應(yīng)用型化工分離工程改革實踐

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摘要：為了推動“十三五”規(guī)劃的有效實施，為石化企業(yè)培養(yǎng)造就更多的創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量應(yīng)用型本科人才。我校化工分離工程課程從教學(xué)大綱改革、教學(xué)方式、教學(xué)方法、隊伍建設(shè)等方面做了相應(yīng)的改革，適當(dāng)增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的工程實踐意識和能力。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；化工分離工程；改革；實踐

2015年度“十三五”規(guī)劃建議:突出教育領(lǐng)域六大亮點，鼓勵具備條件的普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。國家深化教育改革，有600余所高校將會重點轉(zhuǎn)向應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)，是國家實施學(xué)術(shù)型人才與技能型人才培養(yǎng)的大趨勢。應(yīng)用型本科教育對于滿足中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，對高層次應(yīng)用型人才需要以及推進(jìn)中國高等教育大眾化進(jìn)程起到了積極的促進(jìn)作用。應(yīng)用型本科指以應(yīng)用型為辦學(xué)定位，而不是以科研為辦學(xué)定位的本科院校。沈陽工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)被選為第一批遼寧省轉(zhuǎn)型發(fā)展試點專業(yè)?；し蛛x工程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。分離單元操作作為過程工業(yè)中的一個不可缺少的環(huán)節(jié)，分離技術(shù)的發(fā)展和不斷進(jìn)步正促進(jìn)著化學(xué)工業(yè)與相關(guān)工業(yè)的發(fā)展，提高了相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)水平［1］。為滿足和適應(yīng)社會發(fā)展需要，培養(yǎng)出具有較強(qiáng)社會適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，本校根據(jù)自身特點，對化工分離工程課程在教學(xué)大綱、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、教學(xué)手段及教師隊伍建設(shè)等方面做了相應(yīng)的改革，適當(dāng)增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的工程實踐能力。

1強(qiáng)調(diào)工程實踐能力培養(yǎng)，修改教學(xué)大綱

化工分離工程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)及相近化工類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是建立在物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、傳遞過程原理等基礎(chǔ)課程知識之上的一門必修課程［2，3］。該課程主要研究工業(yè)生產(chǎn)過程中物質(zhì)分離和純化的工程技術(shù)學(xué)科，具有工程應(yīng)用性強(qiáng)、計算過程復(fù)雜和多采用計算機(jī)編程來求解等特點。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生畏懼心理，學(xué)習(xí)興趣較低，教學(xué)效果不高。為解決上述問題，我校根據(jù)自身特點，對該課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了相應(yīng)的修改，也加快本專業(yè)向應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)變的步伐。修改后的大綱中減少了學(xué)生自己編程進(jìn)行計算的部分，更多的強(qiáng)調(diào)工程實踐能力的培養(yǎng)。要求在授課過程中必須緊密結(jié)合科研工作，以遼陽石花為依托，引入大量的生產(chǎn)實例，強(qiáng)調(diào)將工程與工藝相結(jié)合的觀點;同時，引入常用的化工流程模擬軟件，加強(qiáng)設(shè)計和分析能力的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際，提高解決實際問題的能力，為畢業(yè)走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)，順利實現(xiàn)從學(xué)生到工人角色的轉(zhuǎn)變。

2培養(yǎng)學(xué)生能力，多種教學(xué)方式相結(jié)合

2．1啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)是以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性為出發(fā)點、科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋，積極思考、融會貫通地掌握知識，形成技能，發(fā)展智力［4］。本課程的講授過程中大量采用啟發(fā)式教學(xué)?；し蛛x工程課程中公式較多，比較繁瑣，在教學(xué)過程中結(jié)合具體實例，提出問題，通過適當(dāng)提問，師生互動尋求解決方案，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果例如在講分離過程的地位與作用時，先采用多媒體課件播放一些有關(guān)環(huán)境變化的圖片，提出影響環(huán)境的有毒有害物質(zhì)有哪些?除去這些有毒有害物質(zhì)有哪些方法?通過具體實例的分析，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動思考問題，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和內(nèi)在潛能，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

2．2對比式教學(xué)

對比式教學(xué)是指在教學(xué)中，將一些具有某種聯(lián)系和區(qū)別的教學(xué)內(nèi)容放在一起進(jìn)行講解，找出其異同之處，從而達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的一種有效教學(xué)方法［5］?；し蛛x過程內(nèi)容多，編程和計算都比較復(fù)雜，為了便于學(xué)生理解和掌握，在授課過程中多采用對比教學(xué)方式，通過已學(xué)過的簡單易懂的相關(guān)知識或者相同過程中不同分析方法進(jìn)行對比，找出異同點，總結(jié)規(guī)律，加深理解。例如由雙組分精餾到多組分精餾，由簡捷法計算到嚴(yán)格法計算，由淺入深，由簡單到復(fù)雜，使復(fù)雜難點的知識簡單化。而對共沸精餾和萃取精餾，及不同分離方案，通過對比歸納，對比找出各自優(yōu)缺點，便于理解和記憶，且不易混淆。

