化工课程设计总结大全11篇

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在开始化工原理课程设计之前，充分了解学生对前修课程如物理化学、化工热力学、化工原理等课程理论知识的掌握程度，了解学生查阅文献获取物性参数和相关公式的能力，了解学生是否具有一定的工程、经济观念，了解学生对计算机CAD绘图能力的掌握情况。上述内容均是在化工原理课程设计过程中学生应具备的知识与能力，通过课前调查，掌握学生的基础，进行适当的辅导与指导，使学生在开始课程设计之前提前进入状况，让学生建立信心，激发学生积极主动的完成将要开始的课程设计。

2课程设计教学过程

课程设计的任务(或题目)是教学的核心，也是能否培养和锻炼学生工程实践能力的关键。在教学过程中，为了全面的地锻炼学生的查阅文献、设计计算、实际分析和CAD绘图能力，课程设计的选题在符合教学大纲要求的前提下结合工业实际，设计结果有较好的参比性。

2.1任务布置

在分配任务时根据学生的理论知识基础和储备进行合理的搭配与分组，做到每组成员具有较均衡的知识能力。设计题目做到每人一题，尽量避免抄袭现象发生，如进行精馏塔设计时，所有学生都有自己的产量、馏出液组成、釜液组成、原料状况与组成、回流比等；组内成员具有个别不同的数据，根据计算结果可以对比不同条件对设计结果的影响，如回流比的不同、原料状况不同、馏出液组成不同、釜液组成不同等。如此一来，组内成员在进行设计计算时，都能积极参与到整个过程中来，每个人计算设计结果都是对比分析与工程评价的一部分，能够较好的提高学生的参与性、积极性，同时激发学生主动思考和创造。另外在课程设计开始之前，指导教师应仔细地讲解设计内容所对应的工艺流程，并将整个设计计算过程进行具体的说明，就设计计算过程中容易出错的位置进行重点指出。

2.2答疑与引导

在进行课程设计的过程中，方案设计是设计计算的重点，如在进行换热器设计时，如何选择合理的工艺流程和换热器的类型，需要根据加热介质和冷却介质的状况、换热器在整个工艺流程中的地位等因素来综合考虑，如进行精馏塔设计时，是选用板式精馏塔还是选用填料精馏塔，都需要根据物料的物性参数和实际工艺条件来共同决定。设计过程中应及时引导学生改进方案，组织学生讨论分析，通过对比综合选用较合适的设计方案。在课程设计的进行过程中，要及时了解与掌握学生设计的进度与状况。由于学生的知识基础和能力的差异，在获取基础数据、物性数据、方案设计、公式选用等方面都会有或多或少的困难，对学生遇到的问题可以通过以下三种方式进行解决：(1)对于个别同学遇到的个别问题，教学过程中采取一对一的答疑方式进行，就学生的问题进行个别解答和指导。如在换热器的设计过程中，就管程和壳程走何种流体，主要从介质的安排能够达到提高传热效率和节省材料的方面来考虑，易产生污垢、腐蚀性强、高温高压的介质走管程，粘度较大的介质走壳程；(2)对于大部分学生在课程设计过程中遇到的共性问题，采取集中详细讲解的方式进行，并对该设计过程进行中所涉及的知识点在实际工程中的影响进行引导与分析。如板式精馏塔的设计计算中，对于塔板数的计算，可以通过图解法和逐板计算法来进行，根据查阅文献获得的基础数据做出物系的平衡曲线或计算出物系的平均相对挥发度，再根据原料、馏出液、釜液的浓度和选择的适宜回流比获得精馏段、提馏段的操作线方程，由原料状况获得进料线方程，根据上述内容可以选择图解法或逐板法来进行计算；(3)对于设计过程中学生遇到的不了解设备形状和结构等方面造成的困难，指导教师通过实物、多媒体图片及动画的方式向学生展示说明，让学生充分了解设计中所选用设备的结构和特点。

2.3课程考核

化工原理课程设计的主要目的是进一步加强学生对理论知识的理解与掌握，同时培养学生综合运用专业知识的能力和处理实际工程问题的能力。因此，在课程的考核方面也主要从这些方面着手，课程考核主要通过如下三个方面来综合评定学生完成课程设计的成绩：(1)遵守课程设计纪律的情况，对基础数据的获取方式或途径，重点考察学生对前修理论课程的掌握情况；(2)考察学生在设计计算过程中，针对实际问题是否能够结合理论知识、实际经验和工程经济方面进行全面分析与预判；(3)分组合作过程中考察学生团队合作意识，课程设计总结与答辩过程中考察学生的语言组织及表达能力。

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1课程设计形式

课程设计的形式采取学生分组的方式，每个小组分配一个设计题目，各个小组的设计题目大同小异，将学生分组的目的是要求每个小组组员之间都有明确的分工，让每个同学都能参与整个课题的设计，达到真正激励每一个同学参与的目的。在对学生进行课题分组之前，首先对学生进行问卷调查，了解学生的相关学习情况及个别学生在某些方面的专业特长，比如:绘图或者计算方面的特长，这样在进行课程设计分组时，能较好搭配分组，让学生的特长得到很好的发挥。我们将一个自然班级分成5～6组，每组5～6人，小组内成员有相应的分工，每个小组选取一名组长，采取组长负责制，组长的任务是给各个组员分配设计任务，同时管理和协调小组的整个设计过程。

2课程设计内容

课程设计的内容主要根据各门课程的特点和课程的培养方案进行设计，课程设计内容设置必须符合教学大纲的要求。设计的内容尽量选择综合性较强的设计类题目，课程设计题目的设置要综合考虑多门课程相关知识的综合应用，还要考虑课程设计题目对学生工程设计能力的培养。比如:在化工设备机械基础课程中，分配课程设计题目———反应釜设计，在该课题设计中包含了化工原理、化工设备机械基础、化工制图及AutoCAD绘图等多门课程内容的综合运用;在化工制图课程设计中，给学生分配化工模型及阀门等部件的设计及图纸绘制，该课程设计也包含了化工制图和计算机辅助绘图等课程知识的运用。因此，一个课程设计考核了学生多门课程知识的掌握情况，是对多门课程学习效果的很好的总结和应用，对学生工程设计能力的综合培养起到了很好的作用。课程设计的整个设置过程是通过教师下发设计任务书，学生小组在组长的组织下按照设计任务书的要求完成各项设计内容，各项设计任务的时间分配和完成地点由小组内部协商决定，整个课程设计方式比较灵活，便于小组成员的协调合作与沟通。课程设计的评定包括学生小组提交设计成果和教师进行课程设计评价等部分。任务书中详细说明课程设计的设计目的、设计要求和设计内容;设计成果包括设计说明书及设计答辩PPT、图纸等内容。

3课程设计评价方式

学生小组完成设计题目后，除了提交设计任务书中要求提交的设计成果外，还要准备PPT进行课程设计答辩。每个小组分配15min左右的答辩时间，首先由小组组长进行设计阐述，然后由教师提出问题，小组成员进行解答。教师根据小组设计完成情况和答辩情况综合评定课程设计的总成绩。因此，整个课程设计成果的评价方式由答辩阐述、设计完成情况和答辩表现三部分组成。整个课程设计答辩过程是各个设计小组展示设计成果的过程，在此过程中锻炼了学生的语言表达能力和团队合作能力，同时也验证了学生对基础知识的掌握程度。

4课程设计在期末成绩中的占比

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关键词：

化工机械基础；课程设计；教学改革；工程意识

化工机械基础课程是化学工程与工艺专业的必修课程，涉及化学、化工、机械、材料、物理、力学、数学等学科知识[1]，具有学科交叉复杂、内容丰富、理论联系实际紧密、工程实践性强等特点[2]。通过课程学习，学生可以掌握基础的工程力学知识，熟悉材料特性，学会常用化工装置的设计方法，了解化工机械安全使用的检验原理[3-5]，对于提高化工专业学生设计水平，增强工程意识，培养分析问题、解决问题的能力具有重要的意义[6]。化工机械基础课程设计是继该理论课程之后的一次集中实践教学环节[7]，能够起到将机械设计知识融会贯通，发挥理论与工程实际、基础知识与专业技术之间的桥梁作用[8]。学生在设计化工装置时，既要基于学科理论，又要遵循国家标准和行业规定；既要装置结构合理，又要保证安全经济，是多门学科知识综合运用，多种专业技能强化锻炼的重要过程，为化工类学生更好地服务化工行业奠定良好的专业基础，因此，应予以足够的重视。

一、课程设计面临的问题

针对化工专业学生开设的化工机械基础课程设计开课于大三，这个阶段，学生刚接触专业课学习，对本专业知识体系还不熟悉，对专业设计更是知之甚少，急需专业教师悉心指导，同时，一直沿用的课程设计内容、课程安排及考核形式等都无法与高等教育改革的新形势相适应，课程设计急需改革。1.课程设计时间短，与理论课衔接不合理一般化工机械基础课程设计安排在理论课结束后一周内完成。要做好课程设计，学生要查阅相关装置的设计资料，熟悉涉及物料的性质，了解国家设计规范，选择合适的设备材料，合理设计装置内部结构，完成设计尺寸计算及强度、刚度、稳定性校核，绘制装置设备条件图，编制设计说明书[9]，设计工作量大，专业知识要求高，学生很难在一周时间内完成。而此时段，学生已完成理论课的学习，对于设计中用到的知识已经淡忘，需要重新查找复习，不利于理论知识的学以致用。同时课程设计处于期末考试阶段，考试压力较大，学生忙于准备考试，很容易出现应付或抄袭现象，无法真正起到增强学生工程意识、提高装置设计水平的作用。

