化工原理的课程设计范文

导语：如何才能写好一篇化工原理的课程设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：化工原理；课程设计； 教学实践；研究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.225

0 引言

将先进科学技术理论转化到生产实践中以实践为核心，强化学生理论与实践结合的能力正是化工原理课程基本目标，也是培养科技成果转化后备人员的具体要求。农业院校中的化工原理课程设计教学一直是教学中的弱项，我们依据化工原理的课程的具体内容结合农业院校的特点和专业发展的特色进行相应的教学实践。

1 教师的指导思想

在普通高等农业院校，农业工厂化要求学生必须具备有工程学方面的思想，而化工原理课程是学生在教师指导下的一个学习实践过程。必须坚持以学生发展与创新思想为主，以教师引导为主体的指导思想，强化学生学习过程的独立性，发挥主观能动性，实现具体的教学目标。就目前已经实行的教师的指导方式来说，大致有以下几种形式：

（1）课堂直接讲解。将课程设计的步骤采用课堂讲解教学的方式，利用适当时间，集中给学生讲解课程设计的机理和原理，同时讲解机理与原理在相关实例的具体应用。采用这种方法学生容易接受，参照实例完成设计比较顺利、比较容易地进入设计、出现问题较少，学生比较适应该方法。不足之处是学生依赖性强，主动学习差。

（2）开放式。这种方法基本放弃课堂讲授，学生通过提供的参考资料的学习，根据自己的思路来解决设计中涉及的每一个问题。它能最大限度地调动学生设计积极性与主动性，能很好地培养学生分析问题解决问题的能力。当然，这种做法对于大部分同学来说，教学方法的转变使他们难以接受，表现比较茫然，手足无措，通常在设计的第一天，同学们进入实质性设计的较少。直接请求教师给予相应的指导，或者设计方案比较粗糙，不合理。这个过程花费时间较多。教师需要耐心的将学生的被动性学习方式引导到主动性学习的过程中。

2 建设高水平的指导教师队伍

提高化工原理课程设计水平的首要问题就是教学指导队伍的建设问题，建立一支高素质精通化工设计的高水平教师队伍是保证课程效果的前提条件。因此，指导教师成员水平的提高和教学组的建设是十分必要的。我们引进了从事一线设计工作多年，设计经验丰富的教师在学生课程实践过程中，对学生在设计课程中常见问题给以解答，及时更正，良好的规范了学生在设计课程中操作。指导教师在学生设计过程中也不断查漏补缺，对化工原理课程出现的新问题及时整理，并且在教学组中进行相关讨论进行解决，不断提高教师的指导能力和水平。

3 结合专业特色设计题目的设置

化工原理课程设计本身具有特殊性，学生要完成设计任务，必须对化工单元操作、生产工艺等有深刻了解，除了所应具有较扎实的基础理论知识和基本的设计技能，与课程设计相关的知识不可能完全通过课堂教学获得，而必须通过生产与教学实习和学习，不断实践才能积累。因此，通过工厂现场教学，使学生对化工单元操作、生产工艺和设备衔接等有个初步的认识。在课程设计教学过程中应不强化向学生灌输工程学观点，提高学生工程实践能力，让学生认识单元操作和工艺过程特点，善于全面面考察问题和分析解决设计中的问题。为今后毕业与走进实际生产工作开展实际工程设计提供一次真实训练。在设计的过程中，学生不可避免地会遇到各种问题，应尽可能让学生发挥自己的主观能动性，通过查阅相关资料，让学生对问题进行剖析、较深刻的认识和理解。

4 课程设计的成绩评定

通过引导学生对知识的积累和使用以及对工程观点的深刻认识是化工原理课程设计的主要目的。合理的对学生在化工原理课程设计采用综合评价比较合适，为此我们采用评定课程设计有几个部分：

（1）考查学生的课程设计过程：检查学生对相关参考资料掌握情况，在设计室进行设计活动，教师随时随地掌握不同学生的设计进展和碰到的问题，彼此交流讨论。通过学生的设计，了解每个学生的情况，对能按规定对学生进行考勤，对能够按照要求基本能独立完成设计任务的计入平时成绩。

（2）对学生撰写课程报告的评定：学生完成课程设计后，必须撰写课程报告，对设计及工过程进行计算，并画出单元设备装备图和工艺流程图，得出设计结论并对课程设计进行小结讨论，提出设计过程不足之处和提出改进途怪。该部分是考察学生综合能力水平和学习态度与具体表现。

（3）考核学生在课程设计过程中的细节把握：在具体的课程设计过程中，学生是初次进行工程类课程设计，所以我们通常都是要求学生在课程设计的过程中严格按照设计规范进行。强化学生在课程设计中的规范性，减少随意性。

5 结束语

根据社会发展要求与专业课程的需要，选择符合专业特色恰当的化工原料设计课题，加强专业特色、工程特点、知识的积累、学生自主性学习和创新性指导。提高了课程设计的效果，使学生的实践能力和创新能力得到提高，提高了学生分析和解决工实际问题的能力，加强化工原理课程设计的教学效果。达到培养对社会有生产实践与管理能力的工程技术人才的需求的目标。

参考文献：

[1]刘瑞江，张业旺，李红霞等.化工原理课程设计实践教学研究[J]. 实验科学与技术，2015，13（02）：92-94.

[2]王任芳.化工原理课程设计教学改革与实践[J].长江大学学报（自然科学版），2009，6（04）：325-326.

[3]裴秀中.化工原理课程设计改革实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2003，20（02）：112.

篇2

关键词:化工原理;课程设计;教学实践;研究

将先进科学技术理论转化到生产实践中以实践为核心，强化学生理论与实践结合的能力正是化工原理课程基本目标，也是培养科技成果转化后备人员的具体要求。农业院校中的化工原理课程设计教学一直是教学中的弱项，我们依据化工原理的课程的具体内容结合农业院校的特点和专业发展的特色进行相应的教学实践。

1教师的指导思想

在普通高等农业院校，农业工厂化要求学生必须具备有工程学方面的思想，而化工原理课程是学生在教师指导下的一个学习实践过程。必须坚持以学生发展与创新思想为主，以教师引导为主体的指导思想，强化学生学习过程的独立性，发挥主观能动性，实现具体的教学目标。就目前已经实行的教师的指导方式来说，大致有以下几种形式:（1）课堂直接讲解。将课程设计的步骤采用课堂讲解教学的方式，利用适当时间，集中给学生讲解课程设计的机理和原理，同时讲解机理与原理在相关实例的具体应用。采用这种方法学生容易接受，参照实例完成设计比较顺利、比较容易地进入设计、出现问题较少，学生比较适应该方法。不足之处是学生依赖性强，主动学习差。（2）开放式。这种方法基本放弃课堂讲授，学生通过提供的参考资料的学习，根据自己的思路来解决设计中涉及的每一个问题。它能最大限度地调动学生设计积极性与主动性，能很好地培养学生分析问题解决问题的能力。当然，这种做法对于大部分同学来说，教学方法的转变使他们难以接受，表现比较茫然，手足无措，通常在设计的第一天，同学们进入实质性设计的较少。直接请求教师给予相应的指导，或者设计方案比较粗糙，不合理。这个过程花费时间较多。教师需要耐心的将学生的被动性学习方式引导到主动性学习的过程中。

2建设高水平的指导教师队伍

提高化工原理课程设计水平的首要问题就是教学指导队伍的建设问题，建立一支高素质精通化工设计的高水平教师队伍是保证课程效果的前提条件。因此，指导教师成员水平的提高和教学组的建设是十分必要的。我们引进了从事一线设计工作多年，设计经验丰富的教师在学生课程实践过程中，对学生在设计课程中常见问题给以解答，及时更正，良好的规范了学生在设计课程中操作。指导教师在学生设计过程中也不断查漏补缺，对化工原理课程出现的新问题及时整理，并且在教学组中进行相关讨论进行解决，不断提高教师的指导能力和水平。

