独立学院化工设计课程教学改革

摘 要：作为化工学工程与工艺专业课程,化工设计在培养学生综合素质和创新能力方面起着重要作用.本文结合独立学院的教学特点和学生特点,阐述了在独立学院开展化工设计课程实践教学存在的问题,并提出了应从理论教学模式、多媒体手段及项目设计与实践相结合三个部分开展,进而提高学生工程设计能力.

关 键 词：：独立学院；化工设计；教学改革

化工设计是将一个系统（如工厂、一个车间或一套装置等）全部用工程制图的方法,描绘成图纸、表格及必要的文字说明,也就是把工艺流程、技术装备转化为工程语言的过程.化工设计是一门综合课程,需要四大基础化学知识,同时还必须具备化工原理、化工热力学、化工机械设备基础、化工仪表及其自动化、化学反应工程等各专业知识,其内容多,覆盖面广,实践性极强.

河北联合大学轻工学院是一所工科院校,化学工程与工艺专业主要为工业分析和煤化工两个方向,毕业生的就业方向大多以煤化工领域为主.因此,将化工专业基础设计课程与煤化工的知识穿插结合,加强化工专业基础设计课程建设和实践教学改革,能够为培养具有较强实践能力和创新精神的煤化工应用人才,奠定良好的基础.此外,为加强学院的品牌建设,加强学院化工专业毕业生的实践能力和适应能力,开展化工设计课程的实践教学改革是十分必要的.

一独立学院开展化工设计课程教学存在的问题

1.目前,绝大多数高校为适应"厚基础,宽口径"的高等院校育人教育新模式的要求,将化工设计这门课定义为工程实践类课程,但实际运行过程中大部分高校由于专业课学时的压缩,普遍仅为32学时[1].高校专业课程都有一定程度的可是压缩,造成课程学时有限,难以满足课程教学要求.教师在授课过程中往往依照理论课程的方式来讲述,条条理论多,上机练习少,仍然讲授一些设计的规定,通则、物料衡算和能量衡算等内容,使工程实践性质流于形式,不利于学生动手能力的培养,更谈不上工程能力的培养,常此以往不但影响学生工程能力的培养,而且也不利于教师教学能力的提高.目前,许多高校对此进行了一些改革探讨.例如浙江大学吴嘉老师在讲述化工设计课程时,每次尽一个小时的讲解,其余大多数时间让学生设计案例,以此来推动学生的学习兴趣和工程能力的训练,取得了较好的学习效果.

2.由于大多数学生高考第一志愿选择不是化工专业,而是从其它专业调剂过来,从入学时就对化工不感兴趣,觉得化工厂大多在郊区,工作环境差,待遇不高,有毒有害物质比较多,比较排斥化工专业的学习,许多学生觉得以后不愿从事化工行业,学得好不好都无所谓,得过且过心态严重.加之,课程中各类规定和国家准则、规范较多,内容较为枯燥,更使得学生的学习积极性较差.

3.化工设计课程具有实践性.因此化工设计课程的教学也应分为理论教学环节和实践环节.但大部分高校都未安排课程的实践环节.导致学生在课程学习中与实际结合不够紧密,无法对课程有良好的认知能力.

4.独立学院的大学生作为我国大学生的重要组成部分,既有一般大学生的共性,也有自身特点[2].独立学院的生源质量偏低,学生的学习能力和自我管理能力也相对较差.特别是在综合素质方面,学生的综合实验能力和工程实践能力水平与一本、二本高校相比存在较大差距.如果在化工设计课程教学过程以"教师为主"传统教学模式来进行授课时,会更容易导致学生感到课程枯燥无味,无法发挥学生的主观能动性；学生仅仅是被动的接受一些概念的理论知识来应付考试,难以提高学生的工程设计能力,因此,达到预期的教学效果更是难上加难.

二化工设计课程教学改革的几点建议

1.加强理论课程教学模式转化,注重学生工程观念培养.

