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摘要:《化工設計》課程在安徽建筑大學材料與化學工程學院化工系本科專業開設，是化工專業一門重要的專業課。本文介紹了《化工設計》課程改革的思路與實踐措施，包括課程內容的優化和教學手段的改進和課程建設的特色與成果，并對該課程的建設和發展提出了思路和展望。

關鍵詞:化工設計;課程;教學;改革

《化工設計》是化工專業學生的重要專業課程，是以化工裝置的建設為目的，在技術、安全、環保可靠性的前提下，設計選擇最佳工藝路線和工藝條件、進行化工設備的設計和選型，并進行環境危害分析與經濟評估，其內容龐雜，不僅包括化工流程設計的內容，還涉及廠區設備管道布置、化工設備、化工儀表與自動化、化工環保、技術經濟、非工藝專業和化工制圖等內容，迫切需要優化組合［1］;傳統的化工設計課程的內容側重于理論教學，對于當代設計手段的介紹較少，無法滿足社會對高水平化工設計人才的要求。為此，安徽建筑大學材化學院化工系對傳統的化工設計課程有針對性地進行教學改革，并取得了一些經驗。本文介紹了化工設計課程教學改革的內容和實踐，并提出了進一步改革的思路與展望。

1課程內容優化

1．1突出重點，合理安排授課內容

安徽建筑大學材化學院化工系在2011年制訂的培養方案中，開設有化工設計、化工計算兩門獨立課程，學時數分別為48和32。由于化工設計課程中的“物料衡算和能量衡算”部分，與化工計算課程的主要內容重復，在2015年調整教學大綱時，將化工設計課程的“物料衡算和能量衡算”部分剔除，只留下工藝流程設計和工藝流程圖、設備的工藝設計及化工設備圖、車間布置設計、管道布置設計、非工藝專業、工程設計概算及技術經濟;學時數由原來的48縮減為32，精煉了內容，突出了重點，減輕了學生負擔。

1．2與時俱進，加強化工設計軟件教學

隨著大量化工設計軟件在化工設計單位的項目實踐中的廣泛使用，對化工設計課程教學內容的改革提出了新的要求。在2011年制訂的培養方案中，化工設計課程側重理論教學，講授的設計手段仍然是以手工為主，對于利用化工專業軟件實現化工設計便利化、自動化、智能化的發展趨勢還沒有在化工設計教學中完全體現出來。在2015年調整教學大綱時，除了傳統的化工流程設計軟件和塔設備設計軟件的教學內容還增加了工程建模軟件的教學內容。傳統的化工設計課程注重化工計算和工藝流程設計，對于表達工藝計算和設計結果的快速高效的制圖技能和工具則介紹不多，很多同學感到學了很多化工工藝計算和設計的知識，卻缺乏高效率的表達設計結果的手段，如同茶壺煮餃子，肚里有貨很難說出來。當前，隨著互聯網+、云計算、大數據時代的到來，BIM(BuildingInformationModeling)工程建模軟件(例如Bentley公司AxsysProc、OpenPlantPID、OpenPlantModeler等軟件)已經開始進入工程設計院，成為設計建模的有力工具。BIM是以工程項目的各項相關信息數據作為基礎，管理三維模型，通過數字信息仿真模擬構筑物所具有的真實信息。它具有信息完備性、信息關聯性、信息一致性、可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性八大特點。使建設單位、設計單位、施工單位、監理單位等項目參與方能夠在同一平臺上，共享同一工程項目信息模型，有利于項目可視化，精細化建造和運營。BIM不僅僅只是一款如AUTOCAD一樣的繪圖軟件，更是一種設計施工和運營的管理軟件，是實現工程項目精細化建造，信息化管理的重要工具［2－4］。目前，世界上BIM技術的應用和發展方興未艾，前景廣闊。我校15級化工專業學生參加2017年首屆“新佑杯”化工工程設計大賽期間獲準試用Bentley公司的AxsysProc、OpenPlantPID、OpenPlantModeler等軟件。很多同學意識到在互聯網+，云計算技術的支撐下，工程設計的大數據信息時代已經到來，繪圖將被建模所取代，圖紙將被數據所取代。傳統的AUTOCAD軟件繪制PFD、PID和軸測圖，是沒有屬性和數據信息的，被稱為“死圖”，用AxsysProc、OpenPlantPID繪制的PFD、PID是有屬性且有數據的“活圖”，可直接做數據歸并和統計，并傳遞給三維建模軟件OpenPlantModeler使用，非常方便靈活。BIM軟件在工程設計領域的應用和推廣給化工設計行業帶來巨大的便利和進步，也對化工專業大學生的化工設計能力與素質提出更高要求;面對未來就業形勢，有必要在化工設計課程中加強BIM軟件知識及相關技術的教學，為化工類大學生的就業和職業發展奠定扎實基礎。

