化工专业课程教学改革初探

张庆印+刘秀军+郭玉高+卢素敏+管山

摘 要：随着科技的进步，时代的发展，教育走向全球化和国际化，化工专业也发生着巨大的时代变革，化工学科也越来越和生物、制药、材料、环境等学科交叉融合。为了满足新世纪化工人才培养的需要，本文从核心课程、工程实践能力培养、双语教学等方面探讨未来化工教学改革的方向。

关键词：化学工程；教学改革；双语教学

进入二十一世纪以来，随着我国改革开放的不断深入，国民经济的持续发展，综合国力的逐渐增强，我国的化学工业也面临着巨大的发展和变革。一个行业的竞争与发展，说到根源，关键是人。未来的竞争，是人才的竞争，能否培养大量年轻有为，富有朝气，勇于创新的新一代化学工程师，是我国化工高等教育面临的巨大挑战。应该看到，目前随着社会的发展，多学科的相互交叉，单一的专业知识结构已经很难适应社会和工业界对人才的需要。另一方面，从毕业生的出路来说，也是一个双向选择的过程，从近年来，毕业生的毕业后择业来看，主要有继续攻读研究生，直接毕业或从事自主创业等途径，而前两者又占有主导的地位。不论是选择继续读书深造还是直接就业，除了从事化学工程的相关工作外，有相当一部分学生从事的是相关专业的研究和工作，例如环境工程，新材料的研发与制备，生物工程，制药工程等行业，这些都要求我们的学生具备更加丰富的知识储备，也为我们高等化工教育工作者提出了更高的要求。即如何在有限的时间内，使得学生既掌握本专业的核心知识，又具备宽广的知识，以满足不同用人单位的需求[1]。笔者结合所在学校的实际情况，对新形势下的大学生教育和培养，谈一些心得体会。

1 强化专业基础课的教学工作，并注重多学科的交叉与渗透

目前，作为化学工程专业的学生，主修的核心课程主要包括《化工原理》、《化学反应工程》、《化工热力学》和《化工设计》等，这些课程是作为一个化工专业的毕业生所必需的基本知识，在今后的生产实践中，发挥着重大的作用。为了方便和同学们进行互动和交流，在教学过程中还特别设定了化工原理相关课程的讨论群，很多刚刚毕业走上工作岗位的同学在也时常群里发言，经常可以看到诸如学好化工原理对工作帮助很大的言论。通过这些化工核心课程的学习，对经典的化工理论，如物料守恒、热量守恒、质量传递、热量传递、动量傳递、平衡理论不断的渗透和剖析，使得学生对上述概念和理论有深刻的理解和认识，从而能在各自的工作岗位上得以灵活的思考和运用。因此，无论如何改革，这些课程都是将是化工学科的基本柱石，都必须强化。但是为了能使化工专业的同学有更加宽广的知识面，在讲授这些基本理论的同时，可以通过实例的介绍，扩展领域，开拓学生的视野。例如在讲到过滤这一章节时，除了介绍经典的饼层过滤，也会结合我校在膜科学膜技术领域的实际情况，即天津工业大学膜研究历史可以追溯至1974年，曾经制造了我国第一支中空纤维膜组件，科研成果转化培育形成的天津膜天膜科技股份有限公司于2012年成功上市，目前学校设有省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，进而介绍一些膜分离的相关知识，如超滤、纳滤、微滤和反渗透等以及常用的高分子膜材料。再例如反应工程授课时，会专门对生物反应过程进行介绍，介绍酶动力学、生物反应器原理。讲述在反应器中进行生物反应时的过程，并讨论反应器的流型、操作方法、反应稳定性，以及生物反应器放大等内容。在讲授催化剂的内、外扩散机理时，会对目前材料科学研究领域比较热门的微孔和介孔材料的合成和调控做简单的介绍。通过这些例子，既可以巩固同学们所学的基本理论，也可以开拓眼界和思路，激发学习兴趣，这些对于学生们进后从事相关的科研和实践工作，都是大有裨益的。

