化工原理的課程設計范文

導語：如何才能寫好一篇化工原理的課程設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：化工原理；課程設計； 教學實踐；研究

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.

[3]裴秀中.化工原理課程設計改革實踐[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2003，20（02）：112.

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關鍵詞:化工原理;課程設計;教學實踐;研究

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，對設計及工藝過程進行計算，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。

作者:張建峰 朱學軍 張潔婧 胡可心 單位:吉林農業大學

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.

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鑒于傳統的課程設計教學所存在的問題，經過近幾年的嘗試，我們進行了有針對性的改革與實踐，取得了一定成效。所采取的具體措施如下。

1調整課程設計時間

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。

2科學廣泛選題

化工原理課程設計是綜合性和實踐性較強的教學環節，是理論聯系實際的橋梁，是使學生體察工程實際問題復雜性的初次嘗試。一次成功的課程設計，可以使學生掌握化工設計的主要程序和方法，培養學生分析和解決實際工程問題的能力。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

由于閱歷和經驗的限制，在布置課程設計的題目以后，許多學生不知從何處入手。此時，教師的輔導和答疑就顯得非常重要。除了采用集中講課和答疑以外，也可以充分利用現代化通信手段進行答疑，如電子郵件、微博、QQ等，從而適時地引導同學尋找解決難題的方法和途徑。在設計過程中，指導教師應及時了解學生的計算結果和進展情況，掌握學生在設計方案選擇上是否有新意。并促使同學不斷發現問題，完善設計。總之，為了使學生得到有效的培養，指導教師一定要不辭辛苦，真正發揮主導作用，促成與學生的良性互動。

改革成績評定方式

化工原理課程設計著重培養學生的創新意識和工程實踐能力。因此成績評定應貫穿整個設計過程。以往主要依據圖紙和說明書的質量評定課程設計成績，但是如前文所說，設計雷同、抄襲現象時有發生，難以體現公平公正。針對這一問題，我們通過把設計過程、設計說明書和圖紙質量、答辯以及創新性等幾個方面結合在一起對課程設計成績進行評定。

(1)設計說明書和圖紙質量作為最終成績考核的一個主要方面。除了看學生的報告內容是否正確，設計目的有沒有達到，基本概念和原理是否掌握之外，還要考察圖紙標注是否規范，表達是否準確，報告結構是否完整等。這部分成績占最終成績的40%。

(2)過程考核也作為一個評判標準，從學習態度、學習獨立性、學習能力等多個角度對學生進行評價。對于提問積極的，學習主動的，在設計過程中能體現出解決問題的主動性、創造性的，能夠按時完成設計的都會給予加分。這部分成績占最終成績的10%。

(3)答辯成績是成績評定的另一個主要方面。答辯內容涉及流程圖、裝配圖、設計說明書的各部分和流程模擬軟件計算設計及繪圖。首先每位學生隨機抽取1~2道題作答。提倡同組的學生相互補充答題，教師再根據每位學生的圖紙和說明書中的部分內容提問，檢查是否是其本人獨立完成。答辯成績占總成績的40%。

(4)創新性也是成績評定的一個標準。在設計過程中，有的學生只是按部就班地按照書上的方法，按照常規的設備設計將設計題目完成；而有的同學是通過思考和翻閱資料，采用不同的計算方法進行計算，選用新型的設備和構件進行設計，這樣不同的設計思路在進行成績評定的時候會加以區別。這部分成績占總成績的10%。實踐證明，這種考核方式是比較公正、合理的，充分調動了學生的設計主動性和積極性，對于提高教學質量和培養學生的創新意識具有重要的推動作用。

結語

篇4

【關鍵詞】汽輪機;課程設計;計算機軟件

課程設計是很多工科專業提高學生實踐能力的重要環節。在全國開設動力機械及工程專業方向的高校中，很多都安排了“汽輪機原理課程設計”這一課程，旨在通過課程設計使學生應用、鞏固、提高所學專業知識，加深對所學理論知識的理解，獲得與專業有關的實踐經驗，培養專業技能以及綜合運用理論知識分析和解決實際問題的能力。汽輪機原理課程設計是汽輪機原理教學的重要組成部分，是汽輪機原理課程理論教學結束后，針對汽輪機設計過程中某一具體環節，在指定的設計工況下由學生獨立進行的一次系統地設計實踐。汽輪機設計包括熱力設計和強度設計，具有很強的綜合性和實踐性。設計過程中需要查閱大量的文獻資料和物性參數以及相關的設計手冊、標準，同時也需要進行大量的設計計算和工程圖繪制，設計任務繁重，需要耗費大量的時間和精力。在短時間內完成這一設計過程，學生往往疲于應對各種公式、運算，而不能很好地理解掌握整個設計過程，使得課程設計的教學目的大打折扣。隨著計算機和軟件技術的發展，汽輪機原理和計算機軟件相結合，可有效地提高學生的運算速度，克服上述問題，切實提高課程設計的教學效果。我們在汽輪機課程設計的教學實踐中，通過不斷摸索發現，計算機軟件和傳統課程相結合確實取得了良好的效果。

一、同Excel結合，簡化計算過程

Excel是MicrosoftOffice常用的辦公軟件，其強大的公式編輯和計算功能正好可以處理汽輪機原理課程設計中的大量計算工作。汽輪機原理課程設計的計算涉及參數的選擇、熱力系統的計算、通流部分的熱力計算和整機校核計算。設計過程涉及大量的公式和計算，有些參數可能需要反復迭代得到，計算工作量非常大。將Excel引入到設計過程，可以使計算過程簡化，提高計算效率。只要一次編輯公式，就能得到所要的結果，需要反復迭代的過程只需改變輸入參數即可。利用Excel軟件可以節約大量的計算時間，學生可以不用專注于繁瑣的計算過程，而有更多時間去消化理解公式和計算過程。

