化工类研究生“结晶过程原理”课程建设与实践*

崔香梅，关云山，张志强

(青海大学化工学院，青海 西宁 810016)



化工类研究生“结晶过程原理”课程建设与实践*

崔香梅，关云山，张志强

(青海大学化工学院，青海 西宁 810016)

结晶过程原理作为化学工程与技术专业研究生的专业基础课，在化工、结晶、材料等多学科领域具有重要的引导作用。以课堂教学与科研能力培养紧密结合的教学理念，引入学科前沿的新概念、新技术、新方法和科研案例，更新和完善课程内容；采用讲授+Seminar机制+案例分析的教学组织模式，形成化学化工类结晶领域研究生教学改革示范性课程体系，提升了研究生科研综合能力，效果良好。

结晶过程原理；示范性课程；Seminar；案例教学；研究生培养

近年来，教育部多次发文明确指出研究生课程学习的重要性，要求各级各部门加强研究生课程全面建设，促进研究生成长成才，推进研究生培养目的实现和质量保障[1]。这极大地推进了我国研究生课程建设工作的发展。西部高校化学工程与技术专业研究生教育在生源质量、师资力量和软硬件教学条件等方面与一流高校存在差距。因此，在研究生课程建设方面应更加注重专业知识的纵深拓展和对当前科学技术领域前沿成果的紧密跟踪，以缩短差距培养优秀的高层次人才。当前教育界Mooc、Seminar和案例等高效新颖的教学模式不断被提出和实践，其诸多教学成果是西部高校对现有教学模式重新审视、改革的优秀范例。研究生课程建设应兼顾内容建设和教学方式方法改革，以提升课程效果。基于此，充分考虑青海大学化学工程与技术学位点研究生课程“结晶过程原理”的知识结构特点和面向的群体需求，我们积极开展该课程建设，引入学科前沿成果，更新和完善课程内容，采用Seminar和案例相结合的教学模式组织课堂，旨在建立化学工程与技术专业研究生适用的、有利于培养研究生创新意识和创新能力的“结晶过程原理”课程体系和教学组织模式，切实提高西部高校研究生专业水平和科研创新能力[2]。

1 青海大学结晶过程原理课程建设背景

结晶过程原理是青海大学化学工程与技术学科点化学工程、化学工艺及应用化学各方向硕士研究生的一门专业基础课。本课程讲授结晶过程原理、结晶设备及其操作和优化，要求研究生深入理解结晶过程原理，掌握结晶过程相关问题的分析思路和解决方法。本学位点的众位导师及研究生所从事的科研领域涵盖：具有地域资源特色的盐湖卤水和一般化工产品自然结晶、有机、无机、天然植物产品的特效结晶及晶体产品的制备、表征、结构与性能分析等。而本课程所涉及的结晶过程基础理论和原理等主要知识点正好可以满足研究生拓宽结晶学、晶体学和工业结晶等方面视野的需求，针对性和指导性强。另外，由于作为研究生课程的良好教学效果，本课程更名为“化工结晶过程原理及应用”被推荐为青海大学化学工程与工艺专业本科生的限选课程，纳入到青海大学2014、2016本科培养方案和2013年教育部化学工程与工艺专业“应用型盐化工卓越工程师”培养计划课程体系中，即本课程今后面向的学生群体会更宽。在此背景下，为建设高水平的课程体系，促进拔尖创新研究型人才的培养而开展课程建设。我们在原有课程内容和框架基础上，采用结晶学、材料学、化学工程学等多学科交叉视角，精心挑选结晶领域典型或前沿的新颖案例进行研讨分析，希望通过课程教学内容、教学方式、方法的改革探索，优化课程内容和结构、教学组织模式，建成以创新人才培养为基本目标的“结晶过程原理”研究生示范性课程教学体系。

2 课程内容更新和知识结构优化

从学术角度来看，结晶过程是化工及其它工业部门的重要操作单元，不仅在早期的盐湖水结晶制盐，还在近年发展迅速的有机、高分子、油脂、轻工、医药、水处理等前沿领域应用广泛。20世纪50年代结晶过程的理论研究再次引起高度关注，进而逐渐成为倍受关注的热点技术，且在工业结晶理论、生产工艺及装置研究方面都已取得长足发展。但随着结晶新产品、新方法、新工艺的不断涌现，结晶过程理论仍需继续完善。

基于结晶领域学科发展现状，我们在原有课程内容和知识体系基础上，充分考虑青海大学化学工程与技术学位点研究生的知识需求，跟踪结晶领域发展动态，引进前沿的新概念、新技术和新方法，纵深拓宽结晶过程，更新了课程内容。并注重处理好结晶过程基本理论与新知识的关系，旨在以改革后课程教学内容为依托，使研究生灵活掌握课程核心知识点并引导其运用于科研实际，建立有利于引导和培养研究生创新意识和创新能力、能够在化学化工专业结晶领域教学改革中发挥示范作用的课程体系。

本课程采用叶铁林主编的化工结晶过程原理及应用(第二版)为主要参考教材[3]，选增课程内容来源于结晶学方面国内外权威著作和精品课程教案，并辅以期刊上的有益文献。课程原有内容仅涉及溶液结晶过程的基本理论，重点内容有：结晶体系的形成；结晶热力学；晶体在溶液体系中的结晶过程描述；结晶过程的动力学特征；结晶产物的特性、结晶分离原理及应用；结晶过程普适设备的工作原理及过程放大等。通过建设后的课程内容比较丰富、知识结构更加全面合理(如表1所示)，包括更新后的结晶过程基础理论(第一部分)和基础理论在实际科研中应用(第二部分)。

