崔明鑫 崔小琴 趙云(青海大學(xué)化工學(xué)院，青海 西寧 810016)

0 引言

全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽是由中國化工學(xué)會、中國化工教育協(xié)會、教育部高等學(xué)?；ゎ悓I(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會主辦，從2007年開始舉辦，每年一屆，面向全國高等院?；I(yè)的學(xué)生，是國內(nèi)化工專業(yè)類頂級的賽事[1]，并已納入高校學(xué)科競賽評估體系。該賽事能夠鍛煉學(xué)生知識的綜合運用能力，提高學(xué)生重視化工設(shè)計中的新技術(shù)、新方法，并提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，實踐卓越工程師教育培養(yǎng)計劃[2]，是充分展示高?？蒲?、教學(xué)能力和綜合實力的平臺。

化工設(shè)計課程主要鍛煉學(xué)生綜合運用已學(xué)過的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的能力，它既具有很強的理論性[3]，又具有很強的實操性，通過討論分析化工廠實際設(shè)計、學(xué)習(xí)生產(chǎn)過程中工藝的選擇、設(shè)備的選型、裝備的計算、圖紙的繪制等。是一門從理論過渡到工程實際的設(shè)計性課程，是化工設(shè)計大賽聯(lián)系最為直接和緊密的課程。

1 化工設(shè)計課程存在的問題

化工設(shè)計大賽的設(shè)計任務(wù)具有新產(chǎn)品、新技術(shù)、新流程、新裝置等特點，并且耗時長、任務(wù)多，具有多學(xué)科交叉性強，對提高工科專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、卓越工程師的培養(yǎng)、拓寬專業(yè)知識、增強工程實踐和創(chuàng)新能力等諸多方面具有積極的促進作用。通過參加化工設(shè)計大賽，可以發(fā)現(xiàn)其著重鍛煉學(xué)生以下方面的能力：

(1)較強的化工知識綜合運用能力?；ぴO(shè)計大賽首先要有四大化學(xué)基礎(chǔ)知識和化工制圖、化工設(shè)計、化工計算、化學(xué)反應(yīng)工程、化工過程仿真實習(xí)、化工儀表及自動化等專業(yè)知識，接著要通過查閱文獻或通過計算、確定物料初始輸入量和過程所需的輸入工藝參數(shù)，進行參數(shù)調(diào)整，進行各個操作單元的工藝計算，而且還要進行市場調(diào)研、圖紙繪制，編制說明書，綜合要求較高。

(2)創(chuàng)新拼搏的意識。大賽指導(dǎo)書給定的競賽題目屬于開放性題目，隊員們需要相互協(xié)作，思考工藝路線，通過文獻調(diào)研、市場分析、實地探訪等逐步確定產(chǎn)品的工藝流程、選址和單元設(shè)備選型等，最后將將所學(xué)理論知識、整理并運用到實踐中，也就是需要創(chuàng)新性的思考，才能完成該項工作。

(3)團隊協(xié)作能力。大賽作品完成時間雖然有六個多月時間，但是內(nèi)容多，任務(wù)繁重，有些參數(shù)需要反復(fù)嘗試才能模擬出滿意結(jié)果，而且環(huán)環(huán)相扣，比如流程設(shè)計完成好了，才能進行圖紙繪制，工藝計算，接著完成設(shè)計說明書，所以既有分工又有合作，如果有一步拖后題，就會帶慢整個隊伍的進度，甚至打亂節(jié)奏，以至浪費團隊整體時間。

(4)現(xiàn)代化工設(shè)計理念。近年來化工設(shè)計大賽越來越強調(diào)現(xiàn)代設(shè)計理念，通過計算機模擬技術(shù)，圖形繪制技術(shù)，視頻渲染技術(shù)等達到輔助完成化工設(shè)計的目的。比如需要利用CUPTOWER軟件完成塔的水力學(xué)校核，利用SW-6軟件完成塔及壓力容器的力學(xué)校核，利用HAZOP軟件進行風(fēng)險評估，利用3DMAX等軟件進行工廠漫游展等，從而提高學(xué)生利用工具的能力。

圍繞這些方面內(nèi)容和需求，結(jié)合國內(nèi)各化工院校化工設(shè)計課程的教學(xué)情況，對我?；ぴO(shè)計課程進行剖析，發(fā)現(xiàn)我?；ぴO(shè)計課程還存在一些實際的問題，具體表現(xiàn)在以下方面：

(1)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。主要依靠教師課堂講解的作用，課堂上多采用多媒體教學(xué)，由于化工設(shè)計課程的內(nèi)容本身比較枯燥，很多都是行業(yè)規(guī)范性內(nèi)容，因此很難做到教學(xué)的生動、變換和直觀，因此學(xué)生的解決實際問題的能力不高，僅僅停留在理論知識水平，更談不上解決工程實際問題的能力。

(2)化工設(shè)計的課時相對較少，而課程內(nèi)容多、規(guī)范多、跨度大，因此無法利用有限的教學(xué)時間完成大量的課程內(nèi)容。另外，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的模擬技術(shù)應(yīng)用到化工設(shè)計中，這就要求學(xué)生們要更加注重實際操作，在綜合運用所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，需要更多的課時學(xué)習(xí)新的方法，新的理念，從而達到快速解決化工問題的目的。

(3)化工設(shè)計課程與工程實際聯(lián)系緊密[4]，單純進行課堂上的教學(xué)，很難做到理論聯(lián)系實際，尤其是很多實際操作過程，如果不能現(xiàn)場進行分析體會，學(xué)生很難綜合運用化工設(shè)計課程的理論知識。