二、同ABAQUS結合，提高工程意識

ABAQUS被廣泛地認為是功能最強的有限元軟件，可以分析復雜的固體力學、結構力學系統，特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。ABAQUS不但可以做單一零件的力學和多物理場的分析，同時還可以做系統級的分析和研究。由于ABAQUS優秀的分析能力和模擬復雜系統的可靠性使得ABAQUS被各國的工業和研究中所廣泛地采用ABAQUS產品在大量的高科技產品研究中都發揮著巨大的作用。學生通過公式進行的強度校核采用了一定的簡化和近似，得到的結果和工程實際有一定的差距，只適用于課堂教學，在工程實踐中幾乎不采用。為了培養學生的工程意識，引入ABAQUS軟件，通過設計簡單的題目讓學生去進行強度分析和校核。這一過程不但鍛煉了學生工程軟件的操作能力，同時也培養了學生的工程意識，為學生踏入工作打下一定的基礎。

三、同AutoCAD結合，提高制圖規范

汽輪機原理課程設計通常要求學生在設計計算完成以后，將汽輪機的通流流道，以及某幾級的葉片葉型，通過工程圖紙的形式繪制出來。這時學生需要使用AutoCAD繪圖軟件將設計結果清晰地呈現出來，同時也要符合機械制圖規范。學生首先要去查閱相關的機械制圖標準，圖紙的頁面設計、標題欄、明細欄等均需嚴格按照機械制圖標準繪制；流道以及葉片型線的類型，標注的線性均需按標準嚴格執行。通過系統而嚴格的制圖過程，學生強化了工程規范意識，同時也提高了繪圖水平。通過汽輪機原理課程設計教學的不斷摸索和改革，我們將葉輪機械常用的設計軟件應用到汽輪機原理課程設計的教學實踐，提高了學生的工程意識和軟件操作能力，同時也提高了汽輪機原理課程設計的教學質量，為葉輪機械專業人才的培養發揮了應有的作用。

參考文獻：

[1]劉相，王蘭娟.化工設計軟件在化工原理課程設計中的應用，化工高等教育[J]，2012,6:64-66

[2]賽慶毅.工科研究生提高能力的方法探討，課程教育研究[J]，2016.4:2-3

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關鍵詞： 項目教學法；化工原理；課程設計；理論與實踐結合

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.213

0 引言

項目教學法 （Project Based learning， PBL），是以項目為對象，將學生分組，然后各組學生圍繞各自的項目進行討論、協作學習，最后進行合理分工，共同完成項目，教師根據項目完成的情況來評價學生對知識的掌握程度是否達到了教學要求。

1 項目教學起源

項目教學法起源于16世紀末期的歐洲，是由意大利建筑教師要求學生進行的設計教堂、紀念碑、宮殿等 建筑的“競賽”演變而來的，經過100多年的發展改進，到1763年，項目教學觀念正式成為學院派的教學方法。1765-1880 年，項目教學法成為常規的教學方法，并且由歐洲傳入美國，從最初的僅在建筑學中應用發展到在工程學中廣泛應用，從而掀起了項目教學法的第一次發展浪潮。1880-1915 年間，項目教學法在手工培訓、工藝美術等學校中得到較廣泛的應用，在這些學校中，學生必須完成“畢業項目”，并且獲得學校教師的認可才可以拿到畢業證書。1915-1965 年，美國的教育家 Kilpatrick 發表了題為《項目教學法在教育過程中有目的的活動的應用》論文，重新定義了項目教學法，引發了世界教育行業的廣泛關注與熱烈討論，掀起了第二次項目教學法理論與應用研究的浪潮。1965 年以后，項目教學法再次進入快速發展時期。教育家凱茲與查德撰寫了題為《啟迪孩童的心智：項目教學法》的專著，將項目教學法引入到兒童教育領域，掀開了項目教學法第三次研究的浪潮的序幕。在這一時期，項目教學法逐漸完善，成為了一種重要教育模式，并成為一種探究式學習形式被大力推廣，其學習理念從大學教育推廣到中小學教育。

2 項目教學法在國內的應用

項目教學法在我國廣泛應用的時間比較晚，到本世紀初才開始研究，但是發展及其迅速。在化工原理課程設計中應用項目教學法卻有很多優點。下面我們以乙醇生產工藝設計為例來討論項目教學法在化工原理課程設計中的應用。

發酵法生產乙醇工藝一般包括原料粉碎，糊化，糖化，發酵，蒸餾五個主要工段，我們將每班30個學生分成A～E 5組，每個組拿到的設計任務都不相同，比如A組設計以木薯為原料年產10000噸乙醇的工藝，B組設計以玉米為原料年產8000噸乙醇的工藝。每組6名學生，選出一名學生作為組長，負責組織學生討論方案，任務分工，把握工作進度，定期匯報等工作。學生按自己的意愿，按工段分工或按單元操作分工，組長組織組員列出完成本項目所需的所有工作，盡可能列的詳細，周全，然后提出任務分配方案供大家討論，根據組員意見做適當修正，最終確定任務方案，如果項目進行過程中出現預算外任務，組長負責合理的安排下去。這樣的過程可以鍛煉組長的領導組織能力，鍛煉團隊成員的團隊協作能力，語言表達能力，同時還可以鍛煉學生在意見不一致時處理問題的能力。一般情況下，為了分工清晰，學生會選擇按工段分配任務，五名學生各負責一個工段，組長負責輔助工段及各個工段直接的銜接工作，鑒于蒸餾工段任務量比^重，一般組長會幫忙做一部分輔助設計工作，比如再沸器，冷凝器的設計選型等。

