化工原理課程設計大全11篇

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篇（1）

化工原理是等化工類專業的專業基礎課，在基礎課和專業課程之間，起著承上啟下、由理到工的橋梁作用。化工原理課程設計是化學化工及其相關專業學生學習化工原理課程必修的（化工原理理論課、化工原理實驗課及其化工原理課程設計）三大環節之一，是綜合應用本門課程和有關先修課程所學的知識，完成某一單元操作為主的綜合設計性實踐。通過該教學環節，可以使學生在規定的時間內，應用專業知識進行融會貫通的思考，分析和解決工程實際問題，得到化工工程設計的訓練，培養學生的設計能力和嚴謹的工作作風，提高學生的獨立工作能力[1-2]。

一化工原理課程設計中存在的問題

地方高校，由于條件的限制，化工原理課程設計的教學質量受到了一定的影響。如：（1）設計選題題目陳舊、單調、雷同，學生基本上都是依葫蘆畫瓢，抄襲現象嚴重；（2）學生缺少工程意識的培養，與實際相結合太少，對工藝和設備的認識比較膚淺，對設計過程涉及的計算和公式并不理解，同時由于計算量又大，設計時間安排比較緊，因而只能在給定的條件下根據例題進行驗證性設計，欠缺對設計方案的綜合分析和優化；（3）雙師型教師缺少，指導學生的能力有待不斷提高；（4）缺少合理的化工原理課程設計考核評價體系，學生缺乏鉆研精神、積極性和主動性難以調動起來。（5）學生計算機應用能力和工程繪圖能力嚴重不足，多數學生無法在較短的時內繪制出工藝流程圖或設備工藝條件圖，利用計算機處理文檔和進行工藝計算的能力差等。

二化工原理課程設計教學改革措施

（一）采用校企結合，注重設計題目的實用性到生產一線選題，根據工廠情況涉及精餾、吸收、萃取、干燥等包含化工原理知識較多的單元操作，比如一個班的人有的是換熱器，有的是精餾塔，有的是填料塔等。注意盡量給定多樣化的物系以及操作條件，有利于學生獨立完成課程設計作業，避免抄襲想象的發生。這樣在與工廠實際需要相結合的同時，可以充分調動學生學習積極性，使學生真正感到學以致用，學生在設計方案的選擇、物性數據的查找、公式及設計方法的選用、工藝流程圖以及設備工藝條件圖的繪制、設計說明書的編寫等方面的綜合能力得到訓練。此外，還可以推動教師提高教學能力。（二）合理安排設計任務，注重學生團結協作能力的培養按照精餾、吸收、干燥、萃取等單元操作的不同先分大類，然后對于每個大類按照體系、處理能力、操作條件、原料的組成以及產品規格的不同等進行區分，保證學生一人一題，保證每位學生都得到一次工程設計的初步訓練，完成課程設計，避免抄襲現象。當出現問題時，學生之間可以互相討論，查找物性數據和發揮集體的智慧，有些問題不需要老師指導，學生即可解決，學生在自己設計和共同討論的基礎上完成設計，團結協作能力得到增強，還可以體會到成就感。（三）注重現代設計理念、強化計算機輔助設計計算機在化工教學、化工設計以及化工生產方面的應用越來越廣，計算機工程軟件的應用價值已經得到認可。為了提高化工原理課程設計的質量，必須強化強化工程軟件的應用。化工原理課程設計的工藝計算中相平衡數據的求取、理論塔板數的確定、回流比的選擇、換熱器傳熱系數的選取等往往含有試差、大量的循環重復計算，計算工作量大，采用Excel和AspenPlus等工程軟件，可以大大減小計算量，提高計算效率和計算精度[3]。化工原理課程設計中的精餾塔負荷性能圖的繪制、工藝流程圖的繪制、精餾塔理論塔板數的圖解法求取等方面要求學生采用AutoCAD，并嚴格按照化工制圖的標準進行，使學生得到一次化工設計的規范鍛煉。采用Excel、VisualBasic、Origin、AspenPlus和Auto-CAD等計算機軟件輔助化工原理課程設計，各種軟件各取所長，充分發揮其長處，能夠快速、準確、直觀地得到計算結果，免去了復雜、繁瑣、耗時、粗糙的手工計算；避免了手工繪圖、手工擬合模型參數帶來的較大誤差，提高設計效率。工程軟件在化工原理課程設計中的圖例見圖1、圖2、圖3。（四）成績評定貫穿整個設計過程，促進學生設計積極性的提高為促進學生化工原理課程設計的積極性，可以制定出一套合理、貫穿整個設計過程的成績評定辦法[4-5]。課程設計計算書、設計說明書和圖紙的質量占終評成績的40％；學習態度、出勤率、創新思維和解決實際問題的能力占課程設計終評成績的30％；答辯考核占終評成績的30％。答辯環節可以考察學生對于設計內容、設計的思路的清楚與否；對于設計結果的評析、問題的回答正確與否，是否抄襲一清二楚。

篇（2）

多年教學延用同樣的題目，分組進行設計，設計題目內容在化工原理課程設計指導書、網絡或往屆同學存檔贈送的資料中都有較完整的設計模版。因此學生在設計過程中只要按部就班地照葫蘆畫瓢，基本都能在規定時間內完成。由于題目陳舊和設計內容格式化導致設計效果變成紙上談兵，流于形式，大部分學生學習積極性不高，不夠重視，設計質量差，難以達到教學目標。

2.設計手段單一

設計的初衷是為了提高學生的制圖能力、計算能力及相關設備選型等綜合能力，所以要求學生手工繪圖、手工計算。但通過多年設計經驗發現，學生對基本的制圖規范如尺寸標注、比例選定、局部刨面圖及俯視圖相關規范性方面仍不能較好掌握。同時手工計算存在計算量大，計算結果準確度不高的問題，比如，塔板層數計算無論采用逐板計算法還是制圖法，其它如經驗公式、經驗參數選取和試差法的應用等都可能出現以上問題，其計算結果必將影響后續設計內容，嚴重者導致負荷性能圖檢驗不合格。這時按正常設計處理方法應該從尾到頭逆向再檢查一遍，從出現問題處再重新計算設計。但這時學生一般都身心疲憊，失去信心和毅力；另一方面設計時間也難以保證，結果必然導致一部分學生掩蓋問題、私自篡改數據，而不能面對問題靜心思考，實事求是地分析問題和解決問題，更不知小小數據的改動可能會給實際生產帶來非常嚴重的后果。

3.考核方式單一

以往教學中一般采取出勤、說明書和圖紙三部分相結合的評價體系。但在執行中發現存在以下問題：比如，圖紙方面，由于上交的是“無聲”的書面成果形式，致使懶惰或制圖技能差的同學有機可乘，私自找別的同學替畫，指導老師卻無法核實；說明書若是電子版，則可以套用本組其他同學的作品，進行簡單的數據、文字修改，這一點從部分說明書中出現錯誤的相同性得到驗證，這時問題雖然發現了，但指導教師仍很難判定是誰套用誰的，是誰替誰畫的，另外還可能是同組同學“分工合作”的結果，所有這些問題的出現，必將對最終成績的評定帶來困難，也易導致該考核方式不能全面公正、公平地對學生做出考核的問題，也難以檢驗設計的質量，同時助長了不良的學習風氣。

二、大學化工原理課程設計的教學改革措施

針對本課程教學過程中存在的問題，并結合我校及目前大環境下對應用化學專業人才培養目標要求，筆者結合近幾年教學實際經驗針對性地試將一些實踐教學手段引入到本課程教學中，取得了較好的效果。

1.設計題目創新化、設計內容多樣化，提高學生學習積極性

針對課程特點及學生知識水平儲備的差異，以“提優、促中、轉差”為原則，設計新穎題目及多樣化的設計內容，重在從多角度、多方面鼓勵學生正確處理獨立完成和團隊合作的關系，提高對課程設計的重視程度。具體采取兩種措施進行：常規設計和參加設計大賽設計，同時針對不同的設計對象，采取不同的設計題目和設計內容進行教學。

（1）選題和內容來源于生產實際。對于參加常規設計的同學，為了克服以往教學中選題的不足進行了慎重科學地選題，題目主要來源于生產實際，比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等單元操作，按組制定題目，同組同學分別承擔進料組成、進料狀態、進料量或生產任務不同的設計內容。

