因此, 应该把化学反应工程教学与化工专业实验、生产实践有机结合起来,改变过去那种理论教学与实践教学互相脱节的教学模式,促进化学反应工程教学改革。化学反应工程是化工类专业的核心课程之一,作为一门专业主干课程,涉及知识面广,需要较高的高等数学和化工原理基础,因此也是一门比较难学的课程。面向21世纪化学工程与工艺专业人才培养方案将化学反应工程这门课程的教学课时从80-120课时压缩到54-60课时,[2]这就要求我们在教学过程中不断总结教学经验,改进教学手段,提高教学效果。我们在教学实践中,将化学反应工程与化工专业实验、实践课程有机结合,以实践-认识-再实践教学方法应用于化学反应工程教学过程,取得了较好的教学效果。化学反应工程教学与化工专业实验教学相结合面向21世纪化学工程与工艺专业人才培养方案要求转变重理论、轻实践为理论与实践的结合,注重实践能力与创新能力的培养,转变以教师、书本、课堂“三中心”的培养模式为双主体双向互动、书本与多媒体多种信息源并重、课内外及社会实践的结合。过去,我们把实验课当成理论课的依附,重理论而轻实践,后来,强调实验课的重要性,将实验课作为一门独立的课程,却忽视了理论和实验课是相辅相成的。在教学过程中, 我们充分认识到化学反应工程与化工专业实验的统一性,掌握好理论知识能指导实践,而科学实践能帮助我们更好地认识、理解、掌握理论知识,将感性认识上升为理性认识后,再运用到实践中去。

    我们现在开设的化工专业实验中,有很多实验是和理论课程紧密相连的,只要我们科学地安排理论教学和实验教学,就能使二者有机结合,改变那种教学模式单一,老师“抱着走”的教学方法, 86提高学生们的学习积极性和主观能动性。以化学反应过程中的返混问题为例,返混是反应器中流体流动和反应叠加而形成的重要的工程概念,它是化学反应器中十分生动,又对化学反应结果影响特别大的工程因素。它的存在,不仅影响反应器体积,而且影响反应的结果,只有彻底理解才能了解,并采取相应措施,以有效利用或改善返混状态。根据连续流动反应器中物料混合的对象来考察,返混是不同停留时间的物料混合,从本质上而言是时间上的返混。因为不同停留时间物料的浓度不同,所以也即是不同浓度物料之间的混合,混合的结果是降低了反应器中反应物料浓度。我们在过去的教学过程中,发现很多学生们只是从字面上知道了返混的概念和定义,头脑中却很难想像反应器中微观粒子流动的状态。学生往往把间歇过程中物料搅拌混合与连续过程中物料搅拌混合混为一谈。如果能预先在实验中观察流体流动与混合的状态一会对学习有帮助吗?我们在我院2003级化学工程与工艺专业选择一个班级,在讲述流动与返混前,先进实验室,进行单釜与三釜返混实验,得到感性认识。当然首先要求同学们自己充分预习,老师只下达实验任务书, 提出问题,让学生几个人一组,就在实验设备旁观察、学习、讨论、摸索,只有通过自己的努力才能完成实验。

    做出实验数据后,暂时不写实验报告,到上理论课时,老师做简要讲解,然后提出问题,这时同学们踊跃参加讨论,因为都是他们自己经历了的过程,有第一手资料,每个人都有自己的见解,课堂活跃而高效。而另一个班级我们采用先学习理论知识再进行实验的传统教学方法,同学们学习的积极性和主动性就要逊色一些,求知欲望没有那么强,教学效果也不如实验班好。其实在教授化学反应工程这门课程时,我们有很多机会选择理论与实验相结合的教学方法,如学习化学反应动力学时,我们让同学们学习和了解积分反应器和微分反应器,在学习非均相催化反应时, 我们可以利用固定床反应器来取得感性认识等等。化学反应工程教学与化工实习相结合工科院校培养的工程技术人才,不仅要有丰富的理论知识,还应当理论联系实际,具有较高的独立思考能力,发现问题,分析和解决实际生产问题的能力,这就要求教师不仅要对学生传授知识, 更重要的是教给学生求索知识的方法和应用知识的能力。化学反应工程以工业反应过程为主要研究对象,以达到反应器的开发、设计和放大以及优化操作的目的。到工厂去实地观察学习工业反应器和工艺流程是帮助我们学习化学反应工程的最佳途径。因此,我们将化学工程与工艺专业学生的生产认识实习安排在期中阶段,在学习气固相催化反应和工业反应器前,让学生们进入工厂实地考察,对工业反应器有一个感性的认识。我们选择的实习基地是中国石化长岭炼油股份公司。现代化大型企业的企业文化,学习优秀企业的管理模式,培养爱好化工专业的兴趣,又尽可能让学生接触更多类型的反应器。

