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序論:在您撰寫化工原理課程設計時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
主要任務是使學生掌握化工生產過程中涉及的主要化工單元操作的基本概念、典型設備的構造、基本操作原理等知識并能夠進行單元操作過程的工藝計算。實驗教學環節的基本任務是使學生了解各化工單元操作原理、流程,使學生掌握典型化工設備的特點、性能和基本操作,加深對化工原理基本理論、基本知識的理解?;ぴ?a href="http://www.xuefeng.info/haowen/22460.html" target="_blank">課程設計是繼化工原理理論教學和實驗教學之后安排的一個總結性、綜合性的實踐教學環節。通過該實踐環節的訓練使學生能綜合運用化工原理的基本理論知識以及先修的物理化學、機械制圖、化工制圖等課程理論在規定的時間內完成給定的化工設計任務,即設計出符合一定生產要求的化工單元操作工藝及設備。通過化工原理課程設計讓學生了解化工設計的基本內容,掌握化工設計的一般步驟和方法,重點培養學生的工程意識和分析、解決工程實際設計問題的能力。課程設計不同于一般的課程作業,需要學生根據設計任務,確定自己的設計方案,查取資料、搜集數據,進行工藝過程和設備的計算,并對自己的選擇和計算結果進行論證和核算。整個設計過程對提高學生工程意識及獨立工作能力有很大作用。然而筆者在自身教學實踐指導中發現,目前化工原理課程設計在教學設計中仍存在一些不足,這些不足在一定程度上影響了其教學質量。在此,筆者結合自身實踐分析一下化工原理課程設計在教學中存在的問題,并針對這些問題探討一下具體的改進方法。
二、課程開設時間不當導致學生對課程設計認識不足
化工原理理論課程是化學工程與工藝專業學生在大學期間主修的第一門化工專業基礎課,是工程性較強的一門課程。而化工原理課程設計隸屬于工程設計課程,很多學校通常在化工原理理論課程結束后開設,時間為兩周。雖然學生在學習了化工原理理論課程后基本掌握了常見的化工單元操作的基本原理和典型設備的結構和計算,但學生對工藝和設備的認識還是比較膚淺的,大多數學生仍停留在書本知識的理性認識上,對工程的內容了解甚少,不具備工程觀點。因此學生拿到設計任務后,認為課程設計跟平時的課程作業沒什么兩樣,直接按照《設計指導書》中的例題進行依葫蘆畫瓢,也不管是否適合自己的體系,設計出的設備不合理、不規范。為了讓學生對課程設計有一個充分的認識,筆者認為化工原理課程設計教學環節應安排在大三下學期期末,并與化工設備課程設計同步進行。因為在此之前,學生除修完化工原理理論課程外,還修完多門化工專業課程,如化工分離工程、化工設備機械基礎、化工工藝學等。經過多門專業課程的學習,學生對工藝和設備的認識已經比較深刻,對工程內容的了解也比較多,已具備基本的工程觀點,以至于拿到設計任務后不會像以前那樣盲目無措。
三、設計過程安排不合理,使學生在設計過程中收獲甚少
關鍵詞:化工原理;課程設計;實踐;可行性
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)22-0205-02
《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?!痘ぴ怼氛n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?;瘜W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?!痘ぴ怼氛n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?!叭f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?,F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,Mat Lab,Aspen Plus??紤]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。
參考文獻:
[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.
