时间：2023-10-09 16:15:20
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化工课程设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
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国家级的设计大赛，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：
[1]孙兰义，张月明，李军，等.Aspen Plus在化工原理课程设计教学中的应用[J].广东化工，2009，36（12）：173-175.
1.设计题目陈旧，设计内容格式化
多年教学延用同样的题目，分组进行设计，设计题目内容在化工原理课程设计指导书、网络或往届同学存档赠送的资料中都有较完整的设计模版。因此学生在设计过程中只要按部就班地照葫芦画瓢，基本都能在规定时间内完成。由于题目陈旧和设计内容格式化导致设计效果变成纸上谈兵，流于形式，大部分学生学习积极性不高，不够重视，设计质量差，难以达到教学目标。
2.设计手段单一
设计的初衷是为了提高学生的制图能力、计算能力及相关设备选型等综合能力，所以要求学生手工绘图、手工计算。但通过多年设计经验发现，学生对基本的制图规范如尺寸标注、比例选定、局部刨面图及俯视图相关规范性方面仍不能较好掌握。同时手工计算存在计算量大，计算结果准确度不高的问题，比如，塔板层数计算无论采用逐板计算法还是制图法，其它如经验公式、经验参数选取和试差法的应用等都可能出现以上问题，其计算结果必将影响后续设计内容，严重者导致负荷性能图检验不合格。这时按正常设计处理方法应该从尾到头逆向再检查一遍，从出现问题处再重新计算设计。但这时学生一般都身心疲惫，失去信心和毅力；另一方面设计时间也难以保证，结果必然导致一部分学生掩盖问题、私自篡改数据，而不能面对问题静心思考，实事求是地分析问题和解决问题，更不知小小数据的改动可能会给实际生产带来非常严重的后果。
3.考核方式单一
以往教学中一般采取出勤、说明书和图纸三部分相结合的评价体系。但在执行中发现存在以下问题：比如，图纸方面，由于上交的是“无声”的书面成果形式，致使懒惰或制图技能差的同学有机可乘，私自找别的同学替画，指导老师却无法核实；说明书若是电子版，则可以套用本组其他同学的作品，进行简单的数据、文字修改，这一点从部分说明书中出现错误的相同性得到验证，这时问题虽然发现了，但指导教师仍很难判定是谁套用谁的，是谁替谁画的，另外还可能是同组同学“分工合作”的结果，所有这些问题的出现，必将对最终成绩的评定带来困难，也易导致该考核方式不能全面公正、公平地对学生做出考核的问题，也难以检验设计的质量，同时助长了不良的学习风气。
二、大学化工原理课程设计的教学改革措施
针对本课程教学过程中存在的问题，并结合我校及目前大环境下对应用化学专业人才培养目标要求，笔者结合近几年教学实际经验针对性地试将一些实践教学手段引入到本课程教学中，取得了较好的效果。
1.设计题目创新化、设计内容多样化，提高学生学习积极性
针对课程特点及学生知识水平储备的差异，以“提优、促中、转差”为原则，设计新颖题目及多样化的设计内容，重在从多角度、多方面鼓励学生正确处理独立完成和团队合作的关系，提高对课程设计的重视程度。具体采取两种措施进行：常规设计和参加设计大赛设计，同时针对不同的设计对象，采取不同的设计题目和设计内容进行教学。
（1）选题和内容来源于生产实际。对于参加常规设计的同学，为了克服以往教学中选题的不足进行了慎重科学地选题，题目主要来源于生产实际，比如甲醇工段、甲醛工段、乙炔工段等单元操作，按组制定题目，同组同学分别承担进料组成、进料状态、进料量或生产任务不同的设计内容。
（2）选题和内容来源于化工设计竞赛。全国大学生化工设计竞赛是由教育部、中国化工学会、中国化工教育学会在企业的赞助下举办的全国性竞赛，参赛高校遍及全国各省市地区，在培养大学生创新思维，提高化工工程设计与实践能力方面发挥了积极作用。大赛题目每年均不同，并且与生产实际联系更加紧密，有利于激发学生的学习兴趣，培养勇于挑战自我的精神，同时，采取积极宣传和鼓励的方式来引导同学自愿加入这一部分的课程设计。设计任务依据当年的竞赛下达任务条件而定。五人一组为一队，设队长一名。小组成员可以根据各自的特长和兴趣来分工合作，执行中采取“传、帮、带”的形式进行。由于设计任务有一定的难度和复杂性，为了使学生较快“入戏”，请教有参赛经验的上届学生“传”授经验，主要包括团队合作的要点、软件的学习、方案的确定等方面；同组同学之间互相“帮”助解决实际问题及各组同学互相“帮”助解决共性难点问题。小组内自学能力、自主能力强的同学“带”动稍弱的同学，整体相对较强的队“带”动较弱的队进行设计。采用不同的设计题目和内容，符合了不同学生的“口味”，一方面提高了学生的学习积极性、学习自信心和团队协作能力；另一方面有效地避免了设计抄袭、代做的现象，形成以学生为主体，以教师为指导的良好设计氛围。
2.采用灵活丰富的设计教学手段
由于常规的课程设计时间为两周，若设计全部采用手工计算、手工制图进行，很难高质量的完成设计任务。因此，构建灵活丰富的设计教学手段是十分必要的。主要采取以下方式进行教学改革实践：
（1）提前下达任务让学生做好早入手准备，比如提前学习化工仪表及自动化和化工制图等课程的部分内容，能达到理解和会识图的目的。并利用课余时间与学生交流，解决问题，引导正确的学习方法和增强自信心。
（2）在理论课教学中，注意结合课程设计相关知识采用案例式、启发式等教学方法教学，适当训练计算能力，达到理论与实践的有机结合；在实验课教学中注重对现场设备仪表及工艺流程的观察和指导，从而使学生在理性和感性认识上有一定提高，使学生感到题目来源的真实性，增加设计的兴趣，而且更有利于培养学生的工程观念，为课程设计做好铺垫。
（3）有计划、有步骤地指导学生关于AutoCAD、Aspenplus等相关计算机软件的自主学习。布置辅导学生学习AutoCAD，网上下载教学视频，提供几个与课程设计有关的网站等。
（4）紧密联系生活实际，引导学生观察生活中身边地现象，树立工程意识。比如，教室里供热的换热器类型、结构、适用条件、规格、安装位置等是如何确定的；要保证教学主楼十楼在高峰期正常供水应如何选泵等等。通过引入生活中息息相关的小例子，使学生进一步意识到化工原理课程的重要性及实用性，提高学习的积极性，培养学生善于观察、善于思考的良好习惯。通过在课程设计的实践教学环节中采用灵活丰富的教学手段，削弱学生对设计的恐惧和依赖心理，增强了学生的求知欲望，从而大大提高实践教学的效率，为学生按时完成课程设计提供保障条件。但要注意，要防止学生对软件产生依赖心理，而忽视了对课本基本知识的掌握和计算基本能力的练习。
3.考核方式多元化，促进学生综合素质的提高
针对以往考核方式存在的问题，依据过程与结果并重的原则，以重知识的综合运用和“工程”观念的设计能力培养为主，采用切实可行的多元化考核方案，使学生的主体作用和教师的主导作用能有机结合，提高教学质量。
（1）针对同一题目不同设计任务的同学，实行多方位、立体化综合评价体系，设计期间定时及不定时地检查设计进度和内容，达到及时发现问题及时解决和及时发现错误及时纠正的目的。一方面督促了设计进程，另一方面检验了学生对知识的掌握和应用情况。同时，通过当面问答的形式避免了抄袭或替代设计的过程，对答辩成绩采用“化整为零”的方式进行评价，以“段段清”的方式进行答辩考核成绩评定，即将答辩环节渗透在设计的整个过程。最终结合学生平时学习主动性、积极性和图纸、说明书情况给出总成绩。
（2）针对参加化工竞赛的同学，考核方式采用“总分”结合的形式。“总”为小组作为一个整体总得分情况，主要从设计的系统性、完整性、规范性、创新性和最终团队答辩情况而定。“分”为小组中每个学生独立完成任务情况、参与积极性和个人答辩情况。答辩过程按照参赛标准进行，小组“总”成绩占每个学生总成绩的40%，学生独立设计成绩占学生总成绩的40%。个人创新占学生总成绩的20%，主要包括设计方案的确定、新技术、新材料的应用、相关软件应用、节能环保及经济性评估等方面有创新或突破。针对不同设计任务，采用的考核方式虽有所差异，但总体上均较合理、公平、公正地反映了学生的综合成绩，同时促进了学生知识、能力、素质的协调发展。通过近四年的教学实践和改革，教学质量得到了一定的提高。参加大赛同学取得了优异的成绩，得到了校、院领导的肯定，学生整体设计水平明显提高，具备了一定的化工PID识图、制图能力，为后续的专业课学习、生产实习和就业打下良好的基础。
三、结束语
关键词：化工原理课程设计；改革；工程意识
1化工原理课程设计教学存在的问题
