化工原理的课程设计十篇

化工原理的课程设计篇1

关键词：Excel；Aspen Plus；AutoCAD

中图分类号：TQ021.4 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2016）22-0209-02

化工原理课程设计属于化工原理的一个分支，是化工原理不可或缺的一个分支，是化工类专业的学生在校期间进行的第一次设计，是化工原理课程理论教学结束后，针对化工生产过程中某一具体单元操作，利用大一、大二学过的机械制图、计算机基础、Auto CAD、物理化学、化工原理等相关学科的基础知识，在给定的工艺条件下，由学生独立进行的一次设计实践[1]。

计算机科技的进步是计算机软件的应用和发展突飞猛进，使现代工业飞快发展。由于化工原理课程设计所采用的公式多，计算工作量大，并且复杂，学生做起来费时费力。随着工程软件的发展，利用工程软件进行化工原理课程设计，可以给学生注入现代设计理念，使学生的计算量和计算强度大幅度降低，使学生的设计水平得到大大提到，以便适应企业将来的需要[2-4]。

一、利用EXCEL软件简化计算

Excel是微软公司办公软件Office的重要组成部分，Excel具有强大的数据分析和数据处理能力，在分析、计算和优化复杂工程问题时应用较广。例如，回归分析试验或统计数据，求解多变量、非线型方程组，定量预测技术、经济可行性等。化工类专业的学生在大一学习过计算机基础，学生比较熟悉该软件。Excel具有自动填充功能、简单函数功能以及单变量求解功能，利用Excel的自动填充功能可以自动计算一些要逐板计算法或者图解法求解的一些化工问题，该方法高效、准确、简便，减少学生的计算量，提高学生的积极性[5-6]。大多数院校的化工原理课程设计题目大多选择的是精馏塔（含换热器）的设计，对于精馏塔（含换热器）的设计，需要多次的反复试差计算，再确定气液两相的相平衡关系；精馏塔塔顶、塔底的温度的确定；理论塔板数的逐板计算和图解计算；适宜回流比的确定；换热器传热系数的选取与校核；精馏塔负荷性能图的绘制等方面均可以使用Excel软件，从而简化很多烦琐的计算，并且计算结果相对于手工计算更趋合理和可靠性，可使学生对Excel的功能有深层次的认识和理解。

比如：利用逐板计算方法计算精馏塔的理论塔板数，需要交替利用相平衡方程和操作线方程进行多次重复计算，当理论塔板数很多时，若是手工计算必将难以胜任的。而利用Excel具有循环功能，只需要输入操作线方程和平乡县方程中所需要的判断条件和参数，精馏段理论板数、加料板位置以及全塔理论板数就能很快得到。

刘承先[7]进行精馏塔理论板数的计算时使用了Excel，利用Excel软件强大的数据处理能力，既显示出利用手进行逐板计算法的准确，还显示出各板汽液组成能算出的优点，而且免去了烦琐的逐板计算法，特别是在操作性计算类型中更显示出优越性。结果表明，Excel软件无论是对简单的二元精馏还是对多元物系复杂的精馏，均可减轻试差或计算的麻烦。

刘俏[8]等人在计算不同回流比下各个塔板上的汽-液平衡组成时也使用了利用Excel软件，通过物系的温度-组成数据表，求取各板上泡点液利用了其液相组成，即可快速找到不同回流比下最大泡点差所对应的理论板――灵敏板。当进料组成及回流比发生波动时，既有助于控制精馏塔的正常运转，又稳定了馏出液的组成。

二、利用Aspen Plus流程模拟软件使设计变得高效、快捷

化工过程流程模拟就是将一个由许多过程组成的化工流程用数学模型表现，用计算机求解描述整个化工生产过程的数学模型，得到有关该化工过程性能的信息。受数据可得性和手算可行性的限制，教师往往选择简单或简化的化工原理课程设计题目，难以真正反映实际的化工设计过程，势必使课程设计的效果受到影响。因此，有必要将先进的计算机模拟技术引入计算过程中。

化工过程流程模拟软件Aspen Plus的单元模块类似于化工原理课程中的单元操作，都是将抽象出操作过程中的共性来进行数学建模，从而对计算问题进行解决；但Aspen Plus软件根据自己的算法建立了一系列的模型以适应计算机计算的，用户只要解决问题时，根据不同模型的特点选择即可[9-12]。

化工原理课程设计的工艺计算中的部分环节，如：获得理想物系理论板数和回流比之间的关系可以利用流程模拟软件Aspen Plus中的DSTWU这一简捷法设计模块[2]；利用灵敏度分析工具可以优化设计进料板的位置，确定最适宜的进料位置；获得化工原理课程设计所需要的物性参数；利用Aspen Plus中的严格精馏计算模块RADFRAC和换热计算HEATX模块对冷凝器和再沸器的热负荷以及换热器面积和公用工程耗量进行计算；充分挖掘Aspen Plus的各项功能可以计算总费用等等。通过Aspen Plus软件可以全部完成化工原理课程设计中的工艺计算部分，这样显著提高设计的效率，避免手工计算的高工作量，而且设计结果更可靠，更贴近工程实际。

三、利用Auto CAD软件强化学生工程意识

化工类专业一般开设有AutoCAD和化工原理两门课，并且AutoCAD在化工原理课程之前先行开设，为了强化学生的计算机应用能力，在化工原理课程设计中可以要求学生利用AutoCAD来进行画图，淘汰费时费力的手工画图。比如可以要求学生利用AUTOCAD解决如下问题：绘制相平衡曲线；图解法求取理论塔板数；不规则平衡线下的最小回流比的求取；板式塔的汽液负荷性能图；工艺流程图；工艺条件图；装配图；吸收计算中利用CAD查询法求取传质单元数；三元物系萃取的图解计算[13-16]。

由于AutoCAD的图解过程直观、简单、精确，可以大大提高学生将计算机应用于工程计算的能力，培养学生的工程意识，为培养高水平应用型人才目标打下了一定的基础。

例如：XD=0.95，XF=0.40，XW=0.05，R=1.6，q=1.22，α=2.92，精馏段操作线方程：y■=0.667x■+0.317；提馏段操作线方程：y■=1.44x■-0.022，泡点进料，塔顶为全凝器，利用Auto CAD软件求取理论塔板数的方法精馏塔的理论塔板数的求取见图1。

四、结束语

将计算机技术与工程问题相结合，利用工程软件辅助设计是提高化工原理课程设计质量的有效方法，一次成功的化工原理课程设计训练，可以有效培养学生的创新精神科学和计算能力，提高学生学习的积极性和主动性，提高学生的工程观念和综合能力，从而培养出以工程软件为工具的高等技术应用型人才。

参考文献：

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[6]王琳.《化工原理课程设计》创新教学研究[J].化学工程与装备，2009，（9）：192-195.

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化工原理的课程设计篇2

关键词:化工原理;课程设计;教学实践;研究

将先进科学技术理论转化到生产实践中以实践为核心，强化学生理论与实践结合的能力正是化工原理课程基本目标，也是培养科技成果转化后备人员的具体要求。农业院校中的化工原理课程设计教学一直是教学中的弱项，我们依据化工原理的课程的具体内容结合农业院校的特点和专业发展的特色进行相应的教学实践。

1教师的指导思想

在普通高等农业院校，农业工厂化要求学生必须具备有工程学方面的思想，而化工原理课程是学生在教师指导下的一个学习实践过程。必须坚持以学生发展与创新思想为主，以教师引导为主体的指导思想，强化学生学习过程的独立性，发挥主观能动性，实现具体的教学目标。就目前已经实行的教师的指导方式来说，大致有以下几种形式:（1）课堂直接讲解。将课程设计的步骤采用课堂讲解教学的方式，利用适当时间，集中给学生讲解课程设计的机理和原理，同时讲解机理与原理在相关实例的具体应用。采用这种方法学生容易接受，参照实例完成设计比较顺利、比较容易地进入设计、出现问题较少，学生比较适应该方法。不足之处是学生依赖性强，主动学习差。（2）开放式。这种方法基本放弃课堂讲授，学生通过提供的参考资料的学习，根据自己的思路来解决设计中涉及的每一个问题。它能最大限度地调动学生设计积极性与主动性，能很好地培养学生分析问题解决问题的能力。当然，这种做法对于大部分同学来说，教学方法的转变使他们难以接受，表现比较茫然，手足无措，通常在设计的第一天，同学们进入实质性设计的较少。直接请求教师给予相应的指导，或者设计方案比较粗糙，不合理。这个过程花费时间较多。教师需要耐心的将学生的被动性学习方式引导到主动性学习的过程中。

