化工設計課程教學改革探索

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化學工程是研究化學和相關領域過程工業生產中所進行的化學過程和物理過程共同規律的一門學科。化學工程不僅包括傳統化工制造，也包括現代化工。現代化工的迅速發展，改變了社會經濟面貌，甚至影響了人們的生活方式。這些改變要求化工專業人才應具有工程實踐能力和創新能力。因此，培養具有工程實踐能力和創新能力的專業型化工人才十分緊迫。根據《化學工程與工藝專業認證體系》要求，化學工程與工藝專業學生畢業時，必須具備運用所學知識解決復雜化學工程問題和產品設計的能力；能綜合運用基礎理論知識，設計滿足特定要求的化工設備和工藝流程，并能夠在設計過程中體現創新意識和創新思維。《化工設計》課程就是對化工專業所學課程的綜合運用，要求學完這門課程，學生應具備產品工藝流程設計，化工設備設計及選型，車間布置設計，管道設計及化工廠總體布局設計的能力。由此可見，《化工設計》課程對化學工程與工藝專業具有舉足輕重的作用。為了培養學生的工程實踐能力和創新能力，對《化工設計》課程進行教學內容，教學方法和考核方式[1]等方面進行改革，并采取了切實可行的辦法，取得了一定成效。

1精選合適教材，優化教學內容

《化工設計》教材種類繁多，為達到化工專業要求的教學目標和行業對化工專業學生畢業要求。在選擇教材時考慮適宜新學科動態，吸取同行先進教學經驗，了解最新教學成果，充分體現化工行業發展對人才的需求。因此《化工設計》課程教材選用“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材——陳聲宗主編的《化工設計》。該教材結合工程實例，重點講述化工生產流程工藝設計，工程觀念明確，注重培養學生的工程設計能力和創新思維，并在各章中通過工程實例介紹國內外先進工藝方案。在工藝設計過程中借助AspenPlus、pdmaxChemCad、pro_E等軟件模擬實際工藝流程，結合3D漫游視頻直觀反映工廠操作，并且介紹化工經濟性分析和環境安全等。該教材內容全面，與現代化工發展要求相適應，具有一定系統性和實用性。可培養學生的工程實踐能力和創新思維。

2改革教學方法，適應現代教學理念

2.1改變教學方式，激發學生學習興趣

改變以往以教師講授為主，學生被動接受的教學方式。在教學中，教師作為學生學習的引導者，為學生提供支持和幫助，引導學生運用所學理論知識，設計合理的方案及工藝流程和相關設計[2]。具體實施過程如下：按照化工廠設計的程序和思路講授課程內容，以工程設計實例為教學素材，引導學生將傳統理論知識和工程實際相結合，利用計算機技術進行模擬，對復雜的知識結構，結合全國化工設計競賽內容和工程實例進行講解，同時配備仿真演示軟件演示工廠生產實例，這種直觀的理論結合實際的教學方式[3]，便于學生掌握和運用基本原理與設計方法解決問題。培養學生對化工設計課程的興趣。鍛煉學生工程設計能力。

2.2改變教學手段，活躍課堂氣氛

由于化工設計課程內容涉及大量的工程實際問題，學生缺乏相應的實踐經驗。采用傳統講授方法抽象難懂，因此采用多媒體與板書相結合的方式教學，在教學過程中利用實物展示、化工廠實況錄像、工藝流程模擬仿真、文字解釋等多種形式綜合應用，能形象、生動、逼真地呈現化工廠實際生產過程，這種直觀方式教學，既可引起學生學習興趣，又可活躍課堂氣氛。

2.3理論聯系實際，培養學生工程素質

為了提高化工設計及相關課程的教學質量，培養學生的工程概念和工程意識，將學生培養成為具有良好的動手能力和分析解決工程實際問題的合格工科人才[4]。在授課的過中適當安排學生進行實際動手訓練，學生每組五人，對典型設備進行拆裝，在拆裝的過程中穿插講授設備的結構和工作原理，將理論教學和實踐教學有機結合，讓學生在實踐過程中學習并深刻理解設備的工作原理。

