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[摘要]工程教育背景下，要求強化化學工程與工藝專業學生的工程意識及解決復雜工程問題的能力。《化學反應工程》作為高?；I本科生一門重要的專業基礎必修課程，對該目標的實現有重要支撐作用。因此在課堂教學中，引入大型化工工業過程案例教學，可讓學生深入理解理論知識，培養工程思維，提高解決工程問題的能力。
[關鍵詞]工程教育；化學反應工程；教學改革
1工程教育背景下對《化學反應工程》課程的要求
《化學反應工程》主要面對三年級化工相關專業本科生，建立在物理化學、化工原理等專業基礎課之上，是化學工程與工藝專業的核心課程。本課程主要探究化工生產過程中化學反應的宏觀反應過程，建立數學模型，并據此進行不同類型反應器的設計與分析。工程教育認證背景下，要求每個專業都要有明確、公開的畢業要求，而且畢業要求能支撐培養目標的達成；還要將畢業要求分解為若干個可衡量的指標點，畢業要求和指標點，要明確教學活動(課程、實習或設計等)。因此，很多專業課程都根據畢業要求指標點重組教學內容，改革教學方法，以支撐畢業要求的達成[1-2]。我國工程教育專業認證協會頒布的《工程教育認證標準(2015)》中給出了評價培養質量的12條畢業要求，在畢業要求達成度評價中《化學反應工程》課程對其中6條均有支撐，對工程知識、問題分析及設計/開發解決方案這3條具有強支撐[3]。因此，為培養與強化化工相關專業學生的工程意識、具有分析工程問題以及解決實際工程問題的能力，開展《化學反應工程》課程課堂教學改革是對工程教育強有力的支持。
2當前《化學反應工程》課堂教學的現狀
常規教學過程中，多采用內容驅動式的教學方法，在計劃學時內根據教學大綱的要求講授課程，雖然教師在授課階段也關注學生綜合素質、優化理論知識和建模求解能力的提升，但沒有以學習成果為導向來反向設計和實施教學，也沒有關注學生核心能力和畢業要求的達成。近年來，針對《化學反應工程》的教學改革研究較多，主要集中在以下幾個方面：(1)將“互聯網+”引入教學，提高課程的實時性和互動性；(2)提倡“開放式”“研討式”教學，以促進學生自主學習、提高創新能力；(3)采用“案例教學”并結合科研實踐，主要針對不同知識點選擇不同案例；(4)增加實踐環節，包括課程設計、仿真訓練、專業實驗及企業實習；(5)軟件輔助，如將AspenPlus、AutoCAD、ChemCAD軟件應用于教學環節。以上改革措施都對教學質量的提高起到一定推進作用，但針對工程教育背景下的新要求，不僅需要在輔助教學方面與時俱進，更應該在理論教學的內容上進行更新。因此，探索將大型工業過程作為案例，引入課堂教學的整個環節，從理論學習上加強學生工程意識和提高分析工程問題的能力。
3改革內容與途徑
3.1教學內容改革
《反應工程》課程中理論知識居多，如反應動力學方程的建立、反應器模型及反應器的計算部分，偏重于模型建立和理論推導，雖然有例題輔助理解，但是一旦涉及到實際應用，學生還是無從下手，尤其是反應器選擇和設計上?，F有的案例教學，通常是針對各個知識點，引入不同的案例，每個案例只對當前知識點有加深理解的作用，但是各案例之間缺乏相關性，一旦遇到大型工程設計問題，學生無法對問題進行解剖分析。如每年舉行的“全國大學生化工設計競賽”，想參與的學生很多，前期報名都很踴躍，但是很多同學在工藝過程確定的過程中就放棄了，主要原因就是對工程問題缺乏理解分析的能力，無法將學習的理論知識與之相關聯。尤其是在反應器部分，動力學方程的建立及反應過程模擬都是常見的難題，筆者在歷年指導參賽學生過程中深有體會。因此考慮在教學中引入經典的合成氨工藝過程為教學案例。首先，精心分解課程知識點；然后將案例按照所包含的知識點類別，分解成不同的過程模塊；按照知識點順序調動相關過程模塊，融匯講解。截至反應器設計部分，完成整個案例，讓學生更深切的認識、理解工程問題，以及如何將理論知識應用于解決復雜工程問題。
3.2教學方式改革
3.2.1圍繞精選知識點的研討式教學
精心選擇適合知識點，利于展開課堂討論，并對知識點進行分解，與教學計劃相結合。教學過程中靈活創設問題情境，如，分析反應器時，以合成氨過程的反應器為分析對象，討論其催化劑裝填特點、操作條件及方式等，建立互動模式。教師作為啟發者和引領者，讓學生相互交流，發現有價值的問題，提升學生學習積極性，以及增強發現問題和解決問題的能力。
3.2.2案例教學與仿真實驗相結合
選擇典型經典的合成氨工業過程為教學案例，結合學生的實習認識，利用仿真實驗室具備的合成氨仿真實驗，加強學生對整個工藝過程的理解。對固定床反應器進行深入探討，讓學生對固定床反應器內氣－固相反應過程、反應器的選型及操作原則等有所體會，能結合理論知識初步對化工生產過程的實際問題進行分析、在對操作過程進行的模擬調整中，深刻體會工業過程中各個環節的相關性，達到深刻理解、精確總結、熟練運用的目的。
3.3考核方式改革
建立課內實踐和期末考試相結合的考核方式。取消平時成績項，增加課內實踐作業項，具體考核方式為：課內實踐和期末考試，分別總成績的40%和60%。課本上的課后作業因為有答案，作為學生自選完成的內容，不參與平時成績的構成。課內實踐結合教學案例，讓學生對案例中反應器選擇、設計、催化劑的確定等部分進行分析改進，輔助Aspen等軟件的應用。在期末考試方面，增加案例分析方面的試題。
4結語
根據工程教育背景下對化工專業的要求，重新設計了《化學反應工程》的教學內容、教學方式和考核方式，結合知識點開展研討式教學，并選用經典的合成氨過程將案例教學與仿真實驗相結合，優化教學內容，提升評價體系，提高學生參與課堂學習的主動性與積極性。可為理論知識在實踐中的應用提供預演式平臺，從而使學生在實習、實踐、課程設計、設計大賽、畢業設計過程中能更熟練的運用所學的理論知識，為畢業后解決實際工程問題打下堅實的基礎。
參考文獻
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作者:丁春華 鄭育英 方巖雄 單位:廣東工業大學
