化工科技论文范文

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二、课程开设时间不当导致学生对课程设计认识不足

化工原理理论课程是化学工程与工艺专业学生在大学期间主修的第一门化工专业基础课，是工程性较强的一门课程。而化工原理课程设计隶属于工程设计课程，很多学校通常在化工原理理论课程结束后开设，时间为两周。虽然学生在学习了化工原理理论课程后基本掌握了常见的化工单元操作的基本原理和典型设备的结构和计算，但学生对工艺和设备的认识还是比较肤浅的，大多数学生仍停留在书本知识的理性认识上，对工程的内容了解甚少，不具备工程观点。因此学生拿到设计任务后，认为课程设计跟平时的课程作业没什么两样，直接按照《设计指导书》中的例题进行依葫芦画瓢，也不管是否适合自己的体系，设计出的设备不合理、不规范。为了让学生对课程设计有一个充分的认识，笔者认为化工原理课程设计教学环节应安排在大三下学期期末，并与化工设备课程设计同步进行。因为在此之前，学生除修完化工原理理论课程外，还修完多门化工专业课程，如化工分离工程、化工设备机械基础、化工工艺学等。经过多门专业课程的学习，学生对工艺和设备的认识已经比较深刻，对工程内容的了解也比较多，已具备基本的工程观点，以至于拿到设计任务后不会像以前那样盲目无措。

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2本科院化工类教师队伍的建设

2.1教师知识体系的调整

作为理科出身的教师要拓展自己的知识结构，从理科思维模式里面跳出来，可以从两个方面改变自己的知识结构。首先作为高校教师肯定要有自学的能力，通过自己学习拓展化工方面的知识，第二学院采取“请进来”和“走出去”的模式。“请进来”就是请相关院校经验丰富的老师来授课，“走出去”就是让教师到外面办学成熟的工科院校去学习相关的理论知识或者到相关企业挂职，积攒实践和工程经验，培养工程和创新思维［6］。教师的知识体系的完整和实践经验的丰富才能提高化工类学生课程设计的能力。

2.2建设一个以化工类课程设计为中心的教学团队

作为化工类课程设计的指导老师，一般一门课程实践最多只能指导20人左右的学生，一门课程设计就需要5个左右的老师进行指导。要想达到一个很好的指导效果，指导老师必须对所指导的内容和相关知识有很深的专业功底。而化工类课程设计所涉及到的内容比较多，比如说《化工设备机械基础课程设计》着重于设备的计算设计［7］，《化工原理》着重于工艺流程条件的优化［8］，指导老师可能只上其中的一门课程，那对其它课程体系和主要内容的掌握可能就不够。这样在指导过程中就不能够全面的解决学生的问题。基于这种情况，我们可以建设一个以化工类课程设计为中心的教学团队。在这个团队里面，每个人都要讲授与化工类课程设计相关的每一门课程。这样教师不仅可以在授课的过程中做到真正的集体备课，采他人之长，避己之短［9］。团队里每一个教师还可以通过这种方法掌握所有与化工类设计相关的知识，在指导每一门课程设计的时候都能做到把握大局。只有你对这门课程有深入的了解，你才能够很好的指导化工类课程设计。

3教学方法的改革

传统的化工类课程设计的教学方法就是在理论课结束后老师布置课程设计的题目，一般设计周期为一周，一周时间类学生进行设计计算，中间有问题随时和老师交流，设计结束后交给老师检查。这样的课程设计题目单调重复，学生在设计的过程中没有形象的设备工艺流程实体概念，只是教条的按照书本知识计算模拟，很难达到化工课程设计的创新实践能力的培养。所以教学方法和教学方式也应该有所调整。