任務分配完畢以后，每個學生花費1天的時間根據自己的任務提出設計方案，以及一些自己沒法解決或把握不準的問題，準備小組討論。第二天開工前組長組織討論各個工段的設計方案，組員積極參與討論，找出設計方案不合理的地方，并討論提出解決方案或者解決問題的方向。如果有實在無法解決的問題及時找老師討論。經過論證，初步達成一致意見后與指導教師討論方案，并最終確定設計方案。從第三天開始進入常規設計工作狀態，按計劃2周的課程設計通常有7天處于常規設計工作狀態。在這期間，每天開工前組長要組織半小時的開工會，每天工作結束前1小時各組組長向指導老師做當天的工作匯報。開工會時討論當天需要完成的工作及頭一天遇到的還沒有解決的疑難問題。開工會結束后各成員進入工作狀態，遇到問題首先自己查資料文獻去解決，如果解決不了，則自由找人討論，可以找本組成員也可以找其他組成員討論。到收工前1.5小時仍然沒解決的問題組長匯總，在向指導導師做當天組內工作進展報告時提出來。每天設計工作結束后各組組員需要向組長做一個工作進展報告，匯報當天自己所做的工作，包括設計方案，工作進度，遇到的問題，需要提供的幫助等。之后，各組組長需要向指導老師做一個工作報告，匯報整個組的工作進展，那些工作正按計劃進行，那些工作已經提前完成，哪些工作遇到問題比預期需要多花費多少時間，明天準備做哪些工作，有哪些問題需要老師幫助解決等。課程設計的最后一天，各組需要整理計算書、圖紙、工藝方案，然后總結本次設計所用到的知識如塔板計算理論，哪些設計理念如精餾塔選型時要綜合考慮效率、成本和技術實現難度等問題，秉承企業利潤最大化的原則來對精餾塔選型。最后，各組組長要向指導老師做這兩周實習的工作匯報，包括設計成果，設計過程中遇到的值借鑒推廣的處理問題的方案等。

3 結束語

以項目制的方式進行化工原理課程設計不僅可以提高學生的工程意義，以便畢業后能更快的適應企業管理模式，同時能使學生將所學知識綜合利用，融會貫通，能培養學生的團隊意識，增進同學間感情。因每個同學的任務都不同，必須獨立完成，所以能提高學生自己解決問題的能力和語言表達能力。因此，項目教學法非常適宜用于化工原理課程設計。

參考文獻：

[1]白順芳，唐梁兵.項目教學法在計算機網絡課程中的應用[J].機械職業教育，2009（12）：51.

[2]孔婷.基于項目教學法的高職英語教學設計[J].揚州大學學報，2015（01）：22.

篇6

關鍵詞:課程設計;能力;培養;工程設計

1課程設計形式

課程設計的形式采取學生分組的方式，每個小組分配一個設計題目，各個小組的設計題目大同小異，將學生分組的目的是要求每個小組組員之間都有明確的分工，讓每個同學都能參與整個課題的設計，達到真正激勵每一個同學參與的目的。在對學生進行課題分組之前，首先對學生進行問卷調查，了解學生的相關學習情況及個別學生在某些方面的專業特長，比如:繪圖或者計算方面的特長，這樣在進行課程設計分組時，能較好搭配分組，讓學生的特長得到很好的發揮。我們將一個自然班級分成5～6組，每組5～6人，小組內成員有相應的分工，每個小組選取一名組長，采取組長負責制，組長的任務是給各個組員分配設計任務，同時管理和協調小組的整個設計過程。

2課程設計內容

課程設計的內容主要根據各門課程的特點和課程的培養方案進行設計，課程設計內容設置必須符合教學大綱的要求。設計的內容盡量選擇綜合性較強的設計類題目，課程設計題目的設置要綜合考慮多門課程相關知識的綜合應用，還要考慮課程設計題目對學生工程設計能力的培養。比如:在化工設備機械基礎課程中，分配課程設計題目———反應釜設計，在該課題設計中包含了化工原理、化工設備機械基礎、化工制圖及AutoCAD繪圖等多門課程內容的綜合運用;在化工制圖課程設計中，給學生分配化工模型及閥門等部件的設計及圖紙繪制，該課程設計也包含了化工制圖和計算機輔助繪圖等課程知識的運用。因此，一個課程設計考核了學生多門課程知識的掌握情況，是對多門課程學習效果的很好的總結和應用，對學生工程設計能力的綜合培養起到了很好的作用。課程設計的整個設置過程是通過教師下發設計任務書，學生小組在組長的組織下按照設計任務書的要求完成各項設計內容，各項設計任務的時間分配和完成地點由小組內部協商決定，整個課程設計方式比較靈活，便于小組成員的協調合作與溝通。課程設計的評定包括學生小組提交設計成果和教師進行課程設計評價等部分。任務書中詳細說明課程設計的設計目的、設計要求和設計內容;設計成果包括設計說明書及設計答辯PPT、圖紙等內容。

3課程設計評價方式

學生小組完成設計題目后，除了提交設計任務書中要求提交的設計成果外，還要準備PPT進行課程設計答辯。每個小組分配15min左右的答辯時間，首先由小組組長進行設計闡述，然后由教師提出問題，小組成員進行解答。教師根據小組設計完成情況和答辯情況綜合評定課程設計的總成績。因此，整個課程設計成果的評價方式由答辯闡述、設計完成情況和答辯表現三部分組成。整個課程設計答辯過程是各個設計小組展示設計成果的過程，在此過程中鍛煉了學生的語言表達能力和團隊合作能力，同時也驗證了學生對基礎知識的掌握程度。

4課程設計在期末成績中的占比

課程設計的進行一般在每門課程的理論課結束后進行，課程設計作為課程的一種形成性考核方式，在課程總成績中占有較大的比例。對于有實驗課的課程占據和實驗課成績大致相同的比例;對于沒有實驗課的課程占課程總成績的30%～40%。課程設計在一門課程中屬于課程綜合性評價的一種方式，也是檢驗課程學習效果的重要指標。

