改革地方院校课程教学模式和内容,培养学生工程与创新能力——以广西大学化学反应工程教学为例 王琳琳;陈小鹏;梁杰珍;刘幽燕;韦小杰
【摘 要】Taking the major courses of chemical engineering and technology specialties in the local college, (Chemical Reaction Engineering of Guangxi University) as an example, the reform and practice of the teaching mode and contents have been explored according to characters of strong engineering and theory. With the reform in the teaching mode such as combining classroom teaching with experimental course and production practice, establishing a platform of extra-curriculum activities, and laying stress on engineering practice, students can learn how to put theory in practice and they can also obtain the comprehensive ability in engineering analysis. Besides, innovation abilities and science exploration spirit can be developed, and students' interest on development and application of the local resources can be aroused. Meanwhile, great attention is paid to introducing measures such as elaborating on organizing contents in textbook, combining t
he practical teaching cases, turning the scientific research achievements and the latest academic results into classroom teaching, combining hot points with classical contents, and improving and enriching teaching contents. As a result, the students' interest and foresight idea are cultivated, practical ability is strengthened, and innovative talents are edified.%以地方本科院校广西大学化学工程与工艺类专业的核心课程化学反应工程为例,针对其工程性与理论性强的特点进行教学模式和教学内容的改革与实践.通过课堂教学与专业实验相结合、课堂教学与生产实习相结合以及创建丰富多彩的课外实践教学活动平台等教学模式的改革,突出工程实践教育,培养学生理论联系实际和工程分析的能力,强化工程设计创新能力和科学探索精神的培养,激发学生开发应用地方资源的热情；通过精心组织教学内容,结合生产实际进行案例教学,结合科研成果进行课堂教学,引入新成果、新信息,将热点与经典内容有机结合,优化和丰富教学内容,培养学生学习兴趣和前瞻性的学术观点,提升学生工程实际能力,启迪学生创新的智慧. 【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2012(029)008
【总页数】5页(P10-14)
【关键词】化学反应工程;教学模式;教学内容;工程与创新能力
【作 者】王琳琳;陈小鹏;梁杰珍;刘幽燕;韦小杰
【作者单位】广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004;广西大学化学化工学院,广西南宁530004
【正文语种】中 文
【中图分类】G642.0
Abstract：Taking the major courses of chemical engineering and technology specialties in the local college，（Chemical Reaction Engineering of Guangxi University）as an example，the reform and practice of the teaching mode and contents have been explored according to characters of strong engineering and theory.With the reform in the t
eaching mode such as combining classroom teaching with experimental course and production practice，establishing aplatform of extra－curriculum activities，and laying stress on engineering practice，students can learn how to put theory in practice and they can also obtain the comprehensive ability in engineering analysis.Besides，innovation abilities and science exploration spirit can be developed，and students’interest on development and application of the local resources can be aroused.Meanwhile，great attention is paid to introducing measures such as elaborating on organizing contents in textbook，combining the practical teaching cases，turning the scientific research achievements and the latest academic results into classroom teaching，combining hot points with classical contents，and improving and enriching teaching contents.As a result，the students’interest and foresight idea are cultivated，practical ability is strengthened，and innovative talents are edified.