2.课程设计题型少，装置结构简单以往的化工设备设计题型比较单一，只做一些压力容器设计，课本中有该类装置的设计例题，学生只需将设计条件带入，参考例题，按部就班地计算就可以完成，学生学习兴趣不大，完成质量也不高。设备一般不进行内部结构设计，只进行外部壳体计算，设计难度较小，无法激发学生的探索欲望，学习主动性较差[10]。

3.不同学科间知识交叉少，装置设计不完整化工装置的设计包括工艺设计和机械设计两部分[11]。工艺设计是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求确定设备的主要尺寸；机械设计是根据工艺尺寸设计设备的结构、选择结构材料及进行强度、刚度和稳定性计算，给出设备与零部件的条件图。对于化工专业的学生来说，化工原理课程设计做的是工艺设计，化工机械基础课程设计做的是机械设计。教改之前，这两个设计没有交叉点，学生每门课程只做一部分设计，而没有化工装置设计的完整训练，不利于学生设计能力的提高[12]。学生提交的设备条件图，大多采用手画的形式，而不采用现行各设计院普遍采用的AutoCAD绘图软件，无法锻炼学生机械制图的能力。设备条件图绘制简单，各物料进出管口、自动控制方案都无法体现，化工设计及化工自动控制课程所学知识不能应用到化工机械基础课程设计中，学生综合运用所学知识的能力无法得到锻炼。

4.学生工程意识不强，设计不规范生产中使用的任何机器或设备的构件都应满足适用、安全和经济三个基本要求，其中，安全是核心。为了保证装置安全可靠运行，降低生产成本，提高劳动生产率，便于构件互换，国家和有关部门制定了各类化工装置设计的标准和规范[13]。学生对相关的标准与规范不熟悉，容易造成其无法将标准和规范应用到化工装置的设计中，与生产实践脱离。比如，计算容器的物料接口尺寸，很多学生计算出结果后没有规整，即使规整了，也没有查阅国家制定的各种钢管公称直径的规范，采用标准尺寸。在选择设备材料时，一般选择适用范围广，性能优异的材料，没有考虑会使设备成本大大提高的风险。在设计压力容器时，计算出的容器壳体壁厚与封头壁厚不一致，很多学生本着经济的原则，没有设计为相同尺寸，影响容器的焊接和安全。这些都是理论设计与生产实际偏离、工程意识不强的体现，没有达到强化工程概念的教学目的[14]。5.考核方式不合理，无法体现设计水平以往的课程设计是根据学生提交的设计报告给成绩，对学生的平时表现，设计的合理性、规范性及严谨程度没有体现[15]。设计报告抄袭或模仿现象严重，单纯凭借设计报告无法反映学生真实的设计水平，不能体现公平、公正、合理的考核原则。针对化工机械基础课程设计存在的这些问题，按照高等教育改革的要求，我们对课程设计进行了改革。

二、课程设计改革措施

1.提早布置课题，合理衔接理论教学针对课程设计时间短，与理论教学脱钩的问题，我们对课程设计时间安排进行改革。在完成第一章工程力学和第二章化工设备材料教学之后，我们便将每位学生的设计课题布置下去，理论课程结束后两周上交相关设计文件，进行考核。在布置课题时，利用两节课的时间，介绍各类装置设计的流程，每个环节用到的理论知识也事先向学生明确，使学生对课程设计有大致的了解，并对今后会对用到的知识引起重视。同时，理论课授课教师在今后介绍各类化工装置机械设计时也要对重点知识的应用加以说明，并结合课程设计详细讲解。学生了解设计课题之后即可随着理论课的讲解开始设计，学到的设计知识即刻能够应用到设计中，真正起到了学以致用的效果。在设计过程中，遇到困难，学生可以在理论课堂上提出，经过老师讲解得到解决，提高了设计效率，也方便指导教师掌握学生设计情况。由于设计时间由原来的一周延长为多半个学期，学生在理论课结束时便完成了大部分的设计计算及校核，利用两周时间整理数据，绘制装置图，撰写说明书，不会耽误期末考试复习，避免了应付抄袭现象的发生，真正锻炼了学生的机械设计能力，达到了课程设计的教学目的。2.增加设计题型，重视设备内件设计课程设计题型的选择关系着化工实践教学的效果。为了使学生熟悉各类化工装置，激发学生学习的主动性，锻炼化工设计能力，我们编制了多种化工装置的设计题型，包括压力容器设计、板式塔设计、填料塔设计、管壳式换热器设计和搅拌反应釜设计，共计五个设计题型。这些装置是化工生产中最常用的，体现了理论设计与生产实践的结合，同时，理论教学讲授的设计知识在这些装置的设计中能得到充分的应用，加深了学生对理论知识的理解，保障了装置设计的质量。对于装置的主要部件，比如板式塔的塔板、填料塔的填料层、反应釜的搅拌器等，也要求学生详细设计，并且给出部件的条件图。通过内部构件的选择、设计和校核，加深学生对化工装置的认识。

将每个班的学生分成5组，每组负责一类装置的设计，并且同组学生的设计条件各不相同。学生要完成自己装置的设计，要查阅大量的文献资料，搜集各种物料性质，学会各类装置的机械设计方法，参考化工容器设计的国家标准，这种形式彻底改变了课程设计形同虚设的尴尬局面，锻炼了学生查找科研资料，积极探索未知领域，不断补充新知识，独立完成科研任务的能力，激发了学生的创新意识，真正提高了化工装置的设计水平。3.加强学科交叉训练，完善装置设计流程化工装置的工艺设计与机械设计是互相影响、密不可分的，工艺设计为机械设计提供工艺条件及设备主要尺寸，而机械设计的结果又反过来影响工艺设计。为了使学生对化工装置设计有完整的设计体验，我们联合化工原理课程设计，将这两个设计有机结合，学生在做完化工装置的工艺设计之后，根据工艺条件及计算出的装置尺寸，接着进行化工装置的机械设计，使学生知道装置的设计流程，为学生将来从事化工设计工作奠定了良好的基础。对于学生提交的设备条件图及主要内件结构图，严格要求用AutoCAD绘制，并且标出各接管及自动控制仪表的安装方位，在设备条件图的右侧表明工艺要求、安装要求、各接管尺寸、材质、采用的国家标准等。

通过这些方式，学生熟悉了化工装置的设计流程，将化工原理、化工机械基础、化工制图、化工设计、化工自动控制等专业课所学知识融会贯通，综合运用，提高了学生学习的积极性和主动性，有利于设计能力的提升。4.严格规范设计，强化工程意识作为一名合格的化工专业学生，必须了解国家制定的有关化工设计的各种行业规范和国家标准。在做任何装置设计之前，都要先查找有关规范和标准，绝不能闭门造车，无据可依。与化工机械基础课程设计相关的标准有《钢制压力容器》《管壳式换热器》《钢制塔式容器》《塔器设计技术规定》《石油化工钢制压力容器》《石油化工自动化仪表选型设计规范》等。学生在做课程设计时，遇到有关尺寸的确定、内件的选择等有疑问的地方，一定要查阅相关标准，养成良好的设计习惯和严谨的工程态度，做一个敢于担当、认真负责的设计者。同时，要注意适用、安全、经济相协调的原则，密切联系工程实际，强化工程意识。5.完善考核体系，激发设计热情考核对于课程设计的质量有着重要的导向作用，公平、公正、合理地对课程设计做出考核，对学生有着监督、鼓励和引导作用。实践类课程的成绩考核不同于理论课，决不能单纯依据提交的设计报告定成绩。化工机械基础课程设计的考核分为平时成绩、设计报告质量和答辩三部分，分别占总成绩的10%、70%和20%比例。其中，平时成绩包括出勤率、学习态度及团队协作能力。设计报告质量包括报告的完整性、设计的合理性、计算的准确性、图纸绘制的规范性等。答辩环节要求每位学生将设计内容做成幻灯片，利用3分钟的时间陈述工作内容，然后由考核教师提问有关问题，学生作答。这种考核形式督促学生实实在在地做设计，认认真真地抓质量，只有付出努力，才能取得好成绩，激发了学生的设计热情，杜绝了抄袭应付现象，达到了教学目的。

三、总结

化工机械基础课程设计是化工专业学生重要的实践教学环节，随着高等教育改革的深入，原有教学方法的弊端日趋显现，课程设计急需改革。针对设计时间短的问题，我们提早布置课题，与理论教学合理衔接，避免了抄袭应付现象。增加设计题型，由原来的单一装置设计增加为五种装置设计题型，并且对装置的主要部件也要进行设计。加强与化工原理、机械制图、化工设计等交叉学科的联系，完善装置设计流程。装置设计要严格遵守国家规范和行业规定，注重适用、安全、经济相协调的原则，增强学生的工程意识。完善考核体系，公平、公正、合理的对课程设计进行评价。通过教学改革，激发了学生学习的积极性，课程设计质量得到提高，杜绝了抄袭应付现象。学生在课程设计过程中，自觉依据国家设计标准，将理论设计与生产实际相结合，增强了工程意识，提高了机械设计水平，起到良好的教学效果。

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[5]董大勤，高炳军，董俊华.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2011.