（2）選題和內容來源于化工設計競賽。全國大學生化工設計競賽是由教育部、中國化工學會、中國化工教育學會在企業的贊助下舉辦的全國性競賽，參賽高校遍及全國各省市地區，在培養大學生創新思維，提高化工工程設計與實踐能力方面發揮了積極作用。大賽題目每年均不同，并且與生產實際聯系更加緊密，有利于激發學生的學習興趣，培養勇于挑戰自我的精神，同時，采取積極宣傳和鼓勵的方式來引導同學自愿加入這一部分的課程設計。設計任務依據當年的競賽下達任務條件而定。五人一組為一隊，設隊長一名。小組成員可以根據各自的特長和興趣來分工合作，執行中采取“傳、幫、帶”的形式進行。由于設計任務有一定的難度和復雜性，為了使學生較快“入戲”，請教有參賽經驗的上屆學生“傳”授經驗，主要包括團隊合作的要點、軟件的學習、方案的確定等方面；同組同學之間互相“幫”助解決實際問題及各組同學互相“幫”助解決共性難點問題。小組內自學能力、自主能力強的同學“帶”動稍弱的同學，整體相對較強的隊“帶”動較弱的隊進行設計。采用不同的設計題目和內容，符合了不同學生的“口味”，一方面提高了學生的學習積極性、學習自信心和團隊協作能力；另一方面有效地避免了設計抄襲、代做的現象，形成以學生為主體，以教師為指導的良好設計氛圍。

2.采用靈活豐富的設計教學手段

由于常規的課程設計時間為兩周，若設計全部采用手工計算、手工制圖進行，很難高質量的完成設計任務。因此，構建靈活豐富的設計教學手段是十分必要的。主要采取以下方式進行教學改革實踐：

（1）提前下達任務讓學生做好早入手準備，比如提前學習化工儀表及自動化和化工制圖等課程的部分內容，能達到理解和會識圖的目的。并利用課余時間與學生交流，解決問題，引導正確的學習方法和增強自信心。

（2）在理論課教學中，注意結合課程設計相關知識采用案例式、啟發式等教學方法教學，適當訓練計算能力，達到理論與實踐的有機結合；在實驗課教學中注重對現場設備儀表及工藝流程的觀察和指導，從而使學生在理性和感性認識上有一定提高，使學生感到題目來源的真實性，增加設計的興趣，而且更有利于培養學生的工程觀念，為課程設計做好鋪墊。

（3）有計劃、有步驟地指導學生關于AutoCAD、Aspenplus等相關計算機軟件的自主學習。布置輔導學生學習AutoCAD，網上下載教學視頻，提供幾個與課程設計有關的網站等。

（4）緊密聯系生活實際，引導學生觀察生活中身邊地現象，樹立工程意識。比如，教室里供熱的換熱器類型、結構、適用條件、規格、安裝位置等是如何確定的；要保證教學主樓十樓在高峰期正常供水應如何選泵等等。通過引入生活中息息相關的小例子，使學生進一步意識到化工原理課程的重要性及實用性，提高學習的積極性，培養學生善于觀察、善于思考的良好習慣。通過在課程設計的實踐教學環節中采用靈活豐富的教學手段，削弱學生對設計的恐懼和依賴心理，增強了學生的求知欲望，從而大大提高實踐教學的效率，為學生按時完成課程設計提供保障條件。但要注意，要防止學生對軟件產生依賴心理，而忽視了對課本基本知識的掌握和計算基本能力的練習。

3.考核方式多元化，促進學生綜合素質的提高

針對以往考核方式存在的問題，依據過程與結果并重的原則，以重知識的綜合運用和“工程”觀念的設計能力培養為主，采用切實可行的多元化考核方案，使學生的主體作用和教師的主導作用能有機結合，提高教學質量。

（1）針對同一題目不同設計任務的同學，實行多方位、立體化綜合評價體系，設計期間定時及不定時地檢查設計進度和內容，達到及時發現問題及時解決和及時發現錯誤及時糾正的目的。一方面督促了設計進程，另一方面檢驗了學生對知識的掌握和應用情況。同時，通過當面問答的形式避免了抄襲或替代設計的過程，對答辯成績采用“化整為零”的方式進行評價，以“段段清”的方式進行答辯考核成績評定，即將答辯環節滲透在設計的整個過程。最終結合學生平時學習主動性、積極性和圖紙、說明書情況給出總成績。

（2）針對參加化工競賽的同學，考核方式采用“總分”結合的形式。“總”為小組作為一個整體總得分情況，主要從設計的系統性、完整性、規范性、創新性和最終團隊答辯情況而定。“分”為小組中每個學生獨立完成任務情況、參與積極性和個人答辯情況。答辯過程按照參賽標準進行，小組“總”成績占每個學生總成績的40%，學生獨立設計成績占學生總成績的40%。個人創新占學生總成績的20%，主要包括設計方案的確定、新技術、新材料的應用、相關軟件應用、節能環保及經濟性評估等方面有創新或突破。針對不同設計任務，采用的考核方式雖有所差異，但總體上均較合理、公平、公正地反映了學生的綜合成績，同時促進了學生知識、能力、素質的協調發展。通過近四年的教學實踐和改革，教學質量得到了一定的提高。參加大賽同學取得了優異的成績，得到了校、院領導的肯定，學生整體設計水平明顯提高，具備了一定的化工PID識圖、制圖能力，為后續的專業課學習、生產實習和就業打下良好的基礎。

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中圖分類號：TQ021.4 文獻標志碼：B 文章編號：1674-9324（2016）22-0209-02

化工原理課程設計屬于化工原理的一個分支，是化工原理不可或缺的一個分支，是化工類專業的學生在校期間進行的第一次設計，是化工原理課程理論教學結束后，針對化工生產過程中某一具體單元操作，利用大一、大二學過的機械制圖、計算機基礎、Auto CAD、物理化學、化工原理等相關學科的基礎知識，在給定的工藝條件下，由學生獨立進行的一次設計實踐[1]。

計算機科技的進步是計算機軟件的應用和發展突飛猛進，使現代工業飛快發展。由于化工原理課程設計所采用的公式多，計算工作量大，并且復雜，學生做起來費時費力。隨著工程軟件的發展，利用工程軟件進行化工原理課程設計，可以給學生注入現代設計理念，使學生的計算量和計算強度大幅度降低，使學生的設計水平得到大大提到，以便適應企業將來的需要[2-4]。

一、利用EXCEL軟件簡化計算

Excel是微軟公司辦公軟件Office的重要組成部分，Excel具有強大的數據分析和數據處理能力，在分析、計算和優化復雜工程問題時應用較廣。例如，回歸分析試驗或統計數據，求解多變量、非線型方程組，定量預測技術、經濟可行性等。化工類專業的學生在大一學習過計算機基礎，學生比較熟悉該軟件。Excel具有自動填充功能、簡單函數功能以及單變量求解功能，利用Excel的自動填充功能可以自動計算一些要逐板計算法或者圖解法求解的一些化工問題，該方法高效、準確、簡便，減少學生的計算量，提高學生的積極性[5-6]。大多數院校的化工原理課程設計題目大多選擇的是精餾塔（含換熱器）的設計，對于精餾塔（含換熱器）的設計，需要多次的反復試差計算，再確定氣液兩相的相平衡關系；精餾塔塔頂、塔底的溫度的確定；理論塔板數的逐板計算和圖解計算；適宜回流比的確定；換熱器傳熱系數的選取與校核；精餾塔負荷性能圖的繪制等方面均可以使用Excel軟件，從而簡化很多煩瑣的計算，并且計算結果相對于手工計算更趨合理和可靠性，可使學生對Excel的功能有深層次的認識和理解。

比如：利用逐板計算方法計算精餾塔的理論塔板數，需要交替利用相平衡方程和操作線方程進行多次重復計算，當理論塔板數很多時，若是手工計算必將難以勝任的。而利用Excel具有循環功能，只需要輸入操作線方程和平鄉縣方程中所需要的判斷條件和參數，精餾段理論板數、加料板位置以及全塔理論板數就能很快得到。

劉承先[7]進行精餾塔理論板數的計算時使用了Excel，利用Excel軟件強大的數據處理能力，既顯示出利用手進行逐板計算法的準確，還顯示出各板汽液組成能算出的優點，而且免去了煩瑣的逐板計算法，特別是在操作性計算類型中更顯示出優越性。結果表明，Excel軟件無論是對簡單的二元精餾還是對多元物系復雜的精餾，均可減輕試差或計算的麻煩。

劉俏[8]等人在計算不同回流比下各個塔板上的汽-液平衡組成時也使用了利用Excel軟件，通過物系的溫度-組成數據表，求取各板上泡點液利用了其液相組成，即可快速找到不同回流比下最大泡點差所對應的理論板――靈敏板。當進料組成及回流比發生波動時，既有助于控制精餾塔的正常運轉，又穩定了餾出液的組成。

二、利用Aspen Plus流程模擬軟件使設計變得高效、快捷

化工過程流程模擬就是將一個由許多過程組成的化工流程用數學模型表現，用計算機求解描述整個化工生產過程的數學模型，得到有關該化工過程性能的信息。受數據可得性和手算可行性的限制，教師往往選擇簡單或簡化的化工原理課程設計題目，難以真正反映實際的化工設計過程，勢必使課程設計的效果受到影響。因此，有必要將先進的計算機模擬技術引入計算過程中。

