卓越工程師計劃下的“化工設(shè)計”課程教改分析

邱　豐，余　焓，藺華林（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，上海 201418）

卓越工程師計劃下的“化工設(shè)計”課程教改分析

邱豐，余焓，藺華林
（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，上海 201418）

教育部為了對我國目前的高等教育進行一個重大的改革，推出了卓越工程師計劃，很多高校以這個計劃作為目標開展了對化工設(shè)計部分的教學(xué)進行了改革工作，文章主要討論了如何在加大學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，加重實踐部分的教學(xué)，加強對相關(guān)化工設(shè)計軟件的運用等方面的教學(xué)部分進行改革工作。

化工設(shè)計；卓越工程師計劃；教學(xué)改革

國務(wù)院總理在全國的教育工作會議上，提出強化我國教育的理念，并且發(fā)布了卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，希望通過該計劃是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，培育具有創(chuàng)新力[1]，順應(yīng)當下社會發(fā)展的各種人才，從而為國家和現(xiàn)代化、工業(yè)化建設(shè)奠定一些基礎(chǔ)，從而強化我國的核心競爭力和綜合國力。該計劃的目標是對人才的多方面提高，增強畢業(yè)生的就業(yè)能力，實施教育改革[2]?；I(yè)在我國的諸多方面都擔(dān)當重任，例如能源、制藥、軍工等方面，所以加強這方面人才的教育培養(yǎng)對我國目前的國民經(jīng)濟有著強烈的促進作用。

在對化工專業(yè)進行學(xué)習(xí)的過程當中，往往需要從理論過渡到實踐，但在任何專業(yè)里，從理論到實踐都是一個很難逾越的鴻溝，為了解決這個問題，在很多高校中都會開設(shè)化工設(shè)計這樣的一門課程，它既具有很強的理論性，又具有很強的實操性，在化工專業(yè)中起著一個橋梁的作用，該課程涉及的專業(yè)知識有物理化學(xué)知識，化工熱力學(xué)知識[3]，分離工程，化工工藝學(xué)和工程學(xué)等，另外，還需要每個學(xué)生能夠掌握化工設(shè)計的核心道理，概念，方式，和諸多環(huán)節(jié)，同時有利用計算機進行相關(guān)計算和設(shè)計的技能。

1　化工專業(yè)中，化工設(shè)計的重要意義

1）在對化工設(shè)計的學(xué)習(xí)過程當中，其可以融匯各科的知識，比如在化工設(shè)計中的生產(chǎn)工藝的設(shè)計，就把無機有機化學(xué)和物理化學(xué)統(tǒng)統(tǒng)連貫了起來，通過化工設(shè)計的課程的學(xué)習(xí)，得以培養(yǎng)和提高學(xué)生對化工各專業(yè)課程知識點的綜合理解能力。

2）化工設(shè)計可以充分培育學(xué)生的創(chuàng)造能力。化工設(shè)計是一項全面的探索工程。通過設(shè)計的規(guī)范訓(xùn)練，讓學(xué)生得以知道各種創(chuàng)新的步驟和方式，學(xué)會使用網(wǎng)絡(luò)查資料、學(xué)會搜索相關(guān)文獻。即通過相關(guān)的設(shè)計實踐，從而知道在實際的化工過程中，其具體的流程和工程生產(chǎn)中所出現(xiàn)的問題，并加以分析和解決。

3）化工設(shè)計可以培育學(xué)生的動手能力。即使學(xué)生通過大量的理論課程的學(xué)習(xí)和相關(guān)實踐課程的鍛煉，可以具備了一定的動手能力。但是他們到后來仍然不知道這個專業(yè)到底要干什么，有什么用，自己到底想要什么，這就是因為在前面機械化、被規(guī)劃的學(xué)習(xí)過程中，所學(xué)的知識和親身體驗并沒有結(jié)合起來，所以經(jīng)過化工設(shè)計課程的學(xué)習(xí)，不僅可以讓學(xué)生擁有化工設(shè)計方面的能力，還能讓其擁有實際的生產(chǎn)能力[4]。

在二十一世紀初，我國諸多高校都對化工專業(yè)進行了相關(guān)的改革工作，具體內(nèi)容為對教學(xué)的體系進行大幅得改善，對以往的傳統(tǒng)教學(xué)方法和思路進行轉(zhuǎn)變，把理論和實踐相結(jié)合，這些相關(guān)的改革措施碰巧和卓越工程師計劃高度吻合其中具體的改革內(nèi)容將在下文中說明。

