導(dǎo)語：化工設(shè)計課程改革與實踐研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)對高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才需求，以工程能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)為主線，融入過程模擬與優(yōu)化、仿真式案例化教學(xué)、化工設(shè)計競賽等實踐環(huán)節(jié)，推進(jìn)了化工設(shè)計課程改革，形成了理論教學(xué)與創(chuàng)新應(yīng)用相結(jié)合、課堂學(xué)習(xí)與課外競賽相結(jié)合的全過程、多環(huán)節(jié)、一體化的教學(xué)體系，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計和實踐創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：新工科；化工設(shè)計；課程改革；實踐

新時代推動了新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新經(jīng)濟(jì)發(fā)展呼喚“新工科”建設(shè)。2017年以來，教育部啟動和推進(jìn)了新工科研究與實踐項目，為地方性應(yīng)用型高校適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了新的發(fā)展機(jī)遇和改革模式。武夷學(xué)院作為國家產(chǎn)教融合發(fā)展工程應(yīng)用型高校和福建省示范性應(yīng)用型本科高校，深入學(xué)習(xí)貫徹新時代中國特色社會主義思想，堅持以本為本推進(jìn)高等教育“四個回歸”，打好提升質(zhì)量、推進(jìn)公平、創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制的攻堅戰(zhàn)。武夷學(xué)院把“新工科”建設(shè)作為引領(lǐng)高等教育改革的有力抓手，用實功、出實招、求實效，以只爭朝夕、時不我待的精神積極推進(jìn)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型新工科建設(shè)。其中，化工工程與工藝專業(yè)是學(xué)校推進(jìn)生物資源利用專業(yè)群建設(shè)的重要轉(zhuǎn)型專業(yè)之一。為適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新工科建設(shè)需要，學(xué)院將《化工設(shè)計》作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系改革的重點課程進(jìn)行建設(shè)和示范，組建了“過程控制與工程設(shè)計”教學(xué)團(tuán)隊，按照“理實一體、虛實結(jié)合、工學(xué)融合”的三階段化工人才專業(yè)培養(yǎng)路徑，不斷強(qiáng)化學(xué)生的工程實踐、設(shè)計與創(chuàng)新能力。

一、構(gòu)建一體化課程體系

化工設(shè)計類課程不僅有化工原理、化工工藝學(xué)、化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)、化工儀表及自動化、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程等專業(yè)課程，還有環(huán)境工程、化工安全與環(huán)保、工程核算、計算機(jī)輔助設(shè)計等課程，這些課程相互獨(dú)立又相輔相成：有的注重專業(yè)基礎(chǔ)知識，有的注重工藝設(shè)計，而很多的理論知識和設(shè)計規(guī)范都是化工設(shè)計類課程的必學(xué)內(nèi)容[1]。傳統(tǒng)的化工設(shè)計類課程以理論教學(xué)為主，課堂學(xué)習(xí)單調(diào)枯燥，學(xué)生很難將理論知識用于實處，在提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和培養(yǎng)實踐能力方面存在很多的不足；冗余的課本知識，造成了教學(xué)教育資源的浪費(fèi)，也給學(xué)生帶來一定的學(xué)習(xí)壓力。課程團(tuán)隊在對教學(xué)資源進(jìn)行不斷整合優(yōu)化的基礎(chǔ)上，將理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，將理論教學(xué)內(nèi)容整合為設(shè)計內(nèi)容與程序、工藝流程設(shè)計、化工工藝計算、車間設(shè)備及管道布置設(shè)計、化工安全與環(huán)境保護(hù)、工程概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)六個單元模塊，注重強(qiáng)化AspenPlus工藝流程模擬與AutoCAD等計算機(jī)設(shè)計軟件應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，建設(shè)了《化工設(shè)計》精品資源共享課程在線開放課程資源，拓展了化工設(shè)計競賽平臺，實施仿真式、案例化實踐教學(xué)，構(gòu)建了“課內(nèi)課外、理實結(jié)合、競賽提升”的全過程、多環(huán)節(jié)、一體化的課程體系（如圖1），為學(xué)生創(chuàng)造更多的實踐和鍛煉的平臺和機(jī)會，促進(jìn)學(xué)生工程設(shè)計和實踐創(chuàng)新能力的提升。

二、融入仿真實驗教學(xué)

