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化工原理的課程設(shè)計(jì)范文第1篇

（武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢 450052）

摘要：課程文化建設(shè)是高職院校培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的必然要求。高職教育在課程文化建設(shè)的過程中，需要避免簡(jiǎn)單地把文化建設(shè)理解為文化課程的建設(shè)，而是要將知識(shí)傳授與觀念、理念、思維的培養(yǎng)協(xié)同起來，推行知識(shí)、能力與素質(zhì)三位一體的教學(xué)模式。本文基于高職鐵道工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程多年教學(xué)實(shí)踐與研究，提出了構(gòu)建高職專業(yè)技術(shù)課程文化建設(shè)的概念、思路與途徑。

關(guān)鍵詞 ：鐵道工程專業(yè)；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理；課程文化建設(shè)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5727（2014）12-0089-04

以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心目標(biāo)的高職教育教學(xué)改革已取得了很多成果。其中，將知識(shí)傳播與能力培養(yǎng)相結(jié)合，知識(shí)、能力、素養(yǎng)三位一體的教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)形成共識(shí)。從培養(yǎng)綜合能力，提高從事職業(yè)活動(dòng)的認(rèn)知能力、思維能力、判斷能力、方法能力的角度，把課程知識(shí)作為載體，將文化教育滲透其中，形成反映課程知識(shí)與能力特征的課程文化，從而使課程教育立體化，可以讓學(xué)生不再執(zhí)著于課程知識(shí)的“迷宮”。

“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程是鐵道工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)課程，以道路橋面類橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程為基礎(chǔ)，主要教授鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、圬工結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理，其主要內(nèi)容包括如何合理選擇構(gòu)件截面尺寸及其聯(lián)結(jié)方式，并根據(jù)作用的情況驗(yàn)算構(gòu)件的承載力、穩(wěn)定性、撓度和裂縫等問題，它為學(xué)習(xí)鐵道工程、橋梁隧道構(gòu)造物的設(shè)計(jì)計(jì)算與施工技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。

當(dāng)我們從傳授知識(shí)的視角，將其視為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課時(shí)，我們意識(shí)到了這門課程對(duì)規(guī)范條文的概念、實(shí)質(zhì)的理解與應(yīng)用能力的重要性。

結(jié)構(gòu)的靜力平衡條件與事物的生存法則

靜力平衡條件是鋼筋混凝土受彎構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，無論是單筋矩形截面，或雙筋矩形截面或T形截面，基本計(jì)算式從兩個(gè)方面得到，一是水平力平衡，二是彎矩平衡。以單筋矩形截面為例：

由水平力平衡，即∑H=0，可得

fcd·bx=fsd·As（1）

由彎矩平衡，即∑M=0，可得

根據(jù)按承載能力的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的原則得出兩個(gè)公式：

公式的適用條件是

X≤ξ0h0（5）

結(jié)構(gòu)計(jì)算的目的要求得到As并確定梁體截面尺寸b和h0。從數(shù)學(xué)的角度，在給定已知參數(shù)的情況下，用公式（1）、與公式（3）或（4）兩個(gè)方程就可以解出包括在內(nèi)的兩個(gè)未知數(shù)。

這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的關(guān)鍵不在于解方程的技巧，而在于對(duì)計(jì)算公式適用條件的選擇。需要討論x≤ξbh0的條件是否滿足。一是要考慮平衡建立的基礎(chǔ)條件：承載能力達(dá)到極限狀態(tài)下梁在下部截面上發(fā)生了什么？二是要考慮梁的配筋條件設(shè)定得是否合理，鋼筋過多還是過少。

從知識(shí)的角度，我們引導(dǎo)學(xué)生把問題簡(jiǎn)單化，即只要會(huì)解這個(gè)二元二次方程就行了；強(qiáng)調(diào)從思維能力的角度，需要學(xué)生考慮一個(gè)問題，那就是任何事物處于平衡狀態(tài)都是有條件的。

事物的平衡條件包括兩個(gè)方面——主觀條件與客觀條件。在這里客觀條件就是要求梁的極限承載能力發(fā)生時(shí)既不能鋼筋太少，也不能鋼筋太多，即公式（5）、（6）給定的條件；主觀條件則是由自己設(shè)定的，設(shè)計(jì)者一開始假設(shè)的參數(shù)as（公式中h0=（h-as））是否合理。通過反復(fù)的練習(xí)，學(xué)生主要不是在解題熟練程度上的長進(jìn)，而是對(duì)適用條件的掌握，懂得了自己設(shè)定的條件會(huì)成為所得結(jié)果的重要影響因素。當(dāng)跳出這種計(jì)算，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，世上事物的許多不平衡往往確實(shí)存在著客觀條件限制，這是我們很難改變的，但更多情況下是由于我們自身設(shè)定的偏差。調(diào)整設(shè)定值，問題就能得到圓滿的解決。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多方案性與三分法思維

土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工所面對(duì)的工程項(xiàng)目具有四大特性，即作業(yè)條件與環(huán)境的開放性；時(shí)間、地點(diǎn)、資源的制約性；項(xiàng)目本身與最終成果的唯一性；進(jìn)度、成本、質(zhì)量影響因素的不確定性等特征。因此具體到每一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，答案不是唯一的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的設(shè)計(jì)案例中，有時(shí)未知數(shù)條件過多需要假設(shè)，有時(shí)需要多次修改反復(fù)驗(yàn)算，條件不同答案就不同。對(duì)于一個(gè)梁的承載能力計(jì)算，滿足同樣的荷載要求，梁的截面與配筋方案可以是多樣的，關(guān)鍵看設(shè)計(jì)者在計(jì)算過程中將什么視為主要因素。我們?cè)谂唽W(xué)生完成的設(shè)計(jì)方案時(shí)，對(duì)其答案不應(yīng)該簡(jiǎn)單地用“√”或“×”來進(jìn)行判斷。很多情況下，要從他考慮問題的角度考察其過程是否正確，考慮的因素是否齊全，鼓勵(lì)學(xué)生從多角度考慮設(shè)計(jì)問題。

工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要多方案比較，這是由工程設(shè)計(jì)的特性決定的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理學(xué)習(xí)中，特別鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)同一設(shè)計(jì)案例作出多種方案。在學(xué)習(xí)過程中逐步培養(yǎng)工程思維能力，即充分論證方案的可行性、可操作性和運(yùn)籌性；正確處理方案的可靠性與可錯(cuò)性、容錯(cuò)性；積極調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)者思維的流暢性、變通性和獨(dú)特性。

面對(duì)一個(gè)命題，我們往往容易急于做出判斷，得出結(jié)論：即對(duì)于一個(gè)問題僅得出“是”或“非”這種兩分法答案。然而，社會(huì)是開放的，環(huán)境是開放的，這就要求我們的思維也必須開闊?！罢遄谩笔且环N工作方法，古人說的“三思而后行”就是要求我們做多方案比較，權(quán)衡不同的因素在命題中的影響作用，對(duì)于每一個(gè)答案不能簡(jiǎn)單地用“是”或“非”、“好”或“不好”來做判斷，這就是“三分法”。

