化工原理教学中工程素质培养的探索与实践

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1、化工原理教学中工程素质培养的探索与实践　　摘要：针对卓越工程师培养计划，结合广东石油化工学院化工原理课程对卓越计划的落实，建立了以认识实习为先导、实训与实验为辅助、理论教学为核心的教学体系。科学合理地组织教学内容，引入先进的教学方法，是转变学生学习观念、培养学生工程素质的关键环节。　　关键词：工程素质卓越计划化工原理课程建设　　为促进高等院校工程教育素质的全面提升，教育部启动了“卓越工程师培养计划”高等工程教育改革。通过高校与企业合作，以实际工程为背景，进行工程技术教育，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力[1]。化工原理课程是化工、制药、食品等专业必修的一门专业基础

2、课，在由“化学”到“化工”认知过程中起着承上启下、由理及工的桥梁作用，同时承接后续的化工分离工程、化学反应工程、化工工艺学等专业技术课，具有很强的工程性和实用性。因此在教学中，如何让学生尽早建立工程意识、树立工程观念、培养学生工程思维能力、用工程观念分析、解决工程实际问题，是卓越计划得以顺利实施的重要保证。笔者通过授课方式，结合本校化工原理中的部分实例，探讨了工程素质培养的几个关键环节。　　1工艺流程认识实习7　　化工原理课程不仅讲解化工单元操作中的三传理论，还包括单元操作的大量设备。学生在学习这门课程之前，几乎没有参加过工程实践，因而也没有工程概念。传统的授课方式和简单的教具

3、，不能使学生对单元操作建立感性认识，对设备的结构和工作原理也缺乏了解，这就很难让学生将各单元操作及设备与生产实践联系在一起，或根本理解不了三传理论（动量传递、热量传递和质量传递）对实践生产有何指导意义。在教学过程中，感性认识与理性认识脱节、理论与实践脱节的现象越来越突出，不能令学生对课程学习产生浓厚的兴趣，通过死记硬背勉强通过考试的学生大有人在[2]。　　通过认识实习，结合工艺流程介绍单元操作及典型设备使学生建立感性认识，是学习化工原理，向建立工程意识迈出的第一步。因此，教学计划中加入见习教学环节是十分必要的。例如绪论章节可以将单元操作介绍移步化工智能工厂或有代表性的工艺模型现

4、场。我校是以石油化工专业为特色的工科院校，在化学工程与工艺及高分子材料专业的化工原理课程教学中，紧紧围绕原油炼制、乙烯裂解的工艺，通过微型智能工厂，结合实际生产流程介绍单元操作的简单原理、典型设备、性能，使学生对单元操作建立充分的感性认识。在设备知识模块上，要求学生利用认识实习机会，对设备结构及其原理有初步的了解；条件允许时可以请相关企业的车间技术人员针对某一典型单元操作设备给学生授课，如塔设备、换热器和离心泵等。通过典型产品工艺流程、实验室中型实验装置或身边可以理解的简单生产工艺及设备，引出化工原理课程的各单元操作、三传理论，让学生认识到参加工作后能做到理论联系实际，所学的知

5、识具有很强的实用性，才会使学生产生学习动力，提升学习兴趣，树立工程观念。　　2仿真实训/实验操作7　　学生对单纯的教学模型和图片演示教学产生排斥，从而出现对单元操作原理理解不透，理论课兴趣不高，实践课不愿动手，难以激发其学习热情的现象。化工仿真操作给学生一个模拟操作环境，能解决化工专业学生下厂难、操作危险的难题。我校不但开设了单元操作的仿真实训，而且还开设了石油炼制主要装置的工艺流程仿真模块。通过仿真实训使学生在学习理论知识的同时，大胆动手实践，培养工程的实际操作技能。授课过程中根据理论讲解的进度，由简入繁地开设仿真实训。例如在流体输送设备离心泵的仿真训练中，从开阀、灌泵、起泵

6、等基本操作开始，让学生认识什么是实际生产操作，学习实践管路中的流量计、真空表、压力表的使用，以及如何通过实验获取离心泵特性曲线的方法。在传质单元操作的仿真训练中，学生对于启泵、流量器、压力表的使用已经不陌生，可以有针对性地设计实验操作工艺参数。我校利用仿真系统，对流体输送设备、精馏、干燥、过滤单元操作建立起虚拟环境，将单元操作的操作流程、操作点以及控制参数等信息逼真地呈现在学生眼前，使学生在仿真操作中探求生产过程、思考工作原理，使理论知识的掌握由被动变为主动[3]。　　为了强化学生分析问题、解决问题的能力及设计创新能力的培养，提高学生的实验兴趣，在验证性实验基础上，开发设计创新

7、性实验内容是十分必要的。例如我校在现有精馏验证实验装置上进行设备改造，设计了“冷液回流操作条件下的精馏设计性实验”7项目。通过改变进料组成、进料流量、冷液回流温度、回流比等操作参数，采用热量衡算、物料衡算，确定精馏塔不同操作条件下的精馏段操作线方程、预测产品组成变化，然后依据设定的实验条件进行精馏实验，通过实验操作和数据处理分析影响精馏操作的主要因素。实验完成过程中，既督促学生主动学习传热、传质的基本原理，又有针对性地强化传质的操作性问题解决，使学生充分享受学以致用的乐趣[4，5]。　　3理