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、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(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)濟社會發(fā)展，對高層次應(yīng)用型人才需要以及推進中國高等教育大眾化進程起到了積極的促進作用。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)。化工分離工程是化學(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)展和不斷進步正促進著化學(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、計算過程復(fù)雜和多采用計算機編程來求解等特點。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)生自己編程進行計算的部分，更多的強調(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，加強設(shè)計和分析能力的訓(xùn)練，強調(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)。化工分離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)容放在一起進行講解，找出其異同之處，從而達到預(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)生獨立查閱文獻資料的環(huán)節(jié)，將文獻歸納總結(jié)后以小組的形式在課堂上進行分析討論，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)就是通過計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)進行的教學(xué)活動，將文字、圖像、聲音、動畫等多媒體先進技術(shù)引入教學(xué)中。它以圖文并茂、動靜結(jié)合的表現(xiàn)形式，達到增強了學(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］。化工分離工程課程專業(yè)性強、知識綜合性強、應(yīng)用性強，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)有機結(jié)合，做到優(yōu)勢互補。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)用計算機輔助計算手段，進行過程的物料衡算、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具有強大的運算功能，充分利用Excel提供的運算功能，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)水平和計算機能力，增強其社會競爭能力，增加就業(yè)機會。

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，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，增強了學(xué)生的工程意識，培養(yǎng)了學(xué)生運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行分離，而應(yīng)采用結(jié)晶的方法進行分離。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如何進行改進、討論先進的分離工藝技術(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。本團隊教師每年都參加指導(dǎo)學(xué)生到工廠中進行生產(chǎn)實習(xí)，了解生產(chǎn)裝置運行現(xiàn)狀、原料供應(yīng)情況和產(chǎn)品市場需求情況。本團隊老師同時也擔(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，都有機會到鄰近的工廠進行培訓(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)。

參考文獻

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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