基于化工專業(yè)認(rèn)證的化工熱力學(xué)課程教學(xué)改革*

黃偉莉，謝　穎，吳世逵

(廣東石油化工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，廣東　茂名　525000)

?

基于化工專業(yè)認(rèn)證的化工熱力學(xué)課程教學(xué)改革*

黃偉莉，謝穎，吳世逵

(廣東石油化工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，廣東茂名525000)

化工熱力學(xué)在整個化工類課程體系中起著核心作用。為了提高化工熱力學(xué)課程對化工專業(yè)認(rèn)證中相關(guān)畢業(yè)要求的支撐度，我們對化工熱力學(xué)課程進(jìn)行了教學(xué)改革，修訂了教學(xué)大綱和考試大綱，建立了案例庫和試題庫，進(jìn)行了師資隊伍建設(shè)，優(yōu)化了課本內(nèi)容，在教學(xué)的各環(huán)節(jié)中持續(xù)改進(jìn)以提高教學(xué)質(zhì)量，在實踐中取得了良好的教學(xué)效果。

化工熱力學(xué)；化工專業(yè)認(rèn)證；教學(xué)改革

近年來，我國參照有關(guān)《華盛頓協(xié)議》成員國的做法，開展了面向我國本科教育專業(yè)進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證工作。工程教育認(rèn)證的目的有三個：一是推進(jìn)工程教育改革，進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量；二是促進(jìn)工程教育與行業(yè)企業(yè)的聯(lián)系與合作，增強工程人才培養(yǎng)對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的適應(yīng)性；三是促進(jìn)工程教育的國際互認(rèn)，提升工程教育的國際競爭力[1]。我校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)是國家級特色專業(yè)建設(shè)點，教育部第2批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)，從2010級開始試點，采用“3+1”培養(yǎng)模式，教學(xué)和科研都具有明顯的石油化工特色。經(jīng)過幾年的專業(yè)建設(shè)，本專業(yè)2015年向工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會提交了工程教育認(rèn)證的申請，2016年3月提交了工程教育認(rèn)證自評報告。本文以我?；瘜W(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)的本科生為研究對象，圍繞我?；I(yè)認(rèn)證與卓越工程師培養(yǎng)背景下化工熱力學(xué)課程教學(xué)中貫徹工程實踐能力培養(yǎng)的實施辦法進(jìn)行了總結(jié)。

1　圍繞工程教育認(rèn)證對化工熱力學(xué)課程的畢業(yè)要求修訂教學(xué)大綱和考試大綱

化工熱力學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課在整個化工類課程體系中起著核心作用，是基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間不可缺少的“橋梁與紐帶”。同時，化工熱力學(xué)又是應(yīng)用性很強的課程，它的內(nèi)容是后續(xù)化工分離過程、化學(xué)反應(yīng)工程等課程的重要基礎(chǔ)，其核心任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生將熱力學(xué)基本原理應(yīng)用于化工技術(shù)領(lǐng)域的能力[2]?；崃W(xué)課程所對應(yīng)的工程認(rèn)證畢業(yè)要求有兩點：①工程知識，即對化工生產(chǎn)過程或設(shè)備進(jìn)行設(shè)計計算，能運用專業(yè)知識，對典型石油化工工程問題進(jìn)行分析；②問題分析，即能識別典型石油化工生產(chǎn)過程中存在的問題，能運用化學(xué)工程與工藝基本原理，尋求多種解決問題的方案。具體到本課程，就是要求學(xué)生要具備以下能力：運用熱力學(xué)原理對化工過程中各設(shè)備所消耗的能量(包括能量的傳遞、轉(zhuǎn)化和損失)進(jìn)行分析和計算，以確定能量消耗的數(shù)量、分布及原因，為改進(jìn)生產(chǎn)工藝，確保能量的合理利用提供理論依據(jù)；通過熱力學(xué)性質(zhì)的基本微分方程和流體的p-V-T關(guān)系式，計算流體的T、p、H等熱力學(xué)性質(zhì)，為化工過程的分析、研究和設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；測量、關(guān)聯(lián)與推算不同條件下物質(zhì)的平衡性質(zhì)，確定相平衡條件，計算平衡各相的組成，為蒸餾、吸收、萃取等化工單元操作提供必要的平衡數(shù)據(jù)[3]。為此化工熱力學(xué)課程重新修訂了教學(xué)大綱和考試大綱，在課堂教學(xué)和命題中嚴(yán)格按照大綱的要求進(jìn)行。

