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化工课程设计范文1
化工类课程设计是理论课学习阶段结束后进行的实践教学环节，是化工专业的专业基础课程不可或缺的实践性教学环节，时间为一周。按我校以前教学安排，学生一般在大二先做《化工原理的课程设计》，然后在大三做《化工机械基础课程设计》，在大四时做毕业设计。这些设计要求学生独立思考，融会贯通该课程的基本知识，并在规定的时间内，通过全面分析设计过程，计算筛选出最优化的设计方案，解决实际问题。
1.2化工类课程设计时间短
我校目前化工专业化工类课程设计只开设《化工原理课程设计》和《化工设备机械基础课程设计》两门课程设计，这两门课程设计分别是在化工专业大二下学期上完化工原理课后即第十八周，大三上学期上完化工设备机械基础后即第十八周开设，时间都为一周。由于在一周内需要完成工艺计算、流程设计、设备的设计计算、工程图纸的绘制和设计说明书的编制，而这个时间段已经接近我校学期期末，学生需要准备四六级考试和期末考试，同学们普遍感觉时间紧张，根本没有时间和精力来认真完成课程设计的内容。设计时学生对工艺流程和仪器设备的结构与原理都是通过理论课学习的，对工艺和设备只具有初步的理性认识，不具有感性认识，有时甚至对一些设备外型一点都不知道，更不用说内部结构了，也没有足够长时间让学生去了解，所以在设计过程中表现出很大的盲目性。有些同学为了赶设计内容和图纸，设计时也只能照抄照搬教科书，只是将数据简单的换一换，达不到课程设计的教学目的和效果［5］。
1.3课程设计资料少，设计不合理
为了确保工业生产过程的安全，许多国家在化工生产工艺过程的设计、设备的制造、安装、维护和检验等方面都制定有自己的规范和标准，在操作和设计过程中工程技术人员需要严格按照相应规范进行。［6］这就使得了解和熟悉设计规范是化工类课程设计的一个重要内容。但由于我国教材更新速度落后于标准和规范，而且我校图书馆工具书的馆藏量很少，使得学生设计时查找最新标准和资料困难，有些学生为了省事，就直接采用旧标准和规范进行设计，显然这与实际设计要求不符，不利于对学生工程意识和工程素养及工程能力的培养。
1.4许多青年教师缺乏实践经验，指导学生的能力不足
我校是2000年新升格为本科地方性院校，在我校升本以前主要以师范专业为主，升本以后为了适应我校“地方性、应用型、综合性”的办学定位和理念，逐步淘汰一些传统的理科专业，新开设了很多工科专业，在这样一个背景下，材料与化工学院化学工程与工艺专业于2008年开始招生。但是我院大部分老师都是理科和一些传统专业出身，这些老师又不可能没有课上，这样的话就导致很多年轻的理科和传统专业出身的老师来上一些工科性、实践性很强课程，可是这些老师自身就缺乏实践经验，只能照本宣科，导致我校化工类课程设计教学只能照抄照搬，老师和学生都不能在实践过程中灵活运用所学知识进行设计，老师也没有办法进行一些高屋建瓴性的指导，这样使得课程设计教学效果差。
2校企结合模式下化工类课程设计体系构建
2.1完善校企结合模式下化工类设计课程体系构建
化工类课程设计是综合性课程，是一门理论联系实际非常紧密的课程，涉及的专业知识范围广，要求学生具备化工类扎实的专业知识和一定的实践经验，在设计过程中要有工程的观念。这就要求在制定培养方案的过程中完善化工类课程设计教学体系的建设，整合化工类课程设计有关教学环节，注重课程设计和不同专业课之间的衔接，注重不同设计课程层次上的提高，在课程设计过程中逐步培养学生的工程观念。例如，现在我校化工类课程设计主要是两门课程设计，一门是《化工原理课程设计》，另外一门是《化工设备机械基础课程设计》，这两门课程设计分别在化工专业大二下学期和大三上学期完成相应的理论课《化工原理》、《化工设备机械基础》之后开设，设计时间都是一周。一个典型化工流程的设计包括工艺设计和机械设计两部分［6］，从顺序上来说，应是先工艺设计后机械设计［7－8］。设备的工艺设计主要属于化工原理课程设计内容，而机械设计属于化工设备机械基础课程设计，虽然化工原理课程设计在化工设备机械基础课程设计之前，但是两者上相互关联的。我校化工原理课程设计给定参数后只设计工艺，而化工设备机械基础课程设计时用到需要由工艺设计得到部分参数则是由老师给定。这样所得后果是使学生对实际工程设计的全过程没有清晰的认识，不能把工艺与设备看做是一个有机整体。为此我们将化工原理课程设计和化工设备机械基础课程设计整合为《技能提高型设计》，将上述两门课的内容有机的整合为一体。
2.2课程设计体系内容改革
课程设计体系教学内容是课程设计的基础，内容的好坏直接关系到教学效果［1］。如何结合专业课内容和课程设计要求，并结合本地区化工企业的特点精选课程设计内容成为重点。所选设计内容使学生的设计既能将理论课程上所学的知识综合运用，又能较好的体现工业背景和典型性、实用性的特点。我市是饮用水水源保护地，不允许建设大型对环境污染严重的化工企业。这就导致我市企业多是附加值高、环境污染小的高新化工企业，在这些企业中化工设备和工艺设计环评很严格，如果我们能将我市企业设计之初的环评要求加入将对学生进入企业进行设计将很有帮助［9－10］。技能提高型设计时间为两周时间，在大二暑期小学期进行。课程设计内容来源于我校校企合作工厂的生产实践中换热器、精馏塔、吸收塔、固定床和流化床反应器等的设计。技能提高型设计将工艺设计和设备机械设计有机结合在一起，在设计过程中让学生完成了某一典型化工流程的完整设计，这种设计过程更接近于工程实际情况，对学生工程素质培养更有利。在综合型设计和创新型设计中，将课程设计课堂搬到企业生产基地，综合型设计以企业具体生产工段作为学生设计内容，按照企业实际生产及工艺要求来进行设计［11］，综合训练学生的工程素养，设计完成后可以和企业实际生产工段进行比较，判断设计结果的优劣。这样可以做到“学员、教师、企业工程师”结合，“教材、车间、设计产品”结合。在创新型设计中结合企业生产过程中需要解决的实际设计问题，将一个工厂或一个车间设计出来，同时聘请厂方工程人员作为指导老师，如若可能可将设计结果转化为企业的实际生产工艺，进行校企结合、产学研一体化办学［12］。