2　激發(fā)學(xué)生的主觀能動性

在以往的傳統(tǒng)教學(xué)中，往往把教師作為主體，而學(xué)生是被動的學(xué)習(xí)者，學(xué)生知識被灌輸了很多客觀性的知識，并沒有和自身的主觀性進行相應(yīng)的結(jié)合，更談不上對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這在化工設(shè)計這樣非常注重實踐的課程教學(xué)非常不利。在對該課程的改革中，應(yīng)該強化學(xué)生對知識的體驗性吸收，使其能夠融入學(xué)生內(nèi)心深處的體會中，從而得以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，讓其從被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，教師舉出多種化工設(shè)計的實際案例，讓學(xué)生身臨其境，比如說，在講解有關(guān)氯乙烷的工藝設(shè)計步驟的時候，教師通過提出該問題，從而讓學(xué)生一起參與進來把問題解決。在講課的時候，所按照的步驟往往是首先要確定最初的規(guī)模，接著對原料的確定和生產(chǎn)方法的確定，再到工藝流程的確定，接著是廠址的確定，這樣一步步確定下來，從一開始的流程框架圖，到最后的細節(jié)施工圖，老師自始至終都伴隨其中，讓學(xué)生從身心感受上去體會整個流程所需要的知識點，如何在實際的設(shè)計中，實現(xiàn)學(xué)生從理論到實踐的學(xué)習(xí)過渡，進而讓學(xué)生對該門課程產(chǎn)生興趣。

3　提升實踐教學(xué)的比例

化工設(shè)計一般的就業(yè)出路在企事業(yè)單位工作，其從事的職業(yè)主要有工程設(shè)計，技術(shù)開發(fā)等工程技術(shù)人才，說到底，學(xué)生今后在職業(yè)中需要面臨的是實際的工程問題，而提高實踐能力的方法只能通過實踐來培養(yǎng)。具體操作如下：把化工設(shè)計的學(xué)時從以往的32個學(xué)時增加到64個學(xué)時，并且大部分的學(xué)時都用于上機訓(xùn)練，其目的主要是讓學(xué)生熟悉相關(guān)的化工設(shè)計軟件，從而為以后的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。接著，在實際的教學(xué)步驟中，為了繼續(xù)提高化工設(shè)計的教學(xué)品質(zhì)，校方應(yīng)購買相應(yīng)的高仿操作系統(tǒng)，其可以模擬在實際的化學(xué)工業(yè)危險情境中只讓有豐富經(jīng)驗的人員操作而不準實習(xí)的學(xué)生操作的缺陷，從而能在學(xué)生的實習(xí)中就能更加貼合現(xiàn)代化生產(chǎn)工作[5]。并且，加上使用學(xué)校內(nèi)部的石油煉化設(shè)備，把平時在課堂上學(xué)到的理論可以通過訓(xùn)練中心的具體設(shè)備展現(xiàn)在學(xué)生面前，可以讓學(xué)生在操作現(xiàn)場得到一種激情和渴求，同時，這也是學(xué)生學(xué)習(xí)由被動到主動很好途徑，學(xué)校還應(yīng)該鼓勵學(xué)生多參加與化工設(shè)計相關(guān)的比賽。這些比賽往往有著良好的學(xué)術(shù)氛圍，有著最先進的學(xué)術(shù)研究成果，其內(nèi)容的覆蓋層面寬廣，且有一定的難度，對學(xué)生的技術(shù)進步是一個很好的挑戰(zhàn)。雖然這對于本科生來說比較困難，而且需要有很高的創(chuàng)新性，不過在老師的指引下，這些競賽的過程對于學(xué)生專業(yè)水平的提高和工程操作水平的提高都有極大的積極意義。

4　熟悉現(xiàn)代化軟件的使用

現(xiàn)代化軟件的相關(guān)應(yīng)用隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不斷普及，相關(guān)的硬件和軟件開始分布在每個角落，化工設(shè)計領(lǐng)域也不例外，相關(guān)的軟件已經(jīng)成為化工工程師的必備工具[6]。憑借著計算機本身的很多優(yōu)異性能，諸如高速運算，海量存儲以及精確的邏輯判斷等等，化工工程師能夠更好地完成自身的相關(guān)設(shè)計工作。目前，所涉及的化工計算機軟件可分為以下三種：第一類軟件主要是設(shè)計繪圖類軟件，這類軟件有 visio 2003、autocad、visual basic等，其主要用在繪制工藝流程圖，繪制設(shè)備的布置圖，繪制相關(guān)的非標準設(shè)備的設(shè)計圖，和繪制配管圖以及車間廠房設(shè)計圖等；第二類軟件主要是流程模擬方面，其中的內(nèi)容涵蓋了物性的估算以及工藝流程方面的改良這類的軟件，這類軟件有aspen plus、chem cad等；第三類軟件類型主要是數(shù)據(jù)計算類這類軟件，這類軟件主要是Matlab，visual basic等，其主要的作用方面在實驗數(shù)據(jù)的處理方面，對物料的計算方面，對能量的計算方面和對經(jīng)濟的評估方面等等。為了能夠培養(yǎng)出能夠勝任以上工作的優(yōu)秀化工師，老師不應(yīng)該只是對軟件的操作進行純粹的一一介紹，而是應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的案例從而對軟件進行演練操作，從而讓學(xué)生加深對aspen plus、pro2等模擬軟件的使用和認識，讓其加深對諸如pidcad，autocad，ecss和matlab等軟件的操作和認識，其中pidcad可用于繪制流程圖，設(shè)備的裝配圖和車間的布置圖等等，而ecss軟件的應(yīng)用則更加廣泛，可用于研究、開發(fā)、設(shè)計、模擬、優(yōu)化等等。雖然這些軟件在功能和操作上相比國外的軟件aspen plus 和pro2 等有很大的差距，但在本科教育中，這類軟件對于激發(fā)學(xué)生的興趣和培養(yǎng)學(xué)生的能力足以夠用。