2建设高水平的指导教师队伍

提高化工原理课程设计水平的首要问题就是教学指导队伍的建设问题，建立一支高素质精通化工设计的高水平教师队伍是保证课程效果的前提条件。因此，指导教师成员水平的提高和教学组的建设是十分必要的。我们引进了从事一线设计工作多年，设计经验丰富的教师在学生课程实践过程中，对学生在设计课程中常见问题给以解答，及时更正，良好的规范了学生在设计课程中操作。指导教师在学生设计过程中也不断查漏补缺，对化工原理课程出现的新问题及时整理，并且在教学组中进行相关讨论进行解决，不断提高教师的指导能力和水平。

3结合专业特色设计题目的设置

化工原理课程设计本身具有特殊性，学生要完成设计任务，必须对化工单元操作、生产工艺等有深刻了解，除了所应具有较扎实的基础理论知识和基本的设计技能，与课程设计相关的知识不可能完全通过课堂教学获得，而必须通过生产与教学实习和学习，不断实践才能积累。因此，通过工厂现场教学，使学生对化工单元操作、生产工艺和设备衔接等有个初步的认识。在课程设计教学过程中应不强化向学生灌输工程学观点，提高学生工程实践能力，让学生认识单元操作和工艺过程特点，善于全面面考察问题和分析解决设计中的问题。为今后毕业与走进实际生产工作开展实际工程设计提供一次真实训练。在设计的过程中，学生不可避免地会遇到各种问题，应尽可能让学生发挥自己的主观能动性，通过查阅相关资料，让学生对问题进行剖析、较深刻的认识和理解。

4课程设计的成绩评定

通过引导学生对知识的积累和使用以及对工程观点的深刻认识是化工原理课程设计的主要目的。合理的对学生在化工原理课程设计采用综合评价比较合适，为此我们采用评定课程设计有几个部分:（1）考查学生的课程设计过程：检查学生对相关参考资料掌握情况，在设计室进行设计活动，教师随时随地掌握不同学生的设计进展和碰到的问题，彼此交流讨论。通过学生的设计，了解每个学生的情况，对能按规定对学生进行考勤，对能够按照要求基本能独立完成设计任务的计入平时成绩。（2）对学生撰写课程报告的评定:学生完成课程设计后，必须撰写课程报告，对设计及工艺过程进行计算，并画出单元设备装备图和工艺流程图，得出设计结论并对课程设计进行小结讨论，提出设计过程不足之处和提出改进途怪。该部分是考察学生综合能力水平和学习态度与具体表现。（3）考核学生在课程设计过程中的细节把握：在具体的课程设计过程中，学生是初次进行工程类课程设计，所以我们通常都是要求学生在课程设计的过程中严格按照设计规范进行。强化学生在课程设计中的规范性，减少随意性。

5结束语

根据社会发展要求与专业课程的需要，选择符合专业特色恰当的化工原料设计课题，加强专业特色、工程特点、知识的积累、学生自主性学习和创新性指导。提高了课程设计的效果，使学生的实践能力和创新能力得到提高，提高了学生分析和解决工实际问题的能力，加强化工原理课程设计的教学效果。达到培养对社会有生产实践与管理能力的工程技术人才的需求的目标。

作者:张建峰 朱学军 张洁婧 胡可心 单位:吉林农业大学

参考文献：

[1]刘瑞江,张业旺,李红霞等.化工原理课程设计实践教学研究[J].实验科学与技术,2015,13(02):92-94.

[2]王任芳.化工原理课程设计教学改革与实践[J].长江大学学报(自然科学版),2009,6(04):325-326.

化工原理的课程设计篇3

[关键词]微课；化工原理；教学改革

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0155-02

一、化工原理教学改革势在必行

化工原理课程是以化工过程中的单元操作为研究对象，引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习的一门工程技术基础课。化工原理是学生认识化工生产的窗口，是走入工程领域的“敲门砖”和“奠基石”。化工原理课程作为高校化工类的一门最重要的技术基础课，它的教学内容、教学方法和教学质量被视为衡量化工类本科教育水准的关键因素及评价指标。[1]化工原理课程涉及的单元操作较多、物理量多、公式多、计算繁琐，且与化工生产过程及化工设备紧密相连。对于初次接触的学生来说，这学起来既生疏又抽象，学生们普遍对它不感兴趣，且感觉学习的难度很大。因此，如何更好地激发学生学习化工原理课程的主动性，使学生在有限的课时内更好地理解掌握课堂讲授的知识点，减轻学生学习的困难，让学生既直接感受知识，又体会到运用知识的乐趣，成为化工原理教学改革的关键。

传统的化工原理课程资源因为“大单元、大容量、不便于精确定位学习点、不便于传输”等缺点，已无法满足学习者的需求。现在大学生学习方式呈现多元化的趋势，学生对个性化学习的追求也愈加迫切。与此同时，学习也正在走向移动化、微型化、碎片化、聚焦化。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中明确提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。要加快教育信息化进程，加强网络教学资源体系建设，促进优质教育资源普及共享。”在众多教育资源形式中，微课以其“短、小、精、趣”的特征，迎合了时代的要求和大众心理，在国内外教育领域中得以快速发展。微课能更好地满足学生对不同知识点的个性化学习、按需选择学习，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。[2]化工原理微课资源的建设，将在化工高等教育教学改革中起到巨大的推动和促进作用。

二、微课在化工原理教学改革中应用的可行性

微课资源的产生是基于资源微型化的需求、视频资源的优势。微课在化工原理教学改革中能够借助现代信息技术和互联网的便利，实现化工原理教学内容的多样化建设。微课在教学内容和教学形式方面都有着独特的优越性：时间短，效率高。虽然学生每次只接受少量的新知识，但是对信息的关注度和理解力会增强，从而对所涉及的信息留下深刻印象。微课能够使学生产生“更加聚焦的学习体验”[3]，因而更能从真正意义上提高学习的有效性，推动化工原理课程内容与课程体系的改革。微课的建设还能够推动化工原理教学方法与教学手段的改革。微课本身就是一种创新的教学方法，它能创造性的调动学生的学习积极性，让学生更加自主、自助的学习；它强调学生个性化和个别化学习，能有效调节学生的学习步调和进度。

正如教育部刘利民副部长指出的那样，“微课是符合时代要求的积极探索，并希望借此推动教师教育方式方法的变革，解决教育需求多样性、资源便捷性等问题，促进教学与现代信息技术的深度融合”。因此，将微课引入高校的化工原理教学改革，在很大程度上将激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，推动化工原理教师专业发展和教学能力的提升，促进教师投入化工原理课程改革和教学研究的热情，强化信息技术与化工原理学科教学的融合。可以说，微课资源在化工原理教学改革中的开发与应用，对于移动学习时代的个人教育、学校教育都具有极为重要的战略意义和现实价值。

三、化工原理微课资源的设计与开发

设计与开发化工原理微课资源要紧密联系化工原理教学目标与内容，教师要对教学内容、教学方法进行合理的组织，针对核心问题设计出最佳的教学模式。化工原理微课资源的设计与开发主要遵循以下思路和方法。

1.合理选题。师要根据化工原理课程的特点选取相对独立、完整、实用性强、能促使学习者深度学习、思考的短小精悍的微问题，根据化工原理教学内容中每个单元操作的重点、难点、易错的知识点进行合理选题，有针对性地进行讲解剖析。

2.微课的教学设计。通过巧妙的教学设计，更准确的定位化工原理教学目标、教学重点和难点。

3.精细化课堂教学。撷取化工原理课程精华，进行层层的剖析和梳理，使教师的教学任务更加明确化、精细化。

4.建立多样化的化工原理微课类型，如讲授类、问答类、启发类、讨论类、演示类、练习类、实验类、自主学习类、合作学习类、探究学习类等，构建主题鲜明、类型多样、结构紧凑的主题单元资源包。

5.撰写化工原理微课视频字幕。开头加标题交代教学内容主题，重点、难点处添加字幕。

6.拓展其他教学资源。以视频和音频文件、图片以及多媒体动画等表现形式添加对化工原理教学的反思、专家点评、学生反馈以及课堂练习等教学资源，以丰富化工原理微课的内容。

