五年制高職《化工單元操作》課程設(shè)計改革初探

徐祥斌，曹慧君，徐 佳

（湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南株洲 412000）

五年制高職《化工單元操作》課程設(shè)計改革初探

徐祥斌，曹慧君，徐 佳

（湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南株洲 412000）

《化工單元操作》是化學(xué)化工等高職專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，而該課程的課程設(shè)計則是對該課程以及學(xué)生前期所學(xué)課程的一次綜合應(yīng)用和檢驗(yàn)。根據(jù)針對該課程設(shè)計中存在的一些問題，從時間安排、教學(xué)實(shí)踐、信息化技術(shù)應(yīng)用等方面，提出了一些改革方法和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

化工單元操作；課程設(shè)計；教學(xué)

《化工單元操作》這門課程在本科專業(yè)中叫做《化工原理》，是一門與實(shí)際結(jié)合非常緊密的一門課，是高職類學(xué)生在學(xué)習(xí)《化工制圖》《無機(jī)化學(xué)》《物理化學(xué)》等課程后開設(shè)的一門課程，課程結(jié)束后都會安排課程設(shè)計，該課程的課程設(shè)計是對學(xué)生進(jìn)行的一次綜合設(shè)計訓(xùn)練[1]。目前，化工單元操作課程設(shè)計中存在著一些問題，導(dǎo)致不能很好地適應(yīng)培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能型人才的要求，針對這種情況，在本課程的設(shè)計環(huán)節(jié)中我們提出了一點(diǎn)新的思路。

1 課程定位及課程設(shè)計教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1 課程定位及要求

《化工單元操作》是化工技術(shù)等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是食品技術(shù)、制藥技術(shù)、生物技術(shù)等專業(yè)的必修課。該課程緊密結(jié)合實(shí)際化工生產(chǎn)，圍繞單元操作原理和應(yīng)用，以動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞過程為基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹流體輸送、沉降與過濾、傳熱、蒸餾、吸收等各單元操作的基本原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)與原理、基本計算方法、工程應(yīng)用，從而使學(xué)生能清楚地掌握各單元操作的基本原理及基本計算方法，掌握設(shè)備設(shè)計以及工藝流程設(shè)計的基礎(chǔ)知識，能進(jìn)行初步的工藝流程計算和設(shè)計[2]。

化工單元操作課程設(shè)計是對學(xué)生所學(xué)知識的一次總結(jié)和綜合設(shè)計訓(xùn)練，也是對教學(xué)效果的一次檢驗(yàn)。在課程設(shè)計過程中，要求學(xué)生有較強(qiáng)的主觀能動性，積極主動查閱相關(guān)資料，包含國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、工具書以及相關(guān)文獻(xiàn)資料，能進(jìn)一步應(yīng)用和鞏固所學(xué)知識，才能完成課程設(shè)計工作。課程設(shè)計對于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，提高工程技術(shù)人員所必須具備的基本技能和工程素質(zhì)等方面的都具有較大的教學(xué)作用。

1.2 課程設(shè)計存在的主要問題

目前，在化工單元操作課程設(shè)計中，都是安排1周或2周的時間，將學(xué)生集中起來進(jìn)行課程設(shè)計，大部分院校仍然采用手工計算的方法開展課程設(shè)計，并將計算結(jié)果手工繪制成圖紙。這種教學(xué)方法使學(xué)生鍛煉了手工繪圖的能力，學(xué)生作業(yè)量大，但內(nèi)容卻不豐富[3]。有部分學(xué)校鼓勵學(xué)生使用繪圖軟件進(jìn)行繪圖，但卻很難避免學(xué)生抄襲的問題，達(dá)不到真正提高學(xué)生能力的目的。這樣的課程設(shè)計就失去了原本的意義，與學(xué)生就業(yè)后的工作實(shí)際脫節(jié)，不利于高素質(zhì)、高技能型人才的培養(yǎng)。

2 化工單元操作課程設(shè)計的幾點(diǎn)做法

2.1 《化工單元操作》的考核方法改革

要想做好課程設(shè)計，首先需要學(xué)生學(xué)習(xí)好《化工單元操作》這門課程，而要學(xué)好這門課程，除了要有好的教學(xué)之外，還需要有一個好的考核方法。而這門課程的內(nèi)容對于基礎(chǔ)普遍不夠扎實(shí)且學(xué)習(xí)態(tài)度不夠努力的學(xué)生而言，好的考核方法更是能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機(jī)。在這門課程的教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，課程中的公式、圖表非常多，而傳統(tǒng)的使用閉卷考試的方式，會讓學(xué)生花費(fèi)大量的時間在公式的記憶上，而忽略對公式的理解和應(yīng)用，同時也會影響其他內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

