化工原理課程設計教學改革措施

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摘要：針對目前“化工原理課程設計”課程在教學過程中存在的部分問題及不足，探討了該門課程的改革方法，如借助“線上教學”，改革教學模式；加強校企合作，課程設計題目與實際生產掛鉤；分組完成設計任務，增加答辯覆蓋面及分值；增強計算機在課程設計中的輔助作用等。實踐證明，通過這些改革措施可以有效提高課程設計質量。

關鍵詞：化工原理；課程設計；教學改革

“化工原理”是一門綜合運用物理、化學、高等數學等基礎理論知識，以化工傳遞過程的基本理論和工程方法論為兩條主線，系統地闡述化工單元操作的基本原理、計算過程、典型設備的結構特點及性能的工科專業課程，是各大高?；?、化學、生物工程、食品工程等相關專業的必修和核心課程[1]?！盎ぴ碚n程設計”則是以化工原理為理論基礎，是學生修完化工原理基本知識及理論之后重要的實踐教學環節。在此課程的設計完成過程中，學生可以綜合前期所學的“化工原理”“AutoCAD”等基礎課程，不僅能更系統地理解所學知識，更能將理論知識綜合運用于實踐過程。因此，“化工原理課程設計”這門課程起著承上啟下、由理論到實踐的橋梁作用，其教學質量的高低將會直接影響學生對基礎理論知識的運用和工程能力的培養。

1“化工原理課程設計”教學過程中存在的問題

受高校地域限制及師資力量不均衡等因素的影響，“化工原理課程設計”在不同高校實施的過程中存在一定的問題，教學質量也因此受到一定的影響。

1.1理論基礎教學課時偏少

隨著化工類課程體系的變化及培養方案的修訂，部分高校的“化工原理”理論課程的學時均有一定的削減[2]。以淮陰工學院為例，在2018年前，化工類專業的“化工原理”理論課程的總學時為108課時，分上下兩學期完成，而在2018年之后的新教學大綱和培養方案中，“化工原理”的課時被消減為94課時，導致教師沒有充分的課時將化工原理單元操作涉及的理論知識講解清楚，更無法講解工程實踐涉及的案例，導致理論教學效果不理想，學生只能“記住”相關知識應付考試。不打好理論知識的基礎，“化工原理課程設計”的操作性環節就無法開展，導致學生在課程設計過程中受到挫敗，失去對該課程的學習興趣，應付了事，增加了課程的教學難度，形成了惡性循環。

1.2課程設計題目、類型偏少，與實際生產脫鉤

一般高校教師是在博士畢業后直接進校任職的，缺乏工廠實際生產經驗。因此，在課程設計選題過程中，基本是以“化工原理”教材中的案例及例題為背景，選擇一定的內容作為課程設計的內容，導致選題陳舊而且多年不變。部分教師甚至只改變了年產量、壓力、溫度等個別知識點，再將其作為一個新的題目讓學生完成設計任務，導致部分學生直接參考上一屆學生的設計，套用相關公式，依葫蘆畫瓢，或者直接將老師改變的參數帶入原公式計算，而不是通過自己的思考進行相關的計算。雖然完成了任務，但只是機械性地模仿計算，沒有真正理解公式的物理意義和適用條件及設備的選型原理，導致課程設計流于形式，學生收獲不大，達不到課程培養方案中的教學目標。

1.3課程設計時間偏短

完成一個完整的課程設計需要查閱文獻、確定設計方案，再衡算物料、衡算熱量、設備選型、確定工藝流程及計算附屬設備，內容詳實、復雜。一般高?；I的課程設計時間為兩周，一個學生一般無法在規定時間內完成所有的工作。因此，許多學生在方案設計及計算過程中抄襲他人的成果，有的學生即使在設計參數不一樣的條件下也會直接使用他人的工藝流程圖，雖然按時完成了課程設計任務，但并沒有相關的知識儲備。另外，在考核過程中遇到內容相似的設計說明書，老師無法判斷到底是哪位學生抄襲了其他學生的，因此也無法準確地給出每一位學生的真實成績。

