淺析農(nóng)業(yè)院校《化工原理》課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革

張欣

【摘 ? 要】 化工原理課程設(shè)計(jì)需要運(yùn)用化工原理及其他相關(guān)課程的知識，具有鮮明總結(jié)性和實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)。本文指出了化工原理課程設(shè)計(jì)中存在的問題， 對設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程和考核方式進(jìn)行了探討。最后從題目選定、過程指導(dǎo)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、青年教師培養(yǎng)、“以賽促學(xué)”等方面進(jìn)行思考，并指出了其改革方向。

【關(guān)鍵詞】 化工原理;課程設(shè)計(jì);改革

中圖分類號：G712 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)識別碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-1073（2020）10-0043-44

[Abstract] The curriculum design of chemical principles needs to use the knowledge of chemical principles and other related courses， which has distinct summative and practical teaching links. This paper points out the problems existing in the course design of chemical engineering principles and probes into the process of design guidance and the way of assessment. At last， the author thinks about the topic selection， process guidance， computer application， training of young teachers and "promoting learning by competition"， and points out the direction of reform.

[Key words] chemical principle; curriculum design; reform

化工原理是生物工程、制藥工程、應(yīng)用化學(xué)、食品科學(xué)與工程等工科專業(yè)學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課程，其在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起著承前啟后的作用，是自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過渡時(shí)的一門重要課程?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)是化工原理教學(xué)的一個重要組成部分，是應(yīng)用本門課程和其他前序課程的知識，進(jìn)行一次單元操作設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉化工設(shè)計(jì)的基本步驟、方法，并在查閱文獻(xiàn)、選擇公式和物性參數(shù)、用簡明文字和圖表闡述設(shè)計(jì)結(jié)果、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算等方面進(jìn)行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練，在此過程中還培養(yǎng)了學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思維和腳踏實(shí)地的作風(fēng)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

1 ?課程設(shè)計(jì)教學(xué)中主要存在的問題

目前主要存在的問題包括以下幾方面：（1）很多學(xué)校在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前沒有開設(shè)相關(guān)的軟件課程，導(dǎo)致學(xué)生普遍模擬計(jì)算的能力較差，工作效率低;（2）我校為農(nóng)業(yè)類院校，可參考的工具書較少，學(xué)生主動查閱資料的意識不高;（3）多數(shù)指導(dǎo)教師的經(jīng)驗(yàn)偏少，急需提高自身的指導(dǎo)能力;（4）教師需要指導(dǎo)的人數(shù)偏多，且課程設(shè)計(jì)要在理論課程結(jié)束之后進(jìn)行，學(xué)生面臨期末考試壓力較大;（5）選題面較窄，驗(yàn)證性的設(shè)計(jì)題目偏多;（6）學(xué)生進(jìn)入工廠機(jī)會少，缺乏對實(shí)際情況的準(zhǔn)確把握，難以提高學(xué)生的思維能力、工程觀念;（7）課程學(xué)時(shí)數(shù)少、工作量大，總體質(zhì)量不高;（8）考核方式單一，基本上都是以學(xué)生的說明書為依據(jù)，很少涉及過程的考核?；谀壳艾F(xiàn)狀，通過課程設(shè)計(jì)鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新精神、解決工程實(shí)際問題的能力等目的未能很好地實(shí)現(xiàn)[1，2]。

2 ?改革課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)流程

目前的設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程大多是老師先開動員會，布置設(shè)計(jì)任務(wù)、要求，確定分組情況，后期大規(guī)模指導(dǎo)的機(jī)會較少，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題時(shí)有可能不能得到及時(shí)的解決，造成了進(jìn)度緩慢等方面的問題，所以首先需要對指導(dǎo)流程進(jìn)行改革。

2.1 ?掌握實(shí)際狀況

掌握學(xué)生實(shí)際情況，是分組前需要做好的功課。我們側(cè)重于對學(xué)生如下方面能力的了解：組織領(lǐng)導(dǎo)能力、號召力、學(xué)習(xí)成績、計(jì)算能力、辦公軟件能力等，使各組間實(shí)力均衡，還能調(diào)動各個成員的主動性，增強(qiáng)其團(tuán)隊(duì)合作意識，也減輕了教師的工作量。