化工原理课程设计目前存在诸多问题：一般专业未开设大多软件课程，学生不能进行模拟计算，设计效率低；学生缺少查阅工具书意识，且工具书有限，生搬硬抄教材较重，无法提高学生分析和解决工程问题能力；青年教师缺乏设计经验，指导能力尚需提高；教师指导人数多，学生面临末考压力，影响师生沟通；选题面窄，验证性设计题目多；学生缺乏工程观念，与工厂现状关联少，难以培养学生创新思维和工程意识；设计时间紧、任务重，完成质量不高；考核简单，多以说明书和图纸为评判依据，不能真实反映学生设计能力。基于以上原因，利用课程设计环节培养学生创新精神和解决实际问题能力的目的未能较好达到[3]。
2化工原理课程设计指导流程改革
现有化工原理课程设计指导流程一般是指导教师集中开动员会，下达并讲解任务指导书，课程设计要求，按学号进行分组，后续集中指导交流机会少，学生有问题得不到及时解答，入手难，设计进度缓慢等问题，就此对课程设计指导流程进行了细化改革。
2.1了解学生情况
在课程设计分组前，对学生情况了解非常重要。需对学生进行归类，如组织领导才能、有一定威望、学习成绩好、学习比较欠缺、计算能力较强、办公软件使用熟练、模拟绘图软件熟练操作等方面进行了解，此可避免各小组间较大差距，可充分调动小组积极性和团结协作，分工协作进而可减少指导教师工作量。
2.2提前动员准备
教师可将设计题目、设计框架穿插在化工原理理论课教学中，介绍设计思路和实际经验，有意识让学生积累工程素材，要求学生利用课余时间根据设计题目搜集资料，培养学生文献资料检索和搜集能力，学习CAD绘图等技能，提前做好初步动员，积极引导学生复习和补充设计所需的有关知识和技能，可合理分配利用时间，解决课程设计时间紧、任务重的问题。
2.3选题
在进行课程设计开始时，结合理论知识的基础，把控好设计的难易程度，也可根据工厂情况涉及各种单元操作与生产一线联合选题，设计与生产实际贴近的合理设计题目，选题符合本科教育要求，难度适中；符合学生实际知识水平和能力，经过努力能顺利完成设计任务。
2.4分组及选组长
指导教师了解学生基本情况后进行分组，学生可在一定前提下自由组合。学生推举组织协调能力较强的组长，指导教师与组长交流讨论，组长选择副组长，余下的同学自行选择组长，教师再根据小组成员不同特点进行适当调整。每个小组成员最好有专长，如工程计算、CAD绘图或模拟软件使用等，利用各组员长处承担相应设计任务，团队协作完成设计。
2.5设计任务书
正式开始设计前，召开全体学生动员会，集中将设计内容和要求详细阐明，并对设计任务书进行详细讲解。设计任务书是课程设计的方向和依据，一般包括以下内容：设计题目、设计参数、设计目的及内容、设计说明书内容、进度计划、考核方法等。设计任务书应详尽具体，让学生对课程设计所有内容一目了然，且难易程度与学生水平应相当。
2.6集中交流与过程考核
开展有效的辅导交流，可加强各小组交流学习，了解每个学生在团队中的表现，能强加过程考核，并督促把握各小组设计进度，还可很好解决指导教师不足问题。各小组围绕设计思路及进度、存在问题、后期方略开展单独交流。由组长总体介绍，每个组员分管工作介绍，检查学生设计思考情况，指出设计中的不足，以利于以后改进，提出后期工作安排。
2.7正确指导和监督
教师首先对设计思路进行引导，设计过程中确实遇到问题，先由小组内开展讨论分析，确定无法解决后，教师再从旁协助，引导启发，并解决问题。除约定时间集中答疑外，还可通过电话、短信、QQ及微信等手段进行辅导答疑，记录学生提问积极性以用于监督和考核。教师要及时掌握学生设计进度和动态，对设计过程中表现积极地学生适当加分。
2.8考核与答辩
根据学生在设计中综合表现进行考核评定，采取教师审定、小组互评、过程表现与答辩相结合的方式，成绩评定按百分制记分。通过答辩，考核学生设计思路和设计态度，设计方法是否掌握，是否有抄袭现象，对知识掌握及运用情况，主要考核解决工程实际问题的能力。
3化工原理课程设计的改革与探索
3.1精心选题，加强工程实践性
设计题目要能综合应用所学知识，依据实习基地和个人科研项目而选择合适项目，紧密联系化工生产实际和学科前沿。选题时要结合学生专业特点，在给定物系要求、操作条件、设备要求等方面做到多样化，且有一定难度与深度。通过课堂和工厂现场教学，加强学生工程实践能力锻炼，使其对单元操作、生产工艺和设备等有初步认识，而利于设计顺利完成。
3.2改革指导过程，加强监督
辅导答疑坚持以学生讨论为主，教师从旁协助原则。遇到问题先组内讨论，无法解决时教师再引导启发至解决问题。集中辅导时，教师将设计共性难疑点详细讲解；小组单独交流时，围绕设计思路及进度、存在问题、后期方略交流，还可通过网络等进行实时辅导。指导教师应了解各学生表现，实行阶段性检查，辅导过程以学生为主，培养其分析解决问题能力。
3.3加大计算机应用，强化软件应用能力
目前，课程设计手工计算较多，耗时费力，准确性不好，使用计算机辅助设计显得尤为重要。可利用Excel、Origin和Matlab等对数据选取、核算和绘图；利用Aspen、ChemCAD等对物性参数、热负荷等选取和计算；利用CAD、ChemCAD等绘制流程图、人流物流等；利用Plant、CADWorx等进行配管、三维图绘制等。对于工艺计算和绘图软件，教师应在课程设计前一学期介绍，学生平时加强自学练习，可充分发挥学生自主学习和独立思考精神，提高计算机运用技能和专业知识综合运用能力[4]。
3.4提高教师水平，锻炼指导能力
化工原理课程设计水平与指导教师直接相关，教师的实践教学能力是提高设计环节教学质量的关键。年轻教师工程实际训练少，教学经验不足，对工艺流程、设备结构、车间布置等不熟悉，故提高青年教师指导水平尤为重要，可利用暑期实践活动到学生实习化工企业进行历练，参加实践基地建设及校企项目合作，精选部分具有企业工作背景或设计经验的教师和优秀校友开展双导师制课程设计，不断提高教师的指导能力和水平。
3.5改革评价体系，体现公正
将小组互评、学生自评和教师审定相结合，平时讨论表现和答辩相结合，考核贯穿设计过程始终，最终成绩需考核学生知识掌握情况、分析解决问题能力、计算机应用及文字组织能力等。采取平时表现（5%）+过程考核（15%）+说明书（15%）+图纸质量（20%）+难度和创新性（5%）+答辩表现（40%）来评定学生成绩。从设计态度、考勤、学习表现、提问释疑情况，交流表现、资料掌握，说明书质量、图纸绘制及软件应用等审定。答辩时要求组员对自己工作做出说明，结合小组成绩和个人表现，给每位同学评定成绩，做到合理公平。
3.6鼓励参加设计大赛，以赛促教
积极鼓励学生参加各类科研活动及化工设计类实践和竞赛，“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛、“三井化学杯”全国大学生化工设计竞赛及省校级制药、化工类设计大赛，通过参加这些设计大赛，学生能很好地将理论和实际相结合，计算机水平显著提高，工程概念、创新意识和工程意识显著增强。
关键词 整体化教学；化工机械；工程实践
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）09-0098-02
Teaching Exploration of Holistic Teaching Model on Chemical Mechanism Basis for Non-mechanical Engineering Specialty//Li Huifang
Abstract Chemical machinery is a comprehensive mechanical course. The paper is based on the problem existing in the process of teaching and engineering application， the concept of holistic teaching model was proposed. It sets forth in 3 ways， consists of holistic teaching content， integration on classroom teaching and curriculum design and holistic on classroom teaching and practice. The aim is to improve the understanding of the course for the students of the non-mechanical engineering speciality， and obtain the best teaching efficiency.