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1.設計題目陳舊，設計內容格式化

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。

三、結束語

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關鍵詞：Aspen Plus；化工設計；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）23-0093-02

一、引言

化工設計是指對化工過程的設計，通過設計一系列的單元設備操作，將其合理地組合起來，從而實現從原料的輸入到產品的輸出。[1]化工設計課程是高校化學工程與工藝專業的一門重要的專業必修課，是在學生學完專業基礎理論課《化工原理》、《化學反應工程》、《化工熱力學》及主要專業課《化工工藝學》、《化工儀表自動化》、《化工設備》后，所開設的一門綜合性實踐教學課程。

近年來，隨著計算機技術在化工生產及過程設計應用上的快速發展，掌握先進的計算機控制與設計技術，以適應行業的發展，顯得尤為重要。Aspen Plus是一種適應化工工程日益綜合化、大型化、復雜化趨勢，已全方位應用于化工過程研究、開發、設計、仿真、生產過程控制、優化及技術改造等的大型軟件，具有最適用于工業、且最完備的物性系統。它計算精準，是目前國內外化工設計院使用的主流軟件。[2]將Aspen Plus應用于化工設計課程教學，不僅可以培養學生學習興趣和計算機應用能力，而且為學生將來從事相關行業的工作打下堅實的基礎。

Aspen Plus是一款針對以化工為代表的過程系統模擬軟件，其設計基礎是以“三傳一反”和化工系統工程為核心的化工專業知識，本文結合Aspen Plus在化工設計教學中的應用實踐粗談教學體會。

二、教學現狀分析

中國礦業大學（以下簡稱“我校”）化學工程與工藝專業的本科生培養方案中，主要在第五和第六學期開設專業基礎理論課和重要的專業課程，如《化工原理》、《化學反應工程》、《化工熱力學》和《化工分離工程》等。在第六學期開設《計算機化工應用》，通過對Aspen Plus軟件的理論學習與上機實踐，讓學生掌握流體輸送單元、傳熱單元、分離單元等單元操作的仿真設計和流程模擬；通過學期末的《化工原理課程設計》的手工計算，讓學生熟悉和掌握化工設計的基本原理和方法，并輔以Aspen Plus軟件進行流程模擬，劉保柱等]和孫蘭義等將軟件用于化工原理課程設計教學中取得了很好的效果。[3,4]在第七學期開設的《化工專業綜合設計》和第八學期的畢設環節，要求學生設計化工廠，針對指定的化工生產系統進行模擬和優化。通過這一系列課程的學習，使學生從簡單的單元操作模塊模擬，過渡到對整個化工生產系統的模擬和優化；從基礎的計算機操作的學習，轉向解決設計型和綜合型的復雜問題；從理論知識的學習轉向工程實踐能力的培養，最終達到培養學生綜合運用專業理論知識和計算機技術解決實際工程問題的能力的目的。

2011年，我校購買了用于教學的Aspen公司的“University package for Process Engineering”5年使用權（可同時使用150人），給學生提供了學習先進設計工具的機會，也給《計算機化工應用》課程提供了上機保證，使我校化工專業的設計軟件與國際接軌，提高了學生的競爭力。

Aspen Plus是一個功能強大的通用過程仿真軟件，但要靈活掌握、使用軟件，學習起來仍有相當難度。軟件是全英文的操作界面，對學生的專業英語水平也提出了更高的要求。為了使學生能在給定時間內掌握軟件的基本用法并利用它完成設計任務，利用有限學時，在教學環節介紹軟件的使用步驟、用戶界面；物性計算模型的選擇；流體輸送單元選擇pump和valve；傳熱單元選擇heater和heatX；分離器選擇flash2和sep；塔器選擇DSTWU和RadFrac；反應器選擇RStoic、Rplug和RCSTR等典型的單元模塊進行教學，讓學生學習典型單元模塊的基本設置方法，通過單元模塊的仿真模擬，掌握軟件的工作原理，學會分析仿真模擬結果，并結合化工原理課程設計中的手工計算結果，進行對比分析。在教學環節中，通過屏幕捕捉軟件制作單元操作模擬視頻，通過軟件的Next專家導航系統和強大的在線幫助功能，可以使學生較快地掌握軟件的基本使用功能。需要注意的是，在用軟件模擬仿真之前，要求學生掌握手工計算的方法和原理，通過對比手工計算和軟件模擬的差異學會分析原因。

三、教學實例探討

以精餾模擬為例，模擬對象是乙苯——苯乙烯系統一級精餾塔，進料條件為：乙苯28.4％（質量分數），苯乙烯71.6％（質量分數），流率1000 kg/h，壓力0.12 MPa，溫度30 ?C；精餾塔塔壓0.02 MPa；要求99.8%的乙苯從塔頂排出，99.9%的苯乙烯從塔底排出，確定精餾塔的理論板數、回流比和最佳進料板位置。首先用DSTWU模塊進行精餾塔的簡捷計算，確定出回流比、理論板數等基本參數，模擬流程圖見圖1。

圖1 精餾分離乙苯-苯乙烯模擬流程圖（DSTWU）

添加完物流后即完成了基本的流程輸入；從數據庫中添加本模型所需的乙苯和苯乙烯組分；物性方法選擇NRTL模型；定義進料物料流股，操作單元模塊定義時初選回流比為最小回流比的1.5倍，輸入流出物和塔釜液的產品回收率，即可完成數據的輸入，進行模擬。計算的物流結果見表1，最小回流比為12.13，最小理論板數為55塊，進料板為第48塊。

