導(dǎo)語：化工設(shè)計(jì)教學(xué)改革論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(jì)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(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。本文針對(duì)化工設(shè)計(jì)課程在教學(xué)中存在的問題，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、計(jì)算機(jī)在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、課程考核等方面探討了化工設(shè)計(jì)的教學(xué)改革，從而帶動(dòng)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(jì)；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(huì)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(cái)政部于2015年出臺(tái)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(huì)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(tái)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(huì)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(dòng)手能力、實(shí)踐能力、社會(huì)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(cuò)位競爭為途徑，推動(dòng)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(dòng)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(diǎn)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(shí)與實(shí)際工程有很大不同，猶如存在著一個(gè)巨大的鴻溝，需要一個(gè)橋梁才能越過這條鴻溝。通過這個(gè)橋梁，學(xué)生能夠熟練利用已經(jīng)掌握的理論知識(shí)去解決實(shí)際的工程問題?；ぴO(shè)計(jì)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(dú)立工作、獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)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(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)?；ぴO(shè)計(jì)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(shí)的專業(yè)知識(shí)。同時(shí)，它還要求學(xué)生掌握化工設(shè)計(jì)的原理、概念、方法及基本步驟，并具有利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行化工計(jì)算、化工設(shè)計(jì)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(jì)競賽以來，每年都有全國總決賽及華北賽區(qū)的獲獎(jiǎng)，多次獲得一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)等?；W(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(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)為契機(jī)，利用化工設(shè)計(jì)課程的軸心帶動(dòng)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(jì)實(shí)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(shí)施教學(xué)，并據(jù)此構(gòu)造知識(shí)框架及知識(shí)點(diǎn)[5-6]?；ぴO(shè)計(jì)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(shí)用性和工程性。因此授課老師應(yīng)多從實(shí)際工程設(shè)計(jì)角度設(shè)計(jì)授課計(jì)劃，案例分析和設(shè)計(jì)實(shí)例練習(xí)是提高授課質(zhì)量的一個(gè)好方法。化工設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容改革要堅(jiān)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(xiàng)在知識(shí)點(diǎn)中的分量?；ぴO(shè)計(jì)的理論教學(xué)主要講授化工過程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本程序，包括工藝流程設(shè)計(jì)、物料和能量衡算、設(shè)備的選型和計(jì)算以及車間布置設(shè)計(jì)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(jì)的基本概念和化工廠設(shè)計(jì)的基本程序。根據(jù)化工設(shè)計(jì)課程自身的應(yīng)用性、綜合性特點(diǎn)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(jì)實(shí)例，用講解實(shí)例的方式貫穿整個(gè)化工設(shè)計(jì)課程的教學(xué)始終。注重設(shè)計(jì)實(shí)例與理論知識(shí)相結(jié)合的授課方法，多從設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)，使自己真正融入到設(shè)計(jì)過程中，增強(qiáng)實(shí)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(yùn)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(shí)效性，教學(xué)方式注重知識(shí)的綜合應(yīng)用。

2提高實(shí)踐教學(xué)比例，增加實(shí)踐和實(shí)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(huì)主義建設(shè)需要的，德、智、體全面發(fā)展的，具有扎實(shí)的化學(xué)工程與工藝專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、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(huì)發(fā)展需要、工程實(shí)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(shí)際工程問題的能力，是必須要通過實(shí)踐來培養(yǎng)的。通過進(jìn)一步提高化工設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)比例，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行化工設(shè)計(jì)，為畢業(yè)后從事工程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。首先，化工設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)數(shù)從原來的純理論課32學(xué)時(shí)，增加到現(xiàn)在的48學(xué)時(shí)，下一步繼續(xù)增加30學(xué)時(shí)的上機(jī)訓(xùn)練。其次，通過課程設(shè)計(jì)的形式，組織學(xué)生進(jìn)行四周的化工項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠真正了解化工設(shè)計(jì)的步驟，掌握信息來源的渠道，體會(huì)工程師在整個(gè)過程設(shè)計(jì)中扮演的角色和所起的作用。第三，鼓勵(lì)學(xué)生參加“三井杯”全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽，為教師提供專業(yè)知識(shí)、教學(xué)方法交流的平臺(tái)，學(xué)生通過大賽設(shè)計(jì)內(nèi)容的準(zhǔn)備、答辯等過程，提升其專業(yè)知識(shí)應(yīng)用水平和工程意識(shí)，對(duì)培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識(shí)具有非常重要的實(shí)踐意義。同時(shí)，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(shí)。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(jì)提供了良好的實(shí)地學(xué)習(xí)保障。