Key words holistic teaching； chemical machinery； engineering practice
1 引言
化工设备机械基础是一门综合性的机械类课程，内容几乎涉及过程装备与控制工程专业的全部专业基础课和专业课[1]。由于该课程内容涉及广泛，要真正学好这门课程，培养学生具有工程意识和创新能力，在实际教学中有一定的难度[1]。因此，应当适当变换教学思路，从课程建设体系出发，注重课程的整体化教学模式，从成套设备的整体化概念为切入点，加强在教学过程中的工程实践，就有特别的意义。
2 目前化工机械基础课程的教学模式
化工机械基础课程在北京化工大学针对化工专业和材料专业的学生开设的，在编写教材时考虑到学生对所修专业的适用性，将整本教材分成三部分：第一部分为工程力学篇，第二部分为化工设备设计基础篇，第三部分为机械传动篇。三部分相互独立又相互联系。但是关联性不强，更像三门独立的课程，只不过在后续的学习过程中要借用到前面的知识。这样，学生在学习过程中总有一种不系统、凌乱的感觉。如何从培养学生工程观点的角度更好地整合课程，优化内容，是教学改革的一个重要方向。
3 整体化教学模式的改革
所谓整体化教学模式是指在教学过程中从成套设备概念入手，将成套设备的设计理念和设计方法贯穿在所讲授的教材中，从而可以在教学过程中加深对所学内容的理解，培养学生工程实践观点，提高其创新思维。要系统地实施整体化教学模式，必须从三个方面入手：首先是教学内容整体化；其次是课堂教学和课程设计整体化；最后是课堂教学和实践整体化。下面就提到的三个方面具体阐述。
3.1 教学内容整体化
考虑到目前教材编排上存在的一些问题，应在教学内容和编排顺序上做适当的调整。
首先，应在绪论部分将化工和材料专业常用设备提出来，指导学生理解要完成成套设备的设计需要哪些东西？哪些东西是已经知道的？哪些东西是未知的，需要在未来的学习中进一步了解和掌握的？这样学生首先对设备就有了一个感性的认识。
其次，在工程力学的介绍过程中要经常介绍一些典型设备的力学模型，介绍这些模型是如何根据力学知识简化的，而不是干巴巴地介绍一些与设备脱节的杆件。这样学生会觉得他们学习的力学知识是可以解决实际问题，可以理论联系实际的。
再次，要开发一些与成套设备相关的计算机分析软件，展示典型化工设备模型图片、典型化工设备及制造现场照片、现行压力容器和化工设备的设计标准、化工设备图示例等[2]，对不宜在黑板上描述的工程实例进行现场计算和分析 [3]。
最后，要在第二篇增加成套设备设计的内容，而不是目前教材上的设计理论。这样学生就把工程力学的知识贯穿到设备设计中，同时又熟悉了设计理论和设计标准，对以后从事相关专业是一次很好的训练。
3.2 课堂教学和课程设计整体化
将课程设计贯穿于理论教学中[4-5]，具体做法是将课程设计分解成计算和绘图两个步骤，其中计算步骤可以在课堂教学中完成。按照教学内容整体化的概念，在绪论部分提出课程设计的任务，课程设计的设计内容和设计过程，让学生对课程设计有个了解，引起学生对设备设计的兴趣。在第一部分工程力学介绍完后，学生根据所学力学知识，完善对设备力学模型的建立。学习化工设备设计基础之后，学生针对设计条件选择设备材料，确定筒体直径和壁厚并根据工艺条件选择相关的标准件。结合教学内容整体化中成套设备的设计，指导学生将设备设计部分的计算完成。在课程设计阶段，让学生把整个设计过程重新梳理一遍，完善设计过程，然后绘图并整理课程设计说明书[4]。
3.3 课堂教学和实践环节整体化
在传统教学模式中，教学过程和实践环节是脱节的，时间上存在一定的错位。而化工机械基础课程中将近有一半的知识涉及设备问题，而非机类学生直接接触设备的机会不多，对工程问题认识上存在一些欠缺。所以必须努力为他们提供一切实习的机会，并将实习的过程穿插于教学中。将实习安排在教学中，可以将理论教学与实践过程真正地联系在一起，学生可以带着课堂上问题参加实践，或将实际的问题拿到课堂上去解决，这样可以加深学生对化工设备结构的理解，培养他们对本课程的学习兴趣[6]。
整体化教学模式在教学实践过程中的实施正在逐步进行，相信通过这样的改进可以进一步丰富学生的工程实践观点，充分发挥这门课程在后续学习中的作用，提高学生的学习积极性，改进教学效果。
参考文献
[1]李慧芳.提高化工设备机械基础课程教学效果的思考[J].中国现代教育装备，2011（15）：92-93.
[2]董俊华，赵斌，张及瑞.化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J].化工高等教育，2011（1）：17-19.
[3]陈连，王元文.化工设备机械基础教学改革的若干尝试与实践[J].化工高等教育，2007（1）：128-129.
[4]董俊华，张及瑞，高炳军.“化工设备机械基础”课程设计教学改革的研究与实践[J].广州化工，2011，39（4）：152-156.
关键词：《过程设备设计》；课程设计；教学改革
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）49-0045-02
一、引言
《过程设备设计》课程是过程装备与控制工程专业的一门专业必修课。“过程设备设计”课程设计是与该课程配套的一个重要的实践性教学环节。通过在教师指导下进行设计训练，培养学生熟悉设计方案的分析论证、结构设计、设计规范以及机械制图等方法，为今后的工作奠定良好的基础。为此，怎样搞好课程设计教学，巩固学生所学的基础知识，培养学生理论联系实际、全面分析问题、解决问题的能力，是我们应该深入讨论和研究的重要议题。
二、课程设计前的准备工作
1.做好选题工作：课程设计指导中重要的环节之一是选题，指导教师在确定课题时应明确培养的目标。题目要能综合应用专业课知识，通过对生产流程中上游工艺要求的分析，来论证过程设备的总体设计方案、确定设备整体结构的型式、并进行主要零部件的结构和强度设计计算，查阅相关规范和标准并编写相应的设计说明书等，掌握过程设备的设计内容、步骤和方法等的一般设计规律，为下一年度的毕业设计打下基础；其次，题目的深度和工作量应当适中，既要保证学生能尽可能多地用到所学的理论知识，又要顾及到学生目前的设计水平和进度，以确保学生能按质、按量、按时地完成所给的设计任务。
2.及早布置设计任务：虽然是在理论课程授课之后进行课程设计，但是有关课程设计的要求完全可以在理论课授课过程中穿插讲授，并同时下发课程设计任务书和指导书，进而改变以前先课堂教学，再布置设计任务，让学生在两周内集中设计的教学秩序。以往教学秩序导致学生最终不能按时完成，或虽按时完成，却不能保证设计质量。为确保学生在规定时间内能保质保量地完成设计任务，应该及早让学生清楚设计的任务。
三、设计过程严把质量关
1.课程设计资料管理：以往采用电子文档形式提交计算书和图纸，虽方便了教师对学生的设计管理和文档保存。但往届学生的设计资料文档一旦流入下届学生手中，就会变成进行课程设计的模板。一部分学生将模板的设计计算书和图纸中的相关数据直接修改成自己的设计数据，根本不关心设备结构设计方法、所用计算公式的含义、相关规范的选用和化工制图的规范表达等设计的基本程序。故课程设计资料不能电子化，成为桎梏学生思想的枷锁。设计之初就应该明确计算书必须手算完成，图纸只能采用手绘，而不允许采用专业软件。
2.强调学生的主体地位：我们分组设计不同的题目，每5人分成一个小组，并指定小组长。每组的过程设备的尺寸和材料各不相同，但总体方案是可以相互借鉴的。小组成员可在一块查找与设计有关的书籍、资料，碰到问题互相讨论、学习，先在小组里解决掉一部分设计疑问。剩余小组中不能解决的问题，小组总结出来，教师再予以指导，加强了指导的针对性。
3.发挥教师的引导作用：设计全过程教师只是发挥引导作用，应以学生自主设计为中心。引导学生清楚设计步骤，提高独立分析、解决问题的能力；教师不能只止步于让学生“学会”，而是应引导学生“会学”；遇到疑难问题时，教师应通过典型案例分析，形象地引导学生对基本理论知识的理解，启发学生的思路，培养学生的工程意识。改变以往教师全盘托出、学生依葫芦画瓢的传统方法。
4.重视课程设计总结与提高：课程设计后期，组织学生开一个课程设计总结交流会，让每个小组说出自己在课程设计中遇到的问题及解决的方法、收获与体会，设计中需进一步完善之处，各组之间相互探讨，教师作适当的点评。通过交流，使学生对设计内容的理解更加深刻，对工程设计的方法更加清晰。
四、设计时间合理安排
原课程设计安排在理论课结束后的两周进行，此时其他专业课程也即将结课，学生既要进行高强度的课程设计，又要分心复习其他课程的考试。急于完成设计任务，没有足够的思考时间，甚至出现抄袭现象等。考虑到同其他课程在时间上的协调，我们将这门课程设计安排到第六学期所有课程考试结束后的两周时间。
五、完善课程设计考核方法
以前主要是根据学生在设计期间的表现，计算书和图纸的完成情况，答辩时对重要知识点等的掌握程度，最终给出学生的成绩。这种考核方式存在一定的弊病，一方面，个别同学抄袭、甚至拷贝同组的计算书和图纸，并经重新整理后，版面比原创者编写的更规整；另一方面，只有两周时间的课程设计，某位学生是积极设计还是应付差事，教师难以精确把握。会得出一些不公正的结果，使学生的学习积极性受到挫伤。故我们在考核中采用了以下评定方式。
1.学生自评、互评和教师讲评相结合：学生完成设计任务后，先自我检查设计计算书和图纸，总结归纳存在的错误和不理解的问题，形成“自评”；之后随机分配合作同学，给对方的设计进行审查，最后给出评阅意见，形成“互评”。根据上述自评和互评情况，指导教师有针对性地再次检查学生的设计，找出设计中没有掌握的知识点，与学生进行讨论，形成“讲评”。自评、互评对学生而言是一种行之有效的“自我引导”和“相互引导”方式，极大地提高了学生学习主动性和独立思考能力。教师讲评总结设计中存在的共性问题，并充分了解了当前学生掌握知识的水平，为公正的评定设计成绩提供参考依据。
2.将自评、互评作为成绩评定依据：评定最终成绩时，除依据平时表现、计算书、图纸和答辩情况外，还应将自评、互评情况也作为评分的一部分依据。指导教师给出自评、互评的评分规则，学生根据所给的评分规则进行自评、互评，得出具体的评分结果；教师根据评分结果给参加互评的同学加分或减分。自评时抄袭他人不知其所以然，互评时根据评分人查出问题的多少，给自评同学减分，给评分同学加分；反之，评分人无能力查错，则给评分同学减分。
六、结语
《过程设备设计》课程设计教学改革的目的在于激发学生主动的学习态度，培养学生工程设计的实际能力。要想搞好课程设计，必须充分发挥指导教师的引导性和学生的主动性，做好设计前期安排、设计中期的质量进度控制和设计后期的考核管理工作。只有这样才能保证课程设计质量，达到最终训练的目的。
参考文献：
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[3]毕明树，喻建良，李志义.“过程装备与控制工程”专业的知识结构分析和课程体系设计[J].化工高等教育，2001，（4）：22-25.