當(dāng)前的化工設(shè)計類課程以課堂傳授灌輸為主，主要的教學(xué)方式是課堂教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)方式被動單一，學(xué)生缺乏自主探究、交流合作的機(jī)會；教師負(fù)責(zé)教，學(xué)生負(fù)責(zé)學(xué)，學(xué)生只能跟隨教師學(xué)，復(fù)制教師講授的內(nèi)容，學(xué)生參與課堂的積極性不高；學(xué)法單一、過程單一，理論性太強(qiáng)，枯燥又乏味，容易使學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)的主動性、自主性和創(chuàng)造性。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的工程教育理念，依托省級綠色化工技術(shù)虛擬仿真實驗教學(xué)中心教學(xué)資源，利用虛擬仿真技術(shù)改革教學(xué)方法與手段，采用“做中學(xué)，做中教”教學(xué)模式，將實踐教學(xué)引入到理論教學(xué)中，又可將理論知識用于實踐，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，調(diào)動學(xué)生討論研究和自覺學(xué)習(xí)的積極性[2]。學(xué)院建設(shè)了綠色化工技術(shù)虛擬仿真實驗教學(xué)中心，構(gòu)建了化工單元仿真、工藝模擬與優(yōu)化、化工過程控制、典型化工廠3D虛擬仿真實習(xí)、化工安全虛擬仿真體系和合成樟腦生產(chǎn)半實驗虛擬仿真工廠等虛實結(jié)合的仿真實驗教學(xué)體系，全部對學(xué)生開放，可實現(xiàn)在線、離線操控。學(xué)生在具體化工設(shè)計過程中，可通過模擬軟件進(jìn)行操作與實體仿真設(shè)備相結(jié)合，針對不同化工單元過程或工藝流程，運(yùn)用仿真系統(tǒng)模擬優(yōu)化具體工藝參數(shù)。如化工分離過程的精餾過程，可通過運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)DCS控制系統(tǒng)，動態(tài)模擬精餾段的溫度控制，以及回流量、餾出液量及塔內(nèi)蒸氣量的調(diào)節(jié)變化情況，能使學(xué)生將模擬結(jié)果進(jìn)行實際驗證，加深對工藝過程和參數(shù)變量對運(yùn)行效果影響的理解，亦可進(jìn)一步用于指導(dǎo)工藝設(shè)計。通過虛實結(jié)合方式，更加貼近真實化工生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)模擬與仿真的零距離對接。進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的工程設(shè)計興趣和主觀能動性，收到理論教學(xué)難以實現(xiàn)的直觀模擬仿真效果。

三、融入學(xué)科設(shè)計競賽

化工設(shè)計競賽，不僅要求學(xué)生能綜合運(yùn)用化工熱力學(xué)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程等專業(yè)理論知識，還要能熟練使用AspenPlus、CAD等計算機(jī)軟件；對學(xué)生的工程實踐能力、工藝設(shè)計理念，特別在新工藝、新設(shè)備、節(jié)能降耗等方面的創(chuàng)新思維能力提出了更高的要求；對學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神、吃苦耐勞和堅忍不拔的毅力也提出了更為深刻的要求。設(shè)計競賽是聯(lián)系課程教學(xué)與實踐創(chuàng)新的有效手段，是激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)動力的有效載體。近年來，依托化工設(shè)計競賽平臺，推進(jìn)“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促育”的教學(xué)改革成為高校化工類專業(yè)教學(xué)改革研究的重點，通過競賽過程可以促進(jìn)師生深入交流，完成理念和意識上的創(chuàng)新和專業(yè)技術(shù)的成長，實現(xiàn)由大學(xué)生向工程師的角色轉(zhuǎn)變[3-6]。學(xué)院每年組織開展大學(xué)生科技節(jié)競賽活動，其中化工設(shè)計大賽成為培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的固定競賽項目。競賽以項目為載體，參賽團(tuán)隊5人一組，團(tuán)隊成員分工協(xié)作完成項目的可行性分析、工藝流程設(shè)計、物料及熱量衡算、設(shè)備選型、車間設(shè)備及管道布置設(shè)計、環(huán)境保護(hù)設(shè)計等設(shè)計內(nèi)容，還要綜合應(yīng)用AutoCAD、AspenPlus、CADWorx等計算機(jī)設(shè)計軟件，完成工藝流程模擬優(yōu)化，PID/PFD工藝流程圖、車間設(shè)備管道平剖面布置圖和三維工廠設(shè)計等設(shè)計圖紙，通過現(xiàn)場答辯匯報、設(shè)計文件評閱等考核方式，評選出優(yōu)秀作品予以表彰。學(xué)院2016年第一次組隊參加全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽，連續(xù)3年參加該賽事，取得良好的實戰(zhàn)效果，獲得全國化工設(shè)計競賽二等獎三項。融入學(xué)科競賽的化工設(shè)計模式，有利于提升化工類專業(yè)學(xué)生的理論分析能力、工程實踐能力和綜合分析能力，更有助于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神，提高解決復(fù)雜工程問題能力和創(chuàng)新應(yīng)用的綜合能力[7]。

