導語：能源化工專業(yè)人才培養(yǎng)體系研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]化學反應(yīng)動力學和反應(yīng)器的設(shè)計是能源化工的基礎(chǔ)，因此反應(yīng)工程作為能源化工專業(yè)的核心課程，其教學質(zhì)量的提高對能源化工創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到積極作用。本文總結(jié)目前教學過程中的不足，從專業(yè)人才培養(yǎng)、案例教學方法、思維導圖、計算機技術(shù)等方面進行討論，探索了教學改革方式，以達到滿足培養(yǎng)新時代下能源化工行業(yè)對人才的要求。

[關(guān)鍵詞]反應(yīng)工程；能源化工；教學改革；案例教學；教學方法

新能源產(chǎn)業(yè)是國家“十三五”期間重點發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，以光電轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)綠色技術(shù)為代表的新型化工行業(yè)對傳統(tǒng)專業(yè)提出了更高的需求。能源化工專業(yè)是常州大學結(jié)合石油石化行業(yè)特色與優(yōu)勢，順應(yīng)長三角地區(qū)能源人才的需求而建立的新專業(yè)，旨在培養(yǎng)具備在新能源行業(yè)從事可再生能源利用以及能源高效轉(zhuǎn)化等科學研究、生產(chǎn)設(shè)計和技術(shù)管理的工程人才。能源化工專業(yè)是基礎(chǔ)化工拓展的新專業(yè)，部分能化專業(yè)的學生對本專業(yè)的認知程度不夠，歸屬感不強，定位不準確，導致學習反應(yīng)工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程時缺少積極性。此外，少數(shù)學生因為數(shù)學基礎(chǔ)較為薄弱，在運用數(shù)學模型解決復(fù)雜工程問題時容易對反應(yīng)工程失去學習興趣，學習效果不佳。因此，需要通過一些教學改革提高學生的學習熱情和積極主動性。

1重視能源化工專業(yè)人才培養(yǎng)體系建立

能源化工專業(yè)需要立足地方，培養(yǎng)掌握化工和能源轉(zhuǎn)化與利用的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，在教學過程中培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)、寬廣的國際視野、扎實的理論知識。在課堂上引入太陽能、電能、生物質(zhì)能等能源行業(yè)的前沿動態(tài)，尤其是國內(nèi)外熱點能源問題，例如二氧化碳氣體排放問題，如何轉(zhuǎn)化高效轉(zhuǎn)化二氧化碳等溫室氣體，通過具體工業(yè)案例，將反應(yīng)工程的方法和知識融于其中，使學生認識到解決能源化工問題的方法，增強學生的專業(yè)歸屬感。通過介紹反應(yīng)工程的發(fā)展歷程對能源化工的重大貢獻，使學生理解本專業(yè)對社會發(fā)展的重要意義。通過與學生分享科研經(jīng)歷、教學會議心得，使學生認識到反應(yīng)工程與能源化工的重要關(guān)系，提高學生對本專業(yè)的認知程度并進一步激發(fā)學生的求知欲望。