所以我們在該課程的教學(xué)中，引入了一個“半開卷考試”的概念，給學(xué)生一張A4大小的紙，讓學(xué)生將他覺得可能會用到的公式抄寫在這張紙上，考試的時候可以攜帶這張紙參加考試。這樣讓學(xué)生從繁重的公式記憶中解放出來，同時，在抄寫這些公式的時候，能夠進(jìn)一步加深對這些公式的理解和記憶。

2.2 時間安排及因材施教

受高職學(xué)生培養(yǎng)年限以及學(xué)生基礎(chǔ)較差的限制，目前大部分高職院?；卧僮髡n程設(shè)計時間安排是2周，少部分的安排的是1周，以安排2周為宜，要根據(jù)時間的不同安排不同的工作量，另外在選題和任務(wù)布置上不宜過難，以免影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

以我們目前經(jīng)常會布置給學(xué)生的NaOH溶液的蒸發(fā)為例，如果課程的安排是1周，那么可以只進(jìn)行蒸發(fā)器主體的計算，計算蒸發(fā)器的物料平衡和熱量平衡以及蒸發(fā)面積的計算，設(shè)計蒸發(fā)器的形式，并繪制出蒸發(fā)器的大小及布置情況，這些內(nèi)容實(shí)際上對于大部分學(xué)生而言都是飽和的。

如果時間安排是2周，那么可以讓學(xué)生進(jìn)行多效蒸發(fā)器的設(shè)計，對每一效進(jìn)行熱量和物料衡算，并增加蒸汽壓力、流量等的計算。另外，在布置任務(wù)時，一定要布置些可選擇完成的任務(wù)，鼓勵基礎(chǔ)好、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、學(xué)習(xí)積極性高的學(xué)生努力去完成，同時要根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)情況和完成情況適當(dāng)調(diào)整任務(wù)難度。

另外，選題上應(yīng)當(dāng)盡量做到一人一題，但是要分成小組的形式，每個小組的題目完成不同，小組成員內(nèi)的題目則數(shù)據(jù)不同，這樣既避免了抄襲情況，也能夠充分發(fā)揮小組內(nèi)成員的協(xié)助精神，讓完成好的學(xué)生幫助完成差的學(xué)生。

同時，要給學(xué)生定好每天需要完成的任務(wù)，以便給學(xué)生適當(dāng)?shù)膲毫Γ酱賹W(xué)生完成既定的內(nèi)容，避免課程設(shè)計結(jié)束時學(xué)生什么都沒做的情況。同時，如果有不會動手的學(xué)生，要及時給他們進(jìn)行培訓(xùn)。

2.3 應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行計算及圖紙繪制

我們希望學(xué)生能在課程設(shè)計中盡可能多的得到鍛煉，卻也沒有必要讓學(xué)生在很多簡單的、重復(fù)性的計算過程中浪費(fèi)大量的時間。為此，我們通過網(wǎng)絡(luò)找尋了很多物性數(shù)據(jù)的Excel，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編制，能夠做到輸入一個數(shù)據(jù)后就能得到我們要計算的結(jié)果。通過這樣的工作，使學(xué)生避免了大量重復(fù)性工作（如精餾塔設(shè)計中理論塔板數(shù)的計算）和迭代計算過程。大大縮短了計算時間，并且減少了出錯的可能性。

另外，課程設(shè)計主要由計算書和圖紙兩部分構(gòu)成，在計算完成后即根據(jù)計算書進(jìn)行圖紙的繪制工作，學(xué)生在前期已經(jīng)學(xué)習(xí)了《化工制圖》,并進(jìn)行了上機(jī)實(shí)訓(xùn)，是具備一定的用電腦繪圖的能力的。所以，我們希望學(xué)生盡可能多地應(yīng)用計算機(jī)來進(jìn)行計算及繪制圖紙,解決了手工繪圖不易修改且耗時費(fèi)力的缺點(diǎn)，讓學(xué)生可以有更多的時間用于知識及技能的學(xué)習(xí)。

