化工原理課程設(shè)計與化工設(shè)備課程設(shè)計教學(xué)改革

唐定興，李 芳，張翠歌，許茂東

（安徽工程大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

化學(xué)工程是許多新興領(lǐng)域和高新技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。在化工專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)中注重化工設(shè)備的設(shè)計能力是提高化工專業(yè)畢業(yè)生綜合素質(zhì)的必由之路，其基礎(chǔ)是化工原理課程設(shè)計與化工設(shè)備課程設(shè)計，這兩門獨立開設(shè)的實踐性教學(xué)課程在培養(yǎng)化工專業(yè)畢業(yè)生中占有重要地位。通過課程設(shè)計可以初步培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析解決化工單元操作中工程問題的能力，更加系統(tǒng)和深入地理解課程內(nèi)容。兩門課程設(shè)計既有區(qū)別，又有緊密的聯(lián)系，合理的安排這兩門課程設(shè)計對培養(yǎng)高素質(zhì)化工人才是非常重要的。

1 整合兩門課程設(shè)計的必要性

化學(xué)工業(yè)以化工工藝為先導(dǎo)，以單元設(shè)備為保障。化工原理課程設(shè)計與化工設(shè)備課程設(shè)計是在化工原理和化工設(shè)備設(shè)計結(jié)束后開設(shè)的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念、創(chuàng)新能力和實踐能力，以及應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決工程實際問題的能力，其重要性是不言而喻的。

化工原理課程設(shè)計側(cè)重的是工藝問題，要求學(xué)生進行工藝及工藝尺寸計算、設(shè)備選型與設(shè)計等；化工設(shè)備課程設(shè)計側(cè)重的是設(shè)備的強度及穩(wěn)度計算、開孔補強計算、各零部件(如人孔、手孔、支坐、法蘭等)的選擇與設(shè)計等。兩門課程設(shè)計解決的是同一問題的兩個不同方面，是單元設(shè)備設(shè)計中不可分割的兩個組成部分。但由于化工原理課程設(shè)計和化工設(shè)備課程設(shè)計具有不同的課程屬性，長期以來因課程體系不同將其分開是一種定勢，設(shè)計時間不同，內(nèi)容也不同，導(dǎo)致在化工原理課程設(shè)計中進行的工藝及工藝尺寸計算數(shù)據(jù)被束之高閣，而化工設(shè)備課程設(shè)計則依據(jù)假設(shè)的工藝參數(shù)及工藝尺寸進行設(shè)計計算。由于兩門課程設(shè)計的內(nèi)容之間有著緊密的聯(lián)系，是一個事物的兩個不同方面，如果從工藝到設(shè)備進行完整的設(shè)計必將有助于培養(yǎng)學(xué)生完整的設(shè)計思想。近年來有逐步將兩門課程設(shè)計整合的趨勢，我校也對此進行了嘗試，確實對培養(yǎng)學(xué)生的整體設(shè)計思想有利。

人為地割裂兩門課程設(shè)計已經(jīng)開始處于越來越不利于培養(yǎng)學(xué)生的地位，將兩門課程設(shè)計進行整合是必要的，也是可行的。

2 整合兩門課程設(shè)計的可行性

化工原理課程設(shè)計是對化工原理課程中學(xué)到的單元操作進行工藝設(shè)計，主要有泵、換熱器、塔、干燥器等，通常由教師提出給定生產(chǎn)任務(wù)，學(xué)生查閱文獻資料后在教師的指導(dǎo)下完成，提高了學(xué)生的工藝計算能力；化工設(shè)備課程設(shè)計在化工設(shè)備設(shè)計課程結(jié)束后開設(shè)，主要進行設(shè)備的選材、強度及穩(wěn)度設(shè)計，學(xué)生由教師指定工藝條件與參數(shù)，完成設(shè)備的結(jié)構(gòu)、強度和穩(wěn)度等的設(shè)計，提高了學(xué)生的化工設(shè)備設(shè)計能力。兩門課程設(shè)計的開設(shè)使學(xué)生初步掌握了化工設(shè)備設(shè)計的過程與方法，幫助了學(xué)生完成從理論到實際的轉(zhuǎn)變，對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力具有不可替代的作用。

為了培養(yǎng)學(xué)生的整體設(shè)計思想，需要將兩門課程設(shè)計進行有效整合。近年來，不少教師作了將這兩門課程設(shè)計整合的嘗試，貴州工學(xué)院的何焜等[1]給學(xué)生安排進行了換熱器和蒸發(fā)器的工藝與設(shè)備的全設(shè)計，使學(xué)生對換熱器和蒸發(fā)器的設(shè)計全程、步驟與要求有了較全面的了解。南京工業(yè)大學(xué)的蔡銳等[2]對整合兩門課程設(shè)計進行了有益的實踐。我們[3]在學(xué)生的課程設(shè)計中安排了換熱器、精餾和吸收塔設(shè)備的工藝設(shè)計和機械設(shè)計，取得了較好的效果。將兩門課程結(jié)合在一起的實踐說明了將兩門課程設(shè)計進行整合是可行的。但在整合過程中還存在一些問題，如設(shè)計課題大多還是虛擬課題，有些常見的單元設(shè)備如蒸發(fā)器、萃取器、干燥器等的設(shè)計指導(dǎo)資料不足等。

3 對課程設(shè)計整合的思考

課程安排要合理，化工原理與化工設(shè)備設(shè)計應(yīng)在同一學(xué)期結(jié)束，化工原理課程設(shè)計與化工設(shè)備課程設(shè)計時間的安排要銜接。

兩門課程的任課老師要統(tǒng)籌考慮課程設(shè)計，從選題、設(shè)計的進行、設(shè)計的指導(dǎo)等方面互相溝通協(xié)調(diào)，兩門課程設(shè)計的題目相同而要求不同，在設(shè)計結(jié)果上，化工原理課程設(shè)計要求出工藝條件圖，而化工設(shè)備課程設(shè)計要求出設(shè)備裝配圖。兩門課程的任課教師協(xié)調(diào)一致有利于培養(yǎng)學(xué)生的整體設(shè)計思想。

在課題的選擇上，設(shè)計課題要盡量貼近生產(chǎn)實際，最好就是化工企業(yè)生產(chǎn)的一個具體單元，由于有實際的設(shè)備做參照，完成這樣的課題可以提高學(xué)生的成就感和學(xué)習(xí)的積極性。課題來源于生產(chǎn)實際的另一優(yōu)勢是有利于學(xué)生在課程設(shè)計完成后從理論的正確性、技術(shù)的可行性、操作的安全性、經(jīng)濟的合理性等方面與實際對照，幫助學(xué)生查找不足，初步樹立“優(yōu)化設(shè)計”的工程觀。

在條件許可時，可以考慮將化工原理課程設(shè)計與化工設(shè)備課程設(shè)計兩門課程整合為一門課程，有利于學(xué)生自覺地將工藝設(shè)計的結(jié)果用于設(shè)備設(shè)計中，更好地培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力。

[1]何焜，孫運禮，何錚.“化工原理”與“化工容器”課程設(shè)計的改革[J].化工高等教育，1993，（4） 50-51.

[2]蔡銳，周劍秋，武文良.化工原理和化工設(shè)備機械基礎(chǔ)兩門課課程設(shè)計結(jié)合的思考與實踐[J].化工高等教育，2010，（3）23-25.

[3]李芳.化工原理及設(shè)備課程設(shè)計[M].北京:化工出版社，2011.