2　在工程實踐中提高教師工程素養(yǎng)，建立案例庫和試題庫

工程教育認(rèn)證強調(diào)以學(xué)生為中心，課程教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)對學(xué)生的畢業(yè)要求選擇和設(shè)計，事實上，以學(xué)生為中心的教育理念決定了教育質(zhì)量評價的落腳點在于學(xué)生學(xué)習(xí)成果即學(xué)生能力的提升上[1]。這就要求教師要提升教學(xué)效果，讓學(xué)生聽得懂，用得到，這對教師的素質(zhì)，尤其是工程經(jīng)驗以及理論教學(xué)和實際運用之間的相互轉(zhuǎn)換要求較高，而這正是現(xiàn)在青年教師薄弱的環(huán)節(jié)。本課程組在任課教師基本穩(wěn)定的情況下，主要采用加大校企合作力度，并利用教師帶隊下廠實習(xí)，教學(xué)和指導(dǎo)成人教育學(xué)生畢業(yè)論文等方式讓教師有更多的機(jī)會與企業(yè)，與企業(yè)員工接觸，了解企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及化工熱力學(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，搜索案例，建立案例庫，并分章節(jié)分題型進(jìn)行命題建立了試題庫，上傳到學(xué)校精品資源共享課的網(wǎng)站上以方便學(xué)生的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，命題緊扣知識點，強調(diào)應(yīng)用型和綜合性，例如在合理用能這一節(jié)，在按質(zhì)用能、多次用能、選擇最佳過程推動力及綜合用能各方面都能從石油化工生產(chǎn)中找到實例[4]，在命題中凸顯石油化工特色，以培養(yǎng)適應(yīng)石油化工行業(yè)發(fā)展需要的卓越工程師后備人才。

3　以持續(xù)改進(jìn)促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷提升

工程教育認(rèn)證不僅關(guān)注接受認(rèn)證專業(yè)的現(xiàn)狀，更強調(diào)該專業(yè)必須具有持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，并以此不斷提升教育教學(xué)質(zhì)量。持續(xù)改進(jìn)是一種經(jīng)常性的質(zhì)量改善活動，可以發(fā)生在卓越工程師培養(yǎng)過程中的任何環(huán)節(jié)[5]。工程認(rèn)證是堅持全體學(xué)生共同達(dá)標(biāo)，為此，我們首先要對學(xué)生的能力、水平有所了解，先安排學(xué)生對物理化學(xué)和化工原理中與化工熱力學(xué)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行摸底考察，了解學(xué)生的基礎(chǔ)和薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地開展教學(xué)；在課堂教學(xué)中以新修訂的大綱為依據(jù)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在學(xué)時有限的情況下加強與其他專業(yè)課任課教師的溝通，進(jìn)行課程整合。熱力學(xué)性質(zhì)計算和化工過程模擬分析都可以借助化工軟件來實現(xiàn)，用化工軟件來輔助計算可放在化工計算課程中完成，例如用Math-ematica軟件求解立方型狀態(tài)方程的根，用AspenPlus軟件進(jìn)行氣液相平衡計算；在教學(xué)中注重引入案例，訓(xùn)練學(xué)生運用熱力學(xué)的思維解決相關(guān)問題，從點到線到面將知識串聯(lián)起來運用；合理命題，對化工11級和化工12級的期末考試試卷進(jìn)行了畢業(yè)要求達(dá)成度評價，通過數(shù)據(jù)分析，找出有利于畢業(yè)目標(biāo)達(dá)成的題型和題目，反映出題目和畢業(yè)要求達(dá)成的差距以指導(dǎo)命題。

