時間：2023-10-09 16:15:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化工課程設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）22-0205-02
《化工原理》是化學工程與工藝專業的必修專業課程之一，理論課之后國內大部分高校的本科人才培養計劃中安排了實踐教學環節――《化工原理》課程設計。我們學校的化學工程與工藝專業培養計劃也如此。《化工原理》課程設計是培養化工專業學生綜合運用所學的理論知識，樹立正確的設計思想，解決常規化工設計中一些實際問題的一項重要的實踐教學。其出發點是通過課程設計提高學生搜集資料、查閱文獻、計算機輔助繪圖、分析與思考解決實際生產問題等能力。筆者從事了3屆的課程設計教學，從中總結了許多寶貴的經驗和教學方法，以期提高教學效果。現將筆者的教學體會作一介紹。
一、課程設計題目應具有普遍性、代表性
我校化學工程與工藝專業的《化工原理》課程設計一般為二周時間。課程設計基本要求是通過這一設計過程使每個學生都受到一定程度的訓練，使將來在不同崗位就業的學生都能受益，都能解決這類工程的實際問題，并可以舉一反三。所以課程設計的選題需要我們指導老師慎重，盡量選擇化工行業中最普遍且最具代表性的單元操作進行設計。根據以往的教學的經驗，題目的選取應從以下幾個方面考慮：
1.課程設計題目盡可能接近實際生產，截取現有的某化工項目中的某一操作單元為設計模型，比如某合成氨廠的傳熱單元的設計，流體輸送過程中離心泵的設計，管殼式換熱器等等。這樣學生在課程設計過程中有參照體系，不至于出現不合理的偏差。
2.課程設計題目應該圍繞著常見的化工操作單元進行展開，比如我們都知道在講授《化工原理》理論知識時其中的單元操作有流體輸送、傳熱、精餾、吸收、萃取等等。一個課程設計題目應該包括2～3個常見的單元操作，從而實現某一簡單的化工任務。
3.課程設計題目中涉及的物質盡可能常見易得。因為完成虛擬的生產任務過程中需要這些物質的物性參數進行核算，常見易得的物質能夠降低學生在查閱參數方面的工作量。比如，如果我們設計分離任務盡量選擇苯-甲苯，或甲醇-水等這樣的體系，因為這些混合體系的參數大部分工具書能夠查到。
4.《化工原理》課程設計題目選擇還要兼顧后續的《化工機械設備》設計。根據我校的本科人才培養計劃，緊接《化工原理》課程設計是《化工機械設備》設計。這兩次的教學實踐緊密銜接，互相補充。《化工原理》課程設計的側重點為工藝流程及流程參數的確定、主要設備及管線的布線及選擇，而《化工機械設備》設計側重點為典型設備的選型、設備的結構、材質的選用及操作參數范圍的確定等。所以《化工原理》課程設計題目設置時保證每個題目中包含2～3個典型設備，以備學生后續的《化工機械設備》課程設計。
二、指導教師對學生的進行積極指導
根據多年的教學經驗發現，大部分學生接觸到課程設計課題題目的時候，猶如身置茫茫大海中，不知該如何開始。此時，我們指導教師的積極指導就起著相當重要的作用。指導教師的指導猶如指路明燈，為學生撥開疑霧，給學生指明方向，讓學生知道如何順利完成接下來的課程設計。
1.積極引導學生查閱資料，培養學生的工程思維。指導教師首先講解一個完整的課程設計應該包括哪些主要內容，涉及哪些參數計算及相關文獻查閱，怎樣做才能更好地完成這些內容。指導學生學會正確使用標準和規范，從工藝和設備全方位考慮設計問題。“萬事開頭難”，學生克服了開始之初的茫然后在老師指引下很快進入角色。在設計過程中指導老師鼓勵學生多做深層次思考，綜合考慮經濟性、實用性、安全可靠性和先進性，培養學生的工程思維和創新能力。
2.引導學生利用計算機軟件輔助課程設計。計算機軟件的發展，為各行各業的發展提供了便利。現如今的《化工原理》課程設計的要求和十幾年前比有了很大的提高。所以設計的過程中不可避免地應用計算機對操作參數的計算、設備的繪制、工藝流程的繪制。這就要求學生在課程設計前就應該熟悉部分專業軟件的學習如Chemoffice，AutoCAD，Mat Lab，Aspen Plus。考慮到后續的課程設計，《化工原理》理論授課的過程中授課老師要求學生課余學習課程涉及的相關軟件，部分課后習題作業要求學生編程計算，比如精餾塔塔板的逐板計算法。經過一個學期的理論結合實際的學習后，大部分學生對相關計算機軟件有了了解。進入課程設計階段，指導老師引導學生把學過的軟件應用到課程設計中。計算機軟件輔助課程設計可以起到事半功倍的效果，幫助學生順利完成課程設計。
3.培養學生的團隊合作能力。在《化工原理》課程設計過程中，學生是以分組的形式進行的，每組4～5人，并任命一名品學兼優的學生為組長。為了方便工作的進行，組長根據組員的特長進行適當的分工，比如有的同學負責查閱資料，編輯文檔，有的同學編程計算，有的同學負責繪圖。但是這并不意味著每個人的工作是獨立的，課程設計的工作一環扣一環，相互關聯，需要全組同學發揮出自己的特長，相互幫助，齊心協力合作完成。設計過程中每個同學都有自己的個性和特色，難免在處理一些問題的時候產生分歧。對同一個問題產生分歧的時候，作為指導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計的最佳方法。通過課程設計，團隊中的每一位成員都經歷了一次合作鍛煉，團隊合作能力得到提高，這也是課程設計的另一寶貴收獲。
4.撰寫正規的課程設計說明書。為了達到鍛煉的目的，我們在設計之初就要求每組學生按著設計院或者設計公司的標準，編制一份正規的設計說明書。說明書主要包括三大部分：設計的文字說明書、設計項目的流程圖、2～3個關鍵設備的剖視圖（A3圖紙）。課程設計結束時，每一個小組課程設計說明書都要裝訂成冊，之所以這樣要求，其目的是鍛煉學生嚴謹的工作態度。
三、鼓勵表現突出的團隊參加設計比賽
結合現今高等教育的培養計劃，國內化工學會每年都組織大型的化工類的課程設計大賽，參賽對象來自全國各大高校的化工專業。根據這一情況，我們指導老師從設計之初就鼓勵學生爭取把自己優秀的作品展示給化工領域的專家和同齡人。到目前為止，我們指導的課程設計至少已經有三屆學生參加過了國家級的設計大賽，并獲得了獎項。這說明課程設計是對學生獨立思考能力的一次綜合訓練。
《化工原理》課程設計中，學生不僅認識到了“扎實的基礎理論知識，良好的工程設計思維”的重要性，也從中學習到了“理論與實際融會貫通”的精髓。從老師的角度來看課程設計不僅培養了學生綜合運用知識的能力，同時也為學生后續專業課程的學習、生產實踐及畢業設計打下了良好的基礎。
參考文獻：
[1]孫蘭義，張月明，李軍，等.Aspen Plus在化工原理課程設計教學中的應用[J].廣東化工，2009，36（12）：173-175.
1.設計題目陳舊，設計內容格式化
多年教學延用同樣的題目，分組進行設計，設計題目內容在化工原理課程設計指導書、網絡或往屆同學存檔贈送的資料中都有較完整的設計模版。因此學生在設計過程中只要按部就班地照葫蘆畫瓢，基本都能在規定時間內完成。由于題目陳舊和設計內容格式化導致設計效果變成紙上談兵，流于形式，大部分學生學習積極性不高，不夠重視，設計質量差，難以達到教學目標。
2.設計手段單一
設計的初衷是為了提高學生的制圖能力、計算能力及相關設備選型等綜合能力，所以要求學生手工繪圖、手工計算。但通過多年設計經驗發現，學生對基本的制圖規范如尺寸標注、比例選定、局部刨面圖及俯視圖相關規范性方面仍不能較好掌握。同時手工計算存在計算量大，計算結果準確度不高的問題，比如，塔板層數計算無論采用逐板計算法還是制圖法，其它如經驗公式、經驗參數選取和試差法的應用等都可能出現以上問題，其計算結果必將影響后續設計內容，嚴重者導致負荷性能圖檢驗不合格。這時按正常設計處理方法應該從尾到頭逆向再檢查一遍，從出現問題處再重新計算設計。但這時學生一般都身心疲憊，失去信心和毅力；另一方面設計時間也難以保證，結果必然導致一部分學生掩蓋問題、私自篡改數據，而不能面對問題靜心思考，實事求是地分析問題和解決問題，更不知小小數據的改動可能會給實際生產帶來非常嚴重的后果。
3.考核方式單一
以往教學中一般采取出勤、說明書和圖紙三部分相結合的評價體系。但在執行中發現存在以下問題：比如，圖紙方面，由于上交的是“無聲”的書面成果形式，致使懶惰或制圖技能差的同學有機可乘，私自找別的同學替畫，指導老師卻無法核實；說明書若是電子版，則可以套用本組其他同學的作品，進行簡單的數據、文字修改，這一點從部分說明書中出現錯誤的相同性得到驗證，這時問題雖然發現了，但指導教師仍很難判定是誰套用誰的，是誰替誰畫的，另外還可能是同組同學“分工合作”的結果，所有這些問題的出現，必將對最終成績的評定帶來困難，也易導致該考核方式不能全面公正、公平地對學生做出考核的問題，也難以檢驗設計的質量，同時助長了不良的學習風氣。
二、大學化工原理課程設計的教學改革措施
針對本課程教學過程中存在的問題，并結合我校及目前大環境下對應用化學專業人才培養目標要求，筆者結合近幾年教學實際經驗針對性地試將一些實踐教學手段引入到本課程教學中，取得了較好的效果。
1.設計題目創新化、設計內容多樣化，提高學生學習積極性
針對課程特點及學生知識水平儲備的差異，以“提優、促中、轉差”為原則，設計新穎題目及多樣化的設計內容，重在從多角度、多方面鼓勵學生正確處理獨立完成和團隊合作的關系，提高對課程設計的重視程度。具體采取兩種措施進行：常規設計和參加設計大賽設計，同時針對不同的設計對象，采取不同的設計題目和設計內容進行教學。
（1）選題和內容來源于生產實際。對于參加常規設計的同學，為了克服以往教學中選題的不足進行了慎重科學地選題，題目主要來源于生產實際，比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等單元操作，按組制定題目，同組同學分別承擔進料組成、進料狀態、進料量或生產任務不同的設計內容。
（2）選題和內容來源于化工設計競賽。全國大學生化工設計競賽是由教育部、中國化工學會、中國化工教育學會在企業的贊助下舉辦的全國性競賽，參賽高校遍及全國各省市地區，在培養大學生創新思維，提高化工工程設計與實踐能力方面發揮了積極作用。大賽題目每年均不同，并且與生產實際聯系更加緊密，有利于激發學生的學習興趣，培養勇于挑戰自我的精神，同時，采取積極宣傳和鼓勵的方式來引導同學自愿加入這一部分的課程設計。設計任務依據當年的競賽下達任務條件而定。五人一組為一隊，設隊長一名。小組成員可以根據各自的特長和興趣來分工合作，執行中采取“傳、幫、帶”的形式進行。由于設計任務有一定的難度和復雜性，為了使學生較快“入戲”，請教有參賽經驗的上屆學生“傳”授經驗，主要包括團隊合作的要點、軟件的學習、方案的確定等方面；同組同學之間互相“幫”助解決實際問題及各組同學互相“幫”助解決共性難點問題。小組內自學能力、自主能力強的同學“帶”動稍弱的同學，整體相對較強的隊“帶”動較弱的隊進行設計。采用不同的設計題目和內容，符合了不同學生的“口味”，一方面提高了學生的學習積極性、學習自信心和團隊協作能力；另一方面有效地避免了設計抄襲、代做的現象，形成以學生為主體，以教師為指導的良好設計氛圍。
2.采用靈活豐富的設計教學手段
由于常規的課程設計時間為兩周，若設計全部采用手工計算、手工制圖進行，很難高質量的完成設計任務。因此，構建靈活豐富的設計教學手段是十分必要的。主要采取以下方式進行教學改革實踐：
（1）提前下達任務讓學生做好早入手準備，比如提前學習化工儀表及自動化和化工制圖等課程的部分內容，能達到理解和會識圖的目的。并利用課余時間與學生交流，解決問題，引導正確的學習方法和增強自信心。
