化工原理课程设计教学论文

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　　摘要:化工原理课程设计对培养应用型本科人才具有重要的作用，传统的课程设计因其设计题目单调易雷同、师生缺少工程意识、设计方法单一以及考核体系不科学等因素制约了学生的学习。文章对此课程的教学改革进行了探索，通过精心选题、加强工程实践性、强化计算机辅助技术的应用以及改革考核方式，培养了学生的工程应用实践能力，使教学达到了更好的效果。

　　关键词:化工原理;课程设计;教学改革

　　应用型本科人才培养是指以学科为基础，以经济社会发展需求为导向，以能力培养为核心，培养的人才应具有较强的动手能力、技术思维能力，能够解决生产中出现的技术问题，其培养模式的特征就是“应用性、行业性、实践性”［1－3］。化工原理课程设计是应用型本科高等学校化学工程与工艺专业的一门专业必修课。目前，化工原理课程设计教学中存在着一些不容忽视的问题，不利于应用型本科人才的培养。本文结合鄂尔多斯应用技术学院化工原理课程设计教学的实际，根据应用型本科人才培养的目标，通过认真分析传统化工原理课程设计中存在的问题，探讨化工原理课程设计改革方向。

　　1化工原理课程设计的作用和内容

　　通过化工原理课程设计的学习，使学生系统地获得化工原理课程设计(理论、规定、程序和方法)的基本知识和基本方法。培养学生树立正确的设计思想和求是精神，严谨负责协调创新的工作作风和基本设计技能，提高综合运用所学知识去分析问题、解决问题的能力。同时是提高学生综合素质，使大学生向工程师转化的一个重要的教学环节，是本科生学习完高等数学、普通物理、机械制图、计算机技术、化工原理、反应工程等课程后的一门必修课。该课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训练，强调理论与实践的结合，可以提高学生分析问题、解决问题的能力。化工原理课程设计的内容是根据教师提供的设计任务进行设计，主要有:①选择适宜的设备并进行计(核)算，对确定的换热器类型进行简要论述，对设备进行包括确定物性数据、估算传热面积、工艺结构尺寸等的工艺计算以及设备的机械设计;②绘制设备的装配图(包括技术特性表、管口表、部件明细栏，A1图纸、打印);③编写课程设计说明书。

　　2化工原理课程设计存在的问题

　　2．1设计题目单调易雷同

　　化工原理课程设计题目选择范围窄，由教师布置具体设计内容与要求。设计题目陈旧，设计内容格式化，并且多年来一成不变，或者只对其中的产量进行简单地改动。设计过程有现成的模式，学生所做的工作主要是套用公式，依葫芦画瓢，难以避免学生的抄袭现象，设计成果也近乎千篇一律，过程流于形式。大部分学生学习积极性不高，不够重视，设计质量差，难以达到教学目标。

　　2．2师生缺少工程意识

　　化工原理课程设计大多是在课堂教学和教师指导下进行，学生没有机会深入相关企业，缺少工程意识的培养，工程意识薄弱，对工艺和设备的认识比较肤浅。学生对于设计过程涉及的计算和公式并没有真正理解，设计出的单元设备常常不规范也不合理，缺乏运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。同时由于青年教师普遍缺乏实践经验，指导学生的能力不足，需要利用业余时间到工厂企业进行锻炼。部分高校在设计过程中也安排学生到一些化工厂参观，但主要的教学形式仍是课堂教学。

　　2．3设计方法单一

　　传统的设计方式单一，多采用手工计算和手工绘图。在设计中有很多参数需要由学生合理选用，故需要多次选择参数值方可获得满意的结果。由于反复试算的计算量较大，计算结果准确度不高，若参数选择不合适，中途出现不合理的计算结果，需按正常设计处理方法从尾到头逆向再检查一遍，从出现问题处再重新计算设计，很难实现通过改变设计参数进行方案比较的设计性训练。手工绘制工艺流程图和设备工艺条件图的准确度较差。

　　2．4考核体系不科学

　　化工原理课程设计的考核评价体系不科学，制度不严格，多采取重结果、轻过程的模式，难以调动学生的设计积极性，也难以检验设计的质量。造成学生间抄袭现象严重，同时助长了不良的学习风气。