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[8]李红，孙虹雁，刘利国，等.化工设备机械基础课程设计改革的研究与实践[J].黑龙江教育，2008（10）：41-42.

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[10]董俊华，赵斌，张及瑞.化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J].化工高等教育，2011（3）：17-19.

[11]张琳.化工设备机械基础课程设计的改革[J].化工高等教育，2002（2）：54-55.

[12]孙保帅，朱春山，李东光.化工专业课程设计教学环节的改革与探索[J].广东化工，2010，37（8）：218-225.

[13]陈连.化工设备机械基础教学改革的若干尝试与实践[J].化工高等教育，2007（1）：19-21.

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课程设计是高等学校实践教学环节的重要组成部分，需学生具有坚实的基础理论、广泛的专业知识和基本实验方法，才能进行的强化实践能力和综合应用能力的教学环节。对培养学生独立完成任务和初步形成科学研究的思维方法起着重要的作用［1－2］。在新的教育形势下，越来越注重培养应用型人才、培养一线工程师，因而本科生的实践教学环节显得尤为重要。特别是课程设计环节，虽然教学用时少，但内容却相当丰富，是与实际工程应用结合最紧密的过渡性课程，而这种设计类的课程和教学在理工科教育中的地位更为突出。材料学科课程设计一般在2周左右，课程设计时间集中又短暂，因此要求设计针对性强。设计内容一般包含工艺设计和设备设计两大类，而对于厂房、工艺布局等整体设计要求并不高。通常的设计任务是针对某一种材料生产过程的具体环节所需设备进行计算，选型和设计。通过这样的课程设计，使学生深入理解一种材料的制备或加工方法、流程以及材料在制备加工过程中发生的变化，提高他们方案论证、分析比较以及使用网络检索和计算机绘图等多方面能力，达到课程设计的最初目的［3］。而复合材料结构课程设计与一般课程设计有很大的区别，课程设计的重点不是工艺和设备，而是材料的结构设计与计算。因为复合材料有着与常规材料完全不同的材料概念，它本质上是结构物［4］。因此复合材料的结构设计也应该有与常规材料结构设计不同的观念，使之更符合复合材料的特点，这样才有利于复合材料的应用与发展。

1复合材料结构课程设计的教学流程与重点课程设计的教学流程图

如图1所示，其中重点环节是选题、指导与管理、考核。其中选题是整个设计任务能否完成并达到教学目的的关键;指导应讲究技巧，管理是过程控制，二者完美结合是课程设计顺利进行的保障;考核是对设计文本和作品最终的检验，考核结果也是该课程成绩的直接体现。

1.1选题

课程设计的选题应与专业培养目标和课程教学要求相一致，并尽量与工程实际相结合，难易程度适中［5］。课题应具有一定的可设计性、灵活性、挑战性和趣味性，内容难度要以中等水平的学生在规定时间内经过努力能完成任务为依据。在多数课程设计中选题主要存在的问题是设计题目雷同、枯燥、陈旧，与现实脱节。如果小组间设计题目相似或历年来变化不大，那么在设计过程中很容易让某些学生偷懒，将别人或以往的设计结果在数据上加以修改即可完成自己的设计，这样便失去了该课程的意义;如果设计选题总是陈旧，不能与时俱进，学生做起来又会觉得很枯燥，毫无兴趣，也就不能激发出学生的兴致的潜能;如果选题仅仅是符合了教学任务，却与工程实际严重脱节，那么学生又会认为该设计并不实用，没有任何意义，导致学生消极对待。由于《复合材料结构设计》这门理论课程涉及的都是复杂的公式计算，确实枯燥无味，且复合材料是新学科，在我校尤其如此，还缺少详细的全面的相关的课程设计指导材料和相关实践经验，所以在指导复合材料结构课程设计实践教学时，作为指导老师我还在不断地探索中前行。虽然我自身没有复合材料结构设计的工程经验，对复合材料在常用领域航空航空器上的应用理论基础也不够了解，但是化工专业出身的我对化工设备的应用与设计还是有一定了解的。所以在从事复合材料结构设计实践教学之初，我的设计选题多与化工储罐相关。这样即与工程应用相关，又能保证适当的难易程度，并有大量化工储罐类设计指导材料作为依据;此外，化工类储罐又是复合材料专业学生接触不多的设备，且看似简单的储罐按容积大小和应用形式不同又分为立式、卧式、拼装式、两支座、三支座等不同形式，设计计算方法就有很大差别，这样既能保证了选题的合理性和难易程度，又具有了一定的可设计性、灵活性、挑战性和趣味性。

1.2指导与管理

虽然课程设计的教学形式相对于理论课程具有极大有灵活性，但并不是分配任务完成即可，过程中还不能缺少相应的指导和管理，目的是为了提高设计质量，培养学生独立工作能力，以发挥学生主动性和创造性为出发点，重在点拨，帮助学生理清思路，之后采取集中辅导和个别答疑相结合的指导方式。在指导课程设计前指导老师应做好充分的准备工作，构思设计思路，拟定方案，并根据设计目标确定设计内容、步骤和重点、难点，然后在布置设计任务时，连同成果要求、参考资料等向学生介绍清楚。导论环节做得好坏直接影响后续的设计进程顺利与否。对于“玻璃钢化工储罐”课程设计而言，设计目的在于掌握玻璃钢制化工储罐的设计方法，重点是储罐壳壁的结构设计，即复合材料的铺层设计，难点在于力学分析和计算，为此，应在这些方面给予侧重。尽管第一次接触复合材料结构课程设计学生有很多茫然，但课程设计的过程还是要以发挥学生主动性和潜力为主，而不应是老师一步步教着做，照葫芦画瓢，做完了也没有什么深刻的印象。这一课程上我个人很喜欢按照国外的教学方式，任务布置好了，由学生自己努力去完成，是一个很好的发掘潜力的过程。因此对课程设计的指导便是把共性问题应进行集中辅导，指出方向和思路，至于学生具体碰到的具体问题再给予个别答疑。为保证在短期内每一位学生都能完成设计任务，课程设计的过程管理和时间节点的安排尤为重要。

1.3考核

考核是对课程设计的最终检验，也直接决定着学生的成绩。课程设计的评判不像考试试卷有标准答案，难以有着统一的标准。由于是分小组合作完成，所以在评定时更是要考虑多方面因素，除了看设计图纸和设计说明书的完成质量外，还应充分考虑到学生在设计过程中的真实表现及对课程的掌握程度，尽量做到公平。因此，在课程设计成绩评定体系分为平时成绩(30%)、设计文本(50%)和答辩(20%)三部分组成。平时成绩主要从以下三个方面考核:出勤率、设计过程中的表现和每日进度完成质量。平时成绩对督促懒惰学生的设计进程有一定好处，同时也对是否表现认真且独立完成有一定的公平性判据。设计文本成绩从以下几个方面考核:设计思路是否正确，设计步骤安排是否合理;造型、选材及工艺是否合理，结构计算是否准确;设计图纸是否规范、设计说明书书写是否详细清晰等。纳入答辩环节便于更客观、公正反映学生的实际水平和掌握程度。答辩中，学生通过与指导教师面对面交流，可以加深对设计的理解，对知识点上的盲点与误区有更好的反馈和弥补，并且答辩可以锻炼学生表达与应变能力;指导老师也可以通过答辩清楚了解学生对设计思路和方法的掌握情况，并且通过对学生的反馈信息加以整理，在以后的教学实践中加以强化。考核结果分为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，对优秀的设计者和设计作品，予以表扬鼓励，以调动学生进行课程设计的积极性，对不认真完成设计或未达目标要求者要求其进行整改或限期重做。

2复合材料结构课程设计文本的基本内容

以“＊＊立方玻璃钢卧式盐酸储罐为例”，设计的任务是确定产品的结构，技术、经济指标和主要零部件，并编制必要的技术文件。故完整的设计文本应包括以下内容:封面设计任务书目录前言(主要介绍设计的目的及复合材料储罐的应用及优势特点等)选型设计(依据设计标准选定储罐的基本造型、封头、支座等，并确定筒体直径、长度、伸壁长、跨距、封头高度、支座宽度和包角等相应的数值)性能设计(依据使用条件和各材料的性能选定材料，并明确该材料的性能参数，如克重、模量、体积含量、许用值等)结构设计(重点是载荷分析和计算，包括轴向应力、剪应力，环向应力等，从而确定筒体及封头的壁厚和铺层数，注意边设计边校核)工艺设计(根据以上设计的内容选择成型工艺方法，并完成具体的生产工艺流程等)零部件设计(主要指确定各种接管如人孔、进料口、排气口、液位计、出料口、排污口、压力计、液封等的数量及尺寸等)安装设计(确定各接口的安装位置及储罐整体的安装等)制品检验(制品的检测方法)附图(本课程设计只要求绘制总装配图，其中要把构成产品的全部各种零件，部件，标准件，配套件等表示出来，同时将局部放大的铺层设计图表示出来。

