基于cdio教育理念的化工实践教学体系的构建与探索

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1、基于CD10教育理念的化工实践教学体系的构建与探索［摘要］结合CDI0国际工程教育模式，从本校实际出发，以培养具有创新能力和实践能力的高素质工程技术人才为冃标，通过化工实训基地建设、实训内容改革与项目设计、成绩评价体系等层面，构筑了包括化工实训、化工仿真、化工认识实习、化工生产实习、化工毕业设计在内的多层次的实践教学体系，对化学工程与工艺专业学生的工程实践能力、创新意识和团队意识培养具有较强的指导意义。［关键词］CDI0；化工实践教学；项目设计；实训改革［中图分类号JG642.4：文献标识码］A［文章编号］10054634(2016)0600970

2、40引言随着社会科技的飞速发展，化工行业对工程技术人才的要求越來越高。化学工程专业作为理工科专业之一，实施CDI0教育模式成为化工专业教学改革的重要方向之一［1］。化工实践教学是化工专业课程体系中的重要组成部分，其内容包含化工实训、化工仿真、化工认识实习、化工生产实习、本科生科研立项、专业课程设计、化学反应工程实验、化工原理实验及毕业设计等实践环节。进行化工专业实践教学的CDIO模式改革，不仅可以提高教学质量，而且可以培养学生的工程素质、创新意识和团队意识，提高就业竞争力。1基于CDI0教育理念构建化工专业实践教学体系按照CDI0工程教育模式要求，

3、教学过程要以学生为主体，教学内容安排设计型及综合型内容,引导学生主动学习，提供更多的实践动手机会［2］。基于燕山大学省级化学实验教学示范中心的化工实践教学体系，是按照CDIO的工程理念对实践教学内容重新整合设计，构建了课程教学演示、化工仿真操作、实训综合、化工设计、科研创新5个层次的化工实践教学体系平台，兼顾基础性、综合性、研究性，如图1所示。1・1基础型基础型包括教学演示和仿真操作。教学演示是使用化工设备多媒体素材库及化工原理实验仿真软件，以真实直观的仿真界面和丰富的资料展示实际过程；仿真操作内容使用了“聚丙烯聚合工段仿真系统”和“苯胺生产3D虚

4、拟仿真系统”等仿真系统［3］,可以在计算机上真实地再现化工牛产过程。仿真操作是学牛在掌握化工产品的工艺流程及操作步骤的基础上，用计算机模拟化工产品生产过程中的开车、停车、正常运行及事故处理，弥补了传统实习学生无法亲自动手操作的不足。通过局域网互联的教师站，教师可以实时修改培训内容，汇总并分析学生成绩等。1・2综合型综合型内容由化工实训基地的多套化工实验装置组成，如图1所示，这些实验装置的操作帮助学生树立工程实践概念，使其在完成化工产品的生产操作的同时在化工过程基本原理和化工实践之间建立起紧密联系。例如，在“化工生产工艺流程优化实验装置”的实训过程中

5、，要求学生通过仿真DCS控制系统进行生产操作，由原料乙烯、氧气及冰醋酸经过换热器预热，在气固相管式反应器中反应生成产品醋酸乙烯酯，粗产品经过水洗釜、气液分离器分离后进入精憾塔进行精馆，得到的纯醋酸乙烯酯在聚合反应釜中发生聚合反应得到聚醋酸乙烯酯。该项目要求学生在掌握“三传一反”基本原理基础上，学会熟练操作并完成各项工艺参数的控制。该项目的实训操作不仅使学生理解了气固相催化反应器、气液分离器、醋酸乙烯酯精谓塔及聚合釜等化工单元设备的基本原理，而口可以培养学生的工程实践能力，实现基本理论与工程实践的结合。科研创新型主要是在化工设计和科研方面。化工设计型

6、按照CDIO的工程理念及教育模式要求，将本科生第6学期的化工原理课程设计、第7学期的专业课程设计及毕业设计环节整合到一起，由点到曲，从局部到整体，对学生的分析和解决问题能力、创新意识和团队意识进一步训练。例如“丙烯月青合成工段设计”题冃屮，在化工原理课程设计中，耍求学生在掌握化工过程基本原理后，根据老师给定的设计任务完成氨中和塔、空气饱和塔或反应器等某一化工单元的设计计算，而在专业课程设计中，要求学生在完成某一化工单元的设计任务基础上完成丙烯月青合成工段的初步设计与计算及工艺流程图的绘制，在毕业设计吋候，则要求学生在专业课程设计基础上进行完整的工艺

7、设计，包括主要设备的工艺计算、工艺设备、原料消耗、能耗表、排出物表及带控制点的工艺流程图等。科研型是鼓励学生自主创新，积极参加创新与设计竞赛等。例如，学生在教师的指导与带领下，完成了“基于Aspenplus的聚醋酸乙烯酯生产工艺流程仿真及优化”和“平推流与全混流反应器系统仿真”等创新项冃，并在由屮国化工学会、屮国化工教育协会、教育部高等学校化工类专业教学指导委员会主办的第九届全国大学牛化工设计竞赛中荣获全国二等奖、华北赛区一等奖的优异成绩。2基于CDIO模式的化工实践教学体系改革与实践2.1改革实训内容，培养学生工程实践能力1）课堂教学引入讨论环节

8、，培养学生工程分析能力。按照CDIO的教育理念，课程的教学过程应围绕着设计项目展开。在化学反应工程教学实践过程中，分别针对