2．3討論式教學(xué)

在教學(xué)過程中增加了學(xué)生獨立查閱文獻(xiàn)資料的環(huán)節(jié)，將文獻(xiàn)歸納總結(jié)后以小組的形式在課堂上進(jìn)行分析討論，在激烈的討論中，同學(xué)們各抒己見，把枯燥乏味的理論知識結(jié)合到具體的生產(chǎn)實踐中，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲。通過查閱資料，學(xué)生能及時了解化工分離過程中前沿的分離技術(shù)，增加探索鉆研的好奇心。

3提高教學(xué)效果，多種教學(xué)方法相結(jié)合

3．1傳統(tǒng)教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)方法是以課堂教學(xué)為主、以教師為中心的單一的板書講授教學(xué)方式，不能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性［6］。特別是對化工分離工程這樣具有工程應(yīng)用背景、工藝流程復(fù)雜、計算過程復(fù)雜且計算量較大等特點的課程來說，容易使學(xué)生產(chǎn)生畏懼心里，學(xué)習(xí)興趣不高。

3．2多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)就是通過計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)進(jìn)行的教學(xué)活動，將文字、圖像、聲音、動畫等多媒體先進(jìn)技術(shù)引入教學(xué)中。它以圖文并茂、動靜結(jié)合的表現(xiàn)形式，達(dá)到增強(qiáng)了學(xué)生對抽象概念、圖形性質(zhì)和學(xué)科定理的理解與感受，從而極大地提高了課堂的教學(xué)效果［7］?；し蛛x工程課程專業(yè)性強(qiáng)、知識綜合性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)，因此課程內(nèi)容多而復(fù)雜，工藝流程長而繁瑣，又與實際生產(chǎn)過程緊密聯(lián)系，為了有效解決傳統(tǒng)教學(xué)帶來的弊端，最好的解決方法就是采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，做到優(yōu)勢互補(bǔ)。授課過程中仍以教師為主導(dǎo)作用，以多媒體作為輔助教學(xué)工具。充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，將抽象、難以用語言表達(dá)的內(nèi)容(工藝流程、圖表)通過形象生動的圖片，動態(tài)過程的演示進(jìn)行描述，即簡明扼要，又生動形象，動靜結(jié)合，將枯燥的理論以實際過程表現(xiàn)出來，激發(fā)學(xué)生的思維活動，提高學(xué)習(xí)興趣，加深對知識的理解與掌握，提高教學(xué)效果。同時又節(jié)省了教師畫圖、畫表的時間，實現(xiàn)了在有限的學(xué)時內(nèi)大容量、高效率的教學(xué)。此外，為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。我校在不斷完善課外學(xué)習(xí)平臺，包括授課視頻、實驗視頻、課件、配套習(xí)題、實際問題解決方法等，用現(xiàn)代教學(xué)手段及豐富生動的內(nèi)容提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3．3化工流程模擬軟件的應(yīng)用

化工流程模擬是以工藝過程的機(jī)理模型為基礎(chǔ)，采用教學(xué)方法來描述化工過程，通過應(yīng)用計算機(jī)輔助計算手段，進(jìn)行過程的物料衡算、熱量衡算、設(shè)備尺寸估算和能量分析，作出環(huán)境和經(jīng)濟(jì)評價［8］。結(jié)合目前已經(jīng)在化學(xué)工程計算領(lǐng)域中得到廣泛推廣和應(yīng)用一些化工模擬軟件可以實現(xiàn)數(shù)值計算及流程模擬等多種功能的特點，在化工分離工程課程教學(xué)中引入了相關(guān)的化工計算軟件［9］。Microsoftoffice是常用的辦公軟件，其中Excel具有強(qiáng)大的運(yùn)算功能，充分利用Excel提供的運(yùn)算功能，只需輸入相應(yīng)的公式，無需編程，就能完成極其復(fù)雜的化工計算，計算過程簡單、直觀，學(xué)生非常容易掌握。由于Excel的數(shù)組公式和公式的復(fù)制功能，使Excel在計算混合物性質(zhì)上顯示出無可比擬的優(yōu)越性，非常適用于處理混合物的分離計算。因此，本課程將Excel用于分離過程的計算，即實現(xiàn)了節(jié)省學(xué)生做作業(yè)的時間，又可在沒有編程的情況下對分離過程進(jìn)行嚴(yán)格計算，完善教學(xué)效果。同時該課程也介紹ChemCAD、Matlab、AspenPlus等化工計算軟件，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)水平和計算機(jī)能力，增強(qiáng)其社會競爭能力，增加就業(yè)機(jī)會。

