大學生化工設計競賽對化工設計課程教學改革的促進作用

摘要：根據近幾年重慶三峽學院化學工程與工藝專業率隊參加大學生化工設計競賽所取得的經驗，指出化工專業教師應具有較高的實踐能力、創新能力和團隊協作能力，探討了化工專業競賽在教學改革、課程設計、學習環節以及學生整體能力培養方面的啟示，對于推動化工類課程教學改革有借鑒意義。

關鍵詞：化工設計競賽；課程設計；教學改革

為加強工程教育質量，培養卓越工程師，教育部發起了“卓越工程師教育培養計劃”[1]。專業學科競賽作為培養學生動手能力、解決實際問題能力，培養創新能力和實踐能力行之有效的途徑，已經越來越受到全國各高校的重視。其中，“中國石化-三井化學杯”全國大學生化工設計競賽是由中國化工學會、中國化工教育協會和教育部高等學校化學工程與工藝教學指導委員會共同舉辦的化學工程與工藝專業的規模最大、水平最高的國家級賽事。該項競賽的設計任務包括對新產品和新技術的研發，新流程和新裝置的設計以及新的工廠生產過程操作和運行方案等很多方面，對化工專業學生專業素養的提高、卓越工程師的培養、拓寬專業知識、增強工程實踐和創新能力等諸多方面具有積極的促進作用[2]。

化工設計課程是化學工程與工藝專業學生必修的專業課，其任務是使學生能掌握化工設計的基本原理、方法，在化工設計過程中綜合運用化工原理、反應工程、分離工程、化工設備、化工制圖以及經濟、安全等方面的專業知識，結合工程學的基本過程與方法，為將來的化工工程設計奠定基礎[3]。因此參賽學生不僅應具有化工知識綜合運用能力，同時還應具有使用專業軟件的能力，更要考慮該方案所涉及的政策、經濟、人文、地理等諸多因素。設計競賽本身是很開放的，可以提出各式各樣的方案，因此，化工設計競賽不僅對化工專業學生來說是一次大的鍛煉和挑戰，同時也對化工專業的任課教師和教學提出了新的要求。

一、化工設計競賽對專業指導教師的促進作用

近些年來化工設計競賽的題目一般都是以科技進步為背景，立足于學科前沿，內容涵蓋面廣，綜合性強，難度比較大。一般來說，大部分專業教師在學校主要從事專業理論課程方面的教學和相關研究工作。而化工設計競賽的題目往往是要利用原料、最終產品、生產規模、公用工程和環境要求等為設計基礎條件，對項目可進行論證、設計工藝流程、進行設備選型及典型設備的設計、車間設備布置的設計、工廠總體布置設計，并對項目進行經濟分析與評價等方面工作，這就要求專業教師不僅要有一定的理論知識，而且還需要掌握企業實際應用技術和經濟方面的相關知識。為不斷提高化工專業指導教師的工程實踐經驗能力，各校通常會采取多種形式，其中有效途徑之一就是擔任化工設計指導教師。在指導化工設計競賽的過程中，教師們分工合作，互相討論交流，甚至深入工廠一線進行考察。通過咨詢企業或者設計院的專業設計技術人員來提高自己的設計實踐經驗。在實踐中極大提高了專業指導教師的工程實踐能力。在競賽現場，學校也派出教師去現場觀摩，與不同學校教師進行經驗交流，互相學習，同樣可以使專業教師的專業水平得到不斷提高。

二、化工設計競賽對教學的促進作用

化工設計競賽不僅僅對理論教學課程提出了新的要求，同時也強調了實踐教學環節在專業競賽中所起的作用，發現以往教學中存在的一些不足，以便為今后的教育教學改革提供方向，因而對化工專業教學的啟示是多方面的和有指導性的[4]。

1.對專業理論教學內容更新的促進作用

化工設計競賽要求參賽者的知識涵蓋面非常廣，而現行的很多教材內容相對滯后，造成理論與實踐的脫節，深度和廣度等已不能滿足競賽和培養專業技術人才的要求。這就要求參賽指導教師在理論教學過程中，一方面要對相關專業的新技術、新工藝路線、新設備進行專業知識的積累和整理，具有一定的專業和學科的前沿性知識；另一方面，要結合科研工作把最新的技術和成果、新標準、新政策、新規范及時充實到教學中。在化工設計課程教學中，適時介紹Aspen Plus等專業軟件的應用，使學生盡快適應社會對化工設計人才的要求。