三分法是一種思維模式，是一種對(duì)事物決策強(qiáng)調(diào)理性思考過程的方法，也是從事工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的智慧之一。三分法思維能夠有效地避免人們?cè)跊Q策過程中種種偏執(zhí)、武斷、急躁、沖動(dòng)情緒的影響。對(duì)于未來從事結(jié)構(gòu)工程施工與維護(hù)的高級(jí)專門技術(shù)人才來說，善于權(quán)衡利弊，反復(fù)論證，培養(yǎng)三分法思維，并能有效地應(yīng)用于工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐中，是一種可貴的職業(yè)素質(zhì)。

受彎構(gòu)件試驗(yàn)梁的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新思維的實(shí)踐性特征

圖1是用于分析鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受力全過程與破壞特征的試驗(yàn)梁。

從學(xué)習(xí)知識(shí)的角度，介紹這個(gè)梁具有純受彎構(gòu)件的特性，且屬于彎矩為恒值就可以了。當(dāng)我們進(jìn)一步分析構(gòu)件的彎矩圖與剪力圖特征時(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于“為什么是這種梁，而不是其他形式的梁”更有興趣。通常，我們簡(jiǎn)單地表述一個(gè)受彎構(gòu)件是下頁圖2中a的受力形式，即一個(gè)梁體在跨中受到一個(gè)集中力。這時(shí)的彎矩分布呈現(xiàn)為倒三角形，而剪力分布在整個(gè)梁體上，左側(cè)為正，右側(cè)為負(fù)。比較下頁圖2中a與b可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)由一個(gè)集中力演變?yōu)閮蓚€(gè)集中力時(shí)，構(gòu)件的受彎與受剪特性發(fā)生了質(zhì)的變化。這個(gè)演變過程叫做“一生二”的過程。

作為試驗(yàn)梁，測(cè)試數(shù)據(jù)的基本要求是符合規(guī)律性，因此試驗(yàn)條件必須具備良好的重演性，試驗(yàn)影響因素必須具有確定性或唯一性。顯然，下頁圖2中a構(gòu)件梁體的每個(gè)截面彎矩值都不同，每個(gè)截面既受彎矩又受剪力，不能滿足試驗(yàn)研究的基本條件。進(jìn)而對(duì)梁體的特定截面分別進(jìn)行剪力與彎矩計(jì)算發(fā)現(xiàn)，采用b的集中力分布使得在梁體的CD段出現(xiàn)純受彎與彎矩為恒值的特征。由一個(gè)集中力到兩個(gè)集中力，是集中力的數(shù)量變化，而引起的結(jié)果是受力性質(zhì)的改變。經(jīng)過對(duì)知識(shí)的深入挖掘，當(dāng)我們?cè)倏丛囼?yàn)梁構(gòu)造時(shí)，學(xué)生會(huì)發(fā)出“這張圖很完美”的感嘆，因?yàn)檫@是一個(gè)創(chuàng)造的過程。而實(shí)際上，這個(gè)過程是完成任何工程技術(shù)試驗(yàn)研究的必由之路。

當(dāng)我們對(duì)一張受力圖感到親切的時(shí)候，我們收獲的不再是簡(jiǎn)單的知識(shí)，而是由知識(shí)上升為一種能力，一種摸索工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)方法的能力，一種解決問題的智慧，一種對(duì)事物規(guī)律性探索的愿望。這是“一生二”的過程——由關(guān)注一張圖，變成了弄清楚兩張圖。

年輕人對(duì)世界是充滿好奇的，這種好奇是創(chuàng)造力的源泉。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，把課程中蘊(yùn)含的創(chuàng)造性思維調(diào)動(dòng)出來、展示出來，給學(xué)生以啟發(fā)和引導(dǎo)，比孤立地開一門課程去教育學(xué)生如何創(chuàng)新要真切得多。因此，我們?cè)谘芯扛呗毥逃母飼r(shí)，要講透“是什么”，因?yàn)檫@是知識(shí)層面規(guī)定，也應(yīng)該根據(jù)內(nèi)容需要講清楚“為什么”，這是涉及能力培養(yǎng)的需要，有時(shí)還需要講講“是怎么來的”和解決問題的思維過程，這是涉及素質(zhì)層面的內(nèi)容。把知識(shí)能力與素質(zhì)培養(yǎng)結(jié)合在一門課程的教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)課程的綜合教學(xué)，而不是把各門課程孤立開來，僅僅“承包”規(guī)定的知識(shí)傳授內(nèi)容，這才是我們教育教學(xué)改革的出路，是我們倡導(dǎo)課程文化建立的立意所在。

結(jié)構(gòu)三向受壓特征與人的自我約束與保護(hù)

柱是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的受壓構(gòu)件，一般采用普通箍筋形成柱的骨架結(jié)構(gòu)。當(dāng)柱承受的軸向壓力很大，而其截面尺寸又受到限制不能加大時(shí)，無論怎么提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)或增加縱向主鋼筋用量都不足以承受這種軸向壓力，此時(shí)可以采取螺旋箍筋柱形式以提高柱的承載力。

所謂螺旋箍筋柱，就是用間距比普通鋼筋混凝土柱小得多的閉合鋼筋將柱的核心混凝土圍箍起來猶如形成一個(gè)套筒，通過這種作用可以有效地限制核心混凝土的橫向變形，從而提高柱的承載能力。螺旋箍筋是一種構(gòu)造，它形成的柱則是一種與普通混凝土結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)的構(gòu)件。在普通結(jié)構(gòu)中，如果混凝土承受超過自身極限承載能力的作用時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞；而在螺旋箍筋柱中，軸向壓力增大會(huì)伴隨混凝土的變形，但是由于有螺旋箍筋的圍箍作用，使得混凝土不能發(fā)生自由橫向變形，我們把這樣一種受力狀態(tài)叫做“三向受壓”。即當(dāng)構(gòu)件承受z軸方向的壓力時(shí)，如果對(duì)構(gòu)件的兩個(gè)側(cè)向x、y軸方向施加壓力，則可以提高對(duì)z軸方向壓力的承載能力。形象地稱為，如果“有人撐腰”則頂住壓力的能力增強(qiáng)。

這是提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件受壓承載能力的原理。我們不是在課堂把它僅僅停留在技術(shù)層面來討論這個(gè)問題，而是要進(jìn)一步追問通過這個(gè)案例能夠得到什么樣的人生感悟。

所謂人的進(jìn)步，指的是能力的提高，通常就要面對(duì)新的更大的壓力。從力學(xué)的角度，應(yīng)力與應(yīng)變、受力與產(chǎn)生變形永遠(yuǎn)是相伴而生的。面對(duì)過大的工作、學(xué)習(xí)、生活的壓力，人們產(chǎn)生身體與行為上的變形是自然的，問題在于，你對(duì)承受這種壓力是否做好了準(zhǔn)備，即面對(duì)各種變形提供相應(yīng)的自我約束與保護(hù)。在壓力不大時(shí)，這種約束或許并不發(fā)生效用，而一旦壓力很大時(shí)，沒有嚴(yán)格的自我約束是不可能承受的。有理想、有抱負(fù)的人往往是那些懂得自我約束的人，想不受約束而順利承擔(dān)重任的“混凝土人”是不存在的。螺旋箍筋的道理還可以啟示我們?nèi)ダ斫庵贫?、法律及社?huì)約束以及如何保障社會(huì)秩序的有效運(yùn)行。

