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【摘要】針對《化工設計》課程知識面廣、工程實踐強等特點，本文以學生參加化工設計大賽來推動該課程的教學改革，展示了該方法的具體實施過程，取得了良好的教學效果。同時也指出在實施過程中存在的一些問題和相應的解決對策。

【關鍵詞】化工設計；化工設計大賽；改革實踐

《化工設計》課程是化學工程與工藝專業一門必修的專業課程，它系統闡述了化工廠整體設計的基本原理、程序和方法，它既要求學生掌握化工專業基本知識，同時還應具備計算機輔助設計以及相關專業知識。目前，高校化工設計課程分為理論教學與實踐教學兩個部分，地方普通高校更多注重理論教學，部分高校未能安排實踐教學環節，導致人才培養質量與社會對化工專業人才要求之間的矛盾日益突出。筆者以我校《化工設計》課程教學改革為例，分析以學生參加化工設計大賽來推動該課程的教學改革。

1問題的提出

化工設計是以建設或改造化工廠生產裝置為目的，綜合運用物理化學、化工原理、化工熱力學、化學反應工程等專業知識，在確保技術、經濟、環境和安全的前提下，設計最佳的工藝流程路線，通過化工軟件的模擬分析，確定優化的工藝流程、工藝條件、設備選型及其它非工藝專業等內容[1，2]。它既要求學生系統掌握專業知識以及熟練掌握AutoCAD、Aspenplus等計算機輔助設計軟件，同時還需熟悉化工設計系列標準。然而，在地方普通高校講授《化工設計》課程其效果不盡如意。主要原因如下：（1）學習難度大，學習興趣不高。為適應“寬基礎、寬口徑”的教育新模式，《化工設計》課程學時壓縮嚴重，我院化工設計課程總學時為64，分為理論課時32與實踐課時32。可見短時間內要求學生完成一套小型生產裝置的設計,包括基礎數據的搜集、工藝流程的確定、物料衡算與能量衡算、設備的設計計算與選型、主要設備條件圖的繪制、自控方案的確定及帶控制點的工藝流程圖的繪制、車間及設備的平、立面布置設計及設備平立面布置圖的繪制等難度非常大。此外，沒有實際工作經驗的學生也感受不到這些學習內容的實際應用價值，往往表現出學習興趣低，被動學習。（2）實踐機會少，動手能力差。化工設計是化工專業學生的一項最重要專業技能，然而，地方普通高校也面臨“雙師型”教師短缺、實踐教學場地不夠等問題，導致學生實踐機會少，動手能力差。即使學生通過課堂面授理解了有關知識，也很難做到有機會實踐，更談不上靈活運用。

2學生參加化工設計大賽在化工設計課程中的改革與實踐

全國大學生化工設計競賽由中國化工學會化學工程專業委員會、教育部和中國化工教育協會共同主辦，面向全國高等院校化工專業的學生，是國內化工類級別最高、參賽隊伍最多、影響最大的比賽[3]。化工設計競賽是以生產項目為載體，在教師指導下，學生對生產項目進行開發、制作的研究性學習過程。化工設計競賽的主要內容涉及產品市場調研、設計可行性分析、工程設計和經濟分析與評價等[4]。自2015年以來，我院將化工設計大賽分為院級、省級與全國化工設計大賽三個層次。針對《化工設計》課程的特點，以學生參加院級化工設計競賽為目標，我院對《化工設計》課程進行教學改革嘗試。整個教學改革包括四個部分：

2.1項目的選擇

《化工設計》課程由于課時有限，我們在確定課程設計項目時充分考慮以下幾個特點：（1）真實性。項目主要來源于教師科研項目或企業生產實際。（2）覆蓋性。項目貫穿整個教學過程，實現項目所涉及知識和技能涵蓋本課程的全部教學內容。（3）操作性。項目能根據課程進度安排分解為適合教學的工作任務，具有可操作性。本課程以院級化工設計大賽為基礎，項目選擇來自岳陽某化工企業“煤制10萬噸甲醇的生產工藝設計”為學習載體。該項目基本覆蓋了《化工設計》課程的各個步驟和內容，同時該項目大小與難度適中，又可以分成若干工作任務，按計劃實施，操作性強。此外，通過將本課程教學與實驗競賽有機結合，能有效調動學生的學習興趣。