關鍵詞:化工原理;課程設計;教學實踐;研究
將先進科學技術理論轉化到生產實踐中以實踐為核心,強化學生理論與實踐結合的能力正是化工原理課程基本目標,也是培養科技成果轉化后備人員的具體要求。農業院校中的化工原理課程設計教學一直是教學中的弱項,我們依據化工原理的課程的具體內容結合農業院校的特點和專業發展的特色進行相應的教學實踐。
1教師的指導思想
在普通高等農業院校,農業工廠化要求學生必須具備有工程學方面的思想,而化工原理課程是學生在教師指導下的一個學習實踐過程。必須堅持以學生發展與創新思想為主,以教師引導為主體的指導思想,強化學生學習過程的獨立性,發揮主觀能動性,實現具體的教學目標。就目前已經實行的教師的指導方式來說,大致有以下幾種形式:(1)課堂直接講解。將課程設計的步驟采用課堂講解教學的方式,利用適當時間,集中給學生講解課程設計的機理和原理,同時講解機理與原理在相關實例的具體應用。采用這種方法學生容易接受,參照實例完成設計比較順利、比較容易地進入設計、出現問題較少,學生比較適應該方法。不足之處是學生依賴性強,主動學習差。(2)開放式。這種方法基本放棄課堂講授,學生通過提供的參考資料的學習,根據自己的思路來解決設計中涉及的每一個問題。它能最大限度地調動學生設計積極性與主動性,能很好地培養學生分析問題解決問題的能力。當然,這種做法對于大部分同學來說,教學方法的轉變使他們難以接受,表現比較茫然,手足無措,通常在設計的第一天,同學們進入實質性設計的較少。直接請求教師給予相應的指導,或者設計方案比較粗糙,不合理。這個過程花費時間較多。教師需要耐心的將學生的被動性學習方式引導到主動性學習的過程中。
2建設高水平的指導教師隊伍
提高化工原理課程設計水平的首要問題就是教學指導隊伍的建設問題,建立一支高素質精通化工設計的高水平教師隊伍是保證課程效果的前提條件。因此,指導教師成員水平的提高和教學組的建設是十分必要的。我們引進了從事一線設計工作多年,設計經驗豐富的教師在學生課程實踐過程中,對學生在設計課程中常見問題給以解答,及時更正,良好的規范了學生在設計課程中操作。指導教師在學生設計過程中也不斷查漏補缺,對化工原理課程出現的新問題及時整理,并且在教學組中進行相關討論進行解決,不斷提高教師的指導能力和水平。
3結合專業特色設計題目的設置
化工原理課程設計本身具有特殊性,學生要完成設計任務,必須對化工單元操作、生產工藝等有深刻了解,除了所應具有較扎實的基礎理論知識和基本的設計技能,與課程設計相關的知識不可能完全通過課堂教學獲得,而必須通過生產與教學實習和學習,不斷實踐才能積累。因此,通過工廠現場教學,使學生對化工單元操作、生產工藝和設備銜接等有個初步的認識。在課程設計教學過程中應不強化向學生灌輸工程學觀點,提高學生工程實踐能力,讓學生認識單元操作和工藝過程特點,善于全面面考察問題和分析解決設計中的問題。為今后畢業與走進實際生產工作開展實際工程設計提供一次真實訓練。在設計的過程中,學生不可避免地會遇到各種問題,應盡可能讓學生發揮自己的主觀能動性,通過查閱相關資料,讓學生對問題進行剖析、較深刻的認識和理解。
4課程設計的成績評定
通過引導學生對知識的積累和使用以及對工程觀點的深刻認識是化工原理課程設計的主要目的。合理的對學生在化工原理課程設計采用綜合評價比較合適,為此我們采用評定課程設計有幾個部分:(1)考查學生的課程設計過程:檢查學生對相關參考資料掌握情況,在設計室進行設計活動,教師隨時隨地掌握不同學生的設計進展和碰到的問題,彼此交流討論。通過學生的設計,了解每個學生的情況,對能按規定對學生進行考勤,對能夠按照要求基本能獨立完成設計任務的計入平時成績。(2)對學生撰寫課程報告的評定:學生完成課程設計后,必須撰寫課程報告,對設計及工藝過程進行計算,并畫出單元設備裝備圖和工藝流程圖,得出設計結論并對課程設計進行小結討論,提出設計過程不足之處和提出改進途怪。該部分是考察學生綜合能力水平和學習態度與具體表現。(3)考核學生在課程設計過程中的細節把握:在具體的課程設計過程中,學生是初次進行工程類課程設計,所以我們通常都是要求學生在課程設計的過程中嚴格按照設計規范進行。強化學生在課程設計中的規范性,減少隨意性。
5結束語
根據社會發展要求與專業課程的需要,選擇符合專業特色恰當的化工原料設計課題,加強專業特色、工程特點、知識的積累、學生自主性學習和創新性指導。提高了課程設計的效果,使學生的實踐能力和創新能力得到提高,提高了學生分析和解決工實際問題的能力,加強化工原理課程設計的教學效果。達到培養對社會有生產實踐與管理能力的工程技術人才的需求的目標。
作者:張建峰 朱學軍 張潔婧 胡可心 單位:吉林農業大學
參考文獻:
[1]劉瑞江,張業旺,李紅霞等.化工原理課程設計實踐教學研究[J].實驗科學與技術,2015,13(02):92-94.
