工程理念在化工原理教学中的运用范文

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1化工原理实践教学的现状

化工原理实践教学是化工原理课程体系中的重要组成部分，其中又包含了化工见习、化工原理实验及化工原理课程设计。通过这三个环节的学习，学生可以将化工原理的单元操作基本理论知识更为深入的理解和掌握。当前大部分院校化工原理实践环节的教学基本上还是围绕着化工原理理论课程开设，而化工原理的理论内容涉及面广，内涵丰富，并且在教学过程中往往“重过程、轻设备”，这就造成了学生工程观念淡薄，对设备的选择应用能力较低。同时，由于课时安排，化工原理课堂教学内容、教学时间有限，没有充分调动学生的课外学习主动性和自主性。化工见习时间安排大多集中在学期末，学生理论知识都已学完，这样虽然有助于学生理解见习过程中见到的操作要求及原理，但由于和理论教学时间上脱节，学生知识遗忘严重，见结不够深入和全面，学生不能深入的分析遇到的问题和现象，工程意识培养不足，知识收获能力提高有限。在化工原理实验中，目前国内高校实验安排大多为验证性实验，重点培养了学生设备仪器分析操作的能力，记录、分析及处理数据的能力，在综合性、研究性及创新设计实验方面严重不足，这就造成在课本上一直强调的工程观念、经济观念没有在实践中得以很好的应用，学生无法将复杂的真实设备与工艺过程与课堂理论进行联系，高等化工科技人才应具有的工程能力和素质培养没有体现。化工原理课程设计主要内容包含化工换热器、吸收塔、精馏塔以及干燥器的设计，偏重于理论计算，而与实际工厂应用偏差较大，最新的研究成果也没有得以体现。总体而言，在化工原理的实践教学过程中，学生的创新能力、工程意识及团队协作意识没有得到很好的锻炼。

2基于CDIO工程教育理念的化工原理实践教学探索

2.1化工见习与理论课程紧密结合，增强学生的工程实践能力

基于化工见习在化工专业培养中的重要地位，并与理论教学内容紧密结合，因此建议规划在不同时期分别进行3~5次化工生产企业的见习活动，每次活动侧重点不同。见习前要求学生对化工生产企业的工艺流程加以了解和认识，并对相关单元操作内容进行分析；见习过程中仔细观察实际设备及操作，认真听取工厂企业老师的讲解，积极思考问题并能提出问题；在见习结束后能够及时进行总结，写出感受。教师在课堂上针对见习中的现象和问题引导学生进行深入学习基本理论和操作。例如在西安创业水务有限公司的见习活动中，要求学生掌握污水处理的工艺流程，积极思考在污水处理过程中所涉及到的基本理论。在整个污水处理过程中，只有提升井处提供整个工艺过程中的流体流动能量，这一过程加深了学生对柏努力能量守恒深入理解；通过观察和学习，要能掌握有关泵的相关知识及操作，包括泵的选择、开启泵及关闭泵需要注意事项，泵的流量调节等；见习内容原理除了涉及流体流动及输送机械外，还涉及了非均相物系的分离，包括浮选、沉降，压滤等内容，有的内容在化工原理课本上并没有详细的讲解，但可以引导学生去进行对比分析，去构思讨论有无其他更好的处理方式或设备操作，这样既加深了对理论的掌握，又能为将来的工程设计做好准备工作。在西安热电厂见习过程中，重点对传热及蒸发的内容进行深入理解和掌握，通过预习，提出问题——如何有效的传热及节约能耗，工程经济性的原则在工厂中是如何体现的？在实践中观察实际设备的具体操作，能够对问题进行分析，并提出自己的解决方案。在南风日化见习过程中，重点要了解精细化学品生产的特点，并对搅拌过程、离心过程、干燥过程及产品分析检测、包装过程进行学习，为后期的设计性试验奠定了基础。通过这一系列的活动，架通了枯燥理论与生产实践间的桥梁，使学生认识到所学知识的重要性，同时积极思考进行创新，为将来进一步学习和工作积极准备。

2.2化工综合性、设计性实验的开发，锻炼团队协作能力，调动学习自主创新性

化工原理实验大多为验证性实验，项目组在此基础上提出了综合性实验及设计性试验要求。要求学生根据现有的实验条件及设备进行产品项目的开发，从构思产品项目、设计工艺流程，具体实施及开展操作都按照化工标准规范进行，从查阅资料、绘制流程图，实验操作、检测分析、数据处理及分析、团队协调等多个角度锻炼了学生的能力。例如针对串联流动反应器停留时间分布测定实验装置，引导学生对间歇操作产品进行设计，给出设计题目-洗涤剂生产，并提出针对反应釜如何确定该设备的最大生产能力，要求学生去完成该项目。首先查阅资料，备齐生产的基本原料，然后确定工艺路线及配方，最后进行生产操作；要确定间歇釜的最大生产能力需要测定化学反应的速率常数，即要清楚化学反应的宏观动力学方程及本征动力学方程，应用已有设备，通过电导率数值的变化来测定反应的速率，问题逐步解决。这一过程既体现了学生的自主创新性，又激发了学生的学习兴趣，加深了对理论的理解。在综合性实验方面分别进行了以下的工作，内容见表1。在综合性试验中，一方面要求学生提前做好相关准备工作，在有限的时间内合理安排实验；另一方面要求老师付出更多的时间和精力去指导；再次要求不同小组学生间进行合理的任务分解，分别在不同时间教学环节中完成，然后分组讨论给出相应的结论，这样进一步增加了学生间的交流，有助于培养团队协作能力。

2.3基于工程创新的化工原理课程设计环节

课程设计是对学生的综合能力的锻炼环节，培养学生的工程理念及写作技能，为将来的毕业论文(设计)打下基础，为进入生产企业储备技能。因此，该环节要充分调动学生的积极性，可以给定某范围或某一个生产实际问题，让学生就感兴趣的某一方面进行设计，例如在前面提到过的污水处理过程，热电厂蒸汽利用过程进行设计，设计内容包括工艺流程、主要设备及操作条件。同时，对说明书的规范给予严格要求，以便能够达到工程技术的基本要求。另外，学校领导和相关教师要了解生产，积极与企业进行合作，选题尽可能与当地一线化工生产企业结合。

3结束语

针对化工实践教学中的现状，将CDIO工程教育理念引入到教与学中，通过化工见习，化工原理设计性、综合性实验以及化工原理课程设计培养学生的观察问题、分析问题、解决问题的工程意识、应用能力及团队协作精神，为社会培养素质高、应用型、综合性工程技术人才。目前，基于化工基础实验的教学实践，同时借鉴其他高校的宝贵经验，化工原理实践课程的教学在建设与改革中同步进行，许多环节如创新实践教学团队的建设、教师科研项目与实践教学的有机结合、校企合作服务地方服务社会等还存在不足，需要进一步完善。

作者：李学坤孙平石奇周跃花范磊刚单位：西安文理学院化学与化学工程学院