何運兵，鄒雪琳，易莉芝

(東莞理工學(xué)院 化學(xué)工程與能源技術(shù)學(xué)院，廣東 東莞 523808)

為迎接新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，主動服務(wù)國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展和“一帶一路”等戰(zhàn)略的實施，教育部推出“新工科”計劃，其核心是培養(yǎng)具有較強工程實踐能力、具備國際競爭力的創(chuàng)新型人才[1-2]。為此在專業(yè)課程教學(xué)過程中，需要進一步加強學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?；ぴ硎腔ゎ悓I(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在基礎(chǔ)課和專業(yè)課程之間，起著承上啟下、由理到工的橋梁作用。化工原理課程設(shè)計通過綜合運用化工原理、工程制圖、化工制圖、化工儀表及自動化等多門課程知識，對某一化工單元操作進行實踐性設(shè)計，達到培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新能力的目的。

目前化工原理課程設(shè)計往往采取固定的教材、類似的設(shè)計題目，指導(dǎo)老師通過選取不同操作條件，且都是理想化、設(shè)計條件明確、物性參數(shù)齊全的簡單過程的模擬設(shè)計。學(xué)生主要根據(jù)模板進行一次演算，不管結(jié)果合理與否，只要按時提交報告基本都可拿到學(xué)分，因為課程的考核方式主要以說明書和圖紙為依據(jù)，因而難以達到培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的目的。為解決目前化工原理課程設(shè)計中存在的問題，切實提高學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力，國內(nèi)很多高校都進行了諸多改革[3-6]，取得了較好的教學(xué)效果。為有效提高化工原理課程設(shè)計質(zhì)量，我們在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進行了一些有益的探索。

1 基于實際工程問題的教學(xué)內(nèi)容

以往通常會選擇計教材中的精餾塔、吸收塔或者換熱器等作為課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容。但由于學(xué)生對這些設(shè)備的認識不夠，往往停留在理論課堂上老師的講解，且大部分學(xué)生都認為他們所進行的設(shè)計僅僅是為了完成作業(yè)，因而難以引起學(xué)生的興趣。為此在設(shè)計內(nèi)容的選擇上要從學(xué)生熟悉或見過的工藝中選取，盡可能讓學(xué)生覺得設(shè)計內(nèi)容有實際意義。根據(jù)我校應(yīng)用化學(xué)(卓越工程師計劃班)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，在開課之前已安排為期兩周的生產(chǎn)實習(xí)，實習(xí)場所為廣東省某大型石化廠，實習(xí)車間有大量的換熱器、精餾塔等典型化工設(shè)備。實習(xí)時就提前告知學(xué)生，化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容就從這些工藝中選取，提醒學(xué)生注意工藝流程中的換熱器、精餾塔、吸收塔等設(shè)備的結(jié)構(gòu)、在工藝中的位置等。此舉不僅提高了實習(xí)的效果，還為化工原理課程設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。學(xué)生在做課程設(shè)計時，就不再是空洞的紙上談兵，激發(fā)了學(xué)生的設(shè)計熱情，同時有利于強化學(xué)生工程意識。學(xué)生可以將自己的設(shè)計結(jié)果與實際的生產(chǎn)設(shè)備進行比較，從而發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計過程中的問題，進而提高學(xué)生分析和解決工程問題的工程能力。

2 靈活豐富的教學(xué)方法

(1)調(diào)整設(shè)計時間。以往課程設(shè)計一般安排在理論課結(jié)束后的2周內(nèi)完成，我校未安排專門時間用于課程設(shè)計，即需要學(xué)生自行安排課外時間來完成。兩周課外時間內(nèi)要完成內(nèi)容的熟悉、設(shè)計計算、圖紙繪制以及文本編輯等過程，很難高質(zhì)量完成設(shè)計任務(wù)。在改革方案中，將設(shè)計時間由原來的兩周改為四周，且明確規(guī)定了進度要求，避免了部分同學(xué)拖沓的情況。保證了學(xué)生有著比較充足的時間去理解設(shè)計內(nèi)容，能夠從容地開展設(shè)計工作，避免了以往課程設(shè)計中那種走馬觀花似的過程訓(xùn)練，使學(xué)生真正得到工程設(shè)計訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。

(2)合理安排設(shè)計任務(wù)。按照精餾、吸收、干燥、萃取等單元操作的不同先分大類，然后對于每個大類按照體系、處理能力、操作條件、原料的組成等進行區(qū)分，保證每組一題(3人/組)，組員之間互相合作，保證每位學(xué)生都得到一次工程設(shè)計訓(xùn)練，避免抄襲現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)問題時，學(xué)生之間可以互相討論，發(fā)揮集體的智慧。學(xué)生在互相討論的基礎(chǔ)上完成課程設(shè)計，團結(jié)協(xié)作能力得到增強，同時獲得成就感。