[2]王任芳.化工原理課程設計教學改革與實踐[J].長江大學學報(自然科學版),2009,6(04):325-326.
關鍵詞:校企結合;團結協作;工程軟件;成績評定
化工原理是等化工類專業的專業基礎課,在基礎課和專業課程之間,起著承上啟下、由理到工的橋梁作用?;ぴ碚n程設計是化學化工及其相關專業學生學習化工原理課程必修的(化工原理理論課、化工原理實驗課及其化工原理課程設計)三大環節之一,是綜合應用本門課程和有關先修課程所學的知識,完成某一單元操作為主的綜合設計性實踐。通過該教學環節,可以使學生在規定的時間內,應用專業知識進行融會貫通的思考,分析和解決工程實際問題,得到化工工程設計的訓練,培養學生的設計能力和嚴謹的工作作風,提高學生的獨立工作能力[1-2]。
一化工原理課程設計中存在的問題
地方高校,由于條件的限制,化工原理課程設計的教學質量受到了一定的影響。如:(1)設計選題題目陳舊、單調、雷同,學生基本上都是依葫蘆畫瓢,抄襲現象嚴重;(2)學生缺少工程意識的培養,與實際相結合太少,對工藝和設備的認識比較膚淺,對設計過程涉及的計算和公式并不理解,同時由于計算量又大,設計時間安排比較緊,因而只能在給定的條件下根據例題進行驗證性設計,欠缺對設計方案的綜合分析和優化;(3)雙師型教師缺少,指導學生的能力有待不斷提高;(4)缺少合理的化工原理課程設計考核評價體系,學生缺乏鉆研精神、積極性和主動性難以調動起來。(5)學生計算機應用能力和工程繪圖能力嚴重不足,多數學生無法在較短的時內繪制出工藝流程圖或設備工藝條件圖,利用計算機處理文檔和進行工藝計算的能力差等。
二化工原理課程設計教學改革措施
(一)采用校企結合,注重設計題目的實用性到生產一線選題,根據工廠情況涉及精餾、吸收、萃取、干燥等包含化工原理知識較多的單元操作,比如一個班的人有的是換熱器,有的是精餾塔,有的是填料塔等。注意盡量給定多樣化的物系以及操作條件,有利于學生獨立完成課程設計作業,避免抄襲想象的發生。這樣在與工廠實際需要相結合的同時,可以充分調動學生學習積極性,使學生真正感到學以致用,學生在設計方案的選擇、物性數據的查找、公式及設計方法的選用、工藝流程圖以及設備工藝條件圖的繪制、設計說明書的編寫等方面的綜合能力得到訓練。此外,還可以推動教師提高教學能力。(二)合理安排設計任務,注重學生團結協作能力的培養按照精餾、吸收、干燥、萃取等單元操作的不同先分大類,然后對于每個大類按照體系、處理能力、操作條件、原料的組成以及產品規格的不同等進行區分,保證學生一人一題,保證每位學生都得到一次工程設計的初步訓練,完成課程設計,避免抄襲現象。當出現問題時,學生之間可以互相討論,查找物性數據和發揮集體的智慧,有些問題不需要老師指導,學生即可解決,學生在自己設計和共同討論的基礎上完成設計,團結協作能力得到增強,還可以體會到成就感。(三)注重現代設計理念、強化計算機輔助設計計算機在化工教學、化工設計以及化工生產方面的應用越來越廣,計算機工程軟件的應用價值已經得到認可。為了提高化工原理課程設計的質量,必須強化強化工程軟件的應用。化工原理課程設計的工藝計算中相平衡數據的求取、理論塔板數的確定、回流比的選擇、換熱器傳熱系數的選取等往往含有試差、大量的循環重復計算,計算工作量大,采用Excel和AspenPlus等工程軟件,可以大大減小計算量,提高計算效率和計算精度[3]?;ぴ碚n程設計中的精餾塔負荷性能圖的繪制、工藝流程圖的繪制、精餾塔理論塔板數的圖解法求取等方面要求學生采用AutoCAD,并嚴格按照化工制圖的標準進行,使學生得到一次化工設計的規范鍛煉。