摘要：針對(duì)《化工原理》課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，提出一系列的教學(xué)改革措施，以便有效地提高《化工原理》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：化工原理；課程設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；改革；成效

任何教學(xué)都是以實(shí)踐為基礎(chǔ)，課程設(shè)計(jì)作為《化工原理》課程教學(xué)的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用該課程及其相關(guān)課程的知識(shí)解決工程設(shè)計(jì)任務(wù)的能力以及動(dòng)手能力。

《化工原理》課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

《化工原理》課程設(shè)計(jì)一般集中安排在兩周時(shí)間內(nèi)完成，每位教師要同時(shí)指導(dǎo)兩個(gè)班的學(xué)生，平均分配給每個(gè)學(xué)生的教學(xué)時(shí)間很少，難以及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。另外，設(shè)計(jì)過(guò)程涉及的計(jì)算和公式很多，計(jì)算量大，一般情況下，學(xué)生只能在指導(dǎo)教師的給定條件下進(jìn)行驗(yàn)證性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案和涉及參數(shù)往往依賴于經(jīng)驗(yàn)，難以進(jìn)行方案比較和優(yōu)化核算，學(xué)生的綜合工程設(shè)計(jì)能力得不到實(shí)際訓(xùn)練，影響了《化工原理》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果。以往成績(jī)以圖紙和說(shuō)明書(shū)為評(píng)定的主要依據(jù)，但我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)學(xué)生抄襲很嚴(yán)重。近幾年來(lái)，筆者為有效提高《化工原理》課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，針對(duì)《化工原理》課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題提出一些改革措施。

課程設(shè)計(jì)的改革措施

鑒于傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問(wèn)題，我們經(jīng)過(guò)充分的準(zhǔn)備，對(duì)《化工原理》課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了有針對(duì)性的改革?？傮w目標(biāo)就是充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生真正體會(huì)到學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，使學(xué)生在選擇設(shè)計(jì)方案、查找數(shù)據(jù)、選用公式及設(shè)計(jì)方法等方面得到綜合訓(xùn)練。

提前做好知識(shí)儲(chǔ)備在兩周時(shí)間完成課程設(shè)計(jì)時(shí)間顯得過(guò)分緊迫。對(duì)于“如何克服設(shè)計(jì)時(shí)間不夠用”這一困難的問(wèn)題，筆者認(rèn)為關(guān)鍵是要合理分配、利用時(shí)間，把時(shí)間“化整為零”。筆者的具體做法是：盡早進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)動(dòng)員，介紹設(shè)計(jì)題目和考核要求以及努力提高的方向；要求學(xué)生利用課余時(shí)間有意識(shí)地根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求搜集有關(guān)資料，提前做好有關(guān)的各門先修課程的知識(shí)儲(chǔ)備；同時(shí)注意培養(yǎng)資料搜集和文獻(xiàn)檢索能力。

充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)題目單一且多年不變，學(xué)生按例題的模式設(shè)計(jì)，千篇一律，缺乏思考，同時(shí)，也埋沒(méi)了優(yōu)秀學(xué)生的創(chuàng)造力?？梢詫W(xué)生分成4～5大組，準(zhǔn)備4～5個(gè)題目讓每個(gè)大組的學(xué)生根據(jù)課題內(nèi)容和自己的興趣、能力進(jìn)行選擇。而每個(gè)大組再按2～3人一組，分成幾個(gè)小組。小組內(nèi)可將課題只改變幾個(gè)工藝參數(shù)，做到每大組一大題，每小組一小題，使每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與設(shè)計(jì)，小組之間分工合作完成設(shè)計(jì)。并通過(guò)同一大組中不同小組的設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比，討論工藝參數(shù)與設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸間的相互影響，確定優(yōu)化合理的設(shè)計(jì)方案。這種方法比課堂上生硬的說(shuō)教說(shuō)服力強(qiáng)，學(xué)生容易接受，并能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，把計(jì)算機(jī)作為一種教學(xué)工具進(jìn)行輔助教學(xué)顯得越來(lái)越重要?！痘ぴ怼氛n程設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)應(yīng)用主要是編制大型程序和繪圖。首先，教師給出設(shè)計(jì)框圖和必要的子程序，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)任務(wù)，要求學(xué)生自編子程序，這樣有利于學(xué)生對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行思考和消化。在程序調(diào)試和運(yùn)行中，既解決了問(wèn)題，又完善了程序。在設(shè)計(jì)中，還要改變條件，進(jìn)行多次計(jì)算，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)興趣。在設(shè)計(jì)畫(huà)圖時(shí)，要求學(xué)生借助軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖。以板式精餾塔的設(shè)計(jì)為例。筆者預(yù)先把物料衡算、理論塔板數(shù)的求算等作為計(jì)算機(jī)作業(yè)布置下去，中間穿插了程序框圖和算法的指導(dǎo)。由于預(yù)先練習(xí)了與課程設(shè)計(jì)題目有關(guān)的計(jì)算機(jī)作業(yè)，學(xué)生也認(rèn)識(shí)到利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)是一種潮流趨勢(shì)。因此，學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的熱情高漲，不僅能應(yīng)用VB、AutoCAD，多數(shù)學(xué)生還全程使用了Word等文字處理軟件排版、打印課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。