以化工原理为代表的化工原理系列课程是化学工程与工艺专业本科生必修的专业基础课中最重要的课程，起着由“理”及“工”承上启下的桥梁作用，其教学目的就是培养学生运用所学知识分析和解决化工单元操作中实际工程问题的能力。化工原理系列课程包括：理论课、实验课、生产或仿真实习和课程设计四个环节。其中化工单元操作过程设计方法、操作原理及其计算是理论课程教学的重要内容，而迅速准确地进行工程计算是课程设计的基础，所以组织好化工原理理论课程教学是落实化工原理整体教学的关键。目前，化工原理主要授课内容：流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、传热、精馏、吸收、萃取、干燥等单元的基本概念、原理和工程计算方法，而通用过程模拟软件中几乎包括所有常见的化工单元基本模块，在讲课过程中，教师可以在讲授基本原理后，使用软件中的相关计算模块对其工作特性进行模拟展示。
东南大学化学化工学院肖国民、李浩扬[3]等，利用Fluent、Aspenplus软件应用于讲授和解决“三传”问题。其中利用Fluent软件，对固定床反应器进行动量模拟，结合反应动力学模型和对流传热模型等，研究反应器内一氧化碳与硝酸二乙酯偶联反应，从而获得反应器内速度、温度和各物质浓度的分布情况，模拟结果与实验数据吻合良好。这一过程给学生清晰的展示了：不仅固定床反应器内部的“三传”均和反应的进行程度相辅相成，而且若想准确计算、设计或优化一个单元操作过程，实验情况与计算模拟必须相互反馈，相得益彰。利用Aspenplus软件对二苯基甲烷二异氰酸酯换热器进行设计和工程开发，与传统的换热器设计计算方法相比，结果具有可靠性高、计算用时少、绘图快、和各专业集成效应强等优势。通过对甲醇—水精馏过程模拟，说明该软件可用于质量传递方面的计算。教学实践证明，该方法不仅可以全面反映塔内物料组成、质量分布状况等工艺计算结果，而且还可通过系统内置板式塔或填料塔的各种塔内件参数，得到塔结构详细设计，另外学生还可以通过改变模拟计算条件，综合考察各因素对分离效果的影响，便于教学。
中国石油大学（华东）化学工程学院刘相、王兰娟[16]利用软件：Mathcad、Aspenplus和AutoCAD与传统的课程设计相结合的教学方式，简化繁琐的计算过程，强化学生的工程意识和制图规范，使化工原理课程设计逐步走入规范化轨道。中国石油大学（华东）化学工程学院孙兰义，张月明[17,18]等，选择烯烃分离装置作为研究对象应用于化工原理课程设计教学之中，利用Aspenplus、ProII获得了最佳回流比、理论板数等重要数据，计算机教学的引入为化工原理课程设计教学注入了新的活力。江苏技术师范学院化学与环境工程学院张春勇，郑纯智[19]等利用Aspenplus软件在流体流动和输送机械、传热、精馏、吸收与脱吸中应用，在教学过程中使学生看到的都是工程实例，充分践行了理论联系实际这一教学原则。嘉兴学院生物与化学工程学院韦晓燕，谭军[20]等，山东科技大学化学与环境工程学院张治山、高军[21]等将Aspenplus过程模拟系统有目、有步骤地应用于化工原理系列课程教学，通过单元模型操作型问题、实际案例分析和课程设计三个阶段的训练，使学生加深对化工单元设计的理解，达到培养“知识”+“能力”型人才的目的。另外，北京石油化工学院化学工程系葛明兰，李翠清[22]等和安阳大学化工系李安林，张换平[23]等将ChemCAD软件应用与化工课程设计和简捷精馏模型，青海大学化工学院李晓昆，张宏[24]等将ECSS软件应用在板式精馏塔工艺计算中。华南理工大学化学与化工学院郑秀玉，李琼[25]还将过程模拟系统应用于化工仿真实习教学的改革与实践当中，取得了宝贵的教学经验。实际工程问题的解决方案通常是多方面因素综合，且呈非线性关系作用的结果，解答需要经过多次运算与讨论分析。如操作型计算，尽管与设计型应用的原理是一样的，但是因为思考问题的角度不同，使得此类问题复杂、灵活，综合条件的选择计算不是一次完成，而是需要多次试算，反复迭代，加之公式复杂，计算步骤繁多，计算量很大。模拟软件的应用是解决这类问题行之有效的捷径，既帮助学生加深了对各化工单元的认识与理解，又培养了他们解决实际工程问题的能力。
2在化学反应工程、分离工程教学中的应用
化学反应工程和化工分离工程皆为化学工程与工艺专业本科生必修的专业基础课程。其主要研究内容的共性为过程开发、工艺设计以及实际生产操作过程中遇到的工程问题。在化工生产过程中，化学反应是生产的核心，而分离过程则是其前的原料净化和其后的产品精制，一般来说分离装置的费用占总投资的70%以上。过程模拟系统中，基本上包含了教学过程中所包含的各式反应器模型，另外系统还集成了用户自定义模块，用户可根据实际需求二次开发反应器模块子程序。而对于化工分离过程的模拟无论是从可模拟介质的种类和塔器的形式上，还是从模拟结果的精度上，都堪称化工模拟技术发展的代表。如：在AspenPlus中用于模拟所有类型的多级汽-液、液-液平衡为例，其计算分为简捷、严格法两种。简捷法计算单元模块库有三类：简捷法精馏设计、简捷法精馏核算和石油简捷蒸馏。
严格法计算单元模块库有六类：严格精馏、复杂塔严格精馏、石油严格蒸馏、基于质量传递速率蒸馏、严格间歇蒸馏和严格液-液萃取，每一类单元模块库中又有多个以进料、加热器（冷凝器）和侧线物流等不同组合形式，如：严格精馏不仅可用于两相(汽-液)计算，还可用于三相(汽-液-液)计算，即可模拟：普通蒸馏、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精馏、平衡和反应比例控制蒸馏等工艺过程，而石油严格蒸馏库中就有近50种形式可选，所以过程模拟系统不仅可以满足化工分离工程课程主要内容的需要，而且对其后继石化、炼化等工艺课程，也有较大的帮助。天津科技大学王彦飞，朱亮等采用教学内容与AspenPlus软件相结合以提高教学质量，讨论环氧丙烷水解绝热连续搅拌釜式反应器模型的多解性，在课堂上非常快速直观的让学生清楚了解多定态现象以及产生的原因，有助于学生对反应过程的理解，并通过软件使用可以回答，“如果改变某些条件，那么对于结果有哪些影响？”这样的问题。南京化工职业技术学院化工系戴斌，徐宏利用化工过程模拟系统ChemCAD二次开发工具，在SO2转化反应器的工艺设计上，通过使用VBA语言编程，实现有复杂反应动力学方程的反应器工艺设计。变换不同的SO2转化工艺条件，计算得到与之对应的反应器体积，从而为装置技改、去瓶颈和优化提供依据。上海应用技术学院吴锡慧，郁平等对化学反应工程教学改革和实践，在实验中引入AspenPlus软件强化计算机应用，提高了学生们的设计和综合分析能力。该软件也正被学生用在大学生化工设计竞赛、毕业设计和科技创新等环节。
天津大学化工学院李士雨，齐向娟给出了应用ChemCAD模拟软件更新分离过程教学内容的初步方案包括：分离过程热力学、自由度分析的原理和方法、单级平衡和多级平衡模拟计算等。得出：无论从国内外化工分离过程教学内容的更新趋势上看，还是从工业界对分离过程教学内容需求的变化上看，在分离过程教学内容中增加计算机模拟分析方法是大势所趋。华东理工大学化工学院李伟，朱家文等采用模拟软件ProII在化工分离习题课上，同时改变热力学方法、闪蒸条件、压力等，完成不同条件下的多种闪蒸计算。进行丙烯精制塔精确计算可对塔操作参数进行多方案计算和比较，实现整体优化；通过调节操作参数实现产品的纯度和塔的能耗比较，在其之间建立量化概念，这对于思考许多分离基本问题是十分有益的。江苏石油化工学院朱建军、林西平等利用AspenPlus软件对醋酸与乙醇催化反应精馏塔进行模拟，回流比、进料组成、进料位置等对醋酸与乙醇收率的影响进行了分析，结果表明：运用AspenPlus软件可以有效、快捷、方便地模拟脂化反应精馏过程，结果可靠,精度高。江汉大学化学与环境工程学院吴宇琼将AspenPlus软件引入分离工程课程及实验教学中。通过演示软件操作录像、学习模拟经典实例等方法，使学生迅速掌握并使用软件，借此求解泡、露点及塔板数等。
广西大学化学化工学院秦祖赠，葛利等利用ProII对膨胀器的气体加工装置进行模拟，福建农林大学材料工程学院卢泽湘，范立维等利用AspenPlus对甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反应精馏工艺进行模拟，并进行教学演示和讲解。着重在混合物热力学性质的计算、多组分平衡分离过程计算上，真正做到了“严格计算”。同时指出软件对化工热力学、化工设计等课程的学习也会有较大的帮助，连续三年化工专业本科生对过程模拟系统的学习兴趣调查中“，学习兴趣强烈”的分别占到总人数：72.8%、83.2%、86.8%。将过程模拟系统应用于化学反应工程教学，避免了大量计算公式推导、复杂数值计算等问题，可以在少用课时的情况下，尽量全面地展示化学反应工程的核心内容。多组分多平衡级分离的严格计算，是设计分离设备和优化操作过程的必要计算手段，也是化工分离工程教学的主要内容。使用过程模拟系统，在进行MESH方程推导及基本算法介绍的同时，使得塔的精确计算和将热力学中相对独立的知识运用到具体的分离过程中，解决其工程实际问题成为可能，并且可以对塔的操作参数、分离要求和设备投资、运行费用等问题进行分析计算，极大地提高了学习的深度与广度，使学生更加主动积极，综合分析和解决实际工程问题的能力明显提高。
3结语
关键词：化工原理、发酵设备、工程设计、工程制图
基金项目：吉林农业大学校级优秀课教改示范课《化工原理》
中图分类号： G42 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-02-0193-1
随着二十一世纪高科技的发展，很多农业院校都设有生命科学院，通常都设有生物技术专业、生物工程专业、生物制药专业，这些都是二十一世纪的一个重要发展方向。就专业而言，生物工程与生物制药是工科，而生物技术专业是理科专业，人材培养方向是在生物技术领域的科学研究。现在的本科学生就业中有相当一部分人要走入工厂，进入到生产第一线，需要的是工程技术的基础理论与实践。我校根据这一特点，经过了十余年的教学积累，多次修改人材培养方案，调整教学内容，将生物技术专业加进了《化工原理与发酵设备》这门课。为学生就业打下了良好的理论基础。
1 化工原理课在生物技术专业中的重要性
