導(dǎo)語：化工設(shè)計教學(xué)改革論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]化工設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的核心課程之一，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)，使大學(xué)生向工程師轉(zhuǎn)化的一個非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。本文針對化工設(shè)計課程在教學(xué)中存在的問題，從理論教學(xué)、實踐教學(xué)、計算機(jī)在化工設(shè)計中的應(yīng)用、課程考核等方面探討了化工設(shè)計的教學(xué)改革，從而帶動地方本科高等學(xué)校完成向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。

[關(guān)鍵詞]化工設(shè)計；工程能力；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革；應(yīng)用型

為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，化解高等教育結(jié)構(gòu)性矛盾、扭轉(zhuǎn)同質(zhì)化傾向，緩解地方普通本科高校畢業(yè)生就業(yè)難和就業(yè)質(zhì)量低下的問題，培養(yǎng)生產(chǎn)服務(wù)一線緊缺的應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才，教育部、發(fā)改委、財政部于2015年出臺了《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》。這既順應(yīng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的迫切需求，又是新建本科院校的共同使命與挑戰(zhàn)，更是學(xué)校發(fā)展再上新臺階的必然選擇[1]。應(yīng)用型大學(xué)應(yīng)以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展為使命，推進(jìn)學(xué)科專業(yè)轉(zhuǎn)型；以增強(qiáng)學(xué)生動手能力、實踐能力、社會適應(yīng)能力為目標(biāo)，推進(jìn)人才培養(yǎng)方式轉(zhuǎn)變；以特色發(fā)展、錯位競爭為途徑，推動人才培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)變。高校是由學(xué)科和專業(yè)構(gòu)成的，轉(zhuǎn)型不應(yīng)該是學(xué)校轉(zhuǎn)，而是專業(yè)、學(xué)科轉(zhuǎn)，以學(xué)科、專業(yè)帶動學(xué)校完成向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型[2]。在化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過程中，最大的特點是需要從純理論學(xué)習(xí)過渡到工程學(xué)習(xí)。但是理論知識與實際工程有很大不同，猶如存在著一個巨大的鴻溝，需要一個橋梁才能越過這條鴻溝。通過這個橋梁，學(xué)生能夠熟練利用已經(jīng)掌握的理論知識去解決實際的工程問題。化工設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力的核心課程之一，通過課程學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作、獨立思考和運用所學(xué)知識解決工程技術(shù)問題的能力，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)，使大學(xué)生向工程師轉(zhuǎn)化的一個非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。化工設(shè)計要求學(xué)生具備物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、分離工程、化工工藝學(xué)和化學(xué)反應(yīng)工程等扎實的專業(yè)知識。同時，它還要求學(xué)生掌握化工設(shè)計的原理、概念、方法及基本步驟，并具有利用計算機(jī)進(jìn)行化工計算、化工設(shè)計等能力[3-4]。棗莊學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院自2011年參加化工設(shè)計競賽以來，每年都有全國總決賽及華北賽區(qū)的獲獎，多次獲得一等獎、二等獎等。化工學(xué)院以“化學(xué)工程與工藝”專業(yè)列入教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)為契機(jī)，利用化工設(shè)計課程的軸心帶動作用，在促進(jìn)化工專業(yè)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的過程中進(jìn)行了一系列的探索。