    为了不让生产实习走过场,我们在实习前要求学生们自己查阅炼油加工方面的资料,并在网上进入长岭炼化公司网站,了解该公司的企业概况,原材料路线,主要生产装置及产品,国际国内市场竞争力。到了实习基地,先组织听取工厂技术人员的安全知识和专业知识讲座,然后提出实习目的要求:在进入每一套装置现场都必须分清楚各种塔釜设备,能够根据管线- 泵-反应器-储罐等的走向认清部分工艺的原材料-产品的简易流程。由于准备充分,在生产车间,同学们学习很认真,对每一套装置和设备都进行仔细揣摩、讨论、记录。回到学校,老师在课堂上再结合工业生产实践讲解,将学生们的感性认识上升为理性认识,最后写出实习报告。通过这样的理论和生产实践相结合,同学们普遍感到收获很大,学习的积极性和主动性得到进一步提高, 很多同学反映:学习化学反应工程这门课程再也不觉得那么枯涩难懂了。化学反应工程教学与生活、生产实际相结合大学扩招以及强调“宽口径、厚基础、轻专业” 的培养模式下,现在大学生普遍感觉到学习知识和应用知识之间存在鸿沟,很多学生认为课本知识与生产实践脱节,因此调动不起来学习的积极性,对未来更是感到迷茫。

    究其原因,还是我们的教学内容脱离了生产、生活实践,虽然我们不能把课堂搬到工厂,但是我们可以在讲课中列举大量实例,教给学生求索知识的方法和应用知识的能力,了解在生产中涉及的一些理论知识,如何运用 “实践-认识-再实践”教学方法在化学反应工程教学中的应用工程的思维进行分析,并且可以将工业设备拍摄下来制作成多媒体课件。如在讲述反应器中流体的轴向扩散与径向扩散的动量损失内容的时候, 由于笔者曾经参加过合成氨工业中氨合成塔轴向改径向技术论文代写改造,曾进入合成塔中装填催化剂,掌握有改造前后阻力和产量的数据对比,再结合生产现场设备照片,课堂丰富多彩,这样的实际经验正是学生们想了解的。我们将各种工业生产设备的照片结合进相应的课堂教学内容中,尤其是工厂检修期间设备打开后拍摄的照片,更能让学生看到设备内部构造,对学生认识和了解工业反应器、换热器、分离设备等帮助很大。

    在学习过程中,我们还安排学生们节假日去自己的家乡,了解他们身边的化工厂和化工资源,指导学生查阅相关资料,看看这些资源可以生产什么产品?需要什么生产设备?已经在生产的化工厂采用的又是什么生产工艺?还可以采取别的什么工艺?课余时间有很多同学与老师一起讨论,学生们对化工专业的兴趣和爱好被真正激发起来了,学习的主动性有了很大提高。当然,也要注意把重点落在所要阐述的问题上,做到形散而神不散。这些实例教学以理论为指导,又丰富了理论,学生受益很多,知道了如何去分析问题,如何解决问题。这样,我们培养出来的工程技术人才不仅有丰富的理论知识,还能够理论联系实际,具有较高的独立思考问题、发现问题、分析和解决实际生产问题的能力。

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