衛(wèi)粉艷，李蕓蕓

(寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西 寶雞 721013)

化工設(shè)計(jì)課程是化學(xué)工程與工藝等專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)必修課。該類課程是以四大化學(xué)和化工原理課程所學(xué)理論知識(shí)為前提，以化工工藝制圖、化工儀表自動(dòng)化等專業(yè)課程為基礎(chǔ)進(jìn)行的知識(shí)綜合學(xué)習(xí)運(yùn)用和實(shí)踐訓(xùn)練。課程主要是運(yùn)用物料和能量衡算進(jìn)行化工工藝過程設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析和解決實(shí)際工程問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)，使學(xué)生熟悉化工設(shè)計(jì)的常用規(guī)范和具備化工行業(yè)所需的基本工程素質(zhì)[1]。是學(xué)生從理論走向?qū)嵺`的一個(gè)橋梁，也有助于學(xué)生畢業(yè)后迅速適應(yīng)工作崗位，為向化工生產(chǎn)與管理人員角色的轉(zhuǎn)變做好充分準(zhǔn)備[2]。

目前，化工設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方式大多是以講授理論知識(shí)和分析少量的簡(jiǎn)單化工單元操作實(shí)例為主，然后布置部分單元設(shè)計(jì)任務(wù)作為作業(yè)為輔。整個(gè)過程重理論知識(shí)的講授，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生在后期的化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實(shí)際能力不足。

化工類的學(xué)科競(jìng)賽，如全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生制藥設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽等，競(jìng)賽都要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式參賽，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)以競(jìng)賽的方式完成設(shè)計(jì)任務(wù)。題目來源于工程實(shí)際，所涉及的知識(shí)面也較廣。通過競(jìng)賽，學(xué)生能夠主動(dòng)積極的去學(xué)習(xí)和研究，知識(shí)的綜合運(yùn)用、思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力均能得到提高。

因此，對(duì)化工設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革，將化工設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽模式有機(jī)結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力為最終目的，不失為一種簡(jiǎn)單、有效可行的途徑和方法。

1 化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，隨著“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的推出及國(guó)際等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證的進(jìn)行，化工設(shè)計(jì)類課程在各大高校越來越受到重視。但同時(shí)，由于該課程的綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣、化工過程復(fù)雜等特點(diǎn)，課程開展過程中存在許多普遍性的問題。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

1.1 授課學(xué)時(shí)不足，課堂時(shí)間有限

化工設(shè)計(jì)是一門學(xué)科知識(shí)十分廣泛的綜合性實(shí)踐課程，一般在大四第一學(xué)期開設(shè)，課時(shí)量為30課時(shí)，學(xué)生此時(shí)已經(jīng)完成了大部分的化工類專業(yè)課的學(xué)習(xí)，也具有一定的物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)知識(shí)。每堂完整的化工設(shè)計(jì)課，老師都要在學(xué)生已熟練掌握各相關(guān)知識(shí)并能融會(huì)貫通的基礎(chǔ)上，再指導(dǎo)學(xué)生注意設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。而現(xiàn)實(shí)課堂的狀況是：學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)不扎實(shí)，且不能將所學(xué)知識(shí)與當(dāng)節(jié)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，老師需要花大量時(shí)間講解相關(guān)知識(shí)為學(xué)生做好理論鋪墊，再花時(shí)間講解新課，短短的一節(jié)課上教師要講解的內(nèi)容增多，沒有時(shí)間留給學(xué)生自己思考探討出適宜的設(shè)計(jì)方案，故多數(shù)老師會(huì)直接告訴學(xué)生方案，學(xué)生要做的僅僅是模擬，這樣完全失去了課程開展的意義。

1.2 師生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏

化工設(shè)計(jì)是一門與實(shí)踐結(jié)合十分緊密的課程，具有很強(qiáng)的綜合性、實(shí)用性和工程性，需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)非常豐富的教師來為學(xué)生教授，但實(shí)際上，目前專業(yè)課老師大部分都是從高校和科研機(jī)構(gòu)畢業(yè)后，直接參加工作，缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加之高?！爸乜蒲?，輕教學(xué)”現(xiàn)象，教師在工科實(shí)踐能力提升方面缺乏動(dòng)力，因此，工科踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師非常缺乏。

另一方面，盡管近年我校課堂教學(xué)模式手段越來越豐富，學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，教學(xué)效果有了很大程度的提升，但由于工科專業(yè)課的理論知識(shí)較多，實(shí)踐環(huán)節(jié)的安排較少，使得學(xué)生對(duì)工科專業(yè)課的學(xué)習(xí)比較抽象，理論聯(lián)系實(shí)際的能力較差，學(xué)生的實(shí)踐能力也沒有得到訓(xùn)練和提升。加之學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，學(xué)生自覺完成課程學(xué)習(xí)的動(dòng)力明顯不足，教學(xué)效果差強(qiáng)人意，學(xué)生的實(shí)踐能力非常差[1]。