(3)確立以學(xué)生為中心的教學(xué)方式。在課程設(shè)計過程中，教師除了完成課程設(shè)計的教學(xué)大綱和要求，給定設(shè)計任務(wù)和相關(guān)參考資料，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生自行思考。放手讓學(xué)生自己確定設(shè)計思路，分析優(yōu)化設(shè)計方案等。在設(shè)計過程中，學(xué)生經(jīng)常會問“我這么做對不對？”并且迫切希望老師給出一個明確的答復(fù)。此時，指導(dǎo)老師不宜過早給出判定，而是需要引導(dǎo)學(xué)生去思考。例如在換熱器中折流板間距選擇問題上，可以向?qū)W生提出“如果間距過大或過小會產(chǎn)生什么后果？”，引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境和安全等多方面綜合考慮，最后得出比較合理的數(shù)值；在學(xué)生問及其初步確定的設(shè)計方案是否正確時，可以讓學(xué)生按照所選的方案去嘗試，最后他們自己會不斷修正前面的設(shè)計方案，雖然過程顯得曲折，但效果遠好于直接告訴他們；還有在換熱管規(guī)格的選擇上，很多學(xué)生不清楚現(xiàn)有管材的規(guī)格，這時需要引導(dǎo)學(xué)生自行查找管材規(guī)格，而不是代為查找。在設(shè)計過程中，指導(dǎo)老師應(yīng)充分利用這種非標(biāo)準(zhǔn)答案的問題去引導(dǎo)學(xué)生思考，從而達到培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考、開拓創(chuàng)新能力，增強工程觀念，提高工程實踐能力的目的。

3 多元化的考核方式

我校以往的化工原理課程設(shè)計成績評定主要以設(shè)計說明書(含圖紙)和平時成績?yōu)橐罁?jù)。同組組員的設(shè)計說明書和圖紙完全相同，教師在評閱時很難給出公平的評判，而平時成績的評判是根據(jù)成員對課程設(shè)計的貢獻度，貢獻度由各小組自行提供，但學(xué)生之間礙于情面給出的差距很小，甚至完全相同，故而也很難公平合理地給出設(shè)計成績，最終造成學(xué)生參與熱情不高、設(shè)計過程缺乏鉆研、創(chuàng)新精神。在新工科背景下，為了讓參與學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力真正得到鍛煉，我們將過程考核和能力考核結(jié)合起來，引入新的多元化考核方式。改革后的成績由設(shè)計過程考核(40%)、設(shè)計報告考核(40%)和答辯考核(20%)三部分組成。

(1)設(shè)計過程考核。將整個設(shè)計過程按時間節(jié)點劃分成若干部分，每部分設(shè)置不同權(quán)重，要求各組按時間節(jié)點提交進度報告，并備注所完成的工作主要由哪位成員負責(zé)，指導(dǎo)老師根據(jù)進度報告的完成情況給出各成員相對應(yīng)的過程成績。

(2)設(shè)計報告考核。根據(jù)教學(xué)大綱，主要考察設(shè)計思路是否正確、設(shè)計方案是否可行、設(shè)計過程中是否具有工程觀點、是否提出了創(chuàng)新想法、設(shè)計結(jié)果從技術(shù)和經(jīng)濟角度上是否合理、文本編輯排版是否規(guī)范、設(shè)備圖繪制是否規(guī)范等，從多個方面對設(shè)計報告進行全面評價。

(3)答辯考核。為評判學(xué)生是否獨立完成設(shè)計任務(wù)，避免渾水摸魚或抄襲等現(xiàn)象，引入答辯考核。答辯現(xiàn)場由指導(dǎo)老師隨機指定其中一名組員進行五分鐘左右的陳述，這要求所有成員必須對該組的設(shè)計作品及設(shè)計過程都很熟悉。邀請化工設(shè)備和化工設(shè)計任課老師和指導(dǎo)老師共同擔(dān)任答辯專家，在學(xué)生陳述完畢后，答辯專家對其進行提問，同組成員可以補充回答。答辯專家根據(jù)報告陳述情況、設(shè)計結(jié)果的合理性和經(jīng)濟性以及回答提問情況給出答辯成績，取各專家答辯成績的平均值作為最終答辯成績。學(xué)生根據(jù)答辯建議對設(shè)計說明書進行修改，最后提交設(shè)計說明書和圖紙。

實踐證明，這種考核方式比較公正合理，其中引入過程考核不但幫助學(xué)生克服了拖沓的習(xí)慣，還促使學(xué)生根據(jù)進度報告的建議及時修正設(shè)計中的錯誤，提高了設(shè)計效率，受到學(xué)生的高度認可。引入答辯考核極大地促使學(xué)生積極主動地參與課程設(shè)計的每個環(huán)節(jié)，包括查閱工程手冊和相關(guān)資料，真正讓學(xué)生掌握工程設(shè)計要領(lǐng)，避免了渾水摸魚和抄襲現(xiàn)象。更重要的是答辯專家的意見能促使學(xué)生對其設(shè)計過程和設(shè)計結(jié)果進行反思，部分同學(xué)甚至根據(jù)答辯意見對整個課程設(shè)計進行再次設(shè)計，設(shè)計質(zhì)量得到了很大的提高。

4 結(jié)語

化工原理課程設(shè)計是化工原理實踐教學(xué)的重要組成部分，通過綜合運用多門課程知識，對某一化工單元操作設(shè)備進行綜合設(shè)計。實踐證明，基于實際工程問題的教學(xué)內(nèi)容、靈活豐富的教學(xué)方法以及融入過程和能力的多元化考核方式，增強了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，為新工科背景下高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)提供了教學(xué)思路。