化工设计课程改革与实践的教学分析

化工设计是一门涵盖知识应用和实践操作的专业课程，是培养学生基本知识素养和专业能力所必修的课程。化工设计课程涉及高等数学、计算机技术、化工制图、化工原理和反应工程等基础课程。此课程以工学为基础，重点在于设计能力的培养和创新思维的训练，旨在锻炼学生将所学理论知识运用于工程设计和构造等实际问题中的能力，将学生所学的基本理论知识与技能和工程中存在的实际问题紧密联系起来。通过学习化工设计课程，学生可以锻炼和提高理论知识的应用能力、面对工程问题提出合理建议的能力和创新思维能力[1]。

1 化工设计课程的重要意义

化工专业的高层次人才需要具备工程设计和开发能力，包括过硬的化工专业基础知识、较高的化工设计素质和出色的工程设计能力。为使学生达到这些要求，学校开设了化工设计课程，化工设计课程的开设不仅可以加深学生对基本理论知识的理解和应用，还可以锻炼学生的实际操作和动手能力，培养学生工程设计的基本思想和技能，进而培养学生的工程素质和设计意识。化工设计是一门把化工过程从设想变成现实的建设环节的课程，涉及化学、化工、机械、安全卫生、技术、市场、环境等专业。学生必须完成基本化工设计技能和工程实践素质等方面的训练来达到如下要求：(1)能够运用所需经济和技术等相关知识，结合新工艺和新设备进行化工设计、开发和解决工程实际问题；(2)通过文献资料查阅了解工具书、国家标准和规范的使用，熟悉国家对化工设计的方针、政策和相应法律法规，掌握经验公式和数据的选择、设计成果的分析判断等[2]；(3)做到尊重科学，敢于创新，勤于钻研，具有团队精神，富有竞争意识。

2 化工设计存在的问题

随着经济和科技的进步和受教育人数的增加，学生的实习成果越来越差，实习时间短且工厂设备数量不足，因此学生很难拥有实际的化工操作和设计能力，提高化工设计课程的实践性教学和应用型训练是亟待解决的问题[3]。目前教学体系依然存在以下几方面的问题：(1)教师讲课以基础课程内容为主，学生只是被动的接受理论知识而没有实践操作；(2)实际设计中使用的软件大多比较先进，如美国 Aspen Tech 公司开发的Aspen Plus 、美国SIMSCI 公司开发的 Pro/II 都是大型工程过程模拟软件，但是化工设计课时较少，学生很难在短时间内熟练掌握并使用这些模拟软件来进行数据模拟和处理；(3)教师所给学生的设计题目落后，学生抄袭严重，无法公平客观地评定学生的化工设计成绩。如何将学生所学的理论与工程的实际情况相联系，培养学生的工程思想和提高学生的创新与应用能力是当前化工设计课程面临的重大问题。

开篇以2016年的G20峰会，抓住彭丽媛女士送给各国元首夫人的国礼“都锦生织锦”展开，体现出传统技艺的时代新生，结尾与“工匠精神”热点结合，称得上一篇具有时代感和创新性的导游词。从现场导游词创作及评分来看，评委们除了关注以上内容外，也比较喜欢在创作中听到与时代的契合度， 这对创作提出了更高的要求。

随着物联网技术的推广以及智能电网概念的兴起，国内外都在智能用电建设方面开展了大量的理论研究与实际探索，并逐渐对智能电网概念在用电侧体现出的特征内涵和典型建设内容形成了共识；同时，国务院“三网融合”的开展对于促进信息和文化产业发展，提高国民经济和社会信息化水平，满足人民群众日益多样的生产、生活服务需求，拉动国内消费，形成新的经济增长点，因此智能小区的建设具有重要意义。

通过考察传统的化工设计教学系统和模式的存在问题，我们分析和借鉴国内和国外高等学校教学改革的成功经验并结合上海应用技术大学的实际情况，从以下几方面探索和分析化工设计的教学方法和改革措施[1]。

3 化工设计教学改革的措施

依据GB/T 14167-2013 《汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点及上固定点系统》中对于座椅翻转装置的试验要求，需沿平行于车辆纵向中心平面并与水平线成向上10°±5°的方向施加载荷[1]。

