衛(wèi)粉艷，李蕓蕓

(寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西 寶雞 721013)

化工設(shè)計課程是化學(xué)工程與工藝等專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)必修課。該類課程是以四大化學(xué)和化工原理課程所學(xué)理論知識為前提，以化工工藝制圖、化工儀表自動化等專業(yè)課程為基礎(chǔ)進(jìn)行的知識綜合學(xué)習(xí)運用和實踐訓(xùn)練。課程主要是運用物料和能量衡算進(jìn)行化工工藝過程設(shè)計和經(jīng)濟(jì)評價，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，分析和解決實際工程問題的能力，增強學(xué)生的工程意識，使學(xué)生熟悉化工設(shè)計的常用規(guī)范和具備化工行業(yè)所需的基本工程素質(zhì)[1]。是學(xué)生從理論走向?qū)嵺`的一個橋梁，也有助于學(xué)生畢業(yè)后迅速適應(yīng)工作崗位，為向化工生產(chǎn)與管理人員角色的轉(zhuǎn)變做好充分準(zhǔn)備[2]。

目前，化工設(shè)計課程的教學(xué)方式大多是以講授理論知識和分析少量的簡單化工單元操作實例為主，然后布置部分單元設(shè)計任務(wù)作為作業(yè)為輔。整個過程重理論知識的講授，缺乏對學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生在后期的化工設(shè)計環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實際能力不足。

化工類的學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽、全國大學(xué)生制藥設(shè)計大賽、全國大學(xué)生化工實驗大賽等，競賽都要求學(xué)生以團(tuán)隊形式參賽，在規(guī)定時間內(nèi)以競賽的方式完成設(shè)計任務(wù)。題目來源于工程實際，所涉及的知識面也較廣。通過競賽，學(xué)生能夠主動積極的去學(xué)習(xí)和研究，知識的綜合運用、思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力均能得到提高。

因此，對化工設(shè)計課程進(jìn)行教學(xué)改革，將化工設(shè)計類課程的教學(xué)與學(xué)科競賽模式有機(jī)結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力為最終目的，不失為一種簡單、有效可行的途徑和方法。

1 化工設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前，隨著“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的推出及國際等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證的進(jìn)行，化工設(shè)計類課程在各大高校越來越受到重視。但同時，由于該課程的綜合性和實踐性較強、涉及知識面廣、化工過程復(fù)雜等特點，課程開展過程中存在許多普遍性的問題。主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

1.1 授課學(xué)時不足，課堂時間有限

化工設(shè)計是一門學(xué)科知識十分廣泛的綜合性實踐課程，一般在大四第一學(xué)期開設(shè)，課時量為30課時，學(xué)生此時已經(jīng)完成了大部分的化工類專業(yè)課的學(xué)習(xí)，也具有一定的物理、數(shù)學(xué)、計算機(jī)知識。每堂完整的化工設(shè)計課，老師都要在學(xué)生已熟練掌握各相關(guān)知識并能融會貫通的基礎(chǔ)上，再指導(dǎo)學(xué)生注意設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。而現(xiàn)實課堂的狀況是：學(xué)生基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)不扎實，且不能將所學(xué)知識與當(dāng)節(jié)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，老師需要花大量時間講解相關(guān)知識為學(xué)生做好理論鋪墊，再花時間講解新課，短短的一節(jié)課上教師要講解的內(nèi)容增多，沒有時間留給學(xué)生自己思考探討出適宜的設(shè)計方案，故多數(shù)老師會直接告訴學(xué)生方案，學(xué)生要做的僅僅是模擬，這樣完全失去了課程開展的意義。

1.2 師生實踐經(jīng)驗缺乏

化工設(shè)計是一門與實踐結(jié)合十分緊密的課程，具有很強的綜合性、實用性和工程性，需要實踐經(jīng)驗非常豐富的教師來為學(xué)生教授，但實際上，目前專業(yè)課老師大部分都是從高校和科研機(jī)構(gòu)畢業(yè)后，直接參加工作，缺乏工程實踐經(jīng)驗，加之高?！爸乜蒲校p教學(xué)”現(xiàn)象，教師在工科實踐能力提升方面缺乏動力，因此，工科踐經(jīng)驗豐富的教師非常缺乏。

另一方面，盡管近年我校課堂教學(xué)模式手段越來越豐富，學(xué)生對專業(yè)知識的掌握，教學(xué)效果有了很大程度的提升，但由于工科專業(yè)課的理論知識較多，實踐環(huán)節(jié)的安排較少，使得學(xué)生對工科專業(yè)課的學(xué)習(xí)比較抽象，理論聯(lián)系實際的能力較差，學(xué)生的實踐能力也沒有得到訓(xùn)練和提升。加之學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，學(xué)生自覺完成課程學(xué)習(xí)的動力明顯不足，教學(xué)效果差強人意，學(xué)生的實踐能力非常差[1]。

