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關(guān)鍵詞:化工原理;課程設(shè)計(jì);實(shí)踐;可行性
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)22-0205-02
《化工原理》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的必修專業(yè)課程之一,理論課之后國內(nèi)大部分高校的本科人才培養(yǎng)計(jì)劃中安排了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)――《化工原理》課程設(shè)計(jì)。我們學(xué)校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃也如此?!痘ぴ怼氛n程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí),樹立正確的設(shè)計(jì)思想,解決常規(guī)化工設(shè)計(jì)中一些實(shí)際問題的一項(xiàng)重要的實(shí)踐教學(xué)。其出發(fā)點(diǎn)是通過課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生搜集資料、查閱文獻(xiàn)、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、分析與思考解決實(shí)際生產(chǎn)問題等能力。筆者從事了3屆的課程設(shè)計(jì)教學(xué),從中總結(jié)了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)方法,以期提高教學(xué)效果。現(xiàn)將筆者的教學(xué)體會(huì)作一介紹。
一、課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)具有普遍性、代表性
我?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的《化工原理》課程設(shè)計(jì)一般為二周時(shí)間。課程設(shè)計(jì)基本要求是通過這一設(shè)計(jì)過程使每個(gè)學(xué)生都受到一定程度的訓(xùn)練,使將來在不同崗位就業(yè)的學(xué)生都能受益,都能解決這類工程的實(shí)際問題,并可以舉一反三。所以課程設(shè)計(jì)的選題需要我們指導(dǎo)老師慎重,盡量選擇化工行業(yè)中最普遍且最具代表性的單元操作進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)以往的教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),題目的選取應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:
1.課程設(shè)計(jì)題目盡可能接近實(shí)際生產(chǎn),截取現(xiàn)有的某化工項(xiàng)目中的某一操作單元為設(shè)計(jì)模型,比如某合成氨廠的傳熱單元的設(shè)計(jì),流體輸送過程中離心泵的設(shè)計(jì),管殼式換熱器等等。這樣學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中有參照體系,不至于出現(xiàn)不合理的偏差。
2.課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)該圍繞著常見的化工操作單元進(jìn)行展開,比如我們都知道在講授《化工原理》理論知識(shí)時(shí)其中的單元操作有流體輸送、傳熱、精餾、吸收、萃取等等。一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)該包括2~3個(gè)常見的單元操作,從而實(shí)現(xiàn)某一簡單的化工任務(wù)。
3.課程設(shè)計(jì)題目中涉及的物質(zhì)盡可能常見易得。因?yàn)橥瓿商摂M的生產(chǎn)任務(wù)過程中需要這些物質(zhì)的物性參數(shù)進(jìn)行核算,常見易得的物質(zhì)能夠降低學(xué)生在查閱參數(shù)方面的工作量。比如,如果我們設(shè)計(jì)分離任務(wù)盡量選擇苯-甲苯,或甲醇-水等這樣的體系,因?yàn)檫@些混合體系的參數(shù)大部分工具書能夠查到。
4.《化工原理》課程設(shè)計(jì)題目選擇還要兼顧后續(xù)的《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)。根據(jù)我校的本科人才培養(yǎng)計(jì)劃,緊接《化工原理》課程設(shè)計(jì)是《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)。這兩次的教學(xué)實(shí)踐緊密銜接,互相補(bǔ)充?!痘ぴ怼氛n程設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)為工藝流程及流程參數(shù)的確定、主要設(shè)備及管線的布線及選擇,而《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)為典型設(shè)備的選型、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的選用及操作參數(shù)范圍的確定等。所以《化工原理》課程設(shè)計(jì)題目設(shè)置時(shí)保證每個(gè)題目中包含2~3個(gè)典型設(shè)備,以備學(xué)生后續(xù)的《化工機(jī)械設(shè)備》課程設(shè)計(jì)。
二、指導(dǎo)教師對學(xué)生的進(jìn)行積極指導(dǎo)
根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生接觸到課程設(shè)計(jì)課題題目的時(shí)候,猶如身置茫茫大海中,不知該如何開始。此時(shí),我們指導(dǎo)教師的積極指導(dǎo)就起著相當(dāng)重要的作用。指導(dǎo)教師的指導(dǎo)猶如指路明燈,為學(xué)生撥開疑霧,給學(xué)生指明方向,讓學(xué)生知道如何順利完成接下來的課程設(shè)計(jì)。