化工设计的理论课程教学主要讲授化工设计的基础知识和基本技能,包括工艺流程设计、物料和能量衡算、设备的选型和计算以及车间布置设计等与实践密切相关的内容,教授的对象是已具备较强能力和自学能力的高年级大学生,这些教学因素决定了在化工设计理论教学中可以采用灵活的复合式教学模式.改变传统过程占主导地位,过于强调学生性接受学习的教学模式,引入发现式、启发式、自学式、掌握式等教学模式[3].比如,在化工设计课程中,学习化工设备图、设备布置图、管道布置图的相关制图规范条款时,可给出典型的设计案例要求学生设计描图.通过描图,让学生很快的熟悉工程制图中各个图例和符号表示的意义,了解各类制图规范,转变学生被动接受的学习模式.

工程观念是指从工程实际的角度思考问题和解决问题.化工设计是理论联系实际非常紧密的一门课程,在教学过程中应把书本知识与生产实际过程相结合,使学生在掌握基本理论知识的同时,学会应用理论解决实际问题.这符合工程观念培养化工人才的目的.作为一门应用学科,化工设计课程教学中应时刻重视培养学生的工程观念,以培养工程观念为导向,结合化工设计课程自身综合性特点,在化工设计理论课程的讲授中,应充分重视设计实例与理论知识的结合.从设计实例出发,结合开展课堂下的讨论,激发学生的学习积极性,增强学生实际应用能力.

2.利用现代化手段,培养学生理论联系实际的能力.

工科学生应该具备一定的计算机应用能力,而这种能力的培养不只是单纯的学习某门课程,而是要将计算机知识真正用到解决实际问题上,更好利用现代化手段科学地解决专业问题[4].计算机应用是《化工设计》课程教授的一部分,目前,化工设计有相当大比例的工作需要依赖于计算机技术,例如AutoCAD、ASPENPLUS、PRO（ii）、ART3D等.独立学院的学生尽管基础较差,但是具有较强的动手能力,同时,在计算机操作上具有浓厚兴趣.但是,在化工设计课程学时教学安排上往往忽略了计算机教学这一点.因此,在教学安排中应加大计算机软件教学的比重,不仅可以提高学生动手能力和理论联系实际的能力,而且还可以调动学生学习的积极性,促进基础知识的掌握和理解.例如,利用化工单元仿真模拟软件,使学生掌握典型工艺的流程和典型设备的配置,使学生熟悉操作流程,清楚各个单元的操作原理,对实际设备有了感性的认识.利用ASPENPLUS、PRO（ii）等软件,使学生明确塔、换热器等化工设备的具体构造和应用范围.

3.充分利用资源开展多方位立体化实践教学.

学校的资源相对比较丰富例,如纸质和电子版的图书、专业期刊,开放式的网络课程教学,教师可通过布置设计任务,使学生通过利用各类资源完成作业,丰富专业知识.学校与多家煤化工企业合作,建立了化工专业实践基地,授课教师可依据实际情况讲解实际典型案例,并在课外课程实践环节当中,带领学生从授课案例深入分析,使学生加深理解,增强学生理论联系实践能力,掌握煤化工方向主要工艺设计和车间布局,为今后毕业从事煤化工专业工作奠定基础.

此外,结合独立学院学生实际情况,在课程教授过程中建议实施小组教学法和项目教学法进行教学[5].小组教学法即通过将学生分成讨论小组,教师布置设计任务后,小组成员通过团队合作,群策群力,解决实际问题,培养学生团队协作和沟通的能力.项目教学法即通过典型化工设计项目的分析,从项目的设计任务书撰写、工艺流程设计、工艺计算及车间布局设计等,使学生由实战中掌握基础知识,提高学习能力.

三结束语

通过上述方法的改革与实践,学生能够把化工设计理论知识与实际生产知识有机结合起来,达到综合素质提升的目的,提高了动手能力和解决问题的能力,培养了团结协作精神和创新精神,同时,对授课教师素质的提高也起到了积极的作用,促使教师不断拓展知识面,更新和补充相关实际生产知识.化工设计课程的教学改革还任重道远,需要不断的实践和探索.