Teaching Reconstruction of “Three Transfer” Conservation Law and the Cultivation of Engineering Quality ——Innovative Practice of Based on the Course “Chemical Transfer Process”

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.250164

Chinese Journal of Applied Chemistry ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (3): 435-444.DOI: 10.19894/j.issn.1000-0518.250164

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Teaching Reconstruction of “Three Transfer” Conservation Law and the Cultivation of Engineering Quality ——Innovative Practice of Based on the Course “Chemical Transfer Process”

You-Quan ZHANG(), Xin-Ling XIE

College of Chemistry and Chemical Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China

Received:2025-04-17 Accepted:2025-12-12 Published:2026-03-01 Online:2026-03-26
Contact: You-Quan ZHANG
About author:zyq1968@163.com
Supported by:
the Undergraduate Teaching Reform Project of Higher Education in Guangxi Province(2023JGA123)

Abstract

Abstract:

The transfer processes of mass， energy and momentum （collectively referred to as the “Three Transfers”） are the fundamental chemical engineering phenomena within the industrial production of chemicals， and their transfer behaviors are strictly constrained by conservation laws （conservation of mass， energy and momentum）. The course on chemical engineering transfer process not only presents a systematic overview of the theoretical foundations of three conservation laws but also enhances the cultivation of students' engineering quality. Therefore， guided by engineering quality， this study constructs a progressive teaching model that encompasses “theoretical model， case correlation/virtual simulation， and engineering application” based on the constraints and driving forces of the conservation laws of the three transfers， as well as their commonalities and differences. The model aims to solidify theoretical foundations through model derivations of conservation laws， conducte problem-oriented practical training integrated with typical engineering cases， and enhance the application of engineering scenarios through virtual simulation experiments. This approach facilitates a systematic quality improvement from basic theoretical cognition to engineering problem solving ability. Meanwhile， incorporating socialist core values into the teaching process helps to strengthen students' scientific belief， fosters innovation of engineering thinking， and promotes sustainability in technological innovation. This comprehensive strategy provides an effective pathway for enhancing the engineering quality of professionals in chemistry and chemical engineering.

Key words: Chemical engineering transfer phenomenon, Law of conservation, Engineering quality, Teaching reform

CLC Number:

O642

You-Quan ZHANG, Xin-Ling XIE. Teaching Reconstruction of “Three Transfer” Conservation Law and the Cultivation of Engineering Quality ——Innovative Practice of Based on the Course “Chemical Transfer Process”[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry, 2026, 43(3): 435-444.

Figures/Tables 8

Table 1 Dimensionless expressions for mass and heat transfer in the boundary layer of convective flow over a flat plate［20］

质量传递		热量传递
浓度边界层厚度 $δ D$	$δ δ D ? = ? S c 1 / 3$	温度边界层厚度 $δ t$	$δ δ t ? = ? P r 1 / 3$
对流传质系数 $k m$	$k m ? = ? 0.664 D A B L R e L 1 / 2 S c 1 / 3$	对流传热系数 $h m$	$h m ? = ? 0.664 k L R e L 1 / 2 P r 1 / 3$

Table 1 Dimensionless expressions for mass and heat transfer in the boundary layer of convective flow over a flat plate［20］

质量传递		热量传递
浓度边界层厚度 $δ D$	$δ δ D ? = ? S c 1 / 3$	温度边界层厚度 $δ t$	$δ δ t ? = ? P r 1 / 3$
对流传质系数 $k m$	$k m ? = ? 0.664 D A B L R e L 1 / 2 S c 1 / 3$	对流传热系数 $h m$	$h m ? = ? 0.664 k L R e L 1 / 2 P r 1 / 3$

Table 2 The collaborative instructional design on commonalities and differences of conservation laws

	共性维度	差异性维度	教学载体
理论层面	守恒方程通式推导	特定传递系数表征方法	偏微分方程对比教学
实践层面	多物理场耦合数值仿真（COMSOL）	精馏塔温度梯度实测实验	虚实结合操作平台
认知构建	“三传”类比思维训练	硝化反应热失控分析	工程案例库

Fig.1 The design of teaching paradigm for theory-oriented modeling

Fig.2 Design of teaching paradigm for experimental-oriented modeling

Table 3 Course assessment modules and objectives

考核模块	考核目标	满分设置	考核要素
模块1（M1）	系统掌握“三传”的基本形式、原理及特征，熟练建立和解析三大守恒定律的数学模型，明确其工程应用范畴。	50	理论基础知识
模块2（M2）	建立化工传递过程学科理论体系基本框架，掌握多尺度研究方法，具备针对流体流动相关工程问题开展“三传”及其耦合的分析能力，能提出优化解决方案，形成系统性工程思维。	30	工程能力素养
模块3（M3）	构建复杂传递过程基础数学模型，结合过程设备、操作参数的技术-安全-经济多维度评估，形成工程管理量化决策依据，强化化工人的责任意识与使命担当，实现工程实践价值转化。	20	综合能力/实践价值升华

Fig.3 Comparative analysis of comprehensive course quality evaluation results （2022-2025）

Table 4 The projects of students' evaluation on teachers' teaching

评价项目	评价内容
项目1（JP1）	课程内容安排科学合理，重点突出，授课富有感染力，能有效吸引学生注意力。
项目2（JP2）	课程作业及课后实践项目全面覆盖核心知识点，同时预留自主发挥空间，充分激发学生主观能动性。
项目3（JP3）	通过工程案例解析、虚拟仿真平台等多元化教学手段，显著提升学习兴趣，强化工程思维培养。
项目4（JP4）	有机融入思政元素，对学生思想言行产生积极引导作用，助力树立正确的世界观、人生观和价值观。

Fig.4 Comparative analysis of student evaluation satisfaction （2022-2025）

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