化工過程流程模擬軟件Aspen Plus的單元模塊類似于化工原理課程中的單元操作，都是將抽象出操作過程中的共性來進行數學建模，從而對計算問題進行解決；但Aspen Plus軟件根據自己的算法建立了一系列的模型以適應計算機計算的，用戶只要解決問題時，根據不同模型的特點選擇即可[9-12]。

化工原理課程設計的工藝計算中的部分環節，如：獲得理想物系理論板數和回流比之間的關系可以利用流程模擬軟件Aspen Plus中的DSTWU這一簡捷法設計模塊[2]；利用靈敏度分析工具可以優化設計進料板的位置，確定最適宜的進料位置；獲得化工原理課程設計所需要的物性參數；利用Aspen Plus中的嚴格精餾計算模塊RADFRAC和換熱計算HEATX模塊對冷凝器和再沸器的熱負荷以及換熱器面積和公用工程耗量進行計算；充分挖掘Aspen Plus的各項功能可以計算總費用等等。通過Aspen Plus軟件可以全部完成化工原理課程設計中的工藝計算部分，這樣顯著提高設計的效率，避免手工計算的高工作量，而且設計結果更可靠，更貼近工程實際。

三、利用Auto CAD軟件強化學生工程意識

化工類專業一般開設有AutoCAD和化工原理兩門課，并且AutoCAD在化工原理課程之前先行開設，為了強化學生的計算機應用能力，在化工原理課程設計中可以要求學生利用AutoCAD來進行畫圖，淘汰費時費力的手工畫圖。比如可以要求學生利用AUTOCAD解決如下問題：繪制相平衡曲線；圖解法求取理論塔板數；不規則平衡線下的最小回流比的求取；板式塔的汽液負荷性能圖；工藝流程圖；工藝條件圖；裝配圖；吸收計算中利用CAD查詢法求取傳質單元數；三元物系萃取的圖解計算[13-16]。

由于AutoCAD的圖解過程直觀、簡單、精確，可以大大提高學生將計算機應用于工程計算的能力，培養學生的工程意識，為培養高水平應用型人才目標打下了一定的基礎。

例如：XD=0.95，XF=0.40，XW=0.05，R=1.6，q=1.22，α=2.92，精餾段操作線方程：y■=0.667x■+0.317；提餾段操作線方程：y■=1.44x■-0.022，泡點進料，塔頂為全凝器，利用Auto CAD軟件求取理論塔板數的方法精餾塔的理論塔板數的求取見圖1。

四、結束語

將計算機技術與工程問題相結合，利用工程軟件輔助設計是提高化工原理課程設計質量的有效方法，一次成功的化工原理課程設計訓練，可以有效培養學生的創新精神科學和計算能力，提高學生學習的積極性和主動性，提高學生的工程觀念和綜合能力，從而培養出以工程軟件為工具的高等技術應用型人才。

參考文獻：

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篇（4）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.225

0 引言

將先進科學技術理論轉化到生產實踐中以實踐為核心，強化學生理論與實踐結合的能力正是化工原理課程基本目標，也是培養科技成果轉化后備人員的具體要求。農業院校中的化工原理課程設計教學一直是教學中的弱項，我們依據化工原理的課程的具體內容結合農業院校的特點和專業發展的特色進行相應的教學實踐。

1 教師的指導思想

在普通高等農業院校，農業工廠化要求學生必須具備有工程學方面的思想，而化工原理課程是學生在教師指導下的一個學習實踐過程。必須堅持以學生發展與創新思想為主，以教師引導為主體的指導思想，強化學生學習過程的獨立性，發揮主觀能動性，實現具體的教學目標。就目前已經實行的教師的指導方式來說，大致有以下幾種形式：

（1）課堂直接講解。將課程設計的步驟采用課堂講解教學的方式，利用適當時間，集中給學生講解課程設計的機理和原理，同時講解機理與原理在相關實例的具體應用。采用這種方法學生容易接受，參照實例完成設計比較順利、比較容易地進入設計、出現問題較少，學生比較適應該方法。不足之處是學生依賴性強，主動學習差。

（2）開放式。這種方法基本放棄課堂講授，學生通過提供的參考資料的學習，根據自己的思路來解決設計中涉及的每一個問題。它能最大限度地調動學生設計積極性與主動性，能很好地培養學生分析問題解決問題的能力。當然，這種做法對于大部分同學來說，教學方法的轉變使他們難以接受，表現比較茫然，手足無措，通常在設計的第一天，同學們進入實質性設計的較少。直接請求教師給予相應的指導，或者設計方案比較粗糙，不合理。這個過程花費時間較多。教師需要耐心的將學生的被動性學習方式引導到主動性學習的過程中。

2 建設高水平的指導教師隊伍

提高化工原理課程設計水平的首要問題就是教學指導隊伍的建設問題，建立一支高素質精通化工設計的高水平教師隊伍是保證課程效果的前提條件。因此，指導教師成員水平的提高和教學組的建設是十分必要的。我們引進了從事一線設計工作多年，設計經驗豐富的教師在學生課程實踐過程中，對學生在設計課程中常見問題給以解答，及時更正，良好的規范了學生在設計課程中操作。指導教師在學生設計過程中也不斷查漏補缺，對化工原理課程出現的新問題及時整理，并且在教學組中進行相關討論進行解決，不斷提高教師的指導能力和水平。

3 結合專業特色設計題目的設置

化工原理課程設計本身具有特殊性，學生要完成設計任務，必須對化工單元操作、生產工藝等有深刻了解，除了所應具有較扎實的基礎理論知識和基本的設計技能，與課程設計相關的知識不可能完全通過課堂教學獲得，而必須通過生產與教學實習和學習，不斷實踐才能積累。因此，通過工廠現場教學，使學生對化工單元操作、生產工藝和設備銜接等有個初步的認識。在課程設計教學過程中應不強化向學生灌輸工程學觀點，提高學生工程實踐能力，讓學生認識單元操作和工藝過程特點，善于全面面考察問題和分析解決設計中的問題。為今后畢業與走進實際生產工作開展實際工程設計提供一次真實訓練。在設計的過程中，學生不可避免地會遇到各種問題，應盡可能讓學生發揮自己的主觀能動性，通過查閱相關資料，讓學生對問題進行剖析、較深刻的認識和理解。

4 課程設計的成績評定

通過引導學生對知識的積累和使用以及對工程觀點的深刻認識是化工原理課程設計的主要目的。合理的對學生在化工原理課程設計采用綜合評價比較合適，為此我們采用評定課程設計有幾個部分：

（1）考查學生的課程設計過程：檢查學生對相關參考資料掌握情況，在設計室進行設計活動，教師隨時隨地掌握不同學生的設計進展和碰到的問題，彼此交流討論。通過學生的設計，了解每個學生的情況，對能按規定對學生進行考勤，對能夠按照要求基本能獨立完成設計任務的計入平時成績。

（2）對學生撰寫課程報告的評定：學生完成課程設計后，必須撰寫課程報告，對設計及工過程進行計算，并畫出單元設備裝備圖和工藝流程圖，得出設計結論并對課程設計進行小結討論，提出設計過程不足之處和提出改進途怪。該部分是考察學生綜合能力水平和學習態度與具體表現。

（3）考核學生在課程設計過程中的細節把握：在具體的課程設計過程中，學生是初次進行工程類課程設計，所以我們通常都是要求學生在課程設計的過程中嚴格按照設計規范進行。強化學生在課程設計中的規范性，減少隨意性。

5 結束語

根據社會發展要求與專業課程的需要，選擇符合專業特色恰當的化工原料設計課題，加強專業特色、工程特點、知識的積累、學生自主性學習和創新性指導。提高了課程設計的效果，使學生的實踐能力和創新能力得到提高，提高了學生分析和解決工實際問題的能力，加強化工原理課程設計的教學效果。達到培養對社會有生產實踐與管理能力的工程技術人才的需求的目標。

參考文獻：

[1]劉瑞江，張業旺，李紅霞等.化工原理課程設計實踐教學研究[J]. 實驗科學與技術，2015，13（02）：92-94.

[2]王任芳.化工原理課程設計教學改革與實踐[J].長江大學學報（自然科學版），2009，6（04）：325-326.