1以“應(yīng)用能力導(dǎo)向”原則，在理論教學(xué)方面注重設(shè)計實例與理論相結(jié)合

現(xiàn)代工程師的培養(yǎng)，應(yīng)采用“知行合一，雙核協(xié)同”的培養(yǎng)模式，因此，任課教師應(yīng)明確課程主要培養(yǎng)何種職業(yè)能力，怎樣實施教學(xué)，并據(jù)此構(gòu)造知識框架及知識點[5-6]。化工設(shè)計課程與其他理論課程有明顯的不同，其更強(qiáng)調(diào)課程的實用性和工程性。因此授課老師應(yīng)多從實際工程設(shè)計角度設(shè)計授課計劃，案例分析和設(shè)計實例練習(xí)是提高授課質(zhì)量的一個好方法。化工設(shè)計教學(xué)內(nèi)容改革要堅持以“應(yīng)用能力導(dǎo)向”為原則：即課程要以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為導(dǎo)向重組、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化課程體系中能力項在知識點中的分量。化工設(shè)計的理論教學(xué)主要講授化工過程設(shè)計的基礎(chǔ)知識和基本程序，包括工藝流程設(shè)計、物料和能量衡算、設(shè)備的選型和計算以及車間布置設(shè)計等內(nèi)容。其主要的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握化工設(shè)計的基本概念和化工廠設(shè)計的基本程序。根據(jù)化工設(shè)計課程自身的應(yīng)用性、綜合性特點和“應(yīng)用能力導(dǎo)向”原則，在理論教學(xué)方面應(yīng)一改以往單純的理論授課模式，引入設(shè)計實例，用講解實例的方式貫穿整個化工設(shè)計課程的教學(xué)始終。注重設(shè)計實例與理論知識相結(jié)合的授課方法，多從設(shè)計實例出發(fā)，開展課上與課下的探討，使學(xué)生鞏固、加深課堂所學(xué)知識，使自己真正融入到設(shè)計過程中，增強(qiáng)實際應(yīng)用的能力，并且充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過綜合運用“啟發(fā)式、討論式、研究式、案例式”等多種教學(xué)方法，使教學(xué)內(nèi)容側(cè)重應(yīng)用性和時效性，教學(xué)方式注重知識的綜合應(yīng)用。

2提高實踐教學(xué)比例，增加實踐和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

棗莊學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是適應(yīng)我國社會主義建設(shè)需要的，德、智、體全面發(fā)展的，具有扎實的化學(xué)工程與工藝專業(yè)基礎(chǔ)知識、良好的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神，適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要、工程實踐能力強(qiáng)，從事化學(xué)工程與工藝及相關(guān)領(lǐng)域工作的應(yīng)用型高素質(zhì)專門人才。學(xué)生解決實際工程問題的能力，是必須要通過實踐來培養(yǎng)的。通過進(jìn)一步提高化工設(shè)計實踐教學(xué)比例，讓學(xué)生學(xué)會運用最先進(jìn)的設(shè)計軟件進(jìn)行化工設(shè)計，為畢業(yè)后從事工程設(shè)計打下基礎(chǔ)。首先，化工設(shè)計學(xué)時數(shù)從原來的純理論課32學(xué)時，增加到現(xiàn)在的48學(xué)時，下一步繼續(xù)增加30學(xué)時的上機(jī)訓(xùn)練。其次，通過課程設(shè)計的形式，組織學(xué)生進(jìn)行四周的化工項目初步設(shè)計，讓學(xué)生能夠真正了解化工設(shè)計的步驟，掌握信息來源的渠道，體會工程師在整個過程設(shè)計中扮演的角色和所起的作用。第三，鼓勵學(xué)生參加“三井杯”全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽，為教師提供專業(yè)知識、教學(xué)方法交流的平臺，學(xué)生通過大賽設(shè)計內(nèi)容的準(zhǔn)備、答辯等過程，提升其專業(yè)知識應(yīng)用水平和工程意識，對培養(yǎng)他們的團(tuán)隊協(xié)作精神和創(chuàng)新意識具有非常重要的實踐意義。同時，棗莊市是全國七大煤化工基地之一，有很多煤化工企業(yè)，如兗礦魯化、新能鳳凰等，借助于地域優(yōu)勢，學(xué)生可以經(jīng)常去企業(yè)參觀化工裝置，加深理解課堂所學(xué)理論知識。棗莊學(xué)院秉著“服務(wù)地方，特色發(fā)展”的辦學(xué)理念，成立了很多校企合作單位，為學(xué)生學(xué)習(xí)化工設(shè)計提供了良好的實地學(xué)習(xí)保障。

