树立精品意识 创建一流课程
——《化学反应工程》创建国家精品课程的体会
（华东理工大学 上海 200237）
摘要：华东理工大学《化学反应工程》课程被评为2005年国家精品课程。本文介绍该课程创建国家精品课程的体会，努力按精品课程要求达到十个一流：一流的教师队伍，一流的教学理念，一流的课程教材，一流的教学内容，一流的教学方法，一流的教学课件，一流的教学研究，一流的课程网站，一流的教学成果。
关键词：国家精品课程；化学反应工程；课程改革与建设
教育部从2003年起在全国高校推出一批精品课程，其目的是推进我国高等教育的课程改革与建设，让评出的精品课程对全国起辐射作用，提高全国高校教学质量。
我校是教育部直属重点大学，一直坚持“本科教学是立校之本”的理念，非常重视本科教学，非常重视课程建设，立项建设了一大批校内精品课程、重点课程和双语课程。《化学反应工程》是化学工程与工艺专业的核心课程，也是首批建设的校内重点课程。我校化学工程系每年承担350名学生的《化学反应工程》课程教学任务，教师队伍共有10人，由中国工程院院士袁渭康教授任课程指导，由全国教育系统劳动模范房鼎业教授任教研组主任。在教研组全体同志的努力下，2004年本课程被评为上海市精品课程，2005年被评为国家精品课程。我们是按“十个一流”的标准来进行课程建设的，现将建设精品课程的体会汇报如下：
1. 一流的教师队伍：潜心教学，中青为主
1.1 跨系跨所组成以中青年教师为主的教研组
师资队伍是课程建设的重点，《化学反应工程》教研组拥有一支结构合理、勇于创新，齐心协力的教师队伍，10名教师分别来自化学工程系、石油加工系、联合反应工程研究所、化学工艺研究所、石油加工研究所。10名教师中，教授4名，副教授6名，其中博导3名；年龄结构以中青年为主，50岁以上2名，40～50岁4名，40岁以下4名。其中有校级主讲教授1名，主讲教师1名，有3人获得过校课堂教学评优奖励。跨系跨所组成教研组，可以将不同学科和行业领域生动的科研开发实例和先进工程实例融入课程教学。以中青年为主的师资队伍体现了朝气蓬勃、致力改革的精神状态，使师资队伍实现“可持续发展”和后继有人。
1.2 课程领衔教授专心教学，长期为本科生主讲本课程
房鼎业教授作为课程负责人自1981年以来，长期为本科生主讲《化学反应工程》课程，专心教学工作，致力教学改革和课程建设，1997年获国家教学成果二等奖“厚基础，宽专业，培养跨世纪化工人才”，2001年获国家教学成果一等奖“面向21世纪化工类人才培养模式综合改革研究与实践”。房鼎业教授在这几年中主编出版了两本面向21世纪课程教材“化学工程与工艺专业实验”和“化学工艺学”，2000年以来独立发表了10篇教学研究论文，如“讲课的艺术”、“关于化工类人才培养模式的思考”、“论化工类人才的综合素质”、“精选讲座内容，提高创新能力”、“端品厉学—培养研究生的几点体会”等。
1.3 采取有效措施，提高主讲教师学术水平和教学水平
一是教研组教师，特别是中青年教师积极参加重要科研项目，并有突出成果提高了学术水平。如双语教学主讲教师周兴贵教授是2000年全国首次评选的100篇优秀博士论文获得者，他负责的对固定床反应器的状态估计、参数、在线优化的研究属化学反应工程前沿。又如主讲教师许志美副教授参加了上海市重中之重项目超临界聚合物微加工的工作。
二是为了使课程与发达国家的同类课程同步，我们派中青年教师赴国外访问，以了解国外相关课程的设置情况与发展趋势。如近几年周兴贵教授赴美国佛吉尼亚大学从事反应器模拟研究工作，赴法国里昂大学从事反应过程控制研究工作，主讲教师曹发海副教授赴日本东京农工大学从事能源反应工程研究。他们将国外化学反应工程的教学思想引入课程教学中取得成果。
2. 一流的教学理念：“开发之斧，放大之桥”
