計算機輔助化工設計課程建設初探

吳世彪

內容摘要：《計算機輔助化工設計》課程在安徽建筑工業學院材化學院化工系本科專業開設，是一門重要的專業基礎課。作為學校的重點建設課程，本課程得到了廣泛關注。本文介紹了校級重點建設課程《計算機輔助化工設計》的建設特色、思路與成果，并對課程建設提出了進一步的發展思路。

關鍵詞：計算機 化工 設計

1.課程建設的基本思路

在今后的《計算機輔助化工設計》課程教學工作中，教師要注意把最新教學研究成果和學科最新發展成果引入教學環節;要以現代的眼光審視、選擇和組合好教學內容，課程內容的基礎性和先進性關系要處理得當;在教學過程中，教師要理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體，提高教書育人效果。

2.項目建設目標

2.1總體目標：以全面推進素質教育為目標，以培養學生創新精神、創新意識、提高學生實踐能力為重點，構建計算機輔助化工設計課程新的教學體系，力求將課程質量和教學質量達到一個嶄新的高度。

2.2階段目標：進一步增強學生對化工過程進行數學建模的能力;進一步增強學生編制、調試計算機程序的能力;進一步增強學生應用和開發化工模擬軟件Aspen Plus[1]、Pro II[2]、ChemCAD[3]等的技能和能力;進一步增強學生使用化工計算機集散控制系統（DCS）[4]仿真軟件的能力。

2.3預期成果：課程理論、實驗教學內容更新完成，開設網絡課堂;完善教學大綱、電子教案、習題集、試卷庫、上機實驗指導書。

課程建設完成后，不僅可以為化工專業學生服務，也可以為其他相關專業：如過程裝備與控制專業、無機非金屬材料工程專業和應化專業服務，還可以為社會用戶提供工廠流程仿真軟件的培訓服務。

2.4建設內容

2.4.1理論教學內容：主要分為三大部分，一部分是計算數學的部分內容，包括方程求根、線性方程組求解、插值法、曲線擬合法、數值微分、數值積分等，另一部分包括各單元操作（如流體輸送、傳熱、精餾、吸收與分離等）、化學反應器的計算機編程設計和計算。第三部分是化工專業軟件介紹。第三部分需要新編講義和課件。

2.4.2實驗教學內容：主要分為三部分。一是matlab語言[5]程序上機實驗。結合理論教學的內容，在實驗教學中注重讓學生正確掌握matlab語言程序上機實驗的基本方法和基本技能，加深學生對計算機輔助化工設計理論教學內容的理解，增強學生動手編程的能力，并培養學生嚴謹的科學態度和良好的上機實驗作風。二是化工模擬軟件Aspen Plus、Pro II、ChemCAD等的使用技能上機訓練。結合理論教學的內容，加強綜合性、探索性的模擬軟件流程的上機實驗訓練，培養學生的科研能力，使學生了解化工領域更多的最新研究成果。三是化工廠的計算機集散控制系統（DCS）仿真操作訓練。在學生掌握Aspen Plus軟件的穩態流程使用技能的基礎上，培養學生上機使用動態化工流程的計算機仿真軟件技能，培養學生操縱化工廠集散控制系統（DCS）計算機界面能力，提高學生實時處置復雜動態流程的技能。

2.4.3改善革新教學方式是本課程建設的重點。a.教學過程不只是一個教師講、學生聽的過程，還要加強師生思想溝通、感情交流，做到教學相長。b.完善現有的多媒體教學方式，提高學生的學習興趣和學習主動性;實現課程上網，盡快實現網絡互動教學。c.理論教學與實驗教學相結合，更注重通過綜合性、探索性實驗教學環節提高學生的質疑能力、分析和解決問題的能力，培養學生的創造性，訓練學生的科研能力。

2.4.4本課程建設的特色如下：1）建立了全新的課程體系。本課程系根據我院工科院校的性質，針對各專業的特點，通過三年的教學實踐，優化了教學內容，完善了課程體系，提高了教學效果。2）教學指導思想明確，教學力量較強。緊密結合專業需求，針對性開展教學和教研活動;師資隊伍職稱結構、學歷結構、年齡結構合理。3）教學手段和方法多種化。初步建立計算機輔助化工設計立體教學體系，充分運用現代教學手段，推動教學改革，提高教學質量。4）注重理論教學與實驗教學的呼應，強化上機實驗教學對理論教學的促進作用。

3.總結

在今后的《計算機輔助化工設計》課程教學工作中，還需要不斷完善普通化學實驗室的軟硬件設施和條件，提高任課教師參與實驗教學的積極性，克服擴招后專職實驗人員數量相對短缺的問題。

教師要注意把最新教學研究成果和學科最新發展成果引入教學環節;要以現代的眼光審視、選擇和組合好教學內容，課程內容的基礎性和先進性關系要處理得當;在教學過程中，教師要理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體，提高教書育人效果。

參考文獻

[1]張治山，楊超龍.Aspen Plus在化工中的應用[J].廣東化工，2012，39（3）：77-78

[2]屈一新，《化工過程數值模擬及軟件》[M].化學工業出版社， 2006.5

[3]汪申，《ChemCAD典型應用實例（上）—基礎應用與動態控制》[M].化學工業出版社，2006.5

[4]凌志浩，《DCS與現場總線控制系統》[M].華東理工大學出版社，2008.9

[5]黃華江，《實用化工計算機模擬—MATLAB在化學工程中的應用》[M].化學工業出版社，2004.06

（作者單位：安徽建筑大學材料與化學工程學院）