3.1授课过程中的加大案例分析与实践的部分

在授课过程中的加大案例分析与实践的部分，我校从单一师范性院校转型为应用型本科学院后加大了与企业的合作，走产学研发展的道路。每年都有很多老师到企业挂职，也提供了很多实习见习的基地，在发展产学研的同时也给教学提供了一定的优势。以《化工设备机械基础课程设计》为例，《化工设备机械基础课程设计》主要是对三种典型化工设备换热器、塔设备、反应釜的设计，在讲解它们结构的时候，带学生到企业里面变看实物变讲解，这样学生才能对法兰、对裙座、对换热器的不同管板有形象的认识，这样面对相关设备的设计时就能有很好的把握［10］。另外在传统化工设计的设计书和图纸完成后可以根据具体的课程设计让学生分组做与设计相关的模型。比如《化工原理课程设计》可以让学生做一个工艺流程模型，化工设备机械基础课程设计》可以让学生做一个设备的模型，我们所在的课程小组就用卡纸做过相关的设备模型和工艺流程模型，极大激发了同学们的积极性，学生为了能做好其中的附件和主体设备，会自主的去查阅大量资料。在课程设计答辩后做一个模型展览，既能增加设计者的自豪感，也会激发下一届学生的学习积极性。

3.2以参加化工类设计比赛带动学生工程能力的培养

国内现在以化工设计为主的大赛很多，比如“华南化工设计大赛”、“中国石化－三井化学杯”等化工设计大赛［11］。对于化工专业的学生，在授课过程中教师传授一些相关赛事的内容，展示一下以往参赛者的作品，激发学生的积极性。在具体的指导过程中，可以采用专兼职教师同时指导的模式，由学校的教师指导专业课基础的学习，由企业的工程师进行课程设计专项训练，提高学生的工程设计能力。在2013年的“中国石化－三井化学杯”材料与化工学院学生第一次参赛就获得华中赛区一等奖，国家二等奖的好成绩，不仅让参赛学生的综合实践工程能力得到了大幅度的提高，还给下一届的学生树立了好的榜样。很多化工专业的学生从大二就开始着手为化工竞赛打基础，学习相关软件和绘图工具，提高自己的工程实践和创新能力。参加比赛很好的带动了化工课程设计能力的培养。

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通过对滁州市及周边地区化工行业的深入探索和市场广泛调研，以区域产业发展对人才的需求为依据，我院应用化工技术专业分设为化学检验、化工生产技术、化工仪表自动化和精细化工生产技术等多个方向，其专业核心课程的选择与设置即与此相衔接。其中，《工业分析技术》课程旨在加强专业基础，配套的分析检验专业实验旨在强调实验技能的提高；《流体输送与传热》和《传质与分离技术》课程（原《化工原理》）强调化工基本原理的分析和化工单元操作技能的培养；《化工仪表及自动化》课程突出化工仪表及化工自动控制系统在化工生产中的主导地位；《化工工艺》课程旨在拓展专业适应面，重在工艺过程的分析与工艺参数的整定；《精细化工生产技术》课程以典型精细化学品的生产过程为重点，保留鲜明的化工行业特色。

2.基本关系。

《工业分析技术》是基础，《流体输送与传热》是强化，《传质与分离技术》是提高，《化工仪表及自动化》是主导，《化工工艺》是细化，《精细化工生产技术》是深入。以此为前提，在制定2013级应用化工技术专业人才培养方案的过程中，结合人才培养目标，突显了核心课程的专业地位；综合课程之间的衔接关系，优化与整合了课程体系；考虑课程之间的先后排序，新构了配套的实践教学条件。

二、核心课程建设与改革

1.工业分析技术。

《工业分析技术》是分析化学在工业生产上的具体应用，与新时期“双证书”教育这一新的“双证融通”的高职教育模式相对接，[4]与“化学检验工”职业资格证书考试相衔接，其对化学综合知识（包括无机化学、分析化学和有机化学）的整体应用能力有一定的要求。在第一、二学期已开设过《基础化学》和《基础化学实验》（包含《无机化学》、《无机化学》和《分析化学》）的前提下，适当加大了实践学时所占的比例，使得实践与理论学时的比例达到2∶1，不断强化学生分析检验技能的训练与提高；同时，在学生熟练掌握相关操作技能的基础上，还加强了学生专业基础知识的积累，培养学生从实验现象和教学过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力，亦即让学生不仅“知其然”，更要“知其所以然”。