我校现设的生物技术专业属于理科专业，人材培养方向是生物技术领域的科学研究。在校所学内容都属理科课程。最初我校设置专业时，没有开设化工原理课，相关的专业课开设了发酵设备。因为没有开设化工原理这门专业基础课，教学效果很不理想。后来改增化工原理课程60学时，造成整体课时过多的现象。经历了几届的教学，我们将化工原理与发酵设备合二为一，合计上60学时，这样有机的结合在一起。缩短了教学学时数量。使生物技术专业的学生在学理科的同时也可以学到工程类专业相关的基础知识，达到了教学目的，效果很好。
2 化工原理与发酵设备理论内容的整合
化工原理是一门专业基础课，而发酵设备是专业课，考虑到适应于工厂的需要，我们将两门课合在一起，一共60学时，在有限的学时内，我们将化工原理与发酵设备有机的结合在一起。化工原理上30学时，主要讲授流体、传热、非均相物系、干燥、蒸馏、共计五章，重要讲授其基本原理。
发酵设备是专业课，主要讲授发酵行业所涉及到的所有设备，授课重点是设备的结构、工作原理以及主要设备发酵罐的设计计算。使学生掌握发酵行业常见的设备的使用原理及特点，会进行设备选型，具备能够初步设计工厂的能力。
将两课合为一体，可将化学工程的基本原理与在发酵行业上的应用结合起来讲授，将二者有机的结合，使学生能够掌握最基本的工程知识，同时，还要掌握工业化生产设备的使用情况。为毕业后走向企业打下了一个良好的基础。
3 丰富多媒体的内容，提高教学质量
化工原理与发酵设备有一个共性的东西，就是需要实践性强，而在校学习期间不可能有大量的时间与精力去企业。我们采用多媒体授课，重点是放在动画与图片上，通过收集、制作大量的动画与图片，来丰富感性上的知识，使学生能够更好理解，达到提高教学质量的目的。由于是两门课合在一起上，这样在讲授中，可以减少对相同内容的重复，尽可能的传授更多的知识。通过几年的教学实践，效果很好。
4 教学实习使学生理论与实际相结合
该课我们安排了一周的教学实习，在课程结束时，我们下工厂进行现场实习，走进生产第一线，对设备进行了解，对操作进行了解，了解工艺与设备之间的关系，了解设备对生产实际的重要性，了解理论与实践相结合的重要性。对学生，我们有实纲，实习要求。通过向工人师傅的学习，询问，可以使学生将所学理论与具体的生产实践相结合，以达到良好的教学目的。
5 课程设计使学生增加工程设计与工程制图的基础知识
该课程还安排了一周的课程设计，我们选择发酵罐，依据现场的实际数据，对设备进行设计，然后用计算机进行工程制图。通过课程设计，使学生达到以下几个目的：
5.1 掌握专业设备的设计计算能力
通过我们的实习，得到现场的第一手资料，再依据理论来计算设计发酵罐，以达到依工艺条件不同而设计发酵设备的目的。
5.2 掌握工程制图的基本知识，训练绘图能力
选择两个内容，一个是发酵罐的结构条件图、一个是发酵工段的工艺流程图。通过制图来掌握本专业所需的最基本的工程制图知识。
5.3 掌握计算机绘图的能力
现在的工程制图都是用计算机完成的，学工科的学生应该掌握这个基本能力，通过该课程设计使学生掌握计算机制图的基本原理及基本方法。
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。
【关键词】化工原理；蒸馏；教学方法
【Abstract】The Principles of Chemical Engineering is the core course for students studying in chemicals； Also， it is an application course with the focuses of practicality and engineering questions， both theory and practice are equally important. Taking the distillation section as an example ， in view of the existing problems in teaching The Principles of Chemical Engineering， the theory of teaching infiltrates into practical issues and theoretical knowledge existing in practice teaching is put forward. Using the method of theory、experiment、course design、chemical process simulation and production practice as much as possible to teaching effectiveness.
【Key words】The principles of chemical engineering； Distillation； Teaching method
化工原理是化工及相关专业的专业基础课，以流体流动与设备、传热及传质分离技术为重点的各单元操作广泛地应用于化工、石油、轻工、食品、冶金工业等行业，是解决工程实际问题的重要工具之一[1]。如何让学生更好地掌握这么课程并能应用于实践成为了一个重要课题。本文以精馏单元操作为例，讨论化工原理课程教学的具体方法。
1 基础理论知识的积累
蒸馏是最早实现工业化用来分离液体混合物的典型单元操作，广泛应用于食品、轻工、炼油、化工及环保等领域。精馏操作由于其回流装置，一度被认作最完美的单元操作。为了日后能够分析和解决化工生产中的有关实际问题，就必须掌握必要的基础理论。如精馏的原理、气液相平衡关系、理论板与实际板概念、恒摩尔流假设、全塔物料衡算、操作线方程、理论塔板数的确定方法、进料热状况参数及其对理论塔板数的影响、最小回流比及适宜回流比的选择及影响、确定塔高及塔径的方法、板式塔的不正常操作及其影响等。
2 精馏塔的操作实验
化工及相关专业学生在掌握了必要的理论知识的基础上，要理论结合实际，具备实验研究的能力，包括影响重要工程因素的分析和判断能力；实验方案和实验流程的设计能力；进行实验操作、观察和分析实验现象的能力；正确选择和使用有关设备及测量仪表的能力。
学生通过精馏塔的操作实验，不仅可以对精馏塔内构件有直观的认识，还可以直接动手操作及调节。在达到一定质量指标和产量指标的前提下，进行精馏过程的稳定操作，同时还可以观察到液沫夹带、漏液、溢流液泛等现象，并独自思考动手解决这些问题。除此之外，还可以人为地调节由于塔顶采出率D/F过大所引发的现象及调节方法；塔底采出率W/F过大所引发的现象及调节方法；进料条件变化所引发的现象及调节方法；分离能力不够所引发的现象及调节方法等[2]。让学生对精馏操作积累全方位的实操经验，并且使基础理论知识得到一次升华。
3 以实验数据为基准进行课程设计
精馏过程工艺设计是化工及相关专业必选的课程设计内容，是对精馏操作综合性和总结性的教学环节。通过设计可以加强对学生实践能力的培养，提高学生的工程实践能力、分析和解决工程实际问题的能力[3]。如何让学生真正成为设计的主体，独立思考、设计、总结设计内容而不仅仅参考所谓的“模板”而完成设计成为首要问题。
通过精馏实验所得数据精馏课程设计，反过来验证实验所用精馏塔。这一思路虽然限制了设计题目的广泛性，却与实验环节有了连接，一方面促进学生实验的积极主动性，另一方面为学生设计出的精馏塔的准确与否提供了依据。通过给定物系、指定条件下进行一系列的、较为全面的化工工艺过程的计算，得出理论塔板数、进料板位置、塔板效率、塔高等一系列参数，并与实验所用的精馏塔进行对比，让学生自主分析误差存在的原因。力求通过这一环节的训练，不仅让学生受到一次化工专业设计方面的基本训练，更培养了学生理论联系实践、自主分析和解决问题的能力，使学生对精馏操作的感性和理性认识得到一次升华。
4 精馏塔的仿真操作训练
化工仿真实训系统再现了一个真实的化工过程，通过仿真实习，能使学生更深入地了解生产装置的工艺流程；理解理论与生产实际相结合，是最贴近企业生产的教学环节。学生通过仿真操作不仅可以观察到精馏塔的构造及其工艺流程，还可以观察到精馏塔内的流体力学状态，进而能够独立地进行精馏开、停车，能进行实际操作达到规定的工艺要求和质量指标，能及时发现并处理系统的异常现象与事故，并且判别工艺故障及进行适当的处理。
学生通过操纵和管理生产中流量、温度、压力、液位、组分等数据的生成和变化，认识到精馏操作过程及其原理；同时，掌握了一些常见事故的处理方法，减少突发性事故和误操作，为企业培养高水平技术人员奠定基础。
5 开展化工总控工职业资格取证培训
开展化工总控工职业资格取证培训工作是化工产业技术进步发展的需要。2014年教育部正在酝酿启动高校转型改革，尤其是专升本的普通高校将近有一半要转型职业教育，培养职业技能型人才的高校比例将大幅度提高。在这一大背景下，开展化工职业取证培训的工作便显得尤为重要，一方面，开展全方位的各层次的化工工种资格取证培训与考核，能够培养出一批适应于当今化工产业发展的高技能人才；另一方面，学生能够快速的适应企业发展的要求，对自己未来的岗位做好充足的准备。做为总控工考核的内容，精馏单元操作也是一大重点，尤其是在上机实际操作的考试中经常做为常考或必考科目。通过考核，学生可以掌握精馏操作规程、工艺技术规程、精馏塔设备及附属结构检查知识、精馏生产控制指示及调节知识、巡回检查知识等。对精馏操作工艺有了全面的、深刻的了解。强化学生职业能力的培养。
6 校外生产实习
生产实习是高等工科院校理论联系实际，培养人才计划的一项重要实践环节，是理论与实践相结合的有效方式。使学生接触工人，了解工厂，热爱自己的专业，扩大视野，提供感性认识的重要手段。通过生产实习，在工厂与工人接触，学习工人的优秀品质。在实习过程中对所学专业在国民经济中作用加深认识，培养事业心、使命感和务实精神，这更好的适应从学生到工作者做好准备；通过观察和分析化工产品生产过程，学习本专业的生产实践知识，对化工生产加深感性认识和理解；理论联系实际，用已学过和理论知识去分析实习场所看到地实际生产技术，使理论知识得以充实、印证、巩固、深化，体会书本知识的必要性，提高解决实际工程问题的能力；得到一次综合能力的训练和培养，在整个实习中，充分发挥学习的主动性和积极性。在生产现场虚心请教，积极思考，多方了解，在有限的实习时间里，使各方面的能力都得到锻炼。
【参考文献】
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[2]史贤林，田恒水，张平.化工原理实验[M].上海：华东理工大学出版社，2004.