3重視計(jì)算機(jī)在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

很多高校進(jìn)行化工設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí)，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(jì)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(xiàng)目協(xié)作管理、電子文檔交換等信息技術(shù)?；ぴO(shè)計(jì)已經(jīng)成為集化工工藝、計(jì)算機(jī)技術(shù)、工程設(shè)計(jì)等知識(shí)于一體、突出強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的應(yīng)用型課程[7]。對(duì)現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)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(jì)、設(shè)備的選型計(jì)算、管道的布置設(shè)計(jì)，均離不開計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以簡單的概括為三種：一種是設(shè)計(jì)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(jì)系統(tǒng)、中科輔龍的PDSOFT三維工廠設(shè)計(jì)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(jì)軟件：AspenPlus、Pro/II、Hysys、ChemCAD、SuperProDesigner等；再就是數(shù)據(jù)計(jì)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(duì)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(duì)物性的估算和工藝流程的優(yōu)化；數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)算機(jī)的普及率非常高，但計(jì)算機(jī)在專業(yè)中特別是化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常有限。為改變目前現(xiàn)狀，一方面要鼓勵(lì)青年教師在這方面進(jìn)修；同時(shí)，應(yīng)安排適當(dāng)?shù)恼n時(shí)介紹相關(guān)軟件，引起學(xué)生對(duì)軟件應(yīng)用的興趣。如果課時(shí)允許還可開設(shè)一些針對(duì)性強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用選修課程，如Matlab等，使學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)掌握這些軟件的應(yīng)用。這些化工設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)性。但是，課堂學(xué)時(shí)畢竟有限，對(duì)學(xué)生只能起一個(gè)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(jì)競賽并取得很好的成績，這些軟件都在各種化工設(shè)計(jì)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(jì)教學(xué)中取得了明顯效果，所取得的成績必然會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)我校化工設(shè)計(jì)的教學(xué)改革。

4通過化工仿真實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，提高學(xué)生的動(dòng)手能力

化工設(shè)計(jì)是與化工廠實(shí)際密切聯(lián)系的一門課程，教學(xué)過程中應(yīng)該與實(shí)際操作相關(guān)聯(lián)，才能夠更好地提高教學(xué)水平。計(jì)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(diǎn)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(xiàng)等[8-9]。為了更深入提高化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)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(tái)、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(shí)和工藝流程通過真實(shí)的設(shè)備和車間展現(xiàn)給學(xué)生。將學(xué)生對(duì)工程知識(shí)的追求，由被動(dòng)狀態(tài)變?yōu)橹鲃?dòng)狀態(tài)，這在學(xué)生工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中將得到明顯體現(xiàn)。由于整個(gè)過程中操作人員根據(jù)自己的工藝?yán)碚撝R(shí)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(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程有較深的感性認(rèn)識(shí)，既鍛煉了動(dòng)手能力，又提高了專業(yè)知識(shí)應(yīng)用技能，將理論與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合在一起，大大提高了學(xué)生對(duì)綜合知識(shí)的運(yùn)用能力。

5與時(shí)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(shí)俱進(jìn)的考核手段。因此，要對(duì)考核方式進(jìn)行一定的改革。教學(xué)過程中，設(shè)計(jì)型作業(yè)可以綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，也是對(duì)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(jì)型作業(yè)相結(jié)合的綜合考核方式，不僅可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還可以教會(huì)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。整個(gè)考核體系以教學(xué)過程考察為重點(diǎn)，期末考核為基礎(chǔ)，考核過程公開透明。在化工設(shè)計(jì)中理論教學(xué)部分課程總評(píng)成績中平時(shí)成績占80%，課程理論考試只占20%。這樣可以保證各個(gè)大作業(yè)在課程實(shí)施過程中切實(shí)有效地按計(jì)劃進(jìn)行，學(xué)生確實(shí)能考慮設(shè)計(jì)任務(wù)的方方面面。綜合考核在總體上能夠反映學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)思想的把握程度、化工專業(yè)知識(shí)運(yùn)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(shí)、能力以及各方面素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生自覺按照實(shí)踐性課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求進(jìn)行化工設(shè)計(jì)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?；ぴO(shè)計(jì)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(shí)俱進(jìn)，將實(shí)際企業(yè)中的新技術(shù)、新知識(shí)、新工藝、新方法及時(shí)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(shí)，完成對(duì)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(dòng)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