1.積極引導(dǎo)學(xué)生查閱資料,培養(yǎng)學(xué)生的工程思維。指導(dǎo)教師首先講解一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)應(yīng)該包括哪些主要內(nèi)容,涉及哪些參數(shù)計(jì)算及相關(guān)文獻(xiàn)查閱,怎樣做才能更好地完成這些內(nèi)容。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,從工藝和設(shè)備全方位考慮設(shè)計(jì)問題。“萬事開頭難”,學(xué)生克服了開始之初的茫然后在老師指引下很快進(jìn)入角色。在設(shè)計(jì)過程中指導(dǎo)老師鼓勵(lì)學(xué)生多做深層次思考,綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全可靠性和先進(jìn)性,培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和創(chuàng)新能力。
2.引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件輔助課程設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展,為各行各業(yè)的發(fā)展提供了便利?,F(xiàn)如今的《化工原理》課程設(shè)計(jì)的要求和十幾年前比有了很大的提高。所以設(shè)計(jì)的過程中不可避免地應(yīng)用計(jì)算機(jī)對操作參數(shù)的計(jì)算、設(shè)備的繪制、工藝流程的繪制。這就要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)前就應(yīng)該熟悉部分專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)如Chemoffice,AutoCAD,Mat Lab,Aspen Plus。考慮到后續(xù)的課程設(shè)計(jì),《化工原理》理論授課的過程中授課老師要求學(xué)生課余學(xué)習(xí)課程涉及的相關(guān)軟件,部分課后習(xí)題作業(yè)要求學(xué)生編程計(jì)算,比如精餾塔塔板的逐板計(jì)算法。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的理論結(jié)合實(shí)際的學(xué)習(xí)后,大部分學(xué)生對相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件有了了解。進(jìn)入課程設(shè)計(jì)階段,指導(dǎo)老師引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)過的軟件應(yīng)用到課程設(shè)計(jì)中。計(jì)算機(jī)軟件輔助課程設(shè)計(jì)可以起到事半功倍的效果,幫助學(xué)生順利完成課程設(shè)計(jì)。
3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。在《化工原理》課程設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生是以分組的形式進(jìn)行的,每組4~5人,并任命一名品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生為組長。為了方便工作的進(jìn)行,組長根據(jù)組員的特長進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆止ぃ热缬械耐瑢W(xué)負(fù)責(zé)查閱資料,編輯文檔,有的同學(xué)編程計(jì)算,有的同學(xué)負(fù)責(zé)繪圖。但是這并不意味著每個(gè)人的工作是獨(dú)立的,課程設(shè)計(jì)的工作一環(huán)扣一環(huán),相互關(guān)聯(lián),需要全組同學(xué)發(fā)揮出自己的特長,相互幫助,齊心協(xié)力合作完成。設(shè)計(jì)過程中每個(gè)同學(xué)都有自己的個(gè)性和特色,難免在處理一些問題的時(shí)候產(chǎn)生分歧。對同一個(gè)問題產(chǎn)生分歧的時(shí)候,作為指導(dǎo)老師要求大家采取公開討論的方法,相互傾聽對方的意見,然后對比各種方法,最后選擇最適合本設(shè)計(jì)的最佳方法。通過課程設(shè)計(jì),團(tuán)隊(duì)中的每一位成員都經(jīng)歷了一次合作鍛煉,團(tuán)隊(duì)合作能力得到提高,這也是課程設(shè)計(jì)的另一寶貴收獲。
4.撰寫正規(guī)的課程設(shè)計(jì)說明書。為了達(dá)到鍛煉的目的,我們在設(shè)計(jì)之初就要求每組學(xué)生按著設(shè)計(jì)院或者設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn),編制一份正規(guī)的設(shè)計(jì)說明書。說明書主要包括三大部分:設(shè)計(jì)的文字說明書、設(shè)計(jì)項(xiàng)目的流程圖、2~3個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的剖視圖(A3圖紙)。課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí),每一個(gè)小組課程設(shè)計(jì)說明書都要裝訂成冊,之所以這樣要求,其目的是鍛煉學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。
三、鼓勵(lì)表現(xiàn)突出的團(tuán)隊(duì)參加設(shè)計(jì)比賽
結(jié)合現(xiàn)今高等教育的培養(yǎng)計(jì)劃,國內(nèi)化工學(xué)會(huì)每年都組織大型的化工類的課程設(shè)計(jì)大賽,參賽對象來自全國各大高校的化工專業(yè)。根據(jù)這一情況,我們指導(dǎo)老師從設(shè)計(jì)之初就鼓勵(lì)學(xué)生爭取把自己優(yōu)秀的作品展示給化工領(lǐng)域的專家和同齡人。到目前為止,我們指導(dǎo)的課程設(shè)計(jì)至少已經(jīng)有三屆學(xué)生參加過了國家級的設(shè)計(jì)大賽,并獲得了獎(jiǎng)項(xiàng)。這說明課程設(shè)計(jì)是對學(xué)生獨(dú)立思考能力的一次綜合訓(xùn)練。
《化工原理》課程設(shè)計(jì)中,學(xué)生不僅認(rèn)識(shí)到了“扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),良好的工程設(shè)計(jì)思維”的重要性,也從中學(xué)習(xí)到了“理論與實(shí)際融會(huì)貫通”的精髓。從老師的角度來看課程設(shè)計(jì)不僅培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,同時(shí)也為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]孫蘭義,張?jiān)旅?,李軍,?Aspen Plus在化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東化工,2009,36(12):173-175.