四、融入企業(yè)案例教學(xué)

黨的報告提出要實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展，“深化產(chǎn)教融合，校企合作”。高等教育改革與發(fā)展的實踐證明，應(yīng)用型高校的轉(zhuǎn)型升級必須遵循開放辦學(xué)的基本理念，走“產(chǎn)教融合、校企協(xié)同”的道路，促進(jìn)教育、人才、產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)新的相互融合。依托產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，面向未來建設(shè)高水平應(yīng)用型高校[8]。深化產(chǎn)教融合，校企合作，推進(jìn)協(xié)同育人，是地方性高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革的重要舉措，對培育經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能也具有重要意義。在新時代、新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)背景下，學(xué)院在“因產(chǎn)業(yè)而生、因行業(yè)而長、因?qū)I(yè)而新”的辦學(xué)過程中，深刻體會到推動產(chǎn)教融合、校企合作的重要內(nèi)涵。近年來，學(xué)院積極推進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)學(xué)院和應(yīng)用型專業(yè)群建設(shè)，加強(qiáng)與企業(yè)合作，讓學(xué)生所學(xué)理論知識與企業(yè)實踐結(jié)合起來，讓學(xué)院和企業(yè)的設(shè)備、技術(shù)實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)，提高教書育人的實效性，提升應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量：先后開辦了青松班、永晶班、華塑班等校企聯(lián)合培養(yǎng)班，一些經(jīng)驗豐富的企業(yè)專業(yè)人員作為兼職教師走進(jìn)課堂，一批具體真實的企業(yè)設(shè)計案例融入教學(xué)資源，同時企業(yè)還提供實習(xí)基地、設(shè)備和原料，參與學(xué)生實訓(xùn)訓(xùn)練。如福建青松股份有限公司的合成樟腦生產(chǎn)工藝，福建永晶科技有限公司的氟化工及氟新材料生產(chǎn)工藝成為化工設(shè)計課程教學(xué)的重要案例資源。課程團(tuán)隊采用理論教學(xué)與企業(yè)案例相結(jié)合的授課方式，校企雙師同上一門課，校內(nèi)教師側(cè)重于專業(yè)理論教學(xué)，企業(yè)教師側(cè)重于單元案例教學(xué)。從項目前期工作、工藝路線選擇及流程確定、關(guān)鍵控制變量和設(shè)計參數(shù)選取，到設(shè)計圖紙點評等教學(xué)內(nèi)容，案例教學(xué)終貫穿于整個化工設(shè)計課程教學(xué)全過程。融入企業(yè)真實項目的案例化教學(xué)方式的改革，改變了以往設(shè)計階段各自獨(dú)立，缺乏項目設(shè)計整體性和系統(tǒng)性等問題，同時也有利于彌補(bǔ)校內(nèi)教師的工程意識缺乏和設(shè)計經(jīng)驗不足等問題。對比傳統(tǒng)理論教學(xué)方式，案例教學(xué)讓學(xué)生更容易接受，更積極參討論交流，有助于學(xué)生鞏固、加深課堂所學(xué)知識，使自己真正融入到設(shè)計過程中，增強(qiáng)實際工程應(yīng)用的能力。加強(qiáng)校企合作，深化產(chǎn)業(yè)融合，有利于應(yīng)用型高校培養(yǎng)高素質(zhì)人才，有利于企業(yè)吸收高校產(chǎn)出的人才和科學(xué)知識提升自身產(chǎn)業(yè)的市場競爭力，更有利于形成校企合一，產(chǎn)教結(jié)合，校企共進(jìn)，互惠共贏的良性教育模式[9]。