結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法與解決矛盾的分類法

工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)討論的是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的能力，耐久性與結(jié)構(gòu)的安全性、適用性共同組成結(jié)構(gòu)功能的三大指標(biāo)。

耐久性是指結(jié)構(gòu)對(duì)氣候變化、化學(xué)侵蝕、物理作用或任何其他破壞過程的抵抗能力。其中的影響因素分別來自對(duì)混凝土的損傷（裂縫、破碎、酥裂、磨損、溶蝕等），對(duì)鋼筋銹蝕、脆化、疲勞、應(yīng)力腐蝕以及對(duì)鋼筋與混凝土之間黏結(jié)作用的削弱。結(jié)構(gòu)耐久性取決于混凝土材料的自身特征和結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)規(guī)范提出了按結(jié)構(gòu)使用環(huán)境進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)的概念，明確規(guī)定了不同使用環(huán)境下結(jié)構(gòu)耐久性的基本要求，對(duì)影響混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低強(qiáng)度等級(jí)、最大氯離子含量和堿含量等做出了限值規(guī)定。環(huán)境條件劃分成四大類別，分別針對(duì)：Ⅰ類溫暖或寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境、與無侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境；Ⅱ類嚴(yán)寒地區(qū)的大氣環(huán)境、使用除冰鹽環(huán)境、濱海環(huán)境；Ⅲ類海水環(huán)境；Ⅳ類為受侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境。同時(shí)依據(jù)這種對(duì)環(huán)境影響程度的等級(jí)分類，分別制定抗凍等級(jí)選用標(biāo)準(zhǔn)、混凝土保護(hù)層厚度標(biāo)準(zhǔn)等一系列要求。

學(xué)習(xí)這一條例規(guī)定給予我們的啟示是什么？耐久性設(shè)計(jì)面對(duì)的主要是環(huán)境的影響，作為結(jié)構(gòu)本身是無法改變環(huán)境的，于是要提高耐久性必須使結(jié)構(gòu)適應(yīng)不同的環(huán)境。怎么適應(yīng)？

第一位的要求就是面對(duì)外部，對(duì)環(huán)境分門別類，將大氣環(huán)境、水環(huán)境以及運(yùn)營條件按影響嚴(yán)重程度不同進(jìn)行等級(jí)分類；第二位的要求是面對(duì)內(nèi)部，提出適應(yīng)性要求，在設(shè)計(jì)措施、施工措施上做出規(guī)定，從而達(dá)到內(nèi)部與外部的協(xié)調(diào)一致。

人們對(duì)于自身所處的環(huán)境有很多的無能為力，你能夠做的就是善于識(shí)別不同的環(huán)境情況，有了明確的認(rèn)識(shí)與界限劃分，才能做到區(qū)別對(duì)待。這里教給我們的工作方法是，工作千頭萬緒、錯(cuò)綜復(fù)雜，如果我們一頭扎進(jìn)去拼命地干，往往事倍功半。于是，首要的工作是進(jìn)行分類，區(qū)別不同的對(duì)象進(jìn)行排列、組合，形成輕重緩急、主次先后，尤其當(dāng)這種無序是我們自身所無法控制的情況時(shí)，分類法是必要的、有效的。

我們能夠控制與改變的是我們自身，不要指望用自身的固定條件能夠適應(yīng)各種環(huán)境，“以不變應(yīng)萬變”，必須善于調(diào)節(jié)自身?xiàng)l件以適應(yīng)不同的環(huán)境。這里的關(guān)注點(diǎn)在于，你用最強(qiáng)勢(shì)的條件去應(yīng)對(duì)最一般的環(huán)境條件實(shí)際上是不合理的。比如說，采用最大的保護(hù)層厚度應(yīng)對(duì)Ⅰ類環(huán)境是不恰當(dāng)?shù)?。因?yàn)楹穸缺旧硪灿衅洳焕挠绊懀^厚的保護(hù)層容易開裂。人們發(fā)揮自身的能力一定要與所處的環(huán)境相適應(yīng)，能力不足不能滿足工作需要，能力表現(xiàn)得過高同樣也不一定適應(yīng)工作需要。

結(jié)論

第一，專業(yè)課程文化的開發(fā)與建設(shè)是高職教育走向職業(yè)化、素質(zhì)化培養(yǎng)目標(biāo)的必然體現(xiàn)。不同的課程具有不同的知識(shí)領(lǐng)域特性，與之相適應(yīng)的則是理念、實(shí)踐與方法論特征，倡導(dǎo)課程文化建設(shè)，就是要提倡在傳授知識(shí)的同時(shí)，將知識(shí)中蘊(yùn)含的邏輯、思維等方法傳授給學(xué)生。

第二，知識(shí)、能力與素養(yǎng)是高職教育的三大目標(biāo)，相互之間有著內(nèi)在的聯(lián)系。在教學(xué)過程中不宜簡(jiǎn)單地針對(duì)三個(gè)目標(biāo)分別制定措施，而必須將三大目標(biāo)協(xié)同起來。它們的關(guān)系在于，知識(shí)是花朵，能力是樹干，而素養(yǎng)是根須。掌握知識(shí)是第一層次目標(biāo)，掌握學(xué)習(xí)知識(shí)的方法，可以適應(yīng)知識(shí)更新的發(fā)展是能力培養(yǎng)，這是第二層次目標(biāo)；了解知識(shí)的產(chǎn)生過程，發(fā)現(xiàn)知識(shí)的規(guī)律，可以發(fā)掘、積累、創(chuàng)新知識(shí)是素養(yǎng)提升，是第三層次目標(biāo)。教學(xué)的目的就是要讓花朵繁茂，更要讓樹干強(qiáng)壯，根須發(fā)達(dá)，使知識(shí)之樹常青。

第三，課程文化需要發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘和總結(jié)。知識(shí)是表層，蘊(yùn)藏于知識(shí)中的認(rèn)識(shí)過程、思維方式、實(shí)踐規(guī)律需要專業(yè)技術(shù)人員去細(xì)致探究，才能有所心得，有所發(fā)現(xiàn)。因此，課程文化建設(shè)是一個(gè)鉆研的過程、探索的過程、積累的過程、歸納總結(jié)的過程。

第四，課程文化建設(shè)依賴于課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的通力合作。任何文化的力量都源于集體。整個(gè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)課程文化建設(shè)重要性的共識(shí)，對(duì)課程知識(shí)所蘊(yùn)含思維、邏輯、規(guī)律的共同探究，是課程文化建設(shè)的基礎(chǔ)，也是課程文化建設(shè)的保障。

課程文化建設(shè)成功的標(biāo)志，是學(xué)生通過課程教學(xué)收獲了知識(shí)，多年以后雖知識(shí)逐漸淡化，而支撐這些知識(shí)的思想與方法仍植根在學(xué)生的腦海，使學(xué)生能夠真正成為“具有特定專門技術(shù)知識(shí)的智能型人才”。