課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和模式改革
課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法有課堂教學(xué)啟發(fā)式、全面開放式和放開指導(dǎo)式。[7]而現(xiàn)階段各高校最常采用的方法是課堂教學(xué)啟發(fā)式,即教師通過課堂講授,給出每一步設(shè)計(jì)步驟和框架,并在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行跟蹤答疑,讓學(xué)生按提出的框架去進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生完成設(shè)計(jì)比較順利,出現(xiàn)錯(cuò)誤較少,但是沒有充分發(fā)揮出主觀能動(dòng)性,抑制了創(chuàng)新性思維,與目前我國卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)不一致。另外,在課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中,教師給定了過多的設(shè)計(jì)限制條件,而這些限制條件在實(shí)際過程中通常都需要通過具體物系、分離要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析和計(jì)算獲得,從而使得學(xué)生的設(shè)計(jì)過程和實(shí)際的設(shè)計(jì)過程之間存在較大的距離,學(xué)生沒有體會(huì)設(shè)計(jì)的工程概念,不利于獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如,我校的乙烯-乙烷的設(shè)計(jì)任務(wù)中,給定的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件有:進(jìn)料流量、進(jìn)料乙烯含量、塔頂和塔底分離要求、塔頂操作壓力以及回流比系數(shù)。而在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,塔的操作壓力和回流比系數(shù)需要進(jìn)行物系物性的具體分析,并結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算,才能最終確定。因此,基于緊密聯(lián)系實(shí)際的出發(fā)點(diǎn),筆者對課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式和內(nèi)容提出了一些改革措施。一方面,增加了最優(yōu)回流比的確定部分。這需要學(xué)生在一定的回流比范圍內(nèi),計(jì)算不同回流比下精餾塔的投資費(fèi)用和操作費(fèi)用,繪制總費(fèi)用和回流比的關(guān)系圖,通過經(jīng)濟(jì)核算確定最優(yōu)的回流比。同時(shí)增加了壓力的選擇,學(xué)生需要根據(jù)分離物系的性質(zhì),選擇適宜的操作壓力,并給出選擇的依據(jù)和計(jì)算分析。最后還增加了AutoCAD制圖的工作量,學(xué)生須完成包括帶控制點(diǎn)的工藝流程圖,精餾塔、塔板結(jié)構(gòu)和再沸器工藝條件圖。另一方面,考慮到設(shè)計(jì)內(nèi)容的增加,而且我校化工相關(guān)專業(yè)的學(xué)生沒有學(xué)過AutoCAD制圖軟件,因此,我們安排2人為一組,自由組隊(duì),分工協(xié)作,但要求了解和審核全部內(nèi)容(通過最后的答辯考核方法來檢查)。部分學(xué)生成績優(yōu)異的學(xué)生,可以選擇獨(dú)立完成,教師在成績評定的時(shí)候會(huì)適當(dāng)傾斜。
課程設(shè)計(jì)成績評定方法改革
我們從前期的授課出勤情況、課程設(shè)計(jì)過程中表現(xiàn)的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力等多個(gè)方面評價(jià)學(xué)生。對于出勤情況好、提問積極、問題深入且有創(chuàng)新思想的學(xué)生,明確表示適當(dāng)加分。另外借助助課研究生,我們對設(shè)計(jì)教室內(nèi)的學(xué)生進(jìn)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行定期檢查和了解,掌握進(jìn)度,能夠按任務(wù)計(jì)劃進(jìn)展好的學(xué)生,也會(huì)在平時(shí)成績中獲得加分。答辯成績分(30分)。為了甄別學(xué)生是否獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù),理解并掌握了過程設(shè)計(jì)的方法和步驟,減少抄襲現(xiàn)象,進(jìn)行公開答辯是一種行之有效的方法。具體可以采用個(gè)人答辯、小組答辯或集體答辯等不同方式。為了激發(fā)學(xué)生的興趣和參與感,可以讓學(xué)生參與提問和評分,學(xué)生評分可以占到一定比例。如果學(xué)生人數(shù)較少,建議進(jìn)行個(gè)人答辯,以充分了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況。學(xué)生人數(shù)過多,教師沒有足夠的精力應(yīng)對,也可以采用幾個(gè)學(xué)生同時(shí)答辯的方式,且對于同一問題,答辯學(xué)生之間可以相互補(bǔ)充或糾錯(cuò)。說明書和圖紙的質(zhì)量分(60分)。按照教學(xué)大綱考核要求,我們重點(diǎn)考察學(xué)生對基本概念、原理的掌握和應(yīng)用。同時(shí)關(guān)注學(xué)生是否具有工程概念、是否提出了創(chuàng)新想法、工藝參數(shù)的正確性、設(shè)計(jì)方案結(jié)果分析的合理性和經(jīng)濟(jì)性、圖紙的排版是否正確規(guī)范、設(shè)備圖示以及尺寸標(biāo)注是否正確等,從多個(gè)方面進(jìn)行全面評價(jià)。
教學(xué)改革的實(shí)踐和成效
目前化工原理課程設(shè)計(jì)通常是安排2周的時(shí)間,每個(gè)班安排2名指導(dǎo)教師,10~15人一個(gè)題目,每班安排3~4個(gè)題目。設(shè)計(jì)結(jié)束后通過設(shè)計(jì)答辯和設(shè)計(jì)說明書來評定成績,有時(shí)僅通過設(shè)計(jì)說明書評定成績。教師只對學(xué)生設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解答和輔導(dǎo),一般不會(huì)對設(shè)計(jì)計(jì)算的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)[2]。這種課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式存在許多問題,特別是嚴(yán)重脫離了生產(chǎn)實(shí)際,不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
2化工原理課程設(shè)計(jì)存在的問題