表1 改革后“结晶过程原理”课程教学大纲

紧密跟踪世界信息高科技的发展，助力研究生以国际学术视野提升科研综合素养，是开拓研究生课程内容建设的新方向[4]。理论部分讲授完毕后，采用Seminar模式师生共同了解和学习结晶领域新近科研成果和发展动态，提高研究生的课堂参与度，激发研究生的学习兴趣。更重要的是，引导研究生联想和思考本课题组相关研究问题，以案例引导学生运用所学尝试分析和解决结晶理论在实际科研中的应用问题。7个案例的研讨学习过程，使得研究生对于第一部分的结晶热力学、动力学等多方面知识点的理解更加深入和具体，促进了研究生对基础理论的理解和消化，同时也让研究生了解这些基础理论的应用领域和解决问题的方法，基本达到引导工科研究生在理论联系实际中提升综合科研能力和实力的培养目的。

3 课程教学组织模式改革

有效的教学组织模式可调动研究生主观能动性[5]，提升课程教学效果，如Seminar[6]和案例[7]教学。课程建设中我们不仅增加课堂讨论学时权重，还积极推行启发式教学方法，采用“教师讲授+Seminar机制+案例分析”的课程教学组织模式，提高研究生参与度，进而提升教学效果。充分利用案例教学和Seminar教学的优点，在课程第二部分采用教师以案例为核心提出问题、研究生围绕核心问题参与教师组织的Seminar研讨、互动交流中深化理论知识的理解、最后教师总结的课堂组织模式。研究生参加一次研讨，需完成文献调研、信息整合、制作PPT、观点表述、提出质疑和解答等多方面工作。以教学大纲的研讨案例3为例[8]，教师给出案例讨论要点：多温溶解度及介稳区宽度测定方法、均相成核和诱导期测定、杂质对溶解度、介稳区宽度和成核动力学的影响以及结晶理论在盐湖卤水实际问题解决中的应用。研究生查阅文献，认真精读筛选到的符合讨论要点的资料，制作PPT讲稿，充分表达自己对知识点及其应用的理解，提出该方向课题的研究意义、存在问题及获得的启示。最后，师生进行多方位的综合探讨，深入剖析形成最后结论。本课程共设7个讨论案例，基本涵盖理论部分核心知识点。改革后的教学组织模式，不仅将结晶学科基础理论传授给研究生，还激发了研究生学习兴趣和主观能动性，训练和培养了研究生查阅文献整合信息的能力和学术表达能力，助力研究生以国际学术前沿视角开展科学研究工作。

4 结 语

在近几年的教学中，笔者采用研究生课堂教学与科研能力培养紧密结合的教学理念，由结晶过程原理课程的前沿性和多学科交叉性特点出发，引入学科领域经典和前沿研究成果，注重理论与实践相结合，增加实际科研案例，更新和完善了课程内容。同时，采用“教师讲授+Seminar机制+案例分析”的课程教学组织模式，注重启发和引导研究生自主学习，激发研究生的创新思维，引导化学化工类研究生在理论联系实际中提升综合科研能力和实力，实施效果良好。传统的理论讲授、案例教学和Seminar的教学方式各有利弊，只有根据课程内容和授课对象的特点，促进这些方法的有机融合，方能够取得更好的教学效果。研究生课程建设是一项复杂的系统工程，以提升研究生综合能力为目的的课程全面建设将是今后持续努力的方向。

[1] 林露. 教育部：探索研究生综合考核制度，切实加强课程建设工作[J]. 陕西教育(高教), 2015(3):30.

[2] 肖竹平，冯秋菊，欧阳玉祝. 提高欠发达地区理工类研究生培养质量的途径，广州化工，2014,42(9)：205-207.

[3] 叶铁林. 化工结晶过程原理及应用.2版[M]. 北京:北京工业大学出版社, 2012:1-369.

[4] 靳蕃. 紧密跟踪世界信息高科技的发展开拓研究生课程建设新方向[J]. 学位与研究生教育, 1994(4):25-26.

[5] 邓跃全,霍冀川,刘才林,等. “产、学、研”教学模式在《化学建材》课程建设中的应用[J]. 广州化工，2012,40(1):137-138.

[6] 葛伊莉,廖业可. 基于创新能力培养的Seminar教学模式探索与实践[J]. 化工高等教育, 2014(4):5-8,43.

[7] 康晓红,程志明,李智,等.案例教学模式在工科化学教学中的应用[J]. 化学教育, 2016,37(2):47-5.

[8] Jiaoyu Peng，Yaping Dong，Liping Wang，et al. Effect of impurities on the solubility, metastable zone width, and nucleation of kinetics of borax decahydrate [J]. Ind. Eng. Chem. Res., 2014(53):12170-12178.

Construction and Reformation of Graduate Demonstration Course of Crystallization Process Principle*

CUIXiang-mei,GUANYun-shan,ZHANGZhi-qiang

(College of Chemical Engineering, Qinghai University, Qinghai Xining 810016，China)

As a specialized curriculum for the graduate student majoring in Chemical Engineering and Technology, Crystallization Process Principle course plays an important guiding role in chemical industry, crystallization, materials and other multi-disciplinary fields. The curriculum content was updated and improved by taking the teaching concept of combining the classroom teaching model and scientific research ability promotion, introducing the new concepts, new technologies, new methods and research cases of the academic frontiers. The course organization model of “theory teaching+seminar+case analysis method” was adopted and a brand new demonstration course system for the graduate students in chemical crystallization field was formed. Practice proved that these aspects in teaching reform improved the graduate students’ comprehensive ability for scientific research.

Crystallization Process Principle; demonstration course; seminar; case teaching; graduate education

青海大学研究生课程建设项目(No:qdyk-160105)。

崔香梅(1980-)，女，博士，副教授，主要从事化学工程与技术专业研究生课程教学。

G643.0

A

1001-9677(2016)020-0151-03