參考文獻(xiàn)：

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化工原理的課程設(shè)計(jì)范文第2篇

關(guān)鍵詞：化工原理；課程設(shè)計(jì)；實(shí)踐；可行性

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）22-0205-02

《化工原理》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的必修專業(yè)課程之一，理論課之后國內(nèi)大部分高校的本科人才培養(yǎng)計(jì)劃中安排了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)――《化工原理》課程設(shè)計(jì)。我們學(xué)校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃也如此。《化工原理》課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，解決常規(guī)化工設(shè)計(jì)中一些實(shí)際問題的一項(xiàng)重要的實(shí)踐教學(xué)。其出發(fā)點(diǎn)是通過課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生搜集資料、查閱文獻(xiàn)、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、分析與思考解決實(shí)際生產(chǎn)問題等能力。筆者從事了3屆的課程設(shè)計(jì)教學(xué)，從中總結(jié)了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)方法，以期提高教學(xué)效果?，F(xiàn)將筆者的教學(xué)體會(huì)作一介紹。

一、課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)具有普遍性、代表性

我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的《化工原理》課程設(shè)計(jì)一般為二周時(shí)間。課程設(shè)計(jì)基本要求是通過這一設(shè)計(jì)過程使每個(gè)學(xué)生都受到一定程度的訓(xùn)練，使將來在不同崗位就業(yè)的學(xué)生都能受益，都能解決這類工程的實(shí)際問題，并可以舉一反三。所以課程設(shè)計(jì)的選題需要我們指導(dǎo)老師慎重，盡量選擇化工行業(yè)中最普遍且最具代表性的單元操作進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)以往的教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，題目的選取應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

1.課程設(shè)計(jì)題目盡可能接近實(shí)際生產(chǎn)，截取現(xiàn)有的某化工項(xiàng)目中的某一操作單元為設(shè)計(jì)模型，比如某合成氨廠的傳熱單元的設(shè)計(jì)，流體輸送過程中離心泵的設(shè)計(jì)，管殼式換熱器等等。這樣學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中有參照體系，不至于出現(xiàn)不合理的偏差。

2.課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)該圍繞著常見的化工操作單元進(jìn)行展開，比如我們都知道在講授《化工原理》理論知識(shí)時(shí)其中的單元操作有流體輸送、傳熱、精餾、吸收、萃取等等。一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)該包括2～3個(gè)常見的單元操作，從而實(shí)現(xiàn)某一簡(jiǎn)單的化工任務(wù)。

3.課程設(shè)計(jì)題目中涉及的物質(zhì)盡可能常見易得。因?yàn)橥瓿商摂M的生產(chǎn)任務(wù)過程中需要這些物質(zhì)的物性參數(shù)進(jìn)行核算，常見易得的物質(zhì)能夠降低學(xué)生在查閱參數(shù)方面的工作量。比如，如果我們?cè)O(shè)計(jì)分離任務(wù)盡量選擇苯-甲苯，或甲醇-水等這樣的體系，因?yàn)檫@些混合體系的參數(shù)大部分工具書能夠查到。

4.《化工原理》課程設(shè)計(jì)題目選擇還要兼顧后續(xù)的《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)。根據(jù)我校的本科人才培養(yǎng)計(jì)劃，緊接《化工原理》課程設(shè)計(jì)是《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)。這兩次的教學(xué)實(shí)踐緊密銜接，互相補(bǔ)充?！痘ぴ怼氛n程設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)為工藝流程及流程參數(shù)的確定、主要設(shè)備及管線的布線及選擇，而《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)為典型設(shè)備的選型、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的選用及操作參數(shù)范圍的確定等。所以《化工原理》課程設(shè)計(jì)題目設(shè)置時(shí)保證每個(gè)題目中包含2～3個(gè)典型設(shè)備，以備學(xué)生后續(xù)的《化工機(jī)械設(shè)備》課程設(shè)計(jì)。

二、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的進(jìn)行積極指導(dǎo)

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生接觸到課程設(shè)計(jì)課題題目的時(shí)候，猶如身置茫茫大海中，不知該如何開始。此時(shí)，我們指導(dǎo)教師的積極指導(dǎo)就起著相當(dāng)重要的作用。指導(dǎo)教師的指導(dǎo)猶如指路明燈，為學(xué)生撥開疑霧，給學(xué)生指明方向，讓學(xué)生知道如何順利完成接下來的課程設(shè)計(jì)。

1.積極引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維。指導(dǎo)教師首先講解一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)應(yīng)該包括哪些主要內(nèi)容，涉及哪些參數(shù)計(jì)算及相關(guān)文獻(xiàn)查閱，怎樣做才能更好地完成這些內(nèi)容。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從工藝和設(shè)備全方位考慮設(shè)計(jì)問題?！叭f事開頭難”，學(xué)生克服了開始之初的茫然后在老師指引下很快進(jìn)入角色。在設(shè)計(jì)過程中指導(dǎo)老師鼓勵(lì)學(xué)生多做深層次思考，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全可靠性和先進(jìn)性，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和創(chuàng)新能力。

2.引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件輔助課程設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，為各行各業(yè)的發(fā)展提供了便利。現(xiàn)如今的《化工原理》課程設(shè)計(jì)的要求和十幾年前比有了很大的提高。所以設(shè)計(jì)的過程中不可避免地應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)操作參數(shù)的計(jì)算、設(shè)備的繪制、工藝流程的繪制。這就要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)前就應(yīng)該熟悉部分專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)如Chemoffice，AutoCAD，Mat Lab，Aspen Plus?？紤]到后續(xù)的課程設(shè)計(jì)，《化工原理》理論授課的過程中授課老師要求學(xué)生課余學(xué)習(xí)課程涉及的相關(guān)軟件，部分課后習(xí)題作業(yè)要求學(xué)生編程計(jì)算，比如精餾塔塔板的逐板計(jì)算法。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的理論結(jié)合實(shí)際的學(xué)習(xí)后，大部分學(xué)生對(duì)相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件有了了解。進(jìn)入課程設(shè)計(jì)階段，指導(dǎo)老師引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)過的軟件應(yīng)用到課程設(shè)計(jì)中。計(jì)算機(jī)軟件輔助課程設(shè)計(jì)可以起到事半功倍的效果，幫助學(xué)生順利完成課程設(shè)計(jì)。

3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。在《化工原理》課程設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生是以分組的形式進(jìn)行的，每組4～5人，并任命一名品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生為組長。為了方便工作的進(jìn)行，組長根據(jù)組員的特長進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆止?，比如有的同學(xué)負(fù)責(zé)查閱資料，編輯文檔，有的同學(xué)編程計(jì)算，有的同學(xué)負(fù)責(zé)繪圖。但是這并不意味著每個(gè)人的工作是獨(dú)立的，課程設(shè)計(jì)的工作一環(huán)扣一環(huán)，相互關(guān)聯(lián)，需要全組同學(xué)發(fā)揮出自己的特長，相互幫助，齊心協(xié)力合作完成。設(shè)計(jì)過程中每個(gè)同學(xué)都有自己的個(gè)性和特色，難免在處理一些問題的時(shí)候產(chǎn)生分歧。對(duì)同一個(gè)問題產(chǎn)生分歧的時(shí)候，作為指導(dǎo)老師要求大家采取公開討論的方法，相互傾聽對(duì)方的意見，然后對(duì)比各種方法，最后選擇最適合本設(shè)計(jì)的最佳方法。通過課程設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)中的每一位成員都經(jīng)歷了一次合作鍛煉，團(tuán)隊(duì)合作能力得到提高，這也是課程設(shè)計(jì)的另一寶貴收獲。