化工原理課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)體系中的重要教學(xué)環(huán)節(jié),但目前化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在諸多問題,影響了學(xué)生實(shí)踐能力的提高和工程素質(zhì)的培養(yǎng),主要有以下幾方面。(1)學(xué)生接觸的都是理論知識(shí),對工藝和設(shè)備的認(rèn)識(shí)只能通過書本得來,在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)缺少必要的工程意識(shí),對于設(shè)計(jì)過程涉及的計(jì)算和公式并沒有真正理解,而且課程設(shè)計(jì)涉及的課程內(nèi)容較多,計(jì)算量又大,學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性又有很大差別,再加上設(shè)計(jì)答辯考察的問題及考察時(shí)間均有限,使一些學(xué)生很少主動(dòng)創(chuàng)意發(fā)揮,只是機(jī)械的依葫蘆畫瓢,使課程設(shè)計(jì)失去原有的意義[3]。(2)課程設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)一般集中安排在臨近學(xué)期期末,由于師資的不足,每位教師要同時(shí)指導(dǎo)幾十個(gè)學(xué)生,學(xué)生也面臨著期末考試、實(shí)習(xí)等壓力,造成師生及時(shí)溝通困難,一般是教師集中將設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求向?qū)W生詳細(xì)闡明后就基本放任不管。另外,學(xué)生缺少查閱工具書的意識(shí),當(dāng)設(shè)計(jì)中遇到相關(guān)問題時(shí)就生搬硬抄教材,從而無法訓(xùn)練和提高學(xué)生分析和解決工程問題的能力[4]。(3)在化工原理課程設(shè)計(jì)中有很多參數(shù)需要由設(shè)計(jì)者合理選用,需要設(shè)計(jì)者選擇比較合適的值,以獲得更好的結(jié)果,故需要多次選擇參數(shù)值方可獲得滿意的結(jié)果。由于反復(fù)試算的計(jì)算量較大,很難實(shí)現(xiàn)通過改變設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行方案比較的設(shè)計(jì)性訓(xùn)練。另外,傳統(tǒng)的化工原理課程設(shè)計(jì)安排的題目都是沿用很多年的題目,很少與現(xiàn)在的工廠現(xiàn)狀相關(guān)聯(lián),使其脫離了與工程實(shí)踐的銜接。
3化工原理課程設(shè)計(jì)改革途徑
通過改革課程設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程和考核方式等,使化工原理課程設(shè)計(jì)作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)計(jì)劃中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)能夠充分發(fā)揮其作用[5-6]。(1)改革課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和工程意識(shí)。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容是課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),內(nèi)容的好壞直接關(guān)系到教學(xué)目的的成敗,應(yīng)用型本科教育培養(yǎng)的應(yīng)是掌握了夠用的基本理論知識(shí),懂得將高深知識(shí)或高新技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐轉(zhuǎn)化,對生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)有總體認(rèn)識(shí)的學(xué)生[7]。因此,設(shè)計(jì)內(nèi)容的選擇要結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),使學(xué)生的設(shè)計(jì)既能將理論課程上所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用,又有較好的體現(xiàn)工業(yè)背景和具有典型性、實(shí)用性的特點(diǎn)。為了達(dá)到培養(yǎng)目的,一方面進(jìn)行廣泛的調(diào)研,選擇正確合理的實(shí)習(xí)企業(yè)。選擇產(chǎn)品較多、技術(shù)人才較強(qiáng)的大中型企業(yè),發(fā)展校企合作、校企互利關(guān)系,逐步建設(shè)成為穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地,讓學(xué)生通過實(shí)習(xí)建立對工藝和設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)。在學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前,先去企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí),加深對實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)。另一方面拋棄傳統(tǒng)的假意設(shè)計(jì),緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際,立足生產(chǎn)前沿。依據(jù)實(shí)習(xí)基地,選擇適合的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。例如:對現(xiàn)場生產(chǎn)過程進(jìn)行核查,評估生產(chǎn)能力;對生產(chǎn)過程及技術(shù)進(jìn)行改造等。(2)改革課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)過程,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問題的能力。課程設(shè)計(jì)過程涉及大量的工程性問題,對課程設(shè)計(jì)過程的指導(dǎo)直接關(guān)系到應(yīng)用型本科教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量,對學(xué)生設(shè)計(jì)過程的指導(dǎo)應(yīng)從分析設(shè)計(jì)的目的和依據(jù)、主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)這幾個(gè)方面著手,使學(xué)生掌握化工設(shè)計(jì)的基本程序和方法,從查閱資料、選用公式、搜集數(shù)據(jù)、化工制圖等方面強(qiáng)化學(xué)生的工程概念,提高學(xué)生分析和解決工程問題的能力。在課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)過程中,加強(qiáng)與實(shí)習(xí)企業(yè)的聯(lián)系,從企業(yè)聘請實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員和學(xué)校教師共同擔(dān)任指導(dǎo)老師,同時(shí)提高學(xué)生分析和解決工程問題的能力和對理論知識(shí)的應(yīng)用能力。(3)改革計(jì)算和制圖方式,強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。近年來,隨著計(jì)算機(jī)的普及和計(jì)算軟件的開發(fā),計(jì)算機(jī)在化工設(shè)計(jì)、化工生產(chǎn)、化工科研和教學(xué)等方面的應(yīng)用越來越廣泛,應(yīng)用價(jià)值越來越被承認(rèn)。因此對于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的高校而言,強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力尤其重要。將傳統(tǒng)的手工計(jì)算和手工繪圖與計(jì)算機(jī)相結(jié)合,提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。(4)改革考核方式,將過程考核和能力考核相結(jié)合。