化学反应工程是化学工程与工艺专业的核心课程。化学工程作为一级工程技术学科就是要把化学实验室中的研究成果实现产业化，其关键就是进行科技成果的开发与放大工作。本课程的研究对象是化学反应过程和反应器，因此我们向学生强调本课程是“反应工艺开发之斧，反应设备设计之模，反应过程放大之桥”。本课程在教学理念上体现了以下三个结合：
2.1 化学工程与化学工艺相结合
化学反应工程的研究目的是实现工业反应过程与工业反应器的优化。化学工程着眼于反应过程与反应器中的传递过程，化学工艺则着眼于反应过程与反应器中的化学反应，把两者结合起来才能有效地实现开发放大与优化。化学工艺中的无机化工、石油加工与石油化工、煤化工、精细化工、高分子化工、生物化工与化学工程学科结合形成了无机反应工程、能源与资源反应工程、聚合反应工程、生化反应工程等交叉学科领域，这也是本课程需要涉及的内容。
2.2 基本原理与反应器设计相结合
通过《化学反应工程》的学习，学生应掌握反应工程的基本原理，也要了解反应器的选型和设计。阐明原理是本课程的基础，讲述反应器数学模型是本课程的重点，两者必须很好结合。基本原理中的化学动力学、返混、反应过程热量与质量传递、复合反应选择性与收率、反应器热稳定性等内容与间歇反应器、平推流反应器、全混流反应器的数学模型紧密结合进行教学。
2.3 反应影响与传递影响相结合
物理化学和化工原理是本课程的理论基础，化学反应的影响与传递过程（动量传递、热量传递、质量传递）的影响是本课程的基本内容。反应的影响与传递的影响是有机联系的，两者对反应过程开发、反应器放大都起重要作用。本课程阐述均相反应过程、气-固相催化反应过程、气-液相反应过程、流-固相非催化反应过程时处处向学生强调反应影响与传递影响的结合，并举出大量实例。
3. 一流的课程教材：精益求精，铸造精品
3.1 构建立体化的教材体系
优秀的教材是课程教学的基本保证。在教材建设方面，我们本着“精益求精，铸造精品”的宗旨构建起立体化的教材体系。《化学反应工程》（第三版）作为面向21世纪的课程教材，2001年1月由化学工业出版社出版，先后印刷6次，印数达3万册。与之配套的《化学反应工程例题与习题》于2001年6月由化学工业出版社出版。作为立体化教材体系的《化学反应工程原理》2000年1月由华东理工大学出版社出版，配套的《化学反应工程原理习题与例题》于2002年10月由华东理工大学出版社出版，教学参考书《化学反应器分析》2005年5月由华东理工大学出版社出版。为构造立体化教材体系，我们还正式出版了《化学工程与工艺专业实验》和多媒体教材《化学反应工程多媒体课件》。
3.2 有威望的老专家主编精品教材
我校的《化学反应工程》教材源远流长。上世纪60年代，朱炳辰教授主编了“无机物工厂设备计算”，80年代主编了“无机化工反应工程”，90年代主编了“化学反应工程”，并获得1997年化工部科技进步三等奖。他是国内有名望的反应工程专家，虽已退休，仍由他领衔主编了面向21世纪课程教材《化学反应工程》，2001年出版后，已有30多个化工院系采用。目前他还在主编“十一五”国家重点教材《化学反应工程》。张濂教授也是长期从事化学反应工程教学的老专家，他与许志美副教授一起主编了《化学反应工程原理》、《化学反应器分析》两部教材，受到了欢迎。房鼎业教授主编了涵盖反应工程实验内容的《化学工程与工艺实验》教材。
3.3 优秀教材要有配套的习题集
我校编写的《化学反应工程》、《化学反应工程原理》两本教材都有相应的例题与习题集。这些例题与习题是教师长期从事课程教学过程中积累而成的，有些选自历年的考题，有些是从科研和设计过程中浓缩与简化而编制的。题目包括填充、作图、证明、计算等各种类型，可让学生得到充分的训练。
本课程在讲课过程中向学生布置两类习题，一类是必做习题，即基本习题，要求每个学生都做，另一类是附加题，即提高题，鼓励有余力的学生选做。
4. 一流的教学内容：加强基础，涉足前沿