2.2 ?提前準(zhǔn)備、動員

在理論課教學(xué)過程中，穿插相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容，講解設(shè)計(jì)流程及經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，讓學(xué)生在課下多搜集資料，培養(yǎng)學(xué)生查閱、總結(jié)文獻(xiàn)的能力，并引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)知識，補(bǔ)充相關(guān)技能，從而解決設(shè)計(jì)過程時(shí)間短、任務(wù)多的情況。

2.3 ?課程設(shè)計(jì)的選題

選題要符合學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)情況，把握設(shè)計(jì)的難易程度，也應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行選題，同時(shí)要符合本科教學(xué)要求，符合學(xué)生的實(shí)際動手能力，使學(xué)生通過自身努力可以完成課程設(shè)計(jì)。

2.4 ?恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)督、指導(dǎo)

在設(shè)計(jì)過程中，如果遇到了問題，先在小組內(nèi)進(jìn)行討論，無法解決的話，老師再進(jìn)行指導(dǎo)，從而幫助其解決問題。除了規(guī)定的集中答疑時(shí)間外，還可以通過打電話，建立微信群、qq群為學(xué)生提供咨詢、交流，記錄他們的參與情況。教師應(yīng)掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度和動態(tài)，并為表現(xiàn)活躍的學(xué)生給予適當(dāng)獎勵。

2.5 ?考核方式

綜合學(xué)生的表現(xiàn)，采取教師考核、小組評定、過程考核與答辯相結(jié)合的方式，按百分制對成績進(jìn)行評定?？疾閷W(xué)生的設(shè)計(jì)思想、工作態(tài)度、設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)內(nèi)容，以及對知識的掌握，重點(diǎn)考查其解決實(shí)際問題的能力。

3 ?化工原理課程設(shè)計(jì)的改革與實(shí)踐

3.1 ?選題加強(qiáng)實(shí)踐性

題目體現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的考查，，將生產(chǎn)實(shí)際與學(xué)科前沿相結(jié)合，還要結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特色，使物料系統(tǒng)、操作參數(shù)、設(shè)備結(jié)構(gòu)等多樣化，具有一定的難易程度和深廣度。通過前序的理論、實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，使他們對單元操作、生產(chǎn)過程、工藝設(shè)備有一定的掌握，有利于設(shè)計(jì)的完成。比如生產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)效益是在整個設(shè)計(jì)過程中都需要重點(diǎn)考慮的方面。以板式精餾塔為例，需要考慮以下方面：（1）選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?，同一物系使用的分離方法可以是不同的，例如利用精餾來分離液相物系時(shí)，若組份間的揮發(fā)性能接近時(shí)，很難通過普通精餾方法達(dá)到生產(chǎn)目的，一定要選擇其他手段，這就是過程的經(jīng)濟(jì)性問題。 （2）若采用精餾，進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)、塔釜的加熱方法、工作壓力也影響其經(jīng)濟(jì)性。 （3）確定適宜回流比時(shí)，也要考慮設(shè)備費(fèi)（塔板數(shù)）和操作費(fèi)（回流比）總和最低。（4）在輸送管路直徑確定時(shí)，先選擇流體適宜的流速，也要考慮到設(shè)備費(fèi)用（管路直徑）和操作費(fèi)用（流動阻力大小受流速高低影響）之間的關(guān)系[3，4]。

3.2 ?加強(qiáng)過程監(jiān)督

過程指導(dǎo)堅(jiān)持學(xué)生為主，教師為輔的原則。發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，首先在小組內(nèi)進(jìn)行討論，如果問題確實(shí)無法解決，則由老師主要指導(dǎo)。在集中指導(dǎo)時(shí)，教師將重點(diǎn)講解設(shè)計(jì)的常見難點(diǎn); 而小組內(nèi)部討論時(shí)，主要以工作思路、進(jìn)度、存在的問題為中心，也可以通過網(wǎng)絡(luò)等手段行實(shí)時(shí)指導(dǎo)。教師應(yīng)掌握學(xué)生的狀況，進(jìn)行定期檢查，以培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力。

