《化工原理》课程设计实践教学总结

摘要：化工原理课程设计是综合运用化工原理及相关基础知识的实践性教学环节。设计过程中指导教师指引学生在设计过程中既要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。通过课程设计使学生初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法。

关键词：化工原理；课程设计；实践；可行性

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）22-0205-02

《化工原理》是化学工程与工艺专业的必修专业课程之一，理论课之后国内大部分高校的本科人才培养计划中安排了实践教学环节――《化工原理》课程设计。我们学校的化学工程与工艺专业培养计划也如此。《化工原理》课程设计是培养化工专业学生综合运用所学的理论知识，树立正确的设计思想，解决常规化工设计中一些实际问题的一项重要的实践教学。其出发点是通过课程设计提高学生搜集资料、查阅文献、计算机辅助绘图、分析与思考解决实际生产问题等能力。笔者从事了3届的课程设计教学，从中总结了许多宝贵的经验和教学方法，以期提高教学效果。现将笔者的教学体会作一介绍。

一、课程设计题目应具有普遍性、代表性

我校化学工程与工艺专业的《化工原理》课程设计一般为二周时间。课程设计基本要求是通过这一设计过程使每个学生都受到一定程度的训练，使将来在不同岗位就业的学生都能受益，都能解决这类工程的实际问题，并可以举一反三。所以课程设计的选题需要我们指导老师慎重，尽量选择化工行业中最普遍且最具代表性的单元操作进行设计。根据以往的教学的经验，题目的选取应从以下几个方面考虑：

1.课程设计题目尽可能接近实际生产，截取现有的某化工项目中的某一操作单元为设计模型，比如某合成氨厂的传热单元的设计，流体输送过程中离心泵的设计，管壳式换热器等等。这样学生在课程设计过程中有参照体系，不至于出现不合理的偏差。

2.课程设计题目应该围绕着常见的化工操作单元进行展开，比如我们都知道在讲授《化工原理》理论知识时其中的单元操作有流体输送、传热、精馏、吸收、萃取等等。一个课程设计题目应该包括2～3个常见的单元操作，从而实现某一简单的化工任务。

3.课程设计题目中涉及的物质尽可能常见易得。因为完成虚拟的生产任务过程中需要这些物质的物性参数进行核算，常见易得的物质能够降低学生在查阅参数方面的工作量。比如，如果我们设计分离任务尽量选择苯-甲苯，或甲醇-水等这样的体系，因为这些混合体系的参数大部分工具书能够查到。

4.《化工原理》课程设计题目选择还要兼顾后续的《化工机械设备》设计。根据我校的本科人才培养计划，紧接《化工原理》课程设计是《化工机械设备》设计。这两次的教学实践紧密衔接，互相补充。《化工原理》课程设计的侧重点为工艺流程及流程参数的确定、主要设备及管线的布线及选择，而《化工机械设备》设计侧重点为典型设备的选型、设备的结构、材质的选用及操作参数范围的确定等。所以《化工原理》课程设计题目设置时保证每个题目中包含2～3个典型设备，以备学生后续的《化工机械设备》课程设计。

二、指导教师对学生的进行积极指导

根据多年的教学经验发现，大部分学生接触到课程设计课题题目的时候，犹如身置茫茫大海中，不知该如何开始。此时，我们指导教师的积极指导就起着相当重要的作用。指导教师的指导犹如指路明灯，为学生拨开疑雾，给学生指明方向，让学生知道如何顺利完成接下来的课程设计。

1.积极引导学生查阅资料，培养学生的工程思维。指导教师首先讲解一个完整的课程设计应该包括哪些主要内容，涉及哪些参数计算及相关文献查阅，怎样做才能更好地完成这些内容。指导学生学会正确使用标准和规范，从工艺和设备全方位考虑设计问题。“万事开头难”，学生克服了开始之初的茫然后在老师指引下很快进入角色。在设计过程中指导老师鼓励学生多做深层次思考，综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性，培养学生的工程思维和创新能力。

2.引导学生利用计算机软件辅助课程设计。计算机软件的发展，为各行各业的发展提供了便利。现如今的《化工原理》课程设计的要求和十几年前比有了很大的提高。所以设计的过程中不可避免地应用计算机对操作参数的计算、设备的绘制、工艺流程的绘制。这就要求学生在课程设计前就应该熟悉部分专业软件的学习如Chemoffice，AutoCAD，Mat Lab，Aspen Plus。考虑到后续的课程设计，《化工原理》理论授课的过程中授课老师要求学生课余学习课程涉及的相关软件，部分课后习题作业要求学生编程计算，比如精馏塔塔板的逐板计算法。经过一个学期的理论结合实际的学习后，大部分学生对相关计算机软件有了了解。进入课程设计阶段，指导老师引导学生把学过的软件应用到课程设计中。计算机软件辅助课程设计可以起到事半功倍的效果，帮助学生顺利完成课程设计。

3.培养学生的团队合作能力。在《化工原理》课程设计过程中，学生是以分组的形式进行的，每组4～5人，并任命一名品学兼优的学生为组长。为了方便工作的进行，组长根据组员的特长进行适当的分工，比如有的同学负责查阅资料，编辑文档，有的同学编程计算，有的同学负责绘图。但是这并不意味着每个人的工作是独立的，课程设计的工作一环扣一环，相互关联，需要全组同学发挥出自己的特长，相互帮助，齐心协力合作完成。设计过程中每个同学都有自己的个性和特色，难免在处理一些问题的时候产生分歧。对同一个问题产生分歧的时候，作为指导老师要求大家采取公开讨论的方法，相互倾听对方的意见，然后对比各种方法，最后选择最适合本设计的最佳方法。通过课程设计，团队中的每一位成员都经历了一次合作锻炼，团队合作能力得到提高，这也是课程设计的另一宝贵收获。

4.撰写正规的课程设计说明书。为了达到锻炼的目的，我们在设计之初就要求每组学生按着设计院或者设计公司的标准，编制一份正规的设计说明书。说明书主要包括三大部分：设计的文字说明书、设计项目的流程图、2～3个关键设备的剖视图（A3图纸）。课程设计结束时，每一个小组课程设计说明书都要装订成册，之所以这样要求，其目的是锻炼学生严谨的工作态度。

三、鼓励表现突出的团队参加设计比赛

结合现今高等教育的培养计划，国内化工学会每年都组织大型的化工类的课程设计大赛，参赛对象来自全国各大高校的化工专业。根据这一情况，我们指导老师从设计之初就鼓励学生争取把自己优秀的作品展示给化工领域的专家和同龄人。到目前为止，我们指导的课程设计至少已经有三届学生参加过了部级的设计大赛，并获得了奖项。这说明课程设计是对学生独立思考能力的一次综合训练。

《化工原理》课程设计中，学生不仅认识到了“扎实的基础理论知识，良好的工程设计思维”的重要性，也从中学习到了“理论与实际融会贯通”的精髓。从老师的角度来看课程设计不仅培养了学生综合运用知识的能力，同时也为学生后续专业课程的学习、生产实践及毕业设计打下了良好的基础。

参考文献：

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