4.撰寫正規(guī)的課程設(shè)計(jì)說明書。為了達(dá)到鍛煉的目的，我們?cè)谠O(shè)計(jì)之初就要求每組學(xué)生按著設(shè)計(jì)院或者設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)，編制一份正規(guī)的設(shè)計(jì)說明書。說明書主要包括三大部分：設(shè)計(jì)的文字說明書、設(shè)計(jì)項(xiàng)目的流程圖、2～3個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的剖視圖（A3圖紙）。課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，每一個(gè)小組課程設(shè)計(jì)說明書都要裝訂成冊(cè)，之所以這樣要求，其目的是鍛煉學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

三、鼓勵(lì)表現(xiàn)突出的團(tuán)隊(duì)參加設(shè)計(jì)比賽

結(jié)合現(xiàn)今高等教育的培養(yǎng)計(jì)劃，國內(nèi)化工學(xué)會(huì)每年都組織大型的化工類的課程設(shè)計(jì)大賽，參賽對(duì)象來自全國各大高校的化工專業(yè)。根據(jù)這一情況，我們指導(dǎo)老師從設(shè)計(jì)之初就鼓勵(lì)學(xué)生爭(zhēng)取把自己優(yōu)秀的作品展示給化工領(lǐng)域的專家和同齡人。到目前為止，我們指導(dǎo)的課程設(shè)計(jì)至少已經(jīng)有三屆學(xué)生參加過了國家級(jí)的設(shè)計(jì)大賽，并獲得了獎(jiǎng)項(xiàng)。這說明課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考能力的一次綜合訓(xùn)練。

《化工原理》課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生不僅認(rèn)識(shí)到了“扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，良好的工程設(shè)計(jì)思維”的重要性，也從中學(xué)習(xí)到了“理論與實(shí)際融會(huì)貫通”的精髓。從老師的角度來看課程設(shè)計(jì)不僅培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，同時(shí)也為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫蘭義，張?jiān)旅?，李軍，?Aspen Plus在化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東化工，2009，36（12）：173-175.

化工原理的課程設(shè)計(jì)范文第3篇

1課程設(shè)計(jì)前的調(diào)查與輔導(dǎo)

在開始化工原理課程設(shè)計(jì)之前，充分了解學(xué)生對(duì)前修課程如物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工原理等課程理論知識(shí)的掌握程度，了解學(xué)生查閱文獻(xiàn)獲取物性參數(shù)和相關(guān)公式的能力，了解學(xué)生是否具有一定的工程、經(jīng)濟(jì)觀念，了解學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)CAD繪圖能力的掌握情況。上述內(nèi)容均是在化工原理課程設(shè)計(jì)過程中學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)與能力，通過課前調(diào)查，掌握學(xué)生的基礎(chǔ)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)與指導(dǎo)，使學(xué)生在開始課程設(shè)計(jì)之前提前進(jìn)入狀況，讓學(xué)生建立信心，激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的完成將要開始的課程設(shè)計(jì)。

2課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程

課程設(shè)計(jì)的任務(wù)(或題目)是教學(xué)的核心，也是能否培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生工程實(shí)踐能力的關(guān)鍵。在教學(xué)過程中，為了全面的地鍛煉學(xué)生的查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)計(jì)算、實(shí)際分析和CAD繪圖能力，課程設(shè)計(jì)的選題在符合教學(xué)大綱要求的前提下結(jié)合工業(yè)實(shí)際，設(shè)計(jì)結(jié)果有較好的參比性。

2.1任務(wù)布置

在分配任務(wù)時(shí)根據(jù)學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)和儲(chǔ)備進(jìn)行合理的搭配與分組，做到每組成員具有較均衡的知識(shí)能力。設(shè)計(jì)題目做到每人一題，盡量避免抄襲現(xiàn)象發(fā)生，如進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，所有學(xué)生都有自己的產(chǎn)量、餾出液組成、釜液組成、原料狀況與組成、回流比等；組內(nèi)成員具有個(gè)別不同的數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以對(duì)比不同條件對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響，如回流比的不同、原料狀況不同、餾出液組成不同、釜液組成不同等。如此一來，組內(nèi)成員在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，都能積極參與到整個(gè)過程中來，每個(gè)人計(jì)算設(shè)計(jì)結(jié)果都是對(duì)比分析與工程評(píng)價(jià)的一部分，能夠較好的提高學(xué)生的參與性、積極性，同時(shí)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和創(chuàng)造。另外在課程設(shè)計(jì)開始之前，指導(dǎo)教師應(yīng)仔細(xì)地講解設(shè)計(jì)內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的工藝流程，并將整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程進(jìn)行具體的說明，就設(shè)計(jì)計(jì)算過程中容易出錯(cuò)的位置進(jìn)行重點(diǎn)指出。

2.2答疑與引導(dǎo)

在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的過程中，方案設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)，如在進(jìn)行換熱器設(shè)計(jì)時(shí)，如何選擇合理的工藝流程和換熱器的類型，需要根據(jù)加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)的狀況、換熱器在整個(gè)工藝流程中的地位等因素來綜合考慮，如進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，是選用板式精餾塔還是選用填料精餾塔，都需要根據(jù)物料的物性參數(shù)和實(shí)際工藝條件來共同決定。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)方案，組織學(xué)生討論分析，通過對(duì)比綜合選用較合適的設(shè)計(jì)方案。在課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行過程中，要及時(shí)了解與掌握學(xué)生設(shè)計(jì)的進(jìn)度與狀況。由于學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和能力的差異，在獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、物性數(shù)據(jù)、方案設(shè)計(jì)、公式選用等方面都會(huì)有或多或少的困難，對(duì)學(xué)生遇到的問題可以通過以下三種方式進(jìn)行解決：(1)對(duì)于個(gè)別同學(xué)遇到的個(gè)別問題，教學(xué)過程中采取一對(duì)一的答疑方式進(jìn)行，就學(xué)生的問題進(jìn)行個(gè)別解答和指導(dǎo)。如在換熱器的設(shè)計(jì)過程中，就管程和殼程走何種流體，主要從介質(zhì)的安排能夠達(dá)到提高傳熱效率和節(jié)省材料的方面來考慮，易產(chǎn)生污垢、腐蝕性強(qiáng)、高溫高壓的介質(zhì)走管程，粘度較大的介質(zhì)走殼程；(2)對(duì)于大部分學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中遇到的共性問題，采取集中詳細(xì)講解的方式進(jìn)行，并對(duì)該設(shè)計(jì)過程進(jìn)行中所涉及的知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的影響進(jìn)行引導(dǎo)與分析。如板式精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算中，對(duì)于塔板數(shù)的計(jì)算，可以通過圖解法和逐板計(jì)算法來進(jìn)行，根據(jù)查閱文獻(xiàn)獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做出物系的平衡曲線或計(jì)算出物系的平均相對(duì)揮發(fā)度，再根據(jù)原料、餾出液、釜液的濃度和選擇的適宜回流比獲得精餾段、提餾段的操作線方程，由原料狀況獲得進(jìn)料線方程，根據(jù)上述內(nèi)容可以選擇圖解法或逐板法來進(jìn)行計(jì)算；(3)對(duì)于設(shè)計(jì)過程中學(xué)生遇到的不了解設(shè)備形狀和結(jié)構(gòu)等方面造成的困難，指導(dǎo)教師通過實(shí)物、多媒體圖片及動(dòng)畫的方式向?qū)W生展示說明，讓學(xué)生充分了解設(shè)計(jì)中所選用設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。