設(shè)計(jì)成績的評價(jià)體系,直接關(guān)系到學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的效果,因此設(shè)立合適的評價(jià)方法至關(guān)重要。為了更好的實(shí)施以上四點(diǎn),還需要編寫針對性的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)用書。目前使用的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書大都按照課程內(nèi)容編寫,綜合性差,并且嚴(yán)重脫離生產(chǎn)實(shí)際,不適合應(yīng)用型人才的培養(yǎng),因此必須要編寫有針對性的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)選擇合適的設(shè)計(jì)項(xiàng)目,深入研究指導(dǎo)書的基本內(nèi)容,注重校企聯(lián)合編寫針對性的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。總之,化工原理課程設(shè)計(jì)作為高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)中一次重要的實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng),是培養(yǎng)學(xué)生成為工程技術(shù)人員必備的基本訓(xùn)練。根據(jù)高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求,應(yīng)對課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程進(jìn)行改革與實(shí)踐,著力提高學(xué)生獨(dú)立思考和工程實(shí)踐的能力。
4結(jié)語
【關(guān)鍵詞】飛機(jī)性能;課程設(shè)計(jì);工程化教學(xué)改革
“飛機(jī)性能課程設(shè)計(jì)”課程是交通運(yùn)輸專業(yè)的一門骨干專業(yè)實(shí)踐課程,對于學(xué)生有關(guān)飛機(jī)性能的“工程化”能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有極其重要的作用。教研改革以前,“飛機(jī)性能課程設(shè)計(jì)”教學(xué)對實(shí)踐教學(xué)重要性認(rèn)識(shí)不足,導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生雖具有較為扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),但在動(dòng)手能力方面較差,普遍缺乏工程意識(shí)和創(chuàng)新能力,在競爭日益激烈的背景下缺乏競爭力。為此,課程組以教改項(xiàng)目為依托,確立“飛機(jī)性能課程設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)突出“應(yīng)用型、工程化”特點(diǎn),將以往的“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn)逐步向“綜合型、實(shí)踐型和創(chuàng)新性”實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變,加強(qiáng)對學(xué)生發(fā)現(xiàn)與解決問題的能力、開拓與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程組以掌握飛機(jī)性能基本概念和理論為基礎(chǔ),以培養(yǎng)學(xué)生的“工程化”應(yīng)用能力及創(chuàng)新意識(shí)為中心,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革緊密圍繞提升學(xué)生的“工程化”素質(zhì)這一根主線展開。
一、教學(xué)內(nèi)容改革
課程設(shè)計(jì)題目選擇直接關(guān)系到整個(gè)課程設(shè)計(jì)所能取得的訓(xùn)練效果,對學(xué)生“工程化”素養(yǎng)以及設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)造精神的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目類型較為單一陳舊,缺乏綜合性題目,更多是針對某一方面的片段性訓(xùn)練,這樣的題目更像是課后練習(xí)題的重復(fù),嚴(yán)重束縛學(xué)生的創(chuàng)新思維,在設(shè)計(jì)過程中學(xué)生普遍感到枯燥無味,無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,滋生抄襲現(xiàn)象。為此,課程組成員在堅(jiān)持階梯形多元化的課題來源的同時(shí)結(jié)合教師自身的科研以及與企業(yè)的合作,如結(jié)合與中國航空無線電電子研究所615合作的項(xiàng)目“民用飛機(jī)性能管理技術(shù)研究項(xiàng)目”中針對737-800飛機(jī)的升力、阻力、推力等參數(shù)的計(jì)算方法與原理,融合到“實(shí)驗(yàn)一:基本飛行性能參數(shù)計(jì)算”中;將項(xiàng)目成員承擔(dān)的中國民航局的“高原航線運(yùn)行安全性分析”項(xiàng)目,將其中的航路發(fā)動(dòng)機(jī)失效飄降策略研究的內(nèi)容融合到“實(shí)驗(yàn)二:波音機(jī)型航線運(yùn)行及安全性分析”與“實(shí)驗(yàn)四:高原航線限載確定及安全性分析”中?!皩?shí)驗(yàn)三:公務(wù)機(jī)飛機(jī)性能分析方法研究”重點(diǎn)考查學(xué)生實(shí)際工作中搜集資料的能力,以及各種航空情報(bào)資料的處理與判讀,搜集針對公務(wù)機(jī)小型飛機(jī)的飛機(jī)性能的規(guī)章要求,并結(jié)合性能圖表確定飛機(jī)性能的分析方法?!皩?shí)驗(yàn)五:非標(biāo)準(zhǔn)起飛分析案例”主要針對實(shí)際工作中有可能遇到的各類故障以及非標(biāo)準(zhǔn)起飛情況分別確定起飛性能,最后以防止系統(tǒng)不工作起飛且伴隨起飛后起落架不能收上的案例要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)處置策略,并評估可行性。通過對一線企業(yè)的調(diào)研,積累了一定的案例素材,開發(fā)積累了一定數(shù)量難度適中、又密切聯(lián)系工程實(shí)際的設(shè)計(jì)題目。
二、教學(xué)方式改革
1.團(tuán)隊(duì)協(xié)作與單兵作戰(zhàn)相結(jié)合的訓(xùn)練模式
以往的一人一題和多人一題的課程設(shè)計(jì)分組模式都存在較大弊端,由于學(xué)生此前并沒有經(jīng)歷過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程訓(xùn)練,學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備相對不足,工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也相對欠缺,加之課程設(shè)計(jì)周期短,完全靠單兵作戰(zhàn)容易導(dǎo)致學(xué)生在指定時(shí)間無法完成設(shè)計(jì),甚至出現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果不符合給定的設(shè)計(jì)要求等現(xiàn)象。相反組員人數(shù)過多,又會(huì)滋生部分學(xué)生“等、靠、要”的惰性現(xiàn)象出現(xiàn)。因此,應(yīng)將兩者有機(jī)結(jié)合,充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮每一名學(xué)生的主觀能動(dòng)性和獨(dú)立思考能力,培養(yǎng)其工程意識(shí)和創(chuàng)意意識(shí)同時(shí)也提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展初期,以4人為小組,小組內(nèi)針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行充分討論,確定解決問題的方法,明確解決方法后,教師針對每一個(gè)學(xué)生分配唯一的計(jì)算基本參數(shù),學(xué)生根據(jù)分配的唯一參數(shù)以及組里討論的方法撰寫報(bào)告,避免出現(xiàn)抄襲報(bào)告的現(xiàn)象出現(xiàn)。
