盛敏刚，钱立武

（池州学院 化学与食品科学系，安徽 池州 247000)

化工原理课程设计的探索与实践

盛敏刚，钱立武

（池州学院 化学与食品科学系，安徽 池州 247000)

针对目前化工原理课程设计中存在的问题，通过科学选题、加强指导、培养工程能力、善于利用计算机软件辅助设计、优化评价方法等一系列改革措施，对化工原理课程设计进行了探索。实践证明激发了学生的学习兴趣，有利于培养学生的创新精神和工程意识，提高了化工原理课程设计环节的教学质量。

化工原理；课程设计；教学改革；实践

化工原理是化工、材料类专业最重要的专业基础课之一，化工原理课程设计是化工原理课程一个重要的实践教学环节。通过课程设计，使学生掌握化工设计的基本程序、要求与方法，培养学生查阅有关技术资料及物性参数等获取信息的能力，增强学生分析问题、解决问题的能力，加深化工原理知识在专业领域中的应用和经验。

1 存在的问题

化工原理课程设计题目通常是条件明确、参数齐全、理想化的模拟设计。设计过程有现成的模式，学生所做的工作主要是套用公式，依葫芦画瓢，学生往往不能很好地将理论应用于实际，只会从理论角度按照书本上的知识解题，缺乏运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。没有工程意识，不会使用工程手册及工程上的实际经验数据，所以设计出的设备常常既不规范也不合理。同时缺乏经济观点，对过程和设备的选择能力差。这些不但影响学生学习的主动性与创造性的发挥，而且降低了学生对课程的学习兴趣[1-2]。

另外，化工原理课程设计的考核评价体系不科学，制度不严格。导致学生学习没有动力，时有抄袭现象发生。这些问题严重影响化工原理课程设计教学质量的提高，难以让学生掌握工程设计要领，学生理论联系实际和解决工程实际问题能力也难以得到提高。

2 改革措施

结合学生实际，我们对化工原理课程设计进行了针对性的改革，通过科学选题、加强指导、培养工程能力、善用计算机软件辅助设计、改变评价方法等培养学生的创造性，提高其学习的主动性。

2.1 精心选题

选择的题目既要能满足课程设计教学大纲的要求，又能源于生产实际、具有较好的工业应用背景，这样可以调动学生设计的积极性，而且设计结果可与生产实际情况相比较。所需物性参数要求能从文献上查得或能计算出来，否则学生将不能完成设计任务，同时设计的题目应具有一定的难度与深度，对学生有一定的挑战性。

2.2 细心指导

由于阅历和经验的限制，在课程设计的过程中，同学们难免会遇到束手无策的难题，指导老师应适时地引导同学寻找解决难题的方法和途径。要及时了解学生的计算结果和进展情况，掌握学生在设计方案选择上是否有新意，在物性参数的选取和运用方面是否有特点，是否善于应用计算机辅助设计。在此基础上，组织学生进行交流，比较几种方案，引导他们改进设计方案。对学生取得的哪怕是一个非常小的进展，指导老师都应该加以鼓励和表扬，并不断发现问题，完善设计[3]。

课程设计结束后，指导老师可以让每一个学生把自己在课程设计中遇到的问题、解决的方法、收获与体会以及不科学之处总结出来，大家互相探讨。总结会可以使学生对知识的理解更透彻，对工程设计的方法更明确、更深刻。

2.3 培养工程思维

课程设计教学中必须重视理论联系实际，对学生进行工程理念和工程观点的培养，提高学生的工程能力，是教学过程中急需解决的问题。化工过程是研究化学工业和其它过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。化工过程的工程性主要表现在三个方面。首先是过程本身的复杂性：既有化学的，又有物理的，并且两者时常同时发生，相互影响，而且影响因素多，如密度、粘度、温度、压力、流量等。物系上既有流体（气体和液体），又有固体，时常多相共存。其次是具体生产过程制约因素多，如工厂所在地的能源供应、水源、交通、气温和气压等，不可能像在实验室一样很好测量和控制，只能依据实际条件作相应的调整。再次是化工过程处理经验公式与经验数据多，大部分经验公式很难通过理论推导得到，必须借助于经验公式。另外，解决工程问题时要学会和习惯使用前人积累的经验数据。