3结合专业特色设计题目的设置

化工原理课程设计本身具有特殊性，学生要完成设计任务，必须对化工单元操作、生产工艺等有深刻了解，除了所应具有较扎实的基础理论知识和基本的设计技能，与课程设计相关的知识不可能完全通过课堂教学获得，而必须通过生产与教学实习和学习，不断实践才能积累。因此，通过工厂现场教学，使学生对化工单元操作、生产工艺和设备衔接等有个初步的认识。在课程设计教学过程中应不强化向学生灌输工程学观点，提高学生工程实践能力，让学生认识单元操作和工艺过程特点，善于全面面考察问题和分析解决设计中的问题。为今后毕业与走进实际生产工作开展实际工程设计提供一次真实训练。在设计的过程中，学生不可避免地会遇到各种问题，应尽可能让学生发挥自己的主观能动性，通过查阅相关资料，让学生对问题进行剖析、较深刻的认识和理解。

4课程设计的成绩评定

通过引导学生对知识的积累和使用以及对工程观点的深刻认识是化工原理课程设计的主要目的。合理的对学生在化工原理课程设计采用综合评价比较合适，为此我们采用评定课程设计有几个部分:（1）考查学生的课程设计过程：检查学生对相关参考资料掌握情况，在设计室进行设计活动，教师随时随地掌握不同学生的设计进展和碰到的问题，彼此交流讨论。通过学生的设计，了解每个学生的情况，对能按规定对学生进行考勤，对能够按照要求基本能独立完成设计任务的计入平时成绩。（2）对学生撰写课程报告的评定:学生完成课程设计后，必须撰写课程报告，对设计及工艺过程进行计算，并画出单元设备装备图和工艺流程图，得出设计结论并对课程设计进行小结讨论，提出设计过程不足之处和提出改进途怪。该部分是考察学生综合能力水平和学习态度与具体表现。（3）考核学生在课程设计过程中的细节把握：在具体的课程设计过程中，学生是初次进行工程类课程设计，所以我们通常都是要求学生在课程设计的过程中严格按照设计规范进行。强化学生在课程设计中的规范性，减少随意性。

5结束语

根据社会发展要求与专业课程的需要，选择符合专业特色恰当的化工原料设计课题，加强专业特色、工程特点、知识的积累、学生自主性学习和创新性指导。提高了课程设计的效果，使学生的实践能力和创新能力得到提高，提高了学生分析和解决工实际问题的能力，加强化工原理课程设计的教学效果。达到培养对社会有生产实践与管理能力的工程技术人才的需求的目标。

作者:张建峰 朱学军 张洁婧 胡可心 单位:吉林农业大学

参考文献：

[1]刘瑞江,张业旺,李红霞等.化工原理课程设计实践教学研究[J].实验科学与技术,2015,13(02):92-94.

[2]王任芳.化工原理课程设计教学改革与实践[J].长江大学学报(自然科学版),2009,6(04):325-326.

篇3

鉴于传统的课程设计教学所存在的问题，经过近几年的尝试，我们进行了有针对性的改革与实践，取得了一定成效。所采取的具体措施如下。

1调整课程设计时间

在以往的教学中，我校的化工原理课程设计都是在两周的时间内完成。每位教师要同时指导三十个左右的学生，难以对每个学生进行及时的指导。同时，课程设计是综合训练的过程，学生在短时间内对先修课程的相关知识不能充分的复习或补充，加大了综合运用所学知识解决工程问题的难度。另外，学生在短时间内按照老师的指导快速完成任务，但没有足够的时间去思考，造成设计效果不够理想。基于以上原因，我们改变了化工原理课程设计的时间安排，由以往的两周时间改为在一个学期进行，提前做好设计动员，将设计任务安排在与《化工原理》下册的理论课程内容同步进行，要求学生利用课余时间有意识地根据设计题目的要求搜集有关资料，提前做好有关的各门先修课程的知识储备。

增加设计时间后，使参加设计的学生有充足的时间来深入、详尽地进行课程设计，使课程设计任务的深度和广度得以提高，使化工原理课程设计无论从内容到质量都更加完美、更有层次，并且可以培养学生树立良好的工程设计意识。

2科学广泛选题

化工原理课程设计是综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。一次成功的课程设计，可以使学生掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决实际工程问题的能力。选好课程设计题目，是完成上述教学内容和培养目标的关键，在选题时应注意以下几点：

(1)应确定较多的题目，让学生有充分的选择余地，题目之间既有联系又有差别。每位同学在所做的题目中都会碰到一些技术问题，题目之间可以进行对比、分析，这样对每个人来说，题目的要求和特点是明确的，而总体来说题目又是多种多样、丰富多彩的。同一题目既有相对的独立性，又有内在的联系。

(2)题目尽可能来源于实际的化工生产过程，鼓励指导教师将自己的科研项目和校企合作课题作为部分实际课题进行设计。这样一方面可以使学生感到题目来源的真实性，增加设计的兴趣，另一方面更有利于培养学生的工程观点和创新思维。近几年，我们将化工原理认识实习安排在课程设计正式开始之前，在布置设计任务以后，学生进入实习工厂，有意识地对要进行设计的典型设备及过程进行重点实习，根据工厂获得的化工设备的生产参数作为设计依据来选择题目，这种结合实际的设计题目，更有利于培养学生分析问题和解决工程问题的能力。

(3)题目既要适合课程内容的要求，又要适合学生的能力。为此必须对生产过程中获得的题目进行筛选和加工，对难度较大的题目，可适当做一些简化处理，使之与课本的内容比较接近，同时又要考虑生产实际过程的复杂因素，这样有利于充分发挥学生的创造力和潜力。

充分发挥教师的指导作用

由于阅历和经验的限制，在布置课程设计的题目以后，许多学生不知从何处入手。此时，教师的辅导和答疑就显得非常重要。除了采用集中讲课和答疑以外，也可以充分利用现代化通信手段进行答疑，如电子邮件、微博、QQ等，从而适时地引导同学寻找解决难题的方法和途径。在设计过程中，指导教师应及时了解学生的计算结果和进展情况，掌握学生在设计方案选择上是否有新意。并促使同学不断发现问题，完善设计。总之，为了使学生得到有效的培养，指导教师一定要不辞辛苦，真正发挥主导作用，促成与学生的良性互动。

改革成绩评定方式

化工原理课程设计着重培养学生的创新意识和工程实践能力。因此成绩评定应贯穿整个设计过程。以往主要依据图纸和说明书的质量评定课程设计成绩，但是如前文所说，设计雷同、抄袭现象时有发生，难以体现公平公正。针对这一问题，我们通过把设计过程、设计说明书和图纸质量、答辩以及创新性等几个方面结合在一起对课程设计成绩进行评定。

(1)设计说明书和图纸质量作为最终成绩考核的一个主要方面。除了看学生的报告内容是否正确，设计目的有没有达到，基本概念和原理是否掌握之外，还要考察图纸标注是否规范，表达是否准确，报告结构是否完整等。这部分成绩占最终成绩的40%。

(2)过程考核也作为一个评判标准，从学习态度、学习独立性、学习能力等多个角度对学生进行评价。对于提问积极的，学习主动的，在设计过程中能体现出解决问题的主动性、创造性的，能够按时完成设计的都会给予加分。这部分成绩占最终成绩的10%。

(3)答辩成绩是成绩评定的另一个主要方面。答辩内容涉及流程图、装配图、设计说明书的各部分和流程模拟软件计算设计及绘图。首先每位学生随机抽取1~2道题作答。提倡同组的学生相互补充答题，教师再根据每位学生的图纸和说明书中的部分内容提问，检查是否是其本人独立完成。答辩成绩占总成绩的40%。

