鄧秋林 雷琴 張亞萍

摘要：本文根據(jù)近幾年我校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)率隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的情況，從化工原理課程教學(xué)的角度提出了專(zhuān)業(yè)教師應(yīng)具有的理論水平、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。從課程教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)、第二課堂等方面，探討了化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)化工原理的課程教學(xué)改革，對(duì)于提升我?；ゎ?lèi)學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力具有重要意義。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)計(jì)大賽；化工原理；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）46-0162-02

一、引言

全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽由中國(guó)化工學(xué)會(huì)、中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)、教育部高等學(xué)校化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦，是面向全國(guó)高等院?；?zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽。競(jìng)賽目的是通過(guò)新產(chǎn)品和新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、新流程和新裝置的設(shè)計(jì)、新的工廠生產(chǎn)過(guò)程操作運(yùn)行方案等途徑，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、工程技術(shù)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，從而滿(mǎn)足社會(huì)和科技的高速發(fā)展對(duì)化工行業(yè)工程技術(shù)人才的創(chuàng)新思維、工程設(shè)計(jì)能力的要求。

本文根據(jù)我校參加化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的情況，結(jié)合化工原理課程教學(xué)的實(shí)際情況，提出了我校專(zhuān)業(yè)教師應(yīng)具有的理論水平、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，探討了化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)我?；ぴ碚n程的教學(xué)改革。

二、全方位提升教師能力

1.促進(jìn)理論水平的更新。近幾年，化工原理相關(guān)的知識(shí)和設(shè)備更新較快，而現(xiàn)行很多化工原理教材的內(nèi)容相對(duì)滯后。所以，容易導(dǎo)致理論和實(shí)踐的脫節(jié)，深度和廣度等不能滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)和化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的要求。因此，需要化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)教師不斷提升和完善自身的理論水平，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)的及時(shí)更新。例如，化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽中有一項(xiàng)要求是新技術(shù)或新設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，很多設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在參賽過(guò)程中設(shè)計(jì)和使用了分隔壁精餾塔，對(duì)于新進(jìn)教師或只注重傳統(tǒng)知識(shí)教學(xué)的教師，這就督促其加強(qiáng)自身知識(shí)的更新和完善。

2.實(shí)踐、科研能力的提升。一般來(lái)說(shuō)，大部分高校專(zhuān)業(yè)教師主要從事基礎(chǔ)理論方面的研究工作，而化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。為了提高工程實(shí)踐能力，學(xué)校應(yīng)針對(duì)專(zhuān)業(yè)教師，尤其是青年教師，開(kāi)展工程實(shí)踐能力提升計(jì)劃，并適當(dāng)向青年教師傾斜。在指導(dǎo)化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的過(guò)程中，通過(guò)校企合作，深入一線進(jìn)行調(diào)研，與專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員和操作人員進(jìn)行深入交流，將取得的經(jīng)驗(yàn)與學(xué)生分享。通過(guò)對(duì)化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的分析，其中創(chuàng)新性占比為20%。從歷年的優(yōu)秀作品可以看出，大部分團(tuán)隊(duì)都采用了相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行設(shè)計(jì)。這就要求指導(dǎo)教師不斷跟蹤學(xué)科前沿，進(jìn)行科研創(chuàng)新，申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)，不斷提升自己的科研實(shí)力。

3.多專(zhuān)業(yè)教師間合作，強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)。化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)內(nèi)容廣、涉及面大，主要包括項(xiàng)目可行性研究、初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、工藝工程設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)、環(huán)境與安全評(píng)價(jià)，其中涉及技術(shù)分析、原材料選擇、建設(shè)規(guī)模、廠址選擇、工藝路線選擇、設(shè)備設(shè)計(jì)與控制、儀表自動(dòng)控制、車(chē)間布置、廠區(qū)布置、反應(yīng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明和公用工程等內(nèi)容，設(shè)計(jì)工作繁重，需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通力協(xié)作，從而對(duì)指導(dǎo)教師也提出了很高的要求。

三、多維度的教學(xué)與改革

依托化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽，真正做到以賽促改，以賽促教，以賽促學(xué)，將相應(yīng)的競(jìng)賽內(nèi)容融入到教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中。構(gòu)建以課程理論教學(xué)為基礎(chǔ)，仿真和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)為主體，第二課堂為拓展，實(shí)現(xiàn)三位一體的教學(xué)模式，全方位培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

