謝瑞剛，蘭翠玲，趙金和，周伶俐

(1.百色學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,廣西 百色 533000； 2.桂林理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,廣西 桂林 541004)

化學(xué)工程與工藝專業(yè)作為典型的工科專業(yè)，肩負(fù)著為社會(huì)諸多行業(yè)，如化工企業(yè)、醫(yī)藥、食品、能源、環(huán)保、設(shè)計(jì)部門及高等院校等培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重任。在化工專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量?；ぴO(shè)計(jì)課程是化工專業(yè)實(shí)踐性綜合性較強(qiáng)的一門必修課[1]，內(nèi)容一般包括工藝專業(yè)(車間、化工廠等)、非工藝專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及規(guī)范、物流及能量衡算、設(shè)備設(shè)計(jì)及配管、工程概算等部分。通過課程的學(xué)習(xí)，不但能使學(xué)生熟悉掌握國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更能培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新能力。

應(yīng)用型人才是能夠把成熟的技術(shù)和理論應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中的技能型人才。隨著我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展對應(yīng)用型人才的需求增加，越來越多的地方高校逐漸向培養(yǎng)地方(行業(yè))急需、特色鮮明的應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型。百色學(xué)院自2006年升本以來，一直把應(yīng)用型人才教育改革放在重點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整課程教學(xué)體系及評價(jià)機(jī)制[2]。基于此，化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革勢在必行，逐步探索。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

化工設(shè)計(jì)作為一門專業(yè)必修課程，總學(xué)時(shí)一般設(shè)置在40學(xué)時(shí)左右，其中通常包含10～20學(xué)時(shí)的實(shí)踐教學(xué)。由于內(nèi)容涉及面寬、輔助設(shè)計(jì)軟件多且復(fù)雜，理論講授課時(shí)和實(shí)踐課時(shí)相對有限，不論是行業(yè)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)解讀還是設(shè)計(jì)軟件熟練運(yùn)用都捉襟見肘，很難喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也難以獲得他們的更多關(guān)注，因此，工程設(shè)計(jì)思維的訓(xùn)練，工作過程(或者設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn))的積累往往難有收獲。

2 教學(xué)過程優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)規(guī)范

化工設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)規(guī)范涉及相應(yīng)的法規(guī)6個(gè)，國家標(biāo)準(zhǔn)287個(gè)，化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)77個(gè)，石油標(biāo)準(zhǔn)85個(gè)，石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)115個(gè)，電力標(biāo)準(zhǔn)15個(gè)，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)，其他標(biāo)準(zhǔn)38個(gè)。這些規(guī)定從圖紙的大小、比例、文字、符號(hào)代碼、標(biāo)注、設(shè)備圖布局、明細(xì)欄組成到設(shè)計(jì)類型及審批程序等等。種類繁多，要求細(xì)膩，但是，這些規(guī)定基本上是化工設(shè)計(jì)的硬性要求，強(qiáng)制要求，因此，化工設(shè)計(jì)的教學(xué)應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生對設(shè)計(jì)規(guī)范的熟悉理解及默認(rèn)遵守的習(xí)慣。課本上只是提及規(guī)范代碼及名稱，具體內(nèi)容，需要我們?nèi)D書館借閱、網(wǎng)上下載，甚至購買來及時(shí)熟悉規(guī)范內(nèi)容。只有這樣才能在今后的設(shè)計(jì)工作中有章可循，有規(guī)可依，切記任意發(fā)揮，畢竟設(shè)計(jì)是嚴(yán)肅的工作過程，不但關(guān)系到設(shè)計(jì)流程的是否合格，還會(huì)關(guān)系到設(shè)備的安全與否、環(huán)境條件是否達(dá)標(biāo)等等。

2.2 設(shè)計(jì)軟件

用于化工設(shè)計(jì)領(lǐng)域用到的軟件不少，從用途角度大致可分為以下幾類。計(jì)算軟件：Excel、Origin、Visual Basic、ChemCAD、Matlab、Aspen Plus等可用于物料與能量平衡衡算、工程概算與經(jīng)濟(jì)評價(jià)；繪圖軟件：AutoCAD、PIDCAD、PdMax、3dmax、PDMS、SmartPlant 3D等軟件可實(shí)現(xiàn)二維、三維設(shè)備與配管及車間或工廠布置圖的繪制[3]；模擬軟件：Aspen Plus、PRO-II、HYSYS等可對化工流程進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)。在化工設(shè)計(jì)工程中通常是幾種軟件的綜合使用，所以需要大量的時(shí)間去學(xué)習(xí)以上常用化工軟件。