2.流体输送与传热。

《流体输送与传热》与《传质与分离技术》本身就是原《化工原理》课程的优化与整合，原《化工原理》课程教学推导过程繁琐，理论性过强，工程实例不足，经过核心课程建设与改革之后，整合后的这两门课程均采用了“项目化”的教学模式。通过教学模式、教学内容和教学体系的优化，将原《化工原理》中课堂授课部分和实验部分整合为理实一体化的项目化教学，同时，增加了化工仿真实训，并将原课程设计部分有机地融入其中，用以模拟实际工业生产过程，实现低成本、高效率地引领学生进入生产性实习的环节。《流体输送与传热》在《物理化学》、《化工制图》和《化工机械基础》等前续课程的基础上，开设在第三学期，按照项目化教学的需要，其理论与实践学时的比例控制在1∶1左右，理论学时稍多，以便学生在接触本课程之初，充分掌握必要的化工基本原理和主要单元操作典型设备的构造与操作原理等知识。

3.传质与分离技术。

《传质与分离技术》作为原《化工原理》的下半部分，紧随《流体输送与传热》课程之后，开设在第四学期，以“简单化”（讲清基本原理、避开繁琐的数学推导，简化教学过程）和“具体化”（通过具体工程实例，将基本原理与实际应用有效关联，并与其他核心课程有机融合）为根本宗旨，理论知识以“必需、够用”为原则，[5]强调技能的训练，因此，其理论与实践学时的比例控制在1∶2左右，实践学时稍多，充分体现“工学结合”、“教、学、做”一体化的项目化教学原则。通过理实一体化的项目化教学，强调理论与实践的有机结合，培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力。

4.化工仪表及自动化。

《化工仪表及自动化》是应用化工技术专业一门应用性、实践性很强的核心课程，也是核心课程群中教学内容整合最大的一门课程。过去以纯理论教学为主的教学方式，与职业院校技能大赛严重脱节，理论讲解抽象，学生学习被动，动手能力较差。通过基于“工作过程系统化”的课程体系改革后，实施“任务驱动、项目导向”的教学做一体的项目化教学模式，以工作任务为中心，以实践行为为导向，根据职业岗位和职业能力培养的需要，改革课程教学内容，组织实施教学，施行以过程性考核为主的综合考评方法。通过与全国职业院校技能大赛“化工仪表自动化”赛项对接的CS2000型过程控制系统设备的全面投入使用，对典型化工生产过程自动控制系统进行选择与整合，通过对过程控制系统的操作与参数整定，培养学生的专业能力、职业核心能力和社会能力。

5.化工工艺。

《化工工艺》作为应用化工技术专业课程群中的一门核心课程，与其他多门核心课程存在明显的交叉和互通之处，亟须进一步互相优化与整合。其理论知识部分优化的方向在于：通过与《化工仪表及自动化》等专业核心课程的知识对接，精简理论知识点，针对典型化工生产过程，重点分析其工艺流程，培养学生分析问题的能力。在此基础之上，结合化工工艺仿真软件，细化与整合实践内容，通过对典型工艺过程的分析与工艺参数的整定，加深学生对“工艺流程”的充分认识和理解，拓展学生的专业适应面，培养学生的工程实践能力、创新能力及全面分析工程实际问题的能力。

6.精细化工生产技术。

《精细化工生产技术》作为高职应用化工技术专业的一门核心课程，其行业特色鲜明，内容繁杂，知识面宽，要求学生掌握典型精细化学品生产必备的基本知识和操作技能；同时，对化工生产设备、化工单元操作、化工工艺流程等知识点又有较高的要求。为此，本课程在实施的过程中，还需要《基础化学》、《化工机械基础》和《化学反应过程与设备》等相关课程的配套与支撑。通过这些课程之间的优化与整合，以市场需求为导向，以专业技术应用能力培养为主线，与全国职业院校技能大赛“化工生产技术”赛项对接，在教学过程中通过以典型精细化学品的生产过程为任务引导学生，通过项目引导、任务驱动、工作过程系统化的课程设计和教学模式，充分发挥学生的主动性，培养学生的创新意识，激发学生对专业学习的兴趣，同时通过开放精细化工实训室，充分调动学生的学习积极性，进一步培养学生的动手能力和创造能力，教学效果显著提高。

