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化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)論文模板
摘要:化工原理課程設(shè)計(jì)對(duì)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(jì)因其設(shè)計(jì)題目單調(diào)易雷同、師生缺少工程意識(shí)、設(shè)計(jì)方法單一以及考核體系不科學(xué)等因素制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)。文章對(duì)此課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索，通過精心選題、加強(qiáng)工程實(shí)踐性、強(qiáng)化計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用以及改革考核方式，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用實(shí)踐能力，使教學(xué)達(dá)到了更好的效果。
關(guān)鍵詞:化工原理;課程設(shè)計(jì);教學(xué)改革
應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)是指以學(xué)科為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求為導(dǎo)向，以能力培養(yǎng)為核心，培養(yǎng)的人才應(yīng)具有較強(qiáng)的動(dòng)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(shí)踐性”［1－3］。化工原理課程設(shè)計(jì)是應(yīng)用型本科高等學(xué)�；瘜W(xué)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(jì)教學(xué)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(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)際，根據(jù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)，通過認(rèn)真分析傳統(tǒng)化工原理課程設(shè)計(jì)中存在的問題，探討化工原理課程設(shè)計(jì)改革方向。
1化工原理課程設(shè)計(jì)的作用和內(nèi)容
通過化工原理課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)地獲得化工原理課程設(shè)計(jì)(理論、規(guī)定、程序和方法)的基本知識(shí)和基本方法。培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想和求是精神，嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)創(chuàng)新的工作作風(fēng)和基本設(shè)計(jì)技能，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析問題、解決問題的能力。同時(shí)是提高學(xué)生綜合素質(zhì)，使大學(xué)生向工程師轉(zhuǎn)化的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是本科生學(xué)習(xí)完高等數(shù)學(xué)、普通物理、機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)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(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。化工原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是根據(jù)教師提供的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有:①選擇適宜的設(shè)備并進(jìn)行計(jì)(核)算，對(duì)確定的換熱器類型進(jìn)行簡(jiǎn)要論述，對(duì)設(shè)備進(jìn)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(jì)算以及設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì);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(xì)欄，A1圖紙、打印);③編寫課程設(shè)計(jì)說明書。
2化工原理課程設(shè)計(jì)存在的問題
2．1設(shè)計(jì)題目單調(diào)易雷同
化工原理課程設(shè)計(jì)題目選擇范圍窄，由教師布置具體設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求。設(shè)計(jì)題目陳舊，設(shè)計(jì)內(nèi)容格式化，并且多年來一成不變，或者只對(duì)其中的產(chǎn)量進(jìn)行簡(jiǎn)單地改動(dòng)。設(shè)計(jì)過程有現(xiàn)成的模式，學(xué)生所做的工作主要是套用公式，依葫蘆畫瓢，難以避免學(xué)生的抄襲現(xiàn)象，設(shè)計(jì)成果也近乎千篇一律，過程流于形式。大部分學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，不夠重視，設(shè)計(jì)質(zhì)量差，難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。
2．2師生缺少工程意識(shí)
化工原理課程設(shè)計(jì)大多是在課堂教學(xué)和教師指導(dǎo)下進(jìn)行，學(xué)生沒有機(jī)會(huì)深入相關(guān)企業(yè)，缺少工程意識(shí)的培養(yǎng)，工程意識(shí)薄弱，對(duì)工藝和設(shè)備的認(rèn)識(shí)比較膚淺。學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)過程涉及的計(jì)算和公式并沒有真正理解，設(shè)計(jì)出的單元設(shè)備常常不規(guī)范也不合理，缺乏運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程實(shí)際問題的能力。同時(shí)由于青年教師普遍缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生的能力不足，需要利用業(yè)余時(shí)間到工廠企業(yè)進(jìn)行鍛煉。部分高校在設(shè)計(jì)過程中也安排學(xué)生到一些化工廠參觀，但主要的教學(xué)形式仍是課堂教學(xué)。
2．3設(shè)計(jì)方法單一
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式單一，多采用手工計(jì)算和手工繪圖。在設(shè)計(jì)中有很多參數(shù)需要由學(xué)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(fù)試算的計(jì)算量較大，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度不高，若參數(shù)選擇不合適，中途出現(xiàn)不合理的計(jì)算結(jié)果，需按正常設(shè)計(jì)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(jì)算設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)通過改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行方案比較的設(shè)計(jì)性訓(xùn)練。手工繪制工藝流程圖和設(shè)備工藝條件圖的準(zhǔn)確度較差。
2．4考核體系不科學(xué)
化工原理課程設(shè)計(jì)的考核評(píng)價(jià)體系不科學(xué)，制度不嚴(yán)格，多采取重結(jié)果、輕過程的模式，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的設(shè)計(jì)積極性，也難以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。造成學(xué)生間抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)助長(zhǎng)了不良的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。
3應(yīng)用型本科高校化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革途徑
