化工设计课程教学改革探索

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化学工程是研究化学和相关领域过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门学科。化学工程不仅包括传统化工制造，也包括现代化工。现代化工的迅速发展，改变了社会经济面貌，甚至影响了人们的生活方式。这些改变要求化工专业人才应具有工程实践能力和创新能力。因此，培养具有工程实践能力和创新能力的专业型化工人才十分紧迫。根据《化学工程与工艺专业认证体系》要求，化学工程与工艺专业学生毕业时，必须具备运用所学知识解决复杂化学工程问题和产品设计的能力；能综合运用基础理论知识，设计满足特定要求的化工设备和工艺流程，并能够在设计过程中体现创新意识和创新思维。《化工设计》课程就是对化工专业所学课程的综合运用，要求学完这门课程，学生应具备产品工艺流程设计，化工设备设计及选型，车间布置设计，管道设计及化工厂总体布局设计的能力。由此可见，《化工设计》课程对化学工程与工艺专业具有举足轻重的作用。为了培养学生的工程实践能力和创新能力，对《化工设计》课程进行教学内容，教学方法和考核方式[1]等方面进行改革，并采取了切实可行的办法，取得了一定成效。

1精选合适教材，优化教学内容

《化工设计》教材种类繁多，为达到化工专业要求的教学目标和行业对化工专业学生毕业要求。在选择教材时考虑适宜新学科动态，吸取同行先进教学经验，了解最新教学成果，充分体现化工行业发展对人才的需求。因此《化工设计》课程教材选用“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材——陈声宗主编的《化工设计》。该教材结合工程实例，重点讲述化工生产流程工艺设计，工程观念明确，注重培养学生的工程设计能力和创新思维，并在各章中通过工程实例介绍国内外先进工艺方案。在工艺设计过程中借助AspenPlus、pdmaxChemCad、pro_E等软件模拟实际工艺流程，结合3D漫游视频直观反映工厂操作，并且介绍化工经济性分析和环境安全等。该教材内容全面，与现代化工发展要求相适应，具有一定系统性和实用性。可培养学生的工程实践能力和创新思维。

2改革教学方法，适应现代教学理念

2.1改变教学方式，激发学生学习兴趣

改变以往以教师讲授为主，学生被动接受的教学方式。在教学中，教师作为学生学习的引导者，为学生提供支持和帮助，引导学生运用所学理论知识，设计合理的方案及工艺流程和相关设计[2]。具体实施过程如下：按照化工厂设计的程序和思路讲授课程内容，以工程设计实例为教学素材，引导学生将传统理论知识和工程实际相结合，利用计算机技术进行模拟，对复杂的知识结构，结合全国化工设计竞赛内容和工程实例进行讲解，同时配备仿真演示软件演示工厂生产实例，这种直观的理论结合实际的教学方式[3]，便于学生掌握和运用基本原理与设计方法解决问题。培养学生对化工设计课程的兴趣。锻炼学生工程设计能力。

2.2改变教学手段，活跃课堂气氛

由于化工设计课程内容涉及大量的工程实际问题，学生缺乏相应的实践经验。采用传统讲授方法抽象难懂，因此采用多媒体与板书相结合的方式教学，在教学过程中利用实物展示、化工厂实况录像、工艺流程模拟仿真、文字解释等多种形式综合应用，能形象、生动、逼真地呈现化工厂实际生产过程，这种直观方式教学，既可引起学生学习兴趣，又可活跃课堂气氛。

2.3理论联系实际，培养学生工程素质

为了提高化工设计及相关课程的教学质量，培养学生的工程概念和工程意识，将学生培养成为具有良好的动手能力和分析解决工程实际问题的合格工科人才[4]。在授课的过中适当安排学生进行实际动手训练，学生每组五人，对典型设备进行拆装，在拆装的过程中穿插讲授设备的结构和工作原理，将理论教学和实践教学有机结合，让学生在实践过程中学习并深刻理解设备的工作原理。

