卓越工程師計劃下的“化工設計”課程教改分析

邱　豐，余　焓，藺華林（上海應用技術大學化學與環境工程學院，上海 201418）

卓越工程師計劃下的“化工設計”課程教改分析

邱豐，余焓，藺華林
（上海應用技術大學化學與環境工程學院，上海 201418）

教育部為了對我國目前的高等教育進行一個重大的改革，推出了卓越工程師計劃，很多高校以這個計劃作為目標開展了對化工設計部分的教學進行了改革工作，文章主要討論了如何在加大學生學習的主體性，加重實踐部分的教學，加強對相關化工設計軟件的運用等方面的教學部分進行改革工作。

化工設計；卓越工程師計劃；教學改革

國務院總理在全國的教育工作會議上，提出強化我國教育的理念，并且發布了卓越工程師教育培養計劃，希望通過該計劃是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，培育具有創新力[1]，順應當下社會發展的各種人才，從而為國家和現代化、工業化建設奠定一些基礎，從而強化我國的核心競爭力和綜合國力。該計劃的目標是對人才的多方面提高，增強畢業生的就業能力，實施教育改革[2]。化工專業在我國的諸多方面都擔當重任，例如能源、制藥、軍工等方面，所以加強這方面人才的教育培養對我國目前的國民經濟有著強烈的促進作用。

在對化工專業進行學習的過程當中，往往需要從理論過渡到實踐，但在任何專業里，從理論到實踐都是一個很難逾越的鴻溝，為了解決這個問題，在很多高校中都會開設化工設計這樣的一門課程，它既具有很強的理論性，又具有很強的實操性，在化工專業中起著一個橋梁的作用，該課程涉及的專業知識有物理化學知識，化工熱力學知識[3]，分離工程，化工工藝學和工程學等，另外，還需要每個學生能夠掌握化工設計的核心道理，概念，方式，和諸多環節，同時有利用計算機進行相關計算和設計的技能。

1　化工專業中，化工設計的重要意義

1）在對化工設計的學習過程當中，其可以融匯各科的知識，比如在化工設計中的生產工藝的設計，就把無機有機化學和物理化學統統連貫了起來，通過化工設計的課程的學習，得以培養和提高學生對化工各專業課程知識點的綜合理解能力。

2）化工設計可以充分培育學生的創造能力。化工設計是一項全面的探索工程。通過設計的規范訓練，讓學生得以知道各種創新的步驟和方式，學會使用網絡查資料、學會搜索相關文獻。即通過相關的設計實踐，從而知道在實際的化工過程中，其具體的流程和工程生產中所出現的問題，并加以分析和解決。

3）化工設計可以培育學生的動手能力。即使學生通過大量的理論課程的學習和相關實踐課程的鍛煉，可以具備了一定的動手能力。但是他們到后來仍然不知道這個專業到底要干什么，有什么用，自己到底想要什么，這就是因為在前面機械化、被規劃的學習過程中，所學的知識和親身體驗并沒有結合起來，所以經過化工設計課程的學習，不僅可以讓學生擁有化工設計方面的能力，還能讓其擁有實際的生產能力[4]。

在二十一世紀初，我國諸多高校都對化工專業進行了相關的改革工作，具體內容為對教學的體系進行大幅得改善，對以往的傳統教學方法和思路進行轉變，把理論和實踐相結合，這些相關的改革措施碰巧和卓越工程師計劃高度吻合其中具體的改革內容將在下文中說明。

2　激發學生的主觀能動性

在以往的傳統教學中，往往把教師作為主體，而學生是被動的學習者，學生知識被灌輸了很多客觀性的知識，并沒有和自身的主觀性進行相應的結合，更談不上對學生創新能力的培養，這在化工設計這樣非常注重實踐的課程教學非常不利。在對該課程的改革中，應該強化學生對知識的體驗性吸收，使其能夠融入學生內心深處的體會中，從而得以增強學生的學習激情，讓其從被動學習變成主動學習。在教學中，教師舉出多種化工設計的實際案例，讓學生身臨其境，比如說，在講解有關氯乙烷的工藝設計步驟的時候，教師通過提出該問題，從而讓學生一起參與進來把問題解決。在講課的時候，所按照的步驟往往是首先要確定最初的規模，接著對原料的確定和生產方法的確定，再到工藝流程的確定，接著是廠址的確定，這樣一步步確定下來，從一開始的流程框架圖，到最后的細節施工圖，老師自始至終都伴隨其中，讓學生從身心感受上去體會整個流程所需要的知識點，如何在實際的設計中，實現學生從理論到實踐的學習過渡，進而讓學生對該門課程產生興趣。

3　提升實踐教學的比例

化工設計一般的就業出路在企事業單位工作，其從事的職業主要有工程設計，技術開發等工程技術人才，說到底，學生今后在職業中需要面臨的是實際的工程問題，而提高實踐能力的方法只能通過實踐來培養。具體操作如下：把化工設計的學時從以往的32個學時增加到64個學時，并且大部分的學時都用于上機訓練，其目的主要是讓學生熟悉相關的化工設計軟件，從而為以后的職業生涯打下堅實的基礎。接著，在實際的教學步驟中，為了繼續提高化工設計的教學品質，校方應購買相應的高仿操作系統，其可以模擬在實際的化學工業危險情境中只讓有豐富經驗的人員操作而不準實習的學生操作的缺陷，從而能在學生的實習中就能更加貼合現代化生產工作[5]。并且，加上使用學校內部的石油煉化設備，把平時在課堂上學到的理論可以通過訓練中心的具體設備展現在學生面前，可以讓學生在操作現場得到一種激情和渴求，同時，這也是學生學習由被動到主動很好途徑，學校還應該鼓勵學生多參加與化工設計相關的比賽。這些比賽往往有著良好的學術氛圍，有著最先進的學術研究成果，其內容的覆蓋層面寬廣，且有一定的難度，對學生的技術進步是一個很好的挑戰。雖然這對于本科生來說比較困難，而且需要有很高的創新性，不過在老師的指引下，這些競賽的過程對于學生專業水平的提高和工程操作水平的提高都有極大的積極意義。