四、化工原理微课的教学设计

化工原理的课程设计篇4

关键词：化工原理；案例库；探索

中图分类号：G642.0 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2016）46-0123-02

一、引言

《化工原理》课程是化工类专业的主干课程之一，也是化工专业核心课程。《化工原理》课程主要采用课堂教学模式，在课堂教学过程中，课堂内容涉及的概念定义多，公式多，相应的计算也多，这些往往是学生在学习过程中普遍认为这门课程难学的主要原因[1-3]。近年来，案例教学法在高等学校教学中得到了普遍的关注。案例教学法主要以学生为主体，使得学生能积极地通过所学的理论知识应用于具体案例的实际操作和实践中，对案例进行分析、思考，并积极地去解决问题，激发学生的学习兴趣[4]。但案例教学法以工程案例为主线，现在《化工原理》课程中的案例较少，因此较难找到适合的案例运用与课堂教学中[5-6]。基于此，本文对《化工原理》课程案例库建设进行初步探索，主要围绕《化工原理》课程中案例库建设的构想探讨了案例库建设的目的、意义和原则。

二、《化工原理》课程案例库建设的构想

《化工原理》课程主要围绕化工单元的基本原理、典型工艺过程、化工工艺设备，对化工工艺过程进行设计计算、化工单元分析、设备操作分析，是基础理论和工程实践相结合的专业课程。《化工原理》课程内容侧重在理论基础知识方面的内容，需要通过案例作为桥梁将基础理论转入到工程实际中，而《化工原理》课程中的案例存在较少、案例散乱、不规范等问题。针对这一问题，可采取以教学课程中传递过程和研究方法为主线组织教学内容，建立《化工原理》课程教学内容案例库；融入化工领域中最新的案例内容和案例技术，拓宽本课程教学内容，并丰富本课程的案例。

基于此，本文案例库建设以案例所属教学内容的不同，探讨《化工原理》课程案例库建设的目的、意义和原则。

1.《化工原理》课程案例库建设的目的。《化工原理》课程案例库建设的目的一方面主要集中在为了及时搜集、整理、总结课程中相关的案例，逐步建立和完善课程案例库体系，拓展教师教学方法，加强案例教学，强化化工专业学生实践能力的培养，激发学生学习兴趣。案例库建设可实现案例分享，将形成的案例库放在教学平台上，供教师和学生自由学习、交流和讨论。促进教学与实践的有机结合

另一方面集中在可推近高等学校化工专业教学方面的改革，促进教学与实践的紧密结合，案例库建设是推动高等学校化工专业学生培养模式改革的重要方法。对《化工原理》课程案例库建设的初步探索将改变高等学校的传统的教学方法，并以此为基础带动教学方法的改革，提高高等学校的教学质量。

2.《化工原理》课程案例库建设的意义。《化工原理》课程案例库建设的意义包含三点，具体内容如下：

第一，案例库建设方便学生从实际工程案例出发，真实体验所学理论知识在实际工程中的应用体验，可以使学生进一步掌握课程中的涉及的工艺流程、工艺设计方法和所需的工艺操作方面的技能。同时，采用《化工原理》课程案例库中的案例开展教学工作，是案例式教学的具体体现。案例库也给学术提供了一个灵活学习的自学平台。

第二，案例库建设使得《化工原理》课程中的案例规范化，案例库中的案例拥有案例库建设过程中的规划和建设程序，对案例库建设者和编写者进行规范化要求，能够满足案例教学过程中的需求。

第三，《化工原理》课程案例库建设有利于提高高等学校的办学能力和办学水平，通过案例库的建设，可有效提高学生的实际操作能力和实践能力，提高学生的培养质量。

3.《化工原理》课程案例库建设的原则。《化工原理》课程案例库建设的要求，主要是针对具体案例的要求。案例库的建设初步探索主要遵循以下三点原则，具体内容如下：

第一，案例库建设的案例须遵循典型性原则，选择的案例必须是和《化工原理》课程相关的具有典型性、时效性和启发性的例子，可以从化工企业中成功的工程案例或工艺案例中选择。案例的选择的时效性体现在能反映当今社会的时代要求。尤其是现代社会新出现的有关化工方面的新工艺、新技术、新方法等相关的案例更有利于吸引和激发学生学习《化工原理》课程的兴趣。因此，对于比较古老或已淘汰的工艺等方面的案例应及时剔除，以免影响学生参与案例学习的主动性。

第二，案例库建设的案例内容须进行规范化处理，保证案例库的系统性，在案例的写作必须紧密围绕《化工原理》课程中的核心内容，要求系统考虑整个课程内容，统一案例格式，统一案例要求，体现案例库的规范性、系统性、整体性的特点。比如：必须具体描述清楚案例的各个部分，主要包括标题、首页注释、内容提要及关键词、引言、相关背景介绍、主题内容、结尾、脚注等。案例还要必须附上案例在教学中的使用说明，主要结合案例发展阶段、相关场景，依次简要列举相关思考题、讨论题；给出教学方式与时间安排的建议，方便教师在教学过程中使用案例。

第三，案例库建设的案例须征求多方人员的意见，案例库建设须将案例与教材的知识点紧密结合，紧紧围绕课程重点、难点，使得案例重点实际问题和内容能和课程基础理论紧密联系。因此，案例完成后需请相关专家进行案例的评审并提出一些改进建议，检验所撰写的案例的内容是否符合要求、语言表达是否准确、展现形式是否做到文字、图片、动画、声音相结合。案例库建设的成果经过检查评审后，将会进一步地提高案例库建设的水平。

三、结语

《化工原理》课程以“三传一反”为原理框架，学生在学习中缺乏对化工企业生产实践操作经验知识，缺少对化工工艺流程、化工单元过程和化工设备的认识和了解。因此，学生在学习《化工原理》课程中体会到这门课程较难理解和掌握。造成这一问题的主要原因是该课程的许多基础理论知识点是由化工企业中的工程实践经验转化而得。为了解决这一问题，案例库建设可作为桥梁将《化工原理》这门课程的理论基础知识和工程实践经验有效地连接起来。通过案例库建设使得学生掌握这门课程的知识点，提高学生的学习兴趣。因此，基于《化工原理》课程进行案例库建设初步探索是有必要的。而案例库建设是一项系统性工程，需要积累大量的案例进行收集整理，并需专业人员进行规范化撰写，将案例进行分类汇编，形成案例库，在化工相关专业推广共享。在今后的工作中，需逐步推进《化工原理》课程案例库建设方案，最终实现案例库建设的持续发展。

参考文献：

[1]李雪琴，张海洋，张建树，郭瑞丽.浅析教学与科研相融合的原则[J].广东化工，2016，43（10）：231.

[2]廖鹰，贺筱媛，吴善明，等.系统工程案例库建设与实践[J].中国管理信息化，2016，19（5）：235-237.

[3]王传娥.基于案例教学的化学教学案例库建设[J].化学教育，2014，（19）：33-35.

[4]王欣.计算机游戏设计课程实训案例库建设研究[J].计算机教育，2016，（2）：110-112.

化工原理的课程设计篇5

关键词：教材建设；冶金化工设备；特色

中图分类号：G642.0 ？摇文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）47-0098-03

冶金化工过程及设备或化工原理与有色冶金炉或冶金炉课程在传统的有色冶金工程专业课程体系中，在国内外均是有色冶金工程专业必修的两门重要专业技术基础课，它们共同构成了有色冶金专业基础课的“两大支柱”。两门课自开设以来，在培养学生学习、了解和掌握有色冶金单元操作和热工的基础知识、基本理论和基本方法，特别是在提高自身分析和解决有关各种有色冶金单元操作与热工工程问题能力（如强化生产，提高设备生产能力和效率，降低生产费用，新技术的开发和科研、设计等方面的能力）方面发挥了重要作用，并为后续专业课的学习打下了坚实基础。

一、冶金化工设备课程建设现状

随着高等教育和科学技术的发展，以往冶金化工过程及设备或化工原理与有色冶金炉或冶金炉课课程的设置逐渐暴露出以下缺陷：

1.两门课具有共同的理论基础，即动量、热量和质量传递过程原理，这部分内容在两门课程中均有讲授，由于两门课独立自成体系属不同专业的领域，且分别由隶属不同教研室不同专业毕业的教师或同教研室不同专业毕业的教师授课，内容很难做到统一精选，造成同一内容在两门课中交叉重复，占用学时数较多，因而学生不能学深和学透。