三、配套措施

为了更好地实践与推行核心课程建设与改革，依托中央财政特色专业建设项目，在省级示范实验实训中心的基础上，本着贴近生产、淡化理论重实践、绿色环保低碳的建设理念，配套新建了化工仿真实训室和精馏实训室。

1.配套的实践教学条件。

通过化工仿真实训室的建设，满足了大型分析仪器仿真实训、化工单元操作仿真实训、化工工艺仿真实训、化工自动化基本控制单元仿真实训，以及化学检验工、化工总控工、化工仪表自动化等技能大赛仿真操作的要求，极大地丰富了本专业的实训项目和实训内容。

2.对接职业资格和职业技能大赛。

通过与“化工总控工”职业资格证书考试和全国职业院校技能大赛“化工生产技术”赛项的对接，新建了精馏实训室，引进了全套新型精馏操作实训装置。该装置是化工单元操作实训最接近化工生产的理想设备，不仅满足了学生技能训练的需要，即可实现流体流动、流体输送和精馏单元操作的实训任务，同时也可用于化工总控工职业资格考试（实践部分），服务于职业技能大赛，亦可对企业员工进行岗前培训之用。

四、改革成效

1.加强课程整合，优化课程体系。

在专业核心课程群构建的基本原则和基本框架下，通过核心课程，以及相互之间的优化与整合，突显了核心课程的专业地位，衔接了课程之间的关系，优化了课程体系。

2.创新课程内容，改革教学模式。

在教学内容体系设计上，秉承“简单化”、“具体化”的宗旨，淡化理论重实践，以国家职业技能标准要求为依据，创新与完善课程内容，构建以“项目引导、任务驱动”为一体的项目化教学模式，体现工学结合的工作过程系统化和工学交替的教学做一体，形成“实训环境职场化，教师学生角色化，实训内容工作过程化，专业技能培养递进化，实现教学做一体化”的“五化”教学模式，提高了教学质量。

3.改进教学组织方式，强化工程意识。

在教学组织方式上，采取“三个相结合”，即理论与实际相结合、课堂教学与实验实训教学相结合、常规课堂教学与现代教育技术相结合的方式。同时，还采用了包括参观企业、企业调研、工厂见习、案例教学、策划方案、开展实训、开放实验室、小组讨论、专业讲座等多种形式作为补充，强化了学生的工程意识。

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以往课程设计的开展，分别在各课程结束时，作为一个总结性和综合性的教学环节来进行，不同学期、不同设计内容、不同课程间独立开展，导致相互之间缺乏必要的联系，学生进行的只是局部的训练，缺乏一个整体的概念。比如在化工原理课程设计时，学生对化工制图、材料、设备的强度计算、各设备元件的选择与设计及标准不是特别清晰，最后所得的工艺及工艺尺寸计算数据甚至被弃之一旁;而在化工设备课程设计时，则需要对化工工艺问题有一个整体把握，依据计算所得工艺参数及工艺尺寸来指导设备设计与选型，这些都要用到化工原理和化工工艺学的知识。

1.2各课程设计的时间安排较短，学生仓促而就

这四门课程作为化工类课程的重要组成，其教学内容繁重，在课程结束时留给课程设计的时间就显得极为有限。而每门课程设计对学生来说其工作量都是极大的，且对于化工类学生来说又都是极其重要的，是学以致用、理论结合工程实际的重要一环。在短短的1～2周的课程设计期间，教师首先要下达设计任务书(布置设计任务)，而后进行设计课程的专题指导和答疑工作。接着学生要查阅、搜集相关文献资料及实际工程信息，准备相关化工标准、手册以备随时查阅。设计期间学生要完成的工艺流程图和主设备图各一张、复杂设备的不同视图、若干零件图及一份详细的设计说明书(包括设计工艺核算、设备设计及各零件计算)。学生要在短期内完成这一系列任务，时间仓促，难以对设计内容整体把握和系统思考，对于设计细节考虑不周，导致略微改动已有图样的情况有之，原图照抄照搬情况亦有之，完全没有达到课程设计与实际结合的训练目的。