采用Excel、VisualBasic、Origin、AspenPlus和Auto-CAD等計算機軟件輔助化工原理課程設計,各種軟件各取所長,充分發揮其長處,能夠快速、準確、直觀地得到計算結果,免去了復雜、繁瑣、耗時、粗糙的手工計算;避免了手工繪圖、手工擬合模型參數帶來的較大誤差,提高設計效率。工程軟件在化工原理課程設計中的圖例見圖1、圖2、圖3。(四)成績評定貫穿整個設計過程,促進學生設計積極性的提高為促進學生化工原理課程設計的積極性,可以制定出一套合理、貫穿整個設計過程的成績評定辦法[4-5]。課程設計計算書、設計說明書和圖紙的質量占終評成績的40%;學習態度、出勤率、創新思維和解決實際問題的能力占課程設計終評成績的30%;答辯考核占終評成績的30%。答辯環節可以考察學生對于設計內容、設計的思路的清楚與否;對于設計結果的評析、問題的回答正確與否,是否抄襲一清二楚。
三結語
關鍵詞:化工原理;課程設計;改革;分析和研究
化學原理課程教學具有綜合性特點,具有較強的實踐性。因此,為了保證化學原理課程教學的有效開展,需要對化學原理課程教學進行設計和創新,來增加學生對化學原理課程教學不同知識的了解,來掌握化學原理課程教學的難點和重點知識,來提高學生的學習能力,增加學生對化學原理課程教學的理解度,實現化學原理課程教學的最大目標。
1、化學原理課程教設計改革的背景
化工原理課程設計是化學工程與工藝類相關專業學生學習化工原理課程必修的三大環節之一,是理論聯系實際的橋梁,是對化工原理、化工制圖、化工機械、化工儀表自動化等知識的綜合性的訓練。通過課程設計,使學生了解工程設計的基本內容,掌握化工設計的思路和方法,培養學生獨立分析和解決工程實際問題的能力,提高化工設計能力的重要環節,為更好地完成畢業師,通過不斷的教學改革,已經取得了一定的成績。例如,滁州學院劉芳等運用流程模擬軟件CHEMCAD解決了化工原理課程設計中數據獲取難的問題,不僅可以解決教師選題的瓶頸問題,而且大大提高了設計效率和質量。為了提高化學原理課程設計的合理性,教師開始增加對化學原理課程教學進行創新和改革,改變了傳統單一教學設計模式,增加了對學生理解能力于創新能力的培養和教學,來提高學生的實踐能力和學習能力。站在發展的角度來說,對于化學原理課程教學設計的創新和改革,其滿足社會發展的需求, 滿足現代化教育的要求,是我國化學原理課程教學的主要發展方向,是化學原理課程教學的主要發展契機。因此,化學原理課程教學工作人員,在實際教學過程中要增加化學原理課程教學設計的多樣性和靈活性。
2、化學原理課程存在的主要弊端闡述
2.1化學原理課程教學設計內容較為單一
在化學原理課程教學設計過程中,教師沒有及時的轉變自身的教學理念,利用傳統的教學理念和教學方法進行設計,導致實際內容設計和現代化教學內容設計較不符合,失去了化學原理課程教學的設計意義。對于化學原理課程教學來說,化學原理課程教學設計是教學的基礎工作。教師在化學原理課程的題目和內容選擇時,選擇的內容和標題較為局限,沒有時代性元素,較為保守和傳統,沒有激發學生的學習積極性,導致學生把化學原理課程學習課程,與其它不同學習課程土同樣來看待,導致學生學習效率下降,學生學習積極性不高,導致化學原理課程教學失去原來的實際教學意義。詳細來說,教師在化學原理課程教學設計過程中,教師沒有構建詳細的章程和方案,導致設計的例題模式出現照搬的情形,學生無法對化學原理課程學習重點和難點進行區分,影響了學生想象力和創新力的發揮,阻礙了學生全面的發展。
2.2化學原理課程教學缺失創新性和實踐性