2．教學手段的改進

教學過程不只是一個教師講、學生聽的過程，還要加強師生思想溝通、感情交流，做到教學相長。完善現有的多媒體教學方式，提高學生的學習興趣和學習主動性;理論教學與化工軟件上機實驗教學相結合，更注重通過綜合性、探索性上機實驗教學環節提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生的創造性，訓練提高化工系學生的化工設計能力。［5－6］

2．1加強師生互動，提高教學效果

傳統的化工設計教學手段側重老師講授，缺少課堂互動環節。對于提高教學效果的新教學模式的引入提出迫切的要求。翻轉課堂在培養學生自主學習意識和提升學習效率方面，有著非常大的優勢，但考慮到中國學生學習的根深蒂固的習慣，一下子徹底推翻傳統，也是不適宜的。選擇哪些知識點，什么時候來實施就顯得格外重要。對于化工設計理論部分的內容，仍然采取先教后學的傳統模式，目的是在有限的課堂時間里，老師利用面對面的講授，高效率地帶學生迅速入門，打好基礎;對于教學時間較寬松的化工軟件上機實驗的教學環節，則會選擇“翻轉課堂”新模式來進行，即先由教師制做上機實驗步驟截圖，共享到學生群中，讓學生事先自學，再在上機實驗課上，由學生直接操作軟件驗證所學知識。這樣，既可以使學生享受新的學習模式帶來的效率的提高，也避免出現知識陌生帶來的學習挫敗感。

2．2以賽促學，以項目實踐帶動理論教學

在化工設計教學的同時，引入化工設計學科競賽是提高學生學習化工設計的興趣和積極性的有效手段。全國大學生化工設計競賽是由中國化工學會、中國化工教育協會和教育部高等學校化學工程與工藝教學指導委員會共同舉辦的化學工程與工藝專業的規模最大、水平最高的國家級年度賽事;“新佑杯”化工工程設計大賽是由上海市化學化工學會、華東理工大學化工學院和馬后炮化工網聯合主辦的地區性年度賽事。我校化工系學生分別從2012、2017年開始，報名參加上述兩項賽事。這些賽事一般都是以當年的化工生產或產品需求的熱點為背景，立足于學科前沿命題，設計內容覆蓋面廣，綜合性強，難度比較大。參照化工設計競賽的模式，在學生掌握化工設計基本知識及設計工作的程序、方法和步驟的基礎上，以一個典型工程設計實例為主線，將每一環節的教學內容劃分為課堂教學、課程設計、教師點評、設計修改等四個教學環節，構成與培養目標相適應的多維教學體系［7－8］。比賽的指導老師利用寒暑假和周末組織學生參加化工設計集訓，形成了良好的學習化工設計知識的氛圍;同時，參賽學生與兄弟學校的參賽隊伍切磋交流，獲得最新的化工設計的技術發展信息，開闊了視野，增強了能力，普遍增強了同學們努力學好化工設計課程的決心和信心。很多參加過比賽的同學指導老師表示，參加競賽的經歷，使得他們在考研面試、找工作面試時更加自信，因為很多面試者都認可他們參加化工設計比賽的資歷。

3．總結

本課程系根據我校的工科院校性質，針對化工專業的特點，通過多年的教學實踐，優化了教學內容，完善了課程體系，提高了教學效果。初步建立化工設計課程多維立體教學體系，充分運用現代教學手段，推動教學改革，提高教學質量。注重理論教學與實踐教學的呼應，強化實踐教學對理論教學的促進作用。在今后的《化工設計》課程教學工作中，教師還要注意把最新教學研究成果和學科最新發展成果引入教學環節;要以現代的眼光審視、選擇和組合好教學內容，課程內容的基礎性和先進性關系要處理得當;在教學過程中，教師要理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體，提高教書育人效果。還需要不斷完善化工設計軟件上機實驗教學的軟、硬件設施和條件，提高任課教師參與上機實驗教學的積極性，克服上機指導教師數量相對短缺的問題。

參考文獻:

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［4］崔建華，夏珊，丁克偉，等．將BIM技術應用于土木工程專業實踐教學的探索［J］．安徽建筑，2015，22(3):45－46．

［5］吳世彪，王穎，徐海燕，等．保障基礎化學實驗教學質量的新探索［J］．合肥師范學院學報，2010，28(3):91－93．

［6］吳世彪．計算機輔助化工設計課程建設初探［J］．文學教育，2016(1):156－156．

［7］靳治良，楊晉，朱桂華，等．“中國石化—三井化學杯”大學生化工設計競賽模式在我校化工設計課程教學改革中的借鑒與實踐［J］，化工高等教育，2013，30(3):28－31．

［8］梁克中，黃美英，賴慶柯，等．大學生化工設計競賽對化工設計課程教學改革的促進作用［J］．職業時空，2014，10(8):76－77．

作者:吳世彪 葛業君 金杰 王亞琴 馮紹杰 單位:安徽建筑大學