（2）在理論課教學中，注意結合課程設計相關知識采用案例式、啟發式等教學方法教學，適當訓練計算能力，達到理論與實踐的有機結合；在實驗課教學中注重對現場設備儀表及工藝流程的觀察和指導，從而使學生在理性和感性認識上有一定提高，使學生感到題目來源的真實性，增加設計的興趣，而且更有利于培養學生的工程觀念，為課程設計做好鋪墊。
（3）有計劃、有步驟地指導學生關于AutoCAD、Aspenplus等相關計算機軟件的自主學習。布置輔導學生學習AutoCAD，網上下載教學視頻，提供幾個與課程設計有關的網站等。
（4）緊密聯系生活實際，引導學生觀察生活中身邊地現象，樹立工程意識。比如，教室里供熱的換熱器類型、結構、適用條件、規格、安裝位置等是如何確定的；要保證教學主樓十樓在高峰期正常供水應如何選泵等等。通過引入生活中息息相關的小例子，使學生進一步意識到化工原理課程的重要性及實用性，提高學習的積極性，培養學生善于觀察、善于思考的良好習慣。通過在課程設計的實踐教學環節中采用靈活豐富的教學手段，削弱學生對設計的恐懼和依賴心理，增強了學生的求知欲望，從而大大提高實踐教學的效率，為學生按時完成課程設計提供保障條件。但要注意，要防止學生對軟件產生依賴心理，而忽視了對課本基本知識的掌握和計算基本能力的練習。
3.考核方式多元化，促進學生綜合素質的提高
針對以往考核方式存在的問題，依據過程與結果并重的原則，以重知識的綜合運用和“工程”觀念的設計能力培養為主，采用切實可行的多元化考核方案，使學生的主體作用和教師的主導作用能有機結合，提高教學質量。
（1）針對同一題目不同設計任務的同學，實行多方位、立體化綜合評價體系，設計期間定時及不定時地檢查設計進度和內容，達到及時發現問題及時解決和及時發現錯誤及時糾正的目的。一方面督促了設計進程，另一方面檢驗了學生對知識的掌握和應用情況。同時，通過當面問答的形式避免了抄襲或替代設計的過程，對答辯成績采用“化整為零”的方式進行評價，以“段段清”的方式進行答辯考核成績評定，即將答辯環節滲透在設計的整個過程。最終結合學生平時學習主動性、積極性和圖紙、說明書情況給出總成績。
（2）針對參加化工競賽的同學，考核方式采用“總分”結合的形式。“總”為小組作為一個整體總得分情況，主要從設計的系統性、完整性、規范性、創新性和最終團隊答辯情況而定。“分”為小組中每個學生獨立完成任務情況、參與積極性和個人答辯情況。答辯過程按照參賽標準進行，小組“總”成績占每個學生總成績的40%，學生獨立設計成績占學生總成績的40%。個人創新占學生總成績的20%，主要包括設計方案的確定、新技術、新材料的應用、相關軟件應用、節能環保及經濟性評估等方面有創新或突破。針對不同設計任務，采用的考核方式雖有所差異，但總體上均較合理、公平、公正地反映了學生的綜合成績，同時促進了學生知識、能力、素質的協調發展。通過近四年的教學實踐和改革，教學質量得到了一定的提高。參加大賽同學取得了優異的成績，得到了校、院領導的肯定，學生整體設計水平明顯提高，具備了一定的化工PID識圖、制圖能力，為后續的專業課學習、生產實習和就業打下良好的基礎。
三、結束語
關鍵詞：化工原理課程設計；改革；工程意識
1化工原理課程設計教學存在的問題
化工原理課程設計目前存在諸多問題：一般專業未開設大多軟件課程，學生不能進行模擬計算，設計效率低；學生缺少查閱工具書意識，且工具書有限，生搬硬抄教材較重，無法提高學生分析和解決工程問題能力；青年教師缺乏設計經驗，指導能力尚需提高；教師指導人數多，學生面臨末考壓力，影響師生溝通；選題面窄，驗證性設計題目多；學生缺乏工程觀念，與工廠現狀關聯少，難以培養學生創新思維和工程意識；設計時間緊、任務重，完成質量不高；考核簡單，多以說明書和圖紙為評判依據，不能真實反映學生設計能力。基于以上原因，利用課程設計環節培養學生創新精神和解決實際問題能力的目的未能較好達到[3]。
2化工原理課程設計指導流程改革
現有化工原理課程設計指導流程一般是指導教師集中開動員會，下達并講解任務指導書，課程設計要求，按學號進行分組，后續集中指導交流機會少，學生有問題得不到及時解答，入手難，設計進度緩慢等問題，就此對課程設計指導流程進行了細化改革。
2.1了解學生情況
在課程設計分組前，對學生情況了解非常重要。需對學生進行歸類，如組織領導才能、有一定威望、學習成績好、學習比較欠缺、計算能力較強、辦公軟件使用熟練、模擬繪圖軟件熟練操作等方面進行了解，此可避免各小組間較大差距，可充分調動小組積極性和團結協作，分工協作進而可減少指導教師工作量。
2.2提前動員準備
教師可將設計題目、設計框架穿插在化工原理理論課教學中，介紹設計思路和實際經驗，有意識讓學生積累工程素材，要求學生利用課余時間根據設計題目搜集資料，培養學生文獻資料檢索和搜集能力，學習CAD繪圖等技能，提前做好初步動員，積極引導學生復習和補充設計所需的有關知識和技能，可合理分配利用時間，解決課程設計時間緊、任務重的問題。
2.3選題
在進行課程設計開始時，結合理論知識的基礎，把控好設計的難易程度，也可根據工廠情況涉及各種單元操作與生產一線聯合選題，設計與生產實際貼近的合理設計題目，選題符合本科教育要求，難度適中；符合學生實際知識水平和能力，經過努力能順利完成設計任務。
2.4分組及選組長
指導教師了解學生基本情況后進行分組，學生可在一定前提下自由組合。學生推舉組織協調能力較強的組長，指導教師與組長交流討論，組長選擇副組長，余下的同學自行選擇組長，教師再根據小組成員不同特點進行適當調整。每個小組成員最好有專長，如工程計算、CAD繪圖或模擬軟件使用等，利用各組員長處承擔相應設計任務，團隊協作完成設計。
2.5設計任務書
正式開始設計前，召開全體學生動員會，集中將設計內容和要求詳細闡明，并對設計任務書進行詳細講解。設計任務書是課程設計的方向和依據，一般包括以下內容：設計題目、設計參數、設計目的及內容、設計說明書內容、進度計劃、考核方法等。設計任務書應詳盡具體，讓學生對課程設計所有內容一目了然，且難易程度與學生水平應相當。
2.6集中交流與過程考核
開展有效的輔導交流，可加強各小組交流學習，了解每個學生在團隊中的表現，能強加過程考核，并督促把握各小組設計進度，還可很好解決指導教師不足問題。各小組圍繞設計思路及進度、存在問題、后期方略開展單獨交流。由組長總體介紹，每個組員分管工作介紹，檢查學生設計思考情況，指出設計中的不足，以利于以后改進，提出后期工作安排。
2.7正確指導和監督
教師首先對設計思路進行引導，設計過程中確實遇到問題，先由小組內開展討論分析，確定無法解決后，教師再從旁協助，引導啟發，并解決問題。除約定時間集中答疑外，還可通過電話、短信、QQ及微信等手段進行輔導答疑，記錄學生提問積極性以用于監督和考核。教師要及時掌握學生設計進度和動態，對設計過程中表現積極地學生適當加分。
2.8考核與答辯
根據學生在設計中綜合表現進行考核評定，采取教師審定、小組互評、過程表現與答辯相結合的方式，成績評定按百分制記分。通過答辯，考核學生設計思路和設計態度，設計方法是否掌握，是否有抄襲現象，對知識掌握及運用情況，主要考核解決工程實際問題的能力。
3化工原理課程設計的改革與探索
3.1精心選題，加強工程實踐性
設計題目要能綜合應用所學知識，依據實習基地和個人科研項目而選擇合適項目，緊密聯系化工生產實際和學科前沿。選題時要結合學生專業特點，在給定物系要求、操作條件、設備要求等方面做到多樣化，且有一定難度與深度。通過課堂和工廠現場教學，加強學生工程實踐能力鍛煉，使其對單元操作、生產工藝和設備等有初步認識，而利于設計順利完成。
3.2改革指導過程，加強監督
輔導答疑堅持以學生討論為主，教師從旁協助原則。遇到問題先組內討論，無法解決時教師再引導啟發至解決問題。集中輔導時，教師將設計共性難疑點詳細講解；小組單獨交流時，圍繞設計思路及進度、存在問題、后期方略交流，還可通過網絡等進行實時輔導。指導教師應了解各學生表現，實行階段性檢查，輔導過程以學生為主，培養其分析解決問題能力。
3.3加大計算機應用，強化軟件應用能力
目前，課程設計手工計算較多，耗時費力，準確性不好，使用計算機輔助設計顯得尤為重要。可利用Excel、Origin和Matlab等對數據選取、核算和繪圖；利用Aspen、ChemCAD等對物性參數、熱負荷等選取和計算；利用CAD、ChemCAD等繪制流程圖、人流物流等；利用Plant、CADWorx等進行配管、三維圖繪制等。對于工藝計算和繪圖軟件，教師應在課程設計前一學期介紹，學生平時加強自學練習，可充分發揮學生自主學習和獨立思考精神，提高計算機運用技能和專業知識綜合運用能力[4]。
3.4提高教師水平，鍛煉指導能力
化工原理課程設計水平與指導教師直接相關，教師的實踐教學能力是提高設計環節教學質量的關鍵。年輕教師工程實際訓練少，教學經驗不足，對工藝流程、設備結構、車間布置等不熟悉，故提高青年教師指導水平尤為重要，可利用暑期實踐活動到學生實習化工企業進行歷練，參加實踐基地建設及校企項目合作，精選部分具有企業工作背景或設計經驗的教師和優秀校友開展雙導師制課程設計，不斷提高教師的指導能力和水平。
3.5改革評價體系，體現公正
將小組互評、學生自評和教師審定相結合，平時討論表現和答辯相結合，考核貫穿設計過程始終，最終成績需考核學生知識掌握情況、分析解決問題能力、計算機應用及文字組織能力等。采取平時表現（5%）+過程考核（15%）+說明書（15%）+圖紙質量（20%）+難度和創新性（5%）+答辯表現（40%）來評定學生成績。從設計態度、考勤、學習表現、提問釋疑情況，交流表現、資料掌握，說明書質量、圖紙繪制及軟件應用等審定。答辯時要求組員對自己工作做出說明，結合小組成績和個人表現，給每位同學評定成績，做到合理公平。
3.6鼓勵參加設計大賽，以賽促教
積極鼓勵學生參加各類科研活動及化工設計類實踐和競賽，“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽、“三井化學杯”全國大學生化工設計競賽及省校級制藥、化工類設計大賽，通過參加這些設計大賽，學生能很好地將理論和實際相結合，計算機水平顯著提高，工程概念、創新意識和工程意識顯著增強。
關鍵詞 整體化教學；化工機械；工程實踐
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）09-0098-02
Teaching Exploration of Holistic Teaching Model on Chemical Mechanism Basis for Non-mechanical Engineering Specialty//Li Huifang
Abstract Chemical machinery is a comprehensive mechanical course. The paper is based on the problem existing in the process of teaching and engineering application， the concept of holistic teaching model was proposed. It sets forth in 3 ways， consists of holistic teaching content， integration on classroom teaching and curriculum design and holistic on classroom teaching and practice. The aim is to improve the understanding of the course for the students of the non-mechanical engineering speciality， and obtain the best teaching efficiency.
