张欣

【摘   要】 化工原理课程设计需要运用化工原理及其他相关课程的知识，具有鲜明总结性和实践性的教学环节。本文指出了化工原理课程设计中存在的问题， 对设计指导过程和考核方式进行了探讨。最后从题目选定、过程指导、计算机应用、青年教师培养、“以赛促学”等方面进行思考，并指出了其改革方向。

【关键词】 化工原理;课程设计;改革

中图分类号：G712             文献识别码：A               文章编号：2096-1073（2020）10-0043-44

[Abstract] The curriculum design of chemical principles needs to use the knowledge of chemical principles and other related courses， which has distinct summative and practical teaching links. This paper points out the problems existing in the course design of chemical engineering principles and probes into the process of design guidance and the way of assessment. At last， the author thinks about the topic selection， process guidance， computer application， training of young teachers and "promoting learning by competition"， and points out the direction of reform.

[Key words] chemical principle; curriculum design; reform

化工原理是生物工程、制药工程、应用化学、食品科学与工程等工科专业学生必修的一门基础课程，其在高等数学、大学物理、大学化学、物理化学等基础课与专业课之间起着承前启后的作用，是自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过渡时的一门重要课程。化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要组成部分，是应用本门课程和其他前序课程的知识，进行一次单元操作设计的实践过程。通过课程设计使学生熟悉化工设计的基本步骤、方法，并在查阅文献、选择公式和物性参数、用简明文字和图表阐述设计结果、计算机辅助计算等方面进行一次系统的训练，在此过程中还培养了学生正确的设计思维和脚踏实地的作风，为毕业设计的顺利开展奠定了基础。

1  课程设计教学中主要存在的问题

目前主要存在的问题包括以下几方面：（1）很多学校在进行课程设计之前没有开设相关的软件课程，导致学生普遍模拟计算的能力较差，工作效率低;（2）我校为农业类院校，可参考的工具书较少，学生主动查阅资料的意识不高;（3）多数指导教师的经验偏少，急需提高自身的指导能力;（4）教师需要指导的人数偏多，且课程设计要在理论课程结束之后进行，学生面临期末考试压力较大;（5）选题面较窄，验证性的设计题目偏多;（6）学生进入工厂机会少，缺乏对实际情况的准确把握，难以提高学生的思维能力、工程观念;（7）课程学时数少、工作量大，总体质量不高;（8）考核方式单一，基本上都是以学生的说明书为依据，很少涉及过程的考核。基于目前现状，通过课程设计锻炼学生的创新精神、解决工程实际问题的能力等目的未能很好地实现[1，2]。

2  改革课程设计的指导流程

目前的设计指导过程大多是老师先开动员会，布置设计任务、要求，确定分组情况，后期大规模指导的机会较少，学生发现问题时有可能不能得到及时的解决，造成了进度缓慢等方面的问题，所以首先需要对指导流程进行改革。

2.1  掌握实际状况

掌握学生实际情况，是分组前需要做好的功课。我们侧重于对学生如下方面能力的了解：組织领导能力、号召力、学习成绩、计算能力、办公软件能力等，使各组间实力均衡，还能调动各个成员的主动性，增强其团队合作意识，也减轻了教师的工作量。

2.2  提前准备、动员

在理论课教学过程中，穿插相关设计内容，讲解设计流程及经验，培养学生的工程意识，让学生在课下多搜集资料，培养学生查阅、总结文献的能力，并引导学生及时巩固所学知识，补充相关技能，从而解决设计过程时间短、任务多的情况。

2.3  课程设计的选题

选题要符合学生理论知识的学习情况，把握设计的难易程度，也应结合生产实际进行选题，同时要符合本科教学要求，符合学生的实际动手能力，使学生通过自身努力可以完成课程设计。

2.4  恰当的监督、指导

在设计过程中，如果遇到了问题，先在小组内进行讨论，无法解决的话，老师再进行指导，从而帮助其解决问题。除了规定的集中答疑时间外，还可以通过打电话，建立微信群、qq群为学生提供咨询、交流，记录他们的参与情况。教师应掌握学生的设计进度和动态，并为表现活跃的学生给予适当奖励。

2.5  考核方式

综合学生的表现，采取教师考核、小组评定、过程考核与答辩相结合的方式，按百分制对成绩进行评定。考查学生的设计思想、工作态度、设计方法，设计内容，以及对知识的掌握，重点考查其解决实际问题的能力。