3.3 ?提高學(xué)生相關(guān)軟件使用水平

人工計(jì)算費(fèi)時(shí)費(fèi)力、準(zhǔn)確度也不高，計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算是非常重要的?？梢允褂肕atlab、Origin、Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇、核算和制圖 ，Chem CAD、Aspen等來選擇和計(jì)算物理參數(shù)和熱負(fù)荷。這些相關(guān)軟件，教師應(yīng)在學(xué)期開始就進(jìn)行介紹，課余時(shí)間學(xué)生多訓(xùn)練，充分利用其學(xué)習(xí)的主動性和獨(dú)立性，，提高其計(jì)算機(jī)水平[5]。

3.4 ?提高教師指導(dǎo)能力

課程設(shè)計(jì)的水平與教師的指導(dǎo)能力是密切相關(guān)的，教師具備的實(shí)踐能力是提高課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量的重要因素。青年教師對工程實(shí)踐、指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)流程、工藝設(shè)備及布局等了解較少，因此提高其指導(dǎo)水平尤為重要，可以通過教學(xué)實(shí)習(xí)、寒暑假社會實(shí)踐活動、畢業(yè)實(shí)習(xí)、下場實(shí)踐等形式到企業(yè)鍛煉，參與校企之間的實(shí)習(xí)基地建設(shè)和項(xiàng)目合作，也可以選擇實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)豐富的外聘教師主講、我校教師助課的形式進(jìn)行指導(dǎo)，以提高我校教師的水平。

3.5 ?改革考核方式

綜合組間互評、學(xué)生自我評價(jià)和老師評定，綜合平時(shí)表現(xiàn)和答辯表現(xiàn)，在整個設(shè)計(jì)過程中都進(jìn)行考核。學(xué)生總成績按其平時(shí)表現(xiàn)（40%）、說明書（30%）和答辯表現(xiàn)（30%）組成。從設(shè)計(jì)態(tài)度、出勤率、學(xué)習(xí)表現(xiàn)、提問、交流溝通、知識掌握、軟件應(yīng)用等方面進(jìn)行評價(jià)。在答辯過程中，要求團(tuán)隊(duì)成員說明自己的工作，并應(yīng)根據(jù)團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)和個人表現(xiàn)對每個學(xué)生進(jìn)行評估，達(dá)到公平公正。

3.6 ?鼓勵學(xué)生參加各級各類設(shè)計(jì)比賽

鼓勵學(xué)生參加教師科研項(xiàng)目、各級各類設(shè)計(jì)類的實(shí)踐活動與比賽，如全國大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽東北賽區(qū)選拔賽、吉林省職業(yè)院校技能大賽，通過這些比賽，學(xué)生能夠更好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高其計(jì)算機(jī)能力，工程觀念、創(chuàng)新意識也會得到明顯增強(qiáng)。

4 ?結(jié)語

化工原理課程設(shè)計(jì)是一門重要的實(shí)踐課程，是綜合運(yùn)用《化工原理》課程和有關(guān)先修課程所學(xué)知識，完成以化工單元操作為主要對象的一次設(shè)計(jì)實(shí)踐，其教學(xué)改革也是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。需要從題目確定、分組、過程考核、計(jì)算機(jī)水平、教師指導(dǎo)能力、考核方式等方面綜合考慮，才能提升其教學(xué)質(zhì)量。教師也應(yīng)從自身做起，通過教學(xué)實(shí)習(xí)、寒暑假社會實(shí)踐活動、畢業(yè)實(shí)習(xí)、下場實(shí)踐等形式到企業(yè)鍛煉，參與校企之間的實(shí)習(xí)基地建設(shè)和項(xiàng)目合作等方式提高自身實(shí)踐能力，以為社會培養(yǎng)合格的工程技術(shù)人才。

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（編輯：李曉琳）