Key words holistic teaching； chemical machinery； engineering practice
1 引言
化工設備機械基礎是一門綜合性的機械類課程，內容幾乎涉及過程裝備與控制工程專業的全部專業基礎課和專業課[1]。由于該課程內容涉及廣泛，要真正學好這門課程，培養學生具有工程意識和創新能力，在實際教學中有一定的難度[1]。因此，應當適當變換教學思路，從課程建設體系出發，注重課程的整體化教學模式，從成套設備的整體化概念為切入點，加強在教學過程中的工程實踐，就有特別的意義。
2 目前化工機械基礎課程的教學模式
化工機械基礎課程在北京化工大學針對化工專業和材料專業的學生開設的，在編寫教材時考慮到學生對所修專業的適用性，將整本教材分成三部分：第一部分為工程力學篇，第二部分為化工設備設計基礎篇，第三部分為機械傳動篇。三部分相互獨立又相互聯系。但是關聯性不強，更像三門獨立的課程，只不過在后續的學習過程中要借用到前面的知識。這樣，學生在學習過程中總有一種不系統、凌亂的感覺。如何從培養學生工程觀點的角度更好地整合課程，優化內容，是教學改革的一個重要方向。
3 整體化教學模式的改革
所謂整體化教學模式是指在教學過程中從成套設備概念入手，將成套設備的設計理念和設計方法貫穿在所講授的教材中，從而可以在教學過程中加深對所學內容的理解，培養學生工程實踐觀點，提高其創新思維。要系統地實施整體化教學模式，必須從三個方面入手：首先是教學內容整體化；其次是課堂教學和課程設計整體化；最后是課堂教學和實踐整體化。下面就提到的三個方面具體闡述。
3.1 教學內容整體化
考慮到目前教材編排上存在的一些問題，應在教學內容和編排順序上做適當的調整。
首先，應在緒論部分將化工和材料專業常用設備提出來，指導學生理解要完成成套設備的設計需要哪些東西？哪些東西是已經知道的？哪些東西是未知的，需要在未來的學習中進一步了解和掌握的？這樣學生首先對設備就有了一個感性的認識。
其次，在工程力學的介紹過程中要經常介紹一些典型設備的力學模型，介紹這些模型是如何根據力學知識簡化的，而不是干巴巴地介紹一些與設備脫節的桿件。這樣學生會覺得他們學習的力學知識是可以解決實際問題，可以理論聯系實際的。
再次，要開發一些與成套設備相關的計算機分析軟件，展示典型化工設備模型圖片、典型化工設備及制造現場照片、現行壓力容器和化工設備的設計標準、化工設備圖示例等[2]，對不宜在黑板上描述的工程實例進行現場計算和分析 [3]。
最后，要在第二篇增加成套設備設計的內容，而不是目前教材上的設計理論。這樣學生就把工程力學的知識貫穿到設備設計中，同時又熟悉了設計理論和設計標準，對以后從事相關專業是一次很好的訓練。
3.2 課堂教學和課程設計整體化
將課程設計貫穿于理論教學中[4-5]，具體做法是將課程設計分解成計算和繪圖兩個步驟，其中計算步驟可以在課堂教學中完成。按照教學內容整體化的概念，在緒論部分提出課程設計的任務，課程設計的設計內容和設計過程，讓學生對課程設計有個了解，引起學生對設備設計的興趣。在第一部分工程力學介紹完后，學生根據所學力學知識，完善對設備力學模型的建立。學習化工設備設計基礎之后，學生針對設計條件選擇設備材料，確定筒體直徑和壁厚并根據工藝條件選擇相關的標準件。結合教學內容整體化中成套設備的設計，指導學生將設備設計部分的計算完成。在課程設計階段，讓學生把整個設計過程重新梳理一遍，完善設計過程，然后繪圖并整理課程設計說明書[4]。
3.3 課堂教學和實踐環節整體化
在傳統教學模式中，教學過程和實踐環節是脫節的，時間上存在一定的錯位。而化工機械基礎課程中將近有一半的知識涉及設備問題，而非機類學生直接接觸設備的機會不多，對工程問題認識上存在一些欠缺。所以必須努力為他們提供一切實習的機會，并將實習的過程穿插于教學中。將實習安排在教學中，可以將理論教學與實踐過程真正地聯系在一起，學生可以帶著課堂上問題參加實踐，或將實際的問題拿到課堂上去解決，這樣可以加深學生對化工設備結構的理解，培養他們對本課程的學習興趣[6]。
整體化教學模式在教學實踐過程中的實施正在逐步進行，相信通過這樣的改進可以進一步豐富學生的工程實踐觀點，充分發揮這門課程在后續學習中的作用，提高學生的學習積極性，改進教學效果。
參考文獻
[1]李慧芳.提高化工設備機械基礎課程教學效果的思考[J].中國現代教育裝備，2011（15）：92-93.
[2]董俊華，趙斌，張及瑞.化工設備機械基礎課程設計教學改革探討[J].化工高等教育，2011（1）：17-19.
[3]陳連，王元文.化工設備機械基礎教學改革的若干嘗試與實踐[J].化工高等教育，2007（1）：128-129.
[4]董俊華，張及瑞，高炳軍.“化工設備機械基礎”課程設計教學改革的研究與實踐[J].廣州化工，2011，39（4）：152-156.
關鍵詞：《過程設備設計》；課程設計；教學改革
中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）49-0045-02
一、引言
《過程設備設計》課程是過程裝備與控制工程專業的一門專業必修課。“過程設備設計”課程設計是與該課程配套的一個重要的實踐性教學環節。通過在教師指導下進行設計訓練，培養學生熟悉設計方案的分析論證、結構設計、設計規范以及機械制圖等方法，為今后的工作奠定良好的基礎。為此，怎樣搞好課程設計教學，鞏固學生所學的基礎知識，培養學生理論聯系實際、全面分析問題、解決問題的能力，是我們應該深入討論和研究的重要議題。
二、課程設計前的準備工作
1.做好選題工作：課程設計指導中重要的環節之一是選題，指導教師在確定課題時應明確培養的目標。題目要能綜合應用專業課知識，通過對生產流程中上游工藝要求的分析，來論證過程設備的總體設計方案、確定設備整體結構的型式、并進行主要零部件的結構和強度設計計算，查閱相關規范和標準并編寫相應的設計說明書等，掌握過程設備的設計內容、步驟和方法等的一般設計規律，為下一年度的畢業設計打下基礎；其次，題目的深度和工作量應當適中，既要保證學生能盡可能多地用到所學的理論知識，又要顧及到學生目前的設計水平和進度，以確保學生能按質、按量、按時地完成所給的設計任務。
2.及早布置設計任務：雖然是在理論課程授課之后進行課程設計，但是有關課程設計的要求完全可以在理論課授課過程中穿插講授，并同時下發課程設計任務書和指導書，進而改變以前先課堂教學，再布置設計任務，讓學生在兩周內集中設計的教學秩序。以往教學秩序導致學生最終不能按時完成，或雖按時完成，卻不能保證設計質量。為確保學生在規定時間內能保質保量地完成設計任務，應該及早讓學生清楚設計的任務。
三、設計過程嚴把質量關
1.課程設計資料管理：以往采用電子文檔形式提交計算書和圖紙，雖方便了教師對學生的設計管理和文檔保存。但往屆學生的設計資料文檔一旦流入下屆學生手中，就會變成進行課程設計的模板。一部分學生將模板的設計計算書和圖紙中的相關數據直接修改成自己的設計數據，根本不關心設備結構設計方法、所用計算公式的含義、相關規范的選用和化工制圖的規范表達等設計的基本程序。故課程設計資料不能電子化，成為桎梏學生思想的枷鎖。設計之初就應該明確計算書必須手算完成，圖紙只能采用手繪，而不允許采用專業軟件。
2.強調學生的主體地位：我們分組設計不同的題目，每5人分成一個小組，并指定小組長。每組的過程設備的尺寸和材料各不相同，但總體方案是可以相互借鑒的。小組成員可在一塊查找與設計有關的書籍、資料，碰到問題互相討論、學習，先在小組里解決掉一部分設計疑問。剩余小組中不能解決的問題，小組總結出來，教師再予以指導，加強了指導的針對性。
3.發揮教師的引導作用：設計全過程教師只是發揮引導作用，應以學生自主設計為中心。引導學生清楚設計步驟，提高獨立分析、解決問題的能力；教師不能只止步于讓學生“學會”，而是應引導學生“會學”；遇到疑難問題時，教師應通過典型案例分析，形象地引導學生對基本理論知識的理解，啟發學生的思路，培養學生的工程意識。改變以往教師全盤托出、學生依葫蘆畫瓢的傳統方法。
4.重視課程設計總結與提高：課程設計后期，組織學生開一個課程設計總結交流會，讓每個小組說出自己在課程設計中遇到的問題及解決的方法、收獲與體會，設計中需進一步完善之處，各組之間相互探討，教師作適當的點評。通過交流，使學生對設計內容的理解更加深刻，對工程設計的方法更加清晰。
四、設計時間合理安排
原課程設計安排在理論課結束后的兩周進行，此時其他專業課程也即將結課，學生既要進行高強度的課程設計，又要分心復習其他課程的考試。急于完成設計任務，沒有足夠的思考時間，甚至出現抄襲現象等。考慮到同其他課程在時間上的協調，我們將這門課程設計安排到第六學期所有課程考試結束后的兩周時間。
五、完善課程設計考核方法
以前主要是根據學生在設計期間的表現，計算書和圖紙的完成情況，答辯時對重要知識點等的掌握程度，最終給出學生的成績。這種考核方式存在一定的弊病，一方面，個別同學抄襲、甚至拷貝同組的計算書和圖紙，并經重新整理后，版面比原創者編寫的更規整；另一方面，只有兩周時間的課程設計，某位學生是積極設計還是應付差事，教師難以精確把握。會得出一些不公正的結果，使學生的學習積極性受到挫傷。故我們在考核中采用了以下評定方式。
1.學生自評、互評和教師講評相結合：學生完成設計任務后，先自我檢查設計計算書和圖紙，總結歸納存在的錯誤和不理解的問題，形成“自評”；之后隨機分配合作同學，給對方的設計進行審查，最后給出評閱意見，形成“互評”。根據上述自評和互評情況，指導教師有針對性地再次檢查學生的設計，找出設計中沒有掌握的知識點，與學生進行討論，形成“講評”。自評、互評對學生而言是一種行之有效的“自我引導”和“相互引導”方式，極大地提高了學生學習主動性和獨立思考能力。教師講評總結設計中存在的共性問題，并充分了解了當前學生掌握知識的水平，為公正的評定設計成績提供參考依據。
2.將自評、互評作為成績評定依據：評定最終成績時，除依據平時表現、計算書、圖紙和答辯情況外，還應將自評、互評情況也作為評分的一部分依據。指導教師給出自評、互評的評分規則，學生根據所給的評分規則進行自評、互評，得出具體的評分結果；教師根據評分結果給參加互評的同學加分或減分。自評時抄襲他人不知其所以然，互評時根據評分人查出問題的多少，給自評同學減分，給評分同學加分；反之，評分人無能力查錯，則給評分同學減分。
六、結語
《過程設備設計》課程設計教學改革的目的在于激發學生主動的學習態度，培養學生工程設計的實際能力。要想搞好課程設計，必須充分發揮指導教師的引導性和學生的主動性，做好設計前期安排、設計中期的質量進度控制和設計后期的考核管理工作。只有這樣才能保證課程設計質量，達到最終訓練的目的。
參考文獻：
[1]李佳，涂橋安，華潔.《過程設備設計》課程設計教學實踐與探索[J].科教文匯，2002，（6）：36-37.