(4)创新性也是成绩评定的一个标准。在设计过程中，有的学生只是按部就班地按照书上的方法，按照常规的设备设计将设计题目完成；而有的同学是通过思考和翻阅资料，采用不同的计算方法进行计算，选用新型的设备和构件进行设计，这样不同的设计思路在进行成绩评定的时候会加以区别。这部分成绩占总成绩的10%。实践证明，这种考核方式是比较公正、合理的，充分调动了学生的设计主动性和积极性，对于提高教学质量和培养学生的创新意识具有重要的推动作用。

结语

篇4

【关键词】汽轮机;课程设计;计算机软件

课程设计是很多工科专业提高学生实践能力的重要环节。在全国开设动力机械及工程专业方向的高校中，很多都安排了“汽轮机原理课程设计”这一课程，旨在通过课程设计使学生应用、巩固、提高所学专业知识，加深对所学理论知识的理解，获得与专业有关的实践经验，培养专业技能以及综合运用理论知识分析和解决实际问题的能力。汽轮机原理课程设计是汽轮机原理教学的重要组成部分，是汽轮机原理课程理论教学结束后，针对汽轮机设计过程中某一具体环节，在指定的设计工况下由学生独立进行的一次系统地设计实践。汽轮机设计包括热力设计和强度设计，具有很强的综合性和实践性。设计过程中需要查阅大量的文献资料和物性参数以及相关的设计手册、标准，同时也需要进行大量的设计计算和工程图绘制，设计任务繁重，需要耗费大量的时间和精力。在短时间内完成这一设计过程，学生往往疲于应对各种公式、运算，而不能很好地理解掌握整个设计过程，使得课程设计的教学目的大打折扣。随着计算机和软件技术的发展，汽轮机原理和计算机软件相结合，可有效地提高学生的运算速度，克服上述问题，切实提高课程设计的教学效果。我们在汽轮机课程设计的教学实践中，通过不断摸索发现，计算机软件和传统课程相结合确实取得了良好的效果。

一、同Excel结合，简化计算过程

Excel是MicrosoftOffice常用的办公软件，其强大的公式编辑和计算功能正好可以处理汽轮机原理课程设计中的大量计算工作。汽轮机原理课程设计的计算涉及参数的选择、热力系统的计算、通流部分的热力计算和整机校核计算。设计过程涉及大量的公式和计算，有些参数可能需要反复迭代得到，计算工作量非常大。将Excel引入到设计过程，可以使计算过程简化，提高计算效率。只要一次编辑公式，就能得到所要的结果，需要反复迭代的过程只需改变输入参数即可。利用Excel软件可以节约大量的计算时间，学生可以不用专注于繁琐的计算过程，而有更多时间去消化理解公式和计算过程。

二、同ABAQUS结合，提高工程意识

ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得ABAQUS被各国的工业和研究中所广泛地采用ABAQUS产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。学生通过公式进行的强度校核采用了一定的简化和近似，得到的结果和工程实际有一定的差距，只适用于课堂教学，在工程实践中几乎不采用。为了培养学生的工程意识，引入ABAQUS软件，通过设计简单的题目让学生去进行强度分析和校核。这一过程不但锻炼了学生工程软件的操作能力，同时也培养了学生的工程意识，为学生踏入工作打下一定的基础。

三、同AutoCAD结合，提高制图规范

汽轮机原理课程设计通常要求学生在设计计算完成以后，将汽轮机的通流流道，以及某几级的叶片叶型，通过工程图纸的形式绘制出来。这时学生需要使用AutoCAD绘图软件将设计结果清晰地呈现出来，同时也要符合机械制图规范。学生首先要去查阅相关的机械制图标准，图纸的页面设计、标题栏、明细栏等均需严格按照机械制图标准绘制；流道以及叶片型线的类型，标注的线性均需按标准严格执行。通过系统而严格的制图过程，学生强化了工程规范意识，同时也提高了绘图水平。通过汽轮机原理课程设计教学的不断摸索和改革，我们将叶轮机械常用的设计软件应用到汽轮机原理课程设计的教学实践，提高了学生的工程意识和软件操作能力，同时也提高了汽轮机原理课程设计的教学质量，为叶轮机械专业人才的培养发挥了应有的作用。

参考文献：

[1]刘相，王兰娟.化工设计软件在化工原理课程设计中的应用，化工高等教育[J]，2012,6:64-66

[2]赛庆毅.工科研究生提高能力的方法探讨，课程教育研究[J]，2016.4:2-3

篇5

关键词： 项目教学法；化工原理；课程设计；理论与实践结合

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.213

0 引言

项目教学法 （Project Based learning， PBL），是以项目为对象，将学生分组，然后各组学生围绕各自的项目进行讨论、协作学习，最后进行合理分工，共同完成项目，教师根据项目完成的情况来评价学生对知识的掌握程度是否达到了教学要求。

1 项目教学起源

项目教学法起源于16世纪末期的欧洲，是由意大利建筑教师要求学生进行的设计教堂、纪念碑、宫殿等 建筑的“竞赛”演变而来的，经过100多年的发展改进，到1763年，项目教学观念正式成为学院派的教学方法。1765-1880 年，项目教学法成为常规的教学方法，并且由欧洲传入美国，从最初的仅在建筑学中应用发展到在工程学中广泛应用，从而掀起了项目教学法的第一次发展浪潮。1880-1915 年间，项目教学法在手工培训、工艺美术等学校中得到较广泛的应用，在这些学校中，学生必须完成“毕业项目”，并且获得学校教师的认可才可以拿到毕业证书。1915-1965 年，美国的教育家 Kilpatrick 发表了题为《项目教学法在教育过程中有目的的活动的应用》论文，重新定义了项目教学法，引发了世界教育行业的广泛关注与热烈讨论，掀起了第二次项目教学法理论与应用研究的浪潮。1965 年以后，项目教学法再次进入快速发展时期。教育家凯兹与查德撰写了题为《启迪孩童的心智：项目教学法》的专著，将项目教学法引入到儿童教育领域，掀开了项目教学法第三次研究的浪潮的序幕。在这一时期，项目教学法逐渐完善，成为了一种重要教育模式，并成为一种探究式学习形式被大力推广，其学习理念从大学教育推广到中小学教育。

2 项目教学法在国内的应用

项目教学法在我国广泛应用的时间比较晚，到本世纪初才开始研究，但是发展及其迅速。在化工原理课程设计中应用项目教学法却有很多优点。下面我们以乙醇生产工艺设计为例来讨论项目教学法在化工原理课程设计中的应用。

发酵法生产乙醇工艺一般包括原料粉碎，糊化，糖化，发酵，蒸馏五个主要工段，我们将每班30个学生分成A～E 5组，每个组拿到的设计任务都不相同，比如A组设计以木薯为原料年产10000吨乙醇的工艺，B组设计以玉米为原料年产8000吨乙醇的工艺。每组6名学生，选出一名学生作为组长，负责组织学生讨论方案，任务分工，把握工作进度，定期汇报等工作。学生按自己的意愿，按工段分工或按单元操作分工，组长组织组员列出完成本项目所需的所有工作，尽可能列的详细，周全，然后提出任务分配方案供大家讨论，根据组员意见做适当修正，最终确定任务方案，如果项目进行过程中出现预算外任务，组长负责合理的安排下去。这样的过程可以锻炼组长的领导组织能力，锻炼团队成员的团队协作能力，语言表达能力，同时还可以锻炼学生在意见不一致时处理问题的能力。一般情况下，为了分工清晰，学生会选择按工段分配任务，五名学生各负责一个工段，组长负责辅助工段及各个工段直接的衔接工作，鉴于蒸馏工段任务量比^重，一般组长会帮忙做一部分辅助设计工作，比如再沸器，冷凝器的设计选型等。