4　熟悉現代化軟件的使用

現代化軟件的相關應用隨著計算機互聯網的發展不斷普及，相關的硬件和軟件開始分布在每個角落，化工設計領域也不例外，相關的軟件已經成為化工工程師的必備工具[6]。憑借著計算機本身的很多優異性能，諸如高速運算，海量存儲以及精確的邏輯判斷等等，化工工程師能夠更好地完成自身的相關設計工作。目前，所涉及的化工計算機軟件可分為以下三種：第一類軟件主要是設計繪圖類軟件，這類軟件有 visio 2003、autocad、visual basic等，其主要用在繪制工藝流程圖，繪制設備的布置圖，繪制相關的非標準設備的設計圖，和繪制配管圖以及車間廠房設計圖等；第二類軟件主要是流程模擬方面，其中的內容涵蓋了物性的估算以及工藝流程方面的改良這類的軟件，這類軟件有aspen plus、chem cad等；第三類軟件類型主要是數據計算類這類軟件，這類軟件主要是Matlab，visual basic等，其主要的作用方面在實驗數據的處理方面，對物料的計算方面，對能量的計算方面和對經濟的評估方面等等。為了能夠培養出能夠勝任以上工作的優秀化工師，老師不應該只是對軟件的操作進行純粹的一一介紹，而是應該根據相關的案例從而對軟件進行演練操作，從而讓學生加深對aspen plus、pro2等模擬軟件的使用和認識，讓其加深對諸如pidcad，autocad，ecss和matlab等軟件的操作和認識，其中pidcad可用于繪制流程圖，設備的裝配圖和車間的布置圖等等，而ecss軟件的應用則更加廣泛，可用于研究、開發、設計、模擬、優化等等。雖然這些軟件在功能和操作上相比國外的軟件aspen plus 和pro2 等有很大的差距，但在本科教育中，這類軟件對于激發學生的興趣和培養學生的能力足以夠用。

5　強化教師的組建

目前國內的化工設計院，其內容含量已經非常豐富和高端，軟件和流程模擬系統都已經實現了現代化，相關的管道和cad等軟件已經達到了相當專業的水平，以往的教師盡管有豐富的工作經驗和博學的理論知識，但是否能夠勝任目前的高難度，高復雜性的軟件設計，還是一個疑問，同時，這也要給一定的教學水平打一個問號，對于成功培養具有現代化意義的應用型人才也要打一個問號[7]。

針對這個問題，學校應該讓更多教師參與到相關的線下生產時間活動中，再自下而上得把工作中的一流經驗和技術帶到課堂中來，從而把實踐和教學相結合起來；并且，教師也應該參加相應的軟件培訓，對一些國外的大型軟件和國內的常用軟件進行熟悉，從而得以建設一支有經驗，能夠培養工程人才的教師隊伍。

6　結束語

高校應該在堅持化工設計課程方面的改進而不動搖，并且在化工專業的課程中實踐操作性的課程要不斷加重，為了能夠不斷增加學生的操作技能，從而需要學校和企事業單位之間強強聯手，共同為學生提供更好的學習和實踐的條件，讓更多的學生，包括低年級的學生去參加多元化的化工競賽，不僅可以提升學生之間團隊合作的能力，也能讓他們的才華得到更多更有含金量的認可。在教師的建設方面，學校應與企業相互協作，培養和引進更多的高水平的工程師來提升教師的綜合質量。

[1] 冉茂飛，張嫦，劉東，等.基于卓越工程師計劃的“化工設計”課程教改初探討[J].廣東化工，2015，（14）：228-229.

[2] 夏偉.《化工原理》課程的實踐型教改分析[J].學周刊，2011，（12）：18.

[3] 許林妹，涂國云，孫余憑，等.化工原理課程設計教學模式改革的探索與實踐[J].廣東化工，2013，（3）：155-156.

[4] 李恒，史勁松，錢建瑛，等.面向卓越計劃的藥廠車間設計與設備課程的教改實踐[J].化工高等教育，2014，（1）：24-26，30.

[5] 孔黎明.設計教學法在化工工藝學教學中的應用[J].科教文匯，2014，（23）：55-56.

[6] 付雪，朱蠡慶，王孝科，等.淺談“化工設計大賽”促進化工人才綜合能力培養[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2013，（11）：193-195.

[7] 張宇，賈麗華，郭祥峰，等.化工設計課程教學改革研究與實踐[J].高師理科學刊，2014，（2）：110-112.

Excellent Engineers Plan Under “Chemical Engineering Design”Course Reform Analysis

Qiu Feng，Yu Han，Lin Hua-lin

To improve the major reformation in our higher education，Ministry of Education has launched on an excellent engineer training program in recent year.As an important part in chemical engineering education，the course of chemical engineering design has been reformed in many colleges.In this paper，the way to improve teaching qualities in chemical engineering design，including enhancement of learning initiative of students，increasing the practice part in teaching，strengthening the using of chemical design software，are been discussion.

chemical engineering design；excellent engineers plan；teaching reform

TQ-4；G642

B

1003-6490（2016）03-0142-02

2016-03-16

邱豐（1982—），男，浙江安吉人，講師，主要研究方向為功能高分子材料的設計與應用。