傳統的化學原理課程教學設計,教師進行教學設計時,教師主要是結合化學原理課程教學的理論知識,結合學生的實際學習情況進行教學設計,沒有結合化學原理課程的實際案例進行設計,導致化學原理課程教學設計失去實際教學價值,導致化學原理課程教學缺失實踐性,導致化學原理課程教學過于形式化。其次,站在創新的角度來說,社會的不斷發展,化學領域的不斷發展,不同化學企業的層出不窮,多樣化的化學產品不斷產生,不同化學工藝和設備的產生,增加了化學原理課程教學設計的壓力,給予化學原理課程教學設計更多要求。面對這一發展背景,教師如果還是延續傳統單一的化學原理課程教學設計模式,則會降低化學原理課程教學的實際教學意義。站在教師的角度來說,化學原理課程教學工作人員,其自身沒有樹立創新教學理念,也是導致化學原理課程教學設計失去創新性的主要原因。
3、化學原理課程教學的創新和改革方法闡述
3.1增加化學原理課程教學設計創新性,進行 啟發教學
在現代化教育大背景下,教師要想改變傳統單一教學弊端,必須要增加化學原理課程教學設計創新性,對學生進行化學原理課程啟發式教學。詳細來說,教師在進行化學原理課程教學設計時,要優先構建一個系統的設計框架,依據這一設計標準,來進行化學原理課程教學設計,在實際設計過程中,增加和學生的交流和溝通,引導學生去觀察和思考,引導學生依據教師設計框架去進行設計,來增加學生對設計大致模式的和掌握,增加學生對化學原理課程知識的了解,降低學生設計錯誤的發生率,激發學生化學原理課程設計的興趣,增加學生對化學原理課程教學設計的積極性。對于啟發式教學來說,教師在實際教學過程中,一定不要延續傳統別的教學理念來進行教學,樹立化學原理課程教學設計目標、充分發揮學生的想象力于創造力。
3.2增加化學原理課程教學設計工藝和方案的科學性
對于學生來說,其于社會的接觸較少,和工廠的接觸不多,因此對于化學原理課程教學設計學習具有一定的難度和局限性。面對這一發展形勢,教師在化學原理課程教學設計過程中,要增加化學原理課程教學設計和工廠的聯系性,來為學生選擇和工廠實踐活動具有緊密聯系的題目來進行設計。在設計過程中,教師要詳細為學生對化學原理課程教學設計背景進行講解,對工廠的生產主要特點對學生進行闡述和講解,對學生設計思路進行引導,引導學生自主的對進行方案的設計,引導學生依據設計方案來進行交流和討論。在保證設計方案創新性的基礎上,教師也要注意對化學原理課程教學內容的設計,增加化學原理課程教學內容的創新性,改變傳統單一內容教學模式,增加數據獲取的靈活性,增加對教學資料的研究,增加對不同教學相關知識的研究,保證化學原理課程教學內容設計的科學行和創新性,增加學生對信息技術和不同科學技術的應用率,保證化學原理課程教學設計工藝和方案的科學性,來提高學生化學原理課程設計教學的有序進行。
3.3建立科學化的批評體系
為了保證化學原理課程教學設計的有效性,保證學生可以完全吸收化學原理課程教學設計要點,教師在化學原理課程教學完畢后,要及時的建立完善的批評體系,對學生進行及時的批評,發現學生化學原理課程教學O計的不足和薄弱環節,不利于教師進行化學原理課程針對性教學,來提高學生的化學原理課程設計能力,保證其設計的合理性。其次,教師也要及時的對自身的教學情況進行批評,來發現自身教學語言和行為的弊端,來提高自身的化學原理課程教學設計能力,來保證化學原理課程教學的實際價值,來增加自身化學原理課程教學設計的積極性沒來提高學生的化學原理課程學習熱情和設計欲望。
結束語:社會的發展離不開創新,教育教學的發展離不開創新,因此,對于化學原理課程設計學來說,要想保證化學原理課程教學設計的創新性,保證化學原理課程教學設計時代性,教師要對自身教學情況進行反省,改變傳統單一的數據教學內容弊端,增加教學內容的豐富性,,增加對教學資料的研究,增加對不同教學相關知識的研究,保證化學原理課程教學內容設計的科學行和創新性,保證證化學原理課程教學高效率進行。
參考文獻:
[1]王士財,成忠. 基于“專業認證”的教學改革探索――以化工原理課程設計為例[J]. 浙江科技學院學報,2016.