任务分配完毕以后，每个学生花费1天的时间根据自己的任务提出设计方案，以及一些自己没法解决或把握不准的问题，准备小组讨论。第二天开工前组长组织讨论各个工段的设计方案，组员积极参与讨论，找出设计方案不合理的地方，并讨论提出解决方案或者解决问题的方向。如果有实在无法解决的问题及时找老师讨论。经过论证，初步达成一致意见后与指导教师讨论方案，并最终确定设计方案。从第三天开始进入常规设计工作状态，按计划2周的课程设计通常有7天处于常规设计工作状态。在这期间，每天开工前组长要组织半小时的开工会，每天工作结束前1小时各组组长向指导老师做当天的工作汇报。开工会时讨论当天需要完成的工作及头一天遇到的还没有解决的疑难问题。开工会结束后各成员进入工作状态，遇到问题首先自己查资料文献去解决，如果解决不了，则自由找人讨论，可以找本组成员也可以找其他组成员讨论。到收工前1.5小时仍然没解决的问题组长汇总，在向指导导师做当天组内工作进展报告时提出来。每天设计工作结束后各组组员需要向组长做一个工作进展报告，汇报当天自己所做的工作，包括设计方案，工作进度，遇到的问题，需要提供的帮助等。之后，各组组长需要向指导老师做一个工作报告，汇报整个组的工作进展，那些工作正按计划进行，那些工作已经提前完成，哪些工作遇到问题比预期需要多花费多少时间，明天准备做哪些工作，有哪些问题需要老师帮助解决等。课程设计的最后一天，各组需要整理计算书、图纸、工艺方案，然后总结本次设计所用到的知识如塔板计算理论，哪些设计理念如精馏塔选型时要综合考虑效率、成本和技术实现难度等问题，秉承企业利润最大化的原则来对精馏塔选型。最后，各组组长要向指导老师做这两周实习的工作汇报，包括设计成果，设计过程中遇到的值借鉴推广的处理问题的方案等。

3 结束语

以项目制的方式进行化工原理课程设计不仅可以提高学生的工程意义，以便毕业后能更快的适应企业管理模式，同时能使学生将所学知识综合利用，融会贯通，能培养学生的团队意识，增进同学间感情。因每个同学的任务都不同，必须独立完成，所以能提高学生自己解决问题的能力和语言表达能力。因此，项目教学法非常适宜用于化工原理课程设计。

参考文献：

[1]白顺芳，唐梁兵.项目教学法在计算机网络课程中的应用[J].机械职业教育，2009（12）：51.

[2]孔婷.基于项目教学法的高职英语教学设计[J].扬州大学学报，2015（01）：22.

篇6

关键词:课程设计;能力;培养;工程设计

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

课程设计的进行一般在每门课程的理论课结束后进行，课程设计作为课程的一种形成性考核方式，在课程总成绩中占有较大的比例。对于有实验课的课程占据和实验课成绩大致相同的比例;对于没有实验课的课程占课程总成绩的30%～40%。课程设计在一门课程中属于课程综合性评价的一种方式，也是检验课程学习效果的重要指标。

篇7

1.设计题目陈旧，设计内容格式化

多年教学延用同样的题目，分组进行设计，设计题目内容在化工原理课程设计指导书、网络或往届同学存档赠送的资料中都有较完整的设计模版。因此学生在设计过程中只要按部就班地照葫芦画瓢，基本都能在规定时间内完成。由于题目陈旧和设计内容格式化导致设计效果变成纸上谈兵，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.设计手段单一

设计的初衷是为了提高学生的制图能力、计算能力及相关设备选型等综合能力，所以要求学生手工绘图、手工计算。但通过多年设计经验发现，学生对基本的制图规范如尺寸标注、比例选定、局部刨面图及俯视图相关规范性方面仍不能较好掌握。同时手工计算存在计算量大，计算结果准确度不高的问题，比如，塔板层数计算无论采用逐板计算法还是制图法，其它如经验公式、经验参数选取和试差法的应用等都可能出现以上问题，其计算结果必将影响后续设计内容，严重者导致负荷性能图检验不合格。这时按正常设计处理方法应该从尾到头逆向再检查一遍，从出现问题处再重新计算设计。但这时学生一般都身心疲惫，失去信心和毅力；另一方面设计时间也难以保证，结果必然导致一部分学生掩盖问题、私自篡改数据，而不能面对问题静心思考，实事求是地分析问题和解决问题，更不知小小数据的改动可能会给实际生产带来非常严重的后果。

3.考核方式单一

以往教学中一般采取出勤、说明书和图纸三部分相结合的评价体系。但在执行中发现存在以下问题：比如，图纸方面，由于上交的是“无声”的书面成果形式，致使懒惰或制图技能差的同学有机可乘，私自找别的同学替画，指导老师却无法核实；说明书若是电子版，则可以套用本组其他同学的作品，进行简单的数据、文字修改，这一点从部分说明书中出现错误的相同性得到验证，这时问题虽然发现了，但指导教师仍很难判定是谁套用谁的，是谁替谁画的，另外还可能是同组同学“分工合作”的结果，所有这些问题的出现，必将对最终成绩的评定带来困难，也易导致该考核方式不能全面公正、公平地对学生做出考核的问题，也难以检验设计的质量，同时助长了不良的学习风气。

二、大学化工原理课程设计的教学改革措施

针对本课程教学过程中存在的问题，并结合我校及目前大环境下对应用化学专业人才培养目标要求，笔者结合近几年教学实际经验针对性地试将一些实践教学手段引入到本课程教学中，取得了较好的效果。

1.设计题目创新化、设计内容多样化，提高学生学习积极性

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，重在从多角度、多方面鼓励学生正确处理独立完成和团队合作的关系，提高对课程设计的重视程度。具体采取两种措施进行：常规设计和参加设计大赛设计，同时针对不同的设计对象，采取不同的设计题目和设计内容进行教学。

（1）选题和内容来源于生产实际。对于参加常规设计的同学，为了克服以往教学中选题的不足进行了慎重科学地选题，题目主要来源于生产实际，比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等单元操作，按组制定题目，同组同学分别承担进料组成、进料状态、进料量或生产任务不同的设计内容。

（2）选题和内容来源于化工设计竞赛。全国大学生化工设计竞赛是由教育部、中国化工学会、中国化工教育学会在企业的赞助下举办的全国性竞赛，参赛高校遍及全国各省市地区，在培养大学生创新思维，提高化工工程设计与实践能力方面发挥了积极作用。大赛题目每年均不同，并且与生产实际联系更加紧密，有利于激发学生的学习兴趣，培养勇于挑战自我的精神，同时，采取积极宣传和鼓励的方式来引导同学自愿加入这一部分的课程设计。设计任务依据当年的竞赛下达任务条件而定。五人一组为一队，设队长一名。小组成员可以根据各自的特长和兴趣来分工合作，执行中采取“传、帮、带”的形式进行。由于设计任务有一定的难度和复杂性，为了使学生较快“入戏”，请教有参赛经验的上届学生“传”授经验，主要包括团队合作的要点、软件的学习、方案的确定等方面；同组同学之间互相“帮”助解决实际问题及各组同学互相“帮”助解决共性难点问题。小组内自学能力、自主能力强的同学“带”动稍弱的同学，整体相对较强的队“带”动较弱的队进行设计。采用不同的设计题目和内容，符合了不同学生的“口味”，一方面提高了学生的学习积极性、学习自信心和团队协作能力；另一方面有效地避免了设计抄袭、代做的现象，形成以学生为主体，以教师为指导的良好设计氛围。

2.采用灵活丰富的设计教学手段

由于常规的课程设计时间为两周，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。因此，构建灵活丰富的设计教学手段是十分必要的。主要采取以下方式进行教学改革实践：

（1）提前下达任务让学生做好早入手准备，比如提前学习化工仪表及自动化和化工制图等课程的部分内容，能达到理解和会识图的目的。并利用课余时间与学生交流，解决问题，引导正确的学习方法和增强自信心。