2.2課程單元分解

課程單元依據具體任務確定有明確的單元目標，包括能力目標、知識目標和素質目標。《化工設計》課程被分為8個單元，包括查閱資料書寫產品綜述、工藝方案設計、物料衡算與熱量衡算、繪制帶節點控制的工藝流程圖、設備計算與選型、車間布置設計、管道布置設計、典型設備布置設計等。教學內容就以“煤制10萬噸甲醇的生產工藝設計”為實例來組織，要求學生在教師指導下完成上述8個單元任務。

2.3課程的實施

（1）通過實例設計進行理論知識講授。教師在理論教學過程中以“煤制10萬噸甲醇的生產工藝設計”為實例，將設計說明書內容引入課堂，通過引導學生對具體設計說明書的分析與討論，激發學生的學習興趣，從而深度掌握化工設計的原則、國家標準與行業規范。（2）布置設計任務。本課程開課之初將院級化工競賽的項目名稱及注意事項交代給學生，要求學生5人一組，每組選擇一名組長總體負責。此外，強調學生提交競賽作品作為本課程的主要考核依據。（3）化工設計說明書編寫。學生一方面利用本課程實踐教學課時，另一方面利用課余時間，查閱文獻、計算模擬、繪制圖例，編寫設計說明書。要求每組學生嚴格分工、相互配合，各自完成自己的設計重點。針對設計過程中出現的共性問題在課堂上進行研討，教師根據實際情況給出具體指導意見。

2.4教學考核評價

學生提交化工設計說明書文檔，同時制作PPT，每組選派1名成員在課堂上進行匯報。課程總成績=平時成績×20%+項目完成考核成績×60%+答辯考核成績×20%。平時成績根據出勤、積極參與度等組成。項目完成考核成績重點檢查工藝流程設計、車間設計、典型設備的計算域選型等內容。答辯考核成績由指導教師根據學生答辯情況直接給出。同時，以各組本課程總成績排名，確定入圍院級化工設計競賽名單，為省級、全國化工設計大賽挑選優秀選手。

3體會

以學生參加院級化工設計競賽形式，推動《化工設計》課程教學改革是我院推進課程教學改革的一種全新嘗試，一方面能將枯燥的化工設計理論知識通過學生參加比賽的形式消化吸收，另一方面激發學生的學習興趣，啟發學生自主學習。相比傳統的教學方法，本課程教學改革能顯著提高學生掌握AutoCAD、Aspenplus等計算機輔助設計軟件的能力，培養學生團隊協作精神，同時，還可以吸引大批化學工程與工藝專業一、二年級學生積極參加化工設計競賽，促進化學工程與工藝專業綜合改革，為打造品牌專業提供強有力支持。我院自2015年參加全國化工設計大賽以來取得了2個全國二等獎、3個省級一等獎的優秀成績。

4存在的問題與解決問題的策略

以學生參加化工設計大賽推動《化工設計》課程教學改革的過程中，也存在以下問題：（1）全國大學生化工設計大賽賽程長，化工設計說明書內容豐富，要求高。對于我院這樣地方普通高校學生而言，學生積極參與度非常有限。為此，我院在學校教務處的大力支持下，增設了院級化工設計競賽，同時打通《化工設計》課程與院級化工設計競賽之間的壁壘，促進《化工設計》課程的教學改革。（2）課時少和學生多，課堂教學與研討時間不能充分保障，目前我院已啟動化學工程與工藝專業認證工作，屆時我們將化工專業實習、專業課程設計與《化工設計》課程進行整合，形成一個完整的專業實踐教學新體系，增加《化工設計》課程實踐教學課時，同時盡量采用小班制的方式進行。（3）學生計算模擬和繪圖能力不強。化工設計要求學生熟練掌握AutoCAD、Aspenplus等計算機輔助設計軟件，同時應用已學專業知識模擬化工過程，我院大部分學生計算模擬和繪圖能力不強。為此，在2016版化學工程與工藝專業培養方案中增設了計算機知識在化工應用中的一系列課程。

參考文獻

[1]張琳葉,魏光濤,陳礪.化工設計教學思考與建議[J].化工高等教育,2011,3：46-48.

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

[3]付玲,張敬芝,王傳申.全國化工設計大賽對《化工過程設計》課程教學的啟發[J].化學工程與裝備,2015,10:281-283.

[4]郭瑞麗,袁軍,張建樹.全國化工設計大賽對化學工程與工藝專業教學的啟發[J].高教論壇,2013,11:59-60.[Z].2010.

作者:周民杰 單位:湖南理工學院化學化工學院