2.部分内容与课程设计和专业课相重复。

3.冶金反应设备的设计过分强调经验与反应器的理论相脱离。与高等教育的改革和发展不相适应。因此，国内各高校本着理顺课程体系，优化课程设置[1、2]，减少不必要的重复以便增加新内容，加强学生素质和能力方面的教育的宗旨，先后将两门课整合成了冶金设备或冶金化工设备一门课。

二、冶金化工设备课程教材建设的必要性

课程整合后，新的课程体系和课程内容若采用原两本旧教材进行教学，则存在以下几个重大缺陷[3]：（1）新的课程体系和课程内容若采用原两本旧教材进行教学，存在相同内容上篇幅的浪费，即原两本教材有相当一部分内容属相同或属同基础不同对象或属同对象不同内容深度的内容，因此存在篇幅上的较大浪费；（2）对同类问题的叙述方法，着重的对象和同一物理量所用符号不一样，给教学带来了一定的混乱；（3）由于原两门课的教材各自成独立体系属不同专业的领域，由两位不同专业毕业的教师采用两套教材授课很难做到内容统一精选，完全避免内容的交叉重复；（4）部分内容陈旧已不能适应教育发展的要求，需更新、补充和加强；（5）缺少工程技术人员必须具备的工业设备防腐知识和防腐材料及选择的内容。为了满足课程整合后教学上的需要，填补整合后课程在教材上的空白，冶金化工设备课程教材的建设势在必行。

三、冶金化工设备课程教材建设的具体措施

教材是教学活动的依据，是教育思想和课程内容设置和体系的具体体现[4、5]。由于新的课程体系中课程的内容和体系有了较大的变化，传统课程体系下课程的教材已不再适应，因此，必须有一本与新课程体系内容相适应新的好的教材与课程相配套[6]。一个好的课程的改革与整合，如果缺少一本好的相应配套教材就不能说是一项好的成功的课程的改革与整合。因此，课程成功整合的关键在于与之配套的新教材的建设[7]。

针对原两门课教材存在的缺陷和新的课程体系教学大纲对整合后的课程内容提出的要求，本着宽专业厚基础，突出工程计算、工程应用和设备选型，剔除陈旧内容，反映新成就，提高学生分析解决实际问题能力和精减学时数与避免重复的宗旨[8]，我们进行了冶金化工设备课程教材的建设。建设的目标是将原《冶金化工过程及设备》或《化工原理》与《有色冶金炉》或《冶金炉》两本教材融合与整合成一本既能满足有色冶金专业冶金化工设备课程教学需要和要求，又能适合其他专业化工原理课程教学要求的优秀教材。为此，我们在教材的建设过程中采取了以下方法[9]：（1）对内容进行优化组合。首先我们将原两门课程教材的内容按教学大纲重新进行了优化组合，将与其他课程结合更紧密的内容从原教材中分离出来放至更适合的课程去讲授，例如将换热器设计、炉子的结构和设计等内容放到了课程设计中，这样不但理顺了内容体系，优化了课程内容组合，还使教材内容重点更加突出，更有利于学生能力的培养。（2）对内容增、减并举。由于科学技术的不断发展和教育对人才培养提出新的要求，传统课程体系下课程设置的部分内容已陈旧过时，我们对此进行了删除和更新，对涉及较少和超出教学大纲的内容也进行了删除。另外我们增加了一些能够反映新的科学技术发展成果和能适应人才培养新要求的内容；增加了一些与生产实际紧密相连的生产实际经验知识。增加的内容突出了一个新字和工程应用以及能力的培养。（3）对优化、增减后的内容进行合同存异。我们对经过优化组合和增减后的内容最后进行了合同存异。所谓合同存异就是把原来两门课程教材中重复的内容或理论基础相同而研究对象不同或理论深度不同的内容整合在一起；保留原两门课程教材中不同的内容和相同内容中的不同部分，并把它们有机的结合在一起。在教材内容设置上做到了最大限度的避免重复。（4）保留和增加与其他专业化工原理课程要求相同的内容。

由于在新教材的建设上我们采取了以上方法，因而使建设成的教材，其包含的内容虽多但不庞大，虽杂但不乱，这就为课程的成功整合提供了有力的保障。

四、冶金化工设备课程教材建设的成效

经过长期努力，教材初步建设成后经试用和重新修改并命名为化工过程及设备，后于2003年初由冶金工业出版社正式出版发行。其具有以下特色：

1.打破了原两教材各自的体系，构筑了一个新的教材体系。原两教材独立自成体系，新建设的教材打破了原教材的体系，对教材内容重新进行了优化组合、更新和补充，理顺了原各教材内容之间的关系，组成了新教材自身的新体系。

2.统一了原属不同专业领域的两教材的相关内容。在新建设的教材中对原两教材中相同的内容进行了统一整合，并对同一概念的表述和同一物理量所用符号进行了统一，使新建设的教材的内容更加紧凑，结构更加合理，条理性和系统性更强。

3.突出了工程计算、设备选型和知识的工程应用的主线。教材中所有内容都是围绕这一主线展开的。为此，我们在教材中增加了知识在工程上实际应用的内容，补充了一些对工程设计计算有用的经验数据，使理论和实际，一般与个别更好地结合在一起，拉近了学生和实际工作的距离。

4.剔除了陈旧和实际中涉及较少和超出教学大纲的内容，补充了新内容，恰当地反映了本学科的一些新成果。如将原教材中介绍旧型号泵的内容更新成了介绍新型号泵的内容，删除了射流的内容；又如编入了湍流下不用试差法求λ的最新简单计算式和用气体辐射网络单元法推导火焰炉内辐射传热的公式的内容等。

5.教材内容的安排更加注重实际效果和更加注重学生能力的培养。新教材将原有的换热器的工艺设计内容和冶金炉的设计计算内容放在了课程设计的教材中进行讲授，把塔设备结构内容放在了形象直观的电化教学的教材中讲授。这就增强了课程的条理性和系统性，有助于提高教学质量。

6.教材中涉及的物理量名称、单位、设备型号等采用了新的国家标准。为了走向世界，我国在加入世贸组织后对原有的一些不适应新形势的国家标准进行了更新。由于原两教材是在我国加入世界贸易组织之前编写的，其中所涉及到的一些国家标准已过时，已有新的替代标准，新教材采用了新的国家标准。

7.在保证不降低原有的质量和要求下，新教材篇幅和教学时数有较大的减少。原两教材字数合计有一百来万，新教材内容叙述简洁明了、准确，字数只有六十来万，篇幅减少了三分之一多，教学时数由原来两门课的110学时减少到整合后的78学时。

8.拓宽了教材的使用面。教材在编写内容时考虑了相近专业的要求，使相近专业能各取所需。因此，新教材不仅适用于冶金工程的教学需要，也可作为其他相近专业（如化工、环境、无机材料等专业）相关课程的参考教材。

9.填补了课程整合后在教材上的空白。教材先后获得了校优秀教材一等奖、省第一届普通高等学校优秀教材二等奖和中国冶金教育学会冶金优秀教材一等奖，并被列为国家“十一五”规划部级再版教材。再版后的教材更名为有色冶金化工过程原理及设备，并获得江西省第四届普通高等学校优秀教材一等奖。

五、结语

经多年教学实践证明冶金化工设备课程教材的建设是成功而有效的。

实践表明，通过教材的建设，理顺了课程体系和课程的内容；优化了课程和课程内容的设置；避免了教材中和教学上内容的重复；减少了教学时数；构筑了内容更加紧凑，结构更加合理，条理性、系统性和通用性更加强的新的课程教材体系；提高了教学质量。同时通过教材的建设，还达到了我校多专业相近课程教材统一的目的（新教材不仅可作为冶金工程专业原两门专业技术基础课冶金化工程及设备与有色冶金炉整合成冶金化工设备课程后的课程教材，也可作为我校其他相近专业化工原理课程的教材）。由于具备了这些特性，该教材自建设成以来先后被我校冶金、稀土、化工、无机材料、环境和生物工程专业的本科生的教学所采用，同时也被国内其他一些学校作为学生或教师教学用书使用，被中国科学院盐湖研究所和贵阳镁铝设计院等科研、设计院所的科研设计人员等所采用或引用。

参考文献：

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[8]赵庆华，赵姝.关于普通高校教材研究的几点思考[J].中国建设教育，2006，（12）.