2.4模拟真实的生产装置，再现真实的生产过程

建设虚拟仿真实验室，根据培养目标需求配套相关虚拟仿真软件，既让学生在学习理论知识的同时，了解所学知识在实践中的应用[5]，增强学生的感性认识，又可以在进入工厂实习前使学生了解产品的生产原理和流程，使学生在进入工厂实习时有一定目标，带着问题实习，可提高实习效果。因此，引入虚拟仿真技术用于实践教学是增强学生感性认识[6]、实际操作技能和提升实习实践教学效果的重要手段。

3改革以往单一考核方式，充分体现学生主观能动性

教学的最终效果，需要采用有效的评价措施，为了准确、全面反映学生对知识掌握的程度，采用的考核形式多种多样。(1)采用单元小考，每完成一个单元，依据教学目标布置相应作业，要求学生查阅相关文献，参考现有工程实例，设计合理的生产工艺流程，采用现代软件模拟并绘制工艺流程图，并配套相应设计说明，同时要求总结心得体会。(2)工程实践能力考核，要求学生使用现代计算机技术绘图全厂及车间布置图，同时要求设计成果展示采用PPT形式分组汇报。(3)课程完成后，每位同学根据一学期的学习情况及设计过程中遇到的问题和解决方法，写出课程总结和学习收获。(4)期末考试采用闭卷考核方式，主要考核化工设计过程基本原理，计算方法和设计程序等。根据上几方面结果，对每名学生进行综合评价。考核形式的多样性，能全方位调动学生积极性，训练并提高学生综合能力，提高创新实践教育教学质量。

4课程改革取得的教学效果

4.1新的教学方法，调动了学生的学习积极性

以全国化工设计竞赛为契机，以工程实例为素材进行教学，采用现代软件为设计工具，提高了设计效率，扩大了学生的视野，激发了学生的创新意识和创新思维，调动了学生学习的积极性。

4.2以赛代练，提高了学生的综合能力

全国化工设计竞赛是对学生所学基础知识综合运用，是提高学生综合能力的全方位训练，学生以现代软件为工具，运用所学理论知识，依照竞赛的要求，对所设计项目进行可行性研究，工艺流程模拟、仿真、计算、车间布置设计及全厂整体布置，同时进行环境和经济性分析。通过这一过程综合训练，学生对化工厂设计的一般程序有所了解和训练，具备初步设计能力。通过近三年参加全国化工设计竞赛，我校总共有12支队伍参赛，获全国一等奖1项，二等奖3项，三等奖3项。使教学质量得到整体提升，毕业生就业率及就业质量连续几年不断提高，受到毕业生和用人单位的好评。

5结论

笔者通过多年来的教学经历，对化工设计课程进行改革，得到了一下几方面的结论：(1)课程内容随学科发展动态及时调整，与时俱进，才能培养出企业需要的合格人才。(2)教学过程与项目和竞赛相结合，可以训练学生的工程实践能力和创新能力。(3)合理的考核机制能调动学生的主观能动性，提升学生综合素养。

参考文献：

[1]祁贵生．从课程考核方法谈化工设计课程的教学改革[J]．广州化工，2015，43(19)：191-192．

[2]安红，王寿武，宋长生．化工设计课程教学方法改革探讨[J]．化工高等教育，2015(5)：47-50．

[3]冉茂飞，张嫦，等．基于卓越工程师计划的“化工设计”课程教改初探讨[J]．广东化工，2015，42(14)：228-229．

[4]严宗诚，陈砺，等．提升化工设计实践性的课程教学探索[J]．化工高等教育，2013(2)：39-41．

[5]郭玉高，卢素敏，等．化工设计课程教学改革模式研究[J]．化工设计通讯，2018，44(9)：156．

[6]张刚，涂军令，等．化工设计课程教学中的问题与改革尝试[J]．广州化工2016，44(6)：181-182.

作者:韩玉英 单位:陕西西安科技大学化学与化工学院