篇（5）

中圖分類號：F113.3 文獻標識碼：A

文章編號：1005-913X（2012）07-0154-02

高等數學是理工科院校每個專業必修的理論基礎課，由于傳統的數學教育比較注重理論知識的傳授，忽視了數學技能和數學素養的培養。而各專業的發展和進步要求學生具備更高的數學素養，這就為理工院校對大學生高等數學課程的教學效果提出了更高的要求，為此對高等數學課程的教學設計進行優化，使大一學生即奠定堅實的高等數學基礎，還具備創新精神和實踐能力。為此高等數學課程針對教學對象的特點優化教學內容，改進教學方法，精心設計每個教學環節。

一、優化教學內容

針對分層次教學的班級特點，分別制作不同的教學大綱、授課計劃。首先在不影響本課程知識體系完整性的條件下，適當地減少、削弱理論性與難度，對高等數學課程各部分的學時分配，要在保證學時少的基礎上注重創新能力的培養。層次A：學時分布調整為概率36學時，統計24學時，實驗4學時，使該層次側重理論的推導、數學思想的產生與拓展，大大提高學生的數學素質與技能。層次B：學時分布調整為概率32學時，統計26學時，實驗6學時，使該層次側重理論的應用，使數學技能得以提高，將學到的知識活學活用。講授課程的過程中要從直觀性、趣味性和易于理解的角度來引進有關微積分起源的經典案例，同時增加與生活貼近的例子，例如與差分方程有關的教育投資問題、與微分方程有關的追擊問題等。

二、根據具體的教學情境，改進教學方法

一是要學生不迷信教師，不迷信教材，敢于異想天開，勤于思考，敢于打破常規，善于獨辟蹊徑，樂于新的組合。

二是培養學生直覺思維能力，鼓勵學生對問題進行大膽猜想。解一道難題時，先對其結果作一種大概的估量和猜測，而不是先動手計算、論證。有些學生的思維不是一步一步的，喜歡跳躍，這跳躍就是猜，教師千萬不要和懶惰聯系起來，不僅要保護，而且要加強培養。

三是重視“過程”的教學。目前的數學教學忽視或壓縮數學過程而偏重于數學結果。其實被忽視或壓縮的數學過程正是突出數學思想、培養創造性思維的好素材，因此教學中必須重視知識的建立、推廣、發展過程；數學概念、定理、公式的提出過程；解題思路的探索過程等等。教師要認真鉆研數學科學史，了解基本概念、基本定理產生的根源，前后的繼承與發展、思想的演變，把數學家們發現和創造新知識的過程中蘊涵的思想方法和成功經驗有機地滲透到教學中去，使學生得到數學思想的熏陶，激發學生的創新意識，培養學生的創新能力。

四是教師加強一題多變、一題多解的教學，讓學生從多方面探索解決問題的方法，從不同的角度去分析研究問題，打破思維定勢，提高思維的靈活性和創造性，培養學生發散思維能力。

三、在每個教學環節中精細化教學設計

（一）向課堂教學藝術要質量

教學中善于把個人的情感轉移給學生，激發其學習的興趣，鼓舞其學習的斗志；對知識方面要給學習者建立一個已知知識與未知知識之間最適應學習的橋梁，教師本身要具有語言表達清晰、形象，聲音大小適中，富有幽默感和戲劇性。善于觀察學生，邊教學邊收集來自學生的各方面的信息，在不影響正常上課的基礎上，使那些“開小差”，“搞副業”的學生轉移到正確的“軌道上來”。

（二）向課的結構要教學質量

分析課的結構是屬于以下哪種結構：檢查知識的課的結構，鞏固知識的課的結構，培養技能的課的結構、還是傳授新知識的課的結構，分別針對具體的知識結構創設有效的教學方法。

（三）向備課環節要教學質量

備課的過程中主要考慮所教授內容的知識體系是什么，他們可分成幾部分，教學大綱對該部分是如何要求的，他們之間的聯系是什么、學生學習的新概念舊概念與生活的概念之間是否有相似之處，如何區別它們的相似之處。例如一元函數中的最值與多元函數中最值的求法和實際生活中的最優化問題之間的關系。更要準備以下方面的內容：本節課最適合培養學生哪些能力、科學方法和學習方法？教師應該怎樣架設認知橋梁才能使學生學習起來最省力？考慮教材為學生鋪設的認知橋梁怎樣？結合教材增加一些科技史、學科發展中的內容，利用教材中的素材對學生實施辯證唯物主義和愛國主義的教育，注意提高學生的個人素質。

（四）向課程引入要教學質量

可以用事例引用、直觀引入、意義引用、設疑引用等方法使引言起到導出課題、激發興趣、集中注意力、形成學習動機、創設教學情境、承前啟后的作用。例如用熱鍋上的螞蟻問題引出方向導數。

（五）向講授例題要教學質量

例題的設計以優化教學為目的，設計那些具有鞏固作用、橋梁作用，具有訓練性和啟發性、指錯性的例題。而且例題的選擇多要偏重于具有很強的應用背景，數學思想鮮明的習題。例如鯊魚的捕食方向是血液濃度升高最快的方向與方向導數的問題緊密聯系的，如積分的過程可以理解成變化的高度在直線上的累加過程。

（六）向板書要教學質量

利用良好的板書有利于對教師威信的形成從喜歡板書到喜歡教師教授的課程，使學生產生對教師的欽佩之情。板書的設計還要考慮學生感知存在的強度律、對比律、差異律、組合律和協同律。

（七）向總結要教學質量

總結是去粗取精，把書從厚變薄的過程，授課結束之前可以對每一節學過的知識進行提問總結、討論總結、練習歸納或者直接總結。例如講解導數的定義時就可以采取對變化時間上位移的分布情況進行討論總結。

參考文獻：

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中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.03.048

On Independent Institute Electrical Engineering and

Automation Course Construction

XU Jiangling， YUAN Jinjuan

（Department of Electrical Automation， Faculty of Mechanical and Electrical Engineering，

Wuhan University of Science and Technology City College， Wuhan， Hubei 430083）

Abstract According to independent College of electrical engineering and automation majors teaching reform and practice of the construction of situations， the paper analyses the independent college majoring in electrical engineering and its automation problems in the teaching and curricula， and proposes appropriate solutions.

Key words reform in education; curricular system; practice teaching

0 引言

上世紀90年代末期，教育部對我國高校各大專業進行了大范圍的重新調整。控制類本科專業調整為“自動化”和“電氣工程及其自動化”兩個方向。針對就業方向的不同，把自動化專業確定為弱電專業，而電氣工程及其自動化專業確定為強電專業。在高校布局結束之后，首先要解決的問題就是設置教學內容，通俗一點講就是設置課程，課程的設置往往是教學的核心內容。

獨立學院，是國家借鑒國外的先進經驗，利用國家機構以外的社會組織或者個人的資本，以實施本科學歷為主的高等學校。通常，在國外，重點大學大多是私立大學，他們的資金來源的主要是校友的捐款，少部分來自于政府撥款;而我們國恰恰相反，我國的重點大學都是公立大學，它們的資金來源通常是財政撥款，幾乎沒有任何社會資金的投入。由于我們國家財力有限，很難滿足大部分高中畢業生生讀大學的需求，所以獨立學院就孕育而生了。獨立學院的開設則是完全采用社會資本辦學，政府沒有一分錢投入，大大緩解了我國教育經費嚴重短缺的問題，并且使很多之前根本無法上大學的高中畢業生提供了受教育的機會。而在獨立學院創辦初期，學科課程建設基本照搬申辦母體的做法，這是因為在獨立學院創辦初期，學校是沒有任何經驗可循的，只能依靠母體。但也必須清醒認識到，這只是權益之計。因為獨立學院的生態和母體學校有很大的區別，這就要及時地對母體學校的教學資源進行創造性的改造，根據自身情況進行響應調整。

目前，獨立學院在我國的定位是應用型本科，所以它要面向平民化、大眾化，學生的就業渠道主要面向基層。要使學生能夠減少適應的工作的時間，這就需要從兩個方面入手。一是減少課程的內容和降低課程的難度。因為，我們之前的大學教學主要是精英教學，教學的內容既多又難，而獨立學院學生的生源質量偏低，如果按照傳統的教育方法無異于緣木求魚、刻舟求劍。二是必須增加學生實踐動手能力的培養和訓練。因為，獨立學院的學生通常理論水平不高，但是很多同學實踐動手能力較強。另外，他們最后的就業面向基層，而基層的工作通常不需要很多理論知識，而特別重視實踐能力的培養。本文針對這兩個問題以所教學的電氣工程及其自動化專業，進行一些相關的探討。

1 減少理論課程數量

傳統的電氣工程及其自動化專業的理論課程主要包括電工技術、自動控制原理、電機與拖動基礎、控制電機、運動控制系統、過程控制系統、可編程控制器、電力電子技術、傳感器與檢測技術、現場總線技術、電工電子技術、電氣工程、專業英語等四十余門課程。在傳統的理論教學中，存在著課程數目多，面比較廣，不深入、難度大等缺陷。學生進入大二之后，常常要在一周面臨著上28課時至32課時的情況，這對一本學生無可厚非。而獨立院校的學生由于普遍基礎較差，接受能力有限，從而造成了學生的負擔過重，教學效果不好，造成了老師與學生互相埋怨。仔細一想，很多理論課程都是有調整的空間的。在信息爆炸的今天，一些課程的設置就沒有太大的必要，甚至完全可以取消。以傳感器與檢測技術這門課程為例，這門課程多是介紹性的內容，沒有任何公式推導以及分析計算，學生在工作遇到相應的傳感器通過網上查閱資料即可。但是在理論教學過程中，不能一味地減少課程，要有保有壓。在教學過程中必須突出核心課程，進行大量的訓練。例如，單片機這門課程，就需要大大增強，很多高新企業招聘學生的過程中，常常要考查單片機的相關知識，但是在很多獨立院校中，單片機的課時得到不斷的壓縮，得不到相應的重視。