2.以學(xué)生為主,運(yùn)用啟發(fā)式教育模式
實(shí)驗(yàn)過程由教師為主變?yōu)橐詫W(xué)生為主,改變以往以教師為主、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面,在教師明確實(shí)驗(yàn)課題與要求之后,由學(xué)生分組討論,教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)討論環(huán)節(jié)深入到各討論組中,當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)不直接給出學(xué)生所有問題的答案,更不能親自動(dòng)手代替學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中的問題,而要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考,自己找到問題原因并解決。如針對飄降的越障方式以及超障余度,可建議學(xué)生看CCAR121,至于規(guī)章的具體內(nèi)容需要學(xué)生自己去查,公務(wù)機(jī)的飛機(jī)性能考慮的因素也應(yīng)告訴學(xué)生參考23部及135部,而不是直接告訴他們?nèi)绾蝸砜紤]。對于各組均遇到的共性問題且均難以解決時(shí),教師可針對這一問題面向全員詳細(xì)解答。
3.開放式設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)課題設(shè)計(jì)
強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程、內(nèi)容與航空公司實(shí)際情況的“真實(shí)性”的同時(shí),學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性也很重要,興趣和主動(dòng)性是進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)、培養(yǎng)創(chuàng)新思維動(dòng)力和源泉。每一個(gè)實(shí)驗(yàn),指導(dǎo)教師只是給出實(shí)驗(yàn)課題的基本要求和部分參考資料,學(xué)生可以在此基礎(chǔ)上自由發(fā)揮,開放式課題需要學(xué)生自己去規(guī)劃實(shí)驗(yàn)過程和步驟,迫使學(xué)生必須認(rèn)真預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備,不再亦步亦趨地依賴實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要學(xué)生掌握“空氣動(dòng)力學(xué)”“飛機(jī)性能工程”“航空情報(bào)”以及一定的計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)的能力。如針對“實(shí)驗(yàn)一:基本飛行性能參數(shù)計(jì)算”,學(xué)生解決的途徑就至少有四種:一是遍歷法,即從馬赫數(shù)0.3至0.8以小間隔密點(diǎn)遍歷計(jì)算,可以得到詳細(xì)的數(shù)據(jù),但時(shí)間會(huì)很長,且計(jì)算量也很大;二是縮小區(qū)間搜索法,即先大區(qū)間搜索,得到特征參數(shù)的大致區(qū)間后,再縮小區(qū)間逐級搜索;三是曲線擬合法,即隨機(jī)計(jì)算一定數(shù)量的點(diǎn)后,根據(jù)計(jì)算結(jié)果采用擬合工具,求得各曲線函數(shù),再針對不同函數(shù)求特征點(diǎn);四是計(jì)算機(jī)編程,將各類型數(shù)據(jù)建立性能數(shù)據(jù)庫,通過計(jì)算機(jī)編程的形式處理各類數(shù)據(jù),并用計(jì)算機(jī)搜索各特征位置。針對“實(shí)驗(yàn)五:非標(biāo)準(zhǔn)起飛分析案例”中起落架不能收上的空中應(yīng)急情況,就需要學(xué)生根據(jù)航線周邊機(jī)場的分布情況,選擇不同的處置方案,并針對自己的處置方案進(jìn)行安全評估。針對“航路單發(fā)飄降方案”的制定,就可以采用不同的工具對航線障礙物及飄降軌跡進(jìn)行仿真模擬,確定的方案也會(huì)有差異性。
三、考核方式改革
與理論學(xué)習(xí)不同,在實(shí)踐中遇到的各種實(shí)際問題沒有現(xiàn)成的“標(biāo)準(zhǔn)答案”,學(xué)生必須積極主動(dòng)地思考,尋求屬于自己的解決方法。實(shí)驗(yàn)成績不但要準(zhǔn)確、全面、公平、合理地評價(jià)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn),更要體現(xiàn)出對創(chuàng)新活動(dòng)的鼓勵(lì),否則容易傷害學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。1.平時(shí)上實(shí)驗(yàn)課的出勤情況將學(xué)生的平時(shí)出勤情況計(jì)入最后成績,不但是對學(xué)生參與教學(xué)過程的有效督促,也是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的組織紀(jì)律性以及團(tuán)隊(duì)意識(shí)的必要手段,同時(shí)也是學(xué)校有關(guān)教學(xué)管理文件的規(guī)定。2.學(xué)生期末成績學(xué)生期末成績,由5個(gè)報(bào)告分別打分,最后取平均成績作為期末成績。為在教務(wù)系統(tǒng)正常登錄成績,以100分計(jì),各報(bào)告成績又分為如下兩項(xiàng):(1)團(tuán)隊(duì)協(xié)作成績。上述教學(xué)方式改革中提到實(shí)驗(yàn)采用“團(tuán)隊(duì)協(xié)作與單兵作戰(zhàn)相結(jié)合的訓(xùn)練模式”,為了充分調(diào)動(dòng)各組成員參與討論的積極性,也為了防止團(tuán)隊(duì)協(xié)作不能落到實(shí)處,將對各討論組中隨機(jī)抽取組員,對其所在組的討論情況作答辯。從方案正確性、方案可行性與討論充分性三方面,教師根據(jù)答辯情況進(jìn)行評分,作為整個(gè)組的每個(gè)人的團(tuán)隊(duì)協(xié)作成績。(2)個(gè)人實(shí)驗(yàn)成績。該部分成績由格式規(guī)范性、計(jì)算正確性、方案熟悉程度以及邏輯連貫性四部分組成。其中計(jì)算正確性成績教師采用單獨(dú)面試,根據(jù)學(xué)生報(bào)告的計(jì)算結(jié)果,選取4個(gè)有可能有問題的參數(shù),讓學(xué)生現(xiàn)場計(jì)算,檢查計(jì)算過程的正確性以及與實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論是否能一致,作為正確性檢驗(yàn)。以上的考核方式,要求學(xué)生能夠主動(dòng)參與小組討論確定方案,能力強(qiáng)與能力弱的學(xué)生都能夠充分溝通,暢所欲言,同時(shí)也通過這種方式讓能力強(qiáng)的學(xué)生明白“個(gè)人強(qiáng)不是真的強(qiáng),只有整個(gè)團(tuán)隊(duì)強(qiáng),才是真的強(qiáng)”。