(4)化工設(shè)計是一門有很強實操性的課程，主要通過討論分析化工過程的工藝流程，工藝計算，設(shè)備選型與設(shè)計等問題，這些設(shè)計問題需要學(xué)生融會貫通所學(xué)化工知識的能力，但是就目前課上教學(xué)情況來看，學(xué)生掌握知識不夠牢固，綜合運用能力較差。

(5)教學(xué)硬件上還需完善，目前學(xué)校雖有機房，但缺乏Aspen軟件等相關(guān)化工設(shè)計的核心軟件，而且該軟件涉及版權(quán)問題，費用也非常高，導(dǎo)致很多學(xué)生很難系統(tǒng)接觸化工設(shè)計過程中的現(xiàn)代設(shè)計方法。

綜上可見，化工設(shè)計課程專業(yè)知識復(fù)雜，學(xué)生僅僅對理論知識掌握較好，并且根據(jù)這幾年畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計來看，學(xué)生綜合運用知識能力較差，主要表現(xiàn)在學(xué)生的工程設(shè)計能力非常薄弱，包括工藝設(shè)計、圖紙設(shè)計等，從而導(dǎo)致走上工作崗位后缺乏解決工程實際問題的能力。

2 化工設(shè)計課程改革措施

為適應(yīng)新時期化工類人才培養(yǎng)模式要求，提高工程設(shè)計教學(xué)效果，使化工設(shè)計教學(xué)水平達到新的高度，結(jié)合并借鑒大學(xué)生化工設(shè)計競賽的方式方法，對化工設(shè)計課程提出如下改革措施：

一是提高本?；ぴO(shè)計競賽參賽人數(shù)，使得參加化工設(shè)計大賽成為本校的一個常態(tài)化參賽項目。通過鼓勵學(xué)生參賽，宣傳優(yōu)秀作品，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于進一步消除傳統(tǒng)教學(xué)模式下理論與實踐教學(xué)分離、重理論輕實踐等現(xiàn)象。另外通過競賽，讓學(xué)生學(xué)習(xí)重視現(xiàn)代化工設(shè)計方法與設(shè)計工具的使用方法，了解計算機輔助化學(xué)工程設(shè)計的基本步驟，了解化工設(shè)計工作程序、工作內(nèi)容、設(shè)計文檔編制方法，經(jīng)歷從單元過程到完整流程再到化工廠的設(shè)計全過程。

二是改進教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，完善化工設(shè)計課程內(nèi)容。具體措施為：(1)創(chuàng)新教學(xué)方法。優(yōu)化課程講解方式，突出以學(xué)生為主體，以能力培養(yǎng)為核心，以問題為導(dǎo)向，通過化工設(shè)計課程的理論學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生注重工程實際，增加對工程設(shè)計的認識。另外，利用各種網(wǎng)絡(luò)平臺、空中課堂開展混合式教學(xué)工作，推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合[5]，結(jié)合學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，雨課堂等軟件，精確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因材施教，讓每個學(xué)生都能夠有更大收獲；(2)加大現(xiàn)代設(shè)計方法教學(xué)?；ぴO(shè)計涉及全面的化工專業(yè)知識，并且理論計算比較復(fù)雜，需要結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計方法，通過增加上機課時，進行化工設(shè)計現(xiàn)代設(shè)計方法的規(guī)范訓(xùn)練，讓學(xué)生得以知道各種軟件使用的步驟和方式，并對出現(xiàn)的問題進行討論和分析，提高學(xué)生的探索和創(chuàng)新能力；(3)與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，充分發(fā)揮我校的校企合作優(yōu)勢，由于化工設(shè)計課程之后即是生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)，因此可以布置實習(xí)單位生產(chǎn)裝置有關(guān)的設(shè)計性題目，以此讓學(xué)生檢驗自己的設(shè)計能力，并且把所學(xué)的知識和親身體驗并結(jié)合起來，這樣更能增加實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，融會貫通，提升自身的工程設(shè)計能力；(4)對于教師團隊進行再培訓(xùn)，通過教研室活動，集體備課，總結(jié)課程中存在的問題，探討更優(yōu)的解決辦法。通過傳幫帶，重點加強年輕教師的工程實踐能力，鼓勵教師參與到化工設(shè)計競賽中，參與到企業(yè)實踐中，使得化工設(shè)計課程能夠更多的結(jié)合實際生產(chǎn)，提高教學(xué)效果。

三是強化過程教學(xué)，引入案例教學(xué)思想[4]，通過布置經(jīng)典的設(shè)計題目，分組教學(xué)，讓學(xué)生充分的討論與展示，比如進行化工廠的設(shè)計，實際反應(yīng)器的設(shè)計等，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課下與學(xué)生進行交流，強化學(xué)生對知識的體驗性吸收，使其能夠融入學(xué)生內(nèi)心深處的體會中，從而得以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，讓其從被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語

通過我校參加化工設(shè)計大賽實際經(jīng)驗，對化工設(shè)計課程進行再思考。為適應(yīng)新時期化工類人才培養(yǎng)模式要求，實踐卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，應(yīng)加大課程教學(xué)方法和教學(xué)手段改革，促進教師了解前沿知識，學(xué)習(xí)新的設(shè)計方法，從而提高學(xué)生的積極性、團隊意識、實踐動手能力、創(chuàng)造能力，達到增強化工專業(yè)本科生綜合工程能力和實踐創(chuàng)新能力的目的。