2.對課堂教學形式多樣化的促進作用

課堂是教學活動中最重要的環節之一，教學改革的一個重要課題是怎樣加強教學方法的改革，以實現對學生綜合能力、創新能力的培養，滿足社會對專業技術人才的需求。這就需要改變“以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心”的傳統方式，真正樹立“以學生為中心”的現代教育理念。在教學過程中，采用講授、自學、小組討論與發言、參觀、設計型作業和仿真操作的方式，綜合運用“啟發式、研究式、討論式、案例式”等多種教學方法。如在教學中如果將化工設計競賽的某些問題與所授課程的知識有機結合起來，可以引導學生在思考、討論的基礎上掌握知識，往往起到事半功倍的效果。教師將設計競賽的作品和相關問題作為教學案例，那么案例的選擇必須要有理論上的針對性，案例的引入要自然，在課程結構中的位置要合適，時機要恰當，如將獲獎作品、比賽現場錄像等資料展示給學生，不僅能極大地豐富課堂教學內容，提高學生的學習興趣，也有助于學生對理論知識的理解和掌握。不斷地啟發學生，培養學生的創新能力，在提高教學質量的同時，又能促進競賽的深入開展。

3.對學生整體能力提升的促進作用

根據化工設計競賽的要求，提交的作品除涉及與化工專業相關專業知識關聯的工藝設計之外，還要滿足環保要求，并且設計工廠的三維立體展示、車間布置和配管設計圖等，讓評委能直觀地對設計的作品有感性的認識。要求專業競賽的參賽者要有綜合運用化工專業知識、軟件應用能力、經濟分析能力、文字撰寫能力和語言表達能力。這樣就對化工專業學生的整體能力提出了較高的要求：較強的專業技能、較強的自主學習能力、口頭表達能力、文字寫作能力和應變能力。為了培養和鍛煉學生在這些方面的能力，在一些課程教學中采用模擬競賽的模式對學生進行綜合能力的訓練，采用答辯的形式進行考核。例如在化工設計課程中，將競賽題目資料分發給學生，要求學生按照專業競賽進行設計。學生在接到設計任務之后，必須先熟悉資料，然后通過查閱相關文獻、標準、規范等資料，進行小組討論，明確分工，相互配合，然后按期提交設計作品，并進行作品答辯。在完成任務的過程中，學生學會了對知識的融會貫通、舉一反三，也培養了他們發掘資源、自主學習的能力，把被動學習變為主動學習，激發了求知欲。化工設計競賽活動的開展，既培養了學生的思維能力和分析決策能力，也使教學時間和空間得到了擴展。

三、結 語

大學生化工設計競賽對化學工程與工藝專業的專業教師、教學模式和人才培養思路等都提出了新的要求，并為學生施展才能提供了契機，熱愛專業、專研業務的良好學風也在參賽學校中逐漸盛行，同時也推動了化工類課程的教學改革。當然改革需要與時俱進，怎樣將新技術、新知識、新工藝、新方法融入到具體教學過程中，如何培養學生自主學習、自主創新的能力、工程實踐能力和創業能力，如何更好地完善和調整專業人才培養方案，完成對學生綜合能力的培養，是專業教師需要持續考慮的問題，也是高等學校的長期任務。

參考文獻：

[1] 肖春.面向卓越工程師培養的學科競賽體系探索[J].浙

江工業大學學報（社會科學版），2011，10（2）：205-

209.

[2] 陳礪，吳妙嫻，董新法，等.大學生化工設計創業大賽

的組織與思考[J].化工高等教育，2012，（4）：23-25，

41.

[3] 晉梅，王晉黃，李忠銘.化工設計競賽對化工專業教學

的啟示[J].江漢大學學報，2013，（3）：102-104，112.

[4] 李寧，傅敏，陳盛明，等.化工設計競賽對化工類課程

教學改革的促進作用[J].高師理科學刊，2013，（32）：

94.