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課程設(shè)計(jì)在提升化工原理教學(xué)質(zhì)量中的作用
關(guān)鍵詞：化工原理 課程設(shè)計(jì) 教學(xué)質(zhì)量
摘要：化工原理課程設(shè)計(jì)是與化工原理課程相配套的一個(gè)必修的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。文章從理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、工程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等4個(gè)方面總結(jié)了化工原理課程設(shè)計(jì)在提升化工原理教學(xué)質(zhì)量中的作用。
化工原理主要介紹化工生產(chǎn)過程中的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞理論(三傳理論)以及常用單元操作中典型設(shè)備的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)計(jì)算等知識(shí)ti.-I，教學(xué)內(nèi)容中包含大量理論公式的推導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)公式的運(yùn)用�；ぴ碚n程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完化工原理課程的相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容后所安排的教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅與化工原理課程的內(nèi)容緊密相連，還要運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程.AutoC aD機(jī)械制圖、化工儀表自動(dòng)化及操作控制、化_L設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)、化工制圖等先修課程的知識(shí)，是一項(xiàng)綜合性實(shí)踐訓(xùn)練陰。該教學(xué)環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生以下3個(gè)方面的能力和素質(zhì):(1)系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生的基本計(jì)算技能和文獻(xiàn)資料利用能力，逐步培養(yǎng)其工程意識(shí);(2)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決二(.程實(shí)際問題的能力;(3)塑造學(xué)生良好的設(shè)計(jì)理念。
在完成課程設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生需掌握廠程技術(shù)人員所必需具備的基本技能和工程素質(zhì)，比如工具書、國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的使用，經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選擇，專業(yè)文獻(xiàn)資料的查閱、設(shè)計(jì)成果的分析判斷等等，因此課程設(shè)計(jì)可培養(yǎng)學(xué)生對綜合知識(shí)的運(yùn)用能力和對_L程問題的解決能力，是對學(xué)生的一次綜合訓(xùn)練，也是對所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的一次總結(jié)，更是對化工原理和化工設(shè)備課程教學(xué)效果的一次檢驗(yàn)。本文主要通過以下4個(gè)方面總結(jié)了課程設(shè)計(jì)在提升化工原理教學(xué)質(zhì)量中的作用。
1 加深學(xué)生對“三傳理論”和單元操作的理解
動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞理論(三傳理論)以及常用單元操作是化工原理的主要教學(xué)內(nèi)容，雖然在平時(shí)的課堂教學(xué)中可通過多媒體教學(xué)、動(dòng)畫演示、課堂實(shí)驗(yàn)、課后練習(xí)、練習(xí)輔導(dǎo)等方面增強(qiáng)學(xué)生對化工原理基本理論和基本操作的感性認(rèn)識(shí)和理解，但由于課堂教學(xué)的內(nèi)容多，理論知識(shí)比較抽象，學(xué)習(xí)任務(wù)較繁重，學(xué)生自覺完成課程學(xué)習(xí)的動(dòng)力明顯不足，教學(xué)效果差強(qiáng)人意。課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生在指定的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)單元操作的設(shè)計(jì)，愁一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)一般均涉及物料衡算、熱.衡算、相平衡關(guān)系、傳熱傳質(zhì)速率關(guān)系等典型單元操作的基本內(nèi)容，經(jīng)歷流程設(shè)計(jì)到!幾藝設(shè)計(jì)計(jì)算、主體設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和附屬裝置的選用等過程，因此學(xué)生在具體設(shè)計(jì)中必須全而理解和應(yīng)用“三傳理論”，并選用合適的單元操作過程。過程必然影響結(jié)果，課程設(shè)計(jì)作為一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)在實(shí)踐中有效地督導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對理論學(xué)習(xí)內(nèi)容的消化，從而加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解。
2培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型能力
