《化工原理》課程設計實踐教學總結

王桂霞，林文釗，陳彥宏，孔翔飛

（桂林理工大學 化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004）

《化工原理》課程設計實踐教學總結

王桂霞，林文釗，陳彥宏，孔翔飛

（桂林理工大學 化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004）

化工原理課程設計是綜合運用化工原理及相關基礎知識的實踐性教學環節。設計過程中指導教師指引學生在設計過程中既要考慮理論上的可行性，還要考慮生產上的安全性和經濟合理性。通過課程設計使學生初步掌握化工設計的基礎知識、設計原則及方法。

化工原理；課程設計；實踐；可行性

《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，MatLab，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。

[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.

[2]張凌云，朱德春，孫宏，等，應用型本科“化工原理”課程設計教學改革初探 [J].合肥學院學報（自然科學版），2011，21（4），196-198.

[3]蔡銳，周劍秋，武文良，居沈貴.化工原理和化工設備機械基礎兩門課程設計結合的思考與實踐 [J].化工高等教育，2010，（3）：23-25.

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