化工类应用型本科专业模块化教学改革思考_张书

2013年 第4期 广 东 化 工 第40卷 总第246期 www.gdchem.com · 135 ·

化工类应用型本科专业模块化教学改革思考

张书，林雄超

(中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院，北京 100083)

[摘 要]针对目前化工类应用型本科专业的培养现状及课程设置分析，提出按照化工类专业人才培养方案及目标定位，对专业课程及内容进行有效整合，设计了以实践、创新、应用为核心的模块化教学体系。该教学改革可以减少重复内容的讲解，降低课程教学课时，增加创新实践时间，有效提高了学生的自主创新研究和应用能力。该改革对化工类专业的培养具有一定的借鉴意义。

[关键词]化工；模块化；教学改革

[中图分类号]G4 [文献标识码]B [文章编号]1007-1865(2013)04-0135-02

Preliminary Thoughts on the Teaching Reform in Chemical Engineering for

Undergraduate Students

Zhang Shu, Lin Xiongchao

(School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China)

Abstract: Based on the disadvantages of current cultivation system in chemical engineering for undergraduate students, different teaching and training modes for the undergraduate students were proposed in the paper. Modular teaching system targeting practice, innovation and application was also conceptually designed by effective integration of professional courses and content. The teaching mode can reduce duplicate content and teaching hours, as well as increase innovative practice time, thus effectively improving the students' ability of critical thinking and practical skills. The idea suggested in this paper could be possibly applied to those universities which have the major in chemical engineering.

Keywords: chemical engineering；modularized ；teaching reform

化工类本科专业应用性较强，与地方企业结合紧密，进行产学研合作具有较大优势，其课程设置及培养计划必须随着企业及社会对专业人才的需求进行改革。北京市教委《关于进一步提高北京高等学校人才培养质量的若干意见》(简称《意见》) [1]指出：“要进一步完善本科课程体系、优化课程设置，拓宽学生知识背景，提升学生综合能力和素质，满足不同类型学生的培养要求。进一步加强教学内容、教学方法和考核评价方式的改革，不断提高课程教学质量。”目前化工专业所学课程较多，有些知识在不同课程间大量重复，如热量传递、质量传递、动量传递的内容在《化工原理》、《化工热力学》、《化工分离工程》及《化工传递工程》等课程均有相关章节出现，相同知识点在不同课程中重复严重，这些知识点在相应课程重复讲解，浪费了教师及学生的大量宝贵时间。因此，在课程设置及学生培养方面迫切需要进行深入探讨研究，非常有必要将化工专业各课程进行有效整合、重新设计，将相关知识点分模块进行教学，以期解决对现行课程教学对相同知识点重复、多次讲解的问题。

业理论来指导自己的工作。 1.2 个性化模块课程设计

个性化模块根据化工本科学生的特长、兴趣爱好等对学生进行有针对性的培养。为此，本模块主要分为两部分，一部分为化学化工类学科公共选修课程，以供学生开拓眼界，汲取相关学科的知识，从而形成“宽口径、厚基础”，以更好适应社会的需求。同时，兼顾学生的兴趣和个人爱好，根据专业方向设立相应的选修课程。另一部分则主要是针对本专业的专业锻炼设计，其具体内容可以分为课堂教学、实验室教学、校内实践、校外实习实训几个大部分。

在个性化课程模块及专业基础模块中聘请国内外企业、科研院所或高校的专家开设化工专题讲座，并纳入培养计划，以拓宽学生视野，促进理论联系实际，提高学生学习兴趣。 1.3 实践性模块设计

教育部等部门《关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》[4]中指出：“要强化实践教学环节；深化实践教学方法改革，各高校要把加强实践教学方法改革作为专业建设的重要内容”。可见，实践教学是学校教学工作的重要组成部分，是深化课堂教学的重要环节，是学生获取、掌握知识的重要途径，是培养本科生科研能力的主体[5]。实践性模块设计的主旨是培养化工专业本科学生的实际技能操作能力，培养学生理论联系实际的分析能力，培养学生的团队合作精神和良好的决策能力，培养学生的科研创新能力和实践创新能力。该模块由基础实践能力、专业实践能力、科研创新能力三个子模块组成。 1.3.1 基础实践能力子模块

该模块主要培养学生实际技能操作能力，包括基础化学(有机、无机、分析) 实验、物化实验、化工原理实验、化工专业实验等，并尽可能将当前化工企业常用的大宗实验分析项目纳入基础实验进行教学或提供平台让学生选做。在实践性模块增加相关实验提高学生的动手能力、感性认识及创新能力。 1.3.2 专业实践能力子模块

该模块培养学生理论联系实际的分析能力，主要是学生在相关化工企业、科研院所、实验室进行实习实践活动。在本模块将侧重于以下三个方面的培养： (1)侧重毕业设计(论文) 环节