1.3 實(shí)踐教學(xué)硬件設(shè)施缺乏

由于學(xué)校經(jīng)費(fèi)有限，很多化工流程需要的大型儀器無法配置，學(xué)生不能實(shí)地操作儀器，所學(xué)理論得不到實(shí)踐，知識(shí)就顯得抽象。雖然虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和軟件能夠解決部分實(shí)踐問題，但相關(guān)的化工計(jì)算軟件例如Aspen Plus、PROII、HYSYS，這些化工流程計(jì)算軟件都是從國(guó)外引進(jìn)的，軟件價(jià)格昂貴，而且還是英文版的界面操作，這些對(duì)學(xué)校和使用的本科生來說都是“難以承受之痛”，諸如此類，導(dǎo)致化工設(shè)計(jì)類教學(xué)硬件設(shè)施缺乏。

1.4 成績(jī)考核方式單一

目前化工設(shè)計(jì)的考核方式依然局限于書面上理論的封閉性考試，而化工設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐課程，傳統(tǒng)的考試形式只會(huì)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)書面的理論知識(shí)進(jìn)行死記硬背，而忽略了對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，這與我們的教學(xué)目的背道而馳。

2 化工設(shè)計(jì)課程與學(xué)科競(jìng)賽結(jié)合的優(yōu)勢(shì)

2.1 以競(jìng)賽為載體促進(jìn)學(xué)、教、改一體化

化工設(shè)計(jì)課程與學(xué)科競(jìng)賽相結(jié)合，能達(dá)到“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促改”的目的。

學(xué)科競(jìng)賽要求學(xué)生按照要求要在規(guī)定時(shí)間完成作品的設(shè)計(jì)并提交，在作品的幾個(gè)月完成過程中，參賽學(xué)生和指導(dǎo)老師不僅需要大量綜合運(yùn)用以前學(xué)過的理論知識(shí)、同時(shí)還要進(jìn)行大量查閱資料、使用計(jì)算軟件進(jìn)行化工設(shè)計(jì)、繪圖、工藝分析評(píng)價(jià)、工藝設(shè)備創(chuàng)新、工藝流程說明等工作。在這一過程中，老師和學(xué)生都需要主動(dòng)、快速、大量的學(xué)習(xí)各類化工設(shè)計(jì)類的工程知識(shí)，并學(xué)會(huì)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中去，在這一過程中，學(xué)生的化工設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)進(jìn)一步夯實(shí)，實(shí)踐能力也得到了提升；一方面，指導(dǎo)老師通過競(jìng)賽的組織、籌備和對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)，也會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方面的問題和不足，及時(shí)調(diào)整化工設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，進(jìn)行教學(xué)改革、優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)、提高實(shí)踐質(zhì)量。 另一方面，由于競(jìng)賽都要由專家和命題組成員進(jìn)行賽前指導(dǎo)、決賽點(diǎn)評(píng)和提問，這些專家大部分都來自工廠和設(shè)計(jì)院，擁有豐富的工程實(shí)踐和工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；通過交流和學(xué)習(xí)，指導(dǎo)老師豐富了自身的理論知識(shí)，也鍛煉提高了實(shí)踐能力和科研能力，達(dá)到促進(jìn)雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)的目的。同時(shí)，每年的優(yōu)秀作品，各參賽隊(duì)也會(huì)共享，這樣也方便師生之間互相學(xué)習(xí)討論[3]。

2.2 加快了實(shí)踐教學(xué)硬件設(shè)施完善

在工程教育認(rèn)證的大背景下，我院各化工專業(yè)也積極籌劃開展專業(yè)認(rèn)證，并對(duì)照認(rèn)證各項(xiàng)要求進(jìn)行了改革。目前，全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽己納入高校競(jìng)賽評(píng)估排行榜，成為工程教育專業(yè)認(rèn)證的有效支撐項(xiàng)目[4]。為達(dá)到提高學(xué)生工程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等綜合素質(zhì)和認(rèn)證目的，學(xué)院對(duì)學(xué)科競(jìng)賽非常重視，加大了經(jīng)費(fèi)投入，2017年新的高配置機(jī)房建成，許多實(shí)訓(xùn)模擬、化工計(jì)算軟件和實(shí)訓(xùn)裝置也會(huì)陸續(xù)到位。這些既為競(jìng)賽提高了有力的保障，也為化工設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)的開展提供了有利條件。

2.3 提升了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量

目前，各高校學(xué)生數(shù)目激增，學(xué)生實(shí)習(xí)基地和實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)的不足，在教學(xué)內(nèi)容的安排上，許多高校將實(shí)踐教學(xué)弱化，“重理論，輕實(shí)踐”現(xiàn)象非常普遍，這對(duì)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)非常不利。而將學(xué)科競(jìng)賽和化工設(shè)計(jì)類課程有機(jī)結(jié)合，既提升了化工類理論課的學(xué)習(xí)效率，也加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能，提升了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。