2.3构建课程设计体系考核方式
我校传统的课程设计考核方式方法主要是依据图纸和说明书的质量来评定课程设计成绩，但是由于学生抄袭现象严重，成绩的评定有时很难做到公平公正。为了解决这个问题，我们提出三种考核方法相结合:第一，注重过程。在课程设计过程中，从学生的学习态度到学习能力等多方面来评价学生。对于积极主动学习的学生，特别是在设计过程中能够主动和创造性的解决问题的学生给予加分。第二，加强答辩力度。答辩方法采用个别和小组答辩结合的方法，答辩内容包括流程图、装配图、计算机程序和设计说书的部分内容。在答辩过程中重点检查是否是其本人独立完成的设计。第三，结合图纸和说书的质量来评定课程设计成绩，设计开始，即明确说明平时要求和设计图纸及说明书要求，让每组不同学侧重画不同的图纸，和不同计算内容，同时工艺过程具体数据人手一个数据，尽量避免抄袭［5，13］。
2.4课程设计教师梯队合理
教学团队的整体素质决定了课程教学效果的好与坏，对于化工类课程设计涉及多个知识领域，这一点又显得非常明确。在我校，课程设计的教学团队中以中青年骨干教师为主，为了提高中青年骨干教师的教学水平，学校和学院要求青年教师积极去企业和设计院挂职锻炼，在实践过程中提高教学经验和设计经验，校企联合培养“双师型”教师，在校企合作中提升教师综合能力，目前我校化工教学团队已有4位教师在相关企业挂职锻炼，并取得了良好的效果。同时，从校外合作企业和设计院聘请技术人员和专家到校内讲授化工类课程设计和指导学生课程设计。且有设计经验的老师发扬传、帮、带的作用，培养年轻教师的设计能力，建立一支可持续发展的师资队伍［14］。
3结语
化工课程设计范文2
关键词：Excel；Aspen Plus；AutoCAD
中图分类号：TQ021.4 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2016）22-0209-02
化工原理课程设计属于化工原理的一个分支，是化工原理不可或缺的一个分支，是化工类专业的学生在校期间进行的第一次设计，是化工原理课程理论教学结束后，针对化工生产过程中某一具体单元操作，利用大一、大二学过的机械制图、计算机基础、Auto CAD、物理化学、化工原理等相关学科的基础知识，在给定的工艺条件下，由学生独立进行的一次设计实践[1]。
计算机科技的进步是计算机软件的应用和发展突飞猛进，使现代工业飞快发展。由于化工原理课程设计所采用的公式多，计算工作量大，并且复杂，学生做起来费时费力。随着工程软件的发展，利用工程软件进行化工原理课程设计，可以给学生注入现代设计理念，使学生的计算量和计算强度大幅度降低，使学生的设计水平得到大大提到，以便适应企业将来的需要[2-4]。
一、利用EXCEL软件简化计算
Excel是微软公司办公软件Office的重要组成部分，Excel具有强大的数据分析和数据处理能力，在分析、计算和优化复杂工程问题时应用较广。例如，回归分析试验或统计数据，求解多变量、非线型方程组，定量预测技术、经济可行性等。化工类专业的学生在大一学习过计算机基础，学生比较熟悉该软件。Excel具有自动填充功能、简单函数功能以及单变量求解功能，利用Excel的自动填充功能可以自动计算一些要逐板计算法或者图解法求解的一些化工问题，该方法高效、准确、简便，减少学生的计算量，提高学生的积极性[5-6]。大多数院校的化工原理课程设计题目大多选择的是精馏塔（含换热器）的设计，对于精馏塔（含换热器）的设计，需要多次的反复试差计算，再确定气液两相的相平衡关系；精馏塔塔顶、塔底的温度的确定；理论塔板数的逐板计算和图解计算；适宜回流比的确定；换热器传热系数的选取与校核；精馏塔负荷性能图的绘制等方面均可以使用Excel软件，从而简化很多烦琐的计算，并且计算结果相对于手工计算更趋合理和可靠性，可使学生对Excel的功能有深层次的认识和理解。
比如：利用逐板计算方法计算精馏塔的理论塔板数，需要交替利用相平衡方程和操作线方程进行多次重复计算，当理论塔板数很多时，若是手工计算必将难以胜任的。而利用Excel具有循环功能，只需要输入操作线方程和平乡县方程中所需要的判断条件和参数，精馏段理论板数、加料板位置以及全塔理论板数就能很快得到。
刘承先[7]进行精馏塔理论板数的计算时使用了Excel，利用Excel软件强大的数据处理能力，既显示出利用手进行逐板计算法的准确，还显示出各板汽液组成能算出的优点，而且免去了烦琐的逐板计算法，特别是在操作性计算类型中更显示出优越性。结果表明，Excel软件无论是对简单的二元精馏还是对多元物系复杂的精馏，均可减轻试差或计算的麻烦。
刘俏[8]等人在计算不同回流比下各个塔板上的汽-液平衡组成时也使用了利用Excel软件，通过物系的温度-组成数据表，求取各板上泡点液利用了其液相组成，即可快速找到不同回流比下最大泡点差所对应的理论板――灵敏板。当进料组成及回流比发生波动时，既有助于控制精馏塔的正常运转，又稳定了馏出液的组成。
二、利用Aspen Plus流程模拟软件使设计变得高效、快捷
化工过程流程模拟就是将一个由许多过程组成的化工流程用数学模型表现，用计算机求解描述整个化工生产过程的数学模型，得到有关该化工过程性能的信息。受数据可得性和手算可行性的限制，教师往往选择简单或简化的化工原理课程设计题目，难以真正反映实际的化工设计过程，势必使课程设计的效果受到影响。因此，有必要将先进的计算机模拟技术引入计算过程中。