教育部在《关于加强普通高等学校毕业设计(论文) 工作的通知》[6]中指出：“毕业设计(论文) 是实现培养目标的重要教学环节。它在培养大学生探求真理、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面，具有不可替代的作用。”本专业的毕业设计通常包括化工工艺和设备设计两个方面，在工艺设计中如何从设计任务入手，选择适当的工艺方法、条件和分析问题是学生的弱

1 化工专业模块化教学模式的设计

化工专业本科课程模块化教学模式在目前处于不断的探索研究之中[2-3]，根据作者近年来在国内外教学方面的研究实践，在社会需求调查的基础上，以就业为导向，以应用为目标，以项目为载体，以创新为驱动，理论实践一体化，设计课程教学模式，将化工专业课程教学模式按教学内容大类，划分为通用性模块、个性化模块和实践性模块三大组成部分，每一大类再根据教学内容、企业及社会需求、产学研实际划分小类，以供读者讨论。 1.1 通用性模块设计

本模块主要为化工学科基础课、专业课两大部分课程。本模块课程的设计本着“宽口径、厚基础”原则，注重学科之间的合理搭配，为大学生的创新、实践能力奠定基础。在模块设计时将基础课程的知识进行重新组合、力求避免相同知识点在不同课程重复出现的情况。

1.1.1 化工学科基础子模块

学科基础子模块主要传授化工专业学生专业课程的前导相关基础课程，为化工专业学生学习专业课程，获取相关的专业知识，更好掌握专业技能服务的。其目的是为加强化工专业大学生的思维方式的锻炼以及提高学生的基础实践能力，为培养化工专业学生具备合理化工专业知识结构，培养专业实践能力奠定基础。 1.1.2 化工专业基础子模块

专业基础子模块是培养化工专业大学生专业实践能力的主要课程，比如《化工原理》、《化工设计》、《化学工艺学》等课程，通过这些专业课程的学习学生可以获得相应的化工专业基本理论和基本技能，学会从专业的角度去认识问题，并逐渐学会应用专

[收稿日期] 2013-01-15

[作者简介] 张书(1980-)，男，江苏人，博士，主要研究方向为煤炭高效转化。

广 东 化 工 2013年 第4期

· 136 · www.gdchem.com 第40卷 总第246期

项。课程教学改革中要适应科技发展及现代化工企业生产实际，及时更新教学内容，培养工程概念，增强环保和经济意识。在教学中，尤其在《化工设计》、《化工设备》和《化学工艺学》课程模块教学中，要根据毕业设计的目的要求，将其分成几种典型实例，有意的进行引导，为毕业设计创造条件。 (2)侧重实习环节

全国多地化工企业如燕山石化、神华集团、河南煤业化工集团等均接收我校化工专业的学生实习，同学们可以在不同化工企业的不同岗位实践、锻炼，这就实现了生产实习工作的多元化，为广大同学今后走上工作岗位尽快适应车间工作打下坚实基础。这些企业均为国有大型企业，实力雄厚，生产技术及管理水平高，学生实习收获较大。在日常教学的过程中，尤其在《化学工艺学》课程中注意穿插上述企业化工生产相关方面的内容，使书本上的知识立体化，现实化。这样既提高学生的学习兴趣，又为实习工作做好铺垫。 (3)侧重就业环节

根据近几年的化工专业学生的就业情况来看，毕业生的就业形势良好，其中化工类企业占有相当大的比例，尤其是煤化工企业。所以在讲述国内外化工生产的典型流程时，适时将一些国内化工企业的基本情况介绍给学生，开阔学生的视野，提供就业信息。并且安排一定课时的化工前沿讲座，将近年参加国内外各种化工学术会议中得到的信息向同学进行介绍，为学生提供一些最新的化工行业信息，或邀请国内外煤化工领域的专家学者深入大学课堂进行专题讲授，通过一些具体数据及生产实例，让学生意识到今后他们所从事的是我国的支柱产业，提升学习的动力及兴趣，增强他们的使命感，坚定他们为化工行业服务的信念。 1.3.3 科研创新能力子模块

该模块培养学生的团队合作精神、科研创新能力和实践创新能力。大学高年级的学生已学习部分基础模块与专业基础模块的内容，具备了一定的理论基础。从中挑选优秀的学生进入教师课题组参与科研工作，通过教师的正确引导，可以有效地培养学生创新实践能力，提高学生的综合素质。吸引学生参与教师的研发工作，开放实验室，鼓励专业理论知识扎实的同学组织研究团队，积极申报大学生科研创新计划项目进行自主科学研究。由学生在

(上接第61页)