《热工基础与设备》课程设计是无机非金属材料工程专业重要的实践教学环节。在面向卓越工程师教育培养计划要求下的目标，分析了现有课程设计存在的问题及不足。通过发挥指导老师的作用，改变教学模式，拓展设计内容，划分设计小组，以及综合评定课程设计成绩等措施与实践，从而达到课程设计教学改革的效果，以期为面向“卓越工程师教育培养计划”培养的专业课程设计教学内容的改革探索提供参考。
关键词:
卓越工程师;热工基础与设备;课程设计;教学改革
《热工基础与设备》课程设计是无机非金属材料专业学生重要实践教学环节，其教学目的是培养学生具有热工设备设计能力，也是“卓越工程师教育培养计划”中培养学生工程技术素质的实践环节［1］。因此，本文按照“卓越工程师教育培养计划”的总体要求，对《热工基础与设备》课程设计的教学内容进行了相应的改革与探索。首先从分析现有课程设计存在的问题及不足，提出课程设计改革的措施与实践，培养学生的工程设计创新意识与创新技能为目标，实现较理想的教学效果，以期为面向“卓越工程师教育培养计划”培养的专业课程设计教学内容的改革探索提供参考。
1《热工基础与设备》课程设计存在的问题
无机非金属材料专业的《热工基础与设备》课程设计目前普遍采用回转烘干机械设备作为设计对象，设计题目多为回转烘干机选型及干燥工艺流程设计。这主要是因为回转烘干机及干燥工艺过程的设计基本涵盖了《热工基础与设备》理论课程的主要内容［2］。目前，从《热工基础与设备》课程设计教学效果来看，还有以下问题:(1)学生缺乏对《热工基础与设备》课程设计的重视，学习状态不好，认为只要按照老师给定的计算步骤就能完成课程设计任务，草草了事，是一种被动的学习状态。一旦在设计中出现难题，不去主动查阅文献资料，寻找解决问题的途径，而是依赖指导老师的解答，导致教学效果不理想。(2)一些学生基础较差。部分学生在《热工基础与设备》课程内容的考试中还没有及格，对先修课程的基本要求都还没有达到，开展课程设计，必然存在综合应用能力较差，无法进行创新设计。还有就是，学生在大学一年级时就完成了机械制图课程，疏于训练，导致一些学生在绘图等方面都存在困难，出现图纸不规范、质量不高等问题。(3)课程设计完成时间安排较短。通常是《热工基础与设备》教学课程上完后，就安排一周的时间要求学生完成设计资料的查询，设备选型计算，绘图，编制课程设计说明书。可见，学生是在较短的时间内完成指定任务，难以达到较理想的教学效果。(4)设计与实践脱离，学生缺乏对工程知识和设计理念的掌握。这主要表现在学生对回转烘干机各部件、燃烧室、收尘设备、管道布置等缺乏工程认识。学生在进行课程设计时，易出现照抄文献中设计资料，课程设计敷衍了事，难以达到预期的教学效果和目的。(5)设计内容单一。课程设计题目多是回转烘干机及干燥工艺流程设计，仅有的差别是规模大小的不同。学生多参照以往的文献资料及设计模板进行抄袭式设计，难以达到培养学生具有热工设备设计能力的教学目的，这与“卓越工程师教育培养计划”的培养目标相悖。
2《热工基础与设备》课程设计改革与探索
2.1发挥指导老师的作用
原有的《热工基础与设备》课程设计，仅是让学生简单地按照要求完成课程设计任务内容，没有充分发挥指导老师的作用。指导老师应按照“卓越工程师教育培养计划”的要求来指导学生的课程设计，使学生知道，要成为一名卓越工程师，我们不仅要学习理论基础知识，还要将所学知识应用到分析和解决实际的工程问题。由于学生是初次接触到工程设计问题，很有可能不知道该如何入手工作，因此，指导老师要做好引导工作，在设计开始的第一天，把学生的主动性和积极性充分调动起来。同时，为了使学生能有组织性和纪律性，指导老师严格按照课程设计教学大纲及评定成绩标准，严把各设计时间节点的质量关，让学生重视课程设计的每一个环节。在课程设计指导过程中，要针对学生所面临的问题，有耐心地讲解，引导学生从工程实际出发，让学生了解到工程设计的计算结果不存在标准答案，而要看计算结果是否合理，设备选型是否正确等。在课程设计答辩过程中，要有针对性地对学生的设计说明书及图纸进行提问，培养学生的工程意识，增强分析问题和解决问题的能力，从而达到较好的教学效果。
2.2改变教学模式及拓展设计内容
为了增强学生对回转烘干机及干燥工艺流程的认识，指导教师可以先组织学生查询相关工厂设计资料。有条件的话，也可以组织学生去工厂进行实地考察，开展回转烘干机工艺流程方案的讨论，使学生了解到工艺流程与所烘干的物料种类不同而定。顺流式回转烘干机适用于初水分高并允许强烈脱水及对温度敏感的物料，如粘土、矿渣、煤等，而逆流式回转烘干机适用于终水分要求很低而又不能强烈脱水的物料或对温度不敏感的物料，如砂子、石子等。然后学生再根据课程设计任务书中给定的物料要求，烘干水分等条件，提出设计方案，对设计方案进行论证后，确定为本次课程设计的方案。《热工基础与设备》课程设计的题目可以拓展到玻璃窑炉的工艺设备设计，陶瓷坯体烘干工艺设计、流化床干燥工艺设计等等。学生可根据自己的兴趣进行选题，从而充分调动学生的学习兴趣，培养学生解决工程实际问题的能力。
2.3划分设计小组
划分设计小组可培养学生之间的团队协作精神。传统的课程设计教学主要是学生单独按时完成课程设计任务，存在以下缺点:一是时间有限，每个学生都将重复一部分设计内容，而在创新上没有较多的时间进行思考。二是学生遇到设计问题时，同学之间没有讨论及交流的意识，学生之间也不会形成团队合作精神。指导老师可以给每一个学生布置一个设计题目，然后按设计内容相近的学生组成设计小组(2～3人)。这既保持每位同学在设计任务上的相对独立性，又可让学生根据设计任务自行分解任务，明确组员之间的设计任务，营造团结协作的学习氛围。
2.4手工及计算机作图的应用
目前，CAD应用技术已广泛应用于各工程领域及机械设备的作图［3］。熟练掌握CAD技术已成为卓越工程师必须具备的基本技能。运用计算机作图不仅可以使学生掌握CAD技术的应用，减少学生绘图的工作量，而且又能将更多的时间和精力用在工艺流程方案的选择以及设备选型等设计工作上。手工绘图是检验学生的基本功和工程素质的重要手段，在一定程度上又可避免同学之间相互复制的现象。因此，在绘图过程中，要求学生用手工绘制一部分机械设备图，其余部分图纸则用计算机绘制。采用手工及计算机作图，这可以兼顾培养学生手工绘图及计算机作图的综合应用能力。
2.5调整课程设计时间
课程设计在时间及内容安排上进行适当的调整，让学生更加有效地去完成课程设计任务［4］。根据《热工基础与设备》理论课的特点，在学期的中后期，即在学习干燥过程与设备章节的理论部分时，可将设计任务书先下达给学生，让学生带着设计任务进行理论课的学习，这样将对设计中遇到的工艺方案选择、计算公式运用、设备选型等有深刻的认识。适当地把原来的课程设计时间由1周调整为2周，延长学生设计时间，指导教师对学生有更多的指导及答疑时间，从而保证《热工基础与设备》课程设计达到教学效果。
2.6综合评定课程设计成绩
课程设计成绩评定是实践教学的重要环节，也是对学生在设计过程中所做出的劳动进行一个评价［5］。指导教师要做到对学生在设计中所取得成绩的肯定，也指出学生在设计中还存在的不足之处，不能单一地只给出一个总体分数，让学生不知道自己今后在哪些方面还有待于进一步锻炼和加强学习。根据《热工基础与设备》课程设计的特点。评定标准主要包括四个方面:平时成绩20%、图纸质量30%、设计说明书40%，以及答辩情况10%。由于课程设计讲求设计方案、结构设计等的合理性，在成绩评定标准中增加了学生对设计说明书答辩情况的评定，可避免一些学生在设计过程不认真、抄袭等现象的发生。
3结语
《热工基础与设备》课程设计是培养面向“卓越工程师教育培养计划”的化工材料类卓越工程师的重要实践教学环节。通过课程设计的改革尝试，提高了学生对课程设计的主观能动性，增强了学生的设计创新及工程意识，培养学生团队协作精神以及分析解决工程实践能力，为学生下一阶段的毕业设计打下了夯实的基础，取得了良好的效果。
作者：杨林 单位：贵州大学化学与化工学院
参考文献
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［3］王忠祥.加强CAD教学，培养学生的计算机应用能力［J］．中国轻工教育，1999(4):30－31.