（一）化工原理課程多元化教學(xué)模式

1.化工原理課程內(nèi)容多元化。教學(xué)大綱作為教學(xué)工作開(kāi)展的指導(dǎo)性文件，制定要具有針對(duì)性，應(yīng)根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)制定適合各專(zhuān)業(yè)特色的教學(xué)大綱。如應(yīng)用化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，要求學(xué)生掌握相關(guān)的單元操作基本原理和操作方法，工藝過(guò)程的選擇與計(jì)算，典型設(shè)備的計(jì)算與選型，可以選擇反應(yīng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明和工藝過(guò)程的模擬作為案例進(jìn)行教學(xué)，從而為今后從事相關(guān)工程設(shè)計(jì)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；能源化學(xué)工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)，要結(jié)合相關(guān)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用過(guò)程，重點(diǎn)介紹流體流動(dòng)、傳熱、精餾和吸收等常見(jiàn)的單元操作；對(duì)于制藥工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)，要結(jié)合藥物的生產(chǎn)過(guò)程，在上述基礎(chǔ)上，重點(diǎn)選擇干燥等單元操作進(jìn)行講解。專(zhuān)業(yè)教師應(yīng)根據(jù)目前生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況大膽改革教學(xué)內(nèi)容，略講甚至刪除部分使用較少的章節(jié)，如吸收，適當(dāng)增加目前使用較多、較為先進(jìn)的新技術(shù)和新設(shè)備，比如膜分離技術(shù)、分隔壁塔、特殊精餾等。

2.引入案例式、互動(dòng)式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式多元化?；诨ぴO(shè)計(jì)競(jìng)賽的規(guī)則，選擇優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品案例，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)實(shí)施案例式教學(xué)和討論探究式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，幫助學(xué)生深入理解化工原理的理論知識(shí)。例如，講解傳熱過(guò)程時(shí)，可以選擇換熱器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化和公用工程的使用，拓展學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐過(guò)程中換熱過(guò)程的理解，了解工程實(shí)踐中如何實(shí)現(xiàn)熱量的綜合利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

實(shí)施“大賽案例—理論—實(shí)踐”或“大賽案例—理論—大賽案例—實(shí)踐”的教學(xué)方式。例如，對(duì)于抽象內(nèi)容，如傳質(zhì)，首先通過(guò)大賽案例，播放相關(guān)視頻，讓學(xué)生對(duì)傳質(zhì)過(guò)程有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)；然后再介紹相關(guān)的理論知識(shí)；最后，通過(guò)仿真模擬和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。在教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中，可以根據(jù)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握程度，將兩種教學(xué)方式進(jìn)行交叉、反復(fù)使用。

（二）開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系

采用仿真模擬與實(shí)訓(xùn)操作相結(jié)合的教學(xué)模式，先以仿真模擬實(shí)時(shí)觀察單元操作過(guò)程，給學(xué)生以逼真的操作環(huán)境；再以實(shí)訓(xùn)操作，讓學(xué)生直觀感受現(xiàn)場(chǎng)操作；最后再結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)，對(duì)每個(gè)單元操作在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮的作用進(jìn)行深入了解，從而提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

針對(duì)我?；ぴ韺?shí)驗(yàn)室空間有限、現(xiàn)有設(shè)備臺(tái)套數(shù)少、開(kāi)設(shè)時(shí)間較為集中，同時(shí)未開(kāi)設(shè)期間處于閑置狀態(tài)的特點(diǎn)，采用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室的操作模式，以預(yù)約或定期開(kāi)放的方式，讓學(xué)生可以分時(shí)段、分批次地進(jìn)行學(xué)習(xí)，以達(dá)到合理利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源的目的。開(kāi)放方式可以靈活多樣，如果人數(shù)較少，采用旁聽(tīng)的形式；如果人數(shù)較多，在空閑時(shí)采用專(zhuān)門(mén)輔導(dǎo)的方式。通過(guò)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式的建立，加深學(xué)生對(duì)單元操作設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)室利用效率。

（三）開(kāi)設(shè)課外培訓(xùn)課程，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)參加化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的了解以及對(duì)參賽學(xué)生的調(diào)研，為了全方位提高學(xué)生的綜合能力，更好地將競(jìng)賽與課堂教學(xué)相結(jié)合，以化工設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)的方式，選取競(jìng)賽中的部分內(nèi)容作為課外培訓(xùn)課程，適當(dāng)列入選修課，建立學(xué)分。針對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，可以開(kāi)設(shè)Aspen軟件應(yīng)用課程、Auto CAD提升課程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等課程。

四、結(jié)語(yǔ)

依托我校參加化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)，提出了以化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽為手段，從教師能力提升、教學(xué)方式改革等方面入手，開(kāi)展化工原理課程改革，全面提升化工原理課程的教學(xué)水平，對(duì)于培養(yǎng)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力具有重要意義。

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