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1化工專業《化工設計》課程的重要意義

首先，化工設計可以培養學生的專業綜合思考能力。化工設計是化工專業綜合性最強的課程，需要學生集成化工原理、化學反應工程、有機化學、物理化學、無機化學、化工熱力學、化工設備、化工儀表與自動化及化工技術經濟等眾多課程知識。在學習化工設計的過程中，把各學科知識融會貫通聯系起來。如化工設計中設計產品生產工藝，就把無機化學，物理化學，有機化學聯系起來，而對工藝流程進行物料衡算和能量衡算則要充分利用化工原理、反應工程、化工原理，化工熱力學等課程的內容。通過化工設計的課程的學習，培養提高學生對化工各專業課程知識點的綜合理解能力。第二，化工設計可以培養學生的創新能力。進行一個化工過程的設計是一項全面而系統的探索過程。通過設計的規范訓練，使學生了解科研創新或者工程創新的過程和方法，學會利用網絡資源、文獻檢索及數據調研，通過實驗設計或者工藝設計，了解實際化工過程的流程和發現工程生產中的問題，分析并解決問題[3]。第三，化工設計可以培養學生的實踐能力。學生經過大學理論課程的學習和實驗課程的鍛煉，具備了初步的動手能力。但是很多學生在大二、三年時還不知道化工這個專業要做什么，學這些課程是為什么，有什么用。這是因為在前面各個單一的課程學習過程中，這些理論知識和實踐能力沒有綜合起來，因此通過化工設計課程的學習，一方面可以使學生具有學習化工設計方面的能力，另外一方面則可以使學生具有將所學的理論知識運用于實際生產和工藝設計的能力。

2培養化工卓越工程師的《化工設計》課程改革

2.1優化課程內容，提高學生學習興趣化工設計這門課程的傳統教學模式為采用板書及幻燈片課件播放等對知識進行講解，本課程涉及的知識比較復雜，課程內容與實際聯系緊密，學生由于缺乏實際工程概念以及對課程知識點缺乏認識，所以不能深刻理解這門課的重要意義，也失去學習本門課程的主觀積極性[4]。學生平時課堂上不能完全投入到聽課中，期末時則只能靠考前的突擊復習應付考試。這樣的教學效果欠佳，在本門課的教授過程中需采用更豐富的教學內容。在備課過程中不僅要鼓勵教師將文字、聲音、圖像、動畫等多種媒體組合在一起，這些直觀的信息可以提高學生的學習興趣和效率。另外利用CAI(計算機輔助教學)備課直觀、生動的特點，可以使學生直觀、深刻的認識反應器的基本模型(包括全混流、平推流、置換流)、化工廠車間的布置圖、化工廠三維管道模型等內容，克服學生實際工程經驗缺乏的缺點。此外，還可以利用卓越工程師培養計劃合作企業的資源，在學生認識實習、生產實訓實習等實習中認識實際生產裝置，并聘請的企業中工程師對實際生產過程進行講解，使學生真實了解到工廠的工藝流程及設計、優化的思路。此外，理論教學過程中講解知識點時引入一些經典的實際生產案例，且讓學生課前先查閱資料，課堂中進行考察，提高學生的學習效果；而且可以在教學過程中，與全國大學生化工設計競賽聯系起來，通過教師講解獲獎的作品，或是讓學生分析評價各個作品的優缺點。在分析評價過程中，教師總結作品中與課程相關知識點并進行分析，拉近理論與實際化工設計中的距離，加深學生對相關知識點的理解能力；在課程講解的過程中也可以聯系教師的實際科研項目，提高學生理論與實際結合的實踐能力，使學生了解利用課程的知識對社會創造的經濟及社會效益，提高對本課程的興趣。

2.2更新教學方法，加強化工設計軟件的學習在目前的化工設計行業中，計算機的應用幾乎貫穿化工工藝開發和設計的全過程，計算機軟件輔助化工設計已成為基本的手段。因此，輔助化工設計專業軟件成為化工設計人員必須掌握的工具，如AutoCAD可進行流程圖(PFD和PID)、設備裝配圖、車間布置圖和全廠總圖的繪制等。另外，化工設計涉及的化工過程分析與流程模擬及優化，換熱網路設計等問題都具有過程復雜、計算量大等特點，計算機軟件成為主要的輔助工具。如用于大型通用流程模擬設計的AspenPlus、ProcessII軟件，能對工藝過程進行嚴格的能量和物料計算，通過過程模擬，計算主要物料的流量、組成與性質；也可用于工藝流程的優化和全廠系統能量的優化配置和綜合利用，進行相應的經濟技術指標的衡算。另外還有PDMS軟件，可通過建立三維模型，真實的模擬和顯示正在設計中的化工裝置布置和建設情況，從而發現所設計的工廠在設計、配管和布置等過程中可能出現的問題，在化工廠動工前的設計階段提前解決潛在問題，到達規避施工風險和提高設計質量的目的[5]。因此，為了提高學生的計算能力、分析能力和解決實際工程問題的能力，使學生在畢業后走向工作崗位時能盡快適應工作環境，化工設計課程應安排安排一定學時的上機教學，在軟件教學過程中通過化工過程模擬軟件提供的對工程設備、流程進行分析、改進以及再合成的環境，激發學生大膽探索和創新的興趣，使學生獲得創新實踐能力與流程設計能力的訓練。

2.3考核方式和考核內容的改革化工設計課程傳統的考核方式為“期末考試成績+平時課堂成績”確定學生最終成績[6]。但本課程具有的學科綜合性強、與生產實踐的結合緊密、涉及化工設計軟件多等特點，使得傳統的考核方式沒有取得好的效果。大多數學生平時上課沒有完全投入到聽課中，只靠期末考前的突擊復習來應付考試。即使通過了期末考試，也沒有理解課程的意義、掌握課程涉及的知識點和培養出化工設計能力。因此，對課程的考核方式和內容可以進行一定程度上的改進。如對學生的考核應在各個教學環節過程中進行，包括上機考核、課堂討論評分、工廠實習現場考核、期末試卷成績幾個部分。另外期末考試試卷的內容中，不應僅包括基本概念、基本理論知識，還要與工程實際聯系緊密，要有圍繞工廠實際數據的題目，還應有開放式的題目，給學生以充分發揮的空間，使學生能夠真正地理解和掌握設計相關的知識點，而不是僅僅記住，這對培養合格的卓越工程師也是至關重要的。

3結論

化工設計課程具有非常強的實踐性和綜合性，是化學工程與工藝專業卓越工程師計劃培養目標中的一個重要環節，其教學效果與質量直接影響到學生的設計能力與工程意識的培養。因此，教學過程中必須突出工程性、實踐性，強化學生的自主性。傳統的教學模式已經不能滿足現代化工設計背景下教學的需要，我們需要進行不斷的教學改革來激發學生對化工設計課程的學習興趣；我們可以從豐富教學方法，改進課堂講解實例，強化化工軟件的學習，改進考核方式和內容等方面對現有的教學內容和模式進行改革，為提高學生的實踐能力和創新能力打下堅實基礎，為我國培養出滿足實際工程設計要求的卓越工程師。

作者：冉茂飛 張嫦 劉東 單位：西南民族大學 化學與環境保護工程學院