應用型本科院校化工分離工程教學改革探索

馬田林，鄭建東，陳綱領，王余杰，周阿洋，張 華，楊 靖

(滁州學院 材料與化學工程學院，安徽 滁州 239000)

化工分離工程是本科院?；瘜W工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)核心課。本課程涉及并綜合應用了高等數(shù)學、化工原理、物理化學、化工熱力學和傳遞過程原理等多門基礎課的知識[1-2]。滁州學院材料與化學工程學院于2007年開設了化學工程與工藝本科專業(yè)，化工分離工程課程于2012年第一次為化學工程與工藝專業(yè)開課，現(xiàn)已成為化工專業(yè)的特色課程?；し蛛x工程課程知識點多，部分章節(jié)計算過程復雜計算量較大，加上傳統(tǒng)的教學方法單調(diào)枯燥，理論教學與工程實際結(jié)合較少，導致學生的學習積極性不高。滁州學院作為地方型、應用性本科院校，更要求化工分離工程教學改變傳統(tǒng)教學模式和方法、加強教學改革與實踐和注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文結(jié)合本校實際對化工分離工程進行了教學上的改革探索，取得了較好的教學效果。

1 課堂與網(wǎng)絡教學平臺相結(jié)合

化工分離工程的教材有很多種，經(jīng)過仔細對比我們選用的教材是青島科技大學葉慶國、陶旭梅、徐東彥主編的《分離工程》第二版。此教材以“實例-原理-模型-應用”的方式進行教材內(nèi)容的編排，使學生能夠?qū)W以致用，提高學生的實踐能力。本書詳細講解第一章緒論、第二章多組分分離基礎、第三章精餾、第四章氣體吸收和解吸和第七章其它分離方法內(nèi)容，選擇第六章分離過程及設備的效率與節(jié)能部分內(nèi)容進行講解。講解采用從共性到個性問題、從簡捷到復雜計算、從傳統(tǒng)到新型分離案例，遵循認知學習規(guī)律由淺入深的授課方法。此外，該教材配有《分離工程學習指導與習題集》，有利于學生課后鞏固所學知識并且提高教學的靈活性和效率。化工分離工程課堂教學主要采用多媒體教學和板書相結(jié)合的教學方式，課程中涉及到的重要公式推導和習題講解大多采用板書的形式。結(jié)合滁州當?shù)匾恍┢髽I(yè)如安徽金禾實業(yè)股份有限公司、安徽中聯(lián)能源有限公司、安徽華塑股份有限公司生產(chǎn)中涉及到的各種分離技術的應用及其重要性進行案例教學。此外，還邀請企業(yè)專家進行雙師同堂教學，講授企業(yè)分離案例，不斷提升課程教學質(zhì)量和學生的實踐能力。每次上課前將多媒體課件上傳到學校泛雅網(wǎng)絡教學平臺，并在平臺里留下問題供學生在線解答，學生有問題可以及時反饋，每次課結(jié)束將課后作業(yè)發(fā)布到泛雅網(wǎng)絡教學平臺。這不僅向?qū)W生提供了優(yōu)質(zhì)的教學資源，調(diào)動了學生的學習積極性，而且逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡資源與課堂教學的有機融合。

2 引入化工模擬設計軟件

Aspen Plus是一個歷史悠久的化工流程模擬軟件，主要用于復雜化工過程的模擬，操作簡單，工程性與應用性突出[3-4]。將Aspen Plus模擬軟件與化工分離工程課程教學相結(jié)合，可以使復雜的分離工程計算問題(如：精餾的嚴格計算、分離工藝的節(jié)能與優(yōu)化)簡單化，學生更容易掌握較復雜的知識點，培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力并且提高了教學效率，為學校培養(yǎng)應用型人才奠定了堅實的基礎。我院于2016年為化學工程與工藝專業(yè)開設Aspen Plus課程，經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)引入Aspen Plus設計軟件后學生更愿意主動學習化工分離工程知識，期末考試成績明顯提高。

