高校化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革思考

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摘要：化工原理課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用化工原理及相關(guān)基礎(chǔ)知識的具有總結(jié)性和實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)。文章指出了化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問題，探討了化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)流程及考核模式，最后對化工原理課程設(shè)計(jì)從選題、過程指導(dǎo)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、青年教師培養(yǎng)和“以賽促教”等的改革與思考，并指出了化工原理課程設(shè)計(jì)改革的方向。

關(guān)鍵詞：化工原理課程設(shè)計(jì)；改革；工程意識

1化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問題

化工原理課程設(shè)計(jì)目前存在諸多問題：一般專業(yè)未開設(shè)大多軟件課程，學(xué)生不能進(jìn)行模擬計(jì)算，設(shè)計(jì)效率低；學(xué)生缺少查閱工具書意識，且工具書有限，生搬硬抄教材較重，無法提高學(xué)生分析和解決工程問題能力；青年教師缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)能力尚需提高；教師指導(dǎo)人數(shù)多，學(xué)生面臨末考壓力，影響師生溝通；選題面窄，驗(yàn)證性設(shè)計(jì)題目多；學(xué)生缺乏工程觀念，與工廠現(xiàn)狀關(guān)聯(lián)少，難以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和工程意識；設(shè)計(jì)時(shí)間緊、任務(wù)重，完成質(zhì)量不高；考核簡單，多以說明書和圖紙為評判依據(jù)，不能真實(shí)反映學(xué)生設(shè)計(jì)能力。基于以上原因，利用課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和解決實(shí)際問題能力的目的未能較好達(dá)到[3]。

2化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)流程改革

現(xiàn)有化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)流程一般是指導(dǎo)教師集中開動員會，下達(dá)并講解任務(wù)指導(dǎo)書，課程設(shè)計(jì)要求，按學(xué)號進(jìn)行分組，后續(xù)集中指導(dǎo)交流機(jī)會少，學(xué)生有問題得不到及時(shí)解答，入手難，設(shè)計(jì)進(jìn)度緩慢等問題，就此對課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)流程進(jìn)行了細(xì)化改革。

2.1了解學(xué)生情況

在課程設(shè)計(jì)分組前，對學(xué)生情況了解非常重要。需對學(xué)生進(jìn)行歸類，如組織領(lǐng)導(dǎo)才能、有一定威望、學(xué)習(xí)成績好、學(xué)習(xí)比較欠缺、計(jì)算能力較強(qiáng)、辦公軟件使用熟練、模擬繪圖軟件熟練操作等方面進(jìn)行了解，此可避免各小組間較大差距，可充分調(diào)動小組積極性和團(tuán)結(jié)協(xié)作，分工協(xié)作進(jìn)而可減少指導(dǎo)教師工作量。

2.2提前動員準(zhǔn)備

教師可將設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)框架穿插在化工原理理論課教學(xué)中，介紹設(shè)計(jì)思路和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，有意識讓學(xué)生積累工程素材，要求學(xué)生利用課余時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)題目搜集資料，培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)資料檢索和搜集能力，學(xué)習(xí)CAD繪圖等技能，提前做好初步動員，積極引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)和補(bǔ)充設(shè)計(jì)所需的有關(guān)知識和技能，可合理分配利用時(shí)間，解決課程設(shè)計(jì)時(shí)間緊、任務(wù)重的問題。

2.3選題

在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)開始時(shí)，結(jié)合理論知識的基礎(chǔ)，把控好設(shè)計(jì)的難易程度，也可根據(jù)工廠情況涉及各種單元操作與生產(chǎn)一線聯(lián)合選題，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際貼近的合理設(shè)計(jì)題目，選題符合本科教育要求，難度適中；符合學(xué)生實(shí)際知識水平和能力，經(jīng)過努力能順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

2.4分組及選組長

指導(dǎo)教師了解學(xué)生基本情況后進(jìn)行分組，學(xué)生可在一定前提下自由組合。學(xué)生推舉組織協(xié)調(diào)能力較強(qiáng)的組長，指導(dǎo)教師與組長交流討論，組長選擇副組長，余下的同學(xué)自行選擇組長，教師再根據(jù)小組成員不同特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。每個(gè)小組成員最好有專長，如工程計(jì)算、CAD繪圖或模擬軟件使用等，利用各組員長處承擔(dān)相應(yīng)設(shè)計(jì)任務(wù)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成設(shè)計(jì)。