表1 塔計算結果（DSTWU）

將計算選項中選擇“生成回流比——理論板數關系表”，此結果對選取合理的理論板數很有參考價值；然后通過“plo”進行繪圖，見圖2，合理的理論板數可在圖中曲線斜率絕對值較小的區域（80～0之間）選擇，回流比選擇為25，理論板數選為85。

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關鍵詞:化工工藝設計;實踐環節;教學改革

為適應國家戰略發展需要，2013年教育部、中國工程院聯合出臺了《卓越工程師教育培養計劃通用標準》，為高等院校培育工程技術人才提出了新的標桿，也提供了新的契機。在眾多工科專業中，化工專業涵蓋過程工業的各個部門，對高質量各類型的工程技術人才需求十分迫切。化工工藝設計課便是培養化工專業優秀工程技術人才的一門不可多得的課程，在高等工程教育的深化改革中越發展現出其在本科教學課程體系中無可替代的作用和地位。

1化工工藝設計課簡介

化工工藝設計課(以下簡稱“工藝設計課”)目前在國內大多數設立化學工程與工藝專業的院校都有開設，一般安排在本科四年級，是在學生學完專業基礎課之后，綜合運用專業基礎課、制圖以及經濟、安全等方面的專業知識解決問題的一次訓練，更能夠迫使學生從做題的情境切換到工程實際的情境，因而能加快學生的思維向工程思維轉變，能切實提高學生處理工程實際問題的能力。因此，與本專業的理論課相比，工藝設計課在優秀工程技術人才的培養方面具有獨特的優勢。然而，由于多種原因，工藝設計課還存在著不少問題，這門課的優勢還遠未被充分發掘，應有的教學效果還遠未達到。

2工藝設計課存在的問題及原因剖析

縱觀國內開展工藝設計課的高等院校，目前該課程教學過程中發現的主要問題可歸納為以下五點。

2.1設計要求和難度一降再降

工藝設計課教學效果難以達到預期，很大程度上源于設計要求和難度的一降再降。一方面，信息時代生活節奏越來越快，壓力越來越大，很多本科生為了提高自己的競爭力，不得不分心考研、考證、實習、聯系出國、進實驗室、參加學生工作和社會實踐，難以專注于專業課程學習本身。因此，學生們能真正投入到工藝設計課中的時間越來越少。例如，每年都有大量學生參加考研，考研之后緊接著就是畢業設計，使得學生很難充分重視工藝設計這門課。另一方面，化工設計工作量巨大，真正的設計從來都是團隊共同作業才能完成。但在實際教學中，為防止學生抄襲而催生的“一人一題”的強制要求，也使得教師很難提出由多人共同完成一個設計任務的設想，因而也不得不降低對個人的要求和難度。

2.2設計題目缺乏精心設計

設計題目的合適與否對教學效果影響甚大，但從目前情況看，不少設計題目缺乏精心設計，衍生出如下幾類問題。(1)與《化工原理》、《反應工程》等經典先修課程脫節嚴重。近年來，有一部分帶設計課的指導教師認為，設計應該做真題，不應該做所謂的“假題”，甚至于設計題目就是指導教師團隊正在做的工程項目。這就使得設計題目中所涉及的核心反應和分離單元經常不是經典的反應器和單元操作(如吸收、精餾)，有時會大量涉及氣體吸附、膜分離、結晶、離子交換等非傳統的化工的單元操作，有時甚至還因為新技術保護的原因無法獲得設計所必需的數據。此外，即便有些題目來源于經典的傳統化工工藝，但如完全忠實于實際項目，沒有必要的簡化處理，也必會造成工藝系統過于龐大、題目過于復雜，使學生感到一下子難以承受，不利于短學時性質的工藝設計教學。(2)“一人一題”設計的考慮不夠周全。“一人一題”的初衷是限制學生抄襲。然而，很多設計題目，設計變量很少，甚至只有生產強度一個變量，使得學生的設計題目之間沒有本質區別，無法杜絕學生抄襲。只要有個別學生做出來，其他學生只需簡單地線性變換，仍可效仿，無需經過足夠的個人思考。(3)未充分體現“整體設計”，僅是單元操作的簡單組合。工藝設計課的工藝計算過程，應充分體現過程、工藝的整體設計。然而，目前的許多設計題目，其設計條件沒有涉及單元之間的耦合，使得學生無需深刻認識過程和全流程，便可迅速進入到各個單元操作的計算階段，其教學效果約等于化工原理課程設計，缺失了對學生大局觀的培養。

2.3缺乏高效的“過程管理”

目前很多院校完全采用“結果管理”的教學模式，存在很大問題。所謂完全采用“結果管理”，即設計開始階段做一次較為充分的宣講，對設計過程不甚關心，完全以最終的報告和圖紙定成績。有些教師迫于科研壓力，不愿在設計課上投入時間精力實施過程管理，甚至以“設計課以學生為主、學生自己完成”為理由，過度精簡了設計過程中的師生互動環節。當然，也有很多教師非常重視過程管理，投入了大量的精力，但效率不高，其重要原因就是容許學生自由發揮的地方過多，學生的設計計算結果五花八門，教師很難對學生的階段性進展做出高效反饋，甚至會打擊青年教師的信心。誠然，設計沒有標準答案，充分開放的設計題目更有利于啟發學生，但這更多是針對設計大賽或是畢業設計。對于學時有限的工藝設計課教學，筆者不敢茍同。

2.4指導教師與真實設計資料的接觸非常有限

近年來入職的青年教師，受到目前高等院校大環境影響，學術型的居多，大多沒有經歷過多少設計實踐，自身工程設計底子薄。即使是有一定經驗的教師，也有很多沒接觸過真正的、有代表性的設計資料。筆者所在的教研室只是收藏了一些早期的紙質版的圖紙供學生學習，能反映當今化工廠、化工車間設計成果的圖紙(特別是CAD電子版的圖紙)還非常有限。學生們從未見過規范的設計文件和圖紙，他們上交的報告和圖紙都與行業規范相差甚遠。