1課程設計前的調查與輔導
在開始化工原理課程設計之前,充分了解學生對前修課程如物理化學、化工熱力學、化工原理等課程理論知識的掌握程度,了解學生查閱文獻獲取物性參數和相關公式的能力,了解學生是否具有一定的工程、經濟觀念,了解學生對計算機CAD繪圖能力的掌握情況。上述內容均是在化工原理課程設計過程中學生應具備的知識與能力,通過課前調查,掌握學生的基礎,進行適當的輔導與指導,使學生在開始課程設計之前提前進入狀況,讓學生建立信心,激發學生積極主動的完成將要開始的課程設計。
2課程設計教學過程
課程設計的任務(或題目)是教學的核心,也是能否培養和鍛煉學生工程實踐能力的關鍵。在教學過程中,為了全面的地鍛煉學生的查閱文獻、設計計算、實際分析和CAD繪圖能力,課程設計的選題在符合教學大綱要求的前提下結合工業實際,設計結果有較好的參比性。
2.1任務布置
在分配任務時根據學生的理論知識基礎和儲備進行合理的搭配與分組,做到每組成員具有較均衡的知識能力。設計題目做到每人一題,盡量避免抄襲現象發生,如進行精餾塔設計時,所有學生都有自己的產量、餾出液組成、釜液組成、原料狀況與組成、回流比等;組內成員具有個別不同的數據,根據計算結果可以對比不同條件對設計結果的影響,如回流比的不同、原料狀況不同、餾出液組成不同、釜液組成不同等。如此一來,組內成員在進行設計計算時,都能積極參與到整個過程中來,每個人計算設計結果都是對比分析與工程評價的一部分,能夠較好的提高學生的參與性、積極性,同時激發學生主動思考和創造。另外在課程設計開始之前,指導教師應仔細地講解設計內容所對應的工藝流程,并將整個設計計算過程進行具體的說明,就設計計算過程中容易出錯的位置進行重點指出。
2.2答疑與引導
在進行課程設計的過程中,方案設計是設計計算的重點,如在進行換熱器設計時,如何選擇合理的工藝流程和換熱器的類型,需要根據加熱介質和冷卻介質的狀況、換熱器在整個工藝流程中的地位等因素來綜合考慮,如進行精餾塔設計時,是選用板式精餾塔還是選用填料精餾塔,都需要根據物料的物性參數和實際工藝條件來共同決定。設計過程中應及時引導學生改進方案,組織學生討論分析,通過對比綜合選用較合適的設計方案。在課程設計的進行過程中,要及時了解與掌握學生設計的進度與狀況。由于學生的知識基礎和能力的差異,在獲取基礎數據、物性數據、方案設計、公式選用等方面都會有或多或少的困難,對學生遇到的問題可以通過以下三種方式進行解決:(1)對于個別同學遇到的個別問題,教學過程中采取一對一的答疑方式進行,就學生的問題進行個別解答和指導。如在換熱器的設計過程中,就管程和殼程走何種流體,主要從介質的安排能夠達到提高傳熱效率和節省材料的方面來考慮,易產生污垢、腐蝕性強、高溫高壓的介質走管程,粘度較大的介質走殼程;(2)對于大部分學生在課程設計過程中遇到的共性問題,采取集中詳細講解的方式進行,并對該設計過程進行中所涉及的知識點在實際工程中的影響進行引導與分析。如板式精餾塔的設計計算中,對于塔板數的計算,可以通過圖解法和逐板計算法來進行,根據查閱文獻獲得的基礎數據做出物系的平衡曲線或計算出物系的平均相對揮發度,再根據原料、餾出液、釜液的濃度和選擇的適宜回流比獲得精餾段、提餾段的操作線方程,由原料狀況獲得進料線方程,根據上述內容可以選擇圖解法或逐板法來進行計算;(3)對于設計過程中學生遇到的不了解設備形狀和結構等方面造成的困難,指導教師通過實物、多媒體圖片及動畫的方式向學生展示說明,讓學生充分了解設計中所選用設備的結構和特點。