[2]潘艷秋，匡國柱，喻建良，等.化工過程與設備課程設計的實踐[J].化工高等教育，2004，（2）：101-102，110.
[3]畢明樹，喻建良，李志義.“過程裝備與控制工程”專業的知識結構分析和課程體系設計[J].化工高等教育，2001，（4）：22-25.
以化工原理為代表的化工原理系列課程是化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課中最重要的課程，起著由“理”及“工”承上啟下的橋梁作用，其教學目的就是培養學生運用所學知識分析和解決化工單元操作中實際工程問題的能力。化工原理系列課程包括：理論課、實驗課、生產或仿真實習和課程設計四個環節。其中化工單元操作過程設計方法、操作原理及其計算是理論課程教學的重要內容，而迅速準確地進行工程計算是課程設計的基礎，所以組織好化工原理理論課程教學是落實化工原理整體教學的關鍵。目前，化工原理主要授課內容：流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計算方法，而通用過程模擬軟件中幾乎包括所有常見的化工單元基本模塊，在講課過程中，教師可以在講授基本原理后，使用軟件中的相關計算模塊對其工作特性進行模擬展示。
東南大學化學化工學院肖國民、李浩揚[3]等，利用Fluent、Aspenplus軟件應用于講授和解決“三傳”問題。其中利用Fluent軟件，對固定床反應器進行動量模擬，結合反應動力學模型和對流傳熱模型等，研究反應器內一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯反應，從而獲得反應器內速度、溫度和各物質濃度的分布情況，模擬結果與實驗數據吻合良好。這一過程給學生清晰的展示了：不僅固定床反應器內部的“三傳”均和反應的進行程度相輔相成，而且若想準確計算、設計或優化一個單元操作過程，實驗情況與計算模擬必須相互反饋，相得益彰。利用Aspenplus軟件對二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進行設計和工程開發，與傳統的換熱器設計計算方法相比，結果具有可靠性高、計算用時少、繪圖快、和各專業集成效應強等優勢。通過對甲醇—水精餾過程模擬，說明該軟件可用于質量傳遞方面的計算。教學實踐證明，該方法不僅可以全面反映塔內物料組成、質量分布狀況等工藝計算結果，而且還可通過系統內置板式塔或填料塔的各種塔內件參數，得到塔結構詳細設計，另外學生還可以通過改變模擬計算條件，綜合考察各因素對分離效果的影響，便于教學。
中國石油大學（華東）化學工程學院劉相、王蘭娟[16]利用軟件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統的課程設計相結合的教學方式，簡化繁瑣的計算過程，強化學生的工程意識和制圖規范，使化工原理課程設計逐步走入規范化軌道。中國石油大學（華東）化學工程學院孫蘭義，張月明[17,18]等，選擇烯烴分離裝置作為研究對象應用于化工原理課程設計教學之中，利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數等重要數據，計算機教學的引入為化工原理課程設計教學注入了新的活力。江蘇技術師范學院化學與環境工程學院張春勇，鄭純智[19]等利用Aspenplus軟件在流體流動和輸送機械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應用，在教學過程中使學生看到的都是工程實例，充分踐行了理論聯系實際這一教學原則。嘉興學院生物與化學工程學院韋曉燕，譚軍[20]等，山東科技大學化學與環境工程學院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過程模擬系統有目、有步驟地應用于化工原理系列課程教學，通過單元模型操作型問題、實際案例分析和課程設計三個階段的訓練，使學生加深對化工單元設計的理解，達到培養“知識”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工學院化學工程系葛明蘭，李翠清[22]等和安陽大學化工系李安林，張換平[23]等將ChemCAD軟件應用與化工課程設計和簡捷精餾模型，青海大學化工學院李曉昆，張宏[24]等將ECSS軟件應用在板式精餾塔工藝計算中。華南理工大學化學與化工學院鄭秀玉，李瓊[25]還將過程模擬系統應用于化工仿真實習教學的改革與實踐當中，取得了寶貴的教學經驗。實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合，且呈非線性關系作用的結果，解答需要經過多次運算與討論分析。如操作型計算，盡管與設計型應用的原理是一樣的，但是因為思考問題的角度不同，使得此類問題復雜、靈活，綜合條件的選擇計算不是一次完成，而是需要多次試算，反復迭代，加之公式復雜，計算步驟繁多，計算量很大。模擬軟件的應用是解決這類問題行之有效的捷徑，既幫助學生加深了對各化工單元的認識與理解，又培養了他們解決實際工程問題的能力。
2在化學反應工程、分離工程教學中的應用
化學反應工程和化工分離工程皆為化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課程。其主要研究內容的共性為過程開發、工藝設計以及實際生產操作過程中遇到的工程問題。在化工生產過程中，化學反應是生產的核心，而分離過程則是其前的原料凈化和其后的產品精制，一般來說分離裝置的費用占總投資的70%以上。過程模擬系統中，基本上包含了教學過程中所包含的各式反應器模型，另外系統還集成了用戶自定義模塊，用戶可根據實際需求二次開發反應器模塊子程序。而對于化工分離過程的模擬無論是從可模擬介質的種類和塔器的形式上，還是從模擬結果的精度上，都堪稱化工模擬技術發展的代表。如：在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級汽-液、液-液平衡為例，其計算分為簡捷、嚴格法兩種。簡捷法計算單元模塊庫有三類：簡捷法精餾設計、簡捷法精餾核算和石油簡捷蒸餾。
嚴格法計算單元模塊庫有六類：嚴格精餾、復雜塔嚴格精餾、石油嚴格蒸餾、基于質量傳遞速率蒸餾、嚴格間歇蒸餾和嚴格液-液萃取，每一類單元模塊庫中又有多個以進料、加熱器（冷凝器）和側線物流等不同組合形式，如：嚴格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計算，還可用于三相(汽-液-液)計算，即可模擬：普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應比例控制蒸餾等工藝過程，而石油嚴格蒸餾庫中就有近50種形式可選，所以過程模擬系統不僅可以滿足化工分離工程課程主要內容的需要，而且對其后繼石化、煉化等工藝課程，也有較大的幫助。天津科技大學王彥飛，朱亮等采用教學內容與AspenPlus軟件相結合以提高教學質量，討論環氧丙烷水解絕熱連續攪拌釜式反應器模型的多解性，在課堂上非常快速直觀的讓學生清楚了解多定態現象以及產生的原因，有助于學生對反應過程的理解，并通過軟件使用可以回答，“如果改變某些條件，那么對于結果有哪些影響？”這樣的問題。南京化工職業技術學院化工系戴斌，徐宏利用化工過程模擬系統ChemCAD二次開發工具，在SO2轉化反應器的工藝設計上，通過使用VBA語言編程，實現有復雜反應動力學方程的反應器工藝設計。變換不同的SO2轉化工藝條件，計算得到與之對應的反應器體積，從而為裝置技改、去瓶頸和優化提供依據。上海應用技術學院吳錫慧，郁平等對化學反應工程教學改革和實踐，在實驗中引入AspenPlus軟件強化計算機應用，提高了學生們的設計和綜合分析能力。該軟件也正被學生用在大學生化工設計競賽、畢業設計和科技創新等環節。
天津大學化工學院李士雨，齊向娟給出了應用ChemCAD模擬軟件更新分離過程教學內容的初步方案包括：分離過程熱力學、自由度分析的原理和方法、單級平衡和多級平衡模擬計算等。得出：無論從國內外化工分離過程教學內容的更新趨勢上看，還是從工業界對分離過程教學內容需求的變化上看，在分離過程教學內容中增加計算機模擬分析方法是大勢所趨。華東理工大學化工學院李偉，朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習題課上，同時改變熱力學方法、閃蒸條件、壓力等，完成不同條件下的多種閃蒸計算。進行丙烯精制塔精確計算可對塔操作參數進行多方案計算和比較，實現整體優化；通過調節操作參數實現產品的純度和塔的能耗比較，在其之間建立量化概念，這對于思考許多分離基本問題是十分有益的。江蘇石油化工學院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對醋酸與乙醇催化反應精餾塔進行模擬，回流比、進料組成、進料位置等對醋酸與乙醇收率的影響進行了分析，結果表明：運用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應精餾過程，結果可靠,精度高。江漢大學化學與環境工程學院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實驗教學中。通過演示軟件操作錄像、學習模擬經典實例等方法，使學生迅速掌握并使用軟件，借此求解泡、露點及塔板數等。
廣西大學化學化工學院秦祖贈，葛利等利用ProII對膨脹器的氣體加工裝置進行模擬，福建農林大學材料工程學院盧澤湘，范立維等利用AspenPlus對甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反應精餾工藝進行模擬，并進行教學演示和講解。著重在混合物熱力學性質的計算、多組分平衡分離過程計算上，真正做到了“嚴格計算”。同時指出軟件對化工熱力學、化工設計等課程的學習也會有較大的幫助，連續三年化工專業本科生對過程模擬系統的學習興趣調查中“，學習興趣強烈”的分別占到總人數：72.8%、83.2%、86.8%。將過程模擬系統應用于化學反應工程教學，避免了大量計算公式推導、復雜數值計算等問題，可以在少用課時的情況下，盡量全面地展示化學反應工程的核心內容。多組分多平衡級分離的嚴格計算，是設計分離設備和優化操作過程的必要計算手段，也是化工分離工程教學的主要內容。使用過程模擬系統，在進行MESH方程推導及基本算法介紹的同時，使得塔的精確計算和將熱力學中相對獨立的知識運用到具體的分離過程中，解決其工程實際問題成為可能，并且可以對塔的操作參數、分離要求和設備投資、運行費用等問題進行分析計算，極大地提高了學習的深度與廣度，使學生更加主動積極，綜合分析和解決實際工程問題的能力明顯提高。
3結語
關鍵詞：化工原理、發酵設備、工程設計、工程制圖
基金項目：吉林農業大學校級優秀課教改示范課《化工原理》
中圖分類號： G42 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-02-0193-1
隨著二十一世紀高科技的發展，很多農業院校都設有生命科學院，通常都設有生物技術專業、生物工程專業、生物制藥專業，這些都是二十一世紀的一個重要發展方向。就專業而言，生物工程與生物制藥是工科，而生物技術專業是理科專業，人材培養方向是在生物技術領域的科學研究。現在的本科學生就業中有相當一部分人要走入工廠，進入到生產第一線，需要的是工程技術的基礎理論與實踐。我校根據這一特點，經過了十余年的教學積累，多次修改人材培養方案，調整教學內容，將生物技術專業加進了《化工原理與發酵設備》這門課。為學生就業打下了良好的理論基礎。
1 化工原理課在生物技術專業中的重要性
我校現設的生物技術專業屬于理科專業，人材培養方向是生物技術領域的科學研究。在校所學內容都屬理科課程。最初我校設置專業時，沒有開設化工原理課，相關的專業課開設了發酵設備。因為沒有開設化工原理這門專業基礎課，教學效果很不理想。后來改增化工原理課程60學時，造成整體課時過多的現象。經歷了幾屆的教學，我們將化工原理與發酵設備合二為一，合計上60學時，這樣有機的結合在一起。縮短了教學學時數量。使生物技術專業的學生在學理科的同時也可以學到工程類專業相關的基礎知識，達到了教學目的，效果很好。
2 化工原理與發酵設備理論內容的整合