2.5先修課程缺乏對工藝設計課的鋪墊

工藝設計課是一門綜合運用所學專業知識的實踐性課程，應該讓學生能夠在學習過程中將所學知識充分用到解決實際問題中去，這樣會激發學生內心中的成就感，更加明白終身學習的重要性。然而，從目前看，學生學過的先修專業課程，對工藝設計課的鋪墊不夠，常常與設計題目脫節嚴重，這會使得“大學上的課沒用”的思潮抬頭，學生聽課的積極性大減。例如，《化工工藝學》和《化工設計》這兩門課是工藝設計課的直接先修課，但這些課程間的溝通合作還遠遠不夠，從而不能將工藝設計題目中涉及的工藝流程在這些先修課上有所伏筆，提高了學生們面對工藝設計題目時要邁過的門檻。又如，認識實習、生產實習等實習環節，也是理論與實際聯系的重要橋梁，但也很少跟工藝設計課之間建立緊密的關聯［5］。我們常常不能將工藝設計題目中涉及的過程、車間和設備在實習階段就讓學生有所了解，這就使得工藝設計只能停留在課堂教學而沒有實習支撐。

3改進工藝設計課的若干措施

筆者結合自己的教學實踐以及在學生階段的一些設計經歷，嘗試總結了一些可能對解決上述問題有所改善的措施，分五點陳述如下。

3.1精心安排設計時間

(1)盡早動員，盡早布置題目。《化工工藝設計》的全員動員應在四年級上學期開學即進行，最好能和另一門設計類實踐課《化工原理課程設計》的全員動員合并進行。這樣做好處有二:①學生通過一次集合就知曉大四的設計開課整體情況，便于其合理安排時間;②這樣安排可以使得在《化工原理課程設計》結束后順理成章地布置《化工工藝設計》的題目，給學生更多的準備時間應對難度更大的《化工工藝設計》。

(2)盡量避開考研沖刺期。可考慮將官方的開課時間定在春季學期，實際教學則可以跨年度。具體地說，是從考研結束之后那一周算起，完整進行4～5個自然周。筆者所在教研室一直推行這個方針，最大限度地減少了考研對工藝設計課的影響。

(3)給學生較為充足的報告撰寫時間。在教學環節結束后，推遲1～2周(甚至整個寒假)收繳報告和圖紙，給學生充足的報告撰寫時間。如果寒假之前時間不夠，則順延到年后，但無論是否順延，都統一在春季學期的第一周做完并上交報告，以減少對《畢業設計》環節的干擾。

3.2精心制定設計題目

(1)設計題目應更強調過程和整體。應通過設計條件的合理設定，使得任何一個單元操作都不可能獨立求解，籍此強化過程物料衡算和過程設計的概念，使學生認識到過程設計不是單元操作設計的簡單加和，有利于培養學生的大局觀和主人翁意識。

(2)拉開“一人一題”設計條件的差異。通過設置不同的設計條件參數，對設計題目分組，使組與組之間在一開始便存在較大差別。這樣即便無法完全杜絕抄襲，但也增加了抄襲的難度，迫使試圖“偷懶”的學生不得不思考別人的結果哪些可以借鑒，哪些不能簡單照搬，在這樣的“詢問他人+自我思考”中也潛移默化地達到了教學的目的，“少數人栽樹、多數人乘涼”的狀態得到有效的遏制。

(3)設計的前期計算應有相對確定的參考答案。設計的物料衡算、熱量衡算和設備工藝尺寸計算部分，應有相對確定的參考答案，作為指導教師進行過程控制的重要依據。原因有四:①由答案反推過程，有利于及時糾正低級錯誤，有利于引導學生主動思考;②結合結果控制的管理，當有嚴格時間限制時，往往比純過程控制效果更好;③能提高當面交流的效率，有利于提高學生的學習體驗，也有助于提升青年教師信心，使其快速成長;④設計的開放性體現在多個方面，諸如PID設計就能充分訓練學生的發散思維，沒必要從工藝計算就開始發散。

(4)避免重復訓練。設計題目最好應包括反應器設計。如果沒有反應器，指導教師還應充分注意所帶班級《化工原理課程設計》的題目，使得核心單元操作與《化工原理課程設計》有所區別。

3.3完善成績評定方式

最終成績應是設計步驟(設計過程)、答辯(測驗)、說明書撰寫、圖紙繪制等環節的成績總和。其中，設計步驟(設計過程)環節是過程監控性質的，應規定學生在每個節點必須完成的任務，且對其完成情況作出快速、準確的評估;答辯(測驗)環節也是過程監控性質的，是教師了解學生投入情況的另一個重要窗口，是對抄襲行為的必要威懾。

3.4加強設計類課程的中青年教師培養

(1)提高準入門檻。首先，從事化工設計實踐環節教學的教師，必須有化學工程與工藝的專業背景，最好是參加過設計大賽或本科畢業設計題目為設計型題目。其次，青年教師接手設計課也必須有聽課、助課等自我修煉的過程，特別是沒有時間較長、強度較大的實踐經歷的青年教師。

(2)鼓勵設計課相關的教師“走出去”訪問學習。鼓勵工藝設計課相關的教師，包括從事《化工設計》理論課教學的老師，多去化工專業排名前列的院校走訪，聽聽那些口碑較好的老師的《化工設計》理論課，了解其授課內容，學習其先進的課堂組織方式和授課方式。筆者本科階段上過天津大學王靜康院士負責的《化工設計》課，深刻體會到:把《化工設計》理論課上好，是調動學生興趣的第一步;否則，學生就會本能地對設計實踐課產生抵觸情緒，很難談得上有興趣。