3健全“課堂教學-專業(yè)實驗教學-工廠實習-化工設計”教學體系

化工分離工程課程旨在提高學生的工程意識和解決實際問題的能力。但是在實際教學中，由于化工分離工程課時限制，理論教學課時多，實踐環(huán)節(jié)較少。為了增加實踐環(huán)節(jié)，在課堂教學與泛雅網(wǎng)絡教學平臺結(jié)合的基礎上，學院為化學工程與工藝專業(yè)開設了配套的實驗教學。主要包括計算機控制小型脫氫反應及分離、變壓吸附、填料塔分離效率的測定、組合膜分離、二元系統(tǒng)汽液平衡數(shù)據(jù)的測定等，這將實驗與理論課有機結(jié)合。平時在課堂教學中穿插實驗教學內(nèi)容，讓學生提前做好

實驗預習工作。結(jié)合視頻教學，視頻中穿插教師對實驗目的、內(nèi)容、原理、流程、操作以及注意事項的講解，從而學生能夠更深入的理解整個實驗。為了滿足學校應用型本科定位，培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才，化學工程與工藝專業(yè)十分重視實踐教學以及實踐基地建設，到目前為止，已建立穩(wěn)定的化工專業(yè)校內(nèi)、外實習基地10個。這些基地承擔著學生實習、教師掛職鍛煉等多項職能。這不僅有利于提高學生的工程素養(yǎng)和解決實際問題的能力，而且有利于提高教師的工程經(jīng)驗，更好的根據(jù)具體工程案例展開詳細的案例教學?；ぴO計是化學工程與工藝專業(yè)教學中實踐性最強的一個環(huán)節(jié)，是為了讓學生能夠分析化工實際生產(chǎn)中的復雜問題[5]。因此，首先需要教師在課堂教學中適當?shù)膶⒅R過渡到化工設計中，引入化工行業(yè)相關的操作規(guī)范和職業(yè)標準。然后通過實驗教學使學生熟練掌握重要分離單元的操作，接著通過化工實習認識實際生產(chǎn)設備并了解生產(chǎn)工藝流程，最后結(jié)合課堂教學知識進行化工設計，逐漸健全“課堂教學-專業(yè)實驗教學-工廠實習-化工設計”的教學體系，在加強化工分離工程理論基礎知識學習的同時，進一步提高學生們的工程意識和素養(yǎng)。

4 學科競賽和科研相結(jié)合

為了進一步提高學生的動手能力，學校近年來鼓勵學生積極參加各項學科競賽。滁州學院自2017年開始組織學生參加全國大學生化工設計大賽，每年均獲得全國二等獎的好成績。從2017年開始參加全國大學生化工實驗大賽，獲得了華東賽區(qū)仿真單項獎和二等獎的好成績。2018年參加了全國“互聯(lián)網(wǎng)+化學反應工程”課模設計大賽，取得了全國三等獎的好成績。這些比賽對學生們的綜合素質(zhì)要求很高，不僅要求專業(yè)理論知識扎實，而且要求對各類設計軟件精通。通過參加各種學科競賽，進一步加深學生對化工分離工程理論知識的理解，不僅能夠提高學生的實踐和創(chuàng)新能力，而且能夠培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作的精神。為了使學生更深入地掌握分離過程的基本原理和應用，學院為學生提供了開放實驗室，開放時間較長，開放范圍及覆蓋面廣。學院積極鼓勵學生參與到教師的科研實驗中，教師確定研究課題，學生利用課余時間調(diào)研文獻，確定實驗方案并且完成實驗，處理實驗數(shù)據(jù)。這不僅鍛煉了學生的學習能力，而且提高了創(chuàng)新能力，為以后畢業(yè)設計和工作打下堅實的基礎。

5 結(jié)論

為了在新的高等教育形勢下培養(yǎng)出高素質(zhì)應用型人才，化工分離工程課程需要進行多方面的改革。重點要放在改變傳統(tǒng)教學模式和方法、加強教學改革與實踐和注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上。