2“化工原理課程設計”教學過程中的改革措施

基于“化工原理課程設計”教學過程中存在的問題，結合其他高校教師在該課程教學過程中的改進方法和經驗，根據淮陰工學院的實際情況，對該課程的教學提出以下改革措施。

2.1借助“線上教學”，改革教學模式

隨著“互聯網”的發展，“線上教學”成為一種新的教學模式。慕課、泛雅、超星等網絡課堂的興起，突破了線下教學理論課時不夠的局限[3]。通過慕課等網絡課堂，教師可以將“化工原理”的理論基礎知識及各單元操作制作成視頻傳到各課程網站。對于在課堂學習過程中沒有聽懂的知識點，學生可以進入網絡課堂重新聽講，最大限度地掌握相關知識。對于因為線下課時少而導致部分知識點在課堂上不能系統講解的內容，也可以做成視頻在網絡課堂上，學生可以利用課余時間完成知識的學習。線上網絡課堂的教學延伸了線下的課堂教學，為“化工原理課程設計”基礎知識的儲備奠定了基礎。

2.2加強校企合作，課程設計題目與實際生產掛鉤

在選題的過程中，教師可以深入企業，選擇在實際生產過程中涉及的化工單元操作，或者在解決化工實際生產問題的過程中凝練出題目，讓學生在課程設計過程中解決實際問題，大大提升了課程設計題目的多樣性和靈活性。例如本學期的課程設計就是結合一家化工企業的合作項目，項目中涉及不同的單元操作，將全班學生分組，一部分學生設計換熱器，一部分學生設計板式塔，一部分學生設計填料塔等。將學生的設計與實際生產相結合，讓學生學以致用，將課堂上所學的理論知識真正用于實踐，既解決了課程設計題目單一的問題，又提高了學生學習的積極性和主動性，使學生在課程設計過程中得到成就感，大大提高了綜合運用知識的能力。

2.3分組完成設計任務，增加答辯覆蓋面及分值

國內大部分高?！盎ぴ碚n程設計”的任務時間是兩周，可以將班級學生分成不同的組，比如將40個學生分成8組，不同組的設計任務不同。組內學生按照組長的分配完成不同的任務，設計方案的確定、物料衡算、熱量衡算、設備選型、工藝流程的確定及附屬設備的計算均由不同的學生負責，同組學生之間互相討論、研究。在答辯過程中，教師可以結合任務書和說明書向組內任意學生提問任何和設計相關的問題，這就要求組內所有的學生不僅要熟悉自己負責的設計任務，對其他學生負責的任務也要有所了解，這種覆蓋面較廣的答辯方式，不僅提高了組內學生對設計任務的掌握程度，而且提高了所有學生綜合運用知識的能力。

2.4增強計算機在課程設計中的輔助作用隨著計算機技術的發展，計算機在課程設計中的應用也越來越廣泛，應用價值得到了廣泛認可?！盎ぴ碚n程設計”課程涉及的工藝計算，例如相平衡常數的計算、理論塔板數的計算、適宜回流比的選擇、換熱器傳熱系數的選取等，均需經過大量循環計算的試差法，如果采用手算則要耗費大量精力，且容易出錯。若采用Excel和AspenPlus等計算機軟件，可以大大減少計算工作量，提高計算的精度和準確度。由于計算過程中需要用到大量公式，鼓勵有能力的學生使用Matlab或者VB進行編程計算，對于這類學生可適當加分。另外，在板式塔的塔板負荷性能圖的繪制過程中，可以采用Excel或Origin軟件快速、準確地繪圖，避免在手工繪制過程中出現錯誤及誤差，大大提高了繪圖結果的準確性。

3結語

“化工原理課程設計”綜合考查了學生對理論知識的綜合應用和實踐能力，對這門課程進行優化可以充分調動學生在學習過程中的積極性、主動性和學習興趣，培養學生團結協作的精神和解決工程實際問題的能力，促進學生計算機應用能力的提高。

[參考文獻]

[1]曾凡花，曾足云.“互聯網+”背景下化工原理課程設計教學改革研究[J].化工教學，2018，44（9）：158.

[2]宋紅.《化工原理課程設計》教學改革的研究[J].廣東化工，2017，44（17）：214-215.

[3]陳婷，路平.《化工原理課程設計》教學改革與探索[J].廣東化工，2016，43（18）：187-188.

作者：譚立強 單位：淮陰工學院