化工原理的课程设计篇6

1课程设计前的调查与辅导

在开始化工原理课程设计之前，充分了解学生对前修课程如物理化学、化工热力学、化工原理等课程理论知识的掌握程度，了解学生查阅文献获取物性参数和相关公式的能力，了解学生是否具有一定的工程、经济观念，了解学生对计算机CAD绘图能力的掌握情况。上述内容均是在化工原理课程设计过程中学生应具备的知识与能力，通过课前调查，掌握学生的基础，进行适当的辅导与指导，使学生在开始课程设计之前提前进入状况，让学生建立信心，激发学生积极主动的完成将要开始的课程设计。

2课程设计教学过程

课程设计的任务(或题目)是教学的核心，也是能否培养和锻炼学生工程实践能力的关键。在教学过程中，为了全面的地锻炼学生的查阅文献、设计计算、实际分析和CAD绘图能力，课程设计的选题在符合教学大纲要求的前提下结合工业实际，设计结果有较好的参比性。

2.1任务布置

在分配任务时根据学生的理论知识基础和储备进行合理的搭配与分组，做到每组成员具有较均衡的知识能力。设计题目做到每人一题，尽量避免抄袭现象发生，如进行精馏塔设计时，所有学生都有自己的产量、馏出液组成、釜液组成、原料状况与组成、回流比等；组内成员具有个别不同的数据，根据计算结果可以对比不同条件对设计结果的影响，如回流比的不同、原料状况不同、馏出液组成不同、釜液组成不同等。如此一来，组内成员在进行设计计算时，都能积极参与到整个过程中来，每个人计算设计结果都是对比分析与工程评价的一部分，能够较好的提高学生的参与性、积极性，同时激发学生主动思考和创造。另外在课程设计开始之前，指导教师应仔细地讲解设计内容所对应的工艺流程，并将整个设计计算过程进行具体的说明，就设计计算过程中容易出错的位置进行重点指出。

2.2答疑与引导

在进行课程设计的过程中，方案设计是设计计算的重点，如在进行换热器设计时，如何选择合理的工艺流程和换热器的类型，需要根据加热介质和冷却介质的状况、换热器在整个工艺流程中的地位等因素来综合考虑，如进行精馏塔设计时，是选用板式精馏塔还是选用填料精馏塔，都需要根据物料的物性参数和实际工艺条件来共同决定。设计过程中应及时引导学生改进方案，组织学生讨论分析，通过对比综合选用较合适的设计方案。在课程设计的进行过程中，要及时了解与掌握学生设计的进度与状况。由于学生的知识基础和能力的差异，在获取基础数据、物性数据、方案设计、公式选用等方面都会有或多或少的困难，对学生遇到的问题可以通过以下三种方式进行解决：(1)对于个别同学遇到的个别问题，教学过程中采取一对一的答疑方式进行，就学生的问题进行个别解答和指导。如在换热器的设计过程中，就管程和壳程走何种流体，主要从介质的安排能够达到提高传热效率和节省材料的方面来考虑，易产生污垢、腐蚀性强、高温高压的介质走管程，粘度较大的介质走壳程；(2)对于大部分学生在课程设计过程中遇到的共性问题，采取集中详细讲解的方式进行，并对该设计过程进行中所涉及的知识点在实际工程中的影响进行引导与分析。如板式精馏塔的设计计算中，对于塔板数的计算，可以通过图解法和逐板计算法来进行，根据查阅文献获得的基础数据做出物系的平衡曲线或计算出物系的平均相对挥发度，再根据原料、馏出液、釜液的浓度和选择的适宜回流比获得精馏段、提馏段的操作线方程，由原料状况获得进料线方程，根据上述内容可以选择图解法或逐板法来进行计算；(3)对于设计过程中学生遇到的不了解设备形状和结构等方面造成的困难，指导教师通过实物、多媒体图片及动画的方式向学生展示说明，让学生充分了解设计中所选用设备的结构和特点。

2.3课程考核

化工原理课程设计的主要目的是进一步加强学生对理论知识的理解与掌握，同时培养学生综合运用专业知识的能力和处理实际工程问题的能力。因此，在课程的考核方面也主要从这些方面着手，课程考核主要通过如下三个方面来综合评定学生完成课程设计的成绩：(1)遵守课程设计纪律的情况，对基础数据的获取方式或途径，重点考察学生对前修理论课程的掌握情况；(2)考察学生在设计计算过程中，针对实际问题是否能够结合理论知识、实际经验和工程经济方面进行全面分析与预判；(3)分组合作过程中考察学生团队合作意识，课程设计总结与答辩过程中考察学生的语言组织及表达能力。

3总结与展望

化工原理的课程设计篇7

论文关键词：素质教育 教学体系 课程质量 教学质量

论文摘要：以全面推进素质教育为根本目的，以培养学生创新精神、提高学生实践能力为重点，建立《化工原理》课程新的教学体系，力求课程质量和教学质量达到一个新的水平。本文试根据多年课堂教学实践就《化工原理》课程的建设与改革进行分析阐述和总结。

《化工原理》课程是化工专业的一门极为重要的专业基础课，其主要内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，依据操作原理的共性，分成为若干单元操作过程，研究各单元操作的基本原理，基本计算和典型设备。它涉及到化工生产中众多的操作和设备。它要求综合运用数学、物理、物理化学等基础知识来分析和解决化工生产过程中的工程问题，在培养化工技术人才中担负着由理及工、由基础到专业的过渡，在培养学生运用工程观点分析解决化工实际问题方面起着重要的作用。该课程有如下教学特点：涉及的知识面广泛。

学生需具有高等数学、制图、物理、物理化学及计算技术等先修课程的基础知识。工程实践性强。要求学生对于化工生产过程及设备有感性认识与了解。各单元操作过程相互独立。遵循的原理和法则各不相同，每一单元操作均可独立讲授、单独使用。设备类型多种多样，且结构复杂。为了便于学生的理解和掌握，需配以大量的挂图或设备模型。各种操作现象抽象，难于理解。老师授课时为解释清楚，需花费大量时间。大量利用公式、半经验公式或关联式进行计算，学生记忆困难。

高职院校的《化工原理》课程改革，必须转变教育思想，从根本上打破学科教育的模式，针对学生基础普遍较薄弱的特点，降低理论要求，建立以职业能力培养为根本的课程体系，打破理论课程与实践课程的界限，加大实践教学比例，突出实践技能的培养。

1课程内容的改革

《化工原理》课程经过近百年的发展完善，形成了一套完整严密的理论体系，这对于注重知识的系统性和全面性的普通高等教育，会给教学带来很大方便，但这种完整的理论体系却不适合高职教育的培养目标的要求，本着“以应用为目的，必需够用为度，加强针对性实用性”的方针，必须对该课程的传统内容实行必要的整合。根据高职高专教学特点，将教学内容分为两个模块，即基本理论知识模块和设备知识模块。

1．1基本理论知识模块

内容包括各单元操作的基本概念、定律、原理阐述，过程设备的基本计算。由于高职教学中理论学时少，学生基础较薄，本模块对原来的理论内容进行合理的精简，例如删除应用性不强的内容：传热中的热辐射、因次分析法等内容，吸收中传质机理的内容等；精简公式的理论推导，甚至直接写出公式：简化流体动力学中的伯努利方程推导，重点讲解该方程的应用和延伸。精简后的基本内容不脱离大纲要求，能够精、深、突出基本概念与共性规律。通过基本内容学习。要求学生掌握化工单元操作中最基本的共性规律知识。同时为了突出该课程的工程实践性，学习用基础理论知识去解决实际工程问题，拓宽的知识面，将与生产实际密切联系的内容适当补充进去，例如在离心泵一节中，分析讨论：如何判断汽蚀的产生?离心泵打不上液体的原因有哪些?在传热中讨论：什么是换热器的“水锤”现象?生产中为什么不采用过热蒸汽加热?在精馏、吸收章节中分析讨论：进料量的大小对精馏塔操作有什么影响?温度或压力变化对塔的产品质量有什么影响?等等。这些内容即将理论联有实际，又是学生工作后要面对的操作问题，有很强的针对性和实用性，容易激发学生的学习兴趣。