化工过程流程模拟软件Aspen Plus的单元模块类似于化工原理课程中的单元操作，都是将抽象出操作过程中的共性来进行数学建模，从而对计算问题进行解决；但Aspen Plus软件根据自己的算法建立了一系列的模型以适应计算机计算的，用户只要解决问题时，根据不同模型的特点选择即可[9-12]。
化工原理课程设计的工艺计算中的部分环节，如：获得理想物系理论板数和回流比之间的关系可以利用流程模拟软件Aspen Plus中的DSTWU这一简捷法设计模块[2]；利用灵敏度分析工具可以优化设计进料板的位置，确定最适宜的进料位置；获得化工原理课程设计所需要的物性参数；利用Aspen Plus中的严格精馏计算模块RADFRAC和换热计算HEATX模块对冷凝器和再沸器的热负荷以及换热器面积和公用工程耗量进行计算；充分挖掘Aspen Plus的各项功能可以计算总费用等等。通过Aspen Plus软件可以全部完成化工原理课程设计中的工艺计算部分，这样显著提高设计的效率，避免手工计算的高工作量，而且设计结果更可靠，更贴近工程实际。
三、利用Auto CAD软件强化学生工程意识
化工类专业一般开设有AutoCAD和化工原理两门课，并且AutoCAD在化工原理课程之前先行开设，为了强化学生的计算机应用能力，在化工原理课程设计中可以要求学生利用AutoCAD来进行画图，淘汰费时费力的手工画图。比如可以要求学生利用AUTOCAD解决如下问题：绘制相平衡曲线；图解法求取理论塔板数；不规则平衡线下的最小回流比的求取；板式塔的汽液负荷性能图；工艺流程图；工艺条件图；装配图；吸收计算中利用CAD查询法求取传质单元数；三元物系萃取的图解计算[13-16]。
由于AutoCAD的图解过程直观、简单、精确，可以大大提高学生将计算机应用于工程计算的能力，培养学生的工程意识，为培养高水平应用型人才目标打下了一定的基础。
例如：XD=0.95，XF=0.40，XW=0.05，R=1.6，q=1.22，α=2.92，精馏段操作线方程：y■=0.667x■+0.317；提馏段操作线方程：y■=1.44x■-0.022，泡点进料，塔顶为全凝器，利用Auto CAD软件求取理论塔板数的方法精馏塔的理论塔板数的求取见图1。
四、结束语
将计算机技术与工程问题相结合，利用工程软件辅助设计是提高化工原理课程设计质量的有效方法，一次成功的化工原理课程设计训练，可以有效培养学生的创新精神科学和计算能力，提高学生学习的积极性和主动性，提高学生的工程观念和综合能力，从而培养出以工程软件为工具的高等技术应用型人才。
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化工课程设计范文3
关键词:课程设计;化工教学;创新能力
化工课程设计是指全日制本科化工类专业学生在学习完化工类专业课程后，在专业老师指导下，由学生独立进行和完成的工程设计，是化工类专业学生非常重要的一个综合性实践教学环节。它以四大化学和化工原理课程所学理论知识为前提，以化工单元设计与计算、化工工艺制图、化工仪表自动化、化工设备机械基础等专业课程为基础进行的一项综合性实践训练和对所学专业基础知识的一次全面总结［1－2］，也是对所修的专业课程实际教学效果的一次全面仿真检验。通过这一教学实践环节，可以最大程度培养和锻炼了学生以下3个方面的能力和素质:(1)培养和训练学生运用计算机和专用计算软件的工艺及设备计算技能、查阅筛选文献的能力，逐步树立和培养其工程意识;(2)拓宽学生的知识面，提高分析、解决实际问题的能力。培养学生解决工程实际问题的能力;(3)培养学生发挥自我独创独立思考能力，培养和训练学生良好的设计理念。在进行化工原理课程设计前，学生除了具备化工专业方面的理论知识外，还要求必须掌握工程技术人员所必需具备的基本技能和工程素质，例如能熟悉查阅文献资料、国家最新工程技术标准，会正确选用经验公式及处理数据［3］，会用简练的文字和工程语言正确表述设计主题和结果等等。课程设计这一实践教学过程的开展，是学生理论联系实际的一次近距离、仿真的实战训练。也是对所学专业课程的全面综合运用和实践检验。根据本人几年来的指导经验和我校的实际开展情况的反馈情况来看，课程设计在提升化工原理教学质量中的作用非常明显，主要体现在以下4个方面的能力提升。
1加深学生对化工理论知识的理解
化工设计通常都安排在本科学习的第六学期末或第七学期，这一阶段，学生基本上已学完所学的专业课。近年由于科技的飞速发展，课堂教学模式手段越来越丰富，在教学中可通过多媒体教学、3D动画演示、专业实验、习题辅导等方面增强学生对专业知识的掌握，教学效果有了很大程度的提升，但由于工科专业课的理论知识较多，实践环节的安排较少，使得学生对工科专业课的学习比较抽象，加之学习任务繁重，学生自觉完成课程学习的动力明显不足，教学效果差强人意。本科教学中的化工课程设计，要求学生根据专业指导老师要求的设计题目，确定设计的已知条件和工艺参数要求，综合运用所学的专业知识，通过完整的物料和能量衡算来确定设备的类型、结构尺寸，并根据计算结果作出设备的装配图纸。同时撰写产品设计手册，并绘制工艺流程图(PID)、物料平衡流程图(PFD)和简单的车间布置图等。学生要在指定的时间完成这一任务，除对以往所学的专业知识融会贯通外，还需要大量的翻阅资料和与老师同学交流，在理论基础上进行大量实际计算，选择和比较，使用AutoCAD绘图软件绘图和采用计算软件辅助计算，最终完成任务。在这一实践教学环节的进行中，以前学习的专业课知识犹如一颗颗饱满的珍珠，被实践这双巧手串成一条光彩夺目的项链，学生既加强了对理论学习内容的了解和消化，同时由于学以致用，学生的学习动力和学习自觉性也得到了很大提升。
2培养实验设计和设备选型能力