2 改善實踐教學

2.1 減少驗證性實驗內容，增加設計性實驗內容

傳統的實驗教學大多數是驗證性的，主要讓學生通過實驗驗證某一物理定律和物理現象。這種教學方式學生沒有任何的主觀能動性，只是按照老師所給的圖紙進行接線、通電，最后得出實驗結果。這種實驗教學的缺陷在于結論已知，沒有任何神秘感。很多學生在沒有做出實驗結果的情況下，編造或者抄襲數據，造成老師無法判斷學生成績的混亂境地。在教學過程應該逐步用一些設計性、綜合性的實驗項目取代簡單驗證性實驗。這些設計性、綜合性的實驗由于實驗結果未知，會增加學生的興趣，提高了學生自身分析問題、解決問題的能力，使學生的創新能力得到充分的發揮。

2.2 用仿真實驗來代替現實實驗

使用教學仿真軟件有很多好處。一方面可以在一臺電腦中做多個仿真實驗，減少由于實際實驗過程中造成的元件損耗，大幅度降低教學成本。另外一方面可以利用仿真軟件對實驗結果進行處理很分析，并根據實際需要自動繪制出系統的特性曲線，大大減輕了學生的工作量，例如在電氣工程及其自動化專業，組態王仿真軟件就得到了師生的好評，很多學校都開展了工控組態的實驗教學。

2.3 嚴抓實訓教學考核

實訓和實驗不同，實驗通常是驗證某一存在的物理定律和物理現象，而實訓通常是完成某一任務，來達到訓練的目的。實訓成績的考核是擺在我們面前比較重要的問題之一。針對學生普通反映出的實訓教學的打分隨意，彈性大的缺點，通過在實訓教學過程中采用過程考核的方法，把一個實訓教學課程分成若個的子項目，每個子項目又分成若干個子子項目，每個子子項目都有相應的權重。每完成某個子項目就打相應的分數，最大程度上保證實訓教學考核科學化、規范化、標準化。

2.4 取消課程設計環節，以相應的實訓環節來代替

以筆者個人的求學經歷和教學經歷來說，絕大部分的學科的課程設計環節是失敗的，至少是不成功的。傳統的課程設計，是在該門課程結束后，根據課程要求，與實際應用相結合，出一些設計題目，讓學生自己完成。例如在學習完單片機課程后，通過安排學生兩周的時間內，按照要求，設計出一種用單片機控制的實際電路，并把它制作出來，通電調試、運行，寫出規范的設計報告交老師。然而在實際的操作過程中常常變味了，具體的做法是把學生圈禁在一個帶有電腦的大教室里面，給學生布置一個題目，學生在這個教師里面完成課程設計報告即可，其中沒有任何學生實際動手的內容，這樣的課程設計對學生的鍛煉是極其有限的。學生通常互相抄襲課程設計報告是常事，老師也沒有一些比較好的方法來制止這種行為。

針對這種情況，筆者認為應該取消課程設計，取而代之的是一些與課程對應的實訓環節。作為獨立學院的學生，課程設計對他們來說不現實，在以后的工作中，企業也很難有機會讓獨立學院的學生做設計，給他們安排的工作往往是實際操作。與其效果不好，還不如讓學生多做實訓練練手。比如在完成了電子電路設計理論課程之后，安排學生做相應課程的實訓環節，在規定的時間按照圖紙安裝、調試出一個萬能充電器，寫出實訓報告即可。

2.5 取消畢業論文環節，以頂崗實習報告來代替

我國本科生的畢業論文環節一直被教育專家所詬病，關于畢業論文的存廢一直存在較大的爭議，一定程度上這不是一個學術問題，而是一個利益問題。通常來說，一個本科生的畢業設計按照工作量計算10個學時，一般的教師帶10～15個學生，這就是100～150學時，而老師一學期的基本教學任務就在200學時左右。如果取消了畢業論文，老師的利益會受到影響，高校老師肯定會反對。而且，畢業設計不僅僅對老師有利益瓜葛，而且對學校中的打印社有巨大的經濟利益。按照一個學生打印的費用為100元計算（包括初稿和終稿），按學校有3000學生來計算，這就有30萬元的經濟利益，由學校的幾家打印社瓜分。所以，作為利益共同體，學校的打印社也不希望取消畢業論文。

畢業設計到底對學生多大好處呢？畢業設計的全過程一般是這樣的：通常在大四上學期期末給學生布置畢業論文題目之后，學生就去企業頂崗實習了，根本沒有時間寫所謂的畢業論文。到了來年的4月底5月初的時候，學校會通知學生返校交論文，并且安排五月中旬答辯。大部分學生寫畢業論文的時間在五月初，寫畢業論文的時間都在1～2周。這樣的畢業論文到底有什么意義？大家心知肚明。除了浪費紙張擴大內需以外，一點用處也沒有。所以筆者建議在一本以下的學校都取消畢業設計，取而代之的是頂崗實習報告。頂崗實習報告主要讓學生寫一下在企業中實習內容以及感想，同樣也可以安排答辯。筆者經過調查，大部分學生均可以接受頂崗實習報告，它具有可操作性。

2.6 加強第二課堂的教學

加強第二課堂的教學工作，以申請實驗室的契機，在校內開展一些諸如電工實訓技能大賽的活動，提高學生學習專業的興趣。另外，挑選那些對專業有興趣的學生，組隊參加電子設計大賽、數學建模大賽和挑戰杯等等。總之，通過這些比賽，引導學生對專業學習的熱情和興趣，幫助和指導學生開展科研活動，探討通過所學職業知識解決實際問題的思路和方法。通過這些活動，提高學生的實際動手能力，造成一種崇尚科學、追求真理、勇于探索的學習氛圍，激勵學生創新思想火花的碰撞，培養學生的創新思想、創新意識和創新觀念。

4 結語

獨立學院的產生，不可否認帶來很多積極的作用，它讓很多人獲得了受教育的機會，提高了我們國家國民的整體素質。但是由于成立時間較短，在教學過程中存在很多問題，需要進行一定的改革。這樣的改革單靠高校教師個人呼吁作用不大，需要教育部門根據獨立學院的實際情況做頂層設計，突破部門利益的藩籬，使獨立學院的專業建設和課程設置更加貼近于市場的需要。

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1 高職院校《會展策劃與管理》課程教學設計的特點

1.1 基于工作過程的實踐性教學 在工作過程的實踐性課程中，實踐性是這一課程的中心屬性，工作過程導向的實踐性課程，就是以工作任務為中心構建一定的學習情境，圍繞工作任務的實施來展開學習。《會展策劃與管理》是會展策劃與管理專業的核心課程。《會展策劃與管理》課程是一門學生學習“如何去策劃會展”的專業課程，其重點通過對會展策劃原理及會展策劃與管理流程的闡述，激發學生在會展策劃中的創意和創新，使學生較為全面和熟練的掌握會展策劃的基本操作技能，熟悉現代會展的策劃運作。《會展策劃與管理》課程的內容決定了應該打破傳統課程中按照知識體系來劃分教學單元、組織教學體系的模式，而是在對崗位工作的知識、技能及工作過程進行系統分析的基礎上，通過項目建立知識與工作任務之間的聯系，以工作過程組織課程內容，并以項目推動教學的課程模式，其目的在于加強課程內容與工作之間的相關性，整合理論與實踐，提高學生職業能力培養的效率。

1.2 “項目導向——任務驅動”學做一體的教學模式 項目導向與任務驅動是兩種不同層次的教學方法。任務驅動法是指教師圍繞教學目標，設計若干個具體任務，以任務為驅動，提出問題，通過學生自主性的學習，掌握教學內容和技能，完成教學目標要求的教學方法。項目引導教學法是以小組合作的形式，由學生綜合運用所學知識和技能，通過信息采集、方案設計、項目實施等過程，分析項目，解決問題，最終完成一個完整的項目工作而進行的教學。二者都是體現以學生為中心的“學中做、做中學”的學做一體教學模式。任務驅動的任務是具體的、持續時間較短的、圍繞一個具體教學內容或者技能的；項目驅動的項目是綜合性、持續時間長的、體現學生分析問題、解決問題及創新工作的復雜過程。任務驅動主要在課堂內組織，項目教學則延續到課外。