　　3应用型本科高校化工设计课程教学改革途径

　　针对在化工原理课程设计中存在的一些问题，作者根据教学实践，提出了以下几点改革途径。

　　3．1精心选题

　　应用型本科教育培养的应是掌握了够用的基本理论知识，懂得将高深知识或高新技术进行实践转化，对生产、建设、管理和服务的各个环节有总体认识的学生［4］。因此，设计内容的选择既要能满足课程设计教学大纲的要求，又要选择具有普遍指导意义的设计内容。针对课程特点及学生知识水平储备的差异，以“提优、促中、转差”为原则，设计新颖题目及多样化的设计内容，同时拓宽选题范围，把理论课教学涉及的重要单元设备列入课程设计选题范围，避免较多学生进行同一设计的现象，从而减少抄袭现象。在教学中鼓励指导教师根据自己的科研项目和厂校联合开发课题进行部分实际课题的设计，这样可以调动学生的主观能动性和增加题目的新颖性。另一方面，物性数据要从文献中获取，符合可行性原则。所需物性数据要求能直接从文献上查得或能预测出来，否则学生将不能完成设计任务。

　　3．2加强工程实践性

　　课程设计教学中对学生进行工程教育直接关系到应用型本科教育的人才培养质量。对学生进行工程理念和工程观点的培养，有利于提高学生运用化工基本知识的能力。以往的课程设计时间大多为两周，设计时间短，同时由于指导教师实践经验有限，我们对设计时间进行了调整。在进行课程设计之前，安排为期两周的生产实习，通过企业的现场实习，加深对实际单元操作设备的感性认识。在学生实习之前，公布课程设计拟进行的单元过程与单元设备，让学生带着问题有目的地进行实习。实习结束后，再把自己在企业里的所见所闻与理论相结合，用来指导自己的课程设计。另一方面，化工系青年教师利用假期和课余时间直接到附近的建元煤化工有限公司、中煤集团、内蒙古苏里格天然气化工股份有限公司等一批化工企业进行工作锻炼和学习，同时积极参加实践教学基地建设以及与工厂企业的横向合作项目，提高自己的业务水平和实践经验。

　　3．3强化计算机辅助技术的应用

　　由于常规的课程设计时间为两周，化工原理课程设计包括化工原理、工程设计、机械制图、设备选型等内容，计算步骤繁多，公式复杂，还经常采用试差法反复计算，设计计算任务繁重，往往占用大量时间［5］，因此，若设计全部采用手工计算、手工制图进行，很难高质量的完成设计任务。计算机模拟软件如AspenPlus、PＲO/II、AutoCAD、MATLAB、Office、Excel、PowerPoint等可极大地降低学生的手算负担。计算机在化工原理课程设计中主要有工艺计算和制图两方面的应用，利用计算机编程计算如Excel和MATLAB对设备化工过程系数的选取进行核算，可以节省时间，增加准确度。利用AutoCAD软件绘出设备的装配图，不仅使图纸整洁、美观，而且能将设计与计算机应用知识紧密结合，充分调动学生学习的积极性，培养他们掌握现代科学技术解决工程问题的能力［6］。

　　3．4改革考核方式

　　传统化工原理课程设计考核方式只注重设计说明书和装配图，这样无法识别学生的抄袭现象。鉴于此，我们将考核方式分为以下三个方面。①根据化工原理课程设计说明书和图纸的质量评定成绩，其结果占终评成绩的40%;②过程中的考核(平时成绩)占终评成绩的40%。在设计期间定时及不定时地检查设计进度和内容，对设计过程中表现积极的学生适当加分，达到及时发现问题及时解决和及时发现错误及时纠正的目的;③答辩成绩占总成绩的20%，采用开放式答辩形式，先由答辩学生阐述设计过程，在过程中遇到的困难以及解决困难的途径，教师及其他同学均可针对学生的设计提出问题，由该学生回答。答辩结束时，教师作出恰当的点评，指正设计错误。这样使得学生对设计的理解更为深刻，同时也避免了抄袭现象。

　　4结语

　　通过精心选题、加强工程实践性、强化计算机辅助技术的应用以及改革考核方式，使学生能够把理论知识与实践生产知识有机地结合起来，提高了学生分析问题和解决问题的能力，培养了学生的工程应用实践能力，达到了由培养知识型人才转向应用型人才的目的。

　　作者:王云飞 杨晨霞 段毅文 单位:鄂尔多斯应用技术学院化学工程系

　　［参考文献］

　　［1］张兄武，徐宗宁，付保川．本科应用型人才培养改革策略探究［J］．教育评论，2011，(2):12～15．

　　［2］张世英．新建本科院校应用型人才培养的研究与探索［J］．中国大学教学，2011(2):9～11．

　　［3］任条娟，刘斌．应用型本科人才培养模式与机制构建的思考［J］．中国大学教学，2011(2):20～22．

　　［4］史秋衡，王爱萍．应用型本科教育的基本特征［J］．教育发展研究，2008，(21):34～37．

　　［5］周美华，徐静波，王夏琴．基于MATLAB的化工课程设计软件开发［J］．计算机与应用化学，2001，18(5):496～498．

　　［6］刘军．化工原理课程教学改革初探［J］．职业技术教育，2006，27(14):41～43．

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