3复合材料结构课程设计的教学体会与改进措施

经过两年来对该门课程的教学实践，总结以下几点体会，以此为进一步的教学改革与创新奠定基础。(1)学生起初对课程设计虽然不够了解，但了解后十分感兴趣，说明相对于枯燥的理论授课，学生更喜欢这种形式灵活的、能够充分发挥个人能力的教学方式，因此，对于该类实践课程应加大重视，并投入精力去研究和改革。(2)课程设计的最大优点是能够在短时间内自主学习到更多的知识，但设计过程中发现学生对文献资料的检索收集能力不强，融会贯通运用知识的能力也较弱，以后教学中应就此点进行强化。并且，在布置任务初期，应利用一定时间教授学生如何有效进行文献检索和收集。(3)设计过程中，团队合作不仅能够保证在有限的时间内较好地完成设计任务，而且还能够充分锻炼学生的团队合作意识，但仍有个别学生独立性差，不爱动脑思考，对团队成员的依赖性过大，有待于进一步有效控制。具体可通过考勤、检查设计草稿、及加大考核力度等措施进行过程控制。(4)课程设计对指导老师是极大的挑战，需要丰富的教学经验和实践经验，故“双师型”教师更为合适。指导课程设计的过程中还应不断思考，研究有效的教学方法和提升学生设计能力的途径。与企业进行友好的沟通与合作是一个直接有效的途径(如邀请企业技术人员进入课堂参加指导)。(5)现有的课程设计形式虽然使学生在设计方面有了基础的锻炼，但已远远满足不了现代工业发展的需要，如能配合复合材料结构专用设计软件的使用，不仅能提高学生的兴趣和设计效率，进而适当扩充设计内容，而且更能与专业设计人员的工作接轨，对培养应用型的大学生尤为重要。

参考文献

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［2］徐文娟．课程设计在教学中的作用［J］．中国科教创新导刊，2010(28):59．

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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-175-02

《化工设备基础》课程是化工技术专业的一门专业核心课，旨在培养和提高学生实际工作需要的知识、能力与素养，比较符合培养复合型人才的需要。其主要目的是培养学生掌握化工设备基础知识，对压力容器、化工管路、塔设备、换热设备、反应器等典型化工设备有基本了解；同时还要了解和掌握常用机械机构的结构特点与工作原理；初步掌握液塔设备、换热器以及反应搅拌釜的基本原理与应用等专业知识。随着当今高职教育的人才培养模式改革的深入，本课程由原来的72学时改为60学时，在学时减少、工程概念多、知识点零散的前提下，针对学生的自身特点，我们对教学内容、教学方法、教学手段等进行了教学改革和实践，取得了较好的教学效果。

1 内容精简、由浅入深、突出重点

教材是进行教学的基本工具，教材所选取的内容直接决定授课的内容、重点。教材内容的选取也是深化教学改革、促进创新型人才培养的重要表现。为了突出教学的改革的深度，使教学内容能够完全是学生达到理论联系实际的效果，我们在教材内容的选取上广泛的听取了专家及企业相关人员的意见，并根据我们多年经验的积累，对其进行了精简，适当的调整。

根据我院化工专业的课程改革的需要，从选取的内容上，我们做了重新的改革，以开始的化工设备常用材料到化工设备力学基础、压力容器、塔设备、换热器、搅拌反应釜、化工管路及设备故障诊断一共七个模块进行教学，为学生学习其它专业课和新的科学技术打好基础，为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。

2 教学方法以理论联系实践、培养创新能力为中心

高职高专的教学的中心点是学生，以学生为主体，在教学中能够激发学生的学习积极性和创造力，通过合适的教学方法使学生达到理论与实际相结合。鼓励学生积极参与教学过程并且调动学生学习的主观能动性。积极采用了研讨式、启发式等生动活泼的教学方法来代替过去的死板的教学方法，学习中形成一种师生共同积极思考的课堂氛围。授课中遇到难点要发动学生开展讨论， 鼓励学生做横向思考， 使学生养成总结归纳的学习方法。在研讨过程中，学生思维活跃，集思广益， 加以老师的正确指导，学生学习的主动性得到加强，同时也加深了对知识的理解。

由于《化工设备基础》课程中抽象知识点比较多，关于机械方面的学生接触的少，对于一些工程概念缺乏感性认识，所以我们采用多媒体作为教学手段，把在课堂上用语言表达难以理解的知识放在图片上、动画上，使教学生动形象，准确明了，使学生在短时间内获得大量的信息。通过实践证明，效果非常好。

对于我们非机械类的学生来说，视图和空间想象能力相对较差，对某些复杂设备的结构图看不懂或难以想象出来。为了解决这一情况，我们结合本课程的特点，在教学中采取一系列的方法：组织学生到本系的实训中心进行参观，培养学生的感性认识和抽象思维的结合能力，把学生带到现场进行讲解，使教学内容实际化，让学生真正的做到理论与实际相结合，做到知识点当场理解消化。

3 教学手段——项目化教学

根据高职高专学生的基础特点，我们对教学手段进行改革。由原来的纯理论教学模式改为以学生为主、以教师为主导的项目化教学。重点培养学生的理论和实践相结合的能力。课程内容既要注重体现化工机械基础的理论性和系统性，又要结合学生的实际水平和应达到的知识层次，在讲解基础理论和基本分析方法的同时，适当地引伸一些实际工程分析实例。将基本原理和方法讲明讲透，并使基础理论要限定在工程力学和容器设计的主干上，同时注重每个模块的连接。我们把内容一共分为五个学习情境，每个学习情境都设计了与典型工作任务结合的学习任务，在教师的指导下，通过完成任务实现教学目标。教师将任务、问题布置给学生，学生带着任务问题深入到课程中去，针对任务通过学习、实施、实践体验等环节，完成任务，通过任务的实现完成所必需掌握的知识和技能，有利于培养学生的创新能力和分析问题、解决问题的能力。

4 加强实践教学

4.1 进一步加强课程设计指导，不断提高学生的创新能力

课程设计是教学中的一个必不可少的实践环节，是一次对知识应用的实践性教学活动。其设计内容主要是进行化工工艺和化工设备机械设计，目的在于，一方面通过课程设计，使学生对所学知识能够达到融会贯通，培养学生综合分析问题、解决实际问题的能力和不断创新的能力。为了使学生对设计提前有所了解，我们根据学生的实际情况以及设计内容的要求，编制《化工设备基础课程设计指导书》，从而提高课程设计的质量及规范性。在设计的过程中，我们还可以结合《化工原理》的课程设计进行完成任务。比如，根据提供的工艺条件如何选择材料，进行相关的计算等，使学生对设计的全过程有所掌握，使课程设计更加接近实际，有利于提高学生综合能力和工程素质的培养。另一方面，通过课程设计，学生能够根据相关手册、规范、标准、图册等设计资料进行规范化的设计，使课程设计更加实际化。

4.2 校外化工企业的定向实习

为了提高学生的感性认识，由于我们学院的地理位置具有优越性，我们组织学生到校外的化工企业进行认识实习和生产实习。在实习过程中，通过工人的详细讲解生产流程以及设备的结构特点，使学生对各种化工设备的名称、结构、原理以及用途等形成最基础的了解，更有助于学生把课堂所掌握的理论知识与实习中所见所闻的实际充分的结合起来，能够把书本的知识得到实际应用，加深了对知识的理解，更能让学生对本课程逐步增加学习的兴趣。同时，使学生接触企业，了解化工工厂，走近岗位，能够提前做好参加工作的准备。通过实习，掌握一些重要设备的常规操作要领，了解安全注意事项，提高工程思想，初步达到职业化的要求。

5 考核方式的改革

考核是我们对学生学习结果的全面测试。我们对学生的考核主要通过三个方面进行：平时成绩、课程设计成绩和笔试成绩。其中平时成绩占30%，包括学生的出勤情况、课上参与情况以及针对教师布置的任务是否按要求完成以及完成的效果；课程设计成绩占30%，包括设计说明书的书写情况、设计内容完成情况以及最终设计数据的正确性；笔试成绩占40%，我们采用闭卷的方式进行考核，重点是对基础知识的测试，适当的增加一些理论推导，不仅可以强化了学生的基础知识，也适当的提高了命题的范围，更加扩充知识范围，能够使学生的笔试成绩充分的反应出对基本知识的掌握程度。

6 课程改革的实施效果

《化工设备基础》课程经过了课程建设与改革，课程建设组成员针对该课程及本院学生的特点，尝试从教材、教学内容、教学手段和综合课程设计等方面进行了改革，积极探索符合该课程特点的教学方法。经过实践表明，改革之后对提高本课程的教学质量、提高学生的实践动手能力、培养学生解决工程实际问题能力都起到了很大的作用，为学生后期的毕业设计铺路，同时也提高了学生的创新思维能力，提高学生的综合素质。

参考文献：

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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0044-02

传热学是一门研究由温差引起的热量传递规律的科学，是现代科学技术中最重要的基础学科之一，它不仅是能源动力、交通运输、石油化工等专业本科生的一门重要专业基础课，而且在机械、电子、土木、航天航空和轻纺食品等工程技术领域里的应用也十分广泛。目前大连海洋大学（以下简称“我校”）该课程体系是由理论、实验、实习和课程设计四个环节所组成。其中传热学课程设计这个教学环节是紧接在传热学课程理论教学之后进行的一个综合性实践教学环节，也是学生综合运用传热学、换热器设计以及相关先修课程知识，联系实际生产和日常生活，以完成以某一特定设计任务为主的一次工程设计实践环节（包括自行完成主体设备的选型计算、材料选择及内部结构设计、工艺计算及主要尺寸设计，主要附属设备的选型设计，主体设备总图的绘制等，同时还要综合考虑制造成本、加工工艺难度、维护保养等因素）。因此，该课程设计在整个课程体系教学改革中的地位十分重要。[1-3]