（2）在理论课教学中，注意结合课程设计相关知识采用案例式、启发式等教学方法教学，适当训练计算能力，达到理论与实践的有机结合；在实验课教学中注重对现场设备仪表及工艺流程的观察和指导，从而使学生在理性和感性认识上有一定提高，使学生感到题目来源的真实性，增加设计的兴趣，而且更有利于培养学生的工程观念，为课程设计做好铺垫。

（3）有计划、有步骤地指导学生关于AutoCAD、Aspenplus等相关计算机软件的自主学习。布置辅导学生学习AutoCAD，网上下载教学视频，提供几个与课程设计有关的网站等。

（4）紧密联系生活实际，引导学生观察生活中身边地现象，树立工程意识。比如，教室里供热的换热器类型、结构、适用条件、规格、安装位置等是如何确定的；要保证教学主楼十楼在高峰期正常供水应如何选泵等等。通过引入生活中息息相关的小例子，使学生进一步意识到化工原理课程的重要性及实用性，提高学习的积极性，培养学生善于观察、善于思考的良好习惯。通过在课程设计的实践教学环节中采用灵活丰富的教学手段，削弱学生对设计的恐惧和依赖心理，增强了学生的求知欲望，从而大大提高实践教学的效率，为学生按时完成课程设计提供保障条件。但要注意，要防止学生对软件产生依赖心理，而忽视了对课本基本知识的掌握和计算基本能力的练习。

3.考核方式多元化，促进学生综合素质的提高

针对以往考核方式存在的问题，依据过程与结果并重的原则，以重知识的综合运用和“工程”观念的设计能力培养为主，采用切实可行的多元化考核方案，使学生的主体作用和教师的主导作用能有机结合，提高教学质量。

（1）针对同一题目不同设计任务的同学，实行多方位、立体化综合评价体系，设计期间定时及不定时地检查设计进度和内容，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。一方面督促了设计进程，另一方面检验了学生对知识的掌握和应用情况。同时，通过当面问答的形式避免了抄袭或替代设计的过程，对答辩成绩采用“化整为零”的方式进行评价，以“段段清”的方式进行答辩考核成绩评定，即将答辩环节渗透在设计的整个过程。最终结合学生平时学习主动性、积极性和图纸、说明书情况给出总成绩。

（2）针对参加化工竞赛的同学，考核方式采用“总分”结合的形式。“总”为小组作为一个整体总得分情况，主要从设计的系统性、完整性、规范性、创新性和最终团队答辩情况而定。“分”为小组中每个学生独立完成任务情况、参与积极性和个人答辩情况。答辩过程按照参赛标准进行，小组“总”成绩占每个学生总成绩的40%，学生独立设计成绩占学生总成绩的40%。个人创新占学生总成绩的20%，主要包括设计方案的确定、新技术、新材料的应用、相关软件应用、节能环保及经济性评估等方面有创新或突破。针对不同设计任务，采用的考核方式虽有所差异，但总体上均较合理、公平、公正地反映了学生的综合成绩，同时促进了学生知识、能力、素质的协调发展。通过近四年的教学实践和改革，教学质量得到了一定的提高。参加大赛同学取得了优异的成绩，得到了校、院领导的肯定，学生整体设计水平明显提高，具备了一定的化工PID识图、制图能力，为后续的专业课学习、生产实习和就业打下良好的基础。

三、结束语

篇8

关键词：Aspen Plus；化工设计；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）23-0093-02

一、引言

化工设计是指对化工过程的设计，通过设计一系列的单元设备操作，将其合理地组合起来，从而实现从原料的输入到产品的输出。[1]化工设计课程是高校化学工程与工艺专业的一门重要的专业必修课，是在学生学完专业基础理论课《化工原理》、《化学反应工程》、《化工热力学》及主要专业课《化工工艺学》、《化工仪表自动化》、《化工设备》后，所开设的一门综合性实践教学课程。

近年来，随着计算机技术在化工生产及过程设计应用上的快速发展，掌握先进的计算机控制与设计技术，以适应行业的发展，显得尤为重要。Aspen Plus是一种适应化工工程日益综合化、大型化、复杂化趋势，已全方位应用于化工过程研究、开发、设计、仿真、生产过程控制、优化及技术改造等的大型软件，具有最适用于工业、且最完备的物性系统。它计算精准，是目前国内外化工设计院使用的主流软件。[2]将Aspen Plus应用于化工设计课程教学，不仅可以培养学生学习兴趣和计算机应用能力，而且为学生将来从事相关行业的工作打下坚实的基础。

Aspen Plus是一款针对以化工为代表的过程系统模拟软件，其设计基础是以“三传一反”和化工系统工程为核心的化工专业知识，本文结合Aspen Plus在化工设计教学中的应用实践粗谈教学体会。

二、教学现状分析

中国矿业大学（以下简称“我校”）化学工程与工艺专业的本科生培养方案中，主要在第五和第六学期开设专业基础理论课和重要的专业课程，如《化工原理》、《化学反应工程》、《化工热力学》和《化工分离工程》等。在第六学期开设《计算机化工应用》，通过对Aspen Plus软件的理论学习与上机实践，让学生掌握流体输送单元、传热单元、分离单元等单元操作的仿真设计和流程模拟；通过学期末的《化工原理课程设计》的手工计算，让学生熟悉和掌握化工设计的基本原理和方法，并辅以Aspen Plus软件进行流程模拟，刘保柱等]和孙兰义等将软件用于化工原理课程设计教学中取得了很好的效果。[3,4]在第七学期开设的《化工专业综合设计》和第八学期的毕设环节，要求学生设计化工厂，针对指定的化工生产系统进行模拟和优化。通过这一系列课程的学习，使学生从简单的单元操作模块模拟，过渡到对整个化工生产系统的模拟和优化；从基础的计算机操作的学习，转向解决设计型和综合型的复杂问题；从理论知识的学习转向工程实践能力的培养，最终达到培养学生综合运用专业理论知识和计算机技术解决实际工程问题的能力的目的。

2011年，我校购买了用于教学的Aspen公司的“University package for Process Engineering”5年使用权（可同时使用150人），给学生提供了学习先进设计工具的机会，也给《计算机化工应用》课程提供了上机保证，使我校化工专业的设计软件与国际接轨，提高了学生的竞争力。

Aspen Plus是一个功能强大的通用过程仿真软件，但要灵活掌握、使用软件，学习起来仍有相当难度。软件是全英文的操作界面，对学生的专业英语水平也提出了更高的要求。为了使学生能在给定时间内掌握软件的基本用法并利用它完成设计任务，利用有限学时，在教学环节介绍软件的使用步骤、用户界面；物性计算模型的选择；流体输送单元选择pump和valve；传热单元选择heater和heatX；分离器选择flash2和sep；塔器选择DSTWU和RadFrac；反应器选择RStoic、Rplug和RCSTR等典型的单元模块进行教学，让学生学习典型单元模块的基本设置方法，通过单元模块的仿真模拟，掌握软件的工作原理，学会分析仿真模拟结果，并结合化工原理课程设计中的手工计算结果，进行对比分析。在教学环节中，通过屏幕捕捉软件制作单元操作模拟视频，通过软件的Next专家导航系统和强大的在线帮助功能，可以使学生较快地掌握软件的基本使用功能。需要注意的是，在用软件模拟仿真之前，要求学生掌握手工计算的方法和原理，通过对比手工计算和软件模拟的差异学会分析原因。

三、教学实例探讨

以精馏模拟为例，模拟对象是乙苯——苯乙烯系统一级精馏塔，进料条件为：乙苯28.4％（质量分数），苯乙烯71.6％（质量分数），流率1000 kg/h，压力0.12 MPa，温度30 ?C；精馏塔塔压0.02 MPa；要求99.8%的乙苯从塔顶排出，99.9%的苯乙烯从塔底排出，确定精馏塔的理论板数、回流比和最佳进料板位置。首先用DSTWU模块进行精馏塔的简捷计算，确定出回流比、理论板数等基本参数，模拟流程图见图1。

