优化网络工具在化工专业教学中应用的策略

【摘 要】运用网络工具教学是高校对教学方法提出的新要求,能够熟练的运用网络手段,进行多媒体教学也是提升现代教学水平的一个重要的手段,因此,突破传统教学方式的瓶颈效应,运用现代化网络系统教学是今后化工专业教学中必须熟练掌握的一项基本技能.本文探讨了如何优化网络工具,为化工专业教学怎么写作,分析并提出了一些可行性的建议和措施.

【关 键 词】网络教学,化工专业教学,优化,网络工具

高等教育中化工类专业的专业课一般比较多,包括：化工工艺学、化工设计、有机合成、工业催化、化工技术经济、化工原理、化工热力学、反应工程等.化工类企业大多具有有毒有害、高温高压、易燃易爆的特点,因此,学生实践教学往往流于限时限工段的走马观花式的参观形式,所以对装置流程缺乏深刻的了解,造成学生理论与实践经验的严重脱节,导致许多企业用人单位对大学生高分低能的评价.

1化工类专业迫切需要建立良好的网络数据库

网络数据库作为一种主要的资源,其独特的优势已显得越来越重要.随着信息技术的不断发展,未来的教学方式中网络多媒体教学将成为教学的主流[1].因此要求授课过程中加入模拟实际生产过程的视频资料,讲解配合视频授课的形式,甚至模拟实际生产的动画操作设计,使得抽象的问题形象化,更利于学生理解和接受新的知识.化工流程模拟软件包括：Hysys,ChemCAD,AspenPlus,PRO/II等[2],其中PRO/II是20世纪80年代初出现的计算机程序应用软件,同时它也是化工热力学、化学工程、系统工程、计算方法及计算机应用相结合产物,可用于化工单元过程及化工流程的模拟、设计和优化.

2我国化工专业的网络数据库现状

近年来,由于科学技术的发展,化工技术的飞速提高,大量的化工数据信息的剧增.为了更科学、有效地组织、管理和使用这些数据信息,发达国家都先后利用电子计算机建立各种不同的化工数据库.我国70年代后期也开始开发和应用化工数据库,建立了中国化工文摘文献数据库、化学物质数据库、化工参数数据库.一些科研设计单位、生产企业和管理部门,都针对各自的需要,编制了各种专业数据库.

3优化化学工业数据库的策略

首先,教育部门应高度重视优化化工专业网络数据库的问题[3],充分认识到优化化工数据库的紧迫性和必要性,意识到网络数据库的优化会直接影响我国的化工专业教育水平的提高.其次,化工网络数据库的资料要尽快完善,包括：分子结构图的绘制,反应机理示意图,实验流程装置图,生产和工艺流程图,化学过程图形化显示,实验数据的图形化绘制和显示,通过将计算机远程测控技术、图像传输技术应用到化工专业实践教学中,使学生了解现代先进的工业技术在化工领域的应用现状,通过化工专业远程实验室的建设,使校内优质的教学资源实现了共享,在让更多学生受益的同时,探索出一条多校区异地网络实验教学的新模式.

4应用化工软件为专业教学怎么写作的途径

化工专业教学课程包括：化工原理、化工热力学、分离工程和反应工程等,目前,绝大多数化工企业处于安全等问题的考虑,允许学生进入厂区加入实际生产现场的实习机会非常少,高校对于实践教学也大都是走马观花式的参观式教学,对于整个生产工艺流程缺乏深入认识.因此,计算机仿真模拟技术在众多国内外高校中逐渐普及,它不仅有助于学生加深对化工专业课程的理解,而且有助于培养学生利用流程模拟优化技术解决工程实际问题的能力.例如：化工工艺流程模拟软件是20世纪80年代初期出现的一种应用性计算机程序系统[4],是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法及计算机应用技术的结合产物,可用于单元过程及化工流程的模拟、设计和优化,具有界面友好、工作效率高、结果计算准确等优点.本文结合多年从事化工流程模拟优化技术的实践经验,从培训策略、案例设计和效果评价等方面介绍了化工流程模拟软件辅助化工专业教学的应用方法.

4.1流程模拟软件培训

熟练掌握某种国外化工流程模拟软件,必须具备几乎所有化工专业课程的理论基础,同时还需要一定的工程实际经验和英语水平,而学生对所学专业课程往往缺乏整体深刻的领悟以及有限的专业英语水平,往往一时难以适应,畏难情绪会由然而生,所以制定恰当的培训策略使学生在短时间内掌握流程模拟软件的作用、结构和使用具有重要意义.首先,开展流程模拟技术的工业应用实例讲座,使学生充分认识其重要性、实用性和广泛性.例如乙烯装置的改扩建、橡胶公司溶剂回收系统的设计、催化裂化增产柴油的优化等.其次,通过常用单元过程模拟优化的实例演示,介绍流程模拟软件的界面结构和使用方法,并且安排上机操作和指导,使学生尽快完成简单过程模拟,消除学生的畏惧心理,激发学生的学习兴趣.最后,布置数量适中、难度适宜的作业进行探索性训练,对于学生出现的共性问题进行重点讲解和经验总结,使学生能够举一反三.

4.2教学案例设计

教学案例设计的好坏直接影流程模拟软件辅助响化工专业教学的质量[5],优秀的教学案例应联系生产实际,难度适中,典型性、综合性好,并且应先易后难,具有层次性.首先,仅就某一典型单元操作涉及的物料衡算、热量衡算、相平衡关系、传热传质速率关系等内容的某一方面进行计算和分析.其次,完成对工艺流程中的某一重点设备的初步设计,包括工艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程.最后,结合工程实际,选择合成氨、甲醇等几个典型工艺装置的模拟计算和分析.

总之,上述教学案例设计的层次与化工类专业学生的教学进度相适应,从而使流程模拟技术不断贯穿于整个化工专业教学中,学生在学习过程中不会感到无所适从而是增加了学习兴趣.

4.3教学效果评价

将研究成果具体应用到化工专业教学活动中,如化工原理、分离工程、化工模拟与优化等课堂教学和专业教学实习、本科毕业设计等实践环节,观察实际教学效果,不断改革和完善教学内容和方法具有重要意义.实践表明,流程模拟软件与手工计算的有机结合,提高了教学效率和质量,学生对化工专业课程有了更加深入的理解,提出和解决对实际工程问题能力有了明显提高.

优化网络工具在化工专业教学中的应用是一个系统的工程,也是我们化工专业教学目前面临的迫切需要解决的问题,其策略实施的优劣直接会影响到我们专业教学的水平,因此,我们需要高度重视,要有计划、有目标、有重点的来进行.

【参考文献】

[1]刘世艳.流程模拟技术在化工领域中的应用[J].大众科技,2005,4（78）：66-67

[2]王洪元.ASPEN软件在教学与科研中的应用[J].化工高等教育,2000,2（49）：49-51.

[3]刘保柱,于凤文,朱菊香.AspenPlus应用于化工原理课程设计的实践[J].化工高等教育,2007,2（94）：23-25.

[4]赵毅,吴雪梅,潘艳秋,等.精馏操作型问题的讨论[J].化工高等教育,2008,25（5）：92-97.

[5]张海涛,乐清华,袁向前,等.化工过程分析与开发教学案例制作[J].化工高等教育,2008,4（5）：92-97.

[责任编辑：许丽]

※基金项目：安徽理工大学校教研项目（KJ100）.

作者简介：贾荣仙（1977.11―）,陕西咸阳人,硕士,安徽理工大学教师,研究方向为精细高分子化学品.