佘啟明

（黃山學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，安徽 黃山245041）

1 目前化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在的問題

化工設(shè)計(jì)課程在化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案中具有舉足輕重的地位，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的化工專業(yè)知識(shí)去分析和解決實(shí)際工程問題的能力，并培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)思維能力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)意識(shí)，熟悉實(shí)際化工設(shè)計(jì)中的常用設(shè)計(jì)規(guī)范，讓學(xué)生能夠初步具備化工工程師的基本素質(zhì)和利用化工行業(yè)相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行工程計(jì)算與工程制圖的能力。在本課程教學(xué)實(shí)施過程中，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式教授這門課程的過程中，只能以板書和部分相關(guān)PPT的形式去盡可能地分析三維工程設(shè)計(jì)問題，相對(duì)平面和單調(diào)的教學(xué)模式難以分析化工設(shè)計(jì)中的各種立體結(jié)構(gòu)和流程，同時(shí)新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)軟件在課程中也難有涉及。長此以往，傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺陷日益凸顯，促使我們?nèi)ヌ剿鬟m應(yīng)新時(shí)代新環(huán)境需求的教學(xué)方法和教學(xué)手段，來改善教學(xué)效果。但是，目前大部分高校對(duì)化工設(shè)計(jì)課程不夠重視，教學(xué)效果差強(qiáng)人意[1]。從自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，筆者認(rèn)為目前化工設(shè)計(jì)課程的問題可以歸納為以下幾個(gè)方面。

1.1 課程學(xué)時(shí)數(shù)少

化工設(shè)計(jì)與其他理論課程相比具有自身鮮明的特點(diǎn)，更強(qiáng)調(diào)專業(yè)知識(shí)在理論教學(xué)與實(shí)際運(yùn)用之間的銜接，追求在教學(xué)過程中能盡量多地體現(xiàn)課程的實(shí)用性和工程性，但實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由于課程本身內(nèi)容和信息量非常龐大，課程學(xué)時(shí)數(shù)又相對(duì)偏少，導(dǎo)致最終的教學(xué)效果總是不如人意。

1.2 理論教學(xué)與實(shí)際運(yùn)用銜接不足

化工設(shè)計(jì)課程非常注重理論教學(xué)與工業(yè)應(yīng)用的相互驗(yàn)證和結(jié)合，需要授課教師在組織教學(xué)的過程中多從實(shí)際工程設(shè)計(jì)的角度去分析問題，并穿插實(shí)際生產(chǎn)裝置分析和設(shè)計(jì)實(shí)例練習(xí)加強(qiáng)課堂訓(xùn)練，提高授課質(zhì)量，但目前我國大多數(shù)本科高校對(duì)學(xué)生化工設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)訓(xùn)練都是從相對(duì)高年級(jí)開設(shè)的化工原理課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)開始，來培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維和空間想象能力，而這些化工原理實(shí)驗(yàn)裝置大多是具有固定的參數(shù)的驗(yàn)證類穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)儀器，主要目的是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中驗(yàn)證書本的原理，無法改變參數(shù)體會(huì)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)過程和加入學(xué)生自己的思維和理解，學(xué)生的設(shè)計(jì)能力在實(shí)驗(yàn)過程中無法得到鍛煉。

1.3 化工行業(yè)設(shè)計(jì)軟件涉及較少

實(shí)際的化工設(shè)計(jì)過程非常注重計(jì)算機(jī)軟件的輔助設(shè)計(jì)和綜合運(yùn)用，目前很多高校在化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，相關(guān)行業(yè)軟件較少涉獵，而從實(shí)踐角度來看，相關(guān)行業(yè)軟件的運(yùn)用能夠大大提高化工設(shè)計(jì)過程的效率，如Chemoffice、Excel、Aspen plus、Matlab、PRO-II等等，這些軟件大多可以通過網(wǎng)絡(luò)資源獲取，讓學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)學(xué)會(huì)運(yùn)用這些軟件處理一些實(shí)際的化工設(shè)備或流程設(shè)計(jì)問題，能提高設(shè)計(jì)能力和效率。

