佘啟明

(黃山學院 化學化工學院,安徽 黃山 245041)

*收稿日期：2013-09-02

隨著時代的發(fā)展，計算機技術(shù)在化工領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。許多在化學工業(yè)設(shè)計中耗資巨大、耗時幾年的工業(yè)放大過程，已經(jīng)可以通過分解復雜過程再運用計算機模型模擬研究進行前期設(shè)計，節(jié)約了大量的資金和能源。計算機技術(shù)的應(yīng)用能力已經(jīng)成為一名優(yōu)秀化工從業(yè)人員的必備技能，計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)也日益受到國內(nèi)各大工科高等院校的重視。

我校根據(jù)自身條件，在“十二五規(guī)劃”中明確了以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的辦學模式，而計算機應(yīng)用能力也是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重點，自2008年我?；瘜W工程與工藝專業(yè)創(chuàng)辦伊始，在培養(yǎng)方案的設(shè)計和專業(yè)課程的教學中一直注重計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)，但由于硬件和資金等條件所限，學生應(yīng)用計算機的能力和水平依然薄弱，遠遠無法滿足當前化工科研和企業(yè)生產(chǎn)日益發(fā)展的需要。對此，我校在2012年下半年以迎接教育部本科教學評估為契機，以評促建，大力提高化工專業(yè)教學的計算機硬件軟件設(shè)施，改變傳統(tǒng)化工專業(yè)計算機教學的薄弱現(xiàn)狀，加強專業(yè)教學中的計算機應(yīng)用的時間環(huán)節(jié)，探索應(yīng)用型本科辦學模式下化工專業(yè)學生計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)的新思路。

一、培養(yǎng)學生計算機應(yīng)用能力的緊迫性

目前，計算機技術(shù)在化學工業(yè)的普及和應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛和深入，比較典型的應(yīng)用如：化工過程設(shè)計、化工過程控制、化工過程分析與開發(fā)、實驗數(shù)據(jù)的分析與處理、化工信息管理和化工文獻檢索與管理等方面，這些方面的應(yīng)用大大縮短了化工產(chǎn)品的研究、開發(fā)和設(shè)計周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力。

面對化工領(lǐng)域的這種劃時代的變革，高等院?；I(yè)的教學改革刻不容緩，傳統(tǒng)的教學內(nèi)容和方法已不能滿足現(xiàn)代化工生產(chǎn)研發(fā)對計算機應(yīng)用能力的需求，化工類的工程技術(shù)人員如果沒有較強的計算機應(yīng)用能力，將直接影響到其對工作崗位的勝任程度。培養(yǎng)學生的計算機應(yīng)用能力，適應(yīng)現(xiàn)代化工發(fā)展的需要，成為各大工科高等院校的重要培養(yǎng)目標。

當前大學階段的計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)主要集中在低年級階段，在高年級階段由于教學重點轉(zhuǎn)移到專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，往往忽視了對計算機應(yīng)用能力的繼續(xù)培養(yǎng)，造成畢業(yè)生的計算機應(yīng)用能力不能滿足實際需求。學生在本科四年的學習時間里，除了基本的計算機語言和程序設(shè)計(如VB、C++等)外，基本很少涉及到與當前科研和實際生產(chǎn)操作相關(guān)的計算機軟件和系統(tǒng)，更不用談與專業(yè)知識結(jié)合的計算機應(yīng)用能力實踐，讓學生以后走上的學習和工作的崗位后不能適應(yīng)崗位所在的計算機應(yīng)用環(huán)境，需要花大量的時間從頭學起，倍感吃力。長此以往，將使人才的培養(yǎng)落后于時代的發(fā)展，高等教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標無法實現(xiàn)。為了改變這種狀況，培養(yǎng)和提高學生的計算機應(yīng)用能力，必須加強教學中的計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)。浙江工業(yè)大學在這方面做出了大膽的探索，以化學工程與工藝專業(yè)和計算機科學與技術(shù)專業(yè)為學科交叉點，創(chuàng)立了化工+計算機復合人才的培養(yǎng)模式，為化工專業(yè)人才計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)提供了很好的借鑒。因此，作為以培養(yǎng)具有工程實踐能力的應(yīng)用型人才為目標的高等院校，改革目前教學模式，加強計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)勢在必行。本研究以黃山學院化學化工學院化學工程與工藝專業(yè)為例對化工專業(yè)本科生強化計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)進行一些初步探索，以期提高畢業(yè)生的計算機應(yīng)用能力。