2.3課程考核

化工原理課程設(shè)計(jì)的主要目的是進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力和處理實(shí)際工程問題的能力。因此，在課程的考核方面也主要從這些方面著手，課程考核主要通過如下三個(gè)方面來綜合評(píng)定學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)的成績(jī)：(1)遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律的情況，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取方式或途徑，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)前修理論課程的掌握情況；(2)考察學(xué)生在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，針對(duì)實(shí)際問題是否能夠結(jié)合理論知識(shí)、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行全面分析與預(yù)判；(3)分組合作過程中考察學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，課程設(shè)計(jì)總結(jié)與答辯過程中考察學(xué)生的語言組織及表達(dá)能力。

3總結(jié)與展望

化工原理的課程設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：化工原理；工程意識(shí)；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）19-0198-02

化學(xué)工程專業(yè)應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生綜合地運(yùn)用科學(xué)原理、方法和技術(shù)對(duì)已有技術(shù)進(jìn)行消化吸收并具備一定的研究開發(fā)能力，解決化工生產(chǎn)過程中的復(fù)雜工程問題，同時(shí)能夠在工程項(xiàng)目中完成工藝、設(shè)備和控制等方面的合理設(shè)計(jì)。中國的高等工程教育模式下的畢業(yè)生在進(jìn)入企業(yè)后沒有嚴(yán)格的工程師崗位培訓(xùn)系統(tǒng)，也很少有工程項(xiàng)目的集中實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。中國工程教育的培養(yǎng)和當(dāng)前社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期對(duì)工程技術(shù)人才的需求已經(jīng)不匹配。大批經(jīng)由高等院校工程教育培養(yǎng)出來的工程技術(shù)人才往往較難適應(yīng)生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)計(jì)院等單位對(duì)人才的要求。

化工原理課程是一門以化工單元操作為主要內(nèi)容，以“三傳”研究方法論為主線的工程技術(shù)基礎(chǔ)課，它不同于化學(xué)和物理化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，因?yàn)榛A(chǔ)課程以簡(jiǎn)單的、理想的模型做為研究對(duì)象，采用的是嚴(yán)密的數(shù)學(xué)分析法；而化學(xué)工程學(xué)科都要面向?qū)嶋H的繁雜的工程問題，加上生產(chǎn)過程中影響因素繁多、物系的巨大差異、操作條件各不相同，大多數(shù)問題需要依靠理論指導(dǎo)下的工程化手段來解決。因此在本科教學(xué)中應(yīng)該盡早讓學(xué)生建立技術(shù)經(jīng)濟(jì)思維能力，培養(yǎng)工程思維模式，樹立工程觀念、工程意識(shí)，進(jìn)而讓學(xué)生能用工程觀念分析、解決工程實(shí)際問題。本文從研究方法的角度，并結(jié)合化工原理的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)來探討對(duì)化學(xué)工程師的培養(yǎng)問題。

一、理論教學(xué)實(shí)現(xiàn)工程意識(shí)培養(yǎng)和思維轉(zhuǎn)變

在當(dāng)前的化工教育中，前兩年的學(xué)習(xí)課程基本沒有重點(diǎn)培養(yǎng)工程的觀念，學(xué)生基本上學(xué)習(xí)的就是工程基礎(chǔ)、物理、高等數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)化學(xué)等理論性較強(qiáng)的課程。所以，學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)、工程沒有明確的認(rèn)識(shí)，不能把理論與實(shí)際相結(jié)合?；ぴ硎且婚T銜接基礎(chǔ)化學(xué)課程、后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)工程、傳遞過程等專業(yè)課的一門主干課程?；A(chǔ)化學(xué)課程的知識(shí)不僅是分析化工過程問題的重要工具，還是化工過程的基礎(chǔ)。如流體輸送、換熱、蒸發(fā)、精餾、萃取、吸收等單元過程教學(xué)中所涉及到的化學(xué)原理知識(shí)，都是學(xué)生在前期物理、化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的重點(diǎn)內(nèi)容。另外，目前出版的化工原理教材內(nèi)容大都按設(shè)計(jì)計(jì)算―操作分析―單元設(shè)備設(shè)計(jì)的章節(jié)結(jié)構(gòu)來編寫，課堂教學(xué)中應(yīng)對(duì)單元設(shè)備的作用、功能進(jìn)行對(duì)比分析，使學(xué)生明白其相同點(diǎn)與差異，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)單元設(shè)備的正確選型、設(shè)計(jì)的綜合能力。雖然各種單元操作基本方程的推導(dǎo)很重要，但是還應(yīng)該把應(yīng)用作為重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，讓學(xué)生能夠理論與實(shí)際問題相結(jié)合。案例教學(xué)在過程分析中的出發(fā)點(diǎn)是單元操作的物理化學(xué)原理或者物理，終點(diǎn)是工程目的。在分析時(shí)，暫時(shí)擺脫繁多公式的約束，通過推理、邏輯思維，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、討論和解決問題。以數(shù)學(xué)作為基本工具，對(duì)過程進(jìn)行數(shù)學(xué)模型識(shí)別，建立模型，進(jìn)行實(shí)際的案例分析。

因此，在化工原理課程的理論、實(shí)踐教學(xué)過程中就應(yīng)該在理論的基礎(chǔ)上盡可能提高學(xué)生的工程意識(shí)。具體來說，首先讓學(xué)生明白化工原理與前面所學(xué)的物理、化學(xué)是性質(zhì)完全不同的課程。強(qiáng)調(diào)此課程如何把研究成果開發(fā)放大為中試，再開發(fā)為生產(chǎn)規(guī)模，是連接基礎(chǔ)研究與工業(yè)生產(chǎn)的架橋。通過加強(qiáng)案例教學(xué)，使學(xué)生盡早樹立工程觀念[1]。雖然各單元操作的數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)重要，但更應(yīng)該側(cè)重實(shí)際工程應(yīng)用，讓學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)際工程相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。

二、化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化理論知識(shí)消化吸收與工程應(yīng)用概念

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是研究問題和學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，既是培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合的重要方法，也能訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能。化工原理實(shí)驗(yàn)是同理論課程教學(xué)一起開展的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)涉及到工程實(shí)際，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工藝流程相對(duì)復(fù)雜，部分實(shí)驗(yàn)裝置甚至接近于中試。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)工程實(shí)踐能力，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化工原理教學(xué)改革的一個(gè)重要切入點(diǎn)。如在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以把科研中的單元過程，如分離工程案例分析引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，既可以豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，又能夠提高學(xué)生對(duì)化工實(shí)踐和解決實(shí)際問題的認(rèn)識(shí)[5]。在化工原理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生能夠接觸到與實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)性質(zhì)相同的工程實(shí)驗(yàn)裝置，能夠提升學(xué)生的工程意識(shí)。對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)，如果能夠要求學(xué)生獨(dú)立分析單元設(shè)備的結(jié)構(gòu)、設(shè)備的布置、實(shí)驗(yàn)裝置流程，再結(jié)合教師的詳細(xì)講解，這樣就可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中初步形成工程化概念。