化工原理是一門專業基礎課，而發酵設備是專業課，考慮到適應于工廠的需要，我們將兩門課合在一起，一共60學時，在有限的學時內，我們將化工原理與發酵設備有機的結合在一起。化工原理上30學時，主要講授流體、傳熱、非均相物系、干燥、蒸餾、共計五章，重要講授其基本原理。
發酵設備是專業課，主要講授發酵行業所涉及到的所有設備，授課重點是設備的結構、工作原理以及主要設備發酵罐的設計計算。使學生掌握發酵行業常見的設備的使用原理及特點，會進行設備選型，具備能夠初步設計工廠的能力。
將兩課合為一體，可將化學工程的基本原理與在發酵行業上的應用結合起來講授，將二者有機的結合，使學生能夠掌握最基本的工程知識，同時，還要掌握工業化生產設備的使用情況。為畢業后走向企業打下了一個良好的基礎。
3 豐富多媒體的內容，提高教學質量
化工原理與發酵設備有一個共性的東西，就是需要實踐性強，而在校學習期間不可能有大量的時間與精力去企業。我們采用多媒體授課，重點是放在動畫與圖片上，通過收集、制作大量的動畫與圖片，來豐富感性上的知識，使學生能夠更好理解，達到提高教學質量的目的。由于是兩門課合在一起上，這樣在講授中，可以減少對相同內容的重復，盡可能的傳授更多的知識。通過幾年的教學實踐，效果很好。
4 教學實習使學生理論與實際相結合
該課我們安排了一周的教學實習，在課程結束時，我們下工廠進行現場實習，走進生產第一線，對設備進行了解，對操作進行了解，了解工藝與設備之間的關系，了解設備對生產實際的重要性，了解理論與實踐相結合的重要性。對學生，我們有實綱，實習要求。通過向工人師傅的學習，詢問，可以使學生將所學理論與具體的生產實踐相結合，以達到良好的教學目的。
5 課程設計使學生增加工程設計與工程制圖的基礎知識
該課程還安排了一周的課程設計，我們選擇發酵罐，依據現場的實際數據，對設備進行設計，然后用計算機進行工程制圖。通過課程設計，使學生達到以下幾個目的：
5.1 掌握專業設備的設計計算能力
通過我們的實習，得到現場的第一手資料，再依據理論來計算設計發酵罐，以達到依工藝條件不同而設計發酵設備的目的。
5.2 掌握工程制圖的基本知識，訓練繪圖能力
選擇兩個內容，一個是發酵罐的結構條件圖、一個是發酵工段的工藝流程圖。通過制圖來掌握本專業所需的最基本的工程制圖知識。
5.3 掌握計算機繪圖的能力
現在的工程制圖都是用計算機完成的，學工科的學生應該掌握這個基本能力，通過該課程設計使學生掌握計算機制圖的基本原理及基本方法。
論文關鍵詞：素質教育 教學體系 課程質量 教學質量
論文摘要：以全面推進素質教育為根本目的，以培養學生創新精神、提高學生實踐能力為重點，建立《化工原理》課程新的教學體系，力求課程質量和教學質量達到一個新的水平。本文試根據多年課堂教學實踐就《化工原理》課程的建設與改革進行分析闡述和總結。
《化工原理》課程是化工專業的一門極為重要的專業基礎課，其主要內容是以化工生產中的物理加工過程為背景，依據操作原理的共性，分成為若干單元操作過程，研究各單元操作的基本原理，基本計算和典型設備。它涉及到化工生產中眾多的操作和設備。它要求綜合運用數學、物理、物理化學等基礎知識來分析和解決化工生產過程中的工程問題，在培養化工技術人才中擔負著由理及工、由基礎到專業的過渡，在培養學生運用工程觀點分析解決化工實際問題方面起著重要的作用。該課程有如下教學特點：涉及的知識面廣泛。
學生需具有高等數學、制圖、物理、物理化學及計算技術等先修課程的基礎知識。工程實踐性強。要求學生對于化工生產過程及設備有感性認識與了解。各單元操作過程相互獨立。遵循的原理和法則各不相同，每一單元操作均可獨立講授、單獨使用。設備類型多種多樣，且結構復雜。為了便于學生的理解和掌握，需配以大量的掛圖或設備模型。各種操作現象抽象，難于理解。老師授課時為解釋清楚，需花費大量時間。大量利用公式、半經驗公式或關聯式進行計算，學生記憶困難。
高職院校的《化工原理》課程改革，必須轉變教育思想，從根本上打破學科教育的模式，針對學生基礎普遍較薄弱的特點，降低理論要求，建立以職業能力培養為根本的課程體系，打破理論課程與實踐課程的界限，加大實踐教學比例，突出實踐技能的培養。
1課程內容的改革
《化工原理》課程經過近百年的發展完善，形成了一套完整嚴密的理論體系，這對于注重知識的系統性和全面性的普通高等教育，會給教學帶來很大方便，但這種完整的理論體系卻不適合高職教育的培養目標的要求，本著“以應用為目的，必需夠用為度，加強針對性實用性”的方針，必須對該課程的傳統內容實行必要的整合。根據高職高專教學特點，將教學內容分為兩個模塊，即基本理論知識模塊和設備知識模塊。
1．1基本理論知識模塊
內容包括各單元操作的基本概念、定律、原理闡述，過程設備的基本計算。由于高職教學中理論學時少，學生基礎較薄，本模塊對原來的理論內容進行合理的精簡，例如刪除應用性不強的內容：傳熱中的熱輻射、因次分析法等內容，吸收中傳質機理的內容等；精簡公式的理論推導，甚至直接寫出公式：簡化流體動力學中的伯努利方程推導，重點講解該方程的應用和延伸。精簡后的基本內容不脫離大綱要求，能夠精、深、突出基本概念與共性規律。通過基本內容學習。要求學生掌握化工單元操作中最基本的共性規律知識。同時為了突出該課程的工程實踐性，學習用基礎理論知識去解決實際工程問題，拓寬的知識面，將與生產實際密切聯系的內容適當補充進去，例如在離心泵一節中，分析討論：如何判斷汽蝕的產生?離心泵打不上液體的原因有哪些?在傳熱中討論：什么是換熱器的“水錘”現象?生產中為什么不采用過熱蒸汽加熱?在精餾、吸收章節中分析討論：進料量的大小對精餾塔操作有什么影響?溫度或壓力變化對塔的產品質量有什么影響?等等。這些內容即將理論聯有實際，又是學生工作后要面對的操作問題，有很強的針對性和實用性，容易激發學生的學習興趣。
1．2設備知識模塊
內容包括典型設備的構造、性能、操作原理。本模塊主要通過多種實訓來強化學生的設備知識，操作技能。通過單元操作仿真實訓，加強理論知識的理解和掌握，使學生掌握各個基本單元過程的操作控制和調節方法，培養分析和解決生產操作中各種工程技術問題的能力；通過單元操作實訓，使學生對生產設備具備實際操作技能，以便學生日后能對現行的工業生產過程進行管理，使設備能正常運行；通過課程設計使學生綜合運用所學基本理論，對化工過程設備進行工藝設計或設備選型，以便學生日后能對現行的生產過程及設備作各種改進以提高其效率，從而使生產獲得最大限度的經濟效益。
2教學手段的改革
《化工原理》課程是一門工程實踐性很強的課程，它涉及眾多大型化工設備結構、復雜的操作原理及流程、大量的工程計算。采用傳統教科書+黑板的教學模式，教師難講，學生難學，因此教學手段的改革應是教學改革的重點。為了適應現代教育技術發展的需要，滿足教學手段改革的需求，我們開發制作了《化工原理》多媒體電子教案。該電子教案針對高職教學，合理的對教學內容進行整合，精心編寫腳本，開放實用的制作平臺更有利于教學過程中對其進行修改。
實踐證明，由于多媒體教學能夠把抽象的概念或過程形象地展示，動態地展示設備結構、操作原理、工藝流程中物料的流動情況，使原本難講難學的教學內容更直觀、生動、形象，降低了教學難度，學習效果顯著提高。利用多媒體教學能夠精確做圖，進行過程分析，并能方便地多次重復再現整個分析過程，減少了教師在課堂上板書時間，從而使教師將精力與時間更多地集中在知識的講解和與學生的交流上，每節課可以節約25％的時間，利用這段時間對重點內容進行討論或結合生產實際的操作方法討論，這既強化了基本知識的應用，又是對教學內容的深化和補充。
3突出實踐教學
高職學校的教學特點是實踐課時較多。這給學生提供了理論聯系實際的極好機會：一方面實踐可以加深對該課程理論內容的理解，另一方面可經常用所學理論知識去認識實際，提高解決實際問題的能力。而且，理論教學與實踐教學的相互交叉和反復循環，從人類發展規律看，該方式符合人類從實踐到認識到再實踐再認識的發展規律；從培養學生思維能力角度看，反復的實踐活動能鍛煉學生理論知識的縱向連貫性思考和橫向分類思考，有利于培養學生良好的思維方式，使相關的理論知識轉化為個體經驗。為了強化學生實際操作的能力，《化工原理》的實踐教學由三部分組成：化工單元操作仿真實訓、化工單元操作實訓、化工原理課程設計。對實訓內容、過程、效果進行全程設計與控制，通過實訓，使每一各學生成為能熟練操作的合格技術工人，這也是職業教育的優勢所在。
3．1化工單元操作仿真實訓
采用北京東方仿真控制技術有限公司的DSC仿真培訓系統，利用計算機真實地再現生產中的基本單元過程，使學生在一個與化工生產控制室一樣的操作環境中，通過親自動手，反復操作，將所學的理論知識與實際生產緊密地結合在一起，加深理解化工單元過程及設備的基本原理，熟練掌握各個單元過程的實際操作技能，培養分析和解決生產操作中各種問題的能力。實踐證明，化工單元仿真實訓餌決了學生到現場實習只能看，不能動手，無法達到實習目的的弊端，極大地提高了學生的學習興趣和能動性，為學生畢業后能迅速上崗操作奠定良好基礎。
3．2化工單元操作實訓
學生在單元仿真實訓之后，對生產中的真實設備進行操作技能的培訓，使學生掌握化工單元過程設備的結構、原理以及各種性能數據的測定方法和整理的方法，以便學生日后能根據不同的生產任務進行過程和設備的選擇、調節，進而實現過程和設備的最優化操作，提高經濟效益。例如在離心泵單元的實訓中，布置給學生的實訓任務是：已知一管路輸送系統的管徑、管長、管件和閥門的設置、流體輸送量及供液點和終點的操作壓力、相對位置，現有一臺離心泵，但性能參數丟失，試設計一個實驗，核實該泵是否能完成規定的輸送任務。這樣由學生設計實驗內容、流程、要用的儀器、要測定的數據，變被動為主動，激發實訓興趣，提高實訓效果。
3，3《化工原理》課程設計
《化工原理》課程設計綜合應用《化工原理》和有關先修課程所學知識，以單元操作為主進行設計的實踐環節。通過這一環節，學生可以掌握化工設計的基本程序和方法，并在查閱技術資料、選用公式和計算方法，用簡潔文字、圖表表示設計結果及化工制圖等能力方面，得到一次基本的工程實踐訓練。在課程設計中，尋找一些科研或生產中的實際問題作為題目，使學生有真實的感覺，而且許多生產實際的要求和書本理論有時并不完全相同，有很多實踐經驗的因素，這更能體現工程實際問題的特點。從工程實際出發，學會分析解決工程技術問題，是《化工原理>課程教學的一項重要任務。
4改進教學方法
課程講授不僅是傳遞人類文化知識體系，而且是促進學生認識、能力、技能等全面發展的手段，而講授方法將直接影響以上各項目標的實現，為此必須改進教學方法。
《化工原理》課程是以數學、物理、物理化學等自然科學的基礎知識、基本理論分析解決化工單元操作問題的工程學科。本課程與工程實際緊密結合，但工程問題具有非線性、復雜性的特征，導致了處理工程實際問題的方法的多樣性。因此，在教學中應突出實驗研究法、數學模型法、當量法、過程分解法及參數綜合法等工程問題處理方法的應用。同時，根據“三傳”的相似性，應突出類比推理的方法在教學過程中的應用。
【關鍵詞】化工原理；蒸餾；教學方法
【Abstract】The Principles of Chemical Engineering is the core course for students studying in chemicals； Also， it is an application course with the focuses of practicality and engineering questions， both theory and practice are equally important. Taking the distillation section as an example ， in view of the existing problems in teaching The Principles of Chemical Engineering， the theory of teaching infiltrates into practical issues and theoretical knowledge existing in practice teaching is put forward. Using the method of theory、experiment、course design、chemical process simulation and production practice as much as possible to teaching effectiveness.