4　幫助學(xué)生建立終身學(xué)習(xí)的能力

學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，才能適應(yīng)發(fā)展的要求?；崃W(xué)課程的主要目的是為學(xué)生提供解決實際問題的熱力學(xué)方法，在化工設(shè)計、化工計算、畢業(yè)設(shè)計及畢業(yè)后經(jīng)常需要用到化工熱力學(xué)進(jìn)行定性描述和定量計算，要在教學(xué)過程中訓(xùn)練學(xué)生在遇到生產(chǎn)、生活中的問題時，能夠有意識的用化工熱力學(xué)的知識來解決，在學(xué)習(xí)-應(yīng)用-再學(xué)習(xí)的過程中，真正掌握熱力學(xué)知識。

5　結(jié)　語

為了發(fā)揮化工熱力學(xué)在整個化工類課程體系中的核心地位，提高教學(xué)質(zhì)量，我們在教學(xué)中以化工專業(yè)工程教育認(rèn)證對化工熱力學(xué)課程支撐畢業(yè)目標(biāo)的要求為依據(jù)，加大了教學(xué)改革的力度，通過教學(xué)環(huán)節(jié)、過程監(jiān)控和質(zhì)量評價多方面促進(jìn)畢業(yè)要求的達(dá)成，在以后的教學(xué)過程中，要進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)模式，特別要注重解決實際問題能力的提高，以培養(yǎng)具有較強工程實踐能力和對現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬優(yōu)化、新工藝及新產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)的創(chuàng)新能力，以及具有高度社會責(zé)任感、一定的國際化視野、良好團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、良好的道德文化修養(yǎng)和健康的身心素質(zhì)，適應(yīng)石油化工行業(yè)發(fā)展需要的卓越工程師后備人才。

[1]林健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究,2015(2):10-19.

[2]金士威,肖磊,楊小俊,等.化工專業(yè)認(rèn)證和卓越工程師培養(yǎng)背景下化工熱力學(xué)課程教學(xué)改革[J].科教導(dǎo)刊,2015(1):115-116.

[3]常賀英,馬沛生.論化工熱力學(xué)在化工類課程體系中的核心作用[J].化工高等教育,2005(4):28-30.

[4]劉維康,魏壽彭,李宇龍,等.化工熱力學(xué)與石油化工節(jié)能[J].化工高等教育,2014,41(4): 47-48.

[5]林健.卓越工程師培養(yǎng)的質(zhì)量保障(下)[J].高等工程教育研究,2013(2):24-40.

Teaching Reform of Chemical Thermodynamics BasedonChemicalProfessionalCertification*

HUANG Wei-li, XIE Ying, WU Shi-kui

(College of Chemical Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology,Guangdong Maoming 525000, China)

Chemicalthermodynamicsplaysacentralroleinthewholecurriculumsystemofchemicalindustrialtype.Inordertoenhancethesupportingdegreeofchemicalthermodynamicstorelevantrequirementsforgraduationinchemicalprofessionalcertification,thechemicalthermodynamicscourseteachingreformwasconducted,teachingsyllabusandexaminationsyllabuswererevised,acasebaseandatestbankwerebuilt,theteachingstaffwasexplorated,textbookswereoptimizedandcontinuallyimprovedineveryteachinglinkinordertoenhanceteachingquality,andobtainedfavorableresultinpractice.

chemicalthermodynamics;chemicalprofessionalcertification;teachingreform

廣東石油化工學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目“卓越計劃”實施效果分析與專業(yè)課程教學(xué)改革與實踐”(2014)；廣東石油化工學(xué)院化工熱力學(xué)精品資源共享課(2015)；廣東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)示范專業(yè)(2014)；廣東石油化工學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目“基于工程教育認(rèn)證的化工熱力學(xué)課程考核改革與實踐”(2016)。

黃偉莉(1976-)，女，副教授，主要從事石油化工工藝及催化劑開發(fā)。

G642

A

1001-9677(2016)013-0199-02