3  化工原理课程设计的改革与实践

3.1  选题加强实践性

题目体现对学生综合能力的考查，，将生产实际与学科前沿相结合，还要结合学生的专业特色，使物料系统、操作参数、设备结构等多样化，具有一定的难易程度和深广度。通过前序的理论、实践教学，提高学生的实践能力，使他们对单元操作、生产过程、工艺设备有一定的掌握，有利于设计的完成。比如生产成本、经济效益是在整个设计过程中都需要重点考虑的方面。以板式精馏塔为例，需要考虑以下方面：（1）选择恰当的方法，同一物系使用的分离方法可以是不同的，例如利用精馏来分离液相物系时，若组份间的挥发性能接近时，很难通过普通精馏方法达到生产目的，一定要选择其他手段，这就是过程的经济性问题。 （2）若采用精馏，进料状态参数、塔釜的加热方法、工作压力也影响其经济性。 （3）确定适宜回流比时，也要考虑设备费（塔板数）和操作费（回流比）总和最低。（4）在输送管路直径确定时，先选择流体适宜的流速，也要考虑到设备费用（管路直径）和操作费用（流动阻力大小受流速高低影响）之间的关系[3，4]。

3.2  加强过程监督

过程指导坚持学生为主，教师为辅的原则。发现问题时，首先在小组内进行讨论，如果问题确实无法解决，则由老师主要指导。在集中指导时，教师将重点讲解设计的常见难点; 而小组内部讨论时，主要以工作思路、进度、存在的问题为中心，也可以通过网络等手段行实时指导。教师应掌握学生的状况，进行定期检查，以培养他们分析问题和解决问题的能力。

3.3  提高学生相关软件使用水平

人工计算费时费力、准确度也不高，计算机辅助计算是非常重要的。可以使用Matlab、Origin、Excel进行数据选择、核算和制图 ，Chem CAD、Aspen等来选择和计算物理参数和热负荷。这些相关软件，教师应在学期开始就进行介绍，课余时间学生多训练，充分利用其学习的主动性和独立性，，提高其计算机水平[5]。

3.4  提高教师指导能力

课程设计的水平与教师的指导能力是密切相关的，教师具备的实践能力是提高课程设计教学质量的重要因素。青年教师对工程实践、指导经验、生产流程、工艺设备及布局等了解较少，因此提高其指导水平尤为重要，可以通过教学实习、寒暑假社会实践活动、毕业实习、下场实践等形式到企业锻炼，参与校企之间的实习基地建设和项目合作，也可以选择实际工作经验丰富的外聘教师主讲、我校教师助课的形式进行指导，以提高我校教师的水平。

3.5  改革考核方式

综合组间互评、学生自我评价和老师评定，综合平时表现和答辩表现，在整个设计过程中都进行考核。学生总成绩按其平时表现（40%）、说明书（30%）和答辩表现（30%）组成。从设计态度、出勤率、学习表现、提问、交流沟通、知识掌握、软件应用等方面进行评价。在答辩过程中，要求团队成员说明自己的工作，并应根据团队表现和个人表现对每个学生进行评估，达到公平公正。

3.6  鼓励学生参加各级各类设计比赛

鼓励学生参加教师科研项目、各级各类设计类的实踐活动与比赛，如全国大学生化工实验大赛东北赛区选拔赛、吉林省职业院校技能大赛，通过这些比赛，学生能够更好地将理论与实践相结合，提高其计算机能力，工程观念、创新意识也会得到明显增强。

4  结语

化工原理课程设计是一门重要的实践课程，是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主要对象的一次设计实践，其教学改革也是一项复杂的工作。需要从题目确定、分组、过程考核、计算机水平、教师指导能力、考核方式等方面综合考虑，才能提升其教学质量。教师也应从自身做起，通过教学实习、寒暑假社会实践活动、毕业实习、下场实践等形式到企业锻炼，参与校企之间的实习基地建设和项目合作等方式提高自身实践能力，以为社会培养合格的工程技术人才。

参考文献：

[1] 杨 敏，龙海涛，蒲陆梅.基于应用型人才培养理念的农业院校        化工原理立体实验教学体系构建[J].内蒙古农业大学学报，          2017（2）： 62-65.

[2] 杨军君，赵小红.地方院校生物工程专业化工原理课程教学改      革与探索[J].安徽农业科学，2014，42（20）： 6894-6895.

[3] 樊丽华，朱 靖，陈红萍，等.工程教育专业认证背景下的化工课       程设计教学改革[J].河北能源职业技术学院学报，2019，9： 86-       88.

[4] 高艳清，王 勇，李 健.基于农林特色的“化工原理”课程教学改       革[J].河北农业大学学报，2018，8：25-28.

[5] 周新华，刘其海，胡福田，等.农业院校卓越工程师培养体系中        化工原理课程教学改革[J].安徽农业科学，2013，41（1）： 424-           426.

（编辑：李晓琳）