1.3独立课程设计内容单薄，系统综合性差

由于要考虑时间安排的限制，以往的课程设计会选取化工单元操作的一小部分作为设计任务，以达到任务量与时间安排的匹配。这往往影响了学生对于化工生产过程整体性与系统性的掌握，在设计过程中难免会“一叶障目不见泰山”，难以加强学生在化工生产基本原理、工艺流程设计、单元操作设备及核算方法等方面的综合素质。以上问题影响了实际教学效果的强化提高，难以达到化工课程设计学以致用、由理论入实际化工生产过程、培养创新型化工人才的目的。

2整合四门课程设计，设立化工专业综合课程设计的可行性

2.1设立化工专业综合课程的必要性

化工原理、化工设备、化工制图和化工工艺学作为化工专业的重要专业基础课程，其侧重点不同，但在实际设计中紧密联系。化工工艺学主要研究原料化学反应的过程和方法［4］，从化工热力学、动力学的角度分析反应原理、反应影响因素，据此确定其工艺条件;并据反应特点设计工艺流程。化工原理则是以单元操作为对象，讲述其能量传递、动量传递、物质传递的基本原理，以及其操作过程对管道、容器设备等的条件要求，为设计部门提供参考依据。这两门课讲述的是化工工艺方面的知识。化工设备课程的主要内容是介绍单元操作中所用设备及其设计过程［5］、设计方法，这些设备的结构、形式、尺寸直接决定了它们是否能达到工艺设计中所要求的条件参数。也就是说工艺设计以及工艺核算是化工设备设计的前提，化工设备设计又是保障工艺条件实现的基础，而化工制图是化工设备设计的直接手段。首先根据化工工艺学确定生产工艺，再由化工原理的知识进行选型论证后，经过工艺核算确定设备的型号，最后依据化工设备的知识并借助化工制图的手段拿出设备图。由此可看出，四门课程的紧密联系及其不可分割性，完成任何一个独立的课程设计都要交叉运用这四门课程所学知识，这就为整合四门课程设计提供了基础。

2.2时间安排集中，各科教师联合指导，避免短板，可极大提高教学实践效果

本校惯例，课程设计一般安排在每门课程结束之时，结课考试之前，时间短而分散，各科任课老师“各自为战”，如此仓促的开展课程设计其教学效果大打折扣。整合四门课程，设置化工综合课程设计后，时间可由原来的2周改为6周。课程设计时间大大延长，学生有充足的时间和精力来认真、从容、细致地对所学四门课程用课程设计的方式做一次有系统、有目的的大总结，避免了学生因时间紧而仓促开始草草收场的应付现象。整合开展化工类专业综合课程设计还便于四门课程教师开展协同教学、互补教学，弥补了化工原理、化工工艺老师对设备、制图方面的不足，化工设备、制图老师对工艺设计的生疏。在学生遇到问题时可及时有效地给予更专业、更全面的解答，极大的提高课程设计的效率和教学效果，真正地实现在课程设计实践中提高学生能力的目的。

2.3课程设计选题的针对性更强，学生课程设计训练的系统性更强

整合后，课程设计任务书的编写与下达可由四科教师共同讨论，综合考虑来完成。可以有目的的选取设计对象，对学生进行侧重训练;也可根据实际应用，灵活设置课题。在设计中引导学生深入思考，综合考量自己所做设计的可靠性、经济性和实际可行性。指导学生正确使用设计行业的规范和标准，准确查阅设计手册和资料。这可有效的避免以前课程设计选题的随意性与设计过程的不完整性，使学生在了解生产工艺流程的基础上，进行塔设备的设计和换热器(泵)选型，然后立即对该塔设备和换热器(泵)进行强度校核及图纸绘制，同时引入计算机编程、AutoCAD等软件锻炼学生利用计算机解决问题的能力，使学生经历一次完整的化工单元操作设计的全过程，有机会将所学知识得以实际综合应用，为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实的实践基础，并使学生深刻理解化工原理课程的工程性、实践性和应用价值。

2.4可协调四门课程与其它课程的开设时间及授课内容的关联性

考虑到学生对课程知识的遗忘性，有必要协调四门课程的开设时间，将四门课程调整到同一个学期来开设，在该学期结束时统一时间开展课程设计，这对于化工专业的课程设置来说是完全可行的。在授课内容上，平时的授课中可有意强化课程间的联系，增强学生的综合思考意识。