項目設(shè)計在化工原理教學中的應(yīng)用*

趙永華　　周艷軍　　齊平　　張啟儉　　陳國偉

（遼寧工業(yè)大學 化學與環(huán)境工程學院，遼寧 錦州 121001）

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項目設(shè)計在化工原理教學中的應(yīng)用*

趙永華周艷軍齊平張啟儉陳國偉

（遼寧工業(yè)大學 化學與環(huán)境工程學院，遼寧 錦州 121001）

摘要：將項目設(shè)計引入到化工原理課程教學中，使學生能夠更好地學習和掌握該課程單元操作的基本原理、計算和典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)，更好的明確學習目的。同時有利于提高學生的學習興趣、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，有助于培養(yǎng)學生工程意識、創(chuàng)新能力和實踐能力。

關(guān)鍵詞：化工原理；項目設(shè)計；工程意識；創(chuàng)新能力

化工原理課程作為化學工程與工藝及相關(guān)專業(yè)的一門主要工程技術(shù)基礎(chǔ)主干課，是化工學科由自然科學領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程向工程科學的專業(yè)課程過渡的橋梁。其主要內(nèi)容是研究化工生產(chǎn)中的物理加工過程中所涉及的若干單元操作的原理、基本計算和典型設(shè)備等［1，2］。通過該課程的學習能夠使學生樹立工程思維意識，培養(yǎng)其工程素質(zhì)，提高其工程能力及化工業(yè)務(wù)素質(zhì)。但是，傳統(tǒng)的化工原理課程教學大都采用老師主動的教、學生被動的學的填鴨式教學模式，強調(diào)老師的主體作用，只是講授書本知識，不能很好的培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)，不能充分調(diào)動學生的學習興趣，從而使學生感到課程枯燥無味，學生的學習效率不高［3，4］。因此，針對化工原理這樣一門極為重要的課程，如何能使學生樂于感受其魅力并能深入進去，從而培養(yǎng)起一定的工程素質(zhì)，是非常重要的。

項目化教學是近年來發(fā)展起來的一個以工學結(jié)合、行動導向、項目載體、任務(wù)驅(qū)動、素質(zhì)滲透、學生主體、理論實踐一體化等為內(nèi)涵的課程教學法［5］。該方法主要是將相對獨立的任務(wù)項目交給學生自己去完成，教師僅起到咨詢、指導與解答疑難的作用［6］。這完全和我們傳統(tǒng)的“填鴨式”的教學模式完全不同，真正體現(xiàn)了學生為主體，教師引導、點撥的新課程理念［7］。教師在學生完成項目后，及時進行點評，進一步強化了理論知識的學習和應(yīng)用，使學生更清晰的知道理論知識如何在實踐中應(yīng)用，能夠更好地培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)。

因此，借鑒項目化教學的手段，在化工原理課程教學過程中，如果通過工程項目來驅(qū)動或鞏固所學的理論知識，不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，拓展知識，而且還可以培養(yǎng)其工程意識和能力。因此，我們對化工原理課程的教學進行了改革，增加了項目設(shè)計環(huán)節(jié)。

一、項目設(shè)計在化工原理課程中的應(yīng)用

實際教學過程中，在講授完每一單元操作后，都要求學生完成該單元的項目設(shè)計，并依照評價標準對設(shè)計結(jié)果進行評分。項目設(shè)計在教學過程中主要包括以下幾點。

（一）項目制定

項目設(shè)計的題目來源于生產(chǎn)生活，模擬實際生產(chǎn)生活所進行的活動，使學生對設(shè)計的項目沒有陌生感，從而增加其學習興趣。同時該項目設(shè)計題目應(yīng)符合基本理論的教學進度，不能制定超出學生能力的較難題目，使學生的自信心受到打擊。比如，在流體流動這一單元操作中，我們的項目設(shè)計題目可以為“現(xiàn)將溫度為25℃質(zhì)量流量為16000 kg/h的乙醇和水（質(zhì)量50%）混合物從儲罐區(qū)儲罐（罐內(nèi)液面高度6 m，絕對壓力為1.1 bar）運送至（60 m遠）的精餾塔進料口（入口絕對壓力為1.2 bar，距地面高度8 m）。設(shè)計輸送管路并選用輸送機械完成上述輸送任務(wù)：（1）管路布置設(shè)計（包括管件數(shù)量，管路鋪設(shè)長度：水平長度，垂直長度）。（2）繪制流體輸送流程圖。（3）計算所需能量。（4）根據(jù)流體輸送條件及所需能量選擇流體輸送機械。（5）泵安裝高度校核。”此外，制定的項目要使學生能夠通過自身查閱資料順利完成，激發(fā)學生學習熱情。

（二）項目實施

要求學生3人一組，每組完成一個總設(shè)計題目，組內(nèi)每個同學有不同的設(shè)計任務(wù)。通過查閱相關(guān)資料對項目進行分析，思考如何利用所學知識完成該項目。根據(jù)所確定的項目方案和各自的任務(wù)，小組成員以分工合作的形式完成該項目。項目的完成包括流程設(shè)計、工藝計算、設(shè)備選擇等，最終提交設(shè)計說明書和圖紙。教師在此過程中，不再以講授、灌輸知識為主，而是在學生完成項目設(shè)計過程對其進行跟蹤，當學生遇到問題，感覺有困難的時候，才對其進行個別的、啟發(fā)式指導，給學生足夠的空間，真正實現(xiàn)以學生為主體的學習過程。

（三）項目評價

待項目完成后，及時對各小組項目設(shè)計結(jié)果進行評價。首先，小組成員內(nèi)部進行自評，然后教師對該項目組織答辯，通過答辯進一步掌握學生對本知識的掌握情況。最后，教師根據(jù)個小組完成項目的實際情況（設(shè)計說明書和圖紙）和答辯結(jié)果給出成績。并且該成績計入本課程期末考核最終成績。