2.4模擬真實的生產裝置，再現真實的生產過程

建設虛擬仿真實驗室，根據培養目標需求配套相關虛擬仿真軟件，既讓學生在學習理論知識的同時，了解所學知識在實踐中的應用[5]，增強學生的感性認識，又可以在進入工廠實習前使學生了解產品的生產原理和流程，使學生在進入工廠實習時有一定目標，帶著問題實習，可提高實習效果。因此，引入虛擬仿真技術用于實踐教學是增強學生感性認識[6]、實際操作技能和提升實習實踐教學效果的重要手段。

3改革以往單一考核方式，充分體現學生主觀能動性

教學的最終效果，需要采用有效的評價措施，為了準確、全面反映學生對知識掌握的程度，采用的考核形式多種多樣。(1)采用單元小考，每完成一個單元，依據教學目標布置相應作業，要求學生查閱相關文獻，參考現有工程實例，設計合理的生產工藝流程，采用現代軟件模擬并繪制工藝流程圖，并配套相應設計說明，同時要求總結心得體會。(2)工程實踐能力考核，要求學生使用現代計算機技術繪圖全廠及車間布置圖，同時要求設計成果展示采用PPT形式分組匯報。(3)課程完成后，每位同學根據一學期的學習情況及設計過程中遇到的問題和解決方法，寫出課程總結和學習收獲。(4)期末考試采用閉卷考核方式，主要考核化工設計過程基本原理，計算方法和設計程序等。根據上幾方面結果，對每名學生進行綜合評價。考核形式的多樣性，能全方位調動學生積極性，訓練并提高學生綜合能力，提高創新實踐教育教學質量。

4課程改革取得的教學效果

4.1新的教學方法，調動了學生的學習積極性

以全國化工設計競賽為契機，以工程實例為素材進行教學，采用現代軟件為設計工具，提高了設計效率，擴大了學生的視野，激發了學生的創新意識和創新思維，調動了學生學習的積極性。

4.2以賽代練，提高了學生的綜合能力

全國化工設計競賽是對學生所學基礎知識綜合運用，是提高學生綜合能力的全方位訓練，學生以現代軟件為工具，運用所學理論知識，依照競賽的要求，對所設計項目進行可行性研究，工藝流程模擬、仿真、計算、車間布置設計及全廠整體布置，同時進行環境和經濟性分析。通過這一過程綜合訓練，學生對化工廠設計的一般程序有所了解和訓練，具備初步設計能力。通過近三年參加全國化工設計競賽，我校總共有12支隊伍參賽，獲全國一等獎1項，二等獎3項，三等獎3項。使教學質量得到整體提升，畢業生就業率及就業質量連續幾年不斷提高，受到畢業生和用人單位的好評。

5結論

筆者通過多年來的教學經歷，對化工設計課程進行改革，得到了一下幾方面的結論：(1)課程內容隨學科發展動態及時調整，與時俱進，才能培養出企業需要的合格人才。(2)教學過程與項目和競賽相結合，可以訓練學生的工程實踐能力和創新能力。(3)合理的考核機制能調動學生的主觀能動性，提升學生綜合素養。

參考文獻：

[1]祁貴生．從課程考核方法談化工設計課程的教學改革[J]．廣州化工，2015，43(19)：191-192．

[2]安紅，王壽武，宋長生．化工設計課程教學方法改革探討[J]．化工高等教育，2015(5)：47-50．

[3]冉茂飛，張嫦，等．基于卓越工程師計劃的“化工設計”課程教改初探討[J]．廣東化工，2015，42(14)：228-229．

[4]嚴宗誠，陳礪，等．提升化工設計實踐性的課程教學探索[J]．化工高等教育，2013(2)：39-41．

[5]郭玉高，盧素敏，等．化工設計課程教學改革模式研究[J]．化工設計通訊，2018，44(9)：156．

[6]張剛，涂軍令，等．化工設計課程教學中的問題與改革嘗試[J]．廣州化工2016，44(6)：181-182.

作者:韓玉英 單位:陜西西安科技大學化學與化工學院