图1 精馏分离乙苯-苯乙烯模拟流程图（DSTWU）

添加完物流后即完成了基本的流程输入；从数据库中添加本模型所需的乙苯和苯乙烯组分；物性方法选择NRTL模型；定义进料物料流股，操作单元模块定义时初选回流比为最小回流比的1.5倍，输入流出物和塔釜液的产品回收率，即可完成数据的输入，进行模拟。计算的物流结果见表1，最小回流比为12.13，最小理论板数为55块，进料板为第48块。

表1 塔计算结果（DSTWU）

将计算选项中选择“生成回流比——理论板数关系表”，此结果对选取合理的理论板数很有参考价值；然后通过“plo”进行绘图，见图2，合理的理论板数可在图中曲线斜率绝对值较小的区域（80～0之间）选择，回流比选择为25，理论板数选为85。

篇9

关键词:化工工艺设计;实践环节;教学改革

为适应国家战略发展需要，2013年教育部、中国工程院联合出台了《卓越工程师教育培养计划通用标准》，为高等院校培育工程技术人才提出了新的标杆，也提供了新的契机。在众多工科专业中，化工专业涵盖过程工业的各个部门，对高质量各类型的工程技术人才需求十分迫切。化工工艺设计课便是培养化工专业优秀工程技术人才的一门不可多得的课程，在高等工程教育的深化改革中越发展现出其在本科教学课程体系中无可替代的作用和地位。

1化工工艺设计课简介

化工工艺设计课(以下简称“工艺设计课”)目前在国内大多数设立化学工程与工艺专业的院校都有开设，一般安排在本科四年级，是在学生学完专业基础课之后，综合运用专业基础课、制图以及经济、安全等方面的专业知识解决问题的一次训练，更能够迫使学生从做题的情境切换到工程实际的情境，因而能加快学生的思维向工程思维转变，能切实提高学生处理工程实际问题的能力。因此，与本专业的理论课相比，工艺设计课在优秀工程技术人才的培养方面具有独特的优势。然而，由于多种原因，工艺设计课还存在着不少问题，这门课的优势还远未被充分发掘，应有的教学效果还远未达到。

2工艺设计课存在的问题及原因剖析

纵观国内开展工艺设计课的高等院校，目前该课程教学过程中发现的主要问题可归纳为以下五点。

2.1设计要求和难度一降再降

工艺设计课教学效果难以达到预期，很大程度上源于设计要求和难度的一降再降。一方面，信息时代生活节奏越来越快，压力越来越大，很多本科生为了提高自己的竞争力，不得不分心考研、考证、实习、联系出国、进实验室、参加学生工作和社会实践，难以专注于专业课程学习本身。因此，学生们能真正投入到工艺设计课中的时间越来越少。例如，每年都有大量学生参加考研，考研之后紧接着就是毕业设计，使得学生很难充分重视工艺设计这门课。另一方面，化工设计工作量巨大，真正的设计从来都是团队共同作业才能完成。但在实际教学中，为防止学生抄袭而催生的“一人一题”的强制要求，也使得教师很难提出由多人共同完成一个设计任务的设想，因而也不得不降低对个人的要求和难度。

2.2设计题目缺乏精心设计

设计题目的合适与否对教学效果影响甚大，但从目前情况看，不少设计题目缺乏精心设计，衍生出如下几类问题。(1)与《化工原理》、《反应工程》等经典先修课程脱节严重。近年来，有一部分带设计课的指导教师认为，设计应该做真题，不应该做所谓的“假题”，甚至于设计题目就是指导教师团队正在做的工程项目。这就使得设计题目中所涉及的核心反应和分离单元经常不是经典的反应器和单元操作(如吸收、精馏)，有时会大量涉及气体吸附、膜分离、结晶、离子交换等非传统的化工的单元操作，有时甚至还因为新技术保护的原因无法获得设计所必需的数据。此外，即便有些题目来源于经典的传统化工工艺，但如完全忠实于实际项目，没有必要的简化处理，也必会造成工艺系统过于庞大、题目过于复杂，使学生感到一下子难以承受，不利于短学时性质的工艺设计教学。(2)“一人一题”设计的考虑不够周全。“一人一题”的初衷是限制学生抄袭。然而，很多设计题目，设计变量很少，甚至只有生产强度一个变量，使得学生的设计题目之间没有本质区别，无法杜绝学生抄袭。只要有个别学生做出来，其他学生只需简单地线性变换，仍可效仿，无需经过足够的个人思考。(3)未充分体现“整体设计”，仅是单元操作的简单组合。工艺设计课的工艺计算过程，应充分体现过程、工艺的整体设计。然而，目前的许多设计题目，其设计条件没有涉及单元之间的耦合，使得学生无需深刻认识过程和全流程，便可迅速进入到各个单元操作的计算阶段，其教学效果约等于化工原理课程设计，缺失了对学生大局观的培养。

2.3缺乏高效的“过程管理”

目前很多院校完全采用“结果管理”的教学模式，存在很大问题。所谓完全采用“结果管理”，即设计开始阶段做一次较为充分的宣讲，对设计过程不甚关心，完全以最终的报告和图纸定成绩。有些教师迫于科研压力，不愿在设计课上投入时间精力实施过程管理，甚至以“设计课以学生为主、学生自己完成”为理由，过度精简了设计过程中的师生互动环节。当然，也有很多教师非常重视过程管理，投入了大量的精力，但效率不高，其重要原因就是容许学生自由发挥的地方过多，学生的设计计算结果五花八门，教师很难对学生的阶段性进展做出高效反馈，甚至会打击青年教师的信心。诚然，设计没有标准答案，充分开放的设计题目更有利于启发学生，但这更多是针对设计大赛或是毕业设计。对于学时有限的工艺设计课教学，笔者不敢苟同。

2.4指导教师与真实设计资料的接触非常有限

近年来入职的青年教师，受到目前高等院校大环境影响，学术型的居多，大多没有经历过多少设计实践，自身工程设计底子薄。即使是有一定经验的教师，也有很多没接触过真正的、有代表性的设计资料。笔者所在的教研室只是收藏了一些早期的纸质版的图纸供学生学习，能反映当今化工厂、化工车间设计成果的图纸(特别是CAD电子版的图纸)还非常有限。学生们从未见过规范的设计文件和图纸，他们上交的报告和图纸都与行业规范相差甚远。

2.5先修课程缺乏对工艺设计课的铺垫

工艺设计课是一门综合运用所学专业知识的实践性课程，应该让学生能够在学习过程中将所学知识充分用到解决实际问题中去，这样会激发学生内心中的成就感，更加明白终身学习的重要性。然而，从目前看，学生学过的先修专业课程，对工艺设计课的铺垫不够，常常与设计题目脱节严重，这会使得“大学上的课没用”的思潮抬头，学生听课的积极性大减。例如，《化工工艺学》和《化工设计》这两门课是工艺设计课的直接先修课，但这些课程间的沟通合作还远远不够，从而不能将工艺设计题目中涉及的工艺流程在这些先修课上有所伏笔，提高了学生们面对工艺设计题目时要迈过的门槛。又如，认识实习、生产实习等实习环节，也是理论与实际联系的重要桥梁，但也很少跟工艺设计课之间建立紧密的关联［5］。我们常常不能将工艺设计题目中涉及的过程、车间和设备在实习阶段就让学生有所了解，这就使得工艺设计只能停留在课堂教学而没有实习支撑。