2改進反應(yīng)工程的案例教學方法

反應(yīng)工程涉及多門工程學的核心內(nèi)容，這對于大多數(shù)沒有實際工程經(jīng)驗的學生來說學習難度較大，面對這種情況案例教學法應(yīng)運而生，案例教學法就是從化工實踐和教師的課題中選取合適的案例，進行專題討論，必要時教師可配合多媒體向?qū)W生生動展示化學反應(yīng)工程在化工生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，用來充分調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的工程分析能力，提高學生的創(chuàng)新能力。例如，在氣固相催化反應(yīng)這一章節(jié)，引導學生思考反應(yīng)器設(shè)計和優(yōu)化問題，并鼓勵學生通過運用現(xiàn)代工具例如計算機編程解決復(fù)雜反應(yīng)器設(shè)計中涉及的數(shù)學問題。以年產(chǎn)5萬噸鄰苯二甲酸酐生產(chǎn)的項目為例，根據(jù)催化反應(yīng)特點選擇反應(yīng)器類型，選擇適宜的催化劑，計算催化劑床層高度等等。此外，還可建立相應(yīng)的反應(yīng)器模型，對操作條件、流動狀態(tài)、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等參數(shù)進行優(yōu)化。通過理論聯(lián)系實際的方法，開闊學生眼界，把課程內(nèi)容和復(fù)雜工程問題聯(lián)系起來，擺脫課本上枯燥的學習模式。通過案例教學法，啟發(fā)學生的思維，強化學生對知識點的理解和關(guān)聯(lián)，調(diào)動學生積極性。學生通過獨立思考提出解決問題的方案，與實際生產(chǎn)中的方法進行比較，引導學生建立學以致用的理念。此外，還可以邀請熟悉案例的資深化工工程師為學生進行講解，增加學生對案例了解，從而使學生們更加熟悉理解這門核心課程。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)只注重課本知識講授的教學觀念，除了傳統(tǒng)基本概念的講授，將思想政治教育和科研前沿案例融入教學，擴展知識點的發(fā)展歷程，講授學科名人名事填補課堂間隙，提高學生學習的內(nèi)在驅(qū)動力。在教學環(huán)節(jié)中，教師的活動根據(jù)學生在教學中的“成績”，采用問題式學習的教學方法，以簡單工程問題啟發(fā)學生，提高自身的學習熱情，引導學生思考并討論實際性的問題，建立科學思維，讓學生對課堂所學知識具有較為直觀的認識；然后對學生討論的結(jié)果進行點評和總結(jié)，例如我們從能源化工角度出發(fā)，如何讓學生理解流化床提高化學氣相沉積的反應(yīng)效率，首先讓學生先了解化學氣相沉積技術(shù)的發(fā)展水平，然后結(jié)合基本原理進行優(yōu)化與完善。通過提問的方式讓學生充分理解和掌握課程的重點內(nèi)容，幫助學生搭建反應(yīng)工程的知識體系，加深理解。在教學過程，采用以學生為主體的教學模式，優(yōu)化傳統(tǒng)教學環(huán)節(jié)，幫助學生自主建構(gòu)知識體系。在學習環(huán)節(jié)中，合理運用線上線下混合式教學方法。通過線上課程資源，讓學生充分預(yù)習知識；課堂上，教師講授和提問知識點；教師布置課堂作業(yè)以及思想政治作業(yè)題，學生可以通過查閱相關(guān)資料完成作業(yè)，并對所學的知識有深刻的理解與應(yīng)用。采用“介紹復(fù)雜工程問題-學生提問-老師講授知識-師生互動-課堂作業(yè)-講解習題-反饋-優(yōu)化教學”的教學方法，改進教學思路，利用翻轉(zhuǎn)課堂的模式，認識到學生掌握知識的程度，實現(xiàn)有針對性的查漏補缺。通過分析學生的學習成果，跟蹤學生對知識點的掌握情況。根據(jù)課前線上教學平臺中學生的預(yù)習情況，得出評價結(jié)果。課中根據(jù)學生的討論、發(fā)言和提問等表現(xiàn)做出評價，引導學生積極思考，及時發(fā)現(xiàn)學生對知識點理解不透而影響后續(xù)內(nèi)容的學習。在習題課堂上，重點講授學生習題中的易錯點，糾正學生對知識點理解和應(yīng)用的偏差。

3通過思維導圖提高學習效率

按照傳統(tǒng)的學習方法，學生們大多是被動的接受知識。反應(yīng)工程的理論內(nèi)容相對獨立，且涉及到龐大的數(shù)值計算，會造成學生的學習困難。造成教學過程矛盾重重，教學效率極其低下。思維導圖是英國著名教育家東尼提出，通過思維導圖法將各個知識點串聯(lián)起來，能夠進行深入探索和講解，同時對課堂內(nèi)容做適當?shù)难诱梗瑨伋鰡栴}來引導學生轉(zhuǎn)變思維方式，而不是傳統(tǒng)的被動去接受知識。而思維導圖方法的好處在學習反應(yīng)工程這門課中體現(xiàn)的就更加明顯，通過對知識系統(tǒng)化、條理化的梳理，層層遞進地展現(xiàn)知識體系的邏輯框架，有效避免落入理解片面的誤區(qū)。以“均相反應(yīng)動力學”為例，以“反應(yīng)速率”、“動力學方程”、“數(shù)據(jù)處理”為主要節(jié)點，邏輯順序按照反應(yīng)工程知識的認知規(guī)律展開，每一堂課又根據(jù)知識內(nèi)涵展開。其中“動力學方程”又是反應(yīng)動力學的基礎(chǔ)，思維導圖將這些獨立的知識點關(guān)聯(lián)起來，向?qū)W生清晰地展示出這一章的框架，條理清晰。反應(yīng)工程課程涉及大量的數(shù)學推導和工程實踐方面有關(guān)的問題，由于通過思維導圖的學習方法，將零散知識點進行關(guān)聯(lián)拓展、深入挖掘、實現(xiàn)學生對知識點的快速梳理，提高課堂質(zhì)量，提升學生的創(chuàng)新思維。