实验设计能力和设备选型能力的培养是化工专业课程教学的基本目标之一。通过课堂上多种方式的学习，见习和实验等教学手段，学生熟悉了解了常用设备的基本操作规程，但在真实的实验设计和具体化工产品设备选型方面的能力较差。这一问题解决的唯一的途径就是加大实践训练，但由于高校中学生的实践经费有限，所以可采取课程设计这一理论与实践相结合的实践手段来解决。指导老师在确定课程设计题目时，可针对性地选用化工单元操作中常用的单元操作进行题目设置，明确设计任务，让学生围绕这一设计任务，在指定时间内完成具体的设计工作。例如，针对分离单元操作，可布置任务，要求学生独立设计一个精馏塔，设计的内容包括一个完整的工段，因此学生需要大量翻阅资料和比较，确定分离工艺实施方案，然后根据具体物料和能量衡算、实际化工生产经验进行精馏塔的结构设计，确定塔具体结构尺寸、进出料管口尺寸与安装方位，同时还要进行辅助设备的选型与计算，最后绘制精馏塔的设备图和带控制点的工艺流程图。这一实践性极强的课程设计结果反馈表明，学生的实验设计和设备选型能力得到了有效的培养。
3强化学生的计算机应用能力
近年来，随着计算机的普及和专用计算软件的开发，计算机在化工设计、化工生产、化工科研和教学等方面的应用越来越广泛，应用价值越来越被承认。因此对于培养应用型人才的高校而言，强化学生的计算机应用能力尤其重要［4－6］。化工课程设计的主要工作任务包括两方面:一是具体操作工艺计算和设备选型，由于工艺计算中许多物性数据比如密度、比热容要根据具体的工艺过程参数进行处理计算，计算过程中经常使用一些复杂的经验公式，部分公式需要反复试差计算，手算难度较大，准确性差，对于学生的设计计算结果是否正确，指导老师也很难判定，但采用专业的化工计算软件就非常容易判断和计算，且准确度非常高。例如精馏板式塔的设计计算，手工计算理论塔板数一般采用两种方法，简捷板法或逐板法。若采用逐板计算方法，需要用操作线方程和气液平衡方程两个公式交替进行多次的重复计算，才能获得最终结果，如果分离精度要求较高，理论塔板数数目就会非常多，手工计算工程量大且准确度差，计算难以完成和进行。利用CupTower软件进行计算，只要输入分离所需要达到的条件，运行软件后很快就得到全塔和精馏段理论板数，加料板的位置也会直接给出，同时还可以对参数进行优化和收敛。二是设备和工艺流程图的绘制。由于化工设计训练的时间一般仅为两周，留给绘图的时间非常紧迫，采用AutoCAD、CADWorx等软件绘图，不仅绘图速度和质量大大提高，而且图纸修改也非常方便，大大缩短了绘图时间，使学生有较为充裕的时间进行设计计算、方案论证，编印设计说明书等。通过本校近年来的设计结果表明，由于学生对计算机技术的掌握和应用，两周的设计时间越来越充裕，设计作品也越来越完善和优秀。每当学生手捧自己精心设计、亲手制作、装帧精美的设计说明书时，其喜悦之情溢于言表。教师亦分享着收获的喜悦。这使我们也意识到，计算机的使用特别是计算机绘图作为一种现代化的绘图工具确实是当代工程技术人员必备的基本技能，必须加强对学生这方面的培养。化工设计的进行在这方面的培养效果非常显著，极大的强化了学生的计算机应用能力。
4培养工程意识和创新思维
工程观念是指从工程实际的角度思考问题和解决问题［7］。化工设计是理论联系实际非常紧密的一门课程，在教学过程中应把书本知识与生产实际过程相结合，使学生在掌握基本理论知识的同时，学会应用理论知识解决实际问题。这符合工程观念培养化工人才的目的［6］。为了达到培养的目的，本校安排在学生见习和实习之后，使学生通过实习建立对工艺和设备的感性认识后，才开展了化工设计这一教学环节。同时，指导老师结合化工设计的要求和学生的专业特点，选定的化工课程设计的题目方向和内容都非常有针对性，设计的内容使学生既需要将理论课程上所学的知识进行综合运用，又能较好的体现工业背景和具有典型性、实用性的特点。极大的缩短了学生在专业方面理论与实际的距离。在学生经过大一、大二两年公共课、物理化学等四大化学和化工原理课程理论课的学习后，大三完成专业理论课学习和实验课的同时，针对部分专业能力表现优秀、学习能力强、且对化工知识有浓厚兴趣的学生，经老师和同学双方选择后，学院创造条件为其提供多样多方式的学习平台，进行更高层次的培养。比如鼓励和带领学生以小组形式参加全国大学生化工设计大赛、跨专业合作参加全国大学生制药工艺设计大赛、结合老师的科研方向和任务需要布置一定数量的课程设计题目等。
在这些实践活动的进行中，学生和老师，学生与学生，学校和学校，学校与企业之间需要经常要进行交流、总结和汇报。而最终的设计成果也要由小组全部成员用工程图纸、计算数据、详细图表、最终结论等工程术语来表述，同时，大多时候需要采用PPT在规定时间内讲解小组设计过程、结果、特点和设计的创新性及技术经济分析结果等。由于参加比赛，最终结果会有专家组进行合理评价，而专家组里的专家有许多来自于设计院、工厂和高校，他们掌握了大量的实践知识和最新动态，他们会对所设计的作品进行评价和提问，同时指出不足和改正意见。无论是指导老师还是参赛学生，都会从中获得许多书本上得不到的知识，由于设计题目都是专家根据目前化工行业实际存在的问题命题，一方面，学生通过作品的设计和完成，对所学所有专业课进行了一次彻底的融会贯通、综合运用和总结。从实际出发，提高了化工工艺设计的能力，拓宽学生的知识面，提高分析、解决实际问题的能力，有效地开拓了学生的设计思路和创新意识;另一方面，专业教师通过指导学生完成设计竞赛作品，积极展开校外交流，同时向企业技术人员学习，既丰富了自身的理论知识，也锻炼提高了实践能力和科研能力，达到促进双师型师资队伍建设的目的。
5结语
化工设计教学实践表明，课程设计不但提高了学生对理论知识的综合运用，发现问题和解决工程问题的能力、也培养学生的工程意识，增强了实践能力，同时大大提升了学生的学习动力和对理论课程的学习效果。另外通过课程设计，老师的教学方法、教学水平和科研能力也在实践中得到了大幅度提高。