學(xué)生必須平時(shí)認(rèn)真弄懂每一次實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì),熟悉其中蘊(yùn)含的飛機(jī)性能原理,能熟練使用實(shí)驗(yàn)中用到的各種飛機(jī)性能圖表與數(shù)據(jù),并準(zhǔn)確計(jì)算和分析數(shù)據(jù)。有了這種壓力和激勵(lì),學(xué)生會(huì)認(rèn)真對待每一次實(shí)驗(yàn),養(yǎng)成認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)負(fù)責(zé)的工作作風(fēng),避免了學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中混亂無序、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量下降的可能,大大減少了抄襲現(xiàn)象?!帮w機(jī)性能課程設(shè)計(jì)”課程改革是對該課程的一次全面梳理與評價(jià),結(jié)合2012年工程認(rèn)證期間的各指標(biāo)體系的理解以及專家組的意見,從工程化實(shí)踐需求的角度貼近“工程教育”的要求,使學(xué)生對該課程的重視程度與教學(xué)效果都得到了極大的提高,學(xué)生滿意度進(jìn)一步提高,考核結(jié)果也較為滿意,可以為民航一線輸送更多具備實(shí)踐能力的優(yōu)秀畢業(yè)生。
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關(guān)鍵詞:化工工藝學(xué);課程建設(shè);工程能力;教學(xué)
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)15-0271-02
隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,社會(huì)對對化工人才培養(yǎng)提出了更高的要求。本科院校工科教育的主要目標(biāo)之一是培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才,使學(xué)生在獲得專業(yè)知識(shí)和技能的同時(shí)具備較高的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”明確提出“……改革工程教育人才培養(yǎng)模式,提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力……”。強(qiáng)化學(xué)生工程能力的培養(yǎng)已成為高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)的核心任務(wù)?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)肩負(fù)著培養(yǎng)高級化工人才的使命,專業(yè)工程性質(zhì)突出。培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,不僅要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè),更要重視理論課教學(xué)特別是專業(yè)課教學(xué)的指導(dǎo)作用。化學(xué)工程與工藝專業(yè)主要面向的工業(yè)部門是化學(xué)工業(yè),屬流程工業(yè),往往涉及一系列物理、化學(xué)和生物加工過程?;ぎa(chǎn)品的生產(chǎn)是各種化學(xué)單元反應(yīng)和化工單元操作的有機(jī)組合和綜合應(yīng)用。化工工藝學(xué)是根據(jù)化學(xué)、物理、物理化學(xué)、化學(xué)工程原理和其他科學(xué)的成就,研究綜合利用各種原料生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的方法原理、操作條件、流程和設(shè)備,以創(chuàng)立技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全環(huán)保的化工生產(chǎn)工藝的學(xué)科,被認(rèn)為是架在實(shí)驗(yàn)室研究與工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)橋梁。課程工程性強(qiáng),存在許多與實(shí)踐環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)點(diǎn),是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的適宜載體。關(guān)于化工工藝學(xué)課程教學(xué)已由不少報(bào)道。黃美英[1]等對強(qiáng)化課堂教學(xué)、加強(qiáng)實(shí)踐與理論教學(xué)相結(jié)合以及強(qiáng)化學(xué)生工程觀念等方面對《化工工藝學(xué)》課程教學(xué)方法的改革進(jìn)行了探討;邱玉娥等[2]指出該課程教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),并嘗試采用“傳統(tǒng)型、技改型、創(chuàng)新型”案例教學(xué)法強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的技改創(chuàng)新意識(shí)。王鈞偉等[3]認(rèn)為可通過精選教材內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)、追蹤學(xué)科發(fā)展、開設(shè)專題報(bào)告、加強(qiáng)綠色教育等方式,提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),增強(qiáng)教學(xué)效果。本文介紹了在化工工藝學(xué)的課程建設(shè)和教學(xué)中突出學(xué)生工程能力培養(yǎng)的一些新嘗試。
一、課程教學(xué)目的再認(rèn)識(shí)
從化工生產(chǎn)工藝角度出發(fā),運(yùn)用化工過程的基本原理,闡明化工工藝的基本概念和流程組織、物料衡算、熱量衡算的通用方法,介紹典型產(chǎn)品的生產(chǎn)原理、典型流程、關(guān)鍵設(shè)備、工藝條件。典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的講解重點(diǎn)放在分析和討論反應(yīng)、分離部分的工藝原理、影響因素、確定工藝條件的依據(jù)、反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、流程的組織等;同時(shí)對工藝路線、流程的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、能量回收利用、副產(chǎn)物的回收利用及三廢處理運(yùn)作進(jìn)行一定的論述。使學(xué)生獲得廣博的化學(xué)工藝知識(shí),培養(yǎng)工程能力,以便在生產(chǎn)與研究開發(fā)工作中開拓思路,靈活運(yùn)用,不斷開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品和新設(shè)備,更好地滿足社會(huì)需要。為強(qiáng)化工程能力培養(yǎng),要重視本課程對專業(yè)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)作用,教學(xué)活動(dòng)與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)關(guān)聯(lián),畫龍點(diǎn)睛,有的放矢。
二、課程教學(xué)資源建設(shè)突出學(xué)生工程認(rèn)知、工程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作
