论文《化学反应工程教学改革研究》-仁创编译转载

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　　摘要：作为化学工程与工艺专业的专业核心课程《化学反应工程》，在国家工程教育认证的背景及“互联网+化学反应工程”课模设计大赛的影响下，从教学内容、教学方法、考核方式等三方面进行教学改革，提高学生的工程能力、学习能力并收获一定成效。

　　关键词：工程教育认证;“互联网+化学反应工程”;课模设计;教学改革

　　《化学反应工程》属于化学工程与工艺专业(本科)的专业核心课程，通过本门课程的学习，使学生掌握化工过程基本原理、方法，具备解决化工过程核心问题的基本素质;具备从化工工程实际中识别出数学和物理问题的能力;具备化工单元设备与反应器设计、选型与校核的能力。能够采用现代科学技术与手段，从工程或现场应用角度研究大规模或微型化反应设备结构中的反应动力学与反应器内部动量、质量、能量传递现象之间的相互作用关系，分析反应装置的特性，获得反应器体积设计，结构优化和动态操作控制原理和方法。同时，为切合我国工程教育本科专业认证的指导方针，“以学生为中心”、“产出为导向”、和“持续改进”的核心理念[1]。以“互联网+化学反应工程”课模设计大赛为教学改革中心，根据工程认证毕业要求和培养目标进行课程体系及教学方法的改革。

　　1化学反应工程教学改革思路与目标

　　1.1教学改革思路

　　基于工程教育认证理念“成果导向教学”，对所有教学环节进行定期评价，依据教学质量监控、学习结果达成评价、反馈机制等形成持续改进的两个闭环，不断提高人才培养质量[2]。同时，依托“互联网+化学反应工程”课模设计大赛为契机，营造“重实践教学、重实验、重技能”的良好氛围，加强学生对化学反应工程课程的兴趣和参与程度，鼓励在学习中创新，在创新中强化理解和应用反应工程解决实际问题的能力，起到教学相长效果，实现具有创新精神和创业能力的应用型高级专门人才的培养目标，进行化学反应工程教学改革。

　　1.2改革目标

　　为实现工程教育认证的12条毕业要求达成度分解的指标，使学生在完成《化学反应工程》课程学习后，能够具备以下能力:能够根据所学高等数学、线性代数，概率统计等数学知识，对化学反应工程问题进行适当的数学表述;能够掌握化工单元操作、化学反应、热力学、分离工程的变化规律，具备分析和解决化工过程核心问题的基本素质;能够运用自然科学原理和工程基础知识分析和解决工程问题;能够运用自然科学原理和工程基础知识分析和解决工程问题;能够分析化工过程影响因素，并能够针对实际问题提出优化和解决方案;具备专业软件的应用能力;具备一定的协同合作完成项目的能力，组建团队的能力，合理分配工作的能力和快速能力适应团队角色的能力;充分认识团队合作对解决工程技术问题的重要性，树立通过团队合作解决困难、提高认识、共同进步的理念;具有自主学习和终身学习的意识，具有成长性思维和终生成长的理念。

　　2化学反应工程教学改革内容

　　2.1教学内容改革

　　《化学反应工程》课程主要从反应和反应器两个方面进行讲解，反应主要分为均相反应和非均相反应，单一反应和复合反应;反应器主要分为理想反应器和非理想反应器。教学内容从之前重点讲解均相反应、理想反应器，改革为重点稍微偏向气固催化反应。均相反应及理想反应器部分占15学时;非均相反应及非理想反应器部分占21学时，其中还有4学时是学时自主学习进行课模设计。该课程需讲解不同的反应器，如间歇反应器、管式反应器、连续釜式反应器，必须与大量的工厂实例相结合。由此寻找了一些文献、工厂反应器的实例图片、动画与课本理论知识相结合，以加深学生对动力学知识的理解与掌握，还可激发学生的学习兴趣及求知欲。

　　2.2教学方法改革

　　整个教学过程由以前的传统教学方式，加入并采用了案例式、启发式、研讨式、自主学习等教学形式[3]。反应动力学采用启发式进行教学，可先讲解一级反应动力学的推导过程，然后由学生自主推导其他级数的反应动力学表达式。复合反应动力学采用研讨式教学方法，根据前面级数反应动力学方程式的推导过程，讨论复合反应动力学的表达式。理想反应器及非理想流动反应器都采用案列式教学方法，先用图片和动画了解各种反应器的流动特点，根据反应器的流动特点及物料衡算方程式对各种反应器的设计方程式进行推导。对于气固催化反应、固定床反应器、流化床反应器、气液反应等，下载了两届“互联网+化学反应工程”课模设计大赛的作品进行案列式教学方式讲解。课程内容讲解完成后，有4个学时的学生自主学习，自主学习内容是根据前面所学的知识，要求学生自主组队并选择题目进行课模设计。作品主题:学生自选《化学反应工程》课程相关内容进行设计，可通过制作课件、教学动画和动漫、工程案例3D动画及相关软件模拟等互联网+的作品，动态的讲解和展示化学反应工程的基本原理、案例分析、工程设计原理等基本教学内容。作品要求:最终需提交设计作品，并附PDF版设计说明书。设计作品展示时长不超过5分钟，文件大小不超过200M，提倡图形及音频同步展示作品，作品需提交作品源代码。要求展示作品图片及语音清晰，最终提交设计作品需转换为mp4格式。作品说明需为PDF格式。

　　2.3教学考核方式改革

　　对学生的学习成果通过考勤、作业、期中考试、期末考试及课模设计作品5大模块进行考核，分别占总成绩的5%、10%、15%、50%、20%。其中作业、期中考试、期末考试必须根据教学大纲中罗列的预期学习成果ILO进行出题考核，课模设计作品成绩必须通过作品展示和答辩进行判定。3化学反应工程教学改革试行结论通过教学内容改革、教学方法改革、教学考核方式的改革，与前面三届的学生成绩进行对比，前三届的末考平均成绩64.5，及格率66.7%，综合平均成绩70.7，综合成绩及格率88.3%;改革后第一届末考平均成绩71.3，及格率74%，综合平均成绩76.9，综合成绩及格率92%。由此可见，以工程教育认证为导向，基于学习结果的教育OBE理念，培养学生的工程能力、自主学习及终身学习的能力为目的，综合成绩有所提高[5]，但还需持续改进。

　　参考文献

　　[1]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015(2):10-19.

　　[2]徐丽，李涛，周国莉等.工程教育专业认证背景下《反应工程》课程教学模式改革[J].洛阳理工学院学报(自然科学版)，2018，28(2):94-96.

　　[3]郭晓亚，王勇，孙炜伟.化学反应工程课程中的教学方法探索[J].化工时刊，2018，32(3):55-56.

　　[4]邹琼.工程教育中推行OBE模式的问题与思考[J].高等理科教育，2017(4):72-76.

　　[5]王桂荣，赵新强，侯凯湖等.强化三种意识提高学生综合能力—化学反应工程教学浅[J].教育教学论坛，2016(16):159159-160.

　　作者：杨海燕 单位：攀枝花学院 生物与化学工程学院

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