参考文献
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化工课程设计范文4
关键词：化工原理；工程教育；课程建设
自从《国家中长期教育改革和发展规划纲要》颁布实施以来，国家对于工程人才的培养提出了更高的要求，特别是在本科生工程素养培养方面，要求提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力。在这样的背景下，国家先后启动了卓越工程师计划（2010年）和新工科建设（2017年）［1］，为工程人才的培养指明了方向。为适应人才培养形势的需要，与工程能力培养有关的专业基础课和专业课的改革势在必行。作为化工与制药类专业培养人才重要的专业基础课程［2］，化工原理课程必须突破传统的教学模式，以强化学生的工程素养为核心［3］，以现代化教学手段为依托，重新打造适应人才培养新形式的课程体系。
一、课程特点
化工原理是化工与制药类专业学生的专业基础课与专业核心课［4］，承担着引领学生从基础课向专业课过渡的重要任务。化工原理课程的主要内容是研究化工生产过程中单元操作过程的基本原理与计算以及主要单元设备的工作原理、设计及操作。对于理工科学生的综合工程素质培养起着重要作用［5］。
（一）理论性强，对学生的数理基础要求高
化工原理研究的主要是化工生产过程中最基本的生产单元———单元操作。研究过程中需要学生熟练掌握高等数学、大学物理、物理化学等基础知识并加以综合运用。对学生的数理基础要求较高。
（二）与实际生产结合紧密，具有很高的实用性
化工原理所研究的单元操作都来自实际生产，经不断地完善总结后形成理论。所有的化工生产过程都是由不同的反应过程与单元操作过程组合而来，因此，单元操作的研究对于实际生产有很强的指导意义，课程也具有很高的实用性。
（三）解决问题的手段多样，灵活性高，对知识的综合运用能力要求高
由于实际生产的复杂性，生产中所遇到的问题往往有多种解决方法。这些复杂工程问题通常仅靠一种手段很难完全解决，因此需要综合运用所学知识，通过理论分析、实验验证、软件辅助等多种手段才能得到满意的结果由于课程具有以上特点，因而传统的、仅仅依靠课堂理论授课的方式很难满足对学生综合工程能力和工程素养培养的目标和要求。这就需要课程建设不能只停留于课堂的理论教学，还要全方位、多手段的采取措施，使之更好地服务于教学内容和教学目标。
二、课程体系建设
为满足对学生综合工程能力和素质培养的要求，经多年实践，化工原理形成了以理论课程为核心，“理论、实验、实践”三位一体的课程体系。除理论教学外，课程体系中还包括化工原理实验课、认识实习和课程设计三门实践课程，使课程在工程能力培养方面得到了强化。
（一）认识实习
认识实习是化工原理理论课程进行之前的先修课程，主要内容是对化工生产的常见流程以及单元设备进行讲解和参观，使学生初步了解化工生产的特点以及单元设备的基本原理、结构和操作，并通过现场参观的形式获得感性认识，为后续化工原理理论学习打下基础。认识实习是学生与生产实际的第一次接触，也是工程素质培养的第一个步骤。
（二）化工原理实验
化工原理实验与化工原理课程同时进行，分两个学期。化工原理实验内容与理论课程内容紧密结合，分为综合性实验和验证性实验。验证性实验的主要目的是使学生通过实验对课堂理论加以验证，增强对课堂内容的理解。综合性实验的目的是提高学生对于课堂知识在实际中的运用能力以及实验设计和操作能力，在综合工程素质的培养中居于重要地位。
（三）课程设计
化工原理课程设计是在化工原理课程结束后开设的综合实践类课程。主要内容是进行板式精馏塔的设计，包括精馏塔的工艺计算、塔板设计与水力学校核、塔顶冷凝器的设计与选型、设备条件图和浮阀排列图的绘制。主要目的是使学生将理论知识应用于工程设计，提高学生的知识综合运用能力和解决复杂工程问题的能力。课程设计除了应用化工原理的基本理论之外，还要求学生具有一定的工程制图基础、了解工程设计规范以及利用现代工程软件解决问题的能力，通过综合训练使学生在实际应用中提高工程素养。
（四）“理论—实验—实践”三位一体的课程体系
在实际教学过程中，学生暴露出来的一个较大的问题是“重理论，轻实践”，对实验和实践课程不重视，人为割裂了课程体系中各门课程之间的联系。为解决这一弊端，课程组设计了“理论—实验—实践”三位一体的课程体系，使各门课程之间环环相扣，形成一个整体，在一定程度上提高了学生对实验和实践环节的重视，取得了一定效果。在认识实习开始时，就将认识实习与化工原理的关系告诉学生，简单介绍化工原理课程的基本内容与课程性质，提高学生的重视程度。对于化工原理实验，则充分利用学科竞赛对学生的刺激作用［6］，鼓励学生参加“全国大学生化工实验大赛”和“山东省大学生实验技能大赛”等赛事，从侧面促使学生重视实验。课程设计是整个课程体系中的最后一环，需要学生综合运用化工原理的知识解决问题，对学生的综合能力要求较高。在进行化工原理理论教学时，就将工程设计规范的概念传授给学生，使学生对工程设计形成初步认识。了解到工程设计的复杂性和所需知识的多样性，也能促使学生努力学习理论知识。通过这样三位一体的课程体系设计，课程体系中所有的内容都有一定程度的交叉，不再是单独一门课程的学习，而是整体、系列地学习，大大提高了学生学习的整体性，对学生的综合工程素质的养成提供了有利的支撑。
三、课程内容及教学方法建设
化工原理课程内容多、学时长，涉及的数理知识及方法多。传统的课堂教学模式的弊端是学生无法通过课堂学习获取更多的工程实践知识。由于课程理论性强，学习难度较大，造成学生学习兴趣下降，课堂气氛也比较沉闷。为了改变这一状况，切实提高学生的学习效果和综合工程素养，课程组对课程内容进行了重新规划并改进了教学手段，取得了一定成效。
（一）重新规划课程内容，明确知识点，加强课程前后内容的联系
