化工原理課程設(shè)計教學論文模板
摘要:化工原理課程設(shè)計對培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才具有重要的作用，傳統(tǒng)的課程設(shè)計因其設(shè)計題目單調(diào)易雷同、師生缺少工程意識、設(shè)計方法單一以及考核體系不科學等因素制約了學生的學習。文章對此課程的教學改革進行了探索，通過精心選題、加強工程實踐性、強化計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用以及改革考核方式，培養(yǎng)了學生的工程應(yīng)用實踐能力，使教學達到了更好的效果。
關(guān)鍵詞:化工原理;課程設(shè)計;教學改革
應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)是指以學科為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟社會發(fā)展需求為導向，以能力培養(yǎng)為核心，培養(yǎng)的人才應(yīng)具有較強的動手能力、技術(shù)思維能力，能夠解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的技術(shù)問題，其培養(yǎng)模式的特征就是“應(yīng)用性、行業(yè)性、實踐性”［1－3］。化工原理課程設(shè)計是應(yīng)用型本科高等學校化學工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)必修課。目前，化工原理課程設(shè)計教學中存在著一些不容忽視的問題，不利于應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)。本文結(jié)合鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學院化工原理課程設(shè)計教學的實際，根據(jù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目標，通過認真分析傳統(tǒng)化工原理課程設(shè)計中存在的問題，探討化工原理課程設(shè)計改革方向。
1化工原理課程設(shè)計的作用和內(nèi)容
通過化工原理課程設(shè)計的學習，使學生系統(tǒng)地獲得化工原理課程設(shè)計(理論、規(guī)定、程序和方法)的基本知識和基本方法。培養(yǎng)學生樹立正確的設(shè)計思想和求是精神，嚴謹負責協(xié)調(diào)創(chuàng)新的工作作風和基本設(shè)計技能，提高綜合運用所學知識去分析問題、解決問題的能力。同時是提高學生綜合素質(zhì)，使大學生向工程師轉(zhuǎn)化的一個重要的教學環(huán)節(jié)，是本科生學習完高等數(shù)學、普通物理、機械制圖、計算機技術(shù)、化工原理、反應(yīng)工程等課程后的一門必修課。該課程強調(diào)工程觀點、定量運算和設(shè)計能力的訓練，強調(diào)理論與實踐的結(jié)合，可以提高學生分析問題、解決問題的能力。化工原理課程設(shè)計的內(nèi)容是根據(jù)教師提供的設(shè)計任務(wù)進行設(shè)計，主要有:①選擇適宜的設(shè)備并進行計(核)算，對確定的換熱器類型進行簡要論述，對設(shè)備進行包括確定物性數(shù)據(jù)、估算傳熱面積、工藝結(jié)構(gòu)尺寸等的工藝計算以及設(shè)備的機械設(shè)計;②繪制設(shè)備的裝配圖(包括技術(shù)特性表、管口表、部件明細欄，A1圖紙、打印);③編寫課程設(shè)計說明書。
2化工原理課程設(shè)計存在的問題
2．1設(shè)計題目單調(diào)易雷同
化工原理課程設(shè)計題目選擇范圍窄，由教師布置具體設(shè)計內(nèi)容與要求。設(shè)計題目陳舊，設(shè)計內(nèi)容格式化，并且多年來一成不變，或者只對其中的產(chǎn)量進行簡單地改動。設(shè)計過程有現(xiàn)成的模式，學生所做的工作主要是套用公式，依葫蘆畫瓢，難以避免學生的抄襲現(xiàn)象，設(shè)計成果也近乎千篇一律，過程流于形式。大部分學生學習積極性不高，不夠重視，設(shè)計質(zhì)量差，難以達到教學目標。
2．2師生缺少工程意識
化工原理課程設(shè)計大多是在課堂教學和教師指導下進行，學生沒有機會深入相關(guān)企業(yè)，缺少工程意識的培養(yǎng)，工程意識薄弱，對工藝和設(shè)備的認識比較膚淺。學生對于設(shè)計過程涉及的計算和公式并沒有真正理解，設(shè)計出的單元設(shè)備常常不規(guī)范也不合理，缺乏運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力。同時由于青年教師普遍缺乏實踐經(jīng)驗，指導學生的能力不足，需要利用業(yè)余時間到工廠企業(yè)進行鍛煉。部分高校在設(shè)計過程中也安排學生到一些化工廠參觀，但主要的教學形式仍是課堂教學。
2．3設(shè)計方法單一
傳統(tǒng)的設(shè)計方式單一，多采用手工計算和手工繪圖。在設(shè)計中有很多參數(shù)需要由學生合理選用，故需要多次選擇參數(shù)值方可獲得滿意的結(jié)果。由于反復試算的計算量較大，計算結(jié)果準確度不高，若參數(shù)選擇不合適，中途出現(xiàn)不合理的計算結(jié)果，需按正常設(shè)計處理方法從尾到頭逆向再檢查一遍，從出現(xiàn)問題處再重新計算設(shè)計，很難實現(xiàn)通過改變設(shè)計參數(shù)進行方案比較的設(shè)計性訓練。手工繪制工藝流程圖和設(shè)備工藝條件圖的準確度較差。
2．4考核體系不科學
化工原理課程設(shè)計的考核評價體系不科學，制度不嚴格，多采取重結(jié)果、輕過程的模式，難以調(diào)動學生的設(shè)計積極性，也難以檢驗設(shè)計的質(zhì)量。造成學生間抄襲現(xiàn)象嚴重，同時助長了不良的學習風氣。