1.4 課程考核方式過于簡單

由于化工設(shè)計(jì)課程本身信息量大，理論性強(qiáng)的特性，對(duì)于學(xué)生而言有一定的難度，所以很多高校在課程考核方面相對(duì)簡單，有時(shí)可能就直接以一篇課程論文作為最終考核的手段，這種單一化的考核模式也變相地縱容了學(xué)生對(duì)化工設(shè)計(jì)課程的忽視，無法對(duì)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估與考量。

鑒于這些在化工設(shè)計(jì)教學(xué)中經(jīng)常遇到的問題，筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合皖南地區(qū)化工行業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，提出解決思路。

2 運(yùn)用行業(yè)軟件輔助化工設(shè)計(jì)教學(xué)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)軟件在化工設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用逐步深入，眾多優(yōu)秀軟件的開發(fā)也使得化工設(shè)計(jì)過程更加便捷，促使利用軟件來輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化相對(duì)復(fù)雜的化工設(shè)計(jì)過程成為當(dāng)前工業(yè)化工設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)的重要手段。

具體來說，我們?cè)诮M織化工設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，講授不同知識(shí)點(diǎn)時(shí)可以穿插一些與課本知識(shí)相對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件的介紹，如在講到物料衡算與熱量衡算時(shí)，可適當(dāng)介紹Aspen plus和Pro II軟件，開拓學(xué)生視野； 涉及設(shè)備及工廠布置時(shí)，可以介紹3Dmax，SmartPlant 3D等軟件；而Excel可用來完成各種物料衡算和熱量衡算過程，提高計(jì)算效率，還可以進(jìn)行部分反應(yīng)器的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行初步計(jì)算，如精餾塔塔板數(shù)；Chemoffice可以用來繪制復(fù)雜化學(xué)品的結(jié)構(gòu)式和查詢常見化學(xué)品的各種物性參數(shù)；AutoCAD可進(jìn)行二維平面設(shè)計(jì)圖及廠區(qū)布置圖的繪制，讓學(xué)生了解如何綜合使用多種軟件的來達(dá)到我們的設(shè)計(jì)目的[2]。

不過從另一個(gè)角度來說，軟件的使用固然會(huì)使設(shè)計(jì)工作變的便捷，效率得到提升，但也不應(yīng)該對(duì)軟件產(chǎn)生過度依賴性。在化工設(shè)計(jì)中，如何將計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)與實(shí)際教學(xué)過程合理融合，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，最大限度發(fā)揮軟件在化工設(shè)計(jì)中的作用，是決定化工設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。當(dāng)然，學(xué)習(xí)任何一種計(jì)算機(jī)軟件的關(guān)鍵都在于實(shí)際上機(jī)操作練習(xí)，化工設(shè)計(jì)軟件也不例外。條件允許的情況下，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化工專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的過程中能夠?qū)嶋H上機(jī)熟悉這些軟件的基本操作和使用，了解軟件的設(shè)計(jì)理念，編排的原理，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，才能達(dá)到理想的計(jì)算機(jī)軟件輔助化工設(shè)計(jì)的教學(xué)效果；如果一味追求軟件的便捷性，強(qiáng)調(diào)軟件在設(shè)計(jì)過程中的地位，則可能緣木求魚，舍本逐末，偏離了化工設(shè)計(jì)課程理論訓(xùn)練中關(guān)于化工基本原理的深層次理解和逐步培養(yǎng)工程概念的本源。

3 改變單一的課程考核方法

化工設(shè)計(jì)課程具有綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，課程考核方式的設(shè)計(jì)具有一定難度，目前大多數(shù)高校一般采用閉卷考試進(jìn)行最終考核，考核效果不夠理想，很難反映學(xué)生對(duì)課程掌握的程度，也很難體現(xiàn)實(shí)踐性教學(xué)在化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的作用，就此筆者認(rèn)為可以盡量采取靈活的考核方式，多體現(xiàn)課程的實(shí)踐性，如在閉卷考試的同時(shí)加入學(xué)生課堂討論、企業(yè)見習(xí)、設(shè)計(jì)實(shí)踐和答辯打分等輔助形式，使考核結(jié)論能合理反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，在保證考核的公平性的同時(shí)最大程度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]。

4 工程概念的培養(yǎng)