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和設(shè)備選型能力的培養(yǎng)是化工原理課程教學(xué)的基本目標(biāo)之一。學(xué)習(xí)化工原理課程時(shí)，通過講解、動(dòng)畫演示和參觀等教學(xué)手段，學(xué)生熟悉了常用設(shè)備的基本操作規(guī)程，但大部分同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和設(shè)備選型能力較差。為解決這一問題，在確定課程設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，有針對性地選用部分化工原理中常用的單元操作，給學(xué)生下達(dá)一個(gè)明確的任務(wù)，讓學(xué)生圍繞任務(wù)所確定的主題在指定時(shí)間內(nèi)完成具體的設(shè)計(jì)_L作。如，為加強(qiáng)學(xué)生對干燥單元操作的理解，可要求學(xué)生設(shè)計(jì)一套離心噴霧干燥塔或設(shè)計(jì)氣流干燥器。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求涵蓋一個(gè)完整的工段，為此學(xué)生需完成不同藝的方一案選擇、設(shè)備選型論證、工藝計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主體設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后確定設(shè)備總體尺寸、管口尺寸與方位，還要求進(jìn)行輔助設(shè)備選型與計(jì)算，最后繪制主體設(shè)備圖及帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。過程訓(xùn)練效果表明，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型能力得到了有效的培養(yǎng)。
3提高工程設(shè)計(jì)能力
化工原理課程設(shè)計(jì)是為培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力設(shè)置的一個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是使學(xué)生完成從理論知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用的重要一環(huán)。每一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)均涉及相應(yīng)單元操作的基本理論，并經(jīng)歷流程設(shè)計(jì)到藝設(shè)計(jì)計(jì)算、主體設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和附屬裝置的選用等過程。由于安排課程設(shè)計(jì)中只有任務(wù)而沒有參數(shù)和條件限制，學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中可根據(jù)自己的興趣和知識(shí)背景選擇設(shè)計(jì)線路，設(shè)定和收集操作參數(shù)，完成具體的設(shè)計(jì)工作:
經(jīng)濟(jì)效益是判斷設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要指標(biāo)，其中設(shè)備建設(shè)費(fèi)和使用操作費(fèi)是其中的關(guān)鍵，而設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)的綜合考慮也是貫穿于化原理課堂教學(xué)中的一個(gè)重要問題。比如，精餾操作是化_工生產(chǎn)中常用的單元操作，其中物料的回流比是一個(gè)非常關(guān)鍵的操作參數(shù)C合理的物料回流比應(yīng)使操作費(fèi)用和設(shè)備折舊費(fèi)用之和最低在該單元操作中，操作費(fèi)用主要取決干再沸器中加熱蒸汽消耗量及冷凝器中冷卻水的消耗量，隨著回流比的增大而增大。設(shè)備折舊費(fèi)主要取決于精餾塔中再沸器、冷凝器等設(shè)備的投資費(fèi)，一般隨著回流比的增大而降低。為此，在設(shè)計(jì)過程中必須綜合考慮設(shè)備折舊費(fèi)和操作費(fèi)的關(guān)系。通過課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，學(xué)生不僅進(jìn)一步提高了公式應(yīng)用和數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，同時(shí)學(xué)會(huì)了主動(dòng)尋求解決實(shí)際問題的方法，縮短了理論與實(shí)踐的距離，也體會(huì)到理論在解決實(shí)際問題中的重要作用，提高了理論課程的教學(xué)質(zhì)量。
4培養(yǎng)創(chuàng)新能力
在完成化工原理理論課和實(shí)驗(yàn)課的同時(shí)，為了滿足部分學(xué)有余力，且對化工原理問題確有興趣的學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，教學(xué)小組創(chuàng)造條件為其提供進(jìn)一步學(xué)習(xí)的平臺(tái)，即結(jié)合科研任務(wù)的需要設(shè)計(jì)一定數(shù)量的課程設(shè)計(jì)題目，鼓勵(lì)學(xué)生以小組的形式參與。在設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格堅(jiān)持“以課題研究為平臺(tái)，以創(chuàng)新為目標(biāo)”的原則，有效地將課程設(shè)計(jì)、課程教學(xué)與科研有機(jī)地結(jié)合起來。在完成工藝設(shè)計(jì)計(jì)算之后、整理設(shè)計(jì)說明書之前，要求全體課題組進(jìn)行交流和總結(jié)，即每個(gè)設(shè)計(jì)課題組里選派1-2名學(xué)生代表，將本組設(shè)計(jì)情況在交流會(huì)_[向全體同學(xué)和指導(dǎo)老師進(jìn)行匯報(bào)。交流時(shí)要求主講人用圖表、數(shù)據(jù)、結(jié)論等工程術(shù)語表達(dá)自己的設(shè)計(jì)，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)著重講解自己設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，突出自己的創(chuàng)造性。交流過程中，指導(dǎo)老師也主動(dòng)指點(diǎn)設(shè)計(jì)要領(lǐng)，并對進(jìn)行設(shè)計(jì)進(jìn)行合理評價(jià)。這樣的師生互動(dòng)使學(xué)生的收獲不僅局限于自己所做的課題，對其它設(shè)計(jì)課題也有一定程度的了解，更有效地開拓了學(xué)生的設(shè)計(jì)思路。
5教學(xué)效果
教學(xué)實(shí)踐表明，課程設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)，增強(qiáng)了其實(shí)踐能力，也提升了理論課程的學(xué)習(xí)效果。其中，課程總評成績優(yōu)良率由以前的20%左右提高到30%左右，課程設(shè)計(jì)成績優(yōu)秀率由16%上升到23%。通過課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)和具體的實(shí)踐結(jié)合起來。如2008屆的3名學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中參與一家飲料工廠的設(shè)備改造，在設(shè)計(jì)中他們主動(dòng)提出自己的觀念，最終在導(dǎo)師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出具有良好應(yīng)用效果的方案。近幾年，每年都有學(xué)生參與教研室中老師科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作，并能提出具有價(jià)值的建議。
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