程，對(duì)部分學(xué)生來說不是件容易的事情；另一方面，這門課程在大四上學(xué)期開設(shè)，而這一階段的學(xué)生考研或就業(yè)壓力比較大，這也使他們不能在學(xué)習(xí)中投入全部的精力。因此，如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、掌握課程內(nèi)容、培養(yǎng)工程能力、構(gòu)建創(chuàng)新思維成為《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)的重點(diǎn)改革內(nèi)容，我們?cè)诮虒W(xué)過程中進(jìn)行了積極的探索及實(shí)踐。

一、強(qiáng)化課程重要地位，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，學(xué)生只有對(duì)課程產(chǎn)生極大的興趣和重視，才會(huì)有信心去學(xué)好這門課程，才能積極主動(dòng)地克服學(xué)習(xí)中遇見的困難。這就要求教師在第一堂緒論課上下工夫。教師應(yīng)對(duì)課程內(nèi)容有透徹的了解和豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確回答好“課程的性質(zhì)和地位，課程的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，學(xué)好課程的思路和方法”等基本問題。同時(shí)教師要把該學(xué)科發(fā)展前沿的技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀介紹給學(xué)生，讓學(xué)生一開始接觸，就能深刻感受到該課程在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用及重要性，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)課程重視程度和學(xué)習(xí)興趣。為了完成這一目標(biāo)，每學(xué)期上課之前，針對(duì)如何上好緒論課，我們課程組教師要進(jìn)行一次集體備課，根據(jù)各位老師前面上課反饋的信息和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于可能存在的問題和如何能夠解決這些問題，大家相互交流，從而互相提高。有相關(guān)科研課題的教師根據(jù)自己的科研實(shí)踐，用淺顯生動(dòng)的語(yǔ)言、具體實(shí)際的數(shù)據(jù)結(jié)果，回答緒論課中需要解決的問題，有些老師則從化工生產(chǎn)應(yīng)用和學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來回答上述問題。經(jīng)過集體備課后，教師們走上講臺(tái)，在對(duì)本課程內(nèi)容準(zhǔn)確把握的基礎(chǔ)上，通過豐富的實(shí)際應(yīng)用事例和充滿激情的表述，使學(xué)生們能領(lǐng)會(huì)到本課程的性質(zhì)和重要性，同時(shí)明白學(xué)習(xí)本課程應(yīng)該具備的知識(shí)點(diǎn)。由于對(duì)第一堂緒論課的高度重視，為學(xué)生學(xué)好本課程打下了良好基礎(chǔ)。

二、理順課程基本線索，精選課程主要內(nèi)容

本科《化學(xué)反應(yīng)工程》課程的教學(xué)目標(biāo)要求教師應(yīng)從教材內(nèi)容的組成，章節(jié)的編排體系，各部分內(nèi)容的份量和側(cè)重等方面，依據(jù)不同專業(yè)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，對(duì)課程進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖崂怼Ｎ倚，F(xiàn)用教課書為陳甘棠主編的“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《化學(xué)反應(yīng)工程》第三版，此書內(nèi)容系統(tǒng)，易于掌握。同時(shí)還選擇李紹芬教授編寫的“九五”國(guó)家級(jí)重點(diǎn)教材《反應(yīng)工程》作為教學(xué)參考書，此書最大的特點(diǎn)是編入大量生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)的例題和習(xí)題，這種理論聯(lián)系實(shí)際的題型，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和聯(lián)系實(shí)際的能力。這兩本書的編排體系有所不同，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以通過比較，更深地理解反應(yīng)工程的實(shí)質(zhì)。在教授內(nèi)容的選擇上，《化學(xué)反應(yīng)工程》的基礎(chǔ)知識(shí)，教師應(yīng)該重點(diǎn)講授，教學(xué)上可安排較多學(xué)時(shí)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在其他課程學(xué)習(xí)過的內(nèi)容如化學(xué)反應(yīng)速度等概念，教師應(yīng)做概括性介紹，把主要精力放在新知識(shí)和學(xué)過知識(shí)的應(yīng)用拓展上。部分章節(jié)學(xué)生可在教師的安排指導(dǎo)下有目的、有計(jì)劃地在課外進(jìn)行自學(xué)。生化反應(yīng)工程基礎(chǔ)等章節(jié)則可以完全不講。與此同時(shí)，學(xué)校還根據(jù)我校煤化工的特點(diǎn)，以講座形式聘請(qǐng)客座教授為學(xué)生授課，列舉典型生產(chǎn)實(shí)例進(jìn)行講解和分析，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)進(jìn)行科研實(shí)踐周活動(dòng)，讓學(xué)生在科研實(shí)踐周里熟悉反應(yīng)器的選型與優(yōu)化操作。通過對(duì)課程內(nèi)容的精選和課程線索的梳理，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中具有很強(qiáng)的針對(duì)性，大多數(shù)學(xué)生都能很好的掌握課程的重點(diǎn)內(nèi)容和要求。

