工程教育改革和創(chuàng)新的依據(jù)是國(guó)家重大戰(zhàn)略需求。國(guó)家正在實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國(guó)制造2025”、“一帶一路”等重大戰(zhàn)略，為滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求，支撐新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，在未來經(jīng)濟(jì)中占有一席之地，這就需要培養(yǎng)一批新型的工程科技人才。化工原理課程設(shè)計(jì)是化工原理實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，起著由理論到實(shí)踐、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用。目前，學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)中表現(xiàn)出懈怠、不能自主學(xué)習(xí)等問題。以新工科為背景，為實(shí)現(xiàn)新工科背景下工程師的培養(yǎng)目標(biāo)，我們必須正視傳統(tǒng)工程教育所存在的問題并找出解決的方法，需要提高學(xué)生創(chuàng)新能力以及教學(xué)質(zhì)量，積極探索符合專業(yè)特色的工程教育發(fā)展之路，以適應(yīng)新形勢(shì)下社會(huì)對(duì)工程專業(yè)人才的需求和要求，在此提出“四化”教學(xué)模式。
1 設(shè)計(jì)內(nèi)容新穎化
目前，絕大多數(shù)高校仍然選擇精餾塔、吸收塔及換熱器等設(shè)備作為化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。然而，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前，大部分學(xué)生對(duì)化工工藝和化工設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)并不清楚。加上化工產(chǎn)品千差萬別，各企業(yè)采用的生產(chǎn)流程和設(shè)備的工藝參數(shù)也不盡相同，相應(yīng)的操作過程、原理及要求也有所差別。這就要求我們所設(shè)計(jì)的內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，盡可能讓學(xué)生覺得設(shè)計(jì)內(nèi)容有所意義。為此，在選題過程中，我們除了考慮這些典型性的設(shè)備，結(jié)合化工廠具體的設(shè)計(jì)，通過化工模擬計(jì)算，并將選題范圍大致確定為化工或石油加工過程中涉及的實(shí)際精餾、吸收及換熱設(shè)備。此外，還可以是源于參考書中的參考案例，或是來源于實(shí)際工程項(xiàng)目，或是來源于化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目，使選題內(nèi)容具有真實(shí)性、實(shí)用性、新穎性。這樣不僅與科研需要和工廠實(shí)際相結(jié)合，而且引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性，還會(huì)感到學(xué)以致用，為畢業(yè)進(jìn)入化工廠做好準(zhǔn)備，這樣同時(shí)推動(dòng)了老師的教學(xué)進(jìn)程，也提高了學(xué)生解決實(shí)際化工工程問題的能力。
2 設(shè)計(jì)手段現(xiàn)代化
以往學(xué)生做化工設(shè)計(jì)手段比較單調(diào)，主要是采用手工計(jì)算和手工繪圖。同一工程問題會(huì)受到很多因素的干擾。比如: 在設(shè)計(jì)中有很多參數(shù)需要由學(xué)生自行選用，為獲得比較滿意的結(jié)果，因此需要多次選擇參數(shù)值，但是手工計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度無法保證，工藝尺寸反復(fù)試算計(jì)算量又非常大。一旦參數(shù)選擇不合適，將會(huì)出現(xiàn)不合理的計(jì)算結(jié)果，此時(shí)需要逆向計(jì)算檢驗(yàn)一遍，從出現(xiàn)問題處重新選擇參數(shù)計(jì)算，計(jì)算量相當(dāng)?shù)卮蟆?/span>
工程計(jì)算不僅需要正確選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，還要正確運(yùn)用計(jì)算公式，因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié)果環(huán)環(huán)相扣，前面的計(jì)算結(jié)果就是下一步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所以每一步計(jì)算都要進(jìn)行驗(yàn)算，確保結(jié)果準(zhǔn)確無誤。在學(xué)生選擇公式和參數(shù)的時(shí)候，需要查詢大量包括中文和外文的參考文獻(xiàn)，這也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程，查詢文獻(xiàn)的同時(shí)，更能幫助學(xué)生清楚自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。此外，工程制圖可以代替手工制圖。工程制圖是工科專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，我院化工專業(yè)學(xué)生在大一年級(jí)學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》課程、大二年級(jí)學(xué)習(xí)Auto CAD 軟件運(yùn)用，這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)在化工原理課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行了充分的應(yīng)用，這也要求學(xué)生按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制有關(guān)工程設(shè)計(jì)圖紙。利用AutoCAD 軟件繪制設(shè)備圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，不僅美觀整潔，還可以結(jié)合和應(yīng)用計(jì)算機(jī)知識(shí)的設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)解決工程問題的能力。通過借助計(jì)算機(jī)，將會(huì)提高課程設(shè)計(jì)效率，也將會(huì)獲得不錯(cuò)的設(shè)計(jì)作品。