4計算機技術(shù)引導反應(yīng)工程新的學習方法

由于反應(yīng)工程具有很強的理論性和實踐性，所以它在能源化工中占有非常重要的地位。但因為其理論內(nèi)容相對獨立，又涉及到龐大的數(shù)值計算，所以大部分學生在學習過程中都會感到困難。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，利用現(xiàn)代工具進行教學具有明顯的優(yōu)越性。在反應(yīng)工程的課堂上，現(xiàn)代工具主要指的是計算機技術(shù)，其中虛擬仿真實驗軟件和流程模擬軟件Aspen讓學生感到興趣，有興趣就會有動力，它們是反應(yīng)工程教學的重要補充，具有直觀性、操作性、安全性的特點，讓學生看到與書本不同的知識，訓練學生的全面技能，完善學生的知識儲備。雖然不是真正的動手，但也一定程度上彌補了書本的不足，學生們可以自主完成書本內(nèi)容，從而具備完備的知識體系，因此化工虛擬仿真實驗可以提高學生的學習興趣。利用現(xiàn)代計算機技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學方法，學生通過自主學習，完成對關(guān)鍵知識點的學習。學生在仿真系統(tǒng)中上級操作，過程中系統(tǒng)會對操作結(jié)果自動評分，完成操作后可以提交虛擬實驗仿真報告，提高學習效率。Aspen是非常實用的流程模擬軟件，通過利用模塊化方式，對化工生產(chǎn)中反應(yīng)、混合、流動狀態(tài)、分離、換熱等單元操作進行模擬計算，學生利用Aspen軟件搭建的反應(yīng)體系模型，增強操作的靈活性，加強對反應(yīng)工程知識點的鞏固。通過計算機軟件應(yīng)用于反應(yīng)工程教學，解決了復(fù)雜的數(shù)學問題，使得反應(yīng)過程變得更加形象化，提升學生對知識的理解并激發(fā)學生學習興趣。計算機技術(shù)的發(fā)展，不僅拓寬了學生的視野，理順了知識體系，并且培養(yǎng)了綜合設(shè)計和創(chuàng)新能力，且通過虛實結(jié)合，才有效提高了真實實驗效率和結(jié)果最優(yōu)化。

5結(jié)語

反應(yīng)工程是能源化工專業(yè)非常重要的核心課程，本文從專業(yè)人才培養(yǎng)、案例教學方法、思維導圖、計算機技術(shù)四個方面進行改革：明確專業(yè)方向定位，清晰課程知識體系，加強體系內(nèi)各部分內(nèi)容的聯(lián)系，使學生深入淺出的掌握課程體系知識；基于本課程具有較大的難度，靈活使用計算機等現(xiàn)代工具，加強信息技術(shù)與反應(yīng)工程課程的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學生解決復(fù)雜工程問題的能力；同時采用多種教學手段提高學生的學習效率，通過師生共同努力，解決課程中的重點、難點相關(guān)知識，激發(fā)學生的學習熱情，有被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，鼓勵學生自我管理的能力；結(jié)合虛擬仿真，在原有的知識的基礎(chǔ)上進行一定程度的延伸，促進基礎(chǔ)理論知識和工業(yè)實踐的結(jié)合。

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作者：梁倩 李忠玉 單位：常州大學石油化工學院