3重視計算機(jī)在化工設(shè)計中的應(yīng)用

很多高校進(jìn)行化工設(shè)計實踐時，采用查手冊、看圖表、套公式等低效落后的方式，而目前在一流的化工設(shè)計院所已逐步采用過程綜合集成、流程優(yōu)化、在線數(shù)據(jù)庫、三維CAD、項目協(xié)作管理、電子文檔交換等信息技術(shù)。化工設(shè)計已經(jīng)成為集化工工藝、計算機(jī)技術(shù)、工程設(shè)計等知識于一體、突出強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代工程設(shè)計能力培養(yǎng)的應(yīng)用型課程[7]。對現(xiàn)代化工設(shè)計來說，從分子結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)到工藝流程的設(shè)計、設(shè)備的選型計算、管道的布置設(shè)計，均離不開計算機(jī)。計算機(jī)在化工設(shè)計中的應(yīng)用可以簡單的概括為三種：一種是設(shè)計繪圖，如常用流程圖繪制軟件為美國Autodesk公司的AutoCAD、VMGSim等，繪制管道儀表流程圖還必須使用專門的軟件，例如：上海尤里卡的PEDS三維配管工程設(shè)計系統(tǒng)、中科輔龍的PDSOFT三維工廠設(shè)計軟件等都有繪制管道儀表流程圖的功能，深圳維遠(yuǎn)泰克公司還推出一款專門用于繪制工藝流程圖的軟件PIDCAD；另外一種是流程模擬和設(shè)計軟件：AspenPlus、Pro/II、Hysys、ChemCAD、SuperProDesigner等；再就是數(shù)據(jù)計算，常用的有Matlab、VisualBasic，以及用AspenPlus進(jìn)行物料衡算和熱量衡算。其中繪圖包括對工藝流程圖、設(shè)備工藝及設(shè)備圖、設(shè)備布置圖、車間廠房布置圖、管路布置圖等的繪制；流程模擬主要是對物性的估算和工藝流程的優(yōu)化；數(shù)據(jù)計算包括物料衡算、能量衡算以及經(jīng)濟(jì)核算等。雖然在校園內(nèi)計算機(jī)的普及率非常高，但計算機(jī)在專業(yè)中特別是化工設(shè)計中的應(yīng)用非常有限。為改變目前現(xiàn)狀，一方面要鼓勵青年教師在這方面進(jìn)修；同時，應(yīng)安排適當(dāng)?shù)恼n時介紹相關(guān)軟件，引起學(xué)生對軟件應(yīng)用的興趣。如果課時允許還可開設(shè)一些針對性強(qiáng)的計算機(jī)應(yīng)用選修課程，如Matlab等，使學(xué)生有更多的機(jī)會掌握這些軟件的應(yīng)用。這些化工設(shè)計軟件功能強(qiáng)大，工作效率高，通過介紹和演示，不僅可以開闊學(xué)生的眼界，增加他們的知識面，更能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。但是，課堂學(xué)時畢竟有限，對學(xué)生只能起一個引導(dǎo)的作用，關(guān)鍵是學(xué)生課后自學(xué)。另外，我校學(xué)生每年都參加全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽并取得很好的成績，這些軟件都在各種化工設(shè)計競賽中得到了廣泛應(yīng)用。將這些軟件應(yīng)用于化工設(shè)計教學(xué)中取得了明顯效果，所取得的成績必然會進(jìn)一步推進(jìn)我校化工設(shè)計的教學(xué)改革。