單純的通過化工設(shè)計(jì)一門課程去實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)軟件的熟練操作顯然不可能，通過與之相關(guān)的課程如工程制圖、計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)等課程分散介紹學(xué)習(xí)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)軟件的消化和吸收。如AutoCAD、Aspen plus等軟件在選修課化工CAD和Aspen plus入門等課程上學(xué)會(huì)初步安裝使用并實(shí)現(xiàn)熟悉界面操作，Excel、Origin在計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用課程中重點(diǎn)介紹，Visual Basic 在計(jì)算機(jī)編程相關(guān)課程上教學(xué)。這些課程可以很好的利用起來，為化工設(shè)計(jì)必修課的學(xué)習(xí)打下初步的應(yīng)用基礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)不同于設(shè)計(jì)規(guī)范的識(shí)記方式，更多的需要?jiǎng)邮謱?shí)戰(zhàn)操作，所以，設(shè)計(jì)軟件在化工設(shè)計(jì)教學(xué)中，在有限的實(shí)踐課時(shí)中，采取以學(xué)生為主體的翻轉(zhuǎn)式教學(xué)[4]，學(xué)生通過課后的軟件操作訓(xùn)練后，在課堂上與大家分享使用操作過程及心得，這樣不但可以加深對設(shè)計(jì)軟件的熟練程度，還可以鍛煉同學(xué)們的表達(dá)能力。我們選用的教材是陳聲宗老師編寫的第四版化工設(shè)計(jì)課本，應(yīng)用Aspen Plus進(jìn)行物料及能量衡算，PdMax對二維設(shè)備布置圖及三維管道建模，Excel對化工經(jīng)濟(jì)評價(jià)，這3個(gè)軟件的使用采取實(shí)踐教學(xué)方式進(jìn)行，分組練習(xí)，分組講評，做到人人熟練操作。這種方式激發(fā)了大家的學(xué)習(xí)熱情，大大增加了每個(gè)人對設(shè)計(jì)軟件的熟練程度，吸引大家學(xué)好學(xué)精化工設(shè)計(jì)軟件。對于課堂上沒有講述的軟件，向大家細(xì)致講解，鼓勵(lì)大家下載安裝使用，鼓勵(lì)大家組隊(duì)交流。這樣可以為后面的設(shè)計(jì)競賽提前做好練兵準(zhǔn)備，有的放矢，有步驟有計(jì)劃的去參與到實(shí)戰(zhàn)中。從“四創(chuàng)能力”提升角度出發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)有所成以及準(zhǔn)備就業(yè)的同學(xué)可以嘗試去備考行業(yè)認(rèn)可的軟件證書。

2.3 設(shè)計(jì)競賽

全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽是國內(nèi)化工相關(guān)專業(yè)規(guī)模最高的賽事，由中國化工學(xué)會(huì)、中國化工教育協(xié)會(huì)、教育部高等學(xué)?；ゎ悓I(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)聯(lián)合舉辦分區(qū)選拔，從工藝流程、設(shè)備選型、車間和工廠設(shè)計(jì)以及經(jīng)濟(jì)分析與可行性論證等角度考查學(xué)生對化工設(shè)計(jì)的實(shí)踐動(dòng)手及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[5]。百色學(xué)院化工學(xué)院連續(xù)多年參加華南賽區(qū)選拔比賽，對于指導(dǎo)教師和參賽學(xué)生來說都是一次難得的實(shí)戰(zhàn)大練兵。除此以外，廣西高校化學(xué)化工類論文及設(shè)計(jì)競賽也是一次很好的參與競賽方式，每年都有組隊(duì)參加。

2.4 其他方式

有條件的高校可以結(jié)合校內(nèi)或校企共建的中試車間來做化工設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)[6]，這樣更有利于從真實(shí)生產(chǎn)流程來進(jìn)行實(shí)地設(shè)計(jì)。工作過程系統(tǒng)化是經(jīng)過驗(yàn)證的課程實(shí)踐化的設(shè)計(jì)方法[7,8]，化工設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性強(qiáng)且復(fù)雜的課程，可以從設(shè)備、車間、工廠等方面進(jìn)行工作過程系統(tǒng)化設(shè)計(jì)嘗試，很可能收獲意想不到的效果。

3 結(jié)論

針對化工設(shè)計(jì)課程內(nèi)容涉及規(guī)范多，實(shí)踐教學(xué)要求高的特點(diǎn)，通過調(diào)整教學(xué)方式，對化工設(shè)計(jì)規(guī)范采用教師重點(diǎn)講解，設(shè)計(jì)軟件采用翻轉(zhuǎn)課堂方式，并通過鼓勵(lì)學(xué)生參加各級(jí)各類化工設(shè)計(jì)相關(guān)競賽來鞏固和加深對課程的理解，不斷提高畢業(yè)生的專業(yè)應(yīng)用能力。對于有條件的高校還可結(jié)合中試車間作為化工設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)方式，進(jìn)行工作過程系統(tǒng)化設(shè)計(jì)來改善化工設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)效果。