【Key words】The principles of chemical engineering； Distillation； Teaching method
化工原理是化工及相關專業的專業基礎課，以流體流動與設備、傳熱及傳質分離技術為重點的各單元操作廣泛地應用于化工、石油、輕工、食品、冶金工業等行業，是解決工程實際問題的重要工具之一[1]。如何讓學生更好地掌握這么課程并能應用于實踐成為了一個重要課題。本文以精餾單元操作為例，討論化工原理課程教學的具體方法。
1 基礎理論知識的積累
蒸餾是最早實現工業化用來分離液體混合物的典型單元操作，廣泛應用于食品、輕工、煉油、化工及環保等領域。精餾操作由于其回流裝置，一度被認作最完美的單元操作。為了日后能夠分析和解決化工生產中的有關實際問題，就必須掌握必要的基礎理論。如精餾的原理、氣液相平衡關系、理論板與實際板概念、恒摩爾流假設、全塔物料衡算、操作線方程、理論塔板數的確定方法、進料熱狀況參數及其對理論塔板數的影響、最小回流比及適宜回流比的選擇及影響、確定塔高及塔徑的方法、板式塔的不正常操作及其影響等。
2 精餾塔的操作實驗
化工及相關專業學生在掌握了必要的理論知識的基礎上，要理論結合實際，具備實驗研究的能力，包括影響重要工程因素的分析和判斷能力；實驗方案和實驗流程的設計能力；進行實驗操作、觀察和分析實驗現象的能力；正確選擇和使用有關設備及測量儀表的能力。
學生通過精餾塔的操作實驗，不僅可以對精餾塔內構件有直觀的認識，還可以直接動手操作及調節。在達到一定質量指標和產量指標的前提下，進行精餾過程的穩定操作，同時還可以觀察到液沫夾帶、漏液、溢流液泛等現象，并獨自思考動手解決這些問題。除此之外，還可以人為地調節由于塔頂采出率D/F過大所引發的現象及調節方法；塔底采出率W/F過大所引發的現象及調節方法；進料條件變化所引發的現象及調節方法；分離能力不夠所引發的現象及調節方法等[2]。讓學生對精餾操作積累全方位的實操經驗，并且使基礎理論知識得到一次升華。
3 以實驗數據為基準進行課程設計
精餾過程工藝設計是化工及相關專業必選的課程設計內容，是對精餾操作綜合性和總結性的教學環節。通過設計可以加強對學生實踐能力的培養，提高學生的工程實踐能力、分析和解決工程實際問題的能力[3]。如何讓學生真正成為設計的主體，獨立思考、設計、總結設計內容而不僅僅參考所謂的“模板”而完成設計成為首要問題。
通過精餾實驗所得數據精餾課程設計，反過來驗證實驗所用精餾塔。這一思路雖然限制了設計題目的廣泛性，卻與實驗環節有了連接，一方面促進學生實驗的積極主動性，另一方面為學生設計出的精餾塔的準確與否提供了依據。通過給定物系、指定條件下進行一系列的、較為全面的化工工藝過程的計算，得出理論塔板數、進料板位置、塔板效率、塔高等一系列參數，并與實驗所用的精餾塔進行對比，讓學生自主分析誤差存在的原因。力求通過這一環節的訓練，不僅讓學生受到一次化工專業設計方面的基本訓練，更培養了學生理論聯系實踐、自主分析和解決問題的能力，使學生對精餾操作的感性和理性認識得到一次升華。
4 精餾塔的仿真操作訓練
化工仿真實訓系統再現了一個真實的化工過程，通過仿真實習，能使學生更深入地了解生產裝置的工藝流程；理解理論與生產實際相結合，是最貼近企業生產的教學環節。學生通過仿真操作不僅可以觀察到精餾塔的構造及其工藝流程，還可以觀察到精餾塔內的流體力學狀態，進而能夠獨立地進行精餾開、停車，能進行實際操作達到規定的工藝要求和質量指標，能及時發現并處理系統的異常現象與事故，并且判別工藝故障及進行適當的處理。
學生通過操縱和管理生產中流量、溫度、壓力、液位、組分等數據的生成和變化，認識到精餾操作過程及其原理；同時，掌握了一些常見事故的處理方法，減少突發性事故和誤操作，為企業培養高水平技術人員奠定基礎。
5 開展化工總控工職業資格取證培訓
開展化工總控工職業資格取證培訓工作是化工產業技術進步發展的需要。2014年教育部正在醞釀啟動高校轉型改革，尤其是專升本的普通高校將近有一半要轉型職業教育，培養職業技能型人才的高校比例將大幅度提高。在這一大背景下，開展化工職業取證培訓的工作便顯得尤為重要，一方面，開展全方位的各層次的化工工種資格取證培訓與考核，能夠培養出一批適應于當今化工產業發展的高技能人才；另一方面，學生能夠快速的適應企業發展的要求，對自己未來的崗位做好充足的準備。做為總控工考核的內容，精餾單元操作也是一大重點，尤其是在上機實際操作的考試中經常做為常考或必考科目。通過考核，學生可以掌握精餾操作規程、工藝技術規程、精餾塔設備及附屬結構檢查知識、精餾生產控制指示及調節知識、巡回檢查知識等。對精餾操作工藝有了全面的、深刻的了解。強化學生職業能力的培養。
6 校外生產實習
生產實習是高等工科院校理論聯系實際，培養人才計劃的一項重要實踐環節，是理論與實踐相結合的有效方式。使學生接觸工人，了解工廠，熱愛自己的專業，擴大視野，提供感性認識的重要手段。通過生產實習，在工廠與工人接觸，學習工人的優秀品質。在實習過程中對所學專業在國民經濟中作用加深認識，培養事業心、使命感和務實精神，這更好的適應從學生到工作者做好準備；通過觀察和分析化工產品生產過程，學習本專業的生產實踐知識，對化工生產加深感性認識和理解；理論聯系實際，用已學過和理論知識去分析實習場所看到地實際生產技術，使理論知識得以充實、印證、鞏固、深化，體會書本知識的必要性，提高解決實際工程問題的能力；得到一次綜合能力的訓練和培養，在整個實習中，充分發揮學習的主動性和積極性。在生產現場虛心請教，積極思考，多方了解，在有限的實習時間里，使各方面的能力都得到鍛煉。
【參考文獻】
[1]楊祖榮.化工原理[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2]史賢林，田恒水，張平.化工原理實驗[M].上海：華東理工大學出版社，2004.
《熱工基礎與設備》課程設計是無機非金屬材料工程專業重要的實踐教學環節。在面向卓越工程師教育培養計劃要求下的目標，分析了現有課程設計存在的問題及不足。通過發揮指導老師的作用，改變教學模式，拓展設計內容，劃分設計小組，以及綜合評定課程設計成績等措施與實踐，從而達到課程設計教學改革的效果，以期為面向“卓越工程師教育培養計劃”培養的專業課程設計教學內容的改革探索提供參考。
關鍵詞:
卓越工程師;熱工基礎與設備;課程設計;教學改革
《熱工基礎與設備》課程設計是無機非金屬材料專業學生重要實踐教學環節，其教學目的是培養學生具有熱工設備設計能力，也是“卓越工程師教育培養計劃”中培養學生工程技術素質的實踐環節［1］。因此，本文按照“卓越工程師教育培養計劃”的總體要求，對《熱工基礎與設備》課程設計的教學內容進行了相應的改革與探索。首先從分析現有課程設計存在的問題及不足，提出課程設計改革的措施與實踐，培養學生的工程設計創新意識與創新技能為目標，實現較理想的教學效果，以期為面向“卓越工程師教育培養計劃”培養的專業課程設計教學內容的改革探索提供參考。
1《熱工基礎與設備》課程設計存在的問題
無機非金屬材料專業的《熱工基礎與設備》課程設計目前普遍采用回轉烘干機械設備作為設計對象，設計題目多為回轉烘干機選型及干燥工藝流程設計。這主要是因為回轉烘干機及干燥工藝過程的設計基本涵蓋了《熱工基礎與設備》理論課程的主要內容［2］。目前，從《熱工基礎與設備》課程設計教學效果來看，還有以下問題:(1)學生缺乏對《熱工基礎與設備》課程設計的重視，學習狀態不好，認為只要按照老師給定的計算步驟就能完成課程設計任務，草草了事，是一種被動的學習狀態。一旦在設計中出現難題，不去主動查閱文獻資料，尋找解決問題的途徑，而是依賴指導老師的解答，導致教學效果不理想。(2)一些學生基礎較差。部分學生在《熱工基礎與設備》課程內容的考試中還沒有及格，對先修課程的基本要求都還沒有達到，開展課程設計，必然存在綜合應用能力較差，無法進行創新設計。還有就是，學生在大學一年級時就完成了機械制圖課程，疏于訓練，導致一些學生在繪圖等方面都存在困難，出現圖紙不規范、質量不高等問題。(3)課程設計完成時間安排較短。通常是《熱工基礎與設備》教學課程上完后，就安排一周的時間要求學生完成設計資料的查詢，設備選型計算，繪圖，編制課程設計說明書。可見，學生是在較短的時間內完成指定任務，難以達到較理想的教學效果。(4)設計與實踐脫離，學生缺乏對工程知識和設計理念的掌握。這主要表現在學生對回轉烘干機各部件、燃燒室、收塵設備、管道布置等缺乏工程認識。學生在進行課程設計時，易出現照抄文獻中設計資料，課程設計敷衍了事，難以達到預期的教學效果和目的。(5)設計內容單一。課程設計題目多是回轉烘干機及干燥工藝流程設計，僅有的差別是規模大小的不同。學生多參照以往的文獻資料及設計模板進行抄襲式設計，難以達到培養學生具有熱工設備設計能力的教學目的，這與“卓越工程師教育培養計劃”的培養目標相悖。
2《熱工基礎與設備》課程設計改革與探索
2.1發揮指導老師的作用
原有的《熱工基礎與設備》課程設計，僅是讓學生簡單地按照要求完成課程設計任務內容，沒有充分發揮指導老師的作用。指導老師應按照“卓越工程師教育培養計劃”的要求來指導學生的課程設計，使學生知道，要成為一名卓越工程師，我們不僅要學習理論基礎知識，還要將所學知識應用到分析和解決實際的工程問題。由于學生是初次接觸到工程設計問題，很有可能不知道該如何入手工作，因此，指導老師要做好引導工作，在設計開始的第一天，把學生的主動性和積極性充分調動起來。同時，為了使學生能有組織性和紀律性，指導老師嚴格按照課程設計教學大綱及評定成績標準，嚴把各設計時間節點的質量關，讓學生重視課程設計的每一個環節。在課程設計指導過程中，要針對學生所面臨的問題，有耐心地講解，引導學生從工程實際出發，讓學生了解到工程設計的計算結果不存在標準答案，而要看計算結果是否合理，設備選型是否正確等。在課程設計答辯過程中，要有針對性地對學生的設計說明書及圖紙進行提問，培養學生的工程意識，增強分析問題和解決問題的能力，從而達到較好的教學效果。
2.2改變教學模式及拓展設計內容