4通過化工仿真實驗訓(xùn)練，提高學(xué)生的動手能力

化工設(shè)計是與化工廠實際密切聯(lián)系的一門課程，教學(xué)過程中應(yīng)該與實際操作相關(guān)聯(lián)，才能夠更好地提高教學(xué)水平。計算機(jī)仿真教學(xué)系統(tǒng)一般需要設(shè)置基本的操作單元，并附有各操作單元的工作原理和簡單的工藝流程介紹,以及帶控制點的工藝流程圖、DCS圖(Distributedcontrolsystem集散控制系統(tǒng)操作界面)、現(xiàn)場圖、操作注意事項等[8-9]。為了更深入提高化學(xué)工程與工藝專業(yè)實習(xí)教學(xué)質(zhì)量，利用校內(nèi)氯堿工業(yè)工控流程演示平臺、年產(chǎn)30萬噸乙烯生產(chǎn)聯(lián)合裝置、年產(chǎn)52萬噸尿素生產(chǎn)聯(lián)合裝置、合成氨工藝仿真、甲醇工藝仿真、水煤漿加壓氣化制水煤氣工藝仿真等系統(tǒng)，將平常課本中學(xué)到的理論知識和工藝流程通過真實的設(shè)備和車間展現(xiàn)給學(xué)生。將學(xué)生對工程知識的追求，由被動狀態(tài)變?yōu)橹鲃訝顟B(tài)，這在學(xué)生工程設(shè)計環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中將得到明顯體現(xiàn)。由于整個過程中操作人員根據(jù)自己的工藝?yán)碚撝R和裝置的操作規(guī)程在控制室和裝置現(xiàn)場進(jìn)行操作，并且由操作人員通過觀察分析反饋回來的生產(chǎn)信息，判斷裝置的生產(chǎn)狀況，進(jìn)行進(jìn)一步的操作，直至使裝置達(dá)到滿負(fù)荷平穩(wěn)生產(chǎn)狀態(tài)。因此，通過仿真訓(xùn)練，可以鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力和處理問題的能力，使學(xué)生對實際生產(chǎn)過程有較深的感性認(rèn)識，既鍛煉了動手能力，又提高了專業(yè)知識應(yīng)用技能，將理論與實際生產(chǎn)緊密結(jié)合在一起，大大提高了學(xué)生對綜合知識的運用能力。

5與時俱進(jìn)的考核體系

創(chuàng)新的教學(xué)模式需要有豐富的、與時俱進(jìn)的考核手段。因此，要對考核方式進(jìn)行一定的改革。教學(xué)過程中，設(shè)計型作業(yè)可以綜合應(yīng)用所學(xué)知識，也是對學(xué)生最直接最有效的一種考核。將以往的試卷考試改為試卷、作業(yè)、小組討論與發(fā)言、設(shè)計型作業(yè)相結(jié)合的綜合考核方式，不僅可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還可以教會學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識去解決實際生產(chǎn)中存在的問題。整個考核體系以教學(xué)過程考察為重點，期末考核為基礎(chǔ)，考核過程公開透明。在化工設(shè)計中理論教學(xué)部分課程總評成績中平時成績占80%，課程理論考試只占20%。這樣可以保證各個大作業(yè)在課程實施過程中切實有效地按計劃進(jìn)行，學(xué)生確實能考慮設(shè)計任務(wù)的方方面面。綜合考核在總體上能夠反映學(xué)生對設(shè)計思想的把握程度、化工專業(yè)知識運用的技能以及學(xué)生的創(chuàng)新能力。這些措施能有效地完善考核方法，全面考核學(xué)生的綜合知識、能力以及各方面素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生自覺按照實踐性課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求進(jìn)行化工設(shè)計學(xué)習(xí)。

總之，目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式弊端已經(jīng)很明顯，其不利于新形勢下學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。化工設(shè)計課程的教學(xué)改革應(yīng)以服務(wù)地方為目標(biāo)，結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)，與時俱進(jìn)，將實際企業(yè)中的新技術(shù)、新知識、新工藝、新方法及時融入教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新能力的同時，完成對學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練，從而為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)培養(yǎng)“拿來能用”的人才，并以此為契機(jī)，帶動地方本科高等學(xué)校完成向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。

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作者:肖瑞瑞 楊偉 鞠彩霞 單位:棗莊學(xué)院