3改进工艺设计课的若干措施

笔者结合自己的教学实践以及在学生阶段的一些设计经历，尝试总结了一些可能对解决上述问题有所改善的措施，分五点陈述如下。

3.1精心安排设计时间

(1)尽早动员，尽早布置题目。《化工工艺设计》的全员动员应在四年级上学期开学即进行，最好能和另一门设计类实践课《化工原理课程设计》的全员动员合并进行。这样做好处有二:①学生通过一次集合就知晓大四的设计开课整体情况，便于其合理安排时间;②这样安排可以使得在《化工原理课程设计》结束后顺理成章地布置《化工工艺设计》的题目，给学生更多的准备时间应对难度更大的《化工工艺设计》。

(2)尽量避开考研冲刺期。可考虑将官方的开课时间定在春季学期，实际教学则可以跨年度。具体地说，是从考研结束之后那一周算起，完整进行4～5个自然周。笔者所在教研室一直推行这个方针，最大限度地减少了考研对工艺设计课的影响。

(3)给学生较为充足的报告撰写时间。在教学环节结束后，推迟1～2周(甚至整个寒假)收缴报告和图纸，给学生充足的报告撰写时间。如果寒假之前时间不够，则顺延到年后，但无论是否顺延，都统一在春季学期的第一周做完并上交报告，以减少对《毕业设计》环节的干扰。

3.2精心制定设计题目

(1)设计题目应更强调过程和整体。应通过设计条件的合理设定，使得任何一个单元操作都不可能独立求解，籍此强化过程物料衡算和过程设计的概念，使学生认识到过程设计不是单元操作设计的简单加和，有利于培养学生的大局观和主人翁意识。

(2)拉开“一人一题”设计条件的差异。通过设置不同的设计条件参数，对设计题目分组，使组与组之间在一开始便存在较大差别。这样即便无法完全杜绝抄袭，但也增加了抄袭的难度，迫使试图“偷懒”的学生不得不思考别人的结果哪些可以借鉴，哪些不能简单照搬，在这样的“询问他人+自我思考”中也潜移默化地达到了教学的目的，“少数人栽树、多数人乘凉”的状态得到有效的遏制。

(3)设计的前期计算应有相对确定的参考答案。设计的物料衡算、热量衡算和设备工艺尺寸计算部分，应有相对确定的参考答案，作为指导教师进行过程控制的重要依据。原因有四:①由答案反推过程，有利于及时纠正低级错误，有利于引导学生主动思考;②结合结果控制的管理，当有严格时间限制时，往往比纯过程控制效果更好;③能提高当面交流的效率，有利于提高学生的学习体验，也有助于提升青年教师信心，使其快速成长;④设计的开放性体现在多个方面，诸如PID设计就能充分训练学生的发散思维，没必要从工艺计算就开始发散。

(4)避免重复训练。设计题目最好应包括反应器设计。如果没有反应器，指导教师还应充分注意所带班级《化工原理课程设计》的题目，使得核心单元操作与《化工原理课程设计》有所区别。

3.3完善成绩评定方式

最终成绩应是设计步骤(设计过程)、答辩(测验)、说明书撰写、图纸绘制等环节的成绩总和。其中，设计步骤(设计过程)环节是过程监控性质的，应规定学生在每个节点必须完成的任务，且对其完成情况作出快速、准确的评估;答辩(测验)环节也是过程监控性质的，是教师了解学生投入情况的另一个重要窗口，是对抄袭行为的必要威慑。

3.4加强设计类课程的中青年教师培养

(1)提高准入门槛。首先，从事化工设计实践环节教学的教师，必须有化学工程与工艺的专业背景，最好是参加过设计大赛或本科毕业设计题目为设计型题目。其次，青年教师接手设计课也必须有听课、助课等自我修炼的过程，特别是没有时间较长、强度较大的实践经历的青年教师。

(2)鼓励设计课相关的教师“走出去”访问学习。鼓励工艺设计课相关的教师，包括从事《化工设计》理论课教学的老师，多去化工专业排名前列的院校走访，听听那些口碑较好的老师的《化工设计》理论课，了解其授课内容，学习其先进的课堂组织方式和授课方式。笔者本科阶段上过天津大学王静康院士负责的《化工设计》课，深刻体会到:把《化工设计》理论课上好，是调动学生兴趣的第一步;否则，学生就会本能地对设计实践课产生抵触情绪，很难谈得上有兴趣。

(3)下大力气收集、整理真实的设计案例。学院和教研室应设法为一部分指导教师创造去设计院实训的机会，积累一些真实的设计案例，至少是获得一些标准规范的PID、平立面布置、设备、配管设计等图纸，加以分类，做好资源共享管理。

3.5加强不同专业课教师之间的沟通、协作

在此笔者有两个特别建议:

①特别建议带设计的指导教师参加实习。比如，在生产实习过程中，要求学生认真体会工艺设计相关的工艺和单元操作，了解厂区总图布置、设备布置、管线走向、监控室设计等，学习工程实际中的反应器和多组分分离系统。

②特别建议《化工工艺设计》的指导教师也从事《化工原理课程设计》的教学，甚至是带同一个班。同一位老师带班，更有利于讲清楚这两门设计课的相通点和不同之处，使得工艺设计课能够尽量多涉及过程和整体，避免在单元操作的局部中纠缠不清。笔者已通过这种模式连续带班了2届学生，效果良好。

4结语

工艺设计课是化工专业设计类实践环节的典型代表，综合性和应用性都很强。在高等工程教育深化改革方面，工艺设计课是大有可为的，应引起相关专业、相关院校和相关部门的高度重视。一方面，必须从学校、学院和教研室层面重视起来，为支持设计课的发展、构筑合理的专业培养体系精心谋划、大胆创新;另一方面，这门课以及化工设计相关的指导教师应当意识到自己身上的责任和使命，下大力气提高组织教学的水平和业务水平。如此经过全方位多角度的改进，工艺设计课的教学质量才会不断提高，才会在培养高层次工程技术人才方面发挥更大的作用。

参考文献

［1］冉茂飞，张嫦，刘东，等.基于卓越工程师计划的“化工设计”课程教改初探讨［J］．广东化工，2015，42(14):228－229.

［2］赵云鹏，周敏.化工设计课程教学改革与实践［J］．广州化工，2014，42(8):193－194.

［3］梁克中，黄美英，赖庆柯，等.大学生化工设计竞赛对化工设计课程教学改革的促进作用［J］．职业时空，2014，10(8):76－77.

［4］张刚，涂军令，傅小波，等.化工设计课程教学中的问题与改革尝试［J］．广州化工，2016，44(6):181－182.

［5］陈效宁，张艳辉.关于生产实习与化工设计类课程相结合的探讨［J］．广州化工，2015，43(23):255－256.

篇10

关键词：化工原理；课程；教学改革；工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）01-0098-02

《化工原理》课程是化工、制药、生物、环境等类专业的一门主要课，是一门工程观念很强的课程，该课程承担着从基本理论到实践工程、从基础理论到专业知识的纽带作用。该课程教学理念的先进与落后直接影响学生的业务素质和工程能力。

该课程在我国大学现行教学方法以讲授为主，其主要特征是教师讲授灌输多，大学生独立学习活动少。[1]这主要表现在：课程学时方面，用于上课的总学时多，大学生独立学习时间少；知识获取方面，学生是靠被动“听”，而不是靠主动“理解”；教学方法方面，单一讲授方法多，而多种有利于大学生能力提高的独立学习方法少，如自学、独立实验方法、社会调查方法、讨论方法和研究的方法较少；教学思想方面，“两个忽视”集中体现，一是在知识与能力关系上，忽视大学生能力培养，二是在教与学关系上，忽视大学生学习独立性的培养。同时，在新的该课程体系中，教学内容增加，而课时减少，要在有限课时内完成教学任务，保证教学质量不下降，就要对现行的课程教学进行改革。

要在有限课时内完成教学任务，保证教学质量不下降，就要在教学过程中强化学生工程观点。[2]学生对工程特点及对工程实际问题处理方法等知识了解甚少，因此，在该课程教学中，需要培养学生工程意识，突出工程观点；在教学方法上强调工程观点；[3]在教学评价体系中以工程为核心。这样可以加深学生对课堂内容的理解，巩固课程理论知识，而且使学生把所学内容进行理论联系实际、提高了学生的分析和解决问题能力，开拓了学生综合素质与创新能力。

