賈榮仙

（安徽理工大學化工學院，安徽 淮南 232001）

高等教育中化工類專業(yè)的專業(yè)課一般比較多，包括：化工工藝學、化工設(shè)計、有機合成、工業(yè)催化、化工技術(shù)經(jīng)濟、化工原理、化工熱力學、反應工程等?；ゎ惼髽I(yè)大多具有有毒有害、高溫高壓、易燃易爆的特點，因此，學生實踐教學往往流于限時限工段的走馬觀花式的參觀形式，所以對裝置流程缺乏深刻的了解，造成學生理論與實踐經(jīng)驗的嚴重脫節(jié)，導致許多企業(yè)用人單位對大學生高分低能的評價。

1 化工類專業(yè)迫切需要建立良好的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫

網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫作為一種主要的資源，其獨特的優(yōu)勢已顯得越來越重要。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的教學方式中網(wǎng)絡多媒體教學將成為教學的主流[1]。因此要求授課過程中加入模擬實際生產(chǎn)過程的視頻資料，講解配合視頻授課的形式，甚至模擬實際生產(chǎn)的動畫操作設(shè)計，使得抽象的問題形象化，更利于學生理解和接受新的知識?；ち鞒棠M軟件包括：Hysys，ChemCAD，Aspen Plus，PRO/II等[2]，其中 PRO/II是20世紀80年代初出現(xiàn)的計算機程序應用軟件，同時它也是化工熱力學、化學工程、系統(tǒng)工程、計算方法及計算機應用相結(jié)合產(chǎn)物，可用于化工單元過程及化工流程的模擬、設(shè)計和優(yōu)化。

2 我國化工專業(yè)的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀

近年來，由于科學技術(shù)的發(fā)展，化工技術(shù)的飛速提高，大量的化工數(shù)據(jù)信息的劇增。為了更科學、有效地組織、管理和使用這些數(shù)據(jù)信息，發(fā)達國家都先后利用電子計算機建立各種不同的化工數(shù)據(jù)庫。我國70年代后期也開始開發(fā)和應用化工數(shù)據(jù)庫，建立了中國化工文摘文獻數(shù)據(jù)庫、化學物質(zhì)數(shù)據(jù)庫、化工參數(shù)數(shù)據(jù)庫。一些科研設(shè)計單位、生產(chǎn)企業(yè)和管理部門，都針對各自的需要，編制了各種專業(yè)數(shù)據(jù)庫。

3 優(yōu)化化學工業(yè)數(shù)據(jù)庫的策略

首先，教育部門應高度重視優(yōu)化化工專業(yè)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的問題[3]，充分認識到優(yōu)化化工數(shù)據(jù)庫的緊迫性和必要性，意識到網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化會直接影響我國的化工專業(yè)教育水平的提高。其次，化工網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的資料要盡快完善，包括：分子結(jié)構(gòu)圖的繪制，反應機理示意圖，實驗流程裝置圖，生產(chǎn)和工藝流程圖，化學過程圖形化顯示，實驗數(shù)據(jù)的圖形化繪制和顯示，通過將計算機遠程測控技術(shù)、圖像傳輸技術(shù)應用到化工專業(yè)實踐教學中，使學生了解現(xiàn)代先進的工業(yè)技術(shù)在化工領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀;通過化工專業(yè)遠程實驗室的建設(shè)，使校內(nèi)優(yōu)質(zhì)的教學資源實現(xiàn)了共享，在讓更多學生受益的同時，探索出一條多校區(qū)異地網(wǎng)絡實驗教學的新模式。

4 應用化工軟件為專業(yè)教學服務的途徑

化工專業(yè)教學課程包括:化工原理、化工熱力學、分離工程和反應工程等，目前，絕大多數(shù)化工企業(yè)處于安全等問題的考慮，允許學生進入廠區(qū)加入實際生產(chǎn)現(xiàn)場的實習機會非常少，高校對于實踐教學也大都是走馬觀花式的參觀式教學，對于整個生產(chǎn)工藝流程缺乏深入認識。因此，計算機仿真模擬技術(shù)在眾多國內(nèi)外高校中逐漸普及，它不僅有助于學生加深對化工專業(yè)課程的理解，而且有助于培養(yǎng)學生利用流程模擬優(yōu)化技術(shù)解決工程實際問題的能力。例如：化工工藝流程模擬軟件是20世紀80年代初期出現(xiàn)的一種應用性計算機程序系統(tǒng)[4]，是化學工程、化工熱力學、系統(tǒng)工程、計算方法及計算機應用技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物，可用于單元過程及化工流程的模擬、設(shè)計和優(yōu)化，具有界面友好、工作效率高、結(jié)果計算準確等優(yōu)點。本文結(jié)合多年從事化工流程模擬優(yōu)化技術(shù)的實踐經(jīng)驗，從培訓策略、案例設(shè)計和效果評價等方面介紹了化工流程模擬軟件輔助化工專業(yè)教學的應用方法。