1.3 以學生為主體的合作探究式學習 無論是項目導向還是任務驅動，都以學生為教學活動的主體，發揮學生自主學習的積極性，讓學生在完成任務和項目的過程中，帶著問題思考，并且不斷發現問題、解決問題。同時，學生的自主學習也不是單一的個體，而是以小組為單位，承擔不同的項目（任務）角色，通過開展討論、交流、協調、統籌等合作方式來共同實施項目、完成項目、總結項目。在這個過程中，學生在合作中學習知識、學習技能，在合作中創新和完成項目（任務），改變傳統的單一被動式的教學，提高了學生學習的興趣，也培養了學生團隊協作、與人溝通的實際能力。

2 《會展策劃與管理》課程基于工作過程的教學內容設計

所謂“工作過程”，是指在企業里為完成一件工作任務并獲得工作成果而進行的一個完整的工作程序。工作過程“是一個綜合的、時刻處于運動狀態之中但結構相對固定的系統”。工作過程導向課程是根據產品或提供服務的“工作過程系統”確定學習任務后，以學生為中心而設計的一種課程方案。根據對會展策劃與管理相關工作崗位的調研以及參照了國家關于會展策劃師等崗位的描述和職業標準，從事會展策劃與管理崗位的工作內容主要包括：①會展（會議、展覽、節事活動、場館租賃、獎勵旅游等）項目的市場調研；②會展的立項、主題、招商、招展、預算、運營管理及相關活動等方案的策劃；③會展項目的銷售；④會展的現場運營管理。⑤展會活動的全程策劃協調。在此基礎上，建立了課程教學內容與工作過程典型任務的對應關系。（圖1）

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根據圖1的分析，將課程教學內容按照會展策劃前的計劃——會展立項策劃方案的形成——會展策劃的具體運行與實施——會展策劃的評估的工作基本過程進行組織，使學習的過程就是在了解熟悉會展策劃與管理的工作過程。在實現教學內容的工作過程化基礎上，結合會展活動的四個主要類型——展覽、會議、節事活動、獎勵旅游，設計了四個項目（學習情境）。每個項目里設計了4-5工作任務（子情境），涵蓋了會展策劃與管理的完整工作過程，且每個項目中工作過程是基本一致的。這樣，在教學中，學生通過在每個具體的會展項目中都反復學習會展策劃與管理工作的基本流程，盡管工作過程是重復的，但由于項目不同，具體內容是不會重復的。隨著項目的推進， 學生的會展策劃與管理的能力得以不斷強化和提升。

3 《會展策劃與管理》課程的教學過程設計

3.1 知識目標 《會展策劃與管理》課程的知識目標是：熟悉會展策劃與管理的基本要素與原則；熟悉會展策劃與管理的基本流程；掌握會展策劃與管理的技能。

3.2 能力目標 《會展策劃與管理》課程的知識目標是：能夠對某一會展項目進行市場調研和可行性分析；能夠與團隊合作完成會展活動的策劃方案；能夠圍繞會展策劃方案開展推廣和實施工作；能夠有效地對會展項目實施管理和評估。

3.3 素質目標 《會展策劃與管理》課程的知識目標是：培養學生具備良好的職業道德、職業觀念、職業精神；培訓學生的團隊合作精神；培養學生的創新能力、開拓精神；培養學生基礎與實踐并重的意識和能力，引導學生樹立踏實肯干，執著敬業的價值觀和處世的態度。

3.4 整體教學過程設計 根據《會展策劃與管理》課程教學目標，在對該課程進行了基于工作過程的教學內容設計基礎上，在整體教學活動中將教學內容進一步細化，對每一個工作任務都提出了對應的能力和知識目標，使得各個教學環節的設計有了標準參照，更加科學，也保障了整體教學的有效進行。

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4 《會展策劃與管理》課程教學設計實施的保障

4.1 雙師結構教學團隊的建設 基于工作過程而設計的《會展策劃與管理》項目課程，以真實的會展活動框架，按照會展活動策劃與管理的工作流程組織開展教學活動。這種教學設計，要求教師必須對課程有全面的掌控，具備豐富的理論和實踐指導能力。所以，為配合課程的有效進行，必須圍繞課程打造一支既有理論水平又有實踐經驗的雙師結構教學團隊。

4.2 模塊化教學 在課程的具體安排上，為保證課程內容的連續性以及工作任務的有效開展，該課程的時數安排必須打破2課時為單位的組織，按照內容，可設計3～4課時為一單元，靈活實現地的模塊化課程教學。

4.3 教學場所 在《會展策劃與管理》課程教學設計中，每個項目的完成都以某個會展活動形式的完整舉辦貫穿始終，所以在實施教學過程中，必須依托會展專業的實訓場所和實訓條件，來輔助完成教學目標。

參考文獻：

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[4]沈偉玲.基于工作過程的高職《外貿單證實務》課程教學設計[J].當代職業教育，2012（1）.

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以往課程設計的開展，分別在各課程結束時，作為一個總結性和綜合性的教學環節來進行，不同學期、不同設計內容、不同課程間獨立開展，導致相互之間缺乏必要的聯系，學生進行的只是局部的訓練，缺乏一個整體的概念。比如在化工原理課程設計時，學生對化工制圖、材料、設備的強度計算、各設備元件的選擇與設計及標準不是特別清晰，最后所得的工藝及工藝尺寸計算數據甚至被棄之一旁;而在化工設備課程設計時，則需要對化工工藝問題有一個整體把握，依據計算所得工藝參數及工藝尺寸來指導設備設計與選型，這些都要用到化工原理和化工工藝學的知識。

1.2各課程設計的時間安排較短，學生倉促而就

這四門課程作為化工類課程的重要組成，其教學內容繁重，在課程結束時留給課程設計的時間就顯得極為有限。而每門課程設計對學生來說其工作量都是極大的，且對于化工類學生來說又都是極其重要的，是學以致用、理論結合工程實際的重要一環。在短短的1～2周的課程設計期間，教師首先要下達設計任務書(布置設計任務)，而后進行設計課程的專題指導和答疑工作。接著學生要查閱、搜集相關文獻資料及實際工程信息，準備相關化工標準、手冊以備隨時查閱。設計期間學生要完成的工藝流程圖和主設備圖各一張、復雜設備的不同視圖、若干零件圖及一份詳細的設計說明書(包括設計工藝核算、設備設計及各零件計算)。學生要在短期內完成這一系列任務，時間倉促，難以對設計內容整體把握和系統思考，對于設計細節考慮不周，導致略微改動已有圖樣的情況有之，原圖照抄照搬情況亦有之，完全沒有達到課程設計與實際結合的訓練目的。

1.3獨立課程設計內容單薄，系統綜合性差

由于要考慮時間安排的限制，以往的課程設計會選取化工單元操作的一小部分作為設計任務，以達到任務量與時間安排的匹配。這往往影響了學生對于化工生產過程整體性與系統性的掌握，在設計過程中難免會“一葉障目不見泰山”，難以加強學生在化工生產基本原理、工藝流程設計、單元操作設備及核算方法等方面的綜合素質。以上問題影響了實際教學效果的強化提高，難以達到化工課程設計學以致用、由理論入實際化工生產過程、培養創新型化工人才的目的。

2整合四門課程設計，設立化工專業綜合課程設計的可行性

2.1設立化工專業綜合課程的必要性

化工原理、化工設備、化工制圖和化工工藝學作為化工專業的重要專業基礎課程，其側重點不同，但在實際設計中緊密聯系。化工工藝學主要研究原料化學反應的過程和方法［4］，從化工熱力學、動力學的角度分析反應原理、反應影響因素，據此確定其工藝條件;并據反應特點設計工藝流程。化工原理則是以單元操作為對象，講述其能量傳遞、動量傳遞、物質傳遞的基本原理，以及其操作過程對管道、容器設備等的條件要求，為設計部門提供參考依據。這兩門課講述的是化工工藝方面的知識。化工設備課程的主要內容是介紹單元操作中所用設備及其設計過程［5］、設計方法，這些設備的結構、形式、尺寸直接決定了它們是否能達到工藝設計中所要求的條件參數。也就是說工藝設計以及工藝核算是化工設備設計的前提，化工設備設計又是保障工藝條件實現的基礎，而化工制圖是化工設備設計的直接手段。首先根據化工工藝學確定生產工藝，再由化工原理的知識進行選型論證后，經過工藝核算確定設備的型號，最后依據化工設備的知識并借助化工制圖的手段拿出設備圖。由此可看出，四門課程的緊密聯系及其不可分割性，完成任何一個獨立的課程設計都要交叉運用這四門課程所學知識，這就為整合四門課程設計提供了基礎。