为使课程重点突出，便于学生主动学习，课程组重新规划原先以章节划分的课程内容，划分为157个知识点，以知识点为核心重构教学内容。这样一方面使学生能够很快地抓住重点，与以章节为单位组织教学相比，知识点的范围更小，学生学习时间缩短，学生更容易集中精力进行学习，提高学习效果。另一方面，通过不同知识点的组合，可对有不同要求的专业采用同一套知识体系进行教学。对于短学时的专业，只要将所需的知识点提出并教授给学生即可，无须重新组织教学内容，从而减轻教师的备课压力，提高教学质量和学生的能力。
（二）采用综合工程案例为主导，强化学生的工程意识和工程素养
案例教学一直是化工原理教学中提高学生工程意识的重要手段之一，但以往的案例通常仅局限于某个知识点或者某个单元操作，学生在学习过程中难以把握工程问题的实质和精髓，对问题的分析也不够深入。为进一步提高学生的工程素养，增强学生分析和解决问题的能力，课程组设计了综合工程案例，通过对实际问题的分析，提高学生对复杂工程问题的认识，提高他们综合运用知识、解决问题的能力。
（三）扩展教学资源，创新教学手段
教学资源是教学工作的基础，资源建设一直是课程建设的重要组成部分。为促进学生工程素养的提高，课程组在资源建设方面做了大量工作。首先，组织教师编写了《化工原理案例库》，收集整理了几十个工程案例，通过对案例的详实分析和细致研究，将其中包含的工程问题进行分解，使学生在案例的学习中巩固基础知识，提高他们分析问题和解决问题的能力，强化其工程意识和工程思维能力。其次，上线了化工原理慕课。化工原理慕课的上线运行，大大丰富了课程的教学资源，为新的教学手段的实施打下了良好的基础。最后，编写配套习题集，给学生提供课外练习的资源。习题中除了大量考研题外，还选择了部分工程案例进行操作型问题分析，增强学生对实际问题进行分析处理的能力，强化其工程思维和科学思维能力。有了丰富的教学资源做基础，就可以在传统教学方法上进行大胆创新，采用新的教学手段提高学生的各方面能力。在化工原理的教学中，课程组进行了问题导向的线上线下混合式教学模式的探索。具体实施方案是在每一章课前提出本章需要解决的一个工程问题，引导学生利用慕课等线上资源进行自主学习，教师进行线上答疑与指导。线下授课阶段分为两种模式。其一是教师要求学生根据线上学习的结果对某一知识点进行讲解，并接受来自其他学生和老师的质疑；其二是教师对重点问题进行适当讲解并回答学生提出的问题。还可以采取分组作业、课外综合大作业等形式促使学生查阅资料，完成任务，提高学生主动获取知识的能力，并拓展其视野，加深其对工程问题的认识。化工原理的资源建设及线上线下混合式教学的总体设计如图1。
四、结语
提高本科生的工程素养是工程教育的核心问题之一，关系到国家各项重大工程项目建设的后备人才培养和国家未来发展的人才规划，应当引起人才培养部门的足够重视。文章以这一出发点为基础，对作为本科生从基础走向专业重要桥梁和纽带的化工原理课程从课程体系、课程资源以及教学手段等方面进行了重新规划。通过“理论-实验-实践”三位一体的课程体系设计，“知识点划分与整合”的教学内容重组，“综合工程案例为主导，线上线下结合”的教学模式改革，充分调动学生的学习积极性，提高其工程能力与工程素养，为综合型人才的培养模式提供了积极的探索和有益的借鉴。
参考文献：
［1］成忠，诸爱士，刘宝鉴，等.面向新工科建设的化工原理课程教学改革与实践［J］.化工高等教育，2021（38）：40-46.
［2］郝世雄，杜怀明，于海莲.工程教育认证背景下西部地区地方高校化工原理课程设计教学浅议［J］.广东化工，2020（47）：226-227.
［3］张海鹏.论提高工科大学生的工程意识［J］.中国石油大学学报（社会科学版），2016（32）：103-107.
［4］王筠，毛中旭，赵辉.工程教育专业认证背景下化工原理课程的教学改革与实践［J］.天津化工，2020（34）：90-91.
［5］陶彩虹，张玉洁，盛丽，等.改革考核方式，激发学习兴趣———化工原理教学方法探索［J］.化工高等教育，2020（02）：137-140.
化工课程设计范文5
Zhao Qibo
（Jiangsu Food Science College School of Biological and Chemical Engineering，Huai'an 223003，China）
摘要： 《化工设备基础》课程是高职院校化工类专业开设的一门综合性很强的专业课。本人结合自己几年的教学感受和学院的实际情况，从内容设置、教学方法和考核方式上进行了一些探索和实践，取得了较好的教学效果。
Abstract: Equipment Basis of Chemical Engineering is a professional course with strong comprehensiveness for Chemical Engineering Specialty in Higher Vocational Colleges.We discuss the curriculum reform from three aspects, such as content setting, teaching method and assessment methods,combining with our teaching experience.
关键词： 高职 化工设备 课程改革
Key words: higher vocational college；equipment of chemical engineering；curriculum reform
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）26-0185-02
0引言