(3)下大力氣收集、整理真實的設計案例。學院和教研室應設法為一部分指導教師創造去設計院實訓的機會，積累一些真實的設計案例，至少是獲得一些標準規范的PID、平立面布置、設備、配管設計等圖紙，加以分類，做好資源共享管理。

3.5加強不同專業課教師之間的溝通、協作

在此筆者有兩個特別建議:

①特別建議帶設計的指導教師參加實習。比如，在生產實習過程中，要求學生認真體會工藝設計相關的工藝和單元操作，了解廠區總圖布置、設備布置、管線走向、監控室設計等，學習工程實際中的反應器和多組分分離系統。

②特別建議《化工工藝設計》的指導教師也從事《化工原理課程設計》的教學，甚至是帶同一個班。同一位老師帶班，更有利于講清楚這兩門設計課的相通點和不同之處，使得工藝設計課能夠盡量多涉及過程和整體，避免在單元操作的局部中糾纏不清。筆者已通過這種模式連續帶班了2屆學生，效果良好。

4結語

工藝設計課是化工專業設計類實踐環節的典型代表，綜合性和應用性都很強。在高等工程教育深化改革方面，工藝設計課是大有可為的，應引起相關專業、相關院校和相關部門的高度重視。一方面，必須從學校、學院和教研室層面重視起來，為支持設計課的發展、構筑合理的專業培養體系精心謀劃、大膽創新;另一方面，這門課以及化工設計相關的指導教師應當意識到自己身上的責任和使命，下大力氣提高組織教學的水平和業務水平。如此經過全方位多角度的改進，工藝設計課的教學質量才會不斷提高，才會在培養高層次工程技術人才方面發揮更大的作用。

參考文獻

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［2］趙云鵬，周敏.化工設計課程教學改革與實踐［J］．廣州化工，2014，42(8):193－194.

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［4］張剛，涂軍令，傅小波，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.

［5］陳效寧，張艷輝.關于生產實習與化工設計類課程相結合的探討［J］．廣州化工，2015，43(23):255－256.

篇10

關鍵詞：化工原理；課程；教學改革；工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）01-0098-02

《化工原理》課程是化工、制藥、生物、環境等類專業的一門主要課，是一門工程觀念很強的課程，該課程承擔著從基本理論到實踐工程、從基礎理論到專業知識的紐帶作用。該課程教學理念的先進與落后直接影響學生的業務素質和工程能力。

該課程在我國大學現行教學方法以講授為主，其主要特征是教師講授灌輸多，大學生獨立學習活動少。[1]這主要表現在：課程學時方面，用于上課的總學時多，大學生獨立學習時間少；知識獲取方面，學生是靠被動“聽”，而不是靠主動“理解”；教學方法方面，單一講授方法多，而多種有利于大學生能力提高的獨立學習方法少，如自學、獨立實驗方法、社會調查方法、討論方法和研究的方法較少；教學思想方面，“兩個忽視”集中體現，一是在知識與能力關系上，忽視大學生能力培養，二是在教與學關系上，忽視大學生學習獨立性的培養。同時，在新的該課程體系中，教學內容增加，而課時減少，要在有限課時內完成教學任務，保證教學質量不下降，就要對現行的課程教學進行改革。

要在有限課時內完成教學任務，保證教學質量不下降，就要在教學過程中強化學生工程觀點。[2]學生對工程特點及對工程實際問題處理方法等知識了解甚少，因此，在該課程教學中，需要培養學生工程意識，突出工程觀點；在教學方法上強調工程觀點；[3]在教學評價體系中以工程為核心。這樣可以加深學生對課堂內容的理解，鞏固課程理論知識，而且使學生把所學內容進行理論聯系實際、提高了學生的分析和解決問題能力，開拓了學生綜合素質與創新能力。

一、在教學過程中突出工程的觀點

《化工原理》這門課程要求學生在學習完后，具備單元操作和設備選擇的能力、工程設計能力、操作和調節生產過程的能力以及過程開發或科學研究能力。要使學生具備上述能力，這就要求教師在上課傳授知識時，在教學內容中突出工程的觀點。

在《化工原理》的教學內容中，每個單元操作都可分解為動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞這三種傳遞過程或者它們的結合。[4]傳遞的快慢直接影響生產效率的高低，也影響工程上的經濟性。這三種傳遞的快慢是用“速率”表示的，因此，“速率”的觀點在教學過程中應得到加強。

在應用《化工原理》課程解決工程問題時，不僅需要從理論上探討解決問題的可能性，還需要考慮技術上的可行性和經濟上的合理性，這就要求學生在設備選型、設計及操作時獲得更有利于生產實際的參數，如流體最佳流動速度的確定，合適管徑的選擇，其他最佳操作參數的確定等。要解決這類問題，就要用到“優化”的觀點，所以，“優化”的觀點在教學過程中也應得到重視。

在《化工原理》的教學內容中，除了上述工程觀點外，還有解決更復雜問題的因次分析法、數學模型法、參數綜合法和過程分解法等等，[5]這些工程觀點在解決實際生產問題時相當重要，也是學生在學習過程中最不容易理解掌握的內容，這部分內容在教學過程中應得到加強和重視。

二、在教學方法上強調工程

教學方法是不斷發展，更新的。教學方法的發展和更新是社會發展對人才質量要求的結果；是科學技術發展促進教學手段改進的結果；也是知識更新速度加快的結果。《化工原理》是工程性很強的一門課程，課程涉及的教學內容多、復雜而且抽象，學生不易理解，教學難度大。教師在有限的時間里傳授學生更多的教學內容，學生在有限的時間里掌握更豐富的內容，這就要求在教學方法上進行改進，在教學過程中結合工程實例，強化學生工程意識，讓學生感到學有所用，激發學生的學習興趣。

