應用型本科院校化工專業(yè)學生計算機應用能力的培養(yǎng) *

佘啟明

(黃山學院 化學化工學院,安徽 黃山 245041)

*收稿日期：2013-09-02

隨著時代的發(fā)展，計算機技術在化工領域中得到了越來越廣泛的應用。許多在化學工業(yè)設計中耗資巨大、耗時幾年的工業(yè)放大過程，已經(jīng)可以通過分解復雜過程再運用計算機模型模擬研究進行前期設計，節(jié)約了大量的資金和能源。計算機技術的應用能力已經(jīng)成為一名優(yōu)秀化工從業(yè)人員的必備技能，計算機應用能力的培養(yǎng)也日益受到國內各大工科高等院校的重視。

我校根據(jù)自身條件，在“十二五規(guī)劃”中明確了以培養(yǎng)應用型人才為主的辦學模式，而計算機應用能力也是應用型人才培養(yǎng)的重點，自2008年我?；瘜W工程與工藝專業(yè)創(chuàng)辦伊始，在培養(yǎng)方案的設計和專業(yè)課程的教學中一直注重計算機應用能力的培養(yǎng)，但由于硬件和資金等條件所限，學生應用計算機的能力和水平依然薄弱，遠遠無法滿足當前化工科研和企業(yè)生產(chǎn)日益發(fā)展的需要。對此，我校在2012年下半年以迎接教育部本科教學評估為契機，以評促建，大力提高化工專業(yè)教學的計算機硬件軟件設施，改變傳統(tǒng)化工專業(yè)計算機教學的薄弱現(xiàn)狀，加強專業(yè)教學中的計算機應用的時間環(huán)節(jié)，探索應用型本科辦學模式下化工專業(yè)學生計算機應用能力培養(yǎng)的新思路。

一、培養(yǎng)學生計算機應用能力的緊迫性

目前，計算機技術在化學工業(yè)的普及和應用已經(jīng)非常廣泛和深入，比較典型的應用如：化工過程設計、化工過程控制、化工過程分析與開發(fā)、實驗數(shù)據(jù)的分析與處理、化工信息管理和化工文獻檢索與管理等方面，這些方面的應用大大縮短了化工產(chǎn)品的研究、開發(fā)和設計周期，提高了產(chǎn)品質量和企業(yè)競爭力。

面對化工領域的這種劃時代的變革，高等院校化工專業(yè)的教學改革刻不容緩，傳統(tǒng)的教學內容和方法已不能滿足現(xiàn)代化工生產(chǎn)研發(fā)對計算機應用能力的需求，化工類的工程技術人員如果沒有較強的計算機應用能力，將直接影響到其對工作崗位的勝任程度。培養(yǎng)學生的計算機應用能力，適應現(xiàn)代化工發(fā)展的需要，成為各大工科高等院校的重要培養(yǎng)目標。

當前大學階段的計算機應用能力培養(yǎng)主要集中在低年級階段，在高年級階段由于教學重點轉移到專業(yè)基礎課和專業(yè)課，往往忽視了對計算機應用能力的繼續(xù)培養(yǎng)，造成畢業(yè)生的計算機應用能力不能滿足實際需求。學生在本科四年的學習時間里，除了基本的計算機語言和程序設計(如VB、C++等)外，基本很少涉及到與當前科研和實際生產(chǎn)操作相關的計算機軟件和系統(tǒng)，更不用談與專業(yè)知識結合的計算機應用能力實踐，讓學生以后走上的學習和工作的崗位后不能適應崗位所在的計算機應用環(huán)境，需要花大量的時間從頭學起，倍感吃力。長此以往，將使人才的培養(yǎng)落后于時代的發(fā)展，高等教育培養(yǎng)應用型人才的目標無法實現(xiàn)。為了改變這種狀況，培養(yǎng)和提高學生的計算機應用能力，必須加強教學中的計算機應用能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)。浙江工業(yè)大學在這方面做出了大膽的探索，以化學工程與工藝專業(yè)和計算機科學與技術專業(yè)為學科交叉點，創(chuàng)立了化工+計算機復合人才的培養(yǎng)模式，為化工專業(yè)人才計算機應用能力的培養(yǎng)提供了很好的借鑒。因此，作為以培養(yǎng)具有工程實踐能力的應用型人才為目標的高等院校，改革目前教學模式，加強計算機應用能力的培養(yǎng)勢在必行。本研究以黃山學院化學化工學院化學工程與工藝專業(yè)為例對化工專業(yè)本科生強化計算機應用能力培養(yǎng)進行一些初步探索，以期提高畢業(yè)生的計算機應用能力。