2.3課程考核
化工原理課程設計的主要目的是進一步加強學生對理論知識的理解與掌握,同時培養學生綜合運用專業知識的能力和處理實際工程問題的能力。因此,在課程的考核方面也主要從這些方面著手,課程考核主要通過如下三個方面來綜合評定學生完成課程設計的成績:(1)遵守課程設計紀律的情況,對基礎數據的獲取方式或途徑,重點考察學生對前修理論課程的掌握情況;(2)考察學生在設計計算過程中,針對實際問題是否能夠結合理論知識、實際經驗和工程經濟方面進行全面分析與預判;(3)分組合作過程中考察學生團隊合作意識,課程設計總結與答辯過程中考察學生的語言組織及表達能力。
3總結與展望
1.1將工程設計引入化工原理課程設計教學實踐以往的課程設計環節存在著題目選擇范圍窄,并且多年來一成不變的問題。例如目前各高校普遍選擇板式精餾塔設計或換熱器設計作為課程設計題目,計算步驟較為雷同,相關教材上例題較多,學生只需依葫蘆畫瓢,難以避免相互之間的抄襲現象,這在很大程度上抑制了學生的學習熱情。將工程設計引入化工原理課程設計也是該實踐教學近年來改革的一種方式。這種方式通過選擇與工廠實際和科研需要相結合的設計題目,打破了以往的傳統設計框框,讓學生在真實的題目中完成課程設計的教學任務。雖然將工程設計引入化工原理課程設計提高了課程設計的難度,使學生面臨更大的挑戰性,但通過搜集和查閱大量的研究資料,合理確定設計方案,不斷地克服困難,大大提高了學生的學習興趣,使學生覺得自己所設計的內容并不是無用的。這種方式使學生通過感受工程設計工作的繁雜,發現自身的不足,明確了今后的努力方向。
1.2學生自主式選擇課程設計題目以往的化工原理課程設計的選題通常是教師在課前即已將學生分好組,并將準備好的幾個課題分給學生,讓他們按照要求進行設計。學生只能聽從教師的分配,沒有自,無論對自己的課題是否感興趣都要去完成,使得很多學生抱著完成任務的態度進行課程設計,很大程度上抑制了學生的學習熱情。開放式的教學模式很好地解決了這一問題。指導教師只需要將工廠實際和科研需要地設計題目的背景、特點、主要思路等問題向學生交代清楚,使學生明確設計題目的意義和難度,學生自主選擇設計內容。但需要注意的是,在課程設計真正開始之前,學生首先要提出課程設計的思路和設計方案,指導教師需充分預估學生所選課題的難度和工作量是否既滿足課程設計教學大綱的基本要求,又名副其實地能夠完成工程開發項目的一部分工作,同時還要考慮學生的實際水平和完成能力,保證學生在指定的時間內提交一份完整的設計文件,既保證工作量飽滿,同時又能夠達到培養學生的目的。
1.3學生自主安排課程設計時間以往的課程設計通常是在指導教師的督促下,學生被動地坐在教室里進行設計。因為學生都是初次參加課程設計,對課程有一個了解和熟悉的過程,往往都是設計之初摸不著頭腦,剛剛熟悉一點以后,設計時間馬上就要到了,還要加班加點甚至熬夜完成,設計結束以后,同學們普遍反映,如果再設計一次肯定會做得更好。這種現象造成學生對課程設計理解不深,設計結果不理想。開放式的教學模式打破這一常規,采取學生自主安排課程設計時間的方式,指導教師只需確定最后完成時間即可。但要注意,為了保證能夠在指定時間完成設計內容,指導教師需在真正的設計周開始前幾周即將學生的設計任務布置下去,并且讓學生明確自己的設計計劃,在課下有一個較長的準備時間。