2.4 與時俱進(jìn)，融入行業(yè)發(fā)展新動向

課程設(shè)計要緊跟行業(yè)發(fā)展，體現(xiàn)行業(yè)最新動態(tài)，在設(shè)備的設(shè)計上，可以通過教材上通用計算公式計算出結(jié)果來實(shí)現(xiàn)的，但在很多方面我們要引入一些最新的技術(shù)，比如傳統(tǒng)的換熱器都是列管式換熱器，而現(xiàn)在工業(yè)上鋁質(zhì)換熱器正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，所以，我們可以安排一部分學(xué)生設(shè)計鋼質(zhì)換熱器換熱面積的計算，另外一部分學(xué)生進(jìn)行鋁質(zhì)換熱器的計算。

另外，對于設(shè)備布置等擴(kuò)展性設(shè)計內(nèi)容，應(yīng)讓學(xué)生查閱國家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。國家每隔幾年都會對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更新，包括設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館電子閱覽室找尋最新的標(biāo)準(zhǔn)，按照最新的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計。在這個過程中，還鍛煉了學(xué)生文獻(xiàn)檢索的能力。

為了要檢驗(yàn)學(xué)生對最新技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的查詢情況，我們在課程設(shè)計上，都會要求學(xué)生找尋一份與其設(shè)計相關(guān)的最新國家標(biāo)準(zhǔn)，將其打印并上交。

2.5 課程設(shè)計的考核方式及所占比重

以往考核通常都是老師根據(jù)學(xué)生交上來的圖紙和計算書、設(shè)計說明書給出學(xué)生的課程設(shè)計成績，結(jié)果往往會出現(xiàn)圖紙與計算書不一致的現(xiàn)象，設(shè)計說明問題多，且給出成績后，缺少問題反饋的環(huán)節(jié)，學(xué)生并不能真正了解自己設(shè)計的作品缺陷具體在哪，今后設(shè)計應(yīng)注意哪些內(nèi)容等[4]。因此，這種只看材料、不見學(xué)生的考核方式必須改革，切實(shí)把好考核關(guān)。

前已述及，在安排學(xué)生任務(wù)時，應(yīng)當(dāng)做到一人一題，這樣能夠有效避免學(xué)生的抄襲情況，讓每一個學(xué)生都得到鍛煉?？梢孕〗M為單位，依據(jù)設(shè)計圖紙和設(shè)計計算書進(jìn)行答辯，教師通過提問、指正等方式，了解學(xué)生在實(shí)際設(shè)計中對知識的掌握程度，并指出學(xué)生的錯誤所在。

另外，在平時的指導(dǎo)中，及時掌握并記錄學(xué)生的情況，將這部分成績也計算入最終成績中。在我們的教學(xué)實(shí)踐中，采用的是出勤占20%，平時的考核占20%，上交的最新國家標(biāo)準(zhǔn)占20%，計算書占20%，圖紙占20%的五分制，最后取總分為該學(xué)生的最終成績。

3 結(jié)語

在化工學(xué)科和教育學(xué)科均高速發(fā)展的今天，不斷改革我們傳統(tǒng)的教育教學(xué)方法，采用新技術(shù)、新手段來提高教學(xué)效果，尤其是如何的將信息化技術(shù)融入到我們的課程設(shè)計中，引入現(xiàn)代化的教學(xué)理念和設(shè)計工具，是我們一直在思考與探討的方向。

[1] 劉軍.化工原理課程教學(xué)改革初探[J].職業(yè)技術(shù)教育，2006.

[2] 趙元.加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)提高化工原理課教學(xué)質(zhì)量[J].石油教育，1999，84（5）：47-48.

[3] 杜郢，馬江權(quán)，冷一欣.化工原理教學(xué)改革的探索[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2006，7（1）：75-76，86.

[4] 婁愛娟.化工設(shè)計教學(xué)改革的思考[J].化工高等教育，2003，（2）：69-70.

Preliminary Exploration on Curriculum Design of Chemical Unit Operation in FiveYear Higher Vocational Education

Xu Xiang-bin，Cao Hui-jun，Xu Jia

Unit operation of chemical engineering is an important basic course for higher vocational students，such as chemistry and chemical engineering.The course design of this course is a comprehensive application and inspection of the course and students’previous courses.According to some problems existing in the course design，some reform methods and teaching experiences are put forward from the aspects of time arrangement，teaching practice and the application of information technology.

chemical unit operation；curriculum design；teaching

G642.0

A

1003-6490（2017）12-0140-02