化学反应工程涉及物理化学、化工热力学、化学动力学、化工传递过程、化工过程优化与控制等，知识领域广泛，内容系统深入，与高技术联系密切。本课程在教学内容上非常重视阐明原理，联系实际，加强基础，涉及前沿。
4.1 讲透反应工程基本原理
课程内容的重点是讲透基本原理，向学生介绍反应工程中最基本的概念、理论和研究方法，为此我们精选了化学动力学、间歇反应器、理想流动反应器、返混、反应过程中的热量传递、复合反应的选择性、反应器的热稳定性等内容。讲学中，我们突出影响反应结果的化学因素和工程因素，力求阐明原理，表达清楚，阐述准确，为学生今后开发反应过程与反应器打下扎实的理论基础。
4.2 将“方法论”作为课程教学重点
为使学生掌握化学反应工程的基本观点和工程方法，培养学生分析与解决工程问题的实际能力，在教学内容中，我们特别强调“方法论”教学，结合主讲教师的科研实践，列举化工过程开发中的大量实例，通过科学分析，工程思维和优化措施，解决工程实际问题。我们在阐述化学反应工程开发方法论时，介绍了“热力学与动力学相结合的研究方法”、“反应过程与传递过程相结合的分析方法”、“大型冷模与小型热模相结合的开发方法”、“数学模型与中间试验相结合的放大方法”等。
4.3 涉及高新技术前沿领域
我们在每年的课程教学中开设一至两次化学反应工程前沿讲座，借以拓展学生专业视野，扩大专业领域。前沿讲座的讲授内容涉及生化反应工程、聚合反应工程、电化学反应工程、精细化学品反应工程、环境化学工程等新的方向和新的进展，例如中国工程院院士袁渭康作了“化学反应工程：多尺度结构问题”的讲座，973首席科学家卢冠忠教授作了“催化剂与催化剂工程”的讲座，长江学者钟建江教授作了“生物化学与反应工程”的讲座，材料学院郑安纳教授作了“高分子与化学反应工程”的讲座等。
5. 一流的教学方法：联系实际，锤炼“案例”
本课程的讲课形式以教师讲授为主，适当进行讨论。我们将课程教学大纲、教学要求与教学进度在课程网站上公布，学生在上课前即已了解。主讲教师根据教学大纲要求以讲授为主，为了活跃气氛，调动学生学习积极性，也适当进行讨论。
5.1 理论联系实际，生动引入开发案例
联系实际始终是本课程的特色。本课程各主讲教师分别在各自的研究所承担着科研项目，教师们把科技开发成果作为实例讲解，使教学内容生动精彩，言之有物，丰富了课程的内涵，受到学生欢迎。近年来，主讲教师更注重用最新的科研成果更新开发案例，如石油加工中的清洁燃料与催化裂化、煤制油与浆态床合成技术、超临界条件下的反应等，让学生了解化学反应工程在近几年中生产技术中的应用成果。
5.2 教考分离，规范出题原则
十多年来，本课程一直坚持教考分离。每次考试都由有丰富课程教学经验的张濂教授按课程基本要求出70%的考题，各主讲教师根据各自的特色，对自己所教的学生出30%的考题。而且每次所出考题均有A、B卷，由学校教务处随机抽取。这种命题方式，既考虑了课程的基本要求，实施了教考分离，又让各主讲教师充分发挥自己的讲课特色。此外，还试行了写小论文，写专题报告等考察学生的方式，让学生根据所学知识，查阅文献资料，得到综合训练。
5.3 双语教学，对优秀学生开课
近三年，本课程组织了双语教学试点。双语教学的主讲教师是具有博士学位并具有多次国外访问经历的周兴贵教授，他本人的博士学位论文被评为我国首届100篇优秀博士论文之一。双语教学采用的教材是国外名校名著正版的教材，上课课件、板书全部采用英语，考试试题与学生解答也采用英语。双语教学组织一批具有较高英语水平的优秀生参加。主讲教师还将国外反应工程的教学思想与教学理念融入课堂教学中，对学生的学习产生了积极影响。
6. 一流的教学课件：正式出版，体现特色
教研组从三个层次进行现代教学手段的建设。
6.1 正式出版《化学反应工程》多媒体课件