Key words：chemical reaction engineering；teaching mode；teaching content；engineering and innovation ability
氢化松香
地方本科院校是我国高等学校的重要组成部分［1］，其工科专业的毕业生大多面向本地区的经济建设，需要有很强的实践能力［2］和创新精神［3］。但长期以来，工科课程一直沿用从理论到理论的教学模式，难以适应地方国民经济新形势和人才培养要求的变化。化学反应工程是化学工程与工艺类专业的核心课程，被教育部颁发的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》确定为宽口径化学工程与工艺专业的4门主干课程之一［4］，该课程涉及研究过程工业，包括化工、石油、冶金、材料、轻工、医药、生化、食品、建材、军工、环境等领域的生产过程、生产装置和工艺技术规律，成为诸多专业重要的必修或选修的技术类或技术基础课程。化学反应工程课程上课时间定在第7学期，授课对象为即将走向社会的大四学生。广西大学是广西唯一一所进入“211工程”建设的地方综合性大学，为广西经济建设和社会发展培养应用型高级工程技术人才是学校的办学定位。目前广西大学每届约有200名学生学习这门课程，因此，如何改革这门重要的工科理论课的教学模式和教学内容、体现地方本科院校办学定位与特、提高学生自主学习的兴趣、培养学生的工程观点及分析、解决实际工程问题的能力是值得深思的问题。
反应工程学主要是研究化学反应的工程问题，涉及实验室的化学反应工业化、实验反应器放大、反应器的设计和优化、生产控制的最佳化与操作的安全性等一系列重要的化学工程
问题，同时以化学反应器操作和工程问题为对象，实践应用性强是本课程的特；而授课对象是从校门到校门、很少与生产实际接触的学生，因此仅靠课堂上满堂灌，学生学习兴趣不高，对生产设备及工艺流程仅有书本上的抽象认识，比如在工业生产上应用的管式、釜式、固定床、流化床等反应器，多数学生都没有感性认识，很难进行反应器选型与设计以及生产控制的操作分析等实际问题的讨论。根据以上情况，紧紧抓住本课程教学内容的特和授课对象的特点，改革传统理论教学与实践教学互相脱节的教学模式，把课堂教学与实践教学有机结合，培养学生理论联系实际能力，学会分析工程问题、解决工程问题的方法。
化学反应工程的主要研究方法，是在理论基础上以实验为手段，建立数学模型对工业反应过程进行工艺优化，对催化剂进行筛选，对反应器进行设计的数学模拟法。该方法也是工程学科通用的研究方法，掌握它对理工科学生成为合格的工程师非常有益。可是课堂上仅仅能够向学生介绍数学模拟法的原理及实施步骤，学生还是觉得空洞，是“纸上谈兵”，为此，对学生开设了一个综合设计型实验“松香催化歧化反应动力学的研究”［5］。实验选用学生熟悉的广西地方特资源松香为原料，让学生研究其深加工产品的反应过程。研究反应速度的动力学方程为ri＝dci／dt，那么如何通过实验建立这个反应的动力学模型，也就是
要解决反应需要测定哪些实验数据，对非均相反应如何消除内外扩散的影响，采集动力学实验数据有什么要求，采集的动力学数据采用何种方法进行分析，如何处理实验得到的动力学数据，采用什么方法获取其中的模型参数，获取的模型参数中包含了什么信息，这些信息如何指导工业实际过程的操作，如何对歧化反应的催化剂进行评价和进行反应器的设计。学生通过课堂和书本中介绍的基本原理及查阅文献资料自己设计实验方案，经过反复讨论和思考，确定出采用减少催化剂粒径和增加搅拌速度的方法消除内外扩散的影响。在采集动力学数据时根据开始反应速度快、之后变慢并逐步达到平衡的特点，制定出采集密度前时间间隔短、随后时间间隔逐渐变大的方案。由于天然产物组分复杂，学生选择以气相谱法进行定量分析，动力学数据经过微分法处理在计算机上编程计算获得模型参数——反应级数、指前因子和反应的活化能。学生设计出实验方案和数据处理方法后亲自动手实验、采集数据、处理数据并建立松香催化歧化反应的动力学模型，最后利用获得的模型参数。学生还对松香催化歧化反应的实际过程进行操作条件的优化讨论，对催化剂进行评价，提出反应器的设计方法并写出一篇课程小论文。
通过这个综合设计型实验，学生不仅加强了理论知识的理解及实际应用，拓宽了学习空间，提高了学习兴趣，真正掌握了数学模拟法这一工程研究方法，培养了工程意识，而且
提高了分析问题、解决问题的能力，学会了查阅文献的方法和确定实验方案的程序，加强了团队协作精神，并且激发了创新思维。
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