《化工设备基础》课程是高职院校化工类专业开设的一门专业课程，它综合了《化工容器与设备》、《材料力学》、《金属材料学》、《机械设计》等多门课程的内容，是一门理论与实用并重、工程性、综合性很强的专业课[1]。该课程的学习能使学生获得必要的机械基础知识，掌握从材料、设计、制造、检验等方面综合分析压力容器的性能和工艺，初步具备化工设备的设计能力，对培养学生综合素质和工程能力起着至关重要的作用。
目前很多高职院校的《化工设备基础》教学过多专注于书本上的理论知识，忽略了对学生动手能力、设计理念的培养和综合能力的提高，使得教学工作达不到应有的目标。我们从培养“应用技能型”人才目标出发，对《化工设备基础》从内容设置、教学方法和考核方式上进行了一些探索和实践，取得了较好的教学效果。
1合理设置教学内容
目前关于这门课的教材有很多（如《化工设备基础》，王绍良主编，化学工业出版社，2009年[2]；《化工设备设计基础》，谭蔚主编，天津大学出版社，2007年[3]；《化工设备机械设计基础》，潘永亮，刘玉良，科学出版社，1999年[4]。表1为以上三本教材的主要内容的异同。
上表显示了上述三本教材的主要内容，从相同点上看，这其实也是《化工设备基础》的主要内容，包括了化工设备常用材料、工程力学基础、压力容器设计、塔设备、管壳式换热器和搅拌反应釜。如果细化到每一节，其基本内容也差不多，这说明这三本教材在主要内容方面大同小异，这也为我们合理设置教学内容提供了依据。除此以外，三本教材还有些不同点，如《化工设备设计基础》中没有关于机械传动和连接方面的内容；只有《化工设备基础》中有化工管路和化工设备故障诊断知识。
通过以上分析，结合我院化工专业的实际情况，我们制定了《化工设备基础》课程的教学内容。主要内容包括化工设备常用材料、工程力学基础、压力容器设计、塔设备、管壳式换热器、搅拌反应釜，对机械传动与连接、化工管路、化工设备故障诊断等内容进行整合，在教学中设置了选修内容（机械传动与连接、化工管路与阀门基础知识），这样既保证了主要教学内容的教学质量，同时还扩充了学生的知识面，也为主要内容的学习提供了支撑。
2丰富教学手段和方法
2.1 板书与多媒体授课方式相结合传统的板书授课方式具有推理性强、互动性好，学生易于接受等优点，在《化工设备基础》的教学中广为使用，但在表现一些复杂的图形、企业的现场操作实景等，单纯依靠教师在黑板上画简单的图示和一些语言上的描述是远远不够的，这也为多媒体教学提供了广阔的空间。多媒体具有影音的真实性以及图文并茂、灵活多样的优势，可以把语言难以说清的问题，通过语音和图片相对轻松的解决，使学生轻松掌握[5]。但是多媒体教学中的情感互动性差、推理性差。这些也就决定了本门课程应采用板书与多媒体相结合的授课方式。对理论推理性强的采用板书教学，对需要展示复杂图片和操作视频的采用多媒体教学。我们现在采用的板书授课时间与多媒体授课时间比例约为1∶1，效果较好。
2.2 课堂教学与现场教学相结合《化工设备基础》的课堂教学主要讲授课本上的理论知识，解决一些理论问题，但仅仅是课堂教学是不能够满足这门课程的教学要求的，也无法保证教学效果。近些年来，学院分别建立了化工管路拆装实训室、化工仿真实训室，这也为《化工设备基础》的现场教学提供了场所。如在化工设备常用材料及化工管路的教学中，在实训室现场教学的效果明显好于纯粹的课堂教学，为此，我们采用课堂教学与现场教学相结合的方式，既保证了理论教学的完整性，又丰富了教学形式，提高了学生的学习兴趣。
2.3 课程设计课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节，是完成从理论知识到实际应用的飞跃的重要步骤，能巩固和加强课程的基本理论，获得较为全面的训练[1]。《化工设备基础》教学大纲要求了学生需要具有掌握初步的设计能力，因此我们在教学环节中设置了课程设计环节，主要为了激活学生的创造力。依据教学大纲，在选题类型、规格和设计深度上扩大自由度，学生根据自己的兴趣，制定出典型合理的设计课题。一方面改学生被动接受设计课题为学生依据自己的兴趣主动选题，另一方面在规范设计步骤，要求学生必须依据相关手册、规范、标准、图册等设计技术资料进行规范设计，同时能熟悉运用相关手册，规范等。这样既调动了学生的积极性，也使设计课题更加接近实际。我们大力提倡学生利用相关绘图软件绘出设备装配图，这样不仅图纸质量整洁、美观，而且能将设计与计算机应用知识紧密相连，有利于培养和提高学生利用现代科学技术解决工程问题的能力。
3多种形式结合的考核方式
考试作为对学习结果的全面检验，对学生学习起到导向的作用。《化工设备基础》总课时为80学时，其中理论课60学时，课程设计20学时。我们对本门课的考核采取了平时成绩、课程设计成绩和期末考试成绩相结合的方式，其中平时成绩、课程设计成绩各占20%，期末测试占60%。平时成绩反映学生了出勤、听课、课堂练习、作业等情况；课程设计主要反映的是学生在相关的规范、标准的范围内的设计理念，同时考查了学生阅读和绘制零件图、设备图的能力以及典型设备的设计计算能力；期末考试采用闭卷方式，我们不涉及到复杂公式的推导，重在基础知识，适当增加一些理论推导，这样不仅强化了学生的基础知识，也适当提高了命题范围，扩充了知识范围，使得考试成绩能基本上反映学生的知识和能力。
近几年来，《化工设备基础》的教学在教师和学生的努力下取得了一定的成绩，但是仍然需要师生继续努力。面对课程教学改革这项长期而系统的工程，我们将努力探索，不断创新，为社会培养出更多的高素质、高技能人才。
参考文献：
[1]张艳君.高职院校《化工设备基础》课程教学改革探究[J].中国科教创新导刊，2010，5：45．
[2]王绍良.化工设备基础（第二版）[M].化学工业出版社，2009.03.
[3]谭蔚.化工设备设计基础[M].天津大学出版社，2007.03.