提倡優(yōu)化設(shè)計(jì)理念在理論課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生關(guān)注的重點(diǎn)是如何更好地理解所學(xué)的知識(shí)，對(duì)于生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益考慮得較少。而對(duì)于課程設(shè)計(jì)來(lái)講，生產(chǎn)成本是必須考慮的一個(gè)重要因素。因此，在課程設(shè)計(jì)中，不僅要求學(xué)生追求高質(zhì)量加工，而且要求學(xué)生盡量采取多種降低生產(chǎn)成本的措施，所以設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要優(yōu)化設(shè)計(jì)理念。以板式精餾塔設(shè)計(jì)為例，需要具體考慮以下幾點(diǎn)因素：（1）分離方法的選擇，同樣的混合物，可以有幾種不同的分離方法，如精餾分離的對(duì)象為液體混合物，但當(dāng)相對(duì)揮發(fā)度接近1時(shí)，就必須選擇其他分離方法，這就是從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)考慮。（2）在選擇了分離方法如精餾后，原料進(jìn)料熱狀態(tài)、塔釜加熱方式、操作壓力等操作條件的選擇也需要考慮經(jīng)濟(jì)性。（3）選擇適宜回流比時(shí)，需要考慮設(shè)備費(fèi)用（理論板數(shù)）與操作費(fèi)用（回流比）總投入的最小化。（4）確定物料輸送管道管徑時(shí)，需要先選擇適宜的流體流速，此時(shí)也需要考慮設(shè)備投資費(fèi)用（管徑大小）與操作費(fèi)用（流體阻力與流速密切相關(guān)）之間的相互關(guān)系。

充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用布置過(guò)設(shè)計(jì)題目后，許多學(xué)生不知從何處入手，很難主動(dòng)高效地邊學(xué)，邊干。加上時(shí)間緊迫，有個(gè)別學(xué)生難以獨(dú)立完成基本要求。因此，教師的輔導(dǎo)和答疑就顯得非常重要。指導(dǎo)教師要時(shí)刻了解學(xué)生的計(jì)算結(jié)果和進(jìn)展情況，每天需要集中講課一次。同時(shí)適當(dāng)把握設(shè)計(jì)進(jìn)度，啟發(fā)他們改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，并不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，完善設(shè)計(jì)。除了集中講課之外，平時(shí)的輔導(dǎo)、答疑同樣要到位。筆者為學(xué)生提供了幾種答疑方法：每天集中起來(lái)答疑（一般在設(shè)計(jì)室）、手機(jī)短信、E-mail輔導(dǎo)答疑等?？傊瑸榱耸箤W(xué)生得到有效的培養(yǎng)，教師一定要不辭辛苦，真正發(fā)揮主導(dǎo)作用，促成與學(xué)生的良性互動(dòng)。

改革考核方式方法，真正做到公平公正以往主要依據(jù)圖紙和說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量評(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī)，但是如前文所說(shuō)，抄襲現(xiàn)象很嚴(yán)重，成績(jī)有時(shí)難以公平公正。為了解決這一問(wèn)題，筆者提出兩種考核方法：第一，注重過(guò)程考核。從學(xué)習(xí)態(tài)度到學(xué)習(xí)能力等多個(gè)角度評(píng)價(jià)學(xué)生。對(duì)于表現(xiàn)積極，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，能夠體現(xiàn)出解決問(wèn)題的主動(dòng)性、創(chuàng)造性的學(xué)生給予加分。第二，加強(qiáng)答辯力度。設(shè)計(jì)開(kāi)始，即明確說(shuō)明平時(shí)要求和答辯內(nèi)容、答辯方法。答辯內(nèi)容涉及流程圖、裝配圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的各部分和計(jì)算機(jī)程序，采用個(gè)別、小組答辯相結(jié)合的方法。小組答辯以2～3人為一組，首先每個(gè)人隨機(jī)抽取一道題作答。提倡同組的學(xué)生相互補(bǔ)充答題。教師再根據(jù)每位學(xué)生的圖紙和說(shuō)明書(shū)中的部分內(nèi)容提問(wèn)，檢查是否是其本人獨(dú)立完成。實(shí)踐證明，學(xué)生認(rèn)為這兩種考核方法是比較公正、合理的。

教學(xué)改革的成效

通過(guò)上述課程設(shè)計(jì)的改革，學(xué)生的大型編程、繪圖等項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能得到了提高。學(xué)生能夠把零散、片斷分布在各門課程中的知識(shí)，以及實(shí)際生產(chǎn)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)造出有自己特色的設(shè)計(jì)成果，達(dá)到了綜合訓(xùn)練的目的；提高了學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和使命感大大增強(qiáng)；學(xué)生能夠做到自覺(jué)去圖書(shū)館查閱相關(guān)資料，到實(shí)驗(yàn)室了解設(shè)備流程，查閱實(shí)際設(shè)計(jì)圖紙，在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選取及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查閱方面得到鍛煉。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)有數(shù)據(jù)，有分析，提高了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。尤其是在流程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方面，學(xué)生學(xué)到了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所不能學(xué)到的節(jié)能估算方法。

加強(qiáng)過(guò)程考核，從多個(gè)側(cè)面測(cè)評(píng)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)，使課程設(shè)計(jì)的考核越來(lái)越公正，減少了學(xué)生偷懶抄襲的現(xiàn)象。

課程設(shè)計(jì)的深層次改革也對(duì)教師素質(zhì)提出了更高的要求。教師不僅要具備《化工原理》課程的授課能力，還要能夠綜合其他相關(guān)課程（如VB編程、AutoCAD制圖、儀表自動(dòng)化及控制化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)等等）的知識(shí)以及生產(chǎn)知識(shí)進(jìn)行授課和答疑。

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作者簡(jiǎn)介：

陳蘇芳（1976—），武漢工程大學(xué)講師，主要從事化工原理理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。