1．2设备知识模块

内容包括典型设备的构造、性能、操作原理。本模块主要通过多种实训来强化学生的设备知识，操作技能。通过单元操作仿真实训，加强理论知识的理解和掌握，使学生掌握各个基本单元过程的操作控制和调节方法，培养分析和解决生产操作中各种工程技术问题的能力；通过单元操作实训，使学生对生产设备具备实际操作技能，以便学生日后能对现行的工业生产过程进行管理，使设备能正常运行；通过课程设计使学生综合运用所学基本理论，对化工过程设备进行工艺设计或设备选型，以便学生日后能对现行的生产过程及设备作各种改进以提高其效率，从而使生产获得最大限度的经济效益。

2教学手段的改革

《化工原理》课程是一门工程实践性很强的课程，它涉及众多大型化工设备结构、复杂的操作原理及流程、大量的工程计算。采用传统教科书+黑板的教学模式，教师难讲，学生难学，因此教学手段的改革应是教学改革的重点。为了适应现代教育技术发展的需要，满足教学手段改革的需求，我们开发制作了《化工原理》多媒体电子教案。该电子教案针对高职教学，合理的对教学内容进行整合，精心编写脚本，开放实用的制作平台更有利于教学过程中对其进行修改。

实践证明，由于多媒体教学能够把抽象的概念或过程形象地展示，动态地展示设备结构、操作原理、工艺流程中物料的流动情况，使原本难讲难学的教学内容更直观、生动、形象，降低了教学难度，学习效果显著提高。利用多媒体教学能够精确做图，进行过程分析，并能方便地多次重复再现整个分析过程，减少了教师在课堂上板书时间，从而使教师将精力与时间更多地集中在知识的讲解和与学生的交流上，每节课可以节约25％的时间，利用这段时间对重点内容进行讨论或结合生产实际的操作方法讨论，这既强化了基本知识的应用，又是对教学内容的深化和补充。

3突出实践教学

高职学校的教学特点是实践课时较多。这给学生提供了理论联系实际的极好机会：一方面实践可以加深对该课程理论内容的理解，另一方面可经常用所学理论知识去认识实际，提高解决实际问题的能力。而且，理论教学与实践教学的相互交叉和反复循环，从人类发展规律看，该方式符合人类从实践到认识到再实践再认识的发展规律；从培养学生思维能力角度看，反复的实践活动能锻炼学生理论知识的纵向连贯性思考和横向分类思考，有利于培养学生良好的思维方式，使相关的理论知识转化为个体经验。为了强化学生实际操作的能力，《化工原理》的实践教学由三部分组成：化工单元操作仿真实训、化工单元操作实训、化工原理课程设计。对实训内容、过程、效果进行全程设计与控制，通过实训，使每一各学生成为能熟练操作的合格技术工人，这也是职业教育的优势所在。

3．1化工单元操作仿真实训

采用北京东方仿真控制技术有限公司的DSC仿真培训系统，利用计算机真实地再现生产中的基本单元过程，使学生在一个与化工生产控制室一样的操作环境中，通过亲自动手，反复操作，将所学的理论知识与实际生产紧密地结合在一起，加深理解化工单元过程及设备的基本原理，熟练掌握各个单元过程的实际操作技能，培养分析和解决生产操作中各种问题的能力。实践证明，化工单元仿真实训饵决了学生到现场实习只能看，不能动手，无法达到实习目的的弊端，极大地提高了学生的学习兴趣和能动性，为学生毕业后能迅速上岗操作奠定良好基础。

3．2化工单元操作实训

学生在单元仿真实训之后，对生产中的真实设备进行操作技能的培训，使学生掌握化工单元过程设备的结构、原理以及各种性能数据的测定方法和整理的方法，以便学生日后能根据不同的生产任务进行过程和设备的选择、调节，进而实现过程和设备的最优化操作，提高经济效益。例如在离心泵单元的实训中，布置给学生的实训任务是：已知一管路输送系统的管径、管长、管件和阀门的设置、流体输送量及供液点和终点的操作压力、相对位置，现有一台离心泵，但性能参数丢失，试设计一个实验，核实该泵是否能完成规定的输送任务。这样由学生设计实验内容、流程、要用的仪器、要测定的数据，变被动为主动，激发实训兴趣，提高实训效果。

3，3《化工原理》课程设计

《化工原理》课程设计综合应用《化工原理》和有关先修课程所学知识，以单元操作为主进行设计的实践环节。通过这一环节，学生可以掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和计算方法，用简洁文字、图表表示设计结果及化工制图等能力方面，得到一次基本的工程实践训练。在课程设计中，寻找一些科研或生产中的实际问题作为题目，使学生有真实的感觉，而且许多生产实际的要求和书本理论有时并不完全相同，有很多实践经验的因素，这更能体现工程实际问题的特点。从工程实际出发，学会分析解决工程技术问题，是《化工原理>课程教学的一项重要任务。

4改进教学方法

课程讲授不仅是传递人类文化知识体系，而且是促进学生认识、能力、技能等全面发展的手段，而讲授方法将直接影响以上各项目标的实现，为此必须改进教学方法。

《化工原理》课程是以数学、物理、物理化学等自然科学的基础知识、基本理论分析解决化工单元操作问题的工程学科。本课程与工程实际紧密结合，但工程问题具有非线性、复杂性的特征，导致了处理工程实际问题的方法的多样性。因此，在教学中应突出实验研究法、数学模型法、当量法、过程分解法及参数综合法等工程问题处理方法的应用。同时，根据“三传”的相似性，应突出类比推理的方法在教学过程中的应用。

化工原理的课程设计篇8

1．1将工程设计引入化工原理课程设计教学实践以往的课程设计环节存在着题目选择范围窄，并且多年来一成不变的问题。例如目前各高校普遍选择板式精馏塔设计或换热器设计作为课程设计题目，计算步骤较为雷同，相关教材上例题较多，学生只需依葫芦画瓢，难以避免相互之间的抄袭现象，这在很大程度上抑制了学生的学习热情。将工程设计引入化工原理课程设计也是该实践教学近年来改革的一种方式。这种方式通过选择与工厂实际和科研需要相结合的设计题目，打破了以往的传统设计框框，让学生在真实的题目中完成课程设计的教学任务。虽然将工程设计引入化工原理课程设计提高了课程设计的难度，使学生面临更大的挑战性，但通过搜集和查阅大量的研究资料，合理确定设计方案，不断地克服困难，大大提高了学生的学习兴趣，使学生觉得自己所设计的内容并不是无用的。这种方式使学生通过感受工程设计工作的繁杂，发现自身的不足，明确了今后的努力方向。

1．2学生自主式选择课程设计题目以往的化工原理课程设计的选题通常是教师在课前即已将学生分好组，并将准备好的几个课题分给学生，让他们按照要求进行设计。学生只能听从教师的分配，没有自，无论对自己的课题是否感兴趣都要去完成，使得很多学生抱着完成任务的态度进行课程设计，很大程度上抑制了学生的学习热情。开放式的教学模式很好地解决了这一问题。指导教师只需要将工厂实际和科研需要地设计题目的背景、特点、主要思路等问题向学生交代清楚，使学生明确设计题目的意义和难度，学生自主选择设计内容。但需要注意的是，在课程设计真正开始之前，学生首先要提出课程设计的思路和设计方案，指导教师需充分预估学生所选课题的难度和工作量是否既满足课程设计教学大纲的基本要求，又名副其实地能够完成工程开发项目的一部分工作，同时还要考虑学生的实际水平和完成能力，保证学生在指定的时间内提交一份完整的设计文件，既保证工作量饱满，同时又能够达到培养学生的目的。

1．3学生自主安排课程设计时间以往的课程设计通常是在指导教师的督促下，学生被动地坐在教室里进行设计。因为学生都是初次参加课程设计，对课程有一个了解和熟悉的过程，往往都是设计之初摸不着头脑，刚刚熟悉一点以后，设计时间马上就要到了，还要加班加点甚至熬夜完成，设计结束以后，同学们普遍反映，如果再设计一次肯定会做得更好。这种现象造成学生对课程设计理解不深，设计结果不理想。开放式的教学模式打破这一常规，采取学生自主安排课程设计时间的方式，指导教师只需确定最后完成时间即可。但要注意，为了保证能够在指定时间完成设计内容，指导教师需在真正的设计周开始前几周即将学生的设计任务布置下去，并且让学生明确自己的设计计划，在课下有一个较长的准备时间。

