化工類專業學位研究生“高等反應工程分析”課程教學改革實踐

晉 梅，李忠銘，楊 方

(江漢大學 化學與環境工程學院，湖北 武漢 430056)

為了更好適應國家經濟社會發展對應用型、復合型及高層次人才的需要，教育部于2009年設置了應屆本科畢業生為主的全日制專業學位研究生教育[1]。專業學位研究生的設立，一方面優化了研究生教育類型和結構，另一方面完善了研究生教育培養體系，增強了研究生服務于國家和社會的能力[2]。“高等反應工程分析”課程是化工類專業學位研究生的學位基礎課程，該課程與化學工程實際問題聯系非常密切，兼有理論性和實踐性并重的特點。結合地方性高校化工類專業學位研究生的特點，在教學過程中對高等反應工程分析的教學內容進行優化，提出方法論的思維模式、因材施教的教學方法以及工程化案例教學模式等教學改革實踐，幫助化工類專業學位研究生拓寬反應工程分析方法，增強專業學位研究生分析和解決工程實際問題的能力。

1 以工程應用為背景，優化課程教學內容

對于化工類專業學位研究生來講，高等反應工程分析是以化學反應工程的基本原理為基礎，以化工生產過程為背景，運用數學模型方法，重點對反應過程、反應動力學、傳遞過程、大型反應器等進行案例分析[3]，培養專業學位研究生能夠運用化學反應工程基本原理和數學模型方法解決工業反應過程開發、反應器設計與操作中遇到的實際問題，以增強專業學位研究生工程分析和解決實際工程實踐問題的能力。

為了讓學生對高等反應工程分析課程有一個全局的概念，同時兼顧課程的前沿性、實踐性和應用性，采用程振民教授編著的高等反應工程教程作為教材，在教學內容上綜合安排基礎理論與工程應用實踐案例，將整個教學內容優化為：復雜化學反應體系的化學平衡、理想均相反應器分析、化學反應過程的優化分析、化學反應器中的混合現象、內外擴散對氣固相催化反應的影響、典型反應器數學模型的建立與求解等。從教學內容上看，雖然還是以反應工程基本原理為基礎理論，但是，教學內容的側重點為對工業規模的化學反應過程和反應器工程案例分析上。

2 倡導科學思維方法，培養工程分析能力

方法論者，簡而言之，就是在面對一個具體問題時把所具備的知識實施并應用的理念、思想和方法[4]。因此，如何將課程中有限的理論知識上升到方法論的高度，讓專業學位研究生能夠運用正確的科學思維方法進行工程問題分析是十分重要的。在高等反應工程分析教學過程中，通過不斷總結各類反應工程研究中的共性方法，將模型化方法、控制步驟思路、非線性問題處理、量綱分析以及理論與實踐相結合的等五個普遍應用于化學反應工程研究中的方法作為重點教授給學生[5]，幫助學生建立“方法論”的科學思維概念，使學生較快掌握化學反應工程分析的基本觀點和工程方法。如在模型化方法中，將理想均相反應器的數學模型、氣固相催化反應數學模型、典型工業生產過程中反應器數學模型的建立和求解作為教學重點，培養學生利用數學模型的方法設計工業反應器的能力。通過倡導新的科學思維，讓專業學位研究生更好的掌握分析和解決工程問題的思路，使教學過程成為思維方法的訓練和培養過程，讓學生把所學的理論知識轉化為認識規律、運用規律和解決工程問題的能力。

3 強化工程應用能力，優化課程教學方法

相比于本科階段教學，研究生階段更強調素質和能力的培養。在化工類專業學位研究生培養中，更加強調工程實踐能力、實踐中運用理論知識解決實際問題的能力、相互合作能力和總結表達能力等。在教學過程中，常采用案例教學、啟發式教學和項目式教學等教學方法。

工程案例與分析是在講授理論知識后，結合相關工程案例，引導學生利用所學知識對工程案例進行分析，以進行理論和實踐的結合。同時，激發學生學習的主動性，并強化學生獨立思考問題的能力。在進行典型工業生產過程中的反應器數學模型的建立和求解講授中，結合課題組所進行的超重力反應器開發、設計與工業應用實際案例，從超重力反應器的概念、反應器的結構與內構件、反應器模型的建立與求解、反應器結構設計等方面引導學生將所學的理論知識和工程實踐相結合。

項目式教學是將一個相對獨立的項目下達給學生，從信息資料收集、方案設計、項目實施及最終評價整個過程都由學生自己負責。為培養專業學位研究生的工程實踐應用能力、創新能力、合作能力和總結表達能力，在課程結束之前，結合化工類專業學位研究生的研究領域和方向，向學生布置反應器設計大作業。大作業采用組長負責制的小組形式進行，各小組通過查閱相關文獻資料，提出反應器的類型；隨后，建立反應器的數學模型并進行求解；而后，對反應器進行簡要結構設計；最后，各小組通過PPT進行項目成果匯報。在這一過程中，不僅體現了“項目為主線、教師為引導、學生為主體”的教學特點，也使學生通過項目的進行更加了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求，達到鍛煉專業學位研究生的工程應用綜合能力的目的。

4 運用多元化評價手段，改革評價考核方式

多元化教學評價體系對培養具有創新精神和創新能力的高素質人才具有重要意義。在高等反應工程分析教學中，采用“多元化”評價考核方式主要是構建形成性評價和終結性評價相結合的全程型評價體系。和傳統終結性評價體系不同，在全程型的多元化評價體系中，整個評價體系包括：考勤、設計型大作業、新型反應器研究進展匯報和期末考試等內容構成，其中考勤∶設計型大作業∶新型反應器研究進展匯報∶期末考試=10∶20∶20∶50。另外，在評價主體上也打破了單一教師評價主體原則，采用教師和學生均為評價主體的方式，如在設計型大作業成果匯報、新型反應器研究進展匯報中，讓學生參與到評價過程中，學生針對各項目組所匯報的內容進行評分，和教師的評分結果一起作為最終匯報成績。采用上述多元化的評價體系，可以真正使考核成為學習過程的延續，且有利于培養學生的邏輯思維能力、歸納總結能力以及語言表達能力。

5 結語

作為化工類專業學位研究生的一門學位專業課程，通過對高等反應工程分析課程教學內容進行優化，采用案例教學、項目式教學方法，在教學過程中倡導“方法論”的思維方法，培養和提高了化工類專業學位研究生的工程分析能力、理論知識的工程應用能力以及解決實際工程問題的能力。通過多元化教學評價體系，鍛煉專業學位研究生的工程實踐應用能力、創新能力、合作能力和總結表達能力，對于化工類專業學位研究生教學質量的提高和學生工程素質的培養有著重要的意義。

[1]袁廣林.專業學位研究生教育發展的動力機制探析[J].學位與研究生教育,2013(6):1-5.

[2]章 云,何瑞文,曾岳南,等.地方工科院校全日制專業學位碩士研究生培養模式創新探究[J].高教探索,2013(5):123-126.

[3]應衛勇,江洪波,曹發海,等.化學工藝學科碩士研究生高等反應工程課程教學改革實踐[J]. 化工高等教育,2016,33(2): 11-14.

[4] 程振民,朱開宏,袁渭康.高等反應工程教程[M].上海:華東理工大學出版社,2010.

[5] 晉 梅,李忠銘.方法論在化學反應工程中的教學實踐[J].廣東化工,2014,41(18):177-178.

(本文文獻格式：晉梅，李忠銘，楊方.化工類專業學位研究生“高等反應工程分析”課程教學改革實踐[J].山東化工,2018,47(7):148-149.)