二、目前化工專業(yè)計算機應用教學存在的問題

(一)硬件設施問題

計算機應用能力的培養(yǎng)，需要先進的計算機機房配套，而當前國內幾乎沒有一所高校人機比能達到1:1，即使人機比較高的院校也有部分微機無法滿足教學要求。對化工專業(yè)來說，普通的計算機可能無法滿足大型化工模擬計算和繪圖軟件的需要，故距全面實施計算機輔助教學尚有較大硬件差距，而這個問題的解決只有靠加大教育投入力度來實現(xiàn)。

(二)教學軟件問題

目前廣泛使用的化工類行業(yè)軟件，如Chemoffice、Aspen-plus、PRO-Ⅱ、MATLAB、Fluent等大多是英文版，雖然有些軟件也有中文版，如AUTOCAD等，但由于學生的英文水平參差不齊，專業(yè)英語的課程更是直到高年級才開設，所以在運用這些軟件實際教學過程中，因為程序語言的障礙難以取得滿意的教學效果。這類問題的解決需要加強化工專業(yè)學生的英語專業(yè)英語能力的培養(yǎng)，提高對不同計算機應用環(huán)境的適應性。

(三)教學人員問題

化學化工行業(yè)的軟件一般都是有特定的使用方向，如Chemoffice主要用于化學分子式的繪制；Aspen-plus、PRO-Ⅱ主要用于化工流程模擬；MATLAB主要用于復雜模型計算；Fluent主要用于計算流體力學；雖然近年來化工軟件的發(fā)展有綜合化的趨勢，但少數(shù)化工專業(yè)教學人員很難完全掌握上述軟件的使用，這些軟件的版本也一直更新，每個人也許只能了解其中幾個，掌握和精通需要從教人員長時間的學習。由此可見，培養(yǎng)化工專業(yè)學生的計算機應用能力，我們的師資隊伍需要進一步充實，教學人員本身的計算機應用能力也需要培訓和提高，才能滿足現(xiàn)階段教學需要。

三、培養(yǎng)計算機應用能力的具體措施

(一)在培養(yǎng)方案中融入計算機應用

為了改變我?；瘜W工程與工藝專業(yè)課程偏重理論化教學，計算機應用能力培養(yǎng)薄弱的現(xiàn)狀，我校在化工專業(yè)低年級原有的計算機應用基礎和C語言程序設計課程的基礎上，在高年級專業(yè)課程中增設了“計算機輔助化工設計”課程，共28學時，14學時課堂教學，14學時上機練習，強化學生對化工行業(yè)軟件的訓練，并選擇Excel、Chemoffice和AutoCAD等軟件進行重點講解，熟悉它們在化工領域的應用；對本專業(yè)的教師進行計算機應用的系統(tǒng)培訓，安排教師到其他學校和企業(yè)進修學習計算機應用課程，切實提高本專業(yè)教師在專業(yè)課程中應用計算機的能力水平，保證構建化工專業(yè)信息化教學平臺的師資力量。