一、传热学课程设计的现状与改革方向

目前高校的课程设计大多数是依附于理论课程而开设的，与理论教学同步并在授课计划范围内完成，通常课程设计的过程往往是学生仿照教师的设计过程和设计指导书上的步骤来进行。因此课程设计的核心主要是指导教师，学生按教师预先给定好的设计流程进行，被动地接受设计方案，丧失了主动参与课程设计的积极性和热情，而且在设计中发生问题也不能及时反馈。这样的结果，将大大降低学生的动手能力、分析和解决问题的能力，更谈不上对学生工程素质的培养了。

随着对培养工程素质人才的需求和对传统课程设计教学模式改革的呼声越来越高，一种“以学生为中心”的教学理念即“任务学习法”越来越受到教育工作者的重视。这种教学模式主要是体现“任务导向”和“学生主体、教师主导”的教学原则，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，甚至于交流合作的能力，这同样也是当前培养知识、能力、素质综合发展的工程型人才的改革方向。[4，5]

二、基于任务型教学法的课程设计改革原则

为了将任务教学法成功而高效地运用于传热学课程设计这一实践教学环节，在改革之前必须制订某些行之有效的原则作为指导，以便使其更好地发挥功用。考虑到任务型教学法是一种以任务为核心单位计划和组织教学的途径，它强调在“做中学”，不仅吸收了以往多种教学方法的优点，而且和其他的教学方法并不排斥。因此，笔者在教学改革实施过程中根据此教学方法的特点提出了以下的课程设计原则。[6]

1.将较难的任务前置

大量的研究结果表明，学生在整个学习过程中的精力是有限的。根据笔者多年指导课程设计的教学经验，发现学生往往在学习过程的前半阶段思想最为活跃，精力也最为充沛。因此，在给定课程设计任务后，教师应有意识地把那些理论性强、需要花费大量精力才能掌握的较难的任务环节放在课程设计的前半阶段，例如对换热器的选型计算部分。这不仅仅是因为这些较难的学习任务往往更具有冒险性和创新性，而且这样的设置可以极大地激发学生的学习兴趣和好奇心，从实际教学反馈效果来看教学效果良好，也更有利于教师灵活地推动整个课程设计教学流程的进行。

2.将安静的教学任务前置

激烈的教学活动能让学生的大脑兴奋，特别是在课程设计的后半阶段，学生往往会感觉到疲惫，这个时候如果再进行安静的教学活动，学生的大脑就会处于一种抑制状态，从而影响整个课程设计的教学效果。因此，为了保证学生处于科学、合理的学习状态，指导教师应当把相对较为安静的教学任务安排在课程设计的前半阶段。

3.将整个课程设计连贯化

根据任务型教学法的指导思想，任务的设计是实施任务型教学法的关键和前提。因此，在课程设计正式开始之前，教师应指导每名学生根据分配的相关参数独立构建设计项目，每一项目均设计任务若干，在任务设计的过程中考虑行业发展、企业需求的实际情况，同时把传热学作为基础技能贯穿于任务环中，让学生提前对任务环的大体框架有一个较为清晰的了解。同时以任务为核心单位计划和组织教学，在“教中做”，在“做中学”，通过一系列的集体活动或个人活动来开展课程设计，最后对所涉及的全部教学内容进行整合并总结。总之，每一个教学环节都应该紧密相连，从教学设计角度保证课程设计的连贯性，并让学生能够获得最佳的学习效果。

三、课程设计的具体改革步骤

1.改革课程设计的教学大纲

课程设计中的教学目标和任务都是依据教学大纲提出的，而教学大纲中所提出的相关教学要求和教学任务就是开展课程设计的指挥棒，其作用不言而喻。显然，大纲中的这些目标和要求应该能够体现任务教学法的任务设计思想。

通过传热学课程设计这一实践环节，应该让学生掌握换热器设备设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准的途径，正确地选用公式和数据，加强工程计算和CAD绘图能力，初步形成工程优化意识，并能运用简洁的文字和工程语言正确表述设计思想和结果，从而培养学生的工程能力和创新能力。笔者在总结以往教改经验的基础上，将教学大纲作为前任务阶段进行改革，根据行业的发展趋势以及学生日后就业的企业需求，为每名学生都构建了不同的设计项目，引导学生自主地参与到任务设计环节中来。当学生对自身任务有了较为明确的认知后，就可以进入任务环阶段了。

2.课程设计题目的设定

在任务环阶段需要学生采用各种方法和手段去完成任务要求。如何能让学生从课程设计中既学到有用的知识和技能，同时又符合传热学课程设计的教学要求，这是课程设计题目设定的最根本原则。考虑到传热学课程设计最多一般也就两周的时间，同时受各种条件的限制，学生到现场测量考察换热器实物的可能性很小。如果设置的课程设计题目过大过深，学生可能会没有时间深入研究任务而只是忙于完成形式上的设计报告。因此，在设计题目的设定上，指导书中会尽量选取学生在学校和日常生活中能接触到的常见换热器类型，同时做到每名学生的初始设计参数都不一样，从而培养学生自主设计的独立工作意识。[7]

3.教学环境的改革

传统的课程设计教学环境已经不能很好地适应新形势下的课程设计教学要求。任务教学法就是要以学生为中心，创新教学模式和教学方法，建立以学生为主体、教师为主导的教学模式，通过组建课程设计小组，激发学生学习兴趣，引导学生通过组内分工、信息资源共享、技术难题攻关、组内讨论、组外交流等多种方式参与到教师的各个教学环节中去，鼓励每一名学生发挥自身特点，积极参与到设计团队的任务中，充分利用学生主观能动性，师生共同营造一个轻松热烈的教学环境。

基于以往的课程设计教学经验，采用灵活的情景式教学比较有利于任务教学法的开展，同时适当结合CDIO（构思、设计、实现、运作）模式等先进教学方法，展开对设计任务的团队讨论及研究模式，注重原理和应用相结合，强化以工程实例为载体的案例教学，将课程设计与工程体系有机结合，强化综合设计和工程实践训练。同时开展专题讨论，强化能力的培养。教学中增加一些专题讨论、工程案例、工程项目研究报告，有助于培养学生分析、解决问题的能力，创新意识和创新能力。

4.评价与考核方式的改革

从学生的长远发展来看，对学生的评价与考核不过是激励他们不断学习和进步的一种手段。既然实践环节的教学目的是侧重提高学生的动手实践能力，那么其评价考核方式就应与传统的理论教学有所区别，针对任务教学法更应如此。

由于任务教学法是以任务作为教学的主线，以学生实践作为中心，以老师作为辅导。因此，在考核方式上也应以学生为主体，以设计任务完成的质量作为考核依据，而不再以最终的课程设计报告作为终结性评价指标。每个学生作为个体既是自己任务的设计者，也是其他同学的“同行”，可以对其他同学的设计进行评价打分，因为学生在一起共同完成课程设计任务的同时，对彼此平时的表现也是最为了解的，这样可以提升评价考核的公平性与透明度，有效促进学生们的学习积极性。

四、结束语

总而言之，任务教学法有效地打破了传统的教学模式，最大限度地发挥了学生学习的积极性和主动性，不仅符合新形势下对高素质工程技术人才培养的需要，同时在教学实践中也取得了良好的教学效果。在教学中，教师要不断地总结实际经验，运用任务教学法，实现传热学课程设计教学效果的不断提高。

参考文献：

[1]杨世铭，陶文铨.传热学[M].第四版.北京：高等教育处出版社，

2006.

[2]于靖博，董丽娜， 赵兰英.《工程热力学与传热学》课程教学改革与实践[J].广州化工，2013，（11）.

[3]顾丽莉，张登峰， 赵文波，等.关于化工原理课程设计的几点思考[A].2013年创新教育学术会议（CCE2013）论文集[C].2013.

[4]金华.运用任务驱动教学法的思考和实践[J].新课程（教研），

2010，（11）.

