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[摘要]工程教育背景下，要求强化化学工程与工艺专业学生的工程意识及解决复杂工程问题的能力。《化学反应工程》作为高校化工专业本科生一门重要的专业基础必修课程，对该目标的实现有重要支撑作用。因此在课堂教学中，引入大型化工工业过程案例教学，可让学生深入理解理论知识，培养工程思维，提高解决工程问题的能力。
[关键词]工程教育；化学反应工程；教学改革
1工程教育背景下对《化学反应工程》课程的要求
《化学反应工程》主要面对三年级化工相关专业本科生，建立在物理化学、化工原理等专业基础课之上，是化学工程与工艺专业的核心课程。本课程主要探究化工生产过程中化学反应的宏观反应过程，建立数学模型，并据此进行不同类型反应器的设计与分析。工程教育认证背景下，要求每个专业都要有明确、公开的毕业要求，而且毕业要求能支撑培养目标的达成；还要将毕业要求分解为若干个可衡量的指标点，毕业要求和指标点，要明确教学活动(课程、实习或设计等)。因此，很多专业课程都根据毕业要求指标点重组教学内容，改革教学方法，以支撑毕业要求的达成[1-2]。我国工程教育专业认证协会颁布的《工程教育认证标准(2015)》中给出了评价培养质量的12条毕业要求，在毕业要求达成度评价中《化学反应工程》课程对其中6条均有支撑，对工程知识、问题分析及设计/开发解决方案这3条具有强支撑[3]。因此，为培养与强化化工相关专业学生的工程意识、具有分析工程问题以及解决实际工程问题的能力，开展《化学反应工程》课程课堂教学改革是对工程教育强有力的支持。
2当前《化学反应工程》课堂教学的现状
常规教学过程中，多采用内容驱动式的教学方法，在计划学时内根据教学大纲的要求讲授课程，虽然教师在授课阶段也关注学生综合素质、优化理论知识和建模求解能力的提升，但没有以学习成果为导向来反向设计和实施教学，也没有关注学生核心能力和毕业要求的达成。近年来，针对《化学反应工程》的教学改革研究较多，主要集中在以下几个方面：(1)将“互联网+”引入教学，提高课程的实时性和互动性；(2)提倡“开放式”“研讨式”教学，以促进学生自主学习、提高创新能力；(3)采用“案例教学”并结合科研实践，主要针对不同知识点选择不同案例；(4)增加实践环节，包括课程设计、仿真训练、专业实验及企业实习；(5)软件辅助，如将AspenPlus、AutoCAD、ChemCAD软件应用于教学环节。以上改革措施都对教学质量的提高起到一定推进作用，但针对工程教育背景下的新要求，不仅需要在辅助教学方面与时俱进，更应该在理论教学的内容上进行更新。因此，探索将大型工业过程作为案例，引入课堂教学的整个环节，从理论学习上加强学生工程意识和提高分析工程问题的能力。
3改革内容与途径
3.1教学内容改革
《反应工程》课程中理论知识居多，如反应动力学方程的建立、反应器模型及反应器的计算部分，偏重于模型建立和理论推导，虽然有例题辅助理解，但是一旦涉及到实际应用，学生还是无从下手，尤其是反应器选择和设计上。现有的案例教学，通常是针对各个知识点，引入不同的案例，每个案例只对当前知识点有加深理解的作用，但是各案例之间缺乏相关性，一旦遇到大型工程设计问题，学生无法对问题进行解剖分析。如每年举行的“全国大学生化工设计竞赛”，想参与的学生很多，前期报名都很踊跃，但是很多同学在工艺过程确定的过程中就放弃了，主要原因就是对工程问题缺乏理解分析的能力，无法将学习的理论知识与之相关联。尤其是在反应器部分，动力学方程的建立及反应过程模拟都是常见的难题，笔者在历年指导参赛学生过程中深有体会。因此考虑在教学中引入经典的合成氨工艺过程为教学案例。首先，精心分解课程知识点；然后将案例按照所包含的知识点类别，分解成不同的过程模块；按照知识点顺序调动相关过程模块，融汇讲解。截至反应器设计部分，完成整个案例，让学生更深切的认识、理解工程问题，以及如何将理论知识应用于解决复杂工程问题。
3.2教学方式改革
3.2.1围绕精选知识点的研讨式教学
精心选择适合知识点，利于展开课堂讨论，并对知识点进行分解，与教学计划相结合。教学过程中灵活创设问题情境，如，分析反应器时，以合成氨过程的反应器为分析对象，讨论其催化剂装填特点、操作条件及方式等，建立互动模式。教师作为启发者和引领者，让学生相互交流，发现有价值的问题，提升学生学习积极性，以及增强发现问题和解决问题的能力。
3.2.2案例教学与仿真实验相结合
选择典型经典的合成氨工业过程为教学案例，结合学生的实习认识，利用仿真实验室具备的合成氨仿真实验，加强学生对整个工艺过程的理解。对固定床反应器进行深入探讨，让学生对固定床反应器内气－固相反应过程、反应器的选型及操作原则等有所体会，能结合理论知识初步对化工生产过程的实际问题进行分析、在对操作过程进行的模拟调整中，深刻体会工业过程中各个环节的相关性，达到深刻理解、精确总结、熟练运用的目的。
3.3考核方式改革
建立课内实践和期末考试相结合的考核方式。取消平时成绩项，增加课内实践作业项，具体考核方式为：课内实践和期末考试，分别总成绩的40%和60%。课本上的课后作业因为有答案，作为学生自选完成的内容，不参与平时成绩的构成。课内实践结合教学案例，让学生对案例中反应器选择、设计、催化剂的确定等部分进行分析改进，辅助Aspen等软件的应用。在期末考试方面，增加案例分析方面的试题。
4结语
根据工程教育背景下对化工专业的要求，重新设计了《化学反应工程》的教学内容、教学方式和考核方式，结合知识点开展研讨式教学，并选用经典的合成氨过程将案例教学与仿真实验相结合，优化教学内容，提升评价体系，提高学生参与课堂学习的主动性与积极性。可为理论知识在实践中的应用提供预演式平台，从而使学生在实习、实践、课程设计、设计大赛、毕业设计过程中能更熟练的运用所学的理论知识，为毕业后解决实际工程问题打下坚实的基础。
参考文献
[1]郑育英，方岩雄，叶飞．工程教育专业认证背景下的化学工程与工艺专业人才培养浅谈[J]．广东化工，2016，19(23)：188-189．
[2]刘丽芳，曾真，舒安庆．工程教育背景下“过程流体机械”课程综合改革与实践[J]．学科探索，2018，33：68-70．
[3]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)：94-94．
[4]陈可可．《化学反应工程》课程教学改革的探索研究[J]．广东化工，2016，26(43)：156-157．
[5]李爱蓉，李晶晶，王宏，等．“互联网+”化学反应工程教学探索与实践[J]．广州化工，2017，45(1)：140-142．
[6]辛志玲，张萍，郭文瑶，等．化学反应工程教学改革与实践[J]．广东化工，2017，4(44)：147-148.
作者:丁春华 郑育英 方岩雄 单位:广东工业大学