2.5設(shè)計(jì)任務(wù)書

正式開始設(shè)計(jì)前，召開全體學(xué)生動員會，集中將設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求詳細(xì)闡明，并對設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行詳細(xì)講解。設(shè)計(jì)任務(wù)書是課程設(shè)計(jì)的方向和依據(jù)，一般包括以下內(nèi)容：設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容、進(jìn)度計(jì)劃、考核方法等。設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)詳盡具體，讓學(xué)生對課程設(shè)計(jì)所有內(nèi)容一目了然，且難易程度與學(xué)生水平應(yīng)相當(dāng)。

2.6集中交流與過程考核

開展有效的輔導(dǎo)交流，可加強(qiáng)各小組交流學(xué)習(xí)，了解每個(gè)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的表現(xiàn)，能強(qiáng)加過程考核，并督促把握各小組設(shè)計(jì)進(jìn)度，還可很好解決指導(dǎo)教師不足問題。各小組圍繞設(shè)計(jì)思路及進(jìn)度、存在問題、后期方略開展單獨(dú)交流。由組長總體介紹，每個(gè)組員分管工作介紹，檢查學(xué)生設(shè)計(jì)思考情況，指出設(shè)計(jì)中的不足，以利于以后改進(jìn)，提出后期工作安排。

2.7正確指導(dǎo)和監(jiān)督

教師首先對設(shè)計(jì)思路進(jìn)行引導(dǎo)，設(shè)計(jì)過程中確實(shí)遇到問題，先由小組內(nèi)開展討論分析，確定無法解決后，教師再從旁協(xié)助，引導(dǎo)啟發(fā)，并解決問題。除約定時(shí)間集中答疑外，還可通過電話、短信、QQ及微信等手段進(jìn)行輔導(dǎo)答疑，記錄學(xué)生提問積極性以用于監(jiān)督和考核。教師要及時(shí)掌握學(xué)生設(shè)計(jì)進(jìn)度和動態(tài)，對設(shè)計(jì)過程中表現(xiàn)積極地學(xué)生適當(dāng)加分。

2.8考核與答辯

根據(jù)學(xué)生在設(shè)計(jì)中綜合表現(xiàn)進(jìn)行考核評定，采取教師審定、小組互評、過程表現(xiàn)與答辯相結(jié)合的方式，成績評定按百分制記分。通過答辯，考核學(xué)生設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)態(tài)度，設(shè)計(jì)方法是否掌握，是否有抄襲現(xiàn)象，對知識掌握及運(yùn)用情況，主要考核解決工程實(shí)際問題的能力。

3化工原理課程設(shè)計(jì)的改革與探索

3.1精心選題，加強(qiáng)工程實(shí)踐性

設(shè)計(jì)題目要能綜合應(yīng)用所學(xué)知識，依據(jù)實(shí)習(xí)基地和個(gè)人科研項(xiàng)目而選擇合適項(xiàng)目，緊密聯(lián)系化工生產(chǎn)實(shí)際和學(xué)科前沿。選題時(shí)要結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，在給定物系要求、操作條件、設(shè)備要求等方面做到多樣化，且有一定難度與深度。通過課堂和工廠現(xiàn)場教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力鍛煉，使其對單元操作、生產(chǎn)工藝和設(shè)備等有初步認(rèn)識，而利于設(shè)計(jì)順利完成。

3.2改革指導(dǎo)過程，加強(qiáng)監(jiān)督

輔導(dǎo)答疑堅(jiān)持以學(xué)生討論為主，教師從旁協(xié)助原則。遇到問題先組內(nèi)討論，無法解決時(shí)教師再引導(dǎo)啟發(fā)至解決問題。集中輔導(dǎo)時(shí)，教師將設(shè)計(jì)共性難疑點(diǎn)詳細(xì)講解；小組單獨(dú)交流時(shí)，圍繞設(shè)計(jì)思路及進(jìn)度、存在問題、后期方略交流，還可通過網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行實(shí)時(shí)輔導(dǎo)。指導(dǎo)教師應(yīng)了解各學(xué)生表現(xiàn)，實(shí)行階段性檢查，輔導(dǎo)過程以學(xué)生為主，培養(yǎng)其分析解決問題能力。