3 任務(wù)安排協(xié)作化
化工原理課程設(shè)計(jì)是需要學(xué)生團(tuán)結(jié)合作才能完成的，因?yàn)榛I(yè)的課程設(shè)計(jì)時(shí)間較短，只有一個(gè)星期左右的實(shí)踐，若要想要做出一份滿意的設(shè)計(jì)作品，僅僅靠一個(gè)人完成整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，恐怕是很難實(shí)現(xiàn)的。因此，鼓勵(lì)學(xué)生以4 ～ 6 人為一小組的形式進(jìn)行任務(wù)的布置，這樣不僅能減少每個(gè)學(xué)生的工作量，而且能發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)，小組內(nèi)各抒己見，將會(huì)產(chǎn)生更好的設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)能夠更圓滿的完成。完成一份的課程設(shè)計(jì)，不僅需要各小組成員個(gè)人完成工作，也需要互相幫助合作的團(tuán)隊(duì)精神。團(tuán)隊(duì)精神的核心是協(xié)同合作和互幫互助，作為團(tuán)隊(duì)中的成員，應(yīng)顧及大局，將集體利益放在位，還要具有一定的服務(wù)意識(shí)。在教學(xué)的具體實(shí)踐中，讓學(xué)生可以自行組隊(duì)，每個(gè)小組中有不同特長(zhǎng)的人，有的學(xué)生很擅長(zhǎng)Auto CAD 制圖，有非常熟悉word、PPT、excel 等軟件的運(yùn)用，有的學(xué)生擅長(zhǎng)工程計(jì)算，教師可以再將他們合理分配，利用每個(gè)組員的特長(zhǎng)參與設(shè)計(jì)，發(fā)揮作用，這樣往往能夠設(shè)計(jì)出比較好的設(shè)計(jì)作品。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，很多同學(xué)為解決一個(gè)問題而費(fèi)盡心思、百般努力，他們從一開始的盲目、沒有頭緒，到逐漸進(jìn)入狀態(tài)，到后設(shè)計(jì)水平有了明顯的提升。同學(xué)們?cè)谛〗M中交流學(xué)習(xí)，不僅增進(jìn)了友誼，學(xué)習(xí)和解決問題的能力也有所提高，而且提高了學(xué)生對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的意識(shí)。
4 成績(jī)?cè)u(píng)定多元化
由于以往的成績(jī)?cè)u(píng)定“重結(jié)果、輕過程”及僅僅依據(jù)學(xué)生上交的圖紙和說明書進(jìn)行評(píng)定成績(jī)的考評(píng)方式，這種形式較為單調(diào)，而且學(xué)生會(huì)為了完成設(shè)計(jì)任務(wù)，應(yīng)付了事，也會(huì)忽略學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的思考過程，使學(xué)生養(yǎng)成不認(rèn)真思考，一味的為了完成設(shè)計(jì)任務(wù)而去進(jìn)行設(shè)計(jì)，以至于設(shè)計(jì)出的作品缺乏創(chuàng)新，甚至有學(xué)生抄襲往屆學(xué)生設(shè)計(jì)作品的情況，這使得老師難以評(píng)閱，設(shè)計(jì)成績(jī)也難以合理和公正。在新工科背景下，為了防止以上問題出現(xiàn)，將過程考核和能力考核用相應(yīng)的比例結(jié)合起來，提出了成績(jī)?cè)u(píng)定多元化的改革方案，首先是設(shè)計(jì)書內(nèi)容的要求，要求學(xué)生運(yùn)用Word 進(jìn)行設(shè)計(jì)書的撰寫，設(shè)計(jì)書中包括公式的插入以及表格的繪制，這考察到學(xué)生的綜合能力，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)辦公軟件運(yùn)用的熟悉度。其次是開放式答辯，即學(xué)生用PPT 在任課老師和全體同學(xué)的面前進(jìn)行五分鐘以內(nèi)的展示，這就要求學(xué)生必須熟悉自己的設(shè)計(jì)作品，也就避免了抄襲、敷衍了事等現(xiàn)象，在學(xué)生進(jìn)行展示之后，老師和其他同學(xué)可以進(jìn)行提問，若遇到不知道的內(nèi)容，可以現(xiàn)場(chǎng)探討進(jìn)行解決，答辯這一系列過程其實(shí)是學(xué)生相互學(xué)習(xí)和解決問題的過程，老師在這一過程中主要是起到引導(dǎo)的作用，引導(dǎo)學(xué)生能夠分析和解決現(xiàn)存問題。由于對(duì)本科畢業(yè)生有畢業(yè)論文答辯的要求，因此平時(shí)的課程加入答辯環(huán)節(jié)也是為畢業(yè)答辯做好準(zhǔn)備。
5 結(jié)語
新工科背景下化工原理課程設(shè)計(jì)“四化”教學(xué)模式，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，引導(dǎo)學(xué)生綜合所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐來解決工程實(shí)際問題相結(jié)合，有助于提高學(xué)生對(duì)化工單元操作設(shè)計(jì)的基本流程、方法和Auto CAD 繪圖工具的熟識(shí)度，能夠通過網(wǎng)絡(luò)查詢文獻(xiàn)和國(guó)家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行公式和參數(shù)的選擇，并運(yùn)用簡(jiǎn)潔扼要文字和專業(yè)術(shù)語正確的表述設(shè)計(jì)特點(diǎn)和理念。在新工科背景下，化工原理課程設(shè)計(jì)使學(xué)生把理論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使知識(shí)型人才培養(yǎng)成實(shí)用型人才。