4.1 流程模擬軟件培訓

熟練掌握某種國外化工流程模擬軟件，必須具備幾乎所有化工專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)，同時還需要一定的工程實際經(jīng)驗和英語水平，而學生對所學專業(yè)課程往往缺乏整體深刻的領(lǐng)悟以及有限的專業(yè)英語水平，往往一時難以適應，畏難情緒會由然而生，所以制定恰當?shù)呐嘤柌呗允箤W生在短時間內(nèi)掌握流程模擬軟件的作用、結(jié)構(gòu)和使用具有重要意義。首先，開展流程模擬技術(shù)的工業(yè)應用實例講座，使學生充分認識其重要性、實用性和廣泛性。例如乙烯裝置的改擴建、橡膠公司溶劑回收系統(tǒng)的設(shè)計、催化裂化增產(chǎn)柴油的優(yōu)化等。其次，通過常用單元過程模擬優(yōu)化的實例演示，介紹流程模擬軟件的界面結(jié)構(gòu)和使用方法，并且安排上機操作和指導，使學生盡快完成簡單過程模擬，消除學生的畏懼心理，激發(fā)學生的學習興趣。最后，布置數(shù)量適中、難度適宜的作業(yè)進行探索性訓練，對于學生出現(xiàn)的共性問題進行重點講解和經(jīng)驗總結(jié)，使學生能夠舉一反三。

4.2 教學案例設(shè)計

教學案例設(shè)計的好壞直接影流程模擬軟件輔助響化工專業(yè)教學的質(zhì)量[5]，優(yōu)秀的教學案例應聯(lián)系生產(chǎn)實際，難度適中，典型性、綜合性好，并且應先易后難，具有層次性。首先，僅就某一典型單元操作涉及的物料衡算、熱量衡算、相平衡關(guān)系、傳熱傳質(zhì)速率關(guān)系等內(nèi)容的某一方面進行計算和分析。其次，完成對工藝流程中的某一重點設(shè)備的初步設(shè)計，包括工藝設(shè)計計算、主體設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和附屬裝置的選用等過程。最后，結(jié)合工程實際，選擇合成氨、甲醇等幾個典型工藝裝置的模擬計算和分析。

總之，上述教學案例設(shè)計的層次與化工類專業(yè)學生的教學進度相適應，從而使流程模擬技術(shù)不斷貫穿于整個化工專業(yè)教學中，學生在學習過程中不會感到無所適從而是增加了學習興趣。

4.3 教學效果評價

將研究成果具體應用到化工專業(yè)教學活動中，如化工原理、分離工程、化工模擬與優(yōu)化等課堂教學和專業(yè)教學實習、本科畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，觀察實際教學效果，不斷改革和完善教學內(nèi)容和方法具有重要意義。實踐表明，流程模擬軟件與手工計算的有機結(jié)合，提高了教學效率和質(zhì)量；學生對化工專業(yè)課程有了更加深入的理解，提出和解決對實際工程問題能力有了明顯提高。

優(yōu)化網(wǎng)絡工具在化工專業(yè)教學中的應用是一個系統(tǒng)的工程，也是我們化工專業(yè)教學目前面臨的迫切需要解決的問題，其策略實施的優(yōu)劣直接會影響到我們專業(yè)教學的水平，因此，我們需要高度重視，要有計劃、有目標、有重點的來進行。

［1］劉世艷.流程模擬技術(shù)在化工領(lǐng)域中的應用[J].大眾科技，2005，4（78）：66-67

［2］王洪元.ASPEN 軟件在教學與科研中的應用[J].化工高等教育，2000，2（49）：49-51.

［3］劉保柱，于鳳文，朱菊香.Aspen Plus應用于化工原理課程設(shè)計的實踐[J].化工高等教育，2007，2（94）：23-25.

［4］趙毅，吳雪梅，潘艷秋，等.精餾操作型問題的討論[J].化工高等教育，2008，25（5）：92-97.

［5］張海濤，樂清華，袁向前，等.化工過程分析與開發(fā)教學案例制作[J].化工高等教育，2008，4（5）：92-97.