（一）课程设计水平下降
“林化专业课程设计”课程的教学是任课教师结合林化生产企业的实际情况给定设计任务、学生每人一题完成课程设计的过程。在课程学习过程中，根据给定的设计任务，学生首先要查阅参考资料，选定所用的生产工艺；然后进行物料和热量衡算，并根据物料和热量衡算选择所用的设备；最后编制设计说明书，并使用CAD软件绘制所设计工厂的平面布置图、流程布置图，以及画出一个处理单元的工艺流程图（包括平面图和立面图）。近几年来，学生完成的林化专业课程设计出现了质量下降的趋势，具体表现为设计说明书的页数变少、设计的物料衡算和热量衡算不平衡、设备选型与计算不符，以及设计图纸的排版格式不当、尺寸标注不正确等。更为严重的是，有些学生还存在抄袭现象。
（二）课程设计缺乏创新性
在“林化专业课程设计”课程的教学过程中，学生为了省事，要求任课教师提供相似的设计样本。如果没有设计样本，学生不会做，也不愿意去做。然而，一旦有了设计样本，学生就不会自己动脑筋，只是年复一年地重复着上一届学生的设计。不下功夫，自然也不可能有创新，所以学生完成的林化专业课程设计的创新性很差。
（三）课程设计缺乏统一的质量评判标准
现行的“林化专业课程设计”课程考核通常是任课教师根据教学大纲的要求给定设计任务，然后根据学生上交的设计说明书和绘制的图纸评定课程成绩。虽然有的任课教师会将学生的设计答辩成绩纳入课程成绩，但是所占的比例很少。而且不同的任课教师对学生的课程设计的要求不一样，评判标准也不一样。即便是同一个任课教师，对不同学生群体的课程设计，评定成绩的标准也存在差异。课程设计缺乏统一的质量评判标准，课程成绩的评定不规范，都势必会影响“林化专业课程设计”课程的教学质量。
二、“林化专业课程设计”课程教学所面临问题的成因分析
（一）“重理论、轻实践”教学观念的影响
受传统教育观念的影响，我国的高等教育一直以来都存在着强调理论教学、轻视实践教学的问题，填鸭式教学方式仍占据重要的位置。因此，“林化专业课程设计”这样的设计类课程在高校一直没有得到应有的重视。尤其是随着高校教师工作量量化考核的推行，设计类课程教学的工作量被人为地打了折扣，赋予的分值较低。这导致教师对设计类课程教学缺乏积极性，不愿花费大量精力去精心指导学生的课程设计。
（二）学生的重视程度不够
工科学生不能脱离工厂的实际，课程设计是工科类本科生培养过程中重要的一个环节。例如，“林化专业课程设计”课程就是以培养学生的工厂设计能力为目的的。然而，一些学生认识不到课程设计的重要性，认为课程设计很好完成，加加班做几天就能完成；还有的学生认为自己将来从事的工作与设计无关，既然以后用不着，了解一下过程就行了，所以就不想用心学，根本不愿意在课程设计上下功夫。
（三）课程设计的时间安排不合理
“林化专业课程设计”课程的教学时间安排在大学4年级第1学期的最后2周。在这个时间段，本科生其他课程的考试都已经结束了，原本可以安安心心做课程设计了，但是实际上这一时间安排使“林化专业课程设计”课程教学面临着诸多不利因素。首先，近年来大学生的就业形势日趋严峻，本科生找工作的时间不断提前。大学4年级第1学期，学生已经开始在找工作了，有的学生还要到就业意向单位实习。其次，在这一时间段，有些学生已开始做毕业论文实验，有些学生已经着手准备考研了。而且，学生会把所有需要完成的作业都集中到这个时间段完成，所以除了要完成林化专业课程设计之外，往往还要完成其他的课程设计或课程结业论文。此外，有些学生为了早些回家对课程设计应付了事；或者哪个任课教师要求严、抓得紧，哪门课程的作业就完成得“早”和“好”。在上述诸多不利因素的影响下，学生完成课程设计的精力不集中，花费的时间少，更缺乏创新的动力，这都势必会影响课程设计的质量。
（四）课程设计的资料欠缺、内容老化
“林化专业课程设计”课程的教学内容主要涉及松香生产车间、单宁酸生产车间、活性炭生产车间的设计等。由于松香、单宁酸、活性炭这些产品的生产规模较小，设备一般比较落后，现代化的企业很少，所以生产车间的设计内容更新周期很长，这导致课程设计内容一直存在老化的问题。同时，学校图书馆中有关林化专业课程设计的资料很少，有的图书甚至是十几年前的，所以学生在完成课程设计时可查的资料不多。即便学校图书馆有一些比较新的设计类参考资料，如化工工艺设计手册等，但是由于库存册数很少，所以不能满足学生完成课程设计的需要。此外，现在网上可查的相关资料也不多。这些都不利于学生课程设计的创新。
（五）教师对课程设计的审查不严
目前，我国高校对教师工作实行的是量化考核，由于量化考核对设计类课程教学工作量赋予的分值较低，所以难以调动任课教师的积极性。同时，我国对高校的排名、对教师职称的评定和工作业绩的考核等都更注重科研成果部分，对教学质量的重视程度相对较低，这也导致高校对教学工作的重视不够。此外，当前大学生的学习积极性较低，在完成课程设计的一些环节时基本是走形式。但是，如果设计类课程考核不及格，不及格的学生还要在大学4年级第2学期补做课程设计，这不仅会影响学生完成毕业论文，而且会影响学生找工作，进而影响学校的就业率。所以在这种情况下任课教师往往不敢对学生的课程设计过于严格要求。上述这些因素都是导致任课教师对学生的课程设计审查不严的原因。笔者曾对林产化工专业2008级和2009级本科生开展有关“林化专业课程设计”课程的问卷调查，结果显示，大部分学生认为目前“林化专业课程设计”课程的教学质量有所下滑；同时，在对教学质量下滑进行归因时，32．1％的学生认为是自己不重视、觉得以后不一定用得上，28．6％的学生认为是课程设计资料欠缺、内容老化，21．4％的学生认为是完成课程设计的时间与找工作、准备考研、完成毕业论文、毕业实习等其他事情的时间有冲突，14．3％的学生认为是由于课程设计很容易通过考核所以不需要太认真，3．6％的学生认为是其他原因。问卷调查结果基本可以印证上述的原因分析。
三、提高“林化专业课程设计”课程教学质量的措施
（一）教育行政管理部门和高校提高对课程设计的重视程度
大学的科研工作固然重要，但是大学的根本任务是培养人才，而保证人才培养质量的关键是要保证课程教学质量，特别是保证实践教学的质量，要注重培养学生的动手能力、解决生产一线实际问题的能力。因此，针对当前高校对设计类课程教学质量的关注度下降、任课教师缺乏用心指导课程设计的积极性等问题，建议教育行政管理部门和高校提高对设计类课程的重视程度，从课程教学工作量核定、课程设计经费投入、课程设计质量评价等方面入手，加大对设计类课程教学的投入和监控力度，以保证课程的教学质量。
（二）加大教育力度，引导学生正确认识课程设计的重要性
在学生开始“林化专业课程设计”课程的学习之前，林化专业的专业教师要加大对课程的宣传力度，使学生对设计类课程的重要性有比较清楚的认识。在学生学习“林化专业课程设计”课程之初，任课教师首先要让学生了解课程设计的目的是培养学生从事工厂生产设计的能力，并使学生认识到这是工科学生必备的一种能力；其次要通过课程设计应用典例的讲授，使学生认识到即使现在看也许将来的工作用不到，但并不意味着一直都用不到，使学生认识到通过课程设计有利于提高其综合专业能力。只有这样，才能激发学生学习“林化专业课程设计”课程的积极性，充分发挥学生学习的主动性，从而提高课程设计的质量。
（三）切实保证课程设计的教学时间
原来将“林化专业课程设计”课程安排在大学4年级第1学期的最后2周，主要是考虑这个时间段其他课程都已经结束了，不会因为课程设计影响到其他课程的进度，从而有利于保证学生完成课程设计的时间。但是，目前的实际情况是，课程考试、找工作、毕业实习、考研准备、毕业论文实验以及学生想早日回家等诸多因素都影响到了“林化专业课程设计”课程的教学，使学生完成课程设计的时间无法得到保证。为了突破这一困境，首先，任课教师要在大学4年级第1学期的中间时间段提前布置课程设计任务，甚至可以在学生开始专业实习之前就布置，让学生带着设计任务到工厂实习。这样，学生就可以提前对课程设计的原料情况、产品销售、选厂地点、工艺流程、设备型号、污染控制等有一个全面、深入的了解；然后再通过查阅资料，进行设计方案的考虑，为完成课程设计作好准备。也只有这样才有可能使学生的课程设计富有创新性。其次，为了避免学生在完成课程设计时草草了事、提前回家过年，任课教师要安排学生进行课程设计答辩，并且要求学生只能在设计周的最后2天上交设计说明书和图纸。通过采取这些保证课程设计教学时间的措施，不仅使学生完成课程设计的实际时间加长了，使课程设计时间得到了保障，而且有利于促进“林化专业课程设计”课程教学效果的提高。