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二、设计过程严把质量关

1.课程设计资料管理:以往采用电子文档形式提交计算书和图纸，虽方便了教师对学生的设计管理和文档保存。但往届学生的设计资料文档一旦流入下届学生手中，就会变成进行课程设计的模板。一部分学生将模板的设计计算书和图纸中的相关数据直接修改成自己的设计数据，根本不关心设备结构设计方法、所用计算公式的含义、相关规范的选用和化工制图的规范表达等设计的基本程序。故课程设计资料不能电子化成为栓桔学生思想的枷锁。设计之初就应该明确计算书必须手算完成，图纸只能采用手绘而不允许采用专业软件。

2.强调学生的主体地位我们分组设计不同的题目，每5人分成一个小组并指定小组长。每组的过程设备的尺寸和材料各不相同但总体方案是可以相互借鉴的。小组成员可在一块查找与设计有关的书籍、资料，碰到问题互相讨论、学习，先在小组里解决掉一部分设计疑问。剩余小组中不能解决的问题小组总结出来，教师再予以指导，加强了指导的针对性。

3.发挥教师的引导作用设计全过程教师只是发挥引导作用应以学生自主设计为中心。引导学生清楚设计步骤提高独立分析、解决问题的能力教师不能只止步于让学生“学会”而是应引导学生“会学”;遇到疑难问题时，教师应通过典型案例分析，形象地引导学生对基本理论知识的理解启发学生的思路，培养学生的工程意识。改变以往教师全盘托出、学生依葫芦画瓢的传统方法。

4.重视课程设计总结与提高:课程设计后期组织学生开一个课程设计总结交流会，让每个小组说出自己在课程设计中遇到的问题及解决的方法、收获与体会设计中需进一步完善之处各组之间相互探讨教师作适当的点评。通过交流使学生对设计内容的理解更加深刻对工程设计的方法更加清晰。

三、设计时间合理安排

原课程设计安排在理论课结束后的两周进行，此时其他专业课程也即将结课学生既要进行高强度的课程设计又要分心复习其他课程的考试。急于完成设计任务段有足够的思考时间甚至出现抄袭现象等。考虑到同其他课程在时间上的协调，我们将这门课程设计安排到第六学期所有课程考试结束后的两周时间。

四、完善课程设计考核方法

以前主要是根据学生在设计期间的表现，计算书和图纸的完成情况答辩时对重要知识点等的掌握程度最终给出学生的成绩。这种考核方式存在一定的弊病厂方面冷别同学抄袭、甚至拷贝同组的计算书和图纸并经重新整理后版面比原创者编写的更规整;另一方面，只有两周时间的课程设计某位学生是积极设计还是应付差事教师难以精确把握。会得出一些不公正的结果使学生的学习积极性受到挫伤。故我们在考核中采用了以下评定方式。

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2课程设计组织与实施

我校环境工程专业共有两个班，课程设计分为四个大组，15人一组，每组由一名教师指导，承担一套装置的工程分析专题。课程组在已经完成的石油石化项目的环境影响评价报告书中，选取了10套典型装置的工程分析章节，经统一整理后设计成标准题库供课程设计使用。在课程设计开始之前，首先由指导教师进行石油石化类项目环评内容及要点的讲座，对即将进行设计的几套装置的主要特点进行简单介绍，对课程设计中可能涉及的问题予以提醒和澄清，从而使学生们掌握石油石化项目环境影响评价工程分析专题的编制格式及要点，在设计过程中能够做到有的放矢。然后由指导教师给学生发放相关装置的可行性研究报告，并布置前期工作要求:(1)查阅相关法律法规、环评导则及标准，列出工程分析专题所需的各项内容;(2)熟悉AutoCAD绘图软件的用法;参考装置的可行性研究报告，熟悉装置的工艺原理、工艺流程、污染源及污染物;(3)查阅石油石化装置物料平衡、硫平衡、水平衡的计算方法;(4)查阅石油石化装置涉及的污染治理措施。在设计过程中，各组每隔两天进行一次集体讨论和答疑，在讨论过程中，指导教师应鼓励学生把自己在课程设计中遇到的问题、解决的方法、收获体会以及不完善之处及时进行总结，同时教师利用提问等方式，及时掌握学生的设计进展和存在的问题。最终上交的课程设计成果包括装置的工程分析专题报告和应用AutoCAD软件绘制的装置工艺流程及污染源位置图。工程分析专题报告的具体内容包括:(1)装置规模及组成;(2)原料及产品方案;(3)工艺流程及产污环节分析(一图一表);(4)污染源源强分析与核算过程;(5)装置平衡性分析(物料平衡、硫平衡和水平衡);(6)装置的污染源、污染物及治理措施。

3课程设计过程中需要进一步完善的问题

3.1加强学生的读图能力和绘图能力

装置的可行性研究报告中给出的是装置的工程设计工艺流程图，而环评报告中需要的是装置的工艺流程及污染源位置图，重点关注工艺过程中产生污染物的具体部位、污染物的种类和数量。这就需要学生首先会读图，把工程设计工艺流程图中的设备及物料进出情况摸清，然后将流程进行相应简化，突出污染源分布情况，同时要保证流程的完整性，最后应用AutoCAD软件完成装置的工艺流程及污染源位置图。在课程设计过程中发现，有些同学在读图方面存在一定困难，而有些同学对AutoCAD绘图软件操作不熟练，绘图速度较慢。因此需要加强对学生读图能力的培养，培养学生的空间想象力，使学生具有较强的构思草图的能力，同时应指导学生掌握AutoCAD软件绘图的基础知识，这样才能保证课程设计的质量和效率。

3.2培养学生查阅文献的能力和创新的能力

学生查阅文献的过程中，不仅要高质量地完成老师布置的任务，还应拓展与课程设计相关的知识面，提高自身的综合素质，这不仅需要学生自己的努力，也需要指导教师的配合。教师应引导学生积极查阅资料和复习有关教科书，学会正确使用标准和规范，强化学生的工程实践能力。设计过程中鼓励学生多做深层次思考，综合考虑环保性、经济性和实用性，强化学生综合和创新能力的培养。同时，学生过于依赖互联网，对信息的来源往往缺乏考证，指导教师应加强这方面的督导，要强调信息的权威性。

3.3保证课程设计成绩评定的公平性

由于课程设计每组参与同学较多，指导老师有限，设计内容相同，造成部分同学以逸待劳，提交的课程设计报告和绘图存在抄袭现象。针对此问题，指导教师应合理分配学生的任务，保证任务的交叉性和独特性;应完善课程管理，根据学生讨论发言情况、文献查阅情况等，加大平时成绩所占比例，同时在课程设计完成后增加答辩环节，每组学生需要面向两位以上指导教师组成的评审小组进行汇报和答辩，从而断绝环评报告的抄袭现象，保证课程设计成绩的公平性。

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与《流体力学》和《化工原理》等传统科目的经典的设计任务相比，《大气污染控制工程》课程设计的任务更具综合性。比如说，《化工原理》课程设计的任务可能是设计一个换热器或是一个精馏塔，是针对具体设备的设计，而《大气污染控制工程》课程设计比较典型的任务，如“脱硫系统的设计”，不仅仅是对脱硫塔设备的设计，同时要对烟气连接的管路、脱硫剂的制备以及烟囱进行设计。综合性的设计任务对指导教师与学生均提出较高要求。在教学实践过程中，发现以下问题：（1）学生对细节的把握不到位，设计说明书中描述性的内容较多，合理准确的参数设计模型与量化数据不足。（2）指导老师对工程资料掌握的不充分，课程设计的选题内容比较局限，一些老师为了追求设计任务的区分度，仅是改变一些参数，带来部分不积极的学生在设计的过程中抄袭，或者在别的同学的设计结果上机械性修改数据。

（二）改革与建议

基于大气污染控制工程课程设计综合性强的特点，针对以上发现的问题，提出相应的建议。

1.进一步明确设计任务，避免学生因时间紧降低核心部分的设计标准。明确要求核心设备的核心部件（或区域）的设计采用经典理论模型准确进行，辅助部件或系统的设计可根据工程经验值核算完成。比如脱硫塔的整体设计中包括了脱硫塔本体的设计、除雾器的设计以及强制氧化区空气喷枪和搅拌器的设计，其中脱硫塔本体的设计是非常重要的，任务书中应明确要求学生用吸收的基本理论模型来设计吸收区的高度，而不能简单利用一般的烟气的流速和一般的停留时间来确定其高度。而对于通用的设备，比如除雾器，简单核算给出设计结果即可。

2.合理安排设计任务，使任务来源多样化。鼓励一些学有余力的学生自己命题，命题的范围必须是与课程相关的，在实际生产过程中普遍存在的或典型的问题，这样能充分调动学生的积极性，避免学生因题目相近而抄袭。同时鼓励学生在指导老师所承担的技术服务项目或课题中选取能够独立完成的任务，当然这些任务务必与该课程设计环节要求契合，在保质保量完成该环节学习任务的同时，激发学生学习的热情和创造性思维。

二、实施过程

（一）现状与不足

1.《大气污染控制工程》课程设计具有综合性的特点，在设计过程中涉及的知识源于流体力学、化工设备、材料以及土建等。而教师在课堂教学中难以对每部分知识进行充分的讲解。因此，学生总是在设计的过程才发现对某部分内容不熟悉，临时去查找资料进行学习或是复习，耽误时间。

2.现在大多数的年轻教师没有在生产现场工作的经历，普遍缺乏工程实际的相关知识，在教学中难以融入生产实际的相关内容。如在除尘和脱硫技术的讲解中，教师只讲解一般的工艺原理和设备原理，对具体的除尘或脱硫等工艺的结构和设备尺寸的介绍不足。因此，学生在设计中只能依据设计手册和资料模仿设计，设计方案的制定无工程理念与依据。设计过程中可能出现毫无判断地使用某些数据，而这些数据源于另一个完全不同背景的设计中，最终导致设计结果与实际差距过大。

（二）改革与建议

1.在《大气污染控制工程》课程教学过程中尽可能多地融入实践性内容，并在理论课讲解的过程中就提示学生在之后的课程设计中会遇到那些问题，提前做好准备。

2.改变课程设计仅在教室进行的现状。在设计任务布置下去后，先让同学们熟悉设计流程，找到设计中可能遇到的难以通过资料查找而解决的问题。之后组织学生到相应的企业参观实习，让学生了解除尘或脱硫系统的性能特点、结构、设计基础知识以及主要设备在实际工程中的运用，即带着问题去学习。或是从企业中聘请有实践经验的工程师或是技术人员来学校进行系统和设备的讲解，为同学们集中答疑，解决设计过程中涉及的工程问题。