2.2時間安排集中，各科教師聯合指導，避免短板，可極大提高教學實踐效果

本校慣例，課程設計一般安排在每門課程結束之時，結課考試之前，時間短而分散，各科任課老師“各自為戰”，如此倉促的開展課程設計其教學效果大打折扣。整合四門課程，設置化工綜合課程設計后，時間可由原來的2周改為6周。課程設計時間大大延長，學生有充足的時間和精力來認真、從容、細致地對所學四門課程用課程設計的方式做一次有系統、有目的的大總結，避免了學生因時間緊而倉促開始草草收場的應付現象。整合開展化工類專業綜合課程設計還便于四門課程教師開展協同教學、互補教學，彌補了化工原理、化工工藝老師對設備、制圖方面的不足，化工設備、制圖老師對工藝設計的生疏。在學生遇到問題時可及時有效地給予更專業、更全面的解答，極大的提高課程設計的效率和教學效果，真正地實現在課程設計實踐中提高學生能力的目的。

2.3課程設計選題的針對性更強，學生課程設計訓練的系統性更強

整合后，課程設計任務書的編寫與下達可由四科教師共同討論，綜合考慮來完成。可以有目的的選取設計對象，對學生進行側重訓練;也可根據實際應用，靈活設置課題。在設計中引導學生深入思考，綜合考量自己所做設計的可靠性、經濟性和實際可行性。指導學生正確使用設計行業的規范和標準，準確查閱設計手冊和資料。這可有效的避免以前課程設計選題的隨意性與設計過程的不完整性，使學生在了解生產工藝流程的基礎上，進行塔設備的設計和換熱器(泵)選型，然后立即對該塔設備和換熱器(泵)進行強度校核及圖紙繪制，同時引入計算機編程、AutoCAD等軟件鍛煉學生利用計算機解決問題的能力，使學生經歷一次完整的化工單元操作設計的全過程，有機會將所學知識得以實際綜合應用，為后續畢業設計及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎，并使學生深刻理解化工原理課程的工程性、實踐性和應用價值。

2.4可協調四門課程與其它課程的開設時間及授課內容的關聯性

考慮到學生對課程知識的遺忘性，有必要協調四門課程的開設時間，將四門課程調整到同一個學期來開設，在該學期結束時統一時間開展課程設計，這對于化工專業的課程設置來說是完全可行的。在授課內容上，平時的授課中可有意強化課程間的聯系，增強學生的綜合思考意識。

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化工原理課程設計是對化工原理課程中學到的單元操作進行工藝設計，主要有泵、換熱器、塔、干燥器等，通常由教師提出給定生產任務，學生查閱文獻資料后在教師的指導下完成，提高了學生的工藝計算能力；化工設備課程設計在化工設備設計課程結束后開設，主要進行設備的選材、強度及穩度設計，學生由教師指定工藝條件與參數，完成設備的結構、強度和穩度等的設計，提高了學生的化工設備設計能力。兩門課程設計的開設使學生初步掌握了化工設備設計的過程與方法，幫助了學生完成從理論到實際的轉變，對培養學生的工程實踐能力具有不可替代的作用。

為了培養學生的整體設計思想，需要將兩門課程設計進行有效整合。近年來，不少教師作了將這兩門課程設計整合的嘗試，貴州工學院的何焜等給學生安排進行了換熱器和蒸發器的工藝與設備的全設計，使學生對換熱器和蒸發器的設計全程、步驟與要求有了較全面的了解。南京工業大學的蔡銳等對整合兩門課程設計進行了有益的實踐。我們在學生的課程設計中安排了換熱器、精餾和吸收塔設備的工藝設計和機械設計，取得了較好的效果。

將兩門課程結合在一起的實踐說明了將兩門課程設計進行整合是可行的。但在整合過程中還存在一些問題，如設計課題大多還是虛擬課題，有些常見的單元設備如蒸發器、萃取器、干燥器等的設計指導資料不足等。

對課程設計整合的思考

課程安排要合理，化工原理與化工設備設計應在同一學期結束，化工原理課程設計與化工設備課程設計時間的安排要銜接。兩門課程的任課老師要統籌考慮課程設計，從選題、設計的進行、設計的指導等方面互相溝通協調，兩門課程設計的題目相同而要求不同，在設計結果上，化工原理課程設計要求出工藝條件圖，而化工設備課程設計要求出設備裝配圖。兩門課程的任課教師協調一致有利于培養學生的整體設計思想。

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在以往的教學中，我校的化工原理課程設計都是在兩周的時間內完成。每位教師要同時指導三十個左右的學生，難以對每個學生進行及時的指導。同時，課程設計是綜合訓練的過程，學生在短時間內對先修課程的相關知識不能充分的復習或補充，加大了綜合運用所學知識解決工程問題的難度。另外，學生在短時間內按照老師的指導快速完成任務，但沒有足夠的時間去思考，造成設計效果不夠理想。基于以上原因，我們改變了化工原理課程設計的時間安排，由以往的兩周時間改為在一個學期進行，提前做好設計動員，將設計任務安排在與《化工原理》下冊的理論課程內容同步進行，要求學生利用課余時間有意識地根據設計題目的要求搜集有關資料，提前做好有關的各門先修課程的知識儲備。增加設計時間后，使參加設計的學生有充足的時間來深入、詳盡地進行課程設計，使課程設計任務的深度和廣度得以提高，使化工原理課程設計無論從內容到質量都更加完美、更有層次，并且可以培養學生樹立良好的工程設計意識。

科學廣泛選題

選好課程設計題目，是完成上述教學內容和培養目標的關鍵，在選題時應注意以下幾點：(1)應確定較多的題目，讓學生有充分的選擇余地，題目之間既有聯系又有差別。每位同學在所做的題目中都會碰到一些技術問題，題目之間可以進行對比、分析，這樣對每個人來說，題目的要求和特點是明確的，而總體來說題目又是多種多樣、豐富多彩的。同一題目既有相對的獨立性，又有內在的聯系。(2)題目盡可能來源于實際的化工生產過程，鼓勵指導教師將自己的科研項目和校企合作課題作為部分實際課題進行設計。這樣一方面可以使學生感到題目來源的真實性，增加設計的興趣，另一方面更有利于培養學生的工程觀點和創新思維。近幾年，我們將化工原理認識實習安排在課程設計正式開始之前，在布置設計任務以后，學生進入實習工廠，有意識地對要進行設計的典型設備及過程進行重點實習，根據工廠獲得的化工設備的生產參數作為設計依據來選擇題目，這種結合實際的設計題目，更有利于培養學生分析問題和解決工程問題的能力。(3)題目既要適合課程內容的要求，又要適合學生的能力。為此必須對生產過程中獲得的題目進行篩選和加工，對難度較大的題目，可適當做一些簡化處理，使之與課本的內容比較接近，同時又要考慮生產實際過程的復雜因素，這樣有利于充分發揮學生的創造力和潛力。

充分發揮教師的指導作用

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[中圖分類號] G642.0 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）04-0097-03

0 引言

化工設備基礎課程設計是高等院校為化工類專業學生開設的一門極其重要的實踐性教學環節，同其它工科課程設計一樣，其目的在于培養學生的工程素養和綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力[1-6]。通過課程設計，還可以消除課程學習時存在的疑惑，強化學生對該課程知識點的理解和綜合應用能力。具體言之，通過課程設計培養學生的以下能力：（1）查閱資料和使用工程手冊及標準規范的能力；（2）運用工程思維分析和解決實際問題的能力；（3）工程分析、設計、計算、制圖和表達的能力；（4）良好的職業道德和團隊合作精神。盡管課程設計的培養目的很明確，但是由于現實教學條件存在系列問題，再加上化工設備基礎課程設計自身的特殊性，很難取得上述培養目標。為了提高化工設備基礎課程設計的教學質量，一些學者目前已開展了一定的研究，曾提出一些措施來改善課程設計的質量[1-6]。然而，由于問題相對復雜，不可能徹底解決。為進一步改善和提高課程設計的教學質量，本文依據常州大學現有的教學條件進行了教學改革，以確保教學目的良好地實現。

1 課程設計主客觀影響因素分析

1.1 課程學時短、基礎知識薄弱

隨著本科教學改革的不斷推進，與課程設計緊密相關的前期理論課程的學時不斷地縮減，而本課程所涉及的知識點又紛繁復雜（如靜力學、材料力學、工程材料和化工設備設計等內容），這極大地影響了學生對本課程知識點的理解和掌握程度。就常州大學而言，化工設備基礎課程由2003年的56學時到后來的48學時、40學時，再到現在的32學時，學時的縮減直接導致課程講授內容的刪減、部分所授內容也不能講深講透，如工程材料部分和化工設備零部件部分各僅用2學時來講解。這直接導致學生前期課程基礎薄弱，不能靈活運用所學知識，僅僅是為了應付考試而死記硬背。

1.2 課程設計時間短且時間安排不合適

隨著理論課程學時的不斷縮減，課程設計時間也在不斷壓縮。常州大學化工設備基礎課程設計學時由2003年的2周到后來的一周半，再到現在的1周。在1周即5天的時間內，學生要完成一臺化工設備的設計，包括設備總體結構的設計、材料選擇、強度計算、零部件選擇、圖紙繪制和設計說明書的編寫，時間極其緊張。部分學生在這短暫的時間內，甚至連借來的設計手冊和規范都來不及翻閱。另外，化工設備基礎課程設計往往緊隨化工原理的課程設計進行，理論上講，這是非常科學的，便于將設備的工藝設計和結構及強度設計緊密聯系在一起，讓學生得到系統的訓練。然而，弊端是由于目前課程設計的時間都非常緊張，前面化工原理課程設計如不能按時完成，往往會影響后面化工設備基礎課程設計的進度和質量。