本课程作为我校首批5个现代化教学手段开发项目之一，在1998～1999年期间就开发了多媒体CAI课件，并于2000年9月由我校出版社出版。几年来，已有上海交通大学、福州大学、广西大学、大连大学、宁夏大学、吉林化工学院等10多所大学购买了多媒体课件。
6.2 主讲教师各自有完整的ppt课件
本课程各主讲教师都有一套完整的ppt电子讲稿，而且每次讲课前都修改、更新、扩充讲课内容，灵活调整讲课素材。本课程各主讲教师全部在多媒体教室上课，至今已有6年的教学实践。
6.3 不断进行教学资源库建设
教学资源库建设包括两个方面，一是不断进行动画、视频素材的制作，积累素材，有些图片是从国外著名公司、国内大型化工企业的网站上选取，是一些国外近年来大型化工装置的和反应器照片，这样可供教师各课件中补充使用，实现资源共享，二是开展网络建设，特别注重网络资源，形成课程网站。
7. 一流的教学实验：更新装置，提高能力
7.1 提供反应工程专业实验内容
专业实验是课程建设的一个重要内容。《化学反应工程》是《化学工程与工艺专业实验》的重要组成部分。房鼎业教授主编了面向21世纪教材《化学工程与工艺专业实验》，教材中的反应工程实验部分由本教研组提供。专业实验内容可以巩固课堂上所学的反应工程理论知识，不少实验内容由教师科研成果提炼而成。我们提供的实验内容有：“单釜与多釜串连停留时间分布测定”、“循环管式反应器中的返混测定”、“中低温变换反应过程实验”、“乙苯脱氢制苯乙烯反应”、“多相反应过程中气泡比表面和气含率测定”等。
7.2 搭建专业实验装置，参加专业实验指导
教研组不仅提供实验内容，编写实验教材，而且构思实验设备，搭建实验装置。实验装置的自控水平都比较高，可以在线测量数据，调节操作参数方便。已有20多个高校购置了我校开发的反应工程实验装置。教研组的教师还参加具体实验指导工作，由于化学工程与工艺专业实验室是开放型实验室，学生可通过“选实验”系统从网上确定实验时间，因此指导教师的工作量较大。指导教师在实验中重视培养学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。
7.3 探索远程实验教学
化学工程与工艺专业实验室还开展了远程实验的探索，选取了反应工程中“单釜与多釜串连停留时间分布测定”进行试点。远程实验系统已能做到异地进行实验。实验室中的装置处于开启状态后，可以按异地的实验者指令进行实验，远程实验系统尚在完善中。
8. 一流的教学研究：定期讨论，撰写论文
8.1 定期召开教研组教学研究讨论会
教研组从1998年起，每学期教研组定期举行教学研讨会，一般每学期3次，教学研讨会的内容包括：
----对国外著名高校《化学反应工程》课程的跟踪与分析；
----对不同层次，不同课时《化学反应工程》课程教学大纲的研讨；
----对教学内容的讨论，对案例分析的交流；
----在教学方法的研讨中，教师们交流了“对比法”、“归纳法”、“演绎法”等教学方法，对不同的讲课内容，采用不同的讲课方法，以提高教学效果；
----对培养优秀生，开展兴趣小组，课程竞赛的部署；
----考试试题的讨论；
----教学研究论文的撰写；
----课程网站的建设等。
8.2 抓住创新教育立题，开展重点研讨
面向21世纪，我们应培养创新型、复合型、开发型高级人才，创新人才的培养是教研组重点讨论的课题。围绕创新教育这一主题，通过教学研讨，全体教师明确了提高学生创新思维和创新能力的教学目标，并在教学内容、教学方法上进行改革，改变传统教学模式，将创新思维和创新能力培养融入课程教学过程中，探索适合培养创新人才的课程内容和实例，课程教学方法。在教学过程中鼓励学生结合课堂教学内容，对某一问题进行深入研究，查阅资料，撰写课程小论文，激发学生学习热情。
8.3 积极撰写教学研究论文