三、精心組織教學(xué)方法，采用多種教學(xué)手段

《化學(xué)反應(yīng)工程》內(nèi)容繁雜，難點(diǎn)較多，有基本的概念描述，也有枯燥的公式演繹。為了保證學(xué)生對(duì)基本概念能準(zhǔn)確理解，基本方法能學(xué)以致用，就要對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革。教師要精心研究教學(xué)方法，采用多種教學(xué)手段，滿足少學(xué)時(shí)多內(nèi)容的教學(xué)任務(wù)，做到各章節(jié)重點(diǎn)和難點(diǎn)突出，使學(xué)生易于理解和掌握。首先，在講課方式上，應(yīng)用不同的教學(xué)方法，充分體現(xiàn)教師“啟發(fā)引導(dǎo)”和學(xué)生“積極主動(dòng)”的現(xiàn)代教育基本原則。采用啟發(fā)式教學(xué)法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中始終處于積極的思維狀態(tài)。在啟發(fā)式教學(xué)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同章節(jié)可采用對(duì)比法、歸納法、提問法等方法來調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。如通過具體事例的講解，應(yīng)用對(duì)比與歸納法結(jié)合的方法對(duì)均相反應(yīng)器型式和操作方法進(jìn)行評(píng)選。對(duì)于某些有難度同時(shí)又在幾種情況下反復(fù)出現(xiàn)的概念，采取學(xué)生和老師現(xiàn)場(chǎng)探討形式，而后由學(xué)生自己總結(jié)結(jié)果。這樣活躍了課堂教學(xué)氣氛，提高了教學(xué)效果。再次，采用靈活多樣的教學(xué)手段是教學(xué)方法改革的重要措施。根據(jù)授課內(nèi)容的特點(diǎn)，有選擇性地使用多種手段進(jìn)行教學(xué)可以起到事半功倍的效果。多媒體在教學(xué)上應(yīng)用，可以將工廠一些實(shí)際例子和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)搬到課堂，學(xué)生通過逼真的影像資訊不僅可以看清楚反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)也能了解反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)與傳熱狀況，對(duì)于反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、放大與優(yōu)化建立必要的感性認(rèn)識(shí)。如對(duì)合成氨反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和流體流動(dòng)的展示，激發(fā)了學(xué)生對(duì)反應(yīng)工程課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。經(jīng)過近兩年多位老師的共同努力，本課程多媒體教案制作完成，經(jīng)過課堂的使用，同學(xué)們反應(yīng)良好，可以明顯地提高教學(xué)效率。

四、加強(qiáng)工程技術(shù)觀念，做到理論實(shí)踐結(jié)合

重視理論和實(shí)踐結(jié)合將是提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵過程。因此在理論教學(xué)中，我們必須積極引導(dǎo)學(xué)生樹立和強(qiáng)化工程觀念，加大理論和實(shí)踐相結(jié)合力度。學(xué)生在課堂上領(lǐng)悟到所學(xué)知識(shí)的用武之地，就會(huì)表現(xiàn)出更高的學(xué)習(xí)熱情，收到意想不到的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)過程中我們?cè)谶@方面進(jìn)行了改革嘗試，具體做法是：一方面，教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合。在教學(xué)過程中，我們注意選擇實(shí)際生產(chǎn)中與基本教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)并具有代表性的事例進(jìn)行剖析、講解，幫助學(xué)生對(duì)《化學(xué)反應(yīng)工程》課程的理解。例如我們以淮化集團(tuán)合成氨生產(chǎn)工藝為例，通過有針對(duì)性地對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，使同學(xué)們對(duì)所學(xué)理論知識(shí)有了更深的理解和鞏固。另一方面，教學(xué)內(nèi)容與科研、專業(yè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。我們利用專業(yè)實(shí)驗(yàn)和教師的科研活動(dòng)，把課程教學(xué)從較為抽象的理論變成易于理解和直觀的實(shí)際過程，加深學(xué)生對(duì)概念和原理的理解，加強(qiáng)學(xué)生的工程觀念。有些授課教師把自己的科研與課程有關(guān)內(nèi)容緊密地結(jié)合起來，將一些案例引入課堂教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)反應(yīng)工程科研思路方法，并且讓部分學(xué)生參與到自己的科研活動(dòng)，學(xué)生通過自己動(dòng)手更深地體會(huì)本課程的精髓。近年來，隨著我校“對(duì)甲酚催化氧化制對(duì)羥基苯甲醛研究”、“軟化學(xué)法制備共摻雜二氧化鈦光催化劑的研究”等課題研究的深入，在參與科研工作中，學(xué)生大大提高了感性認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生構(gòu)建創(chuàng)新思維的能力。不少學(xué)生通過參與科研工作這個(gè)活動(dòng)，對(duì)《化學(xué)反應(yīng)工程》課程產(chǎn)生了濃厚的興趣，并且通過自己的努力，在化學(xué)工程方向繼續(xù)進(jìn)一步的深造。

《化學(xué)反應(yīng)工程》是一門最能體現(xiàn)化學(xué)工程與工藝特點(diǎn)的學(xué)科，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握并運(yùn)用它并非易事。只有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上不斷進(jìn)行探索和改進(jìn)，不斷強(qiáng)化工程觀念和使用多種教學(xué)方法、手段，才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。我校反應(yīng)工程專業(yè)的教師在近兩年的教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行了初步嘗試，并取得了一定的效果，今后我們將進(jìn)一步進(jìn)行《化學(xué)反應(yīng)工程》課程改革的探索，提高學(xué)生學(xué)習(xí)《化學(xué)反應(yīng)工程》課程的能力，掌握課程內(nèi)容，為國(guó)家培養(yǎng)更多的化工創(chuàng)新人才。

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基金項(xiàng)目：安徽理工大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目（2010jyxm082）

作者簡(jiǎn)介：徐繼紅（1968-），女，新疆新源人，副教授，主要從事化學(xué)工程的教學(xué)科研工作。