三、考核与评价

（一）现状与不足

1.课程设计通常采用考查方式评价，因此很多学生对其重视程度不够，认为这个环节只是对《大气污染控制工程》理论课程的简单加强，缺乏积极性和主动性。部分学生中存在敷衍了事，甚至抄袭其他同学设计内容的现象。

2.目前课程设计的考核方法缺乏刚性的标准，通常由指导教师根据学生提交的设计说明书、图纸和答辩情况来评定成绩，通常以“优、良、中、差”来给成绩，过于笼统，区分度差。

3.该环节完成后，对学生在设计中存在的不足与错误，未能充分反馈给学生。这种单一单向的考核评价方式不能真实客观地反映学生的学习效果，影响了课程设计评定的公平性，抑制了学生的积极性。

（二）改革与建议

1.出台详细的“课程设计成绩评定细则”，以加强课程设计的过程管理，一方面规范指导教师的教学和成绩评定方法，另一方面对课程设计的进行过程给予严格考察。发现抄袭严重的课程设计以“作弊”给予相应处理。

2.将评分方案设定为：考勤占10%，设计表现和积极性占10%，考核答辩占30%，计设说明书和图纸成绩占50%。使得绝大多数学生在课程设计中积极主动地进行思考和设计，提高课程设计质量。

3.开设课程设计的总结交流会，让学生就课程设计的过程发言，并了解自己的设计的评判情况和不足之处。

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（1）课程问题。包括数量与质量两个维度，从数量维度而言，尽管实验实训课程学时有限。实验实训课程通常安排在学期最后三周以及一些任课教师的课程实验，由于学生数量较多，学时数、实验场地受限等因素，个人缺乏足够的动手机会与时间。学生对于实验仅存在初步感性认识，缺乏深刻的理性思考。从质量维度而言，实验实训课程最大的问题并非内容多为验证性实验，而是缺乏设计，不同实验之间缺乏逻辑性，与实际企业应用脱节明显。从而直接导致学生在实验过程中的目的性不清，并不了解为何要做这项实验，当然也无法发挥学生的主观能动性。

（2）参与主体问题。包括教师与学生两个维度。从教师维度而言，由于化工物流实验实训课程的专业性较强，仪器设备使用较多，因而对于教师的理工类理论实验能力要求较高。此外实验设备由于使用损耗而导致测试性能不佳也会增加教师的授课难度。这都要求开设实验实训课程的教师团队制定完整的实验教学手册，对于相关设备原理以及现场操作过程中问题有所了解。从学生维度而言，物流管理专业属于经管领域的学科，学生中文科生占比较高，化学基础本身就比较薄弱，而前置课程中化学实验教学的作用并未完全体现。这也导致了部分学生对于学习难度的估计存在过度现象。

（3）考核问题。实验实训课程的考核方式历来是个难点问题。在实验教学中通常按照出勤率、教师的主观评判给定学生最终考核结果，因此偶有同学因缺勤导致课程不及格，而通过率还是很高。这种考核体制客观上也使得学生对于实验实训课程的重视程度远低于理论考试课程。

2实验实训课程设计实践的思路

结合本院物流管理专业（化工物流方向）正在开展的专业实验实训课程教改实例，对本专业实验实训课程设计思路进行探讨与分析，包括课程设计、教学手段、考核方法、信息反馈四项模块，其中又以课程设计为重中之重。

2.1课程设计模块—基于事件逻辑的发展原理

实验实训课程中最大的问题存在于不同实验之间逻辑性不强，割裂明显。学生在实验课程中对于开展的几项实验并不明确其目的。因此在本次实验实训课程改革中，重点放在了课程设计模块上，设计原理基于事件逻辑的发展顺序。本团队通过测定某种待运物资运输前后基本理化性质，让学生了解到该物资在运输过程中涉及化工物流安全的相关知识点。本文以某一组实验群为例进行说明，整个实验的步骤、测试内容以及所需实验设备，如图2所示，可以清楚的看到该化工物流全过程实验具备清晰的逻辑性特征。考虑到实验室设在中外运化工物流公司中，基于安全环保健康的因素，因此选择了实验样品为普通某类油品。将该油品先行测定粘度指标后，放置于振动平台，通过水平垂直双轴振动，模拟实际路况。在振动过程中，采用积分平均声级计对该样品在机械振动中噪音进行测定；利用非接触式温度测量等设备对于振幅过程中的热辐射进行定量测试；利用手持式挥发性有机化合物检测仪对于振动过程中局部受热而释放的气体进行定性测定；振动结束后可采用静电仪和氧指数测试仪对实验对象进行验证性实验，同时对于模拟路况振动后的原样进行粘度测定，通过两次的粘度值的比较，了解并分析物流运输过程对于样品的影响因素。图2的实验群具有清晰的逻辑顺序，学生在实验实训过程中目的性将得到了有效的提升，对于危化品物流过程中存在的安全隐患也有了深刻印象。这一类的实验群设计，不仅仅可应用于常规的实验实训课程，也可以纳入到多门主干课程的理论学习中，包括物流化工基础、安全科学原理、环境健康安全等课程。

2.2教学手段模块—结合实验与实地的“双实”教学方式

物流管理专业是一门实践性比较强学科，化工物流管理又是将管理学、工学、理学多学科融合的一个方向。在本科阶段的学习中，实验实训课程的重要性尤为明显。然而当前不仅仅是学生，包括部分教师在内存在着重理论、轻实验的传统教育思想，与本专业的特性与发展存在差距。本团队在深刻探究物流管理专业的发展规律，特别是结合本校化工物流这一特色专业，提出了结合实验与实地教学的“双实”方式：即通过学院长期产学研合作单位中国外运化工物流有限公司的现场建设本专业的实验实训基地。实验实训基地的建设不仅仅完善了物流管理专业学生现场教学培训机制，更有利于促进提高本专业学生的实践能力。让学生在企业现场看到见、摸得着，从而对于企业发展过程中实际的问题深入思考。在双实的教学方式下，实验实训基地的发展能及时吸纳企业层面的意见与建议，逐步增加新的实验项目，包括新建的物流振动试验平台以及物联网信息技术中心。此外，双实的教学方法也有利于教师进行特殊品运输安全的科学研究。

2.3考核方法模块—培养教师及学生的团队考核策略

过去的实验实训课程作为考核课程，考核对象是本专业的学生，并且未采用试卷的方式，纳入到学校考试周。本团队尝试将考核对象拓展到课程的主客体，即包括授课主体（教师）以及上课对象（学生）。一方面，教师层面将现有的实验设备进行汇总，要求每位教师根据自己课程选择若干项实验项目，进行针对性学习；同时教师间进行课程设计，构建关联性实验群。另一方面，学生层面根据学生文理学科背景、性别等因素进行分组，以组的形式完成设计好的某一项或者几项实验群。这是考虑到本文中设计的实验群中实验项目数量与质量并不低，学生以组的形式，发挥团队协作精神，也有效提高时效性，避免一位学生一台设备，其他人边上排队的现象发生。

2.4信息反馈模块—收集企业学生教师的反馈意见

在实验实训课程的设计与推进过程中，能否及时收集并吸纳企业、学生以及教师的反馈意见是教改重要保障。过去的实验实训课程，对于授课主体（教师）以及授课对象（学生）的考量因素占据主要地位，而企业信息反馈稍显不足，这与实验实训课程的定位与培养目的存在偏差，这也是学生在此类课程中目的性不强，重视程度不够的因素之一。在教学手段模块中采用了“双实”的方法，让企业与教师、学生呈现零距离，有利于本团队及时了解企业一线员工对于实验实训课程中开展的项目的意见与建议。此外，教师通过上海市教委产学研项目，深入企业一线，当企业、学生与教师三大主体的意见出现相交，便是实验实训课程需要重点修正的地方。当然，企业更关注的是当前实际碰到的问题的解决方式，即怎么做的问题，学生则关注的是通过实验实训课程能够学到哪些知识，即为什么要做的问题，而教师需要兼顾到理论与实际，既要有学科研究的超前性，也要体现出实际应用性，兼顾到学生与企业两者的需求。信息反馈模块正是为我们提供课程设计优化的重要一环。

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[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）060097040引言

随着社会科技的飞速发展，化工行业对工程技术人才的要求越来越高。化学工程专业作为理工科专业之一，实施 CDIO 教育模式成为化工专业教学改革的重要方向之一[1]。化工实践教学是化工专业课程体系中的重要组成部分，其内容包含化工实训、化工仿真、化工认识实习、化工生产实习、本科生科研立项、专业课程设计、化学反应工程实验、化工原理实验及毕业设计等实践环节。进行化工专业实践教学的CDIO 模式改革，不仅可以提高教学质量，而且可以培养学生的工程素质、创新意识和团队意识，提高就业竞争力。

1基于CDIO教育理念构建化工专业实践教学体系按照 CDIO 工程教育模式要求，教学过程要以学生为主体，教学内容安排设计型及综合型内容，引导学生主动学习，提供更多的实践动手机会[2]。基于燕山大学省级化学实验教学示范中心的化工实践教学体系，是按照CDIO的工程理念对实践教学内容重新整合设计，构建了课程教学演示、化工仿真操作、实训综合、化工设计、科研创新5个层次的化工实践教学体系平台，兼顾基础性、综合性、研究性，如图1所示。1.1基础型