一、在教学过程中突出工程的观点

《化工原理》这门课程要求学生在学习完后，具备单元操作和设备选择的能力、工程设计能力、操作和调节生产过程的能力以及过程开发或科学研究能力。要使学生具备上述能力，这就要求教师在上课传授知识时，在教学内容中突出工程的观点。

在《化工原理》的教学内容中，每个单元操作都可分解为动量传递、热量传递和质量传递这三种传递过程或者它们的结合。[4]传递的快慢直接影响生产效率的高低，也影响工程上的经济性。这三种传递的快慢是用“速率”表示的，因此，“速率”的观点在教学过程中应得到加强。

在应用《化工原理》课程解决工程问题时，不仅需要从理论上探讨解决问题的可能性，还需要考虑技术上的可行性和经济上的合理性，这就要求学生在设备选型、设计及操作时获得更有利于生产实际的参数，如流体最佳流动速度的确定，合适管径的选择，其他最佳操作参数的确定等。要解决这类问题，就要用到“优化”的观点，所以，“优化”的观点在教学过程中也应得到重视。

在《化工原理》的教学内容中，除了上述工程观点外，还有解决更复杂问题的因次分析法、数学模型法、参数综合法和过程分解法等等，[5]这些工程观点在解决实际生产问题时相当重要，也是学生在学习过程中最不容易理解掌握的内容，这部分内容在教学过程中应得到加强和重视。

二、在教学方法上强调工程

教学方法是不断发展，更新的。教学方法的发展和更新是社会发展对人才质量要求的结果；是科学技术发展促进教学手段改进的结果；也是知识更新速度加快的结果。《化工原理》是工程性很强的一门课程，课程涉及的教学内容多、复杂而且抽象，学生不易理解，教学难度大。教师在有限的时间里传授学生更多的教学内容，学生在有限的时间里掌握更丰富的内容，这就要求在教学方法上进行改进，在教学过程中结合工程实例，强化学生工程意识，让学生感到学有所用，激发学生的学习兴趣。

1.采用新的教学手段，培养学生工程意识。该课程实践性强，其研究对象是单元操作。其理论内容包括设备中所发生的物理过程；所涉及机械的基本结构、工作原理；各种气液、液液、气固、液固间的传热、传质过程和各种操作状况。这些理论内容往往抽象难懂，为使学生掌握这些内容，就需要很强的直观、具体、形象的教学要求。常用的传统板书教学采用的是静止、平面、抽象的教学方式，该方式无法形象、逼真地展现单元操作中的现象和设备内部结构与工作原理，学生难于理解并掌握上述教学内容，也就谈不上对教学内容的灵活应用。现代科学技术为传统教学方法缺陷的改进提供了技术手段。计算机辅助教学（CAI）是传统教学方法缺陷改进的技术手段之一。在该课程教学中，把难于用板书表现的生产过程，设备结构和工作原理可以通过计算机多媒体技术视频、动画、图像等手段进行表达，这样使得教学内容在课堂有很强的实物感，既增加课堂的信息量，使课堂内容丰富生动，又使抽象的教学内容易于理解，对教学质量的提高有着极为重要的意义。尤其是某些花费较高和难于理解的实验、如流体流动现象和不正常的操作现象都可以在计算机上多次再现，比如雷诺实验、泵的气蚀、气缚现象、非牛顿流体特性及换热器的传热过程等。

2.选择新课型，增强学生工程意识。在教与学的关系上，既要肯定教师的主导作用，也要肯定学生既是受教育的对象，又是具有主观能动性的认识的主体。教学的目标是使学生具有独立获得知识，分析和解决问题的能力。在传统板书的教学过程中，只重视知识传授，忽视学生学习能力培养，片面强调教师作用，忽视学生学习独立性，必然阻碍学生能力的提高。因此，在教学实践上，改革现行的教学模式便成为一项十分紧迫的任务。在教与学的课型体系中，有不同课型的基本理论和教学模式，如“参与型”、“研究型”、“辩论型”、“案例型”和“咨询型”等。在实际教学过程中可依据教学内容进行选择。

在“参与型”课型中，让学生参与到教学活动中，使学生感到自己是学习的主人，在参与过程中掌握知识。在“研究型”课型中，注重学生依据所学知识对未知问题的探索能力，培养学生创新能力。在“案例型”课型中，通过工程实例，培养学生应用所学知识分析、解决问题的能力，在此过程中以掌握技能为中心。在“辩论型”课型中，允许学生对所学知识发表自己的观点，学生在辩论中对模糊的知识点明确。在“咨询型”课型中，以学生自学为主，教师起引导作用，提高学生的自学能力。学生在这些教学活动中学习积极性得到加强，也提高了学生的工程意识。

3.实验教学过程中提升学生工程意识。化工原理课程实验工程性较强，设备及工艺流程复杂。为激发学生学习兴趣和提高学生工程实践能力，就需改革和完善现行的实验教学，提升学生工程意识。在实验教学内容上，除了原理验证性实验外，应增加设计性实验和综合性实验，把实验内容和加工过程中的生产技术相结合，和科学研究内容相结合。在实验教学手段上，运用现代教育技术把不易开设的实验进行多媒体直观演示。把学生参加的课外科研活动和实验教学内容相结合，培养学生工程意识。

4.在课程设计中实践工程观点。课程设计是培养学生综合运用课程基本理论和知识解决实际问题，按照科学的研究方法，建立正确设计思想，提高分析、解决问题能力的重要教学实践活动。我们应该在在设计过程中采用“少讲、多练和勤思考”的原则，让学生自己动手，教师进行引导。加强学生工程基本技能的训练，如绘图、工艺流程的选择、工程计算、设备选型和经济评价等。这促进了学生的思维能力、分析判断和设计能力的培养，为后续专业课课程设计及毕业设计奠定了良好基础。

三、在教学评价体系中以工程为核心

化工原理课程是一门技术基础课，其中很重要的作用，是培养学生树立工程概念，具有综合应用所学知识，解决实际问题的能力，而不是通过突击复习应付考试。因此《化工原理》这门课程的教学评价体系应以工程为核心进行考核。

在评价学生对化工原理课程掌握程度时，我们之前采用的是传统纯知识记忆考试方式以及终结考评形式进行考查，这种考查形式会在一定程度上约束学生思维的模式，挫伤其学习的积极性。

该课程既包含了许多属于知识记忆性的内容，如基本概念、基本理论，同时也包含了许多技能技巧性的应用内容。在闭卷试题类型上偏重于对知识的理解能力和工程应用能力。开卷试题围绕解决某一个问题，培养学生综合应用所学知识解决问题的能力，开卷试题也有可能是一个大作业。

对化工原理课程进行教学评价时，在最终成绩评定过程中，把以前的终结考评变成为形成性考评，提高平时成绩在总评成绩中的比例。笔者尝试了化工原理课程的教学评价，方法是评价时以工程为核心，在每章讲授结束后，给学生布置一道综合题或总结题，要求学生限时独立完成，对上交的内容进行考查、评价，把成绩计入总分。由于该方法加强了学生平时学习，利于基本知识的积累，学生不再进行临时突击，减轻期末考试的压力，也改变了以前学生成绩分布不均匀的状况，起到了良好的效果。

参考文献：

[1]金鸣林.化工原理课程的教学思考[J].华东冶金学院学报（社会科学版），2000，2（3）：72-74.

[2]段东红，郝晓刚.《化工原理》教学实践环节的改革[J].太原理工大学学报（社会科学版），2002，20（4）：80-82.

[3]李功样.“化工原理”课程的教学改革实践[J].广东工业大学学报（社会科学版），2002，2（2）：48-50.