為了增強學生對回轉烘干機及干燥工藝流程的認識，指導教師可以先組織學生查詢相關工廠設計資料。有條件的話，也可以組織學生去工廠進行實地考察，開展回轉烘干機工藝流程方案的討論，使學生了解到工藝流程與所烘干的物料種類不同而定。順流式回轉烘干機適用于初水分高并允許強烈脫水及對溫度敏感的物料，如粘土、礦渣、煤等，而逆流式回轉烘干機適用于終水分要求很低而又不能強烈脫水的物料或對溫度不敏感的物料，如砂子、石子等。然后學生再根據課程設計任務書中給定的物料要求，烘干水分等條件，提出設計方案，對設計方案進行論證后，確定為本次課程設計的方案。《熱工基礎與設備》課程設計的題目可以拓展到玻璃窯爐的工藝設備設計，陶瓷坯體烘干工藝設計、流化床干燥工藝設計等等。學生可根據自己的興趣進行選題，從而充分調動學生的學習興趣，培養學生解決工程實際問題的能力。
2.3劃分設計小組
劃分設計小組可培養學生之間的團隊協作精神。傳統的課程設計教學主要是學生單獨按時完成課程設計任務，存在以下缺點:一是時間有限，每個學生都將重復一部分設計內容，而在創新上沒有較多的時間進行思考。二是學生遇到設計問題時，同學之間沒有討論及交流的意識，學生之間也不會形成團隊合作精神。指導老師可以給每一個學生布置一個設計題目，然后按設計內容相近的學生組成設計小組(2～3人)。這既保持每位同學在設計任務上的相對獨立性，又可讓學生根據設計任務自行分解任務，明確組員之間的設計任務，營造團結協作的學習氛圍。
2.4手工及計算機作圖的應用
目前，CAD應用技術已廣泛應用于各工程領域及機械設備的作圖［3］。熟練掌握CAD技術已成為卓越工程師必須具備的基本技能。運用計算機作圖不僅可以使學生掌握CAD技術的應用，減少學生繪圖的工作量，而且又能將更多的時間和精力用在工藝流程方案的選擇以及設備選型等設計工作上。手工繪圖是檢驗學生的基本功和工程素質的重要手段，在一定程度上又可避免同學之間相互復制的現象。因此，在繪圖過程中，要求學生用手工繪制一部分機械設備圖，其余部分圖紙則用計算機繪制。采用手工及計算機作圖，這可以兼顧培養學生手工繪圖及計算機作圖的綜合應用能力。
2.5調整課程設計時間
課程設計在時間及內容安排上進行適當的調整，讓學生更加有效地去完成課程設計任務［4］。根據《熱工基礎與設備》理論課的特點，在學期的中后期，即在學習干燥過程與設備章節的理論部分時，可將設計任務書先下達給學生，讓學生帶著設計任務進行理論課的學習，這樣將對設計中遇到的工藝方案選擇、計算公式運用、設備選型等有深刻的認識。適當地把原來的課程設計時間由1周調整為2周，延長學生設計時間，指導教師對學生有更多的指導及答疑時間，從而保證《熱工基礎與設備》課程設計達到教學效果。
2.6綜合評定課程設計成績
課程設計成績評定是實踐教學的重要環節，也是對學生在設計過程中所做出的勞動進行一個評價［5］。指導教師要做到對學生在設計中所取得成績的肯定，也指出學生在設計中還存在的不足之處，不能單一地只給出一個總體分數，讓學生不知道自己今后在哪些方面還有待于進一步鍛煉和加強學習。根據《熱工基礎與設備》課程設計的特點。評定標準主要包括四個方面:平時成績20%、圖紙質量30%、設計說明書40%，以及答辯情況10%。由于課程設計講求設計方案、結構設計等的合理性，在成績評定標準中增加了學生對設計說明書答辯情況的評定，可避免一些學生在設計過程不認真、抄襲等現象的發生。
3結語
《熱工基礎與設備》課程設計是培養面向“卓越工程師教育培養計劃”的化工材料類卓越工程師的重要實踐教學環節。通過課程設計的改革嘗試，提高了學生對課程設計的主觀能動性，增強了學生的設計創新及工程意識，培養學生團隊協作精神以及分析解決工程實踐能力，為學生下一階段的畢業設計打下了夯實的基礎，取得了良好的效果。
作者：楊林 單位：貴州大學化學與化工學院
參考文獻
［1］張安富，劉興鳳.實施“卓越工程師教育培養計劃”的思考［J］．高等工程教育研究，2010(4):56－59.
［2］殷仕龍，趙俊鋒，王旭紅.熱工課程設計教學模式研究和改革［J］．教育教學論壇，2016，37(9):209－210.
［3］王忠祥.加強CAD教學，培養學生的計算機應用能力［J］．中國輕工教育，1999(4):30－31.
（一）課程設計水平下降
“林化專業課程設計”課程的教學是任課教師結合林化生產企業的實際情況給定設計任務、學生每人一題完成課程設計的過程。在課程學習過程中，根據給定的設計任務，學生首先要查閱參考資料，選定所用的生產工藝；然后進行物料和熱量衡算，并根據物料和熱量衡算選擇所用的設備；最后編制設計說明書，并使用CAD軟件繪制所設計工廠的平面布置圖、流程布置圖，以及畫出一個處理單元的工藝流程圖（包括平面圖和立面圖）。近幾年來，學生完成的林化專業課程設計出現了質量下降的趨勢，具體表現為設計說明書的頁數變少、設計的物料衡算和熱量衡算不平衡、設備選型與計算不符，以及設計圖紙的排版格式不當、尺寸標注不正確等。更為嚴重的是，有些學生還存在抄襲現象。
（二）課程設計缺乏創新性
在“林化專業課程設計”課程的教學過程中，學生為了省事，要求任課教師提供相似的設計樣本。如果沒有設計樣本，學生不會做，也不愿意去做。然而，一旦有了設計樣本，學生就不會自己動腦筋，只是年復一年地重復著上一屆學生的設計。不下功夫，自然也不可能有創新，所以學生完成的林化專業課程設計的創新性很差。
（三）課程設計缺乏統一的質量評判標準
現行的“林化專業課程設計”課程考核通常是任課教師根據教學大綱的要求給定設計任務，然后根據學生上交的設計說明書和繪制的圖紙評定課程成績。雖然有的任課教師會將學生的設計答辯成績納入課程成績，但是所占的比例很少。而且不同的任課教師對學生的課程設計的要求不一樣，評判標準也不一樣。即便是同一個任課教師，對不同學生群體的課程設計，評定成績的標準也存在差異。課程設計缺乏統一的質量評判標準，課程成績的評定不規范，都勢必會影響“林化專業課程設計”課程的教學質量。
二、“林化專業課程設計”課程教學所面臨問題的成因分析
（一）“重理論、輕實踐”教學觀念的影響
受傳統教育觀念的影響，我國的高等教育一直以來都存在著強調理論教學、輕視實踐教學的問題，填鴨式教學方式仍占據重要的位置。因此，“林化專業課程設計”這樣的設計類課程在高校一直沒有得到應有的重視。尤其是隨著高校教師工作量量化考核的推行，設計類課程教學的工作量被人為地打了折扣，賦予的分值較低。這導致教師對設計類課程教學缺乏積極性，不愿花費大量精力去精心指導學生的課程設計。
（二）學生的重視程度不夠
工科學生不能脫離工廠的實際，課程設計是工科類本科生培養過程中重要的一個環節。例如，“林化專業課程設計”課程就是以培養學生的工廠設計能力為目的的。然而，一些學生認識不到課程設計的重要性，認為課程設計很好完成，加加班做幾天就能完成；還有的學生認為自己將來從事的工作與設計無關，既然以后用不著，了解一下過程就行了，所以就不想用心學，根本不愿意在課程設計上下功夫。
（三）課程設計的時間安排不合理
“林化專業課程設計”課程的教學時間安排在大學4年級第1學期的最后2周。在這個時間段，本科生其他課程的考試都已經結束了，原本可以安安心心做課程設計了，但是實際上這一時間安排使“林化專業課程設計”課程教學面臨著諸多不利因素。首先，近年來大學生的就業形勢日趨嚴峻，本科生找工作的時間不斷提前。大學4年級第1學期，學生已經開始在找工作了，有的學生還要到就業意向單位實習。其次，在這一時間段，有些學生已開始做畢業論文實驗，有些學生已經著手準備考研了。而且，學生會把所有需要完成的作業都集中到這個時間段完成，所以除了要完成林化專業課程設計之外，往往還要完成其他的課程設計或課程結業論文。此外，有些學生為了早些回家對課程設計應付了事；或者哪個任課教師要求嚴、抓得緊，哪門課程的作業就完成得“早”和“好”。在上述諸多不利因素的影響下，學生完成課程設計的精力不集中，花費的時間少，更缺乏創新的動力，這都勢必會影響課程設計的質量。
（四）課程設計的資料欠缺、內容老化
“林化專業課程設計”課程的教學內容主要涉及松香生產車間、單寧酸生產車間、活性炭生產車間的設計等。由于松香、單寧酸、活性炭這些產品的生產規模較小，設備一般比較落后，現代化的企業很少，所以生產車間的設計內容更新周期很長，這導致課程設計內容一直存在老化的問題。同時，學校圖書館中有關林化專業課程設計的資料很少，有的圖書甚至是十幾年前的，所以學生在完成課程設計時可查的資料不多。即便學校圖書館有一些比較新的設計類參考資料，如化工工藝設計手冊等，但是由于庫存冊數很少，所以不能滿足學生完成課程設計的需要。此外，現在網上可查的相關資料也不多。這些都不利于學生課程設計的創新。
（五）教師對課程設計的審查不嚴
目前，我國高校對教師工作實行的是量化考核，由于量化考核對設計類課程教學工作量賦予的分值較低，所以難以調動任課教師的積極性。同時，我國對高校的排名、對教師職稱的評定和工作業績的考核等都更注重科研成果部分，對教學質量的重視程度相對較低，這也導致高校對教學工作的重視不夠。此外，當前大學生的學習積極性較低，在完成課程設計的一些環節時基本是走形式。但是，如果設計類課程考核不及格，不及格的學生還要在大學4年級第2學期補做課程設計，這不僅會影響學生完成畢業論文，而且會影響學生找工作，進而影響學校的就業率。所以在這種情況下任課教師往往不敢對學生的課程設計過于嚴格要求。上述這些因素都是導致任課教師對學生的課程設計審查不嚴的原因。筆者曾對林產化工專業2008級和2009級本科生開展有關“林化專業課程設計”課程的問卷調查，結果顯示，大部分學生認為目前“林化專業課程設計”課程的教學質量有所下滑；同時，在對教學質量下滑進行歸因時，32．1％的學生認為是自己不重視、覺得以后不一定用得上，28．6％的學生認為是課程設計資料欠缺、內容老化，21．4％的學生認為是完成課程設計的時間與找工作、準備考研、完成畢業論文、畢業實習等其他事情的時間有沖突，14．3％的學生認為是由于課程設計很容易通過考核所以不需要太認真，3．6％的學生認為是其他原因。問卷調查結果基本可以印證上述的原因分析。
三、提高“林化專業課程設計”課程教學質量的措施
（一）教育行政管理部門和高校提高對課程設計的重視程度
大學的科研工作固然重要，但是大學的根本任務是培養人才，而保證人才培養質量的關鍵是要保證課程教學質量，特別是保證實踐教學的質量，要注重培養學生的動手能力、解決生產一線實際問題的能力。因此，針對當前高校對設計類課程教學質量的關注度下降、任課教師缺乏用心指導課程設計的積極性等問題，建議教育行政管理部門和高校提高對設計類課程的重視程度，從課程教學工作量核定、課程設計經費投入、課程設計質量評價等方面入手，加大對設計類課程教學的投入和監控力度，以保證課程的教學質量。