1.4建立自主開放式的成績評定方法對于一門課程,學生往往對成績十分關注,這不僅代表了他們對一門課程的掌握程度,教師的認可程度,同時也反應了自身的努力程度,因此學生十分關注成績評定的公平性。對于化工原理課程設計這門實踐性教學來說,以往的成績評定方式通常是根據學生最后上交的設計圖紙和說明書來評定,沒有統一的標準,導致成績評定不夠公平公正,難以調動學生的主觀能動性,設計過程中缺乏鉆研精神,設計內容缺少創新和亮點。開放式的成績評價模式更關注學習過程以及學生的情感、態度、行為的變化,公平公正地給予學生達到學習目的程度的評價,有效地促進學生發展。開放教學評價體系采取多個環節綜合考核,將各個環節考核比重合理分配進行成績評價。設計項目書、平時成績(出勤率)、課堂討論、項目的創新性、答辯等權重合理分配,分配比例分別為40%、10%、10%、10%和30%。這樣就可以保證學生切實有效地按計劃進行,實實在在地對設計任務的各方面進行考慮。這些指標體系或許不能完全體現課程教學中學生表現的各個方面,但有較強的代表性,總體上能夠反映學生對化工設備設計思想的把握、專業知識運用技能、創新能力和總體效果,使學生在設計過程中能有明確的參照標準。
2改革中應當注意的兩個問題
2.1任課教師的工程實踐經驗和理論知識水平近10年來,我國高校在校學生人數跨越式增多,而相應的師資隊伍建設導致高校青年教師比例不斷擴大,而青年教師普遍較缺乏工程實踐經驗,指導學生的能力尚要不斷提高。建立開放式的化工原理課程設計實踐課程要求有高素質的教師,不僅要具備為培養高素質人才而努力工作的高度責任感,更要盡量達到相應的專業水平和技術水平。為學生開設開放型課程設計的教學,要求教師涉及的知識面更加寬廣,在工程設計中所涉及到的各個領域的問題能夠全方位地指導,主觀上要求加強自身的專業學習,不斷積累經驗,同時教學部門領導在客觀上應提供多渠道、多層次、全方位的進修機會,保證開放式教學計劃的正常實施。
2.2自主開放式實踐教學的保障措施開放式實踐教學涉及到課程計劃的安排、指導教師工程項目的支持以及與企業間的良好溝通等問題,而這些教學條件不僅是建立開放式課程設計教學的前提,也是確保教學質量、激發學生學習熱情的外在因素。除此之外,建立開放式課程設計教學模式,無疑使得指導教師工作量增加,工作時間延長。如何合理地安排指導教師人數,如何合理考慮他們的崗位津貼,如何建立科學高效的管理體系,既是調動教師教學積極性最現實的問題,也是建立開放式課程設計教學長期健康發展的基本保證。因此,學院各級領導的重視和支持是建立開放式課程設計教學的有力保障。
3初步的實踐效果
從實施效果來看,這種自主開放式的化工原理課程設計模式的建立和實施,能充分調動學生的積極性,使學生的學習主動性和使命感大大增強,極大提高了學生應用理論知識解決實際問題的能力,同時理論基礎也得到了很好的鞏固和強化??偟膩碚f改革是成功的,但也存在需要改進和完善之處,例如新的課題一般資料均不全,在設計時間有限的情況下,收集資料方面的困難成為突出的問題。這需要指導教師做好前期的準備,掌握資料來源,給學生介紹各種設備的特點,進行技術經濟指標分析。改革后的設計過程,對教師和學生都是一種學習過程,學生對新知識的興趣提高了,教師對教學與科研內容的理解也加深了,充分挖掘了師生兩方面的潛力。
4結語