3 化工課程教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽結(jié)合的改革措施

3.1 結(jié)合工藝設(shè)計(jì)案例，制定合理的教學(xué)計(jì)劃

化工設(shè)計(jì)課程涉及內(nèi)容、規(guī)范多，如果教師采用單純講授，教學(xué)會(huì)顯得空洞、乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣，教學(xué)效果不好。若將學(xué)科競(jìng)賽的模式引進(jìn)化工設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)中，將化工設(shè)計(jì)理論知識(shí)與學(xué)科競(jìng)賽中的工程實(shí)際案例結(jié)合起來，使教學(xué)過程與實(shí)際的工藝設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。在授課中，首先優(yōu)化化工設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)的平衡，制定全新的教學(xué)計(jì)劃，根據(jù)化工類學(xué)科競(jìng)賽中對(duì)化工設(shè)計(jì)的需求，將課程的教學(xué)內(nèi)容按照一定的順序，設(shè)置成不同的化工設(shè)計(jì)模塊，按照“理論講授-討論-設(shè)計(jì)-討論-總結(jié)”的流程進(jìn)行，在理論基礎(chǔ)上實(shí)踐，在具體的實(shí)踐中加強(qiáng)知識(shí)的消化與吸收。例如，根據(jù)學(xué)生和教師的反饋情況，我院在2017年將原來本科教學(xué)中講授的《化工原理》課程由第5、6學(xué)期的調(diào)至第4、5學(xué)期，課程剛結(jié)束，隨之就開展《化工設(shè)計(jì)》課程，此時(shí)全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽也已經(jīng)開始，要求學(xué)生全部參加，作品完成后，進(jìn)行校內(nèi)答辯排名和打分。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)方面就有了動(dòng)力，同時(shí)，為設(shè)計(jì)好作品，會(huì)積極主動(dòng)的進(jìn)行查閱各類相關(guān)文獻(xiàn)、進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算、創(chuàng)新等。而在實(shí)際的教學(xué)中，授課教師也會(huì)在講授理論知識(shí)的同時(shí)，結(jié)合以往的設(shè)計(jì)優(yōu)秀作品，進(jìn)行講解和分析，同時(shí)以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生之間積極的合作、討論和分析。這樣，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性，也能提高授課效果[5]。從目前兩年的情況反饋來看，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和化工設(shè)計(jì)能力都得到很大的提高。

3.2 改革考核方式

考核方式是學(xué)生如何進(jìn)行設(shè)計(jì)的“指揮棒”。目前我院化工設(shè)計(jì)考試都是以總成績(jī)=筆試成績(jī)80%+平時(shí)成績(jī)20%的模式進(jìn)行，筆試成績(jī)也以理論內(nèi)容為主，考核方式達(dá)不到“以考促學(xué)，以考促教”的目的?；ぴO(shè)計(jì)課程與學(xué)科競(jìng)賽結(jié)合后，可用分解當(dāng)年的競(jìng)賽題目部分或全部作為平時(shí)的案例和作業(yè)，以小組形式布置給學(xué)生完成，安排階段性考核或集體討論。設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)進(jìn)行小組答辯，從設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)計(jì)算、創(chuàng)新等方面進(jìn)行打分，最終的期末成績(jī)并以40%小組設(shè)計(jì)成績(jī)+筆試成績(jī)50%+平時(shí)成績(jī)10%來進(jìn)行。這樣，學(xué)生為通過考試，設(shè)計(jì)過程中會(huì)利用課余時(shí)間進(jìn)行理論學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，一方面，能達(dá)到“以考促學(xué)”目的，另一方面，在學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)作品中，老師也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行內(nèi)容和重難點(diǎn)的調(diào)整，達(dá)到“以考促教、依靠促改”的目的。

3.3 精選授課教師，各取所長(zhǎng)

教學(xué)活動(dòng)的開展必須得到教研人員的重視。學(xué)校里面需要一支善于創(chuàng)新，精于教學(xué)的師資隊(duì)伍。由于競(jìng)賽體現(xiàn)知識(shí)的融合性，需要相關(guān)專業(yè)的教師共同指導(dǎo)學(xué)生，所以指導(dǎo)教師的隊(duì)伍可以由不同專業(yè)，不同院系的老師組成。挑選指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)豐富、實(shí)際化工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師來授課，不同的化工單元課程環(huán)節(jié)，可由擅長(zhǎng)不同化工單元的老師來指導(dǎo)教授。例如，計(jì)算機(jī)工藝模擬可有由擅長(zhǎng)計(jì)算機(jī)軟件年輕教師來講授，手工計(jì)算可由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師來完成等。這樣既提高了授課質(zhì)量，也能促進(jìn)互相學(xué)習(xí)、改進(jìn)學(xué)科競(jìng)賽老師隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)。

4 結(jié) 語

化工設(shè)計(jì)是化工類專業(yè)一門重要綜合性較強(qiáng)的專業(yè)必修課，具有非常強(qiáng)實(shí)踐性和綜合性，其教學(xué)質(zhì)量與效果對(duì)培養(yǎng)綜合型工程技術(shù)人才至關(guān)重要。優(yōu)化化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)現(xiàn)有教學(xué)方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，這是一個(gè)長(zhǎng)期的摸索前進(jìn)過程，將學(xué)科競(jìng)賽與化工設(shè)計(jì)課程的教學(xué)相結(jié)合，能達(dá)到“賽教結(jié)合、以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改”的目的，保障和提高教學(xué)質(zhì)量和效果，提升學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。