1.3 參考資料稀少且陳舊

不可否認，提供全面詳細的參考資料（如各種設計手冊和標準規范）對于工科學生（特別是化工設備設計相關的學生）課程設計和畢業設計質量的保證至關重要。然而由于學生規模不斷的擴大和科技進步帶來參考資料的不斷更新，學校圖書館來不及更替和購買新資料，導致課程設計所需的參考資料（如各種設計手冊和標準規范）嚴重短缺且陳舊。如遇到和過程裝備與控制工程專業學生畢業設計一起開設時，更加劇了參考資料的短缺程度。舊標準和規范的使用，嚴重影響學生對現有知識的理解和應用能力，甚至會對學生將來的工作帶來不良影響。

1.4 生師比大、教師任務重

學生規模的增加進一步擴大了生師比，教師教學任務加重，對同一個學生的關注次數減少。由于時間短促，學生之間來不及相互討論和學習，有時同一個問題，教師需要回答數十次。教師在設計教室走一圈需要1～2小時左右。對學生關注次數的減少，直接影響了課程設計質量的好壞。

1.5 個別學生設計態度不端正、急功近利

受社會浮躁心態和就業趨勢等因素的影響，個別學生學習態度不端正，他們對課程設計抱著敷衍了事的心態，明知圖紙存在質量問題仍不予修改，急于答辯。有時，甚至會出現抄襲問題，內容上文不對題。這種惡劣的學習態度嚴重影響了課程設計質量，給預期培養目標的實現造成困難。

必須指出的是，上述問題絕不是化工設備基礎課程設計獨有的問題，其它課程設計（如機械設計和化工原理課程）同樣存在學時短、前期基礎知識薄弱、設計資料陳舊、生師比大等問題。為了克服上述弊端，必須給出應對措施。

2 課程設計質量保證措施

針對課程設計現有教學條件存在的問題，提出如下教學質量保證措施，詳見圖1。

2.1 因時制宜、合理出題

眾所周知，化工設備種類繁多，常見的有塔設備、管殼式換熱器、反應釜、立式或臥式儲罐等。盡管這些均可選為課程設計題目，但不同的設備結構復雜程度不一，計算量、繪圖量和各種技術要求差別較大。因此，選題時應根據實際情況加以區分。在早期，當課程設計學時為2周時，選塔設備或管殼式換熱器作為設計題目；當學時縮為1.5周時，選大型臥式液化氣（液化石油氣、液氨、液氯等）儲罐作為設計題目；目前學時減為1周時，選立式（空氣、氮氣、氨氣等）儲罐作為設計題目。而且這些題目由常州大學化工設備設計所提供，均為真實的工程設計項目，有真實的設備設計圖紙。這為學生了解和掌握設備設計內涵（包括結構設計、材料選擇、零部件選定、技術條件撰寫、圖紙繪制等）提供了極大的便利。

2.2 設計任務書和計劃書的精心編制

為使學生能夠保質保量完成課程設計任務，題目選定后必須明確給出設計參數（如儲罐的公稱容積、工作溫度、工作壓力、安裝地點、管口表等參數）、設計任務（完成施工圖的繪制和設計說明書的撰寫工作）和設計步驟。圖紙繪制必須按照正式工程圖的要求來完成，圖面應包括主視圖、管口方位圖、節點（或局部）放大圖、設計參數、技術要求特性表、管口表、明細欄、標題欄等內容；說明書應包括封面、課程設計任務、計劃書、目錄、正文（包括設計參數確定、強度設計、材料選擇、結構設計及其它技術說明）、參考文獻和結束語等部分。對于立式儲罐，設計步驟分為以下幾步：a.明確介質物性（密度、腐蝕性、危害程度等）；b.確定設計溫度、最大操作壓力與設計壓力；c.確定總體結構和尺寸（筒體直徑和長度）；d.根據工作條件和介質特性進行材料選擇；e.筒體與封頭的厚度設計（含壓力試驗強度校核）；f.開孔補強結構設計及其計算；g.容器總質量分析計算；h.附件設計（包括人孔、液位計、銘牌、接管、法蘭等）；i.支座的選擇；j.繪制裝配圖草圖；k.繪制正式裝配圖；l.撰寫設計說明書。設計進度安排見表1。教師根據給定的時間節點來檢查學生的完成情況，因此，給定詳細設計任務和設計步驟對保證設計進度和設計質量具有極大的幫助作用。

表1 設計進度安排

時間 周一 周二 周三 周四和周五 周六 周日

步驟 步驟a-d 步驟e-f 步驟g-i 步驟j-k 步驟l 答辯

2.3 參考資料的搜集和整理

正如前所述，提供準確詳盡的參考資料對學生完成課程設計和理解設計內容至關重要。有了詳盡參考資料的查閱，學生對設計內容可做到有理有據、心中有數。為了避免學校圖書館資料短缺和陳舊的弊病，教師及時在網上搜集課程設計所用到的最新的標準和手冊（如GB150-2011、HG20592-2009、JB/T4712-2007、TSGR0004-2009、HG/T20580（20581、20582、20583）-2011、GB/T 25198-2010、TCED41002-2000等），將其整理好轉給每位學生、并指導其查閱。另外，也將常用的數據（如鋼板負偏差、腐蝕裕量、焊接接頭系數、容器類別判別表等重要數據）匯編成冊，印發給學生，便于其查閱。學生對新標準和新手冊的使用和熟悉為其將來工作涉及到真實的工程設計奠定了一定的基礎。這實際上很好地促進了課程設計培養目的實現。

2.4 及時發現錯誤、及時更正

課程設計時間的大大縮減，極大地增加學生對教師的依賴程度。如無老師及時指導，面對所提供的手冊學生將束手無策，不知如何使用，也就很難在短暫的時間內對教師所提供的資料進行逐一了解和查閱。因此，為了讓學生順利完成課程設計、少走彎路和提高設計質量，從設計開始到結束，教師應盡可能留在教室指導學生課程設計，及時解決學生提出的問題和訂正學生存在的錯誤。特別是圖紙繪制開始時，教師應經常“穿梭”在設計教室，及時發現圖紙上存在的問題，及時提醒以便及時更正。這對課程設計質量的提高具有重大幫助。

2.5 建立合理的評價體系

為了提高學生課程設計的積極性，保證課程設計質量，提出如下課程設計成績評價體系，即：

課程設計成績=平時成績？5%+說明書成績？5%+圖面成績？5%+答辯成績？5%

平時成績考慮學生的出勤率、提問問題情況和設計態度；說明書成績考慮計算準確程度、格式是否規范、內容是否全面、書寫是否清晰流暢；圖面成績考慮圖面整潔程度、比例是否合適、繪圖是否正確和規范、明細表以及技術特性表填寫的規范性和完整性；答辯成績考慮對所繪圖紙和所編寫說明書的理解情況、回答問題情況。盡可能調動學生學習的積極性，并做到公平、公正、合理評價每個學生的設計作品，杜絕抄襲現象、讓每個學生能學有所獲。

盡管化工設備基礎課程設計與其它課程設計（如機械設計和化工原理課程）具有一定的區別，如前者設計內容多樣，所涉及的內容（如計算參數確定、壁厚確定、材料選擇、結構設計、零部件選型、設備成型、技術要求編制等）必須按照國家標準嚴格進行；但同屬為工科課程設計，它們也具有一定的聯系，如均會涉及到工程計算和工程制圖問題，它們的設計步驟和評價體系也類似。因此，上述教學質量保證措施對其它工科課程設計教學質量的保證也具有一定的參考價值，相關工科課程設計也可以沿著設計步驟的精心編排、參考資料的全面收集和提供、細心的指導、錯誤及時更正和評價體系的合理建立這條思路進行。

3 結束語

毫無疑問，學生規模的擴大、學時的縮減和設計資料的短缺，無疑對課程設計質量造成嚴重困擾。為了應對課程設計教學條件存在的困難和弊病、保證課程設計質量，達到課程設計開設的目的，提出上述應對措施，通過實踐證明，效果較好。大部分學生在說明書結束語里提到“雖然設計時間短暫，但內心充實、收獲頗豐”。作為一名教師，應竭盡所能不讓課程設計成為一種擺設，應讓學生在短暫的時間內領會工程設計的內涵、能有所收獲，充滿自信地走向工作崗位。為了進一步提高課程設計教學質量，真正實現當代工程教育提出的目標和要求，讓每個學生實現自我成長，這需要相關教師不斷地探索、努力和總結。

參考文獻

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