3.3加大計(jì)算機(jī)應(yīng)用，強(qiáng)化軟件應(yīng)用能力

目前，課程設(shè)計(jì)手工計(jì)算較多，耗時(shí)費(fèi)力，準(zhǔn)確性不好，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)顯得尤為重要。可利用Excel、Origin和Matlab等對數(shù)據(jù)選取、核算和繪圖；利用Aspen、ChemCAD等對物性參數(shù)、熱負(fù)荷等選取和計(jì)算；利用CAD、ChemCAD等繪制流程圖、人流物流等；利用Plant、CADWorx等進(jìn)行配管、三維圖繪制等。對于工藝計(jì)算和繪圖軟件，教師應(yīng)在課程設(shè)計(jì)前一學(xué)期介紹，學(xué)生平時(shí)加強(qiáng)自學(xué)練習(xí)，可充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考精神，提高計(jì)算機(jī)運(yùn)用技能和專業(yè)知識綜合運(yùn)用能力[4]。

3.4提高教師水平，鍛煉指導(dǎo)能力

化工原理課程設(shè)計(jì)水平與指導(dǎo)教師直接相關(guān)，教師的實(shí)踐教學(xué)能力是提高設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。年輕教師工程實(shí)際訓(xùn)練少，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，對工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)、車間布置等不熟悉，故提高青年教師指導(dǎo)水平尤為重要，可利用暑期實(shí)踐活動到學(xué)生實(shí)習(xí)化工企業(yè)進(jìn)行歷練，參加實(shí)踐基地建設(shè)及校企項(xiàng)目合作，精選部分具有企業(yè)工作背景或設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的教師和優(yōu)秀校友開展雙導(dǎo)師制課程設(shè)計(jì)，不斷提高教師的指導(dǎo)能力和水平。

3.5改革評價(jià)體系，體現(xiàn)公正

將小組互評、學(xué)生自評和教師審定相結(jié)合，平時(shí)討論表現(xiàn)和答辯相結(jié)合，考核貫穿設(shè)計(jì)過程始終，最終成績需考核學(xué)生知識掌握情況、分析解決問題能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及文字組織能力等。采取平時(shí)表現(xiàn)（5%）+過程考核（15%）+說明書（15%）+圖紙質(zhì)量（20%）+難度和創(chuàng)新性（5%）+答辯表現(xiàn)（40%）來評定學(xué)生成績。從設(shè)計(jì)態(tài)度、考勤、學(xué)習(xí)表現(xiàn)、提問釋疑情況，交流表現(xiàn)、資料掌握，說明書質(zhì)量、圖紙繪制及軟件應(yīng)用等審定。答辯時(shí)要求組員對自己工作做出說明，結(jié)合小組成績和個(gè)人表現(xiàn)，給每位同學(xué)評定成績，做到合理公平。

3.6鼓勵(lì)參加設(shè)計(jì)大賽，以賽促教

積極鼓勵(lì)學(xué)生參加各類科研活動及化工設(shè)計(jì)類實(shí)踐和競賽，“國藥工程杯”全國大學(xué)生制藥工程設(shè)計(jì)競賽、“三井化學(xué)杯”全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽及省校級制藥、化工類設(shè)計(jì)大賽，通過參加這些設(shè)計(jì)大賽，學(xué)生能很好地將理論和實(shí)際相結(jié)合，計(jì)算機(jī)水平顯著提高，工程概念、創(chuàng)新意識和工程意識顯著增強(qiáng)。

4結(jié)語

化工原理課程設(shè)計(jì)是對某個(gè)單元操作的工藝流程、設(shè)備設(shè)計(jì)及計(jì)算、圖紙繪制的基本工程能力訓(xùn)練，其實(shí)踐教學(xué)改革也是一項(xiàng)復(fù)雜和系統(tǒng)的工作。從合理精心選題、團(tuán)隊(duì)確定與分工合作、過程監(jiān)督與考核、學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力培養(yǎng)、青年教師指導(dǎo)能力的提高、考核評價(jià)方法等方面進(jìn)行了思考，以期待不斷提高并完善化工原理課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和體系，指導(dǎo)教師也應(yīng)提高自身業(yè)務(wù)水平能力，加強(qiáng)實(shí)踐能力的鍛煉，進(jìn)行教學(xué)反思和總結(jié)理論聯(lián)系實(shí)際，切實(shí)提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識，強(qiáng)化了學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能，為社會輸送合格的工程應(yīng)用人才。

參考文獻(xiàn)

[1]陳桂,龔小娟,歐陽躍軍,等.淺議創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與工程類課程設(shè)計(jì)[J].教育現(xiàn)代化,2018,5(37):50-52.

[2]韓淑萃,呂燕根.化工原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革探究[J].化學(xué)工程與裝備,2018(09):335-336.

[3]李軍,馬占華,段紅玲,等.“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念在化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中的實(shí)踐[J].化工高等教育,2016,33(06):19-22.

作者：陳桂 袁葉 胡揚(yáng)劍 李建華 單位：懷化學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院