五、促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

《化工設(shè)計》作為化工專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)課程，是把一項化工過程從設(shè)想變成現(xiàn)實的一個建設(shè)環(huán)節(jié)，課程內(nèi)容涉及多門學(xué)科的知識，例如新工藝新技術(shù)新產(chǎn)品開發(fā)、工藝過程模擬與優(yōu)化、計算機(jī)輔助技術(shù)、設(shè)備選型、市場分析、工程經(jīng)濟(jì)和安全環(huán)保等相關(guān)專業(yè)知識，其工程實踐性、專業(yè)綜合性和創(chuàng)新系統(tǒng)性較強(qiáng)[10]。在化工設(shè)計過程中融合了多方面的知識，想要提高學(xué)生的化工設(shè)計能力，就必須讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識融會貫通，通過本課程的教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)一體化訓(xùn)練，開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練等方面提供良好學(xué)習(xí)的平臺，理論知識可以用諸于工程實踐，有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，提高專業(yè)核心能力。2015年，學(xué)院的《化工設(shè)計》課程被列入福建省高等學(xué)校精品資源共享課（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育融合類）立項建設(shè)，是促進(jìn)專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合的較理想的專業(yè)核心課程。幾年來，通過推進(jìn)產(chǎn)教融合專業(yè)群課程資源案例庫建設(shè)，不斷豐富和完善本課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源。同時，全面開放綠色化工技術(shù)虛擬仿真實驗中心工藝設(shè)計實驗室、工程技術(shù)研究中心和院士工作站等創(chuàng)新平臺，學(xué)生積極參與教師科研課程和服務(wù)產(chǎn)業(yè)項目開發(fā)，結(jié)合開展畢業(yè)設(shè)計、科技競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目訓(xùn)練，全方位培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，收到了良好的實踐創(chuàng)新效果。

六、結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)事業(yè)的發(fā)展推動教育事業(yè)的發(fā)展，教育事業(yè)的發(fā)展又反過來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展需要不斷的教學(xué)改革，而作為教育教學(xué)改革重要內(nèi)容之一的課程改革則是一個漫長而復(fù)雜的過程?；ぴO(shè)計課程的教學(xué)改革應(yīng)結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)，課堂理論知識聯(lián)系實習(xí)實踐、生產(chǎn)實踐，以服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實際能力和自主創(chuàng)新能力為出發(fā)點，以社會企業(yè)需求為依據(jù)，在培養(yǎng)與時俱進(jìn)的高素質(zhì)“新工科”人才的同時，帶動學(xué)院完成應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

[1]史鵬，楊昕，李凌飛，等.項目式教學(xué)改革在化工設(shè)計類課程群中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計通訊，2017，43（11）:137.

[2]王淑波，彭琳.以培養(yǎng)學(xué)生核心能力為目標(biāo)的化工設(shè)計教學(xué)改革與實踐[J].廣東化工，2018，45（1）:314-215.

[3]姚運(yùn)金，陳浩，魏鳳玉，等.依托化工設(shè)計競賽平臺促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].化工高等教育，2017（6）:10-13.

[4]李勇剛，張宏，張愛華，等.基于學(xué)科競賽模式的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”研究[J].中國校外教育，2017（11）:15-20.

[5]薛麗君.大學(xué)生化工競賽對化工專業(yè)課程教學(xué)改革的促進(jìn)作用[J].當(dāng)代化工研究，2017（8）:62-63.

[6]肖瑞瑞，楊偉，鞠彩霞.基于地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變要求的化工設(shè)計教學(xué)改革與探索[J].廣東化工，2018，45（1）:222-223.

[7]張運(yùn)華，袁頌東，閔捷.全國化學(xué)設(shè)計大賽對化工專業(yè)教學(xué)改革的促進(jìn)[J].廣州化工，2018，46（7）:144-145.

[8]夏建國.深化產(chǎn)教融合加快建設(shè)高水平工程應(yīng)用型大學(xué)[J].中國高等教育，2018（2）:25-26.

[9]崔艷明.應(yīng)用型高校校企合作研究[J].經(jīng)營與管理，2018（1）:157-160.

[10]劉垚，韓志慧，錢永，等.適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《化工工藝設(shè)計》課程的教學(xué)方法和措施[J].廣東化工，2018（2）:220-220.

作者:趙升云 范榮玉 吳方棣 謝文菊 孫興燊 單位:武夷學(xué)院