二、目前化工專業(yè)計算機應(yīng)用教學存在的問題

(一)硬件設(shè)施問題

計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)，需要先進的計算機機房配套，而當前國內(nèi)幾乎沒有一所高校人機比能達到1:1，即使人機比較高的院校也有部分微機無法滿足教學要求。對化工專業(yè)來說，普通的計算機可能無法滿足大型化工模擬計算和繪圖軟件的需要，故距全面實施計算機輔助教學尚有較大硬件差距，而這個問題的解決只有靠加大教育投入力度來實現(xiàn)。

(二)教學軟件問題

目前廣泛使用的化工類行業(yè)軟件，如Chemoffice、Aspen-plus、PRO-Ⅱ、MATLAB、Fluent等大多是英文版，雖然有些軟件也有中文版，如AUTOCAD等，但由于學生的英文水平參差不齊，專業(yè)英語的課程更是直到高年級才開設(shè)，所以在運用這些軟件實際教學過程中，因為程序語言的障礙難以取得滿意的教學效果。這類問題的解決需要加強化工專業(yè)學生的英語專業(yè)英語能力的培養(yǎng)，提高對不同計算機應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)性。

(三)教學人員問題

化學化工行業(yè)的軟件一般都是有特定的使用方向，如Chemoffice主要用于化學分子式的繪制；Aspen-plus、PRO-Ⅱ主要用于化工流程模擬；MATLAB主要用于復雜模型計算；Fluent主要用于計算流體力學；雖然近年來化工軟件的發(fā)展有綜合化的趨勢，但少數(shù)化工專業(yè)教學人員很難完全掌握上述軟件的使用，這些軟件的版本也一直更新，每個人也許只能了解其中幾個，掌握和精通需要從教人員長時間的學習。由此可見，培養(yǎng)化工專業(yè)學生的計算機應(yīng)用能力，我們的師資隊伍需要進一步充實，教學人員本身的計算機應(yīng)用能力也需要培訓和提高，才能滿足現(xiàn)階段教學需要。

三、培養(yǎng)計算機應(yīng)用能力的具體措施

(一)在培養(yǎng)方案中融入計算機應(yīng)用

為了改變我校化學工程與工藝專業(yè)課程偏重理論化教學，計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)薄弱的現(xiàn)狀，我校在化工專業(yè)低年級原有的計算機應(yīng)用基礎(chǔ)和C語言程序設(shè)計課程的基礎(chǔ)上，在高年級專業(yè)課程中增設(shè)了“計算機輔助化工設(shè)計”課程，共28學時，14學時課堂教學，14學時上機練習，強化學生對化工行業(yè)軟件的訓練，并選擇Excel、Chemoffice和AutoCAD等軟件進行重點講解，熟悉它們在化工領(lǐng)域的應(yīng)用；對本專業(yè)的教師進行計算機應(yīng)用的系統(tǒng)培訓，安排教師到其他學校和企業(yè)進修學習計算機應(yīng)用課程，切實提高本專業(yè)教師在專業(yè)課程中應(yīng)用計算機的能力水平，保證構(gòu)建化工專業(yè)信息化教學平臺的師資力量。

(二)在課堂教學中融入計算機應(yīng)用

由于化工專業(yè)學生以學習化學、化工理論及實驗為基礎(chǔ)，很少涉及利用計算機解決實際化工問題，因此在有限的時間內(nèi)要求學生基本掌握幾種專業(yè)軟件的使用方法，無論對授課教師還是對學生都具有很大的挑戰(zhàn)性．為此采取教師臺上講授和學生臺下操作相結(jié)合，并輔以課外作業(yè)和答疑的教學模式，并且教師講授的內(nèi)容是將專業(yè)軟件使用方法與化工問題相結(jié)合，使學生在解決實際問題的過程中掌握軟件的使用技巧。如在化工原理課程中，可以結(jié)合Origin軟件繪制函數(shù)圖，講解經(jīng)典的圖解法求精餾塔理論塔板數(shù)問題，讓學生在課后自行練習，并與其他軟件計算結(jié)果進行對比，了解不同軟件對同一化工問題的不同解法；在學習有機化學課程時，可以結(jié)合Chemoffice軟件繪制復雜化合物的二維、三維分子式，使學生在了解有機物結(jié)構(gòu)及物性的同時掌握它們的繪制方法，對所繪制的分子進行英文命名、預測基本條件下的各種物理化學性質(zhì)等；在化工熱力學課程教學中，由于作業(yè)計算量很大，可以嘗試融入Matlab進行簡單的迭代計算，簡化計算過程，使學生了解基本的Matlab程序語言。