1.3 實踐教學(xué)硬件設(shè)施缺乏

由于學(xué)校經(jīng)費有限，很多化工流程需要的大型儀器無法配置，學(xué)生不能實地操作儀器，所學(xué)理論得不到實踐，知識就顯得抽象。雖然虛擬仿真實驗和軟件能夠解決部分實踐問題，但相關(guān)的化工計算軟件例如Aspen Plus、PROII、HYSYS，這些化工流程計算軟件都是從國外引進(jìn)的，軟件價格昂貴，而且還是英文版的界面操作，這些對學(xué)校和使用的本科生來說都是“難以承受之痛”，諸如此類，導(dǎo)致化工設(shè)計類教學(xué)硬件設(shè)施缺乏。

1.4 成績考核方式單一

目前化工設(shè)計的考核方式依然局限于書面上理論的封閉性考試，而化工設(shè)計是一門實踐課程，傳統(tǒng)的考試形式只會引導(dǎo)學(xué)生對書面的理論知識進(jìn)行死記硬背，而忽略了對知識的應(yīng)用，這與我們的教學(xué)目的背道而馳。

2 化工設(shè)計課程與學(xué)科競賽結(jié)合的優(yōu)勢

2.1 以競賽為載體促進(jìn)學(xué)、教、改一體化

化工設(shè)計課程與學(xué)科競賽相結(jié)合，能達(dá)到“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促改”的目的。

學(xué)科競賽要求學(xué)生按照要求要在規(guī)定時間完成作品的設(shè)計并提交，在作品的幾個月完成過程中，參賽學(xué)生和指導(dǎo)老師不僅需要大量綜合運用以前學(xué)過的理論知識、同時還要進(jìn)行大量查閱資料、使用計算軟件進(jìn)行化工設(shè)計、繪圖、工藝分析評價、工藝設(shè)備創(chuàng)新、工藝流程說明等工作。在這一過程中，老師和學(xué)生都需要主動、快速、大量的學(xué)習(xí)各類化工設(shè)計類的工程知識，并學(xué)會運用到實際的設(shè)計中去，在這一過程中，學(xué)生的化工設(shè)計方面的理論知識進(jìn)一步夯實，實踐能力也得到了提升；一方面，指導(dǎo)老師通過競賽的組織、籌備和對學(xué)生的指導(dǎo)，也會及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方面的問題和不足，及時調(diào)整化工設(shè)計類課程的教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，進(jìn)行教學(xué)改革、優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)、提高實踐質(zhì)量。 另一方面，由于競賽都要由專家和命題組成員進(jìn)行賽前指導(dǎo)、決賽點評和提問，這些專家大部分都來自工廠和設(shè)計院，擁有豐富的工程實踐和工藝設(shè)計經(jīng)驗；通過交流和學(xué)習(xí)，指導(dǎo)老師豐富了自身的理論知識，也鍛煉提高了實踐能力和科研能力，達(dá)到促進(jìn)雙師型師資隊伍建設(shè)的目的。同時，每年的優(yōu)秀作品，各參賽隊也會共享，這樣也方便師生之間互相學(xué)習(xí)討論[3]。

2.2 加快了實踐教學(xué)硬件設(shè)施完善

在工程教育認(rèn)證的大背景下，我院各化工專業(yè)也積極籌劃開展專業(yè)認(rèn)證，并對照認(rèn)證各項要求進(jìn)行了改革。目前，全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽己納入高校競賽評估排行榜，成為工程教育專業(yè)認(rèn)證的有效支撐項目[4]。為達(dá)到提高學(xué)生工程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等綜合素質(zhì)和認(rèn)證目的，學(xué)院對學(xué)科競賽非常重視，加大了經(jīng)費投入，2017年新的高配置機(jī)房建成，許多實訓(xùn)模擬、化工計算軟件和實訓(xùn)裝置也會陸續(xù)到位。這些既為競賽提高了有力的保障，也為化工設(shè)計課程的實踐環(huán)節(jié)的開展提供了有利條件。

2.3 提升了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量

目前，各高校學(xué)生數(shù)目激增，學(xué)生實習(xí)基地和實習(xí)經(jīng)費的不足，在教學(xué)內(nèi)容的安排上，許多高校將實踐教學(xué)弱化，“重理論，輕實踐”現(xiàn)象非常普遍，這對應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)非常不利。而將學(xué)科競賽和化工設(shè)計類課程有機(jī)結(jié)合，既提升了化工類理論課的學(xué)習(xí)效率，也加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實踐能，提升了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。