二、項目設(shè)計在化工原理課程中的作用

（一）提高學習興趣，培養(yǎng)工程意識

在教學過程中將基本理論知識和項目設(shè)計有機結(jié)合起來，通過項目的實施對基本知識進行了進一步的學習鞏固以及應(yīng)用，大大提高了學生的學習興趣，同時使其認識到了該門課程知識的重要性和實用性。比如，在進行流體流動的項目設(shè)計過程中，學生要利用能量衡算方程（伯努利方程）對系統(tǒng)進行能量計算，要對流體輸送機械進行選擇，并要確定泵的安裝高度，在項目設(shè)計過程中基本上把本章的主要知識點都得到了很好的運用，用枯燥的理論知識解決貼近生活的生產(chǎn)實際，使學生增加了本門課程的學習興趣。此外，在流體流動項目設(shè)計過程中，學生能通過項目更好地了解所學知識的本質(zhì)以及所能應(yīng)用的環(huán)境。因此，真正做到了學生應(yīng)用理論知識處理工程問題，從而使學生逐步樹立了工程意識。

（二）激發(fā)探索精神，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

在我們實際教學過程中，通過給學生們設(shè)置相關(guān)新穎、前沿的設(shè)計項目，促使學生在課下認真思索和積極學習。比如，在流體流動的項目中，管路布置及流體輸送流程的確定，并未在課堂上教授，而是要求學生自己課外查閱相關(guān)文獻，通過組內(nèi)成員間的論證來確定的。在完成項目設(shè)計的過程中，激發(fā)了學生自主探索的興趣。此外，項目設(shè)計在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力以及工程技術(shù)研究開發(fā)能力等方面起著極其重要的作用。

三、項目設(shè)計在化工原理教學中的效果

通過在本課程中引入項目設(shè)計，極大地提高了學生的學習興趣和積極性。通過學生的學習情況反饋，項目設(shè)計的引入也取得了較好的教學效果。

（一）激發(fā)了學習熱情

項目設(shè)計使學生由被動學習轉(zhuǎn)入主動學習，項目設(shè)計過程充分發(fā)揮學生的主體作用，學生可以盡情地展現(xiàn)其綜合能力，這充分調(diào)動了學生的學習熱情和積極性。

（二）明確了學習目標

通過項目設(shè)計，學生真正體驗了理論與實驗相結(jié)合。學生進一步明確了學習每一單元操作的目的及用途。同時在項目設(shè)計過程中進一步鞏固了知識點，加深了對課程的理解。

（三）提升了工程實踐能力

項目設(shè)計過程中學生根據(jù)布置的項目設(shè)計任務(wù)，自己查找資料、分析并用所學理論知識解決設(shè)計中遇到的實際問題。學生們通過動手操作，對化工生產(chǎn)中的單元操作有了更深一步的理解，提升了工程實踐能力。

（四）培養(yǎng)了相互協(xié)作能力

學生在項目設(shè)計的過程中需要和同組其他成員間相互合作，共同完成。由此學生懂得了團隊成員間協(xié)作的重要性，進而逐步培養(yǎng)了學生的相互協(xié)作能力。

（五）提高了學習成績

將項目設(shè)計引入后，學生的學習成績得到了顯著提高，期末考試的不及格率較往年得到明顯降低。

四、結(jié)束語

化工原理課程的教學中引入項目設(shè)計，使學生對化工單元操作、設(shè)備、計算以及知識點更加認真學習和深入研究，并將所學知識得到實際運用，同時拓展知識范圍，培養(yǎng)工程意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，有助于提高學生動手、動腦能力，提高創(chuàng)新能力和實踐能力，將“教我學”變成“我要學”，豐富了學生課外科技活動內(nèi)容，極大提高了化工原理課程教學效果。

參考文獻

［1］周艷軍，張啟儉，王歡，等.化工原理課程考核方法改革的探索與實踐［J］.遼寧工業(yè)大學學報（社會科學版），2014，16（6）：129-131.

［2］孫微微，許紅霞，王茹，等.探索《化工原理》課程項目化教學［J］.教育教學論壇，2012（10）：183-184.

［3］南嵐.中職《化工原理》課程中項目化教學的研究［D］.蘇州大學.

［4］周艷軍，張啟儉，趙永華，等.強化化工原理教學改革培養(yǎng)學生工程素質(zhì)［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2014（23）：44-45.

［5］戴士弘.職業(yè)教育課程教學改革［M］.北京：清華大學出版社，2007.

［6］周愛鵬.行為導向教學法的理論及其實踐模式［J］.交通職業(yè)教育，2004（6）：33-35.

［7］張睿.高職《化工原理》課程的項目化改革及實踐［J］.廣州化工，2011，39（1）：138-140.

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）14-0055-02

*基金項目：遼寧省普通高等教育本科教育教學改革研究項目（編號：UPRP20140483）；遼寧工業(yè)大學2016年教改立項（編號：2016017，20 16021）。

作者簡介：趙永華（1978-），男，漢，遼寧朝陽人，博士，副教授，研究方向：多相催化及化學工程與工藝專業(yè)相關(guān)教學工作的研究。

Abstract:It is helpful for students to learn chemical unit operations rationale，calculation and structure of typical equipment and to confirm the learning goal when project design could be applied to chemical engineering principle.Meanwhile，the practice of project design also helps improve students'interest，innovative thinking and spirit，which contributed to cultivate students'engineering awareness and ability of practice and innovation.

Keywords:chemical engineering principle；project design；engineering awareness；ability of innovation