1．4建立自主开放式的成绩评定方法对于一门课程，学生往往对成绩十分关注，这不仅代表了他们对一门课程的掌握程度，教师的认可程度，同时也反应了自身的努力程度，因此学生十分关注成绩评定的公平性。对于化工原理课程设计这门实践性教学来说，以往的成绩评定方式通常是根据学生最后上交的设计图纸和说明书来评定，没有统一的标准，导致成绩评定不够公平公正，难以调动学生的主观能动性，设计过程中缺乏钻研精神，设计内容缺少创新和亮点。开放式的成绩评价模式更关注学习过程以及学生的情感、态度、行为的变化，公平公正地给予学生达到学习目的程度的评价，有效地促进学生发展。开放教学评价体系采取多个环节综合考核，将各个环节考核比重合理分配进行成绩评价。设计项目书、平时成绩(出勤率)、课堂讨论、项目的创新性、答辩等权重合理分配，分配比例分别为40%、10%、10%、10%和30%。这样就可以保证学生切实有效地按计划进行，实实在在地对设计任务的各方面进行考虑。这些指标体系或许不能完全体现课程教学中学生表现的各个方面，但有较强的代表性，总体上能够反映学生对化工设备设计思想的把握、专业知识运用技能、创新能力和总体效果，使学生在设计过程中能有明确的参照标准。

2改革中应当注意的两个问题

2．1任课教师的工程实践经验和理论知识水平近10年来，我国高校在校学生人数跨越式增多，而相应的师资队伍建设导致高校青年教师比例不断扩大，而青年教师普遍较缺乏工程实践经验，指导学生的能力尚要不断提高。建立开放式的化工原理课程设计实践课程要求有高素质的教师，不仅要具备为培养高素质人才而努力工作的高度责任感，更要尽量达到相应的专业水平和技术水平。为学生开设开放型课程设计的教学，要求教师涉及的知识面更加宽广，在工程设计中所涉及到的各个领域的问题能够全方位地指导，主观上要求加强自身的专业学习，不断积累经验，同时教学部门领导在客观上应提供多渠道、多层次、全方位的进修机会，保证开放式教学计划的正常实施。

2．2自主开放式实践教学的保障措施开放式实践教学涉及到课程计划的安排、指导教师工程项目的支持以及与企业间的良好沟通等问题，而这些教学条件不仅是建立开放式课程设计教学的前提，也是确保教学质量、激发学生学习热情的外在因素。除此之外，建立开放式课程设计教学模式，无疑使得指导教师工作量增加，工作时间延长。如何合理地安排指导教师人数，如何合理考虑他们的岗位津贴，如何建立科学高效的管理体系，既是调动教师教学积极性最现实的问题，也是建立开放式课程设计教学长期健康发展的基本保证。因此，学院各级领导的重视和支持是建立开放式课程设计教学的有力保障。

3初步的实践效果

从实施效果来看，这种自主开放式的化工原理课程设计模式的建立和实施，能充分调动学生的积极性，使学生的学习主动性和使命感大大增强，极大提高了学生应用理论知识解决实际问题的能力，同时理论基础也得到了很好的巩固和强化。总的来说改革是成功的，但也存在需要改进和完善之处，例如新的课题一般资料均不全，在设计时间有限的情况下，收集资料方面的困难成为突出的问题。这需要指导教师做好前期的准备，掌握资料来源，给学生介绍各种设备的特点，进行技术经济指标分析。改革后的设计过程，对教师和学生都是一种学习过程，学生对新知识的兴趣提高了，教师对教学与科研内容的理解也加深了，充分挖掘了师生两方面的潜力。

4结语

化工原理的课程设计篇9

化工原理实践教学是化工原理课程体系中的重要组成部分，其中又包含了化工见习、化工原理实验及化工原理课程设计。通过这三个环节的学习，学生可以将化工原理的单元操作基本理论知识更为深入的理解和掌握。当前大部分院校化工原理实践环节的教学基本上还是围绕着化工原理理论课程开设，而化工原理的理论内容涉及面广，内涵丰富，并且在教学过程中往往“重过程、轻设备”，这就造成了学生工程观念淡薄，对设备的选择应用能力较低。同时，由于课时安排，化工原理课堂教学内容、教学时间有限，没有充分调动学生的课外学习主动性和自主性。化工见习时间安排大多集中在学期末，学生理论知识都已学完，这样虽然有助于学生理解见习过程中见到的操作要求及原理，但由于和理论教学时间上脱节，学生知识遗忘严重，见结不够深入和全面，学生不能深入的分析遇到的问题和现象，工程意识培养不足，知识收获能力提高有限。在化工原理实验中，目前国内高校实验安排大多为验证性实验，重点培养了学生设备仪器分析操作的能力，记录、分析及处理数据的能力，在综合性、研究性及创新设计实验方面严重不足，这就造成在课本上一直强调的工程观念、经济观念没有在实践中得以很好的应用，学生无法将复杂的真实设备与工艺过程与课堂理论进行联系，高等化工科技人才应具有的工程能力和素质培养没有体现。化工原理课程设计主要内容包含化工换热器、吸收塔、精馏塔以及干燥器的设计，偏重于理论计算，而与实际工厂应用偏差较大，最新的研究成果也没有得以体现。总体而言，在化工原理的实践教学过程中，学生的创新能力、工程意识及团队协作意识没有得到很好的锻炼。

2基于CDIO工程教育理念的化工原理实践教学探索

2.1化工见习与理论课程紧密结合，增强学生的工程实践能力

基于化工见习在化工专业培养中的重要地位，并与理论教学内容紧密结合，因此建议规划在不同时期分别进行3~5次化工生产企业的见习活动，每次活动侧重点不同。见习前要求学生对化工生产企业的工艺流程加以了解和认识，并对相关单元操作内容进行分析；见习过程中仔细观察实际设备及操作，认真听取工厂企业老师的讲解，积极思考问题并能提出问题；在见习结束后能够及时进行总结，写出感受。教师在课堂上针对见习中的现象和问题引导学生进行深入学习基本理论和操作。例如在西安创业水务有限公司的见习活动中，要求学生掌握污水处理的工艺流程，积极思考在污水处理过程中所涉及到的基本理论。在整个污水处理过程中，只有提升井处提供整个工艺过程中的流体流动能量，这一过程加深了学生对柏努力能量守恒深入理解；通过观察和学习，要能掌握有关泵的相关知识及操作，包括泵的选择、开启泵及关闭泵需要注意事项，泵的流量调节等；见习内容原理除了涉及流体流动及输送机械外，还涉及了非均相物系的分离，包括浮选、沉降，压滤等内容，有的内容在化工原理课本上并没有详细的讲解，但可以引导学生去进行对比分析，去构思讨论有无其他更好的处理方式或设备操作，这样既加深了对理论的掌握，又能为将来的工程设计做好准备工作。在西安热电厂见习过程中，重点对传热及蒸发的内容进行深入理解和掌握，通过预习，提出问题——如何有效的传热及节约能耗，工程经济性的原则在工厂中是如何体现的？在实践中观察实际设备的具体操作，能够对问题进行分析，并提出自己的解决方案。在南风日化见习过程中，重点要了解精细化学品生产的特点，并对搅拌过程、离心过程、干燥过程及产品分析检测、包装过程进行学习，为后期的设计性试验奠定了基础。通过这一系列的活动，架通了枯燥理论与生产实践间的桥梁，使学生认识到所学知识的重要性，同时积极思考进行创新，为将来进一步学习和工作积极准备。

2.2化工综合性、设计性实验的开发，锻炼团队协作能力，调动学习自主创新性

化工原理实验大多为验证性实验，项目组在此基础上提出了综合性实验及设计性试验要求。要求学生根据现有的实验条件及设备进行产品项目的开发，从构思产品项目、设计工艺流程，具体实施及开展操作都按照化工标准规范进行，从查阅资料、绘制流程图，实验操作、检测分析、数据处理及分析、团队协调等多个角度锻炼了学生的能力。例如针对串联流动反应器停留时间分布测定实验装置，引导学生对间歇操作产品进行设计，给出设计题目-洗涤剂生产，并提出针对反应釜如何确定该设备的最大生产能力，要求学生去完成该项目。首先查阅资料，备齐生产的基本原料，然后确定工艺路线及配方，最后进行生产操作；要确定间歇釜的最大生产能力需要测定化学反应的速率常数，即要清楚化学反应的宏观动力学方程及本征动力学方程，应用已有设备，通过电导率数值的变化来测定反应的速率，问题逐步解决。这一过程既体现了学生的自主创新性，又激发了学生的学习兴趣，加深了对理论的理解。在综合性实验方面分别进行了以下的工作，内容见表1。在综合性试验中，一方面要求学生提前做好相关准备工作，在有限的时间内合理安排实验；另一方面要求老师付出更多的时间和精力去指导；再次要求不同小组学生间进行合理的任务分解，分别在不同时间教学环节中完成，然后分组讨论给出相应的结论，这样进一步增加了学生间的交流，有助于培养团队协作能力。