完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)技能，訓(xùn)練工程思維，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的關(guān)鍵所在。增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)監(jiān)控，包括流程預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)裝置、課堂理論講解、實(shí)驗(yàn)操作技能培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和綜合成績(jī)考評(píng)等。實(shí)驗(yàn)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際工程問題、找出解決方案，也算是建立工程觀念的一條有效途徑。通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來引發(fā)學(xué)生自己思考問題。化工原理實(shí)驗(yàn)教W的內(nèi)容緊緊圍繞實(shí)驗(yàn)研究方法設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在實(shí)踐中鞏固理論課所學(xué)的方法論。

三、化工原理課程設(shè)計(jì)突出理論教學(xué)與工程設(shè)計(jì)的對(duì)接

化工原理課程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，通過學(xué)生獨(dú)立完成規(guī)定單元操作設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，掌握相關(guān)工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)的能力；課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)，通過實(shí)踐可提高工程意識(shí)和實(shí)際應(yīng)用能力。而且通過該環(huán)節(jié)，可使學(xué)生綜合運(yùn)用相關(guān)課程理論知識(shí)，增強(qiáng)查閱文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的能力，并增強(qiáng)通過工程語言如圖表、文字表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果的能力，進(jìn)而可以提升學(xué)生的工程制圖的能力。這樣，學(xué)生通過一次課程設(shè)計(jì)，可以掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練、單元設(shè)備相關(guān)工藝，使工程的概念得以提升。

應(yīng)當(dāng)指出的是，課程設(shè)計(jì)的目的不單純是為設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)，而是培養(yǎng)學(xué)生解決問題和分析問題的綜合能力。在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前，學(xué)生基本沒有參加過工程實(shí)踐，所以指導(dǎo)教師有必要提醒學(xué)生，工程上的問題往往受到諸多因素影響，不像他們以前所學(xué)的自然科學(xué)范疇的數(shù)學(xué)、化學(xué)和物理等課程的答案是唯一的，工程問題的答案往往不止一個(gè)。所以需要將每種可行方案進(jìn)行可靠性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性等方面的比較和選擇，最終選擇一個(gè)可靠的實(shí)施方案。經(jīng)過這樣的指導(dǎo)和親自參加工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，學(xué)生的靈活性和工程應(yīng)變能力都能夠得到初步鍛煉，進(jìn)而為他們今后走上工程師崗位打下初步基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)主要是針對(duì)實(shí)際工程中的問題，讓學(xué)生得到實(shí)際鍛煉的機(jī)會(huì)，課程設(shè)計(jì)內(nèi)容注重理論聯(lián)系實(shí)際工程。請(qǐng)工程經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師現(xiàn)身講解學(xué)生需要面對(duì)的專業(yè)熱點(diǎn)問題或典型工程問題。讓學(xué)生走進(jìn)企業(yè)、工廠實(shí)踐，了解和感受工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)際狀況。另外要培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，強(qiáng)調(diào)工程軟件（PRO II，Aspen，Auto CAD等）的上機(jī)操作與實(shí)際應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)生的工程培訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)，讓工科學(xué)生掌握這一進(jìn)步的設(shè)計(jì)手段。

四、結(jié)語

要加強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)，我們?cè)诟愫美碚摻虒W(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程設(shè)計(jì)的同時(shí)，更多地要讓學(xué)生走出課堂，深入生產(chǎn)和科研實(shí)際。使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)應(yīng)用于研究和解決生產(chǎn)問題的工程實(shí)踐中，讓學(xué)生體會(huì)到解決實(shí)際工程問題的喜悅與自豪。要逐步培養(yǎng)學(xué)生重踐、重應(yīng)用的熱情，培養(yǎng)學(xué)生積累資料的習(xí)慣和興趣，培養(yǎng)學(xué)生尋找課題、在生產(chǎn)實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問題、掌握解決問題的步驟和方法，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生工程化的思維，培養(yǎng)他們熱愛化學(xué)工程專業(yè)，使學(xué)生熱愛所學(xué)專業(yè)。

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Paying Attention to the Cultivation of Basic Qualities of Chemical Engineers in the Teaching Process of Chemical Engineering Principle

YUAN Jun，ZHANG Jian-shu

（School of Chemistry and Chemical Engineering，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832003，China）

化工原理的課程設(shè)計(jì)范文第5篇

論文摘要：文章結(jié)合化工原理課程的特點(diǎn)，通過合理安排認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，促進(jìn)理論教學(xué)。采用類比法、多媒體輔助等多種靈活多樣的教學(xué)方法和手段，以提高課堂教學(xué)效果，使化工原理教學(xué)質(zhì)量整體得以提高。

化工原理是化學(xué)工程與工藝及相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授化工單元操作的過程和設(shè)備[f})，是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。課程內(nèi)容既包含了較深的基礎(chǔ)理論，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性，歷來被認(rèn)為是一門難學(xué)又難教的課程。筆者根據(jù)多年來的教學(xué)實(shí)踐，現(xiàn)就提高化工原理課程教學(xué)質(zhì)量的方法淺談如下。

1.合理安排認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)

化工原理包括許多單元操作過程，但就其內(nèi)容來講，可將它分為兩部分:操作原理和設(shè)備介紹。對(duì)設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，通過實(shí)物了解既直觀，效果又好。因此筆者對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂，在開課前和課程設(shè)計(jì)前分別進(jìn)行一次認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。經(jīng)驗(yàn)是必須抓好開課后的第一次認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，利用這次機(jī)會(huì)，使學(xué)生獲取了解設(shè)備的第一手資料。此次認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)應(yīng)做到以下兩點(diǎn):第一，由化工原理主講教師制訂實(shí)習(xí)計(jì)劃。使學(xué)生了解化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，以及此次實(shí)習(xí)對(duì)化工原理及其后續(xù)課程學(xué)習(xí)的作用，對(duì)化工原理中所涉及的重要設(shè)備，如塔、換熱器、泵等，對(duì)其結(jié)構(gòu)要做詳細(xì)介紹，使學(xué)生對(duì)常見設(shè)備有一個(gè)初步了解。第二，實(shí)習(xí)期間，要求學(xué)生結(jié)合教材對(duì)重要設(shè)備，結(jié)合實(shí)物圖認(rèn)真分析，熟悉結(jié)構(gòu)，為以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，在了解設(shè)備的基礎(chǔ)上講授操作原理，有助于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握。

2精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握

化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于其他課程實(shí)驗(yàn)，它是針對(duì)每個(gè)單元操作過程開設(shè)的，主要是幫助學(xué)生理解和驗(yàn)證所學(xué)的定理、公式。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都是對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用。如圓形直管氣體傳熱膜系數(shù)的測(cè)定。主要測(cè)定空氣在圓形直管內(nèi)強(qiáng)制湍流的傳熱膜系數(shù)，并用準(zhǔn)數(shù)方程整理經(jīng)驗(yàn)公式。學(xué)生在學(xué)習(xí)對(duì)流傳熱系數(shù)這一節(jié)時(shí)，由于公式特別多，學(xué)生往往不知從何下手，但實(shí)際生產(chǎn)中常遇到的是圓形直管內(nèi)強(qiáng)制湍流，因此在眾多的公式中，學(xué)生重點(diǎn)掌握的也是圓形直管內(nèi)強(qiáng)制湍流給熱系數(shù)的計(jì)算，而傳熱實(shí)驗(yàn)恰恰強(qiáng)化的就是這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生處理完實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，可以熟練掌握相關(guān)的公式和使用條件。再如離心泵性能測(cè)定、填料塔中液相傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定等都是為某個(gè)單元操作和某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用。如何通過化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來促進(jìn)理論教學(xué)的學(xué)習(xí)，筆者認(rèn)為在學(xué)習(xí)每章理論課的同時(shí)，把實(shí)驗(yàn)課程穿去，并要求學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備工作。高質(zhì)量的完成化原理實(shí)驗(yàn)不僅能夠加深所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)技能和綜用知識(shí)方面解決間題的能力。