基础型包括教学演示和仿真操作。教学演示是使用化工设备多媒体素材库及化工原理实验仿真软件， 以真实直观的仿真界面和丰富的资料展示实际过程；仿真操作内容使用了“聚丙烯聚合工段仿真系统”和“苯胺生产3D虚拟仿真系统”等仿真系统[3]，可以在计算机上真实地再现化工生产过程。仿真操作是学生在掌握化工产品的工艺流程及操作步骤的基础上，用计算机模拟化工产品生产过程中的开车、停车、正常运行及事故处理，弥补了传统实习学生无法亲自动手操作的不足。通过局域网互联的教师站，教师可以实时修改培训内容，汇总并分析学生成绩等。

1.2综合型

综合型内容由化工实训基地的多套化工实验装置组成，如图 1所示，这些实验装置的操作帮助学生树立工程实践概念，使其在完成化工产品的生产操作的同时在化工过程基本原理和化工实践之间建立起紧密联系。例如，在“化工生产工艺流程优化实验装置”的实训过程中，要求学生通过仿真DCS控制系统进行生产操作，由原料乙烯、氧气及冰醋酸经过换热器预热，在气固相管式反应器中反应生成产品醋酸乙烯酯，粗产品经过水洗釜、气液分离器分离后进入精馏塔进行精馏，得到的纯醋酸乙烯酯在聚合反应釜中发生聚合反应得到聚醋酸乙烯酯。该项目要求学生在掌握“三传一反”基本原理基础上，学会熟练操作并完成各项工艺参数的控制。该项目的实训操作不仅使学生理解了气固相催化反应器、气液分离器、醋酸乙烯酯精馏塔及聚合釜等化工单元设备的基本原理，而且可以培养学生的工程实践能力，实现基本理论与工程实践的结合。

科研创新型主要是在化工设计和科研方面。化工设计型按照CDIO的工程理念及教育模式要求，将本科生第6学期的化工原理课程设计、第7学期的专业课程设计及毕业设计环节整合到一起，由点到面，从局部到整体，对学生的分析和解决问题能力、创新意识和团队意识进一步训练。例如“丙烯腈合成工段设计”题目中，在化工原理课程设计中，要求学生在掌握化工过程基本原理后，根据老师给定的设计任务完成氨中和塔、空气饱和塔或反应器等某一化工单元的设计计算，而在专业课程设计中，要求学生在完成某一化工单元的设计任务基础上完成丙烯腈合成工段的初步设计与计算及工艺流程图的绘制，在毕业设计时候，则要求学生在专业课程设计基础上进行完整的工艺设计，包括主要设备的工艺计算、工艺设备、原料消耗、能耗表、排出物表及带控制点的工艺流程图等。

科研型是鼓励学生自主创新，积极参加创新与设计竞赛等。例如，学生在教师的指导与带领下，完成了“基于Aspen plus的聚醋酸乙烯酯生产工艺流程仿真及优化”和“平推流与全混流反应器系统仿真”等创新项目，并在由中国化工学会、中国化工教育协会、教育部高等学校化工类专业教学指导委员会主办的第九届全国大学生化工设计竞赛中荣获全国二等奖、华北赛区一等奖的优异成绩。

2基于CDIO模式的化工实践教学体系改革与实践2.1改革实训内容，培养学生工程实践能力

1）课堂教学引入讨论环节，培养学生工程分析能力。 按照CDIO的教育理念，课程的教学过程应围绕着设计项目展开。在化学反应工程教学实践过程中，分别针对课程重点内容“均相反应过程”和“气固催化反应工程”烧掳才帕肆酱翁致劭危由教师指定两章的讨论选题内容。例如，针对“气固催化反应工程”中的难点“固定床反应器计算”，要求学生在拟均相模型求解算法和Aspen Plus反应器计算中选题，学生在讨论课前需进行相关文献资料的查阅整理，讨论完后由小组派出代表进行主题发言，其他同学讨论主题发言同学的意见，最后由教师进行总结。讨论课使学生的综合能力、创新能力及团结协作能力都得到了加强和锻炼。

2）采用3D虚拟现实仿真，提高学生学习兴趣。CDIO的教育理念倡导“做中学”的教学方法，让学生在知识的学习和应用之间形成良性互动。3D虚拟现实仿真技术[4]营造了“自主学习”的环境，学习者可以通过自身与信息环境的相互作用获得知识与技能。在化学反应工程教学实践中[5]，使用了“苯胺生产3D虚拟仿真软件”等仿真系统。如图2所示，学生在掌握了苯胺生产的工艺流程及流化床反应器的内部结构基础上，在3D虚拟生产环境中贴近真实地体验实际操作的感受，在激发了浓厚学习兴趣的同时更深刻理解了所学的专业知识，提高了学生分析和解决生产操作中各种问题的能力。

2.2采用项目式教学，培养学生工程设计创新能力和团队协作能力CDIO倡导“基于项目的教育与学习”。在化学反应工程教学实践过程中引入了Aspen Plus工艺软件进行三级项目设计[5]。项目要求学生结合实际问题从Aspen Plus反应器模块中进行选题，学生要采用类似讨论课的方式分组完成反应器的选型及计算模块选择、物性方法及参数的设定、计算过程和结果输出、项目报告及答辩等工作，以答辩的形式进行验收。

三级项目的实施为后续的专业课程设计和毕业设计等实践环节打下了良好的基础，学生通过对反应器模块设计的熟练运用，掌握了分析和设计化工过程的基本技能，同时也加深了对反应器设计基础知识的理解。例如，在“乙烯法生产聚醋酸乙烯酯工艺设计”毕业设计题目中，学生按设计任务对气固相催化反应器、油水分离器、醋酸乙烯酯产品精馏塔、水洗釜及聚合釜等化工生产单元进行分析，在完成设计计算后通过操作“化工生产工艺流程优化实验装置”来验证计算结果。此类项目设计与实施是对学生的工程设计能力和团队协作能力的进一步提高。

2.3利用化工实践教学平台，培养学生工程实践能力CDIO的含义为构思―设计―实现―运作[6]。将这一理论应用到化工实践过程上，就是化工过程的合成、设计、分析、评估和实现。利用图 1所示的综合型化工实训装置，选择具有实际应用背景的产品开发项目，企业工程技术人员和校内教师作为指导教师相互协作，指导学生组成团队合作完成设计案例。例如，在“聚乙烯醇合成工段工艺”设计题目案例中，以“化工生产工艺流程优化实验装置”为基础进行二次开发，利用Aspen Plus工艺软件设计了以聚醋酸乙烯酯为原料合成聚乙烯醇的工艺方案，初步完成了聚乙烯醇合成工段工艺设计计算、主要设备计算选型及工艺流程优化等工作。

2.4成绩评价体系的改革

在化学反应工程教学实践中，按照CDIO的教育理念，建立了一套完整实践考核体系[5]，依据全程监控的理念从7个方面进行考核，见表 1。其中，讨论课、仿真操作及项目设计是考核的主要内容，学生在巩固反应器基本知识的基础上，又熟悉了应用Aspen Plus软件进行反应器设计的基本内容，并通过平推流和全混流反应器的实验操作做到了理论和实践的结合，真正实现了“做中学”。期末的闭卷考试只占总成绩的50%，闭卷考试分值的弱化也避免了以往学生考试突击及作弊的现象。

2.5加强校企合作，突出教师工程素质培养

校企合作及企业的参与是真正实现CDIO 工程教育模式的关键途径。全方位的校企合作不仅可以实现化工专业实践与科学研究、工程实际及社会应用的有机结合，而且对教师的工程素质的提高有很大帮助。学校和秦皇岛华瀛磷酸有限公司及中国阿拉伯化肥有限公司建立了长期的合作关系，积极推进校企共建平台建设，利用学校现有的科研平台及信息资源等主动服务于企业，帮助企业解决实际问题，加大企业参c高校人才培养的步伐，并由企业工程技术人员和校内教师共同指导学生来完成项目案例，保障实践教学的实施。

表1化学反应工程教学实践成绩评价

序号内容比例%考核方式1出勤5签到2作业5作业内容及完成情况3讨论10分组答辩、报告及PPT4仿真操作10仿真在线测试5项目设计10分组答辩、报告及PPT6实验10分组操作表现及实验报告7期末考试50闭卷考试3结束语

基于CDIO教育理念的化工实践教学体系，在实践教学的过程中效果明显，提高了化工专业的教学质量，培养和锻炼了学生的工程创新能力和团队意识。结合学校的人才培养和教学理念，在化工实践教学体系构建与实践过程中，不断深化CDIO工程教育改革，继续构思与设计以构建实施新的人才培养方案。

参考文献

[1] 顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIPCDIO汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008 （1）：1220.

[2] 申延明，刘东斌，樊丽辉.化学工程与工艺专业应用型人才培养体系的构建与实践[J].化工高等教育，2014（3）：13.

[3] 宋建争，李建军，张永强.化工虚拟仿真实验教学探索与实践[J].教学研究，2014，3（37）：107109.

[4] 夏迎春，吴重光，张贝克.现代化工仿真训练工厂[J].系统仿真学报，2010，22（2）：370375.

[5] 李建军，宋建争.化学反应工程教学改革探索与实践[J].化学教育，2015（10）：5961.

[6] 查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008（5）：1619.

Construction and exploration of chemical engineering practice system

teaching based on the concept of CDIO education

Li Jianjun，Zhang Yongqiang