3.1 设计选题革新，培养学生工程素质

化工设计是学生在掌握化工专业相关的理论知识后学习的实践性和应用性课程，是需要学生进行动手操作和运用化工理论知识来实现创新的实践性课程[4]。由于条件限制和学生人数增多，化工设计作业往往是多人合作完成一题，但在此过程中，很难保证每个人都参与到每个步骤，通常一部分人未参与任何设计过程而直接获得最后成果。为避免这种情况，我们根据不同参数要求，保证每个学生都有自己的设计课题，即每个学生按照设计任务要求，完成相应的设计过程，做到结果不雷同，过程不一致，实现学生自主思考设计思路并完成设计过程的目标，达到学生学习并掌握化工设计的目的，为未来进入化工行业打下坚实的基础[5]。针对设计选题革新，其具体措施包括：(1)化工设计内容既要有设备结构，材料及稳定性等内容的把握和思考，又要有化工原理基础知识的运用，如流体流动，传热和传质相关公式的计算等。(2)为避免学生抄袭以及与现代化工设计工程的实际情况相结合，设计要求的制定尤为重要。首先要求学生能够手动绘制设备图，其次绘制设备图与模拟操作过程的每一步所对应的思路和操作方法，需拍照或截图同设计作业一起上交，并且重点突出设计和数据处理过程，这样既可满足该课程的教学要求，又可让学生的动手绘图能力得到训练[6]。计算机的使用简化了计算过程，同时学生可以尝试自己编写简单的程序语言，深刻体会作为化工设计工程师所考虑的经济核算，参数选择和操作调节等方面的问题，这样既可以让学生的程序语言编译能力得到锻炼，又可以让学生实实在在的了解工程设计应掌握的技能和应解决的问题。

3.2 衔接其它课程，提高学生设计能力

经过研究各门课程内容和课程之间的联系，我们提出化工专业课程优良的开课顺序并大胆地将化工设计课程与其它课程设计连贯进行，学生在训练中不知不觉提高了自己的工程设计能力，通过系统的设计训练，学生不仅可以轻松的完成两门课程的学习，还可以提高整体化工程设计的实践能力[7]。关于衔接其它课程，提高学生设计能力包括以下两个方面：(1)合理安排时间：以往两门设计课程不安排在同一学期，导致化工原理理论课程还没结束，学生就需完成一门课程设计。在理论知识不扎实的情况下，学生很难有好的设计思路和设计过程。经过改革，将设计课程统一安排在化工原理理论课程结束后的一个学期，此时学生完成了基础理论课程并进行了相关实验，具备化工设计的知识储备和操作能力，是学习化工设计的最佳时机。(2)与实习的衔接：在学生完成化工设计课程的学习之后便是实习时间，此时学生对化工设计课题和流程还留有深刻的印象。因此，在实习中对基本理论和设计课程进行比较和应用并开始新的设计课题，学生能够更加灵活的将理论应用于实践，从而构建出全面而整体的化工设计思路和方法，掌握化工设计的全过程，学生便可拥有出色的设计能力，为以后进入化工企业打下牢固的基础[8]。

3.3 考核方式革新，体现学生实际水平

以往化工设计的考核方式是让学生绘制某一化工设备图并编写说明书，但由于设计的任务和过程相似，学生容易抄袭，考核没有反应出学生的真实水平。所以需要对考核方式进行革新，如采用答辩的方式实现对学生设计过程的把握和真假的鉴别，学生必须独自完成设计，熟知设计步骤，才能回答化工设计过程中遇到的各种问题，充分体现学生对设计的理解情况。通过答辩的方式，学生既能很好的表达自己的设计理念，也可以和老师进行沟通和交流。另外，教师可以参与到学生的设计过程中，了解和把握学生的设计进程和设计思想来评价学生的设计能力，综合所有情况给出设计成绩，做到真实且公平。

4 结 语

在十九大报告中，习近平总书记指出，必须把教育事业放在优先位置，并强调要推进教育公平。能否通过教育的转变，通过课程体系的完善，来帮助每一位学生找到自己，发现自己，唤醒自己，最终成为自己，是一个十分重要的问题，也是教育工作者面临的一个课题。化工设计的教学改革任重而道远，教学模式一定要与时代步伐相一致，将理论与实践结合起来，注重课堂及实践教学质量，开展以学生为中心，教师为辅助的上课方式，坚持让学生自主学习，真正参与并理解设计内容，才会让化工设计的教学工作有所成就，进而培养出国家与行业需要的理论知识扎实、工程实践操作能力强、创新应用型化工专业技术人才[8]。

参考文献

[1] 许林妹，涂国云, 孙余凭. 化工原理课程设计教学模式改革的探索与实践[J]. 广东化工, 2013, 40(3): 155-156.

[2] 陈婷, 路平. 《 化工原理课程设计》 教学改革与探索[J]. 广东化工, 2016, 43(18): 187-188.

[3] 孙保帅, 朱春山, 李冬光. 化工专业课程设计教学环节的改革与探索[J]. 广东化工, 2010, 37(8): 218-218.

[4] 李廷真, 梁克中, 赖庆柯, 等. 关于化工工艺学课程教学改革的研究[J]. 中国西部科技, 2008, 7(7): 78-79.

[5] 邱丰,余焓,蔺华林. 卓越工程师计划下的“化工设计”课程教改分析[J]. 化工设计通讯,2016,42(03):142-147.

[6] 夏伟. 《化工原理》课程的实践型教改分析[J]. 学周刊,2011,(34):18.

[7] 姚金环,李延伟,梁军. “化工原理”课程体系改革实践教学研究[J]. 高教论坛,2016,(04):36-38.

[8] 武卫荣. 工科化工原理实验教学改革探索和实践[J]. 济宁学院学报,2013,34(03):33-34.