針對(duì)在化工原理課程設(shè)計(jì)中存在的一些問題，作者根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，提出了以下幾點(diǎn)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(shí)，懂得將高深知識(shí)或高新技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐轉(zhuǎn)化，對(duì)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)有總體認(rèn)識(shí)的學(xué)生［4］。因此，設(shè)計(jì)內(nèi)容的選擇既要能滿足課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱的要求，又要選擇具有普遍指導(dǎo)意義的設(shè)計(jì)內(nèi)容。針對(duì)課程特點(diǎn)及學(xué)生知識(shí)水平儲(chǔ)備的差異，以“提優(yōu)、促中、轉(zhuǎn)差”為原則，設(shè)計(jì)新穎題目及多樣化的設(shè)計(jì)內(nèi)容，同時(shí)拓寬選題范圍，把理論課教學(xué)涉及的重要單元設(shè)備列入課程設(shè)計(jì)選題范圍，避免較多學(xué)生進(jìn)行同一設(shè)計(jì)的現(xiàn)象，從而減少抄襲現(xiàn)象。在教學(xué)中鼓勵(lì)指導(dǎo)教師根據(jù)自己的科研項(xiàng)目和廠校聯(lián)合開發(fā)課題進(jìn)行部分實(shí)際課題的設(shè)計(jì)，這樣可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和增加題目的新穎性。另一方面，物性數(shù)據(jù)要從文獻(xiàn)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(xiàn)上查得或能預(yù)測(cè)出來，否則學(xué)生將不能完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
3．2加強(qiáng)工程實(shí)踐性
課程設(shè)計(jì)教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)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(duì)學(xué)生進(jìn)行工程理念和工程觀點(diǎn)的培養(yǎng)，有利于提高學(xué)生運(yùn)用化工基本知識(shí)的能力。以往的課程設(shè)計(jì)時(shí)間大多為兩周，設(shè)計(jì)時(shí)間短，同時(shí)由于指導(dǎo)教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，我們對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整。在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前，安排為期兩周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，通過企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，加深對(duì)實(shí)際單元操作設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)。在學(xué)生實(shí)習(xí)之前，公布課程設(shè)計(jì)擬進(jìn)行的單元過程與單元設(shè)備，讓學(xué)生帶著問題有目的地進(jìn)行實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)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(dǎo)自己的課程設(shè)計(jì)。另一方面，化工系青年教師利用假期和課余時(shí)間直接到附近的建元煤化工有限公司、中煤集團(tuán)、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(jìn)行工作鍛煉和學(xué)習(xí)，同時(shí)積極參加實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)以及與工廠企業(yè)的橫向合作項(xiàng)目，提高自己的業(yè)務(wù)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
3．3強(qiáng)化計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用
由于常規(guī)的課程設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周，化工原理課程設(shè)計(jì)包括化工原理、工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、設(shè)備選型等內(nèi)容，計(jì)算步驟繁多，公式復(fù)雜，還經(jīng)常采用試差法反復(fù)計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù)繁重，往往占用大量時(shí)間［5］，因此，若設(shè)計(jì)全部采用手工計(jì)算、手工制圖進(jìn)行，很難高質(zhì)量的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。計(jì)算機(jī)模擬軟件如AspenPlus、PＲO/II、AutoCAD、MATLAB、Office、Excel、PowerPoint等可極大地降低學(xué)生的手算負(fù)擔(dān)。計(jì)算機(jī)在化工原理課程設(shè)計(jì)中主要有工藝計(jì)算和制圖兩方面的應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算如Excel和MATLAB對(duì)設(shè)備化工過程系數(shù)的選取進(jìn)行核算，可以節(jié)省時(shí)間，增加準(zhǔn)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(jì)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)緊密結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)他們掌握現(xiàn)代科學(xué)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(jì)考核方式只注重設(shè)計(jì)說明書和裝配圖，這樣無法識(shí)別學(xué)生的抄襲現(xiàn)象。鑒于此，我們將考核方式分為以下三個(gè)方面。①根據(jù)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書和圖紙的質(zhì)量評(píng)定成績(jī)，其結(jié)果占終評(píng)成績(jī)的40%;②過程中的考核(平時(shí)成績(jī))占終評(píng)成績(jī)的40%。在設(shè)計(jì)期間定時(shí)及不定時(shí)地檢查設(shè)計(jì)進(jìn)度和內(nèi)容，對(duì)設(shè)計(jì)過程中表現(xiàn)積極的學(xué)生適當(dāng)加分，達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決和及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)糾正的目的;③答辯成績(jī)占總成績(jī)的20%，采用開放式答辯形式，先由答辯學(xué)生闡述設(shè)計(jì)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(xué)均可針對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)提出問題，由該學(xué)生回答。答辯結(jié)束時(shí)，教師作出恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)，指正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。這樣使得學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的理解更為深刻，同時(shí)也避免了抄襲現(xiàn)象。
4結(jié)語(yǔ)
通過精心選題、加強(qiáng)工程實(shí)踐性、強(qiáng)化計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用以及改革考核方式，使學(xué)生能夠把理論知識(shí)與實(shí)踐生產(chǎn)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用實(shí)踐能力，達(dá)到了由培養(yǎng)知識(shí)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(xué)院化學(xué)工程系
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