(二)在課堂教學中融入計算機應用

由于化工專業(yè)學生以學習化學、化工理論及實驗為基礎，很少涉及利用計算機解決實際化工問題，因此在有限的時間內要求學生基本掌握幾種專業(yè)軟件的使用方法，無論對授課教師還是對學生都具有很大的挑戰(zhàn)性．為此采取教師臺上講授和學生臺下操作相結合，并輔以課外作業(yè)和答疑的教學模式，并且教師講授的內容是將專業(yè)軟件使用方法與化工問題相結合，使學生在解決實際問題的過程中掌握軟件的使用技巧。如在化工原理課程中，可以結合Origin軟件繪制函數(shù)圖，講解經(jīng)典的圖解法求精餾塔理論塔板數(shù)問題，讓學生在課后自行練習，并與其他軟件計算結果進行對比，了解不同軟件對同一化工問題的不同解法；在學習有機化學課程時，可以結合Chemoffice軟件繪制復雜化合物的二維、三維分子式，使學生在了解有機物結構及物性的同時掌握它們的繪制方法，對所繪制的分子進行英文命名、預測基本條件下的各種物理化學性質等；在化工熱力學課程教學中，由于作業(yè)計算量很大，可以嘗試融入Matlab進行簡單的迭代計算，簡化計算過程，使學生了解基本的Matlab程序語言。

(三)在實踐教學中融入計算機應用

實踐教學是培養(yǎng)應用型人才的關鍵，也是化工專業(yè)培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)，如課程設計、專業(yè)實驗、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設計等，這些實踐教學環(huán)節(jié)都與計算機應用密切相關。如專業(yè)實驗中要求學生運用計算機處理實驗數(shù)據(jù)，如剔除異常數(shù)據(jù)，對實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪圖。這些工作雖然都可以用手工方法完成，但運用計算機來完成不僅效率高和質量好，而且能鍛煉學生的計算機應用能力，為以后的實際工作打了良好基礎。在課程設計方面，我?；I(yè)培養(yǎng)方案中，有化工制圖課程設計，化工原理課程設計以及最終的畢業(yè)設計。化工制圖課程設計中可以在手繪之外強調AutoCAD繪圖軟件的訓練，并加入部分上機訓練學時，培養(yǎng)學生設計繪制工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖及設備結構圖的工程實踐能力；化工原理課程設計有關的物料衡算、熱量衡算和設備計算等工程計算中可以融入Origin、Excel、Matlab等數(shù)據(jù)處理軟件的應用，強化學生的程序設計能力和專業(yè)數(shù)據(jù)處理能力。這些實踐教學環(huán)節(jié)既能全流程鍛煉學生的計算機應用能力，又能對學生的計算機應用能力進行全面的檢驗。

另外，利用我校周邊黃山市徽州區(qū)循環(huán)經(jīng)濟園內豐富的企業(yè)資源，建立校企合作辦學，在化工見習和生產(chǎn)實習等實踐教學環(huán)節(jié)與企業(yè)充分合作，聘請企業(yè)里的化工工程師擔任我校化工專業(yè)的校外導師，將部分學生的畢業(yè)設計放到企業(yè)里進行，讓學生接觸到先進的化工過程計算機控制DCS(Distribute Control Systerm) 系統(tǒng)和FCS(Field Control Systerm)，利用企業(yè)的資源來更好地培養(yǎng)具有計算機應用實踐能力的化工專業(yè)人才。

四、結語

化工專業(yè)本科生計算機應用能力的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程，光靠低年級開設的那幾門計算機課程是不夠的，在高年級階段還要繼續(xù)強化計算機應用能力的培養(yǎng)。我校在探索應用型本科化工專業(yè)學生計算機應用能力培養(yǎng)的過程中，以AutoCAD繪圖能力培養(yǎng)為基礎，補充介紹了Chemoffice、Origin、AspenPlus、Matlab等軟件的簡單應用。通過教學演示和訓練，開拓了學生的眼界和知識面，提高了他們的學習興趣和積極性，培養(yǎng)了他們自主學習提高計算機應用水平的能力，增強了他們的就業(yè)競爭力，對應用型化工專業(yè)人才的培養(yǎng)起到了積極的作用。

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