（四）充分利用科研成果，丰富课程设计的内容
俗话说“巧妇难为无米之炊”。课程设计离不开大量相关资料的支撑。学生只有在查阅大量相关资料的基础上，通过对各种方案的比较，扬长避短，才能确定最佳的设计方案；也只有通过探讨各种工艺的优缺点，才能在此基础上有所创新。因此，针对目前可供“林化专业课程设计”使用的资料严重短缺的情况，笔者建议一方面学校要加大相关资料的采购力度；另一方面，学校要采取一些措施，加强教务处与科研处的合作，推动科研工作与教学工作的相互结合和相互促进，使科研成果能够为教学服务、能够为教学所用。例如，可以将学校在科研方面取得的成果如新型工厂设计、工艺设计等纳入“林化专业课程设计”课程教学，丰富课程设计的内容；可以将学校开展科学研究所需建立的工厂基地作为学生的课程设计样本，等等。这样，既可以提高学生学习“林化专业课程设计”课程的兴趣，又可以使学生通过课程学习掌握更多的新知识，从而避免课程设计内容的老化，进而实现科学研究与教学的一体化。
（五）尽快建立课程设计的质量评价体系
关键词： 高职教育 网络课程资源 《化工制图与测绘》
目前，基于web2.0、云计算等技术的“世界大学城”空间在职业教育领域得到广泛应用，空间教学资源的丰富多样在给学习者带来便利的同时制造了一定程度的混乱，有些课程结构不够优化；课程资源不平衡，可做、可训、可测、可思、可辨等职业教育特征凸显不够；资源静态的多、动态的少，可交互不够，无法组织，不适合活学活用[1]；课程资源的主要使用者是教师，可学性不强；资源的再利用和可二次开发不够，应用推广不够；课程资源缺乏系统的教学设计和有效合理的组织，没有与专业培养目标有效结合，缺乏系统性、完备性和可接受性，难以激起学生自主学习的积极性，制约教学资源的利用率。在云计算环境下，高职网络课程资源建设如何与实际工作岗位相关联？课程资源建设应遵循哪些原则？如何对课程资源进行有效地开发和组织？我们以《化工制图与测绘》课程资源建设为例，对高职网络课程资源建设进行研究。
一、课程资源建设调研
针对课程资源建设进行企业调研，明确课程定位及在专业建设与发展中的作用。《化工制图与测绘》课程是高职高专化工类专业基础课程，是一门涉及化工设备及化工工艺流程，与生产实际密切相关的工学结合课程，主要培养学生在岗位工作过程中识读和绘制化工工程图的能力。通过与合作企业共同探讨，我院化工技术类专业的主要就业岗位群定位为从事化学品生产等领域的生产操作及维修岗位。化工生产岗位职责中任何一项典型工作的完成都离不开化工工程图样的识读与绘制，本课程在化工技术类专业核心职业能力的培养中处于主干地位，是一门重要的专业主干课程。
二、课程资源总体设计
课程资源建设总体设计主要从课程教学系统的整体上对课程资源进行设计，包括课程设计理念、课程设计思路、课程内容的组织安排、学习情境设计、工作任务设计等诸多方面。分别从老师、学生及社会学习者角度对课程资源的使用要求进行研讨，组织专业课教师探讨课程资源体系开发框架设计，涉及内容包括岗位工作任务分析、职业能力调研与分析、行动领域归纳、学习领域课程的转化和课程体系重构、课程学习情境设计，构建基于工作过程的课程体系，从宏观上把握网络课程资源的建设情况。
1.设计理念
以校企合作为平台，依托周边化工企业实训基地及学院生产实训车间，选择实际工作项目为载体，以化工总控工、有机合成工、化工检修钳工等工种的岗位工作任务为导向，重构课程内容，以项目导向、任务驱动构建基于工作过程的课程体系。将知识与技能有机融入任务中，使学生在完成工作任务的过程中，吸收知识、练好技能，培养读图能力与手工绘图、计算机绘图能力。
2.设计思路
以学生经过训练后获得的能力为目标，以“能力点”和“知识点”构建《化工制图与测绘》课程资源体系，将课程划分为两个校内工作项目和一个下厂现场测绘项目，以完成齿轮油泵、氧化锌生产实训车间两个典型工作项目的全套图纸的工作任务为主线，将两个项目工作过程设置为十个学习情境，每个情境又划分成若干任务，由浅入深、循序渐进。在完成任务的过程中，将基本知识点贯穿始终，使学生学会识图、绘图、测绘技术。
3.课程资源内容及建设要求
应结合实际教学需要，以服务课程教与学为重点，以课程资源的系统、完整为基本要求，以资源丰富、充分开放共享为基本目标，注重课程资源的适用性和易用性。《化工制图与测绘》课程资源及建设要求如表1所示。
表 课程资源的内容及建设要求
三、课程资源详细设计
详细设计要针对总体设计方案，对课程内容的组织、表现形式、导航方式进行具体设计，是课程内容与网络媒体具体集成的过程。
1.课程内容组织结构设计
图1 《化工制图与测绘》课程结构
课程内容组织结构指网络教学信息的组织与表现方式，它定义了资源建设教学内容的相互关系及发生联系的方式，反映了整个资源建设的框架结构和基于工作过程的课程设计风格。《化工制图与测绘》课程结构如图1所示[2]。
2.课程资源的开发建设
根据课程内容的总体结构，结合《国家职业标准》及课程标准，明确本课程所需“知识、技能、态度”的基本要求（或标准），并以此作为课程资源开发的基本依据；开发出课程的基本资源和拓展资源。课程资源的开发建设应基于工作过程导向的原则；满足学习者自主学习原则；满足教师“主导性”及师生交互原则；满足泛在学习原则。
3.课程资源的导航设计
本课程利用“《化工制图与测绘》课程结构”图作为总导航，有利于学习者了解整个课程资源的框架结构和主要内容。
“《化工制图与测绘》课程教学资源”导航可查看本课程的各项分类资源，如教学管理与评估文件资料库、课程资源库。
“工作项目”导航可查看本项目的主要教学内容，包括学习的相关知识，应达到的知识、技能及态度目标等，使学习者对此项目有一个整体认识。
“学习情境”导航可查看本情境的重点难点、教学设计、评价考核、教材内容、知识点说明、技能点说明及本情境下的工作任务，使学习者对此情境有一个整体认识。
“工作任务”导航可查看本任务的教学设计方案及所有教学资源，包括教学视频、教学课件、任务工单、媒体素材、虚拟仿真、名词术语、习题、任务指导等教学资源，学习者可在此选择自己所需资源进行学习。
“教学实施”导航可查看各学习情境采用的“资讯―计划―决策―实施―检查―评价”六步教学法的具体实施步骤。
“职业资格”导航可查看相关国家职业标准链接，有利于学习者明确本专业的职业要求。
4.课程资源的优化和完善
应用上述标准对基于云空间的课程资源进行开发，并在教学过程中付诸实施；运用制定的标准进行基本资源及拓展资源的开发和整合，并在教学实施过程中不断采纳教师和学生的建议予以改进，再对课程资源进行优化和完善。
四、结论
1.课程资源建设基于工作过程
在课程资源建设过程中，从企业调研入手，明确专业人才培养目标，以现代职业工作整体化分析和描述为基础，形成基于工作过程的专业数字化教学资源建设体系，依据完成“工作项目”的能力要求，使学生在完整工作过程中通过完成相应工作任务获得与本专业就业岗位（群）所需的相关专业理论与实践知识，掌握相关操作技能，建构知识体系，同时获得处理信息、整体化思维、系统化思考和团队合作等关键能力。
2.基于情境化和精细化理念开发和设计课程资源
情境化：基于高职学生形象思维能力强的学情分析，以视觉、操作、实用为导向，使学生在体验情境过程中亲身经历探索和发现的过程，激发学习兴趣，培养职业能力。数字化资源呈现的形态有图片、虚拟模型、视频、动画、课件和仿真。
精细化：精华：主要指采纳的资源是典型的项目、案例及文化精华、技术精华。细分：依据培养目标，细化分解每一个知识点、素质点和技能点，形成原理库、视频库、案例库、习题库、训练库、方法库、标准库等。
3.注重数字化课程资源整体设计，资源层次清晰、相互映射
本课程采用自上而下的形式整体设计数字化资源，包括教学管理与评估文件资料库、课程资源库；课程资源库中包含基本资源和拓展资源。资源整合中分别有与工作项目、工作情境、工作任务相对应的资源，资源层次清晰、相互映射。
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