3 化工課程教學(xué)與學(xué)科競賽結(jié)合的改革措施

3.1 結(jié)合工藝設(shè)計案例，制定合理的教學(xué)計劃

化工設(shè)計課程涉及內(nèi)容、規(guī)范多，如果教師采用單純講授，教學(xué)會顯得空洞、乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣，教學(xué)效果不好。若將學(xué)科競賽的模式引進(jìn)化工設(shè)計類課程的教學(xué)中，將化工設(shè)計理論知識與學(xué)科競賽中的工程實際案例結(jié)合起來，使教學(xué)過程與實際的工藝設(shè)計緊密結(jié)合。在授課中，首先優(yōu)化化工設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)理論知識與實踐教學(xué)的平衡，制定全新的教學(xué)計劃，根據(jù)化工類學(xué)科競賽中對化工設(shè)計的需求，將課程的教學(xué)內(nèi)容按照一定的順序，設(shè)置成不同的化工設(shè)計模塊，按照“理論講授-討論-設(shè)計-討論-總結(jié)”的流程進(jìn)行，在理論基礎(chǔ)上實踐，在具體的實踐中加強知識的消化與吸收。例如，根據(jù)學(xué)生和教師的反饋情況，我院在2017年將原來本科教學(xué)中講授的《化工原理》課程由第5、6學(xué)期的調(diào)至第4、5學(xué)期，課程剛結(jié)束，隨之就開展《化工設(shè)計》課程，此時全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽也已經(jīng)開始，要求學(xué)生全部參加，作品完成后，進(jìn)行校內(nèi)答辯排名和打分。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識方面就有了動力，同時，為設(shè)計好作品，會積極主動的進(jìn)行查閱各類相關(guān)文獻(xiàn)、進(jìn)行工藝設(shè)計和計算、創(chuàng)新等。而在實際的教學(xué)中，授課教師也會在講授理論知識的同時，結(jié)合以往的設(shè)計優(yōu)秀作品，進(jìn)行講解和分析，同時以學(xué)生為中心，鼓勵學(xué)生之間積極的合作、討論和分析。這樣，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性，也能提高授課效果[5]。從目前兩年的情況反饋來看，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和化工設(shè)計能力都得到很大的提高。

3.2 改革考核方式

考核方式是學(xué)生如何進(jìn)行設(shè)計的“指揮棒”。目前我院化工設(shè)計考試都是以總成績=筆試成績80%+平時成績20%的模式進(jìn)行，筆試成績也以理論內(nèi)容為主，考核方式達(dá)不到“以考促學(xué)，以考促教”的目的?；ぴO(shè)計課程與學(xué)科競賽結(jié)合后，可用分解當(dāng)年的競賽題目部分或全部作為平時的案例和作業(yè)，以小組形式布置給學(xué)生完成，安排階段性考核或集體討論。設(shè)計結(jié)束時進(jìn)行小組答辯，從設(shè)計思路、設(shè)計計算、創(chuàng)新等方面進(jìn)行打分，最終的期末成績并以40%小組設(shè)計成績+筆試成績50%+平時成績10%來進(jìn)行。這樣，學(xué)生為通過考試，設(shè)計過程中會利用課余時間進(jìn)行理論學(xué)習(xí)和設(shè)計，一方面，能達(dá)到“以考促學(xué)”目的，另一方面，在學(xué)生的實際設(shè)計作品中，老師也能及時發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行內(nèi)容和重難點的調(diào)整，達(dá)到“以考促教、依靠促改”的目的。

3.3 精選授課教師，各取所長

教學(xué)活動的開展必須得到教研人員的重視。學(xué)校里面需要一支善于創(chuàng)新，精于教學(xué)的師資隊伍。由于競賽體現(xiàn)知識的融合性，需要相關(guān)專業(yè)的教師共同指導(dǎo)學(xué)生，所以指導(dǎo)教師的隊伍可以由不同專業(yè)，不同院系的老師組成。挑選指導(dǎo)經(jīng)驗豐富、實際化工設(shè)計經(jīng)驗豐富的教師來授課，不同的化工單元課程環(huán)節(jié)，可由擅長不同化工單元的老師來指導(dǎo)教授。例如，計算機(jī)工藝模擬可有由擅長計算機(jī)軟件年輕教師來講授，手工計算可由實踐經(jīng)驗豐富的老教師來完成等。這樣既提高了授課質(zhì)量，也能促進(jìn)互相學(xué)習(xí)、改進(jìn)學(xué)科競賽老師隊伍的結(jié)構(gòu)。

4 結(jié) 語

化工設(shè)計是化工類專業(yè)一門重要綜合性較強的專業(yè)必修課，具有非常強實踐性和綜合性，其教學(xué)質(zhì)量與效果對培養(yǎng)綜合型工程技術(shù)人才至關(guān)重要。優(yōu)化化工設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)現(xiàn)有教學(xué)方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，這是一個長期的摸索前進(jìn)過程，將學(xué)科競賽與化工設(shè)計課程的教學(xué)相結(jié)合，能達(dá)到“賽教結(jié)合、以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改”的目的，保障和提高教學(xué)質(zhì)量和效果，提升學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。