3通過課程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)

綜合考慮操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)是貫穿于化工原理每個(gè)章節(jié)中的一個(gè)重要內(nèi)容，不斷增強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)，為解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。化工原理課程設(shè)計(jì)是為培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力而設(shè)置的一個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是學(xué)生完成從理論到實(shí)踐過渡的重要一環(huán)。通過課程設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)生工程觀念，從而提高化工原理教學(xué)質(zhì)量。在精餾塔設(shè)計(jì)中，回流比R的確定是設(shè)計(jì)中很關(guān)鍵的一步，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全操作方面考慮，把課堂上反復(fù)強(qiáng)調(diào)回流比R對(duì)操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的影響應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)精餾過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在塔頂冷凝器設(shè)計(jì)中，若以水為冷卻介質(zhì)，提示學(xué)生盡管出口溫度升高可以減少用水量，降低操作費(fèi)，但出口溫度過高管子容易結(jié)垢導(dǎo)致傳熱效率降低，甚至堵塞管路無法使用。在泵設(shè)計(jì)中，有的學(xué)生喜歡選用型號(hào)大一些的泵，總認(rèn)為這樣做保險(xiǎn)，很少注意從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)周期等方面進(jìn)行綜合考慮。因此要想提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須從課堂教學(xué)抓起，同時(shí)通過課程設(shè)計(jì)促進(jìn)課堂教學(xué)，提高化工原理教學(xué)質(zhì)量。

4采用靈活多樣的教學(xué)方法和手段，提高課堂教學(xué)質(zhì)量

4.1引入類比教學(xué)法，使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化

類比法是尋找研究對(duì)象的貌異質(zhì)同的思維方式，它是一種比較重要的邏輯推理方法，由于化工原理中的動(dòng)量傳遞、質(zhì)量傳遞、熱量傳遞三種過程中存在著類似的規(guī)律和內(nèi)在的聯(lián)系，可將相對(duì)簡(jiǎn)單且較成熟的熱量傳遞的研究成果，推廣到較復(fù)雜的質(zhì)量傳遞過程中去。在講授傳質(zhì)過程中，將傳質(zhì)與傳熱進(jìn)行對(duì)照講解，可使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，幫助學(xué)生理解記憶。如傳質(zhì)中的分子擴(kuò)散、對(duì)流擴(kuò)散與傳熱中的傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱類似。在講解對(duì)流擴(kuò)散的傳質(zhì)機(jī)理和傳質(zhì)速率時(shí)，可以仿照對(duì)流傳熱，引入虛擬傳熱膜厚，流體側(cè)的溫差、熱阻都完全集中于此，而傳熱方式主要是分子熱傳導(dǎo)，傳熱速率仿照傅立葉定律計(jì)算，從而引出牛頓冷卻定律。傳質(zhì)中引出虛擬傳質(zhì)膜厚，流體側(cè)的濃度差和阻力全部集于此，而傳質(zhì)方式主要是分子擴(kuò)散，傳質(zhì)速率可仿照菲克定律求出。很難理解的對(duì)流傳質(zhì)過程，利用類比法，用較短時(shí)間就能被學(xué)生所接受，加深了學(xué)生對(duì)傳質(zhì)過程的理解。吸收中的最小液氣比與精餾中的最小回流比，傳熱中的對(duì)數(shù)平均溫差與吸收中的對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力，牛頓粘性定律、傅里葉定律、菲克定律等，在講授過程中都可以通過類比的方法進(jìn)行講解，通過類比把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化。

4.2采用多媒體等輔助手段，提高課堂教學(xué)效果

化工原理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程學(xué)科，單元操作的研究?jī)?nèi)容包括“過程”和“設(shè)備“兩個(gè)方面[[3]。而學(xué)生沒有工程概念和感性認(rèn)識(shí)，如果單純的用“黑板加粉筆”的教學(xué)模式，一些操作過程很難表達(dá)清楚，學(xué)生會(huì)感到枯燥乏味，無法滿足現(xiàn)代教學(xué)要求。為此，在教學(xué)過程中需通過合理安排實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)來增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)還需要借助多媒體教學(xué)、設(shè)備模型等手段，把教學(xué)信息轉(zhuǎn)化為可視信號(hào)，從而提高教學(xué)效果。如列管換熱器的結(jié)構(gòu)表述，什么是多管程、多殼程，熱、冷流體如何進(jìn)行換熱，如果只在黑板上用畫圖來表示，很難把這一個(gè)動(dòng)態(tài)過程表達(dá)清楚。

現(xiàn)在借助多媒體教學(xué)，通過三維動(dòng)畫，很容易的把這一過程清晰生動(dòng)地顯示出來，使學(xué)生更易理解。在講解浮閥塔的操作性能時(shí)，用透明有機(jī)玻璃模型，形象清晰地展示了塔設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和整體特征，加深了學(xué)生對(duì)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的理解。化工原理的另一特點(diǎn)是計(jì)算性強(qiáng)，計(jì)算內(nèi)容從基本概念到實(shí)際問題，內(nèi)涵非常豐富，特別是那些在分析過程機(jī)理的基礎(chǔ)上建立的數(shù)學(xué)模型，往往是非線性的、多變量的，計(jì)算過程絮雜。如確定板式塔塔板需要逐板計(jì)算，重復(fù)利用操作線和平衡線方程。如果筆算工作量大，耗時(shí)較多。若采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，進(jìn)行簡(jiǎn)單編程，這些問題便能很容易解決，在編程過程中還能鞏固和深化教學(xué)內(nèi)容。通過這些輔助的教學(xué)方式，幫助學(xué)生深人理解單元操作過程的原理、形象直觀地了解和掌握設(shè)備原理與結(jié)構(gòu)，既培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又加深了學(xué)生的理解和記憶。

4.3通過課堂討論的形式組織教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)概念的理解和記憶

通過課堂討論形式來理解某個(gè)概念、公式，比單純的講解效果要好得多。這種教學(xué)方法，一般多用于傳熱、傳質(zhì)過程，由于公式多，難記憶，易于混淆。教師可以針對(duì)某些內(nèi)容首先讓學(xué)生在課下準(zhǔn)備，然后組織一堂討論課。如傳熱過程中，傅里葉定律、牛頓冷卻定律、斯蒂芬一波爾滋曼定律、傳熱基本方程，這幾個(gè)方程表示不同幣毫熱方式的傳熱速率，都與溫差成正比，但溫差不同，可以通過討論形式幫助學(xué)生加深概念的理解和記憶。