3應(yīng)用型本科高校化工設(shè)計課程教學改革途徑
針對在化工原理課程設(shè)計中存在的一些問題，作者根據(jù)教學實踐，提出了以下幾點改革途徑。
3．1精心選題
應(yīng)用型本科教育培養(yǎng)的應(yīng)是掌握了夠用的基本理論知識，懂得將高深知識或高新技術(shù)進行實踐轉(zhuǎn)化，對生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)的各個環(huán)節(jié)有總體認識的學生［4］。因此，設(shè)計內(nèi)容的選擇既要能滿足課程設(shè)計教學大綱的要求，又要選擇具有普遍指導意義的設(shè)計內(nèi)容。針對課程特點及學生知識水平儲備的差異，以“提優(yōu)、促中、轉(zhuǎn)差”為原則，設(shè)計新穎題目及多樣化的設(shè)計內(nèi)容，同時拓寬選題范圍，把理論課教學涉及的重要單元設(shè)備列入課程設(shè)計選題范圍，避免較多學生進行同一設(shè)計的現(xiàn)象，從而減少抄襲現(xiàn)象。在教學中鼓勵指導教師根據(jù)自己的科研項目和廠校聯(lián)合開發(fā)課題進行部分實際課題的設(shè)計，這樣可以調(diào)動學生的主觀能動性和增加題目的新穎性。另一方面，物性數(shù)據(jù)要從文獻中獲取，符合可行性原則。所需物性數(shù)據(jù)要求能直接從文獻上查得或能預測出來，否則學生將不能完成設(shè)計任務(wù)。
3．2加強工程實踐性
課程設(shè)計教學中對學生進行工程教育直接關(guān)系到應(yīng)用型本科教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量。對學生進行工程理念和工程觀點的培養(yǎng)，有利于提高學生運用化工基本知識的能力。以往的課程設(shè)計時間大多為兩周，設(shè)計時間短，同時由于指導教師實踐經(jīng)驗有限，我們對設(shè)計時間進行了調(diào)整。在進行課程設(shè)計之前，安排為期兩周的生產(chǎn)實習，通過企業(yè)的現(xiàn)場實習，加深對實際單元操作設(shè)備的感性認識。在學生實習之前，公布課程設(shè)計擬進行的單元過程與單元設(shè)備，讓學生帶著問題有目的地進行實習。實習結(jié)束后，再把自己在企業(yè)里的所見所聞與理論相結(jié)合，用來指導自己的課程設(shè)計。另一方面，化工系青年教師利用假期和課余時間直接到附近的建元煤化工有限公司、中煤集團、內(nèi)蒙古蘇里格天然氣化工股份有限公司等一批化工企業(yè)進行工作鍛煉和學習，同時積極參加實踐教學基地建設(shè)以及與工廠企業(yè)的橫向合作項目，提高自己的業(yè)務(wù)水平和實踐經(jīng)驗。
3．3強化計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用
由于常規(guī)的課程設(shè)計時間為兩周，化工原理課程設(shè)計包括化工原理、工程設(shè)計、機械制圖、設(shè)備選型等內(nèi)容，計算步驟繁多，公式復雜，還經(jīng)常采用試差法反復計算，設(shè)計計算任務(wù)繁重，往往占用大量時間［5］，因此，若設(shè)計全部采用手工計算、手工制圖進行，很難高質(zhì)量的完成設(shè)計任務(wù)。計算機模擬軟件如AspenPlus、PＲO/II、AutoCAD、MATLAB、Office、Excel、PowerPoint等可極大地降低學生的手算負擔。計算機在化工原理課程設(shè)計中主要有工藝計算和制圖兩方面的應(yīng)用，利用計算機編程計算如Excel和MATLAB對設(shè)備化工過程系數(shù)的選取進行核算，可以節(jié)省時間，增加準確度。利用AutoCAD軟件繪出設(shè)備的裝配圖，不僅使圖紙整潔、美觀，而且能將設(shè)計與計算機應(yīng)用知識緊密結(jié)合，充分調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)他們掌握現(xiàn)代科學技術(shù)解決工程問題的能力［6］。
3．4改革考核方式
傳統(tǒng)化工原理課程設(shè)計考核方式只注重設(shè)計說明書和裝配圖，這樣無法識別學生的抄襲現(xiàn)象。鑒于此，我們將考核方式分為以下三個方面。①根據(jù)化工原理課程設(shè)計說明書和圖紙的質(zhì)量評定成績，其結(jié)果占終評成績的40%;②過程中的考核(平時成績)占終評成績的40%。在設(shè)計期間定時及不定時地檢查設(shè)計進度和內(nèi)容，對設(shè)計過程中表現(xiàn)積極的學生適當加分，達到及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決和及時發(fā)現(xiàn)錯誤及時糾正的目的;③答辯成績占總成績的20%，采用開放式答辯形式，先由答辯學生闡述設(shè)計過程，在過程中遇到的困難以及解決困難的途徑，教師及其他同學均可針對學生的設(shè)計提出問題，由該學生回答。答辯結(jié)束時，教師作出恰當?shù)狞c評，指正設(shè)計錯誤。這樣使得學生對設(shè)計的理解更為深刻，同時也避免了抄襲現(xiàn)象。
4結(jié)語
通過精心選題、加強工程實踐性、強化計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用以及改革考核方式，使學生能夠把理論知識與實踐生產(chǎn)知識有機地結(jié)合起來，提高了學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學生的工程應(yīng)用實踐能力，達到了由培養(yǎng)知識型人才轉(zhuǎn)向應(yīng)用型人才的目的。
作者:王云飛 楊晨霞 段毅文 單位:鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學院化學工程系
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