（二）加大教育力度，引導學生正確認識課程設計的重要性
在學生開始“林化專業課程設計”課程的學習之前，林化專業的專業教師要加大對課程的宣傳力度，使學生對設計類課程的重要性有比較清楚的認識。在學生學習“林化專業課程設計”課程之初，任課教師首先要讓學生了解課程設計的目的是培養學生從事工廠生產設計的能力，并使學生認識到這是工科學生必備的一種能力；其次要通過課程設計應用典例的講授，使學生認識到即使現在看也許將來的工作用不到，但并不意味著一直都用不到，使學生認識到通過課程設計有利于提高其綜合專業能力。只有這樣，才能激發學生學習“林化專業課程設計”課程的積極性，充分發揮學生學習的主動性，從而提高課程設計的質量。
（三）切實保證課程設計的教學時間
原來將“林化專業課程設計”課程安排在大學4年級第1學期的最后2周，主要是考慮這個時間段其他課程都已經結束了，不會因為課程設計影響到其他課程的進度，從而有利于保證學生完成課程設計的時間。但是，目前的實際情況是，課程考試、找工作、畢業實習、考研準備、畢業論文實驗以及學生想早日回家等諸多因素都影響到了“林化專業課程設計”課程的教學，使學生完成課程設計的時間無法得到保證。為了突破這一困境，首先，任課教師要在大學4年級第1學期的中間時間段提前布置課程設計任務，甚至可以在學生開始專業實習之前就布置，讓學生帶著設計任務到工廠實習。這樣，學生就可以提前對課程設計的原料情況、產品銷售、選廠地點、工藝流程、設備型號、污染控制等有一個全面、深入的了解；然后再通過查閱資料，進行設計方案的考慮，為完成課程設計作好準備。也只有這樣才有可能使學生的課程設計富有創新性。其次，為了避免學生在完成課程設計時草草了事、提前回家過年，任課教師要安排學生進行課程設計答辯，并且要求學生只能在設計周的最后2天上交設計說明書和圖紙。通過采取這些保證課程設計教學時間的措施，不僅使學生完成課程設計的實際時間加長了，使課程設計時間得到了保障，而且有利于促進“林化專業課程設計”課程教學效果的提高。
（四）充分利用科研成果，豐富課程設計的內容
俗話說“巧婦難為無米之炊”。課程設計離不開大量相關資料的支撐。學生只有在查閱大量相關資料的基礎上，通過對各種方案的比較，揚長避短，才能確定最佳的設計方案；也只有通過探討各種工藝的優缺點，才能在此基礎上有所創新。因此，針對目前可供“林化專業課程設計”使用的資料嚴重短缺的情況，筆者建議一方面學校要加大相關資料的采購力度；另一方面，學校要采取一些措施，加強教務處與科研處的合作，推動科研工作與教學工作的相互結合和相互促進，使科研成果能夠為教學服務、能夠為教學所用。例如，可以將學校在科研方面取得的成果如新型工廠設計、工藝設計等納入“林化專業課程設計”課程教學，豐富課程設計的內容；可以將學校開展科學研究所需建立的工廠基地作為學生的課程設計樣本，等等。這樣，既可以提高學生學習“林化專業課程設計”課程的興趣，又可以使學生通過課程學習掌握更多的新知識，從而避免課程設計內容的老化，進而實現科學研究與教學的一體化。
（五）盡快建立課程設計的質量評價體系
關鍵詞： 高職教育 網絡課程資源 《化工制圖與測繪》
目前，基于web2.0、云計算等技術的“世界大學城”空間在職業教育領域得到廣泛應用，空間教學資源的豐富多樣在給學習者帶來便利的同時制造了一定程度的混亂，有些課程結構不夠優化；課程資源不平衡，可做、可訓、可測、可思、可辨等職業教育特征凸顯不夠；資源靜態的多、動態的少，可交互不夠，無法組織，不適合活學活用[1]；課程資源的主要使用者是教師，可學性不強；資源的再利用和可二次開發不夠，應用推廣不夠；課程資源缺乏系統的教學設計和有效合理的組織，沒有與專業培養目標有效結合，缺乏系統性、完備性和可接受性，難以激起學生自主學習的積極性，制約教學資源的利用率。在云計算環境下，高職網絡課程資源建設如何與實際工作崗位相關聯？課程資源建設應遵循哪些原則？如何對課程資源進行有效地開發和組織？我們以《化工制圖與測繪》課程資源建設為例，對高職網絡課程資源建設進行研究。
一、課程資源建設調研
針對課程資源建設進行企業調研，明確課程定位及在專業建設與發展中的作用。《化工制圖與測繪》課程是高職高專化工類專業基礎課程，是一門涉及化工設備及化工工藝流程，與生產實際密切相關的工學結合課程，主要培養學生在崗位工作過程中識讀和繪制化工工程圖的能力。通過與合作企業共同探討，我院化工技術類專業的主要就業崗位群定位為從事化學品生產等領域的生產操作及維修崗位。化工生產崗位職責中任何一項典型工作的完成都離不開化工工程圖樣的識讀與繪制，本課程在化工技術類專業核心職業能力的培養中處于主干地位，是一門重要的專業主干課程。
二、課程資源總體設計
課程資源建設總體設計主要從課程教學系統的整體上對課程資源進行設計，包括課程設計理念、課程設計思路、課程內容的組織安排、學習情境設計、工作任務設計等諸多方面。分別從老師、學生及社會學習者角度對課程資源的使用要求進行研討，組織專業課教師探討課程資源體系開發框架設計，涉及內容包括崗位工作任務分析、職業能力調研與分析、行動領域歸納、學習領域課程的轉化和課程體系重構、課程學習情境設計，構建基于工作過程的課程體系，從宏觀上把握網絡課程資源的建設情況。
1.設計理念
以校企合作為平臺，依托周邊化工企業實訓基地及學院生產實訓車間，選擇實際工作項目為載體，以化工總控工、有機合成工、化工檢修鉗工等工種的崗位工作任務為導向，重構課程內容，以項目導向、任務驅動構建基于工作過程的課程體系。將知識與技能有機融入任務中，使學生在完成工作任務的過程中，吸收知識、練好技能，培養讀圖能力與手工繪圖、計算機繪圖能力。
2.設計思路
以學生經過訓練后獲得的能力為目標，以“能力點”和“知識點”構建《化工制圖與測繪》課程資源體系，將課程劃分為兩個校內工作項目和一個下廠現場測繪項目，以完成齒輪油泵、氧化鋅生產實訓車間兩個典型工作項目的全套圖紙的工作任務為主線，將兩個項目工作過程設置為十個學習情境，每個情境又劃分成若干任務，由淺入深、循序漸進。在完成任務的過程中，將基本知識點貫穿始終，使學生學會識圖、繪圖、測繪技術。
3.課程資源內容及建設要求
應結合實際教學需要，以服務課程教與學為重點，以課程資源的系統、完整為基本要求，以資源豐富、充分開放共享為基本目標，注重課程資源的適用性和易用性。《化工制圖與測繪》課程資源及建設要求如表1所示。
表 課程資源的內容及建設要求
三、課程資源詳細設計
詳細設計要針對總體設計方案，對課程內容的組織、表現形式、導航方式進行具體設計，是課程內容與網絡媒體具體集成的過程。
1.課程內容組織結構設計
圖1 《化工制圖與測繪》課程結構
課程內容組織結構指網絡教學信息的組織與表現方式，它定義了資源建設教學內容的相互關系及發生聯系的方式，反映了整個資源建設的框架結構和基于工作過程的課程設計風格。《化工制圖與測繪》課程結構如圖1所示[2]。
2.課程資源的開發建設
根據課程內容的總體結構，結合《國家職業標準》及課程標準，明確本課程所需“知識、技能、態度”的基本要求（或標準），并以此作為課程資源開發的基本依據；開發出課程的基本資源和拓展資源。課程資源的開發建設應基于工作過程導向的原則；滿足學習者自主學習原則；滿足教師“主導性”及師生交互原則；滿足泛在學習原則。
3.課程資源的導航設計
本課程利用“《化工制圖與測繪》課程結構”圖作為總導航，有利于學習者了解整個課程資源的框架結構和主要內容。
“《化工制圖與測繪》課程教學資源”導航可查看本課程的各項分類資源，如教學管理與評估文件資料庫、課程資源庫。
“工作項目”導航可查看本項目的主要教學內容，包括學習的相關知識，應達到的知識、技能及態度目標等，使學習者對此項目有一個整體認識。
“學習情境”導航可查看本情境的重點難點、教學設計、評價考核、教材內容、知識點說明、技能點說明及本情境下的工作任務，使學習者對此情境有一個整體認識。
“工作任務”導航可查看本任務的教學設計方案及所有教學資源，包括教學視頻、教學課件、任務工單、媒體素材、虛擬仿真、名詞術語、習題、任務指導等教學資源，學習者可在此選擇自己所需資源進行學習。
“教學實施”導航可查看各學習情境采用的“資訊―計劃―決策―實施―檢查―評價”六步教學法的具體實施步驟。
“職業資格”導航可查看相關國家職業標準鏈接，有利于學習者明確本專業的職業要求。
4.課程資源的優化和完善
應用上述標準對基于云空間的課程資源進行開發，并在教學過程中付諸實施；運用制定的標準進行基本資源及拓展資源的開發和整合，并在教學實施過程中不斷采納教師和學生的建議予以改進，再對課程資源進行優化和完善。
四、結論
1.課程資源建設基于工作過程
在課程資源建設過程中，從企業調研入手，明確專業人才培養目標，以現代職業工作整體化分析和描述為基礎，形成基于工作過程的專業數字化教學資源建設體系，依據完成“工作項目”的能力要求，使學生在完整工作過程中通過完成相應工作任務獲得與本專業就業崗位（群）所需的相關專業理論與實踐知識，掌握相關操作技能，建構知識體系，同時獲得處理信息、整體化思維、系統化思考和團隊合作等關鍵能力。
2.基于情境化和精細化理念開發和設計課程資源
情境化：基于高職學生形象思維能力強的學情分析，以視覺、操作、實用為導向，使學生在體驗情境過程中親身經歷探索和發現的過程，激發學習興趣，培養職業能力。數字化資源呈現的形態有圖片、虛擬模型、視頻、動畫、課件和仿真。
精細化：精華：主要指采納的資源是典型的項目、案例及文化精華、技術精華。細分：依據培養目標，細化分解每一個知識點、素質點和技能點，形成原理庫、視頻庫、案例庫、習題庫、訓練庫、方法庫、標準庫等。
3.注重數字化課程資源整體設計，資源層次清晰、相互映射
本課程采用自上而下的形式整體設計數字化資源，包括教學管理與評估文件資料庫、課程資源庫；課程資源庫中包含基本資源和拓展資源。資源整合中分別有與工作項目、工作情境、工作任務相對應的資源，資源層次清晰、相互映射。
參考文獻：
[1]平培元.試論開放教育網絡課程資源的建設策略.現代遠距離教育，2008（4）.
[2]曹詠梅.基于工作過程的高職化工制圖與測繪課程設計與構建.中國職業技術教育，2011（2）.
[3]徐佳，吳剛平.教師教育課程資源建設的問題與策略.高等教育研究，2007（9）.
[4]唐永紅.信息技術背景下的職業教育課程資源建設初探[J].電腦知識與技術，2011（6）.