2 重视化工实验，培养学生的动手能力

虽然化工专业的同学在进行化工实验时，已经受过不少基础化学实验的训练，但是化工实验与化学实验又有着明显的区别，既化工实验的对象是实际化工生产中的问题，装置往往比较大，结构也比较复杂。同学们在操作的时候，往往感觉有操作复杂，不敢下手，甚至不知从何下手的问题。这也是开设工程实验的重要因素之一。通过化工实验，能够帮助学生了解常用的设备，学习工程实验的基本方法和测量技术，培养学生们从事科学研究和技术交流的能力[2]。通过实验，除了巩固课本上所学的基本原理，并提高分析和处理复杂问题的能力，还可以培养团队协作的优良精神，启迪学生的创新智慧。在传统的实验教学中，笔者也发现，有些实验，例如精馏综合实验，操作起来比较复杂，学生们初学起来总是摸不着头脑，很有锻炼意义。但有一些实验，虽然有很高的理论学习和工程计算价值，但是操作并不复杂，被学生们总结为“拧阀门，记数据”。学生们只需要简单机械的重复模仿，就能完成实验，比较的枯燥乏味。因此，开设一些条件允许、内容新颖的设计型、研究型、综合型的实验势在必行。结合我校的实际情况，我们开设了新的泵与管路实验。在这个实验中，教师只负责提供的基本部件，即微型离心泵，功率表，必须的管件和阀门等，而不提供连接方案，所有的设计、连接和测试工作都由学生们独立完成。再比如停留时间分布理论为反应器设计和计算的重要理论，是反应工程的特色理论之一，而我校的停留时间分布测定仪器只有一台，如果开设实验，只能给同学们开设演示实验。在泵和管路实验基础上，又定制了小型的磁力搅拌釜，让学生们自行设计反应器管路并连接，利用脉冲法测定单一全混釜反应器、双釜串联、双釜并联、管式反应器等情形下的停留时间分布。通过这些“更加原始”的实验，极大的锻炼了学生的动手能力，也激发了学生的学习热情，取得了不错的教学效果。

3 增强双语教学，引入国际教材，努力与国际接轨

随着国家改革开放的深入和全球一体化的发展趋势，化工行业的国际交流趋势日益明显。因此，今后的学生培养，要考虑国际化路线，培养的人才要能够适应国际市场经济下的人才需求。在教学过程中引入双语教学，并使用一些国际上比较流行并公认的优秀教材，有利于这一过程的推进。通过双语教学，可以使同学们在短时间内掌握化工原理、化工热力学、化学反应工程等课程的专业名词并具备初步的阅读专业文献的能力，也提高了同学们的对外专业交流能力。双语教学离不开好的教材，比较幸运的是，目前，国际上比较著名的化工专业教材都有了影印本，极大的解决了原版英文教材昂贵的问题。学生们通过阅读和学习英文原版教材，既可以学到对同一专业问题不同的叙述角度和思路，又可以接触到很多有趣的实例，这些对学生专业能力的拓展，培养获取新知识并解决问题的能力都是大有帮助的。也应当看到，由于学生们的母语学习能力，英文知识水平的参差不齐，相比中文教学，双语教学更容易出现两极分化的现象。在实际的教学过程中，要注意由浅入深，循序渐进，并在必要时，可以考虑分层次的“因材施教”。

总之，随着计算机和网络技术的飞速发展，互联网加时代的到来，对教育系统也产生了深刻的影响。新的时代、新的形式迫使我们对化工高等教育进行新的思考，值得我们不断探索，文中有不当和片面之处，敬请同仁批评指正。

参考文献

[1]余国琮，李士雨，张凤宝等.化工类专业创新型人才的培养[J].化工高等教育，2006，1：8.

[2]刘红波，赖闻玲.化工基础实验教学改革的探索与实践[J].江西化工，2006，3：161.