2.4 利用计算机辅助设计

化工原理课程设计包括化工原理、工程设计、机械制图、设备选型等内容。化学工程中的计算问题一般比较复杂，讨论的数据对象通常是数组，具体计算涉及插值、数值积分、参数拟合、常微分方程的求解、最优化设计等，所以设计计算任务繁重，因此可利用一些计算机程序来计算，可以大大缩短设计周期，提高设计效率，节省人力物力。例如精馏塔的理论塔板数计算一般采用逐板计算，虽然计算公式只涉及的操作线方程和平衡线方程，但需要反复使用这两个公式交替进行多次计算，在踏板数很多的情况下手工计算显然是难以胜任的。如果把这种计算编成程序，只要输入关系式中的物理量和生产条件，就能很快得到全塔理论板数、精馏段理论板数及加料板的位置[4]。

另外，化工原理设计流程图可以采用AutoCAD进行绘图，学生在绘图过程中会进一步掌握图幅设置、比例及线型选取、文字编辑、尺寸标注以及管件、仪表、设备表示等绘图技能，有利于今后实际工程的设计。

2.5 改革考核方式，科学评定成绩

课程设计成绩的确定，原来只注重设计说明书，然而实际上部分学生存在抄袭现象，针对这种情况，我们改革考核方式，重点从以下三个方面进行综合考评。

第一，基础知识测评。课程设计首先必须反映某一单元操作全部过程，从方案确定，已知条件选定，工艺参数确定、计算方法等方面，重点考核对基本概念、基本理论的掌握和应用。

第二，注重过程考核。从学习态度到学习能力等多个方面对学生进行评价。对于积极提问的，主动学习的，在设计过程中体现出解决问题的主动性、创造性的，都积极给予加分。

第三，增加课程设计答辩环节。设计伊始即明确答辩内容、答辩方法，答辩内容涉及流程图、装配图、设计说明书的各个部分和计算机辅助设计。答辩方法是由全体学生和老师共同参加答辩会，先由学生自我陈述在设计过程中采用的化工原理、计算公式、操作步骤、选用数据手册和参考资料等。要求答辩者能够用图表、数据、结论等工程术语表达自己的设计理念，在规定时间内阐述自己设计的特点，突出设计的科学性和创新性。

实践证明，这种考核方法比较公正、合理，迫使大部分学生都能积极主动地进行课程设计，抄袭现象基本上得到杜绝，设计质量也得到很大程度的提高。

3 结语

化工原理课程设计是化工、材料类相关专业一门重要的实践课程，是提高学生实际工作能力的重要教学环节，也为毕业设计打下基础。课程设计中大量的假定、计算、核算，都需要反复检查，学生必须对每一个步骤都要理解掌握，设计中遇到问题要主动追求解决方法，多与同学和老师探讨。通过科学选题、加强指导、培养工程能力、利用计算机软件辅助设计、优化评价方法等一系列改革措施，相当一部分同学改变了过去的学习态度，学习积极性、主动性大大增强，工程思维、设计技能和绘图技术也得到得到很大的提高，对于后续专业课的学习也起到了一定的推动作用。

[1]朱宪荣，佟白.校企结合对化工原理课程设计教学改革的尝试[J].化工高等教育，2010，111(1):46-48.

[2]叶枫，王靖.将工程设计引入化工原理课程设计教学的尝试[J].化工高等教育，2005，（2）:99-100.

[3]梁克中，牟维君，黄美英，等.化工原理课程设计教学模式改革的探索[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2006(1):123-124.

[4]王琳.《化工原理课程设计》创新教学研究[J].化学工程与装备，2009（9）:192-194.

G642

A

1674-1102(2011)03-0132-02

2011-01-10

安徽省2008年教学质量工程省级示范中心（池州学院化学与材料工程实验中心）建设项目；安徽省2011年教学质量工程（池州学院应用化学省级特色专业）建设项目；池州学院教育科学研究项目（2010jy039）。

盛敏刚(1976-)，男，安徽枞阳人，池州学院化学与食品科学系讲师，硕士，主要从事材料化工方向的教学与研究。

[责任编辑：束仁龙]