4培養(yǎng)工程意識，理論聯(lián)系實際

化工分離工程課程雖然是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性較強(qiáng)，但實際應(yīng)用更為廣泛，所以在教學(xué)過程中要緊密聯(lián)系實際，通過大量引用工業(yè)生產(chǎn)實際情況和可研項目為實例進(jìn)行講解，將復(fù)雜深奧的理論融于簡單的實際生產(chǎn)過程中，使問題具體化、簡單化，真正做到理論與實際生產(chǎn)相連系，避免空洞的講解;同時也使課堂教學(xué)內(nèi)容更具有現(xiàn)實性和新意，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生的求知欲和探索精神，增強(qiáng)了學(xué)生的工程意識，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實際問題的能力。比如講結(jié)晶分離單元操作時，引入分離催化重整裝置生產(chǎn)的混合二甲苯中對二甲苯的實例進(jìn)行講解。指出分離體系為對二甲苯、鄰二甲苯和間二甲苯的混合物，目的是分離出重要的化工原料對二甲苯，對于這樣的體系應(yīng)選取哪種分離方法?引導(dǎo)學(xué)生比較三種物料的物性，發(fā)現(xiàn)三種物料的沸點比較接近，但是熔點差距比較大，所以不適合用精餾的方法進(jìn)行分離，而應(yīng)采用結(jié)晶的方法進(jìn)行分離。這樣自然而然的把理論知識融到實際生產(chǎn)中，提高學(xué)生的工程能力。另外，我校除了開設(shè)傳統(tǒng)的驗證性實驗外，還增加了設(shè)計型實驗和研究型實驗的開設(shè);建設(shè)了煉油化工與自動化仿真培訓(xùn)中心;建設(shè)了單元實訓(xùn)中心;鼓勵學(xué)生參加“中國石化－三井化學(xué)杯”大學(xué)生化工設(shè)計競賽，并取得了較好的成績［10］。通過增加實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)了學(xué)生的動手操作能力及分析問題和解決問題的能力。為了使理論教學(xué)與實踐教學(xué)相輔相成，相互滲透，我校定期聘請鄰近化工廠經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員到學(xué)校，講授工廠里典型的分離工藝、生產(chǎn)中存在的不足及改進(jìn)如何進(jìn)行改進(jìn)、討論先進(jìn)的分離工藝技術(shù)及清潔分離工藝。通過工廠技術(shù)人員的講解、及與他們的交流討論，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、解決問題的能力。

5建設(shè)教師隊伍，增加工程實踐經(jīng)歷

作為專業(yè)課老師，除了要有豐富的理論教學(xué)經(jīng)驗外，也要具有工程實踐經(jīng)歷，才能把理論知識融合到實際生產(chǎn)中進(jìn)行講解，即豐富課堂內(nèi)容，又可以將枯燥的理論具體化，對生產(chǎn)中遇到的問題作為實例進(jìn)行分析、講解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及理論聯(lián)系實際的能力，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性非常高。本團(tuán)隊教師每年都參加指導(dǎo)學(xué)生到工廠中進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)，了解生產(chǎn)裝置運(yùn)行現(xiàn)狀、原料供應(yīng)情況和產(chǎn)品市場需求情況。本團(tuán)隊老師同時也擔(dān)任本專業(yè)的實驗、實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計論文等實踐教學(xué)工作。實行有經(jīng)驗的老教師帶領(lǐng)年輕教師，使年輕教師更快的成長;同時年輕教師在學(xué)校、學(xué)院的推薦下，都有機(jī)會到鄰近的工廠進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉一線生產(chǎn)過程;學(xué)校、學(xué)院也為專業(yè)教師提供很多技能培訓(xùn)的機(jī)會，增加教師的工程實踐經(jīng)歷。

6結(jié)語

為了在新的高等教育形勢下能夠培養(yǎng)出具有較強(qiáng)社會適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，化工分離工程課程從多方面進(jìn)行改革，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐意識、提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，努力打造成特色、領(lǐng)軍的專業(yè)。

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作者：班玉鳳 朱靜 劉宏宇 單位：沈陽工業(yè)大學(xué)石油化工學(xué)院