1∶1，反应时间为30 min)，仍然有铁剩余，说明反应不充分，当将反应温度提高到40 ℃(反应时间为30 min)，经过滤后发现滤纸上没有铁剩余，说明铁已经充分反应。进一步取少许目标产物样品溶于水后，以淀粉碘化钾试纸检测，并没有发现有铁离子，这就充分说明了该样品是高纯度无水溴化亚铁。而同样以此反应温度和反应时间(还原铁粉与液溴的物质的量之比为3∶2，) 进行合成溴化铁的实验中却发现离子液体中有bmimBr 3剩余(用湿润的淀粉碘化钾试纸检测经乙醚萃取后的离子液体) ，说明反应的条件需要进一步优化。当在80 ℃水浴中恒温反应60 min后，依然用湿润的淀粉碘化钾试纸检测经乙醚萃取后的离子液体，此时滤纸不会变蓝，说明铁已然完全转化为溴化铁。 2.4 催化体系的循环使用

为探究催化体系的重复利用情况，进行了铁的可调控溴化反应的相关循环实验。首先在经处理后的催化体系中加入0.01 mol(1.6 g)液溴，室温下搅拌反应10 min后，再向其中加入0.01 mol(0.56 g)的还原铁粉，密封反应釜，再在合成溴化亚铁反应的优化实验条件下进行了催化体系的循环实验，经过7次循环实验后，发现催化体系的催化活性没有明显降低，正如图2所示，溴化亚铁的产率均接近或为100 %。同时也在经处理后的催化体系中加入0.03 mol(4.8 g)液溴，室温下搅拌反应30 min后，再向其中加入0.02 mol(1.12 g)的还原铁粉，密封反应釜，再在合成溴化铁反应的优化实验条件下进行了该催化体系的循环实验，经过7次循环实验后，也发现催化体系的催化活性没有明显降低，如图1所示，溴化铁的产率均接近或为100 %。

教师的指导下自己申报与独立主持科研项目，独立开展科学研究工作。有利于培养他们的科研能力与创新实践能力。鼓励学生积极撰写科技论文及进行发明创造申报专利等。经过作者及所在团队的培养与指导，一些学生的创新能力得到了锻炼和提高，或参加各种设计比赛获奖、或在国内外期刊发表了高水平的学术论文、或申请了国家发明专利，取得了非常不错的成绩，为同学们进一步深造或进行科研工作打下了坚实基础。

2 结语

化工专业模块化教学改革是一项长期的任务，是一个在探索中的改革。必须根据化工学科特点及培养方案要求，通过对教学内容进行精选并重构，突出重点，减少课程间教学内容的重复，改革教学方式，强化实践教学，追踪学科发展，鼓励学生组建科研团队、参加设计竞赛，提高学生科学研究水平，增强学生创新思维和创新能力，深化人才培养模式改革，提升人才培养质量。

参考文献

[1]北京市教委．关于进一步提高北京高等学校人才培养质量的若干意见(征求意见稿)[EB/OL]．[2012-3-15]．http://www.bisu.edu.cn

[2]周志明，黄伟九，王兴国，等．模块化教学改革探索[J]．重庆理工大学学报(社会科学) ．2012，26(9)：116-118．

[3]袁暋，许强，王晓峰，等．基于应用型人才培养的模块化教学改革研究[J]．合肥学院学报(自然科学版) ．2011，21(4)：56-65．

[4]教育部．关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见(教思政[2012]1号) ．

[5]唐铁军，王平祥，王春潮．课内外结合，构建研究型大学本科生科研能力培养体系[J]．实验技术与管理．2010，24(4)：19-22．

[6]教育部．教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文) 工作的通知(教高厅[2004]14号) ．

(本文文献格式：张书，林雄超．化工类应用型本科专业模块化教学改革思考[J]．广东化工，2013，40(4)：135-136)

种新型途径；(2)反应结束后，催化体系能实现循环使用，不会排放对环境有污染的废物；(3)产物从催化体系中分离很简单。总之，此新颖的铁的溴化反应工艺符合当前所倡导的绿色化学基本要求，是一种经济、环保的合成工艺。

[1**********]50

使用次数

图1 重复使用催化体系

Fig.1 The reuse of the catalyst system

参考文献

[1]G Winter．"Iron(II) Halides" in "Inorganic Syntheses" 1973，14：101-104． [2]赵新华．离子液体中清洁氧化过程的研究[D]．上海：华东师范大学化学系博士毕业论文，2010．

3 结论

首次以离子液体作为铁的可调控溴化反应的催化剂和溶剂清洁、高效合成无水溴化亚铁及溴化铁。此新颖的合成工艺较以往所报道的方法而言有以下三点突出的优点：(1)可以在同一反应体系中仅通过简单的改变反应条件高选择性生成无水溴化亚铁及溴化铁产物，为工业上大规模生产无水溴化亚铁及溴化铁提供了一

(本文文献格式：赵新华，蒋晓敏，谢骄．铁的溴代反应工艺的绿色化研究[J]．广东化工，2013，40(4)：61)