教研组的教师在教学研究的基础上积极撰写教学论文。除房鼎业教授近几年来独立撰写了十多篇教学研究论文外，本教研组同志近几年中发表了10多篇教学研究论文，发表在《高等工程教育研究》上的论文有“倡导科学思维方法，培养工程分析能力”，发表在《化工高等教育》上的论文“化学反应工程教材体系建设”、“化学反应工程课程建设与教学改革”、“化学反应工程多媒体课件的制作与应用”，发表在《教育传播与技术》上的有“化学反应工程多媒体课件的界面设计”，发表在《教育研究》上的有“化学反应工程课程中的创新教育”、“化学反应工程的教学改革与实践”等。
9. 一流的课程网站：师生互动，辐射全国
本课程已建立了课程网站，对校内实现了师生互动，对校外做到了辐射全国。网站公开透明、完整、亮丽。任何人在国内外任何地方均可通过互联网进入网站，查阅内容。
9.1 请艺术系学生设计网站主页
我校每年举行一次网页页面大奖赛，我们将《化学反应工程》网站主页作为一个“竞赛题”给参赛者设计，艺术系的学生页面最简洁、亮丽，我们选了三名艺术系学生参与网站建设，以保证网页的质量，使网页做得美观漂亮，查阅便捷。
9.2 完整的课程网站内容
目前，我校化学反应工程课程网站上的资源有：（1）教师队伍，包括主讲教师简介，联系方式；（2）教学大纲，即本课程的电子教学大纲；（3）教学资料，包括电子教材，国外名校名著和教学参考书目，部分电子教案，教学思考题；（4）教学录像，含主讲教授、主讲教师和双语教师的录像资料；（5）教学研究，包括研究论文，教改心得，讲课艺术，教育方法探讨，课件制作研究等；（6）教材建设，包括近几年来出版的教材与课件情况；（7）成果获奖，包括近年来课程改革与建设的各类奖状；（8）双语教学，包括教学计划，外语电子教案，外语习题等；（9）专业实验，化学反应工程的专业实验介绍，包括实验教材；（10）课程讲座，包括反应工程与高新技术相结合的课程讲座内容；（11）图片资料，各类工业反应装置，实验室反应装置的图片资料等。有些内容如课程录像还在不断补充和充实中。
9.3 在课程网站上实现师生互动
课程网站上建立了BBS系统，学生很容易与主讲教师取得联系，实现师生互动。在互动平台上，学生可以提出问题，教师进行解答，所有信息以数据库形式保存，学生可以查找是否有类似问题。面向学生的开放性网站成了师生之间“教”与“学”的沟通平台。
10.一流的教学成果：教学效果，获得好评
10.1 校内评价
2000年、2004年两次被评为学校优秀教学成果一等奖，2003年获学校多媒体课件制作优秀奖。在历次教学考核与测评中均获优秀成绩，每年教学测评均在90分以上。学校教学督导组组长黄瀛华教授对本课程的教学质量给予很高评价。
学生普遍反映本课程主讲教师讲课条理清楚，概念明确，讲课生动，深入浅出，理论联系实际，同时，能严格要求学生，在教学中注意教书育人。
10.2 校外评价
中国科学院院士、天津大学余国琮教授对本课程评价甚高，认为：近几年来，华东理工大学《化学反应工程》课程进行了全方位、大力度的建设和教学改革，在师资队伍、教材建设、教学内容、教学方法、实验教学、现代教育技术、双语教学、优秀生培养等方面取得了显著的成果。在2001年我校举办的全国“化工原理—反应工程—专业实验”课程研讨会上，在2004年天津大学举办的“化工类专业教学改革研讨与成果推广会”上，我校化学反应工程课程建设与改革的成果得到与会专家的肯定。
10.3 教学成果获奖
（1）《化学反应工程课程建设与改革》获2004年上海市教学成果二等奖，《化学反应工程教学改革》获上海市2001年教学成果三等奖；
（2）面向21世纪教材《化学反应工程》获2004年上海市优秀教材一等奖，《化学工程与工艺专业实验》获2004年上海市优秀教材二等奖；
（3）课程负责人房鼎业教授获国家教育部、人事部2001年全国模范教师（全国教育部劳动模范）；
（4）《化学反应工程》课程获2004年上海市精品课程，2005年国家精品课程。
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