5　強化教師的組建

目前國內(nèi)的化工設(shè)計院，其內(nèi)容含量已經(jīng)非常豐富和高端，軟件和流程模擬系統(tǒng)都已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)代化，相關(guān)的管道和cad等軟件已經(jīng)達到了相當專業(yè)的水平，以往的教師盡管有豐富的工作經(jīng)驗和博學(xué)的理論知識，但是否能夠勝任目前的高難度，高復(fù)雜性的軟件設(shè)計，還是一個疑問，同時，這也要給一定的教學(xué)水平打一個問號，對于成功培養(yǎng)具有現(xiàn)代化意義的應(yīng)用型人才也要打一個問號[7]。

針對這個問題，學(xué)校應(yīng)該讓更多教師參與到相關(guān)的線下生產(chǎn)時間活動中，再自下而上得把工作中的一流經(jīng)驗和技術(shù)帶到課堂中來，從而把實踐和教學(xué)相結(jié)合起來；并且，教師也應(yīng)該參加相應(yīng)的軟件培訓(xùn)，對一些國外的大型軟件和國內(nèi)的常用軟件進行熟悉，從而得以建設(shè)一支有經(jīng)驗，能夠培養(yǎng)工程人才的教師隊伍。

6　結(jié)束語

高校應(yīng)該在堅持化工設(shè)計課程方面的改進而不動搖，并且在化工專業(yè)的課程中實踐操作性的課程要不斷加重，為了能夠不斷增加學(xué)生的操作技能，從而需要學(xué)校和企事業(yè)單位之間強強聯(lián)手，共同為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)和實踐的條件，讓更多的學(xué)生，包括低年級的學(xué)生去參加多元化的化工競賽，不僅可以提升學(xué)生之間團隊合作的能力，也能讓他們的才華得到更多更有含金量的認可。在教師的建設(shè)方面，學(xué)校應(yīng)與企業(yè)相互協(xié)作，培養(yǎng)和引進更多的高水平的工程師來提升教師的綜合質(zhì)量。

[1] 冉茂飛，張嫦，劉東，等.基于卓越工程師計劃的“化工設(shè)計”課程教改初探討[J].廣東化工，2015，（14）：228-229.

[2] 夏偉.《化工原理》課程的實踐型教改分析[J].學(xué)周刊，2011，（12）：18.

[3] 許林妹，涂國云，孫余憑，等.化工原理課程設(shè)計教學(xué)模式改革的探索與實踐[J].廣東化工，2013，（3）：155-156.

[4] 李恒，史勁松，錢建瑛，等.面向卓越計劃的藥廠車間設(shè)計與設(shè)備課程的教改實踐[J].化工高等教育，2014，（1）：24-26，30.

[5] 孔黎明.設(shè)計教學(xué)法在化工工藝學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科教文匯，2014，（23）：55-56.

[6] 付雪，朱蠡慶，王孝科，等.淺談“化工設(shè)計大賽”促進化工人才綜合能力培養(yǎng)[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2013，（11）：193-195.

[7] 張宇，賈麗華，郭祥峰，等.化工設(shè)計課程教學(xué)改革研究與實踐[J].高師理科學(xué)刊，2014，（2）：110-112.

Excellent Engineers Plan Under “Chemical Engineering Design”Course Reform Analysis

Qiu Feng，Yu Han，Lin Hua-lin

To improve the major reformation in our higher education，Ministry of Education has launched on an excellent engineer training program in recent year.As an important part in chemical engineering education，the course of chemical engineering design has been reformed in many colleges.In this paper，the way to improve teaching qualities in chemical engineering design，including enhancement of learning initiative of students，increasing the practice part in teaching，strengthening the using of chemical design software，are been discussion.

chemical engineering design；excellent engineers plan；teaching reform

TQ-4；G642

B

1003-6490（2016）03-0142-02

2016-03-16

邱豐（1982—），男，浙江安吉人，講師，主要研究方向為功能高分子材料的設(shè)計與應(yīng)用。