1.采用新的教學手段，培養學生工程意識。該課程實踐性強，其研究對象是單元操作。其理論內容包括設備中所發生的物理過程；所涉及機械的基本結構、工作原理；各種氣液、液液、氣固、液固間的傳熱、傳質過程和各種操作狀況。這些理論內容往往抽象難懂，為使學生掌握這些內容，就需要很強的直觀、具體、形象的教學要求。常用的傳統板書教學采用的是靜止、平面、抽象的教學方式，該方式無法形象、逼真地展現單元操作中的現象和設備內部結構與工作原理，學生難于理解并掌握上述教學內容，也就談不上對教學內容的靈活應用。現代科學技術為傳統教學方法缺陷的改進提供了技術手段。計算機輔助教學（CAI）是傳統教學方法缺陷改進的技術手段之一。在該課程教學中，把難于用板書表現的生產過程，設備結構和工作原理可以通過計算機多媒體技術視頻、動畫、圖像等手段進行表達，這樣使得教學內容在課堂有很強的實物感，既增加課堂的信息量，使課堂內容豐富生動，又使抽象的教學內容易于理解，對教學質量的提高有著極為重要的意義。尤其是某些花費較高和難于理解的實驗、如流體流動現象和不正常的操作現象都可以在計算機上多次再現，比如雷諾實驗、泵的氣蝕、氣縛現象、非牛頓流體特性及換熱器的傳熱過程等。

2.選擇新課型，增強學生工程意識。在教與學的關系上，既要肯定教師的主導作用，也要肯定學生既是受教育的對象，又是具有主觀能動性的認識的主體。教學的目標是使學生具有獨立獲得知識，分析和解決問題的能力。在傳統板書的教學過程中，只重視知識傳授，忽視學生學習能力培養，片面強調教師作用，忽視學生學習獨立性，必然阻礙學生能力的提高。因此，在教學實踐上，改革現行的教學模式便成為一項十分緊迫的任務。在教與學的課型體系中，有不同課型的基本理論和教學模式，如“參與型”、“研究型”、“辯論型”、“案例型”和“咨詢型”等。在實際教學過程中可依據教學內容進行選擇。

在“參與型”課型中，讓學生參與到教學活動中，使學生感到自己是學習的主人，在參與過程中掌握知識。在“研究型”課型中，注重學生依據所學知識對未知問題的探索能力，培養學生創新能力。在“案例型”課型中，通過工程實例，培養學生應用所學知識分析、解決問題的能力，在此過程中以掌握技能為中心。在“辯論型”課型中，允許學生對所學知識發表自己的觀點，學生在辯論中對模糊的知識點明確。在“咨詢型”課型中，以學生自學為主，教師起引導作用，提高學生的自學能力。學生在這些教學活動中學習積極性得到加強，也提高了學生的工程意識。

3.實驗教學過程中提升學生工程意識。化工原理課程實驗工程性較強，設備及工藝流程復雜。為激發學生學習興趣和提高學生工程實踐能力，就需改革和完善現行的實驗教學，提升學生工程意識。在實驗教學內容上，除了原理驗證性實驗外，應增加設計性實驗和綜合性實驗，把實驗內容和加工過程中的生產技術相結合，和科學研究內容相結合。在實驗教學手段上，運用現代教育技術把不易開設的實驗進行多媒體直觀演示。把學生參加的課外科研活動和實驗教學內容相結合，培養學生工程意識。

4.在課程設計中實踐工程觀點。課程設計是培養學生綜合運用課程基本理論和知識解決實際問題，按照科學的研究方法，建立正確設計思想，提高分析、解決問題能力的重要教學實踐活動。我們應該在在設計過程中采用“少講、多練和勤思考”的原則，讓學生自己動手，教師進行引導。加強學生工程基本技能的訓練，如繪圖、工藝流程的選擇、工程計算、設備選型和經濟評價等。這促進了學生的思維能力、分析判斷和設計能力的培養，為后續專業課課程設計及畢業設計奠定了良好基礎。

三、在教學評價體系中以工程為核心

化工原理課程是一門技術基礎課，其中很重要的作用，是培養學生樹立工程概念，具有綜合應用所學知識，解決實際問題的能力，而不是通過突擊復習應付考試。因此《化工原理》這門課程的教學評價體系應以工程為核心進行考核。

在評價學生對化工原理課程掌握程度時，我們之前采用的是傳統純知識記憶考試方式以及終結考評形式進行考查，這種考查形式會在一定程度上約束學生思維的模式，挫傷其學習的積極性。

該課程既包含了許多屬于知識記憶性的內容，如基本概念、基本理論，同時也包含了許多技能技巧性的應用內容。在閉卷試題類型上偏重于對知識的理解能力和工程應用能力。開卷試題圍繞解決某一個問題，培養學生綜合應用所學知識解決問題的能力，開卷試題也有可能是一個大作業。

對化工原理課程進行教學評價時，在最終成績評定過程中，把以前的終結考評變成為形成性考評，提高平時成績在總評成績中的比例。筆者嘗試了化工原理課程的教學評價，方法是評價時以工程為核心，在每章講授結束后，給學生布置一道綜合題或總結題，要求學生限時獨立完成，對上交的內容進行考查、評價，把成績計入總分。由于該方法加強了學生平時學習，利于基本知識的積累，學生不再進行臨時突擊，減輕期末考試的壓力，也改變了以前學生成績分布不均勻的狀況，起到了良好的效果。

參考文獻：

[1]金鳴林.化工原理課程的教學思考[J].華東冶金學院學報（社會科學版），2000，2（3）：72-74.

[2]段東紅，郝曉剛.《化工原理》教學實踐環節的改革[J].太原理工大學學報（社會科學版），2002，20（4）：80-82.

[3]李功樣.“化工原理”課程的教學改革實踐[J].廣東工業大學學報（社會科學版），2002，2（2）：48-50.