化工课程设计范文6
关键词：课程信息化；教学设计；交通工程设施设计
作者简介：陈队永（1977-），男，河北无极人，石家庄铁道大学交通运输学院，讲师；温少芳（1979-），女，河北定州人，石家庄铁道大学交通运输学院，讲师。（河北石家庄050043）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）07-0061-02
“交通工程设施设计”是交通工程专业本科生必修的一门专业技术课程，主要是培养学生掌握交通工程设施设计方面的主要理论、主要知识和基本方法，并为后续专业课的学习和今后的工作打下理论和方法基础。随着交通技术和交通学科的迅猛发展，传统的教学内容、教学方法、考核方式等已逐渐与现实需求不相适应，为此，信息化教学引入了“交通工程设施设计”课程的教学活动中。在信息化环境下，以学生为主体，充分合理地利用现代信息技术和信息资源，对课程的教学设计、教学内容、教学方法、学习设计以及考核评价等环节进行具体规划，以实现“交通工程设施设计”课程的优化设计。
一、信息化教学优化设计需要考虑的方面
1.要有具体明确的课程教学目标
任课教师要在课程学体目标的框架指导下，把教学总目标细分成若干个具体的小目标，并把每一个学习单元和模块的教学内容细化为易于学生掌握的“学习任务”，通过这些小的“学习任务”来反映总的教学目标。设计“教学任务”时，其教学目标一般可以采用了解、理解和掌握三个层次的教学要求。
2.“教学任务”设计要符合学生的实际情况
任课教师进行教学设计时，要注重从学生实际出发，充分结合学生现有的专业知识、学习能力、学习兴趣等特点，遵循由浅入深、由表及里、循序渐进等基本教学原则。对于新教学内容或有一定难度的教学任务，教师最好事先演示或给出具体明确的关键操作步骤，便于学生自主学习。同时，教学设计最好把教学重点和难点分散到具体任务中，要尽量体现以“学生是中心、教师为主导”的基本教学策略。
3.课堂上要注重营造适合的教学案例情境
在优化设计课堂信息化教学方案的过程中，要积极创设与当前课堂教学主题内容相关的、尽可能反映真实情况的学习案例背景，有意识引导学生带着具体的任务进入学习情境，尽可能激发学生的有关的知识、经验及表象等原有认知结构，从而使学生利用新信息去整合知识，提高教学效果。
4.要注重学习方法的培养，提高学生的学习能力
在优化教学设计方案时，要积极引导学生从各个方面和角度去思考、解决问题，尝试用多种不同的方法来解决同一个问题，同时还要鼓励学生敢于大胆猜想、联想和分析判断，并将其联想、猜想作为逻辑推理的一种学习形式和发展学生创造力的一种重要方法手段。
5.要注重与其他相关课程的整合
信息化教学设计通常以各种各样的主题“教学任务”带动教学，应有目的、有意识地开展各门相关课程的相互整合。这些“教学任务”总是把多门课程的知识内容和专业技能作为一个整体，有机地联系在一起，强调各种资源信息服务于具体的教学任务，优化信息化教学设计就成为学生获取相关信息、探索专业问题、协作解决问题的有效工具。所以，教师进行信息化教学设计时，要注意体现课程和学科整合的理念，使学生能力在潜移默化中得到提高，增强学生综合分析、解决问题的能力。
二、“交通工程设施设计”课程信息化教学的优化设计
“交通工程设施设计”内容涵盖了交通领域内的交通管理、交通安全、交通工程设施的基础理论，是全面掌握交通工程设计知识结构的综述性课程，课程信息量大，涉及面广，其中的基础理论对于初学者来说较为抽象，这就对教学设计的选择提出了更高的要求。本文结合教学实践，从课程教学设计、课堂教学设计、学生自主学习设计以及考核设计四个方面进行探讨。
1.课程教学设计
交通工程专业在不同的高校，课程设置有很大的不同，各有各的侧重点。虽然交通工程专业的基础理论是一样的，但是在课程的目标、对学生的要求还是要根据自己学校的情况进行设计。
石家庄铁道大学的交通工程专业就根据学校的优势学科是土木工程专业，学生在课程体系中安排了理论力学、材料力学、结构力学和计算机绘图等课程，在“交通工程设施设计”课程设计过程中，强调学生不仅要知道现代交通管理的一般原则和手段，同时对于管理设置的依据也要有所了解。例如关于交通设施的学习，除了了解交通设置的类型外，还应该能够独立地进行交通设施设计，这些就是基于学生在大一、大二时学习的相关的建筑材料、力学分析等课程。针对这方面的训练，学校专门设置了一周的课程设计。
“交通工程设施设计”课程中另外两部分内容是交通规划和交通流分析，这两部分在设计过程中有很大的不同。交通流主要是将交通状态用数学的形式建模，学生在理解上略显抽象，主要是学生缺少对交通流的观察，另一方面是对数学建模的过程了解较少。为了使学生更深入的理解，在课程设计上，教师有针对性地进行交通状态的分析及进行一些数学建模的讲解，使得学生在学习交通流过程中更有兴趣。在这部分课程的设计上应充分鼓励学生观察现实中的交通管理现象，并进行理论分析。
交通规划注重的是学生对于系统分配原理的应用，目前也多是采用规划软件进行规划设计。在这部分课程设计上，针对交通规划实际操作性强的特点，设置了一周的交通规划设计课，要求学生不仅知道规划的原理步骤，还能够应用相关的软件进行实际的操作。因为目前规划软件相对较为成熟，学生在学习计算机应用的同时，将规划原理进行现实意义的模拟演示，扩大了知识应用面。
2.课堂教学设计
“交通工程设施设计”是一门基于交通现实状态，内容丰富的综合性课程，在有限的课堂时间内，如何将一堂50分钟的课上好，获得较好的教学效果，对于任课老师来说是不小的挑战，借助多媒体手段是必不可少的。多媒体工具的内容应该是多样化的，不是仅仅利用PPT，添加一些图片，一小段录像就可以实现的。信息化条件下应尽可能多的利用好教学资源，主要包括：多媒体素材（包括文字、图片、图形、动画、音频、视频等）、电子教学材料（包括教学大纲、教学计划、教案、实验大纲和实验指导书等）、电子教学资源（包括多媒体课件、专题学习网站、题库等）和电子文献（包括图书、期刊、报纸、网络资源链接等）等。教师在课堂上应结合教学内容的特点，加以综合利用，并要根据学生的反映及时调整上课的进度和内容，以获得较好的教学效果。学生能否将真实的信息反馈给教师，也是教师在课堂上必须完成的任务。
在“交通工程设施设计”中，老师讲解“交通三要素”时，将交通在自由流状态和强迫流状态下的交通录像播放给学生，启发学生描述这样状态下的交通对他们的影响如何，总结学生的说法，给出专业的理论定义和特点，进行有针对性地讲评，使学生对交通流的特点有了专业的认识，课堂的互动也是很活跃的，获得了很好的教学效果。
3.学生自主学习设计
信息社会的不断发展对当代大学生的要求也不断提高，学生自主意识也不断增强。教师在安排学生的自主学习任务时候，应该结合课程的内容和学生的自身特点，因材施教。作为专业教师也应该尽力为学生提供自主学习的平台，帮助学生有的放矢的进行学习，也帮助学生在搜索资料方面把一下关。在“交通工程设施设计”的课程教学实践过程中，通过课后作业、课程小论文、交通设施调查方案的设计等，利用网络平台，及时与学生沟通，交流观点，帮助学生在课余时间更好地完成自主学习。
4.考核设计
课程考核坚持定量分析与定性分析相结合、平时成绩与期末成绩相结合、理论考试与实践操作相结合，对学生的学习能力、学习态度和学习效果进行全面评价，并采取提交作业、回答问题、平时测验等信息化考评方法，力争对学生进行全方面、多方位的考核，尽可能客观地反映学生的学习态度和学习效果。
三、专业课程教学设计的一般过程
根据“交通工程设施设计”课程的教学经验，总结了专业课程教学设计的一般过程，如图1所示。
参考文献：