工程觀念是指從工程實(shí)際的角度思考問題和解決工業(yè)常見問題，而化工設(shè)計(jì)就是一門與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系的課程，在教學(xué)過程中應(yīng)盡量把書本知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際過程相互結(jié)合分析，使學(xué)生在掌握書本基本理論知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)應(yīng)用理論解決工業(yè)中的實(shí)際問題，這同時(shí)也符合培養(yǎng)具有工程觀念的化工人才的目的[4]。從基礎(chǔ)來分析，本課程理論教學(xué)主要以化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為主，主要包括工藝流程的設(shè)計(jì)、物料衡算和能量衡算、設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型、廠區(qū)車間布置和管路設(shè)計(jì)等內(nèi)容。通過這些基本理論的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解化工設(shè)計(jì)的基本步驟及內(nèi)容, 同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生如何應(yīng)用書本知識(shí)解決工程實(shí)際問題。在具體的組織教學(xué)過程中，任課教師首先需明確化工設(shè)計(jì)課程主要從哪些方面培養(yǎng)學(xué)生的化工設(shè)計(jì)能力，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡赜蛱厣突ば袠I(yè)發(fā)展?fàn)顩r，以明確的化工行業(yè)導(dǎo)向組織教學(xué)過程，并據(jù)此構(gòu)造知識(shí)框架和組織教學(xué)。

總的來說，作為一門工程應(yīng)用學(xué)科，化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)中以培養(yǎng)工程觀念為導(dǎo)向，在講授中應(yīng)充分重視設(shè)計(jì)實(shí)例與理論知識(shí)的結(jié)合，從設(shè)計(jì)實(shí)例出發(fā)，結(jié)合開展課堂與課下的討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的應(yīng)用能力。

5 實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合當(dāng)?shù)鼗ば袠I(yè)發(fā)展特色

筆者所在地區(qū)緊鄰的黃山市徽州區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園，是我國主要的環(huán)氧樹脂類產(chǎn)品工業(yè)園區(qū)，多家企業(yè)的產(chǎn)業(yè)群匯集了環(huán)氧樹脂類完整的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，自2010年起，學(xué)校與該工業(yè)園區(qū)內(nèi)的多家企業(yè)簽訂了校企合作協(xié)議，在化工類專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)與見習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)合作辦學(xué)。結(jié)合當(dāng)?shù)鼗て髽I(yè)發(fā)展特色，在聯(lián)合校企培養(yǎng)的模式下提高學(xué)生化工設(shè)計(jì)能力與實(shí)際設(shè)備操作能力，培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代新形勢下現(xiàn)階段化工行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型人才。

總的來說，化工設(shè)計(jì)課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)，其教學(xué)效果的好壞直接影響到學(xué)生的設(shè)計(jì)能力與工程意識(shí)的培養(yǎng)以及就業(yè)競爭力的強(qiáng)弱。目前新形勢新環(huán)境下的人才需求靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式已無法滿足，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高，我們通過以上途徑對(duì)化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革進(jìn)行了探索，以適應(yīng)新時(shí)代對(duì)應(yīng)用型化工類人才的需求，并取得一定的成效。通過教學(xué)改革提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和工程思維, 符合國家應(yīng)用型化工人才的發(fā)展方向。同時(shí)，化工類畢業(yè)生在校企聯(lián)合培養(yǎng)鍛煉了設(shè)計(jì)能力，提高了就業(yè)競爭力，受到地方企業(yè)的一致好評(píng)，我院還組織學(xué)生參加了2010年“三井杯”大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽，取得良好成績。

[1]張琳葉,魏光濤,陳礪.化工設(shè)計(jì)教學(xué)思考與建議[J].化工高等教育,2011(3):46-48.

[2]張亞濤,張文輝,陳衛(wèi)航.化工類專業(yè)化工設(shè)計(jì)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].化工高等教育,2010(5):50-52.

[3]金龍,賈麗華,隋國哲,等.淺談化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革[J].化工高等教育,2010(5):64-66.

[4]隋國哲,李金龍,賈麗華,等.化工設(shè)計(jì)教學(xué)改革的探討[J].高師理科學(xué)刊,2010(1):115-116.