(三)在實踐教學中融入計算機應(yīng)用

實踐教學是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵，也是化工專業(yè)培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)，如課程設(shè)計、專業(yè)實驗、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計等，這些實踐教學環(huán)節(jié)都與計算機應(yīng)用密切相關(guān)。如專業(yè)實驗中要求學生運用計算機處理實驗數(shù)據(jù)，如剔除異常數(shù)據(jù)，對實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪圖。這些工作雖然都可以用手工方法完成，但運用計算機來完成不僅效率高和質(zhì)量好，而且能鍛煉學生的計算機應(yīng)用能力，為以后的實際工作打了良好基礎(chǔ)。在課程設(shè)計方面，我校化工專業(yè)培養(yǎng)方案中，有化工制圖課程設(shè)計，化工原理課程設(shè)計以及最終的畢業(yè)設(shè)計?；ぶ茍D課程設(shè)計中可以在手繪之外強調(diào)AutoCAD繪圖軟件的訓練，并加入部分上機訓練學時，培養(yǎng)學生設(shè)計繪制工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖及設(shè)備結(jié)構(gòu)圖的工程實踐能力；化工原理課程設(shè)計有關(guān)的物料衡算、熱量衡算和設(shè)備計算等工程計算中可以融入Origin、Excel、Matlab等數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用，強化學生的程序設(shè)計能力和專業(yè)數(shù)據(jù)處理能力。這些實踐教學環(huán)節(jié)既能全流程鍛煉學生的計算機應(yīng)用能力，又能對學生的計算機應(yīng)用能力進行全面的檢驗。

另外，利用我校周邊黃山市徽州區(qū)循環(huán)經(jīng)濟園內(nèi)豐富的企業(yè)資源，建立校企合作辦學，在化工見習和生產(chǎn)實習等實踐教學環(huán)節(jié)與企業(yè)充分合作，聘請企業(yè)里的化工工程師擔任我?；I(yè)的校外導師，將部分學生的畢業(yè)設(shè)計放到企業(yè)里進行，讓學生接觸到先進的化工過程計算機控制DCS(Distribute Control Systerm) 系統(tǒng)和FCS(Field Control Systerm)，利用企業(yè)的資源來更好地培養(yǎng)具有計算機應(yīng)用實踐能力的化工專業(yè)人才。

四、結(jié)語

化工專業(yè)本科生計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程，光靠低年級開設(shè)的那幾門計算機課程是不夠的，在高年級階段還要繼續(xù)強化計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)。我校在探索應(yīng)用型本科化工專業(yè)學生計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)的過程中，以AutoCAD繪圖能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)，補充介紹了Chemoffice、Origin、AspenPlus、Matlab等軟件的簡單應(yīng)用。通過教學演示和訓練，開拓了學生的眼界和知識面，提高了他們的學習興趣和積極性，培養(yǎng)了他們自主學習提高計算機應(yīng)用水平的能力，增強了他們的就業(yè)競爭力，對應(yīng)用型化工專業(yè)人才的培養(yǎng)起到了積極的作用。

參考文獻：

[1] 劉會君，計偉榮，項斌．化工+計算機復合人才培養(yǎng)新模式初探[J]．化工高等教育，2009,(2):17～20.

[2] 張宇，賈麗華，郭祥峰．計算機在化工中的應(yīng)用課程體系建設(shè)研究[J].高師理科學刊,2012,32,(6):105～108.

[3] 查利云．淺談獨立學院化工專業(yè)學生計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)[J].化工高等教育,2012,(6):25～27.

[4] 歐陽曙光，王世杰，韓軍等．強化化工專業(yè)本科生計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)[J].廣東化工,2012,(2):256～257.

[5] 羅傳義，連書弘．提高化工專業(yè)學生計算機應(yīng)用能力的實踐[J].吉林化工學院學報,2009,26(6):59～61.