2.3基于工程创新的化工原理课程设计环节

课程设计是对学生的综合能力的锻炼环节，培养学生的工程理念及写作技能，为将来的毕业论文(设计)打下基础，为进入生产企业储备技能。因此，该环节要充分调动学生的积极性，可以给定某范围或某一个生产实际问题，让学生就感兴趣的某一方面进行设计，例如在前面提到过的污水处理过程，热电厂蒸汽利用过程进行设计，设计内容包括工艺流程、主要设备及操作条件。同时，对说明书的规范给予严格要求，以便能够达到工程技术的基本要求。另外，学校领导和相关教师要了解生产，积极与企业进行合作，选题尽可能与当地一线化工生产企业结合。

3结束语

化工原理的课程设计篇10

关键词：《机械优化设计》；课程设计；《机械设计》课程体系

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0212-02

一、国内教学现状

《机械优化设计》是机械设计制造类本科专业的专业基础课，是数学规划与计算机技术高度结合的学科。本课程通常以理论教学为主，涉及的数学知识与优化算法较多，其内容理论性强，又很抽象，不易理解，导致学生学习该课程的热情普遍不高。江苏大学是国内较早开始《机械优化设计》课程的学校之一。马履中等[1]在教学改革中，将教材内容不断更新、注意优化软件建设，不断更新和自编新的优化软件，注意教学手段的改革，积极推行多媒体教学及双语教学；注意收集学生的优秀作业、应用实例、优化软件。长江大学汪建华等[2]重视对学生知识应用能力和实际操作能力的培养，以适应社会需要为目标，着重“应用”二字，以“应用”为主旨和特征构建教学内容，重视对学生的技术应用能力的培养。教学中引入Matlab优化工具箱，减少学生编程与调试的工作量，将课程教学重点放在数学模型的建立上，优化方法的选择，以及Matlab优化工具箱中优化函数的使用上，使学生既学到了优化的思想与理论方法，又能够把实际决策问题用数学建模的方法转化为优化模型。河南工业大学武照云等[3]加大实验环节的学时安排（10学时左右为宜），开发基于Matlab的算法程序库，运用面向对象的程序语言Visual Basic进行软件开发，采用算法可视化技术。何亚银[4]开展课堂板书、多媒体教学和网络教学相结合的授课方式，将《机械优化设计》与C语言相结合，通过C语言编程来实现相关算法。目前国内外的机械工程教育向着复合型人才和工程应用能力培养的趋势发展，学生不仅需要有坚实的数理科学知识，同时需要工程实践方面的训练，强调理解知识、掌握学习的方法、培养独立分析与解决工程实践问题的能力。机械设计类现行的且已延续了几十年的教学方式中，《机械原理》、《机械设计》的课程及课程设计四个教学环节孤立地完成，教学内容不连贯，学生接受《机械设计》的有关知识和技能缺乏系统性。传统的机械产品开发方法中，其设计、制造及检测环节相互独立，严重脱节，须反复进行产品样机的试制—检测—修改设计。即使这样，一些严重的结构缺陷及设计原理、基本参数的错误在设计阶段也往往不能及时被发现，有的到了产品开发的后期或正式生产时甚至在投入使用一段时间后才发现，有时产品还不得不返回到设计构造阶段以便进行必要的设计变更。这样的产品开发程序效率低，浪费了大量时间、人力和资金。目前，《机械优化设计》的教学方法仍然有很多值得探索的地方。如何提高学生的学习积极性，摆脱传统的以讲授数学原理为主的教学方法，对本课程的教学内容、教学模式、教学手段进行改革，已经势在必行。

二、我校开展《机械优化设计》的实践与总结

本课程所依托的《机械设计》课程为山东省精品课程，所在教学团队为省级团队。长期以来，青岛理工大学机械工程学院《机械设计》教研室在林晨老师和杨志强老师的领导和带动下，具有良好的教学研究基础和传统。《机械优化设计》课程教学的顺利执行，必需与《机械原理》和《机械设计》课程相结合。为了推进该课程的教学，我们在《机械原理》课程的教学中即引进优化设计的理论，即在平面连杆机构设计这部分教学时，初步讲授优化设计理论。2012年我们选用了清华大学出版社出版、李万祥老师主编的《工程优化设计与MATLAB实现》[5]这本书，笔者和同学普遍感觉挺好。该书的优点在于对应每一个算法，都附有相应的MATLAB程序。学生可以在掌握算法的基本知识点以后，利用这些程序上机操作。MATLAB语言简洁，代码灵活，具有极其丰富的库函数资源，并且对代码的书写形式没有很严格的限制，同时利用丰富的库函数简化了子程序的编写任务；具有功能强大的图形功能，可以将计算结果生成图形或进行运动仿真。传统教材仅介绍算法。程序需要学生自己编写。这对于我们仅有32学时的选修课来说，要求学生编写简单的程序是可能的，但是要书写较长的、本身就比较复杂的算法是不容易的。笔者长期从事数值模拟工作，在实践中发现，教给学生掌握编程技术最简单高效的方法，就是给学生现成的程序，然后在其基础上进行修改。在上课过程中，采用多媒体教学方法，并安排4～6学时的上机学时。在教学过程中，为了让同学对优化设计方法的应用有更深的认识，要求学生对机械产品的优化设计情况、先进的优化设计方法等方面进行调研，并通过图书馆“维普数据库”查阅文献资料，书写读书报告。课程进行过程中，结合平行进行的《机械设计》课程的内容，让同学们进行轴和带传动的优化设计等计算。在课程结束时，结合平行进行的减速器的课程设计，要求同学使用优化理论对减速器进行设计。同学们最开始都觉得比较难，经任课教师答疑，他们最终调试好程序，计算出优化后的结果，同学们普遍有豁然开朗之感。根据以上的教学思想，这样就可以简单方便地把《机械原理》、《机械设计》和《机械优化设计》这三门课程有序地结合起来。

三、思考

数学语言描述了机械工程中的各类现象，所以《机械优化设计》这门课给出了各种数值计算方法及相关数学模型。但学生在学习课本前面的数值方法时往往容易糊涂。所以我们在讲授这门课时，必须先提出工程实际问题，然后再根据实际问题提炼出数学模型，再进行求解。这门课的理念，应该不只局限于机械产品的优化设计本身。优化设计的教学目的并非只是教给学生如何建立数学模型，甚至是如何编程并上机，最终的目的应是为了解决实际工程问题，并在生活和工作中贯彻优化设计的理念，给生活和工作提供方便。优化设计的理念在《机械设计》中可以应用到各个方面，并且和其他先进设计方法如摩擦学设计、可靠性设计、系统设计相结合。比如，能源短缺问题已成为世界各国密切关注的重要问题。我国的能源形势十分紧张，能源供需矛盾突出。受技术水平制约，我国许多能耗设备效率较低，在能源紧张的同时还存在着比较严重的浪费现象。因此，节能是我国国民经济发展中的长期战略任务。那么如何能够设计出节能的机械，哪怕只节省1%，那么节省的能源数量也是惊人的。教学的目的是为了工程实际应用，而不是与工程实际脱节。所以在接下来的教学过程中，笔者设想，应该增加与工厂生产实际相关联的设计题目。而且作为教研室的教学储备，打算以本科生毕业设计的形式做一些优化设计的工程题目。这个难度要求虽然更高，但比较有意义。

参考文献：

[1]马履中，杨启志，尹小琴，等.“机械优化设计”课程教学改革[J].江苏大学学报，2003，25（4）：95-97.

[2]汪建华.袁新梅.《机械优化设计》课程教学改革与探索[J].长江大学学报（自然科学版），2011，8（10）：119-121.

[3]武照云，刘晓霞，刘楠皤，李丽.《机械优化设计》课程教学研究与改革[J].机械管理开发，2011，（1）：190-191.