依據(jù)課程實(shí)踐性、綜合性、復(fù)雜性,為提高學(xué)生的工程認(rèn)知能力和感性認(rèn)識(shí),基于FLASH和網(wǎng)頁制作等軟件工具,開發(fā)了多功能的化工工藝學(xué)資源庫,包括:例題分析、圖形演示、生產(chǎn)裝置實(shí)際錄像和圖片、實(shí)習(xí)現(xiàn)場實(shí)際教學(xué)錄像和圖片等。學(xué)生可隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)觀摩這些資源。學(xué)生將工業(yè)生產(chǎn)裝置和工藝展示的視頻看作理論聯(lián)系實(shí)際的視覺紐帶,訪問的積極性高。《化學(xué)工藝學(xué)》中流程圖較多,如果采用學(xué)生自己看書本中的流程圖,然后老師講解的教學(xué)方法,很容易讓學(xué)生感覺枯燥無味,所以本課程特別重視直觀、豐富多彩的多媒體教學(xué)方式的高效應(yīng)用,課件可通過網(wǎng)課程絡(luò)平臺(tái)自由訪問。在繪制工藝流程圖時(shí),盡量使用動(dòng)態(tài)畫面,如把物料的流動(dòng)做成動(dòng)畫,管道、設(shè)備、閥門等做成立體圖,不同的物料及公用工程用不同的顏色區(qū)分,力求逼真、醒目。固體燃料氣化制備合成氨原料氣的間歇造氣過程的操作循環(huán)的動(dòng)畫演示就很受學(xué)生歡迎。在本課程的建設(shè)安排了課程設(shè)計(jì),其中大約■的設(shè)計(jì)題目與授課內(nèi)容直接相關(guān),如合成氨、芳烴分離、天然氣制甲醇等,著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力,鍛煉和提高其對工藝路線的設(shè)計(jì)、設(shè)備選型,以及車間布置和管道布置的能力,培養(yǎng)正確、熟練查閱工藝設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊及參考書的技能。將教師科研項(xiàng)目、社會(huì)正在建設(shè)的工程項(xiàng)目等引入教學(xué),強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)和工程觀念?;I(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中設(shè)置乙苯脫氫、反應(yīng)精餾、噴霧干燥、空氣分離等與化工工藝學(xué)授課內(nèi)容直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
三、課程教學(xué)突出培養(yǎng)學(xué)生的“當(dāng)代工程觀”
工程觀是人們關(guān)于工程活動(dòng)的基本理念,是認(rèn)識(shí)和進(jìn)行工程活動(dòng)的指南。工程觀念的強(qiáng)弱和趨向直接影響著從業(yè)人員的實(shí)踐能力。在當(dāng)代學(xué)科交叉滲透的趨勢下形成的當(dāng)代工程觀[4]是對傳統(tǒng)工程觀的揚(yáng)棄和超越。當(dāng)代工程觀視生態(tài)環(huán)境為工程活動(dòng)的內(nèi)生因素,認(rèn)為工程活動(dòng)不但受生態(tài)環(huán)境的制約,而且應(yīng)按照生態(tài)規(guī)律重塑生態(tài)活動(dòng)的方式[4]?;すに噷W(xué)是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)的良好媒介。在緒論部分,我們強(qiáng)調(diào)工藝技術(shù)不同于實(shí)驗(yàn)室制備技術(shù),工藝路線評價(jià)要突出理論上的正確性、技術(shù)上的可行性、操作上的安全性、經(jīng)濟(jì)上的合理性,還要突出環(huán)境及生態(tài)相容性。講解具體產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程中,將原子經(jīng)濟(jì)性(AE)[5]、環(huán)境商(EQ)[6,7]的概念進(jìn)行具體計(jì)算、剖析。比如氯醇法與乙烯環(huán)氧化法制備環(huán)氧乙烷路線的比較就是用案例教學(xué)提高學(xué)生對可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任意識(shí)和創(chuàng)新素質(zhì)的生動(dòng)素材。
四、授課過程強(qiáng)化與實(shí)踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系
在授課過程中,我們適時(shí)引入后期開設(shè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)的題目,提高學(xué)習(xí)的針對性,如介紹乙苯脫氫時(shí)讓學(xué)生思考專業(yè)實(shí)驗(yàn)將重點(diǎn)考慮的問題:降低體系分壓的方法、測定乙苯轉(zhuǎn)化率和苯乙烯收率的方法、采用色譜定量時(shí)苯乙烯的出峰順序等;在講解物料衡算、熱量衡算、工程圖紙視圖、流程組織時(shí)強(qiáng)調(diào)在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用;在介紹特殊設(shè)備布置時(shí)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)發(fā)展,如介紹合成氨工藝技術(shù)時(shí)引入廢熱鍋爐的適度傾斜布置;適時(shí)介紹生產(chǎn)實(shí)習(xí)中遇到的工藝技術(shù)問題,并啟發(fā)學(xué)生分析、解決這些問題,引導(dǎo)學(xué)生建立工程應(yīng)用意識(shí);授課期間帶學(xué)生去觀摩校內(nèi)實(shí)驗(yàn)及中試裝置,突出情景式教學(xué),使理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)無縫統(tǒng)一、相互促進(jìn)。
五、授課過程突出原理-條件-流程-設(shè)備一條主線
為強(qiáng)化工程意識(shí),使學(xué)生形成做工程就是做細(xì)節(jié)的理念,在介紹氨、C8芳烴、甲醇、苯乙烯、環(huán)氧乙烷、丙烯腈、氯乙烯等產(chǎn)品制備技術(shù)時(shí),用整體一條線的思想組織教學(xué):按照產(chǎn)品性質(zhì)、用途―生產(chǎn)原理(含主副反應(yīng)、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析)―催化劑選擇―工藝條件討論─工藝流程比較―設(shè)備分析的順序,由淺入深,漸入佳境。
強(qiáng)化學(xué)生工程能力的培養(yǎng)已成為工科高校實(shí)踐和理論教學(xué)的核心任務(wù),通過化工工藝學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生工程能力是課程建設(shè)的內(nèi)在要求。強(qiáng)化與工程認(rèn)知、工程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)教學(xué)資源建設(shè),授課中貫徹當(dāng)代工程觀,授課過程與實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,用原理-條件-流程-設(shè)備整體一條線組織教學(xué)等是在化工工藝學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生工程能力的有效措施。
參考文獻(xiàn):
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[3]王鈞偉,官葉斌,孔學(xué)軍,等.《化學(xué)工藝學(xué)》教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].廣東化工,2012,(4):233-234.
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