應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”規劃的有效實施，為石化企業培養造就更多的創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量應用型本科人才。我校化工分離工程課程從教學大綱改革、教學方式、教學方法、隊伍建設等方面做了相應的改革，適當增加實踐教學環節，提高學生的工程實踐意識和能力。

關鍵詞：應用型；化工分離工程；改革；實踐

2015年度“十三五”規劃建議:突出教育領域六大亮點，鼓勵具備條件的普通本科高校向應用型轉變。國家深化教育改革，有600余所高校將會重點轉向應用技術型人才培養，是國家實施學術型人才與技能型人才培養的大趨勢。應用型本科教育對于滿足中國經濟社會發展，對高層次應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。應用型本科指以應用型為辦學定位，而不是以科研為辦學定位的本科院校。沈陽工業大學化學工程與工藝專業被選為第一批遼寧省轉型發展試點專業。化工分離工程是化學工程與工藝專業的一門專業基礎課。分離單元操作作為過程工業中的一個不可缺少的環節，分離技術的發展和不斷進步正促進著化學工業與相關工業的發展，提高了相應的生產技術水平［1］。為滿足和適應社會發展需要，培養出具有較強社會適應能力和競爭能力的高素質應用型人才，本校根據自身特點，對化工分離工程課程在教學大綱、教學環節、教學方法、教學手段及教師隊伍建設等方面做了相應的改革，適當增加實踐教學環節，提高學生的工程實踐能力。

1強調工程實踐能力培養，修改教學大綱

化工分離工程是化學工程與工藝專業及相近化工類專業的一門專業基礎課，是建立在物理化學、化工原理、化工熱力學、傳遞過程原理等基礎課程知識之上的一門必修課程［2，3］。該課程主要研究工業生產過程中物質分離和純化的工程技術學科，具有工程應用性強、計算過程復雜和多采用計算機編程來求解等特點。學生在學習過程中容易產生畏懼心理，學習興趣較低，教學效果不高。為解決上述問題，我校根據自身特點，對該課程的教學大綱進行了相應的修改，也加快本專業向應用型本科轉變的步伐。修改后的大綱中減少了學生自己編程進行計算的部分，更多的強調工程實踐能力的培養。要求在授課過程中必須緊密結合科研工作，以遼陽石花為依托，引入大量的生產實例，強調將工程與工藝相結合的觀點;同時，引入常用的化工流程模擬軟件，加強設計和分析能力的訓練，強調理論聯系實際，提高解決實際問題的能力，為畢業走上工作崗位打下良好的基礎，順利實現從學生到工人角色的轉變。

2培養學生能力，多種教學方式相結合

2．1啟發式教學

啟發式教學是以激發學生的積極性和主動性為出發點、科學地引導學生開動腦筋，積極思考、融會貫通地掌握知識，形成技能，發展智力［4］。本課程的講授過程中大量采用啟發式教學。化工分離工程課程中公式較多，比較繁瑣，在教學過程中結合具體實例，提出問題，通過適當提問，師生互動尋求解決方案，提高學生的學習積極性和教學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環境變化的圖片，提出影響環境的有毒有害物質有哪些?除去這些有毒有害物質有哪些方法?通過具體實例的分析，啟發引導學生主動思考問題，變被動學習為主動學習，激發了學生的學習熱情和內在潛能，提高了學生的學習能力。

2．2對比式教學

對比式教學是指在教學中，將一些具有某種聯系和區別的教學內容放在一起進行講解，找出其異同之處，從而達到預期教學目標的一種有效教學方法［5］。化工分離過程內容多，編程和計算都比較復雜，為了便于學生理解和掌握，在授課過程中多采用對比教學方式，通過已學過的簡單易懂的相關知識或者相同過程中不同分析方法進行對比，找出異同點，總結規律，加深理解。例如由雙組分精餾到多組分精餾，由簡捷法計算到嚴格法計算，由淺入深，由簡單到復雜，使復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，對比找出各自優缺點，便于理解和記憶，且不易混淆。

2．3討論式教學

在教學過程中增加了學生獨立查閱文獻資料的環節，將文獻歸納總結后以小組的形式在課堂上進行分析討論，在激烈的討論中，同學們各抒己見，把枯燥乏味的理論知識結合到具體的生產實踐中，學生學習熱情高漲。通過查閱資料，學生能及時了解化工分離過程中前沿的分離技術，增加探索鉆研的好奇心。

3提高教學效果，多種教學方法相結合

3．1傳統教學

傳統教學方法是以課堂教學為主、以教師為中心的單一的板書講授教學方式，不能充分調動學生學習的積極性［6］。特別是對化工分離工程這樣具有工程應用背景、工藝流程復雜、計算過程復雜且計算量較大等特點的課程來說，容易使學生產生畏懼心里，學習興趣不高。

3．2多媒體教學

多媒體教學就是通過計算機技術、網絡技術、多媒體技術進行的教學活動，將文字、圖像、聲音、動畫等多媒體先進技術引入教學中。它以圖文并茂、動靜結合的表現形式，達到增強了學生對抽象概念、圖形性質和學科定理的理解與感受，從而極大地提高了課堂的教學效果［7］。化工分離工程課程專業性強、知識綜合性強、應用性強，因此課程內容多而復雜，工藝流程長而繁瑣，又與實際生產過程緊密聯系，為了有效解決傳統教學帶來的弊端，最好的解決方法就是采用多媒體教學與傳統教學有機結合，做到優勢互補。授課過程中仍以教師為主導作用，以多媒體作為輔助教學工具。充分發揮多媒體教學的優勢，將抽象、難以用語言表達的內容(工藝流程、圖表)通過形象生動的圖片，動態過程的演示進行描述，即簡明扼要，又生動形象，動靜結合，將枯燥的理論以實際過程表現出來，激發學生的思維活動，提高學習興趣，加深對知識的理解與掌握，提高教學效果。同時又節省了教師畫圖、畫表的時間，實現了在有限的學時內大容量、高效率的教學。此外，為了提高學生自主學習的能力。我校在不斷完善課外學習平臺，包括授課視頻、實驗視頻、課件、配套習題、實際問題解決方法等，用現代教學手段及豐富生動的內容提高學生的學習興趣。

3．3化工流程模擬軟件的應用

化工流程模擬是以工藝過程的機理模型為基礎，采用教學方法來描述化工過程，通過應用計算機輔助計算手段，進行過程的物料衡算、熱量衡算、設備尺寸估算和能量分析，作出環境和經濟評價［8］。結合目前已經在化學工程計算領域中得到廣泛推廣和應用一些化工模擬軟件可以實現數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中引入了相關的化工計算軟件［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，只需輸入相應的公式，無需編程，就能完成極其復雜的化工計算，計算過程簡單、直觀，學生非常容易掌握。由于Excel的數組公式和公式的復制功能，使Excel在計算混合物性質上顯示出無可比擬的優越性，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，即實現了節省學生做作業的時間，又可在沒有編程的情況下對分離過程進行嚴格計算，完善教學效果。同時該課程也介紹ChemCAD、Matlab、AspenPlus等化工計算軟件，以激發學生的學習興趣，提高學生的專業水平和計算機能力，增強其社會競爭能力，增加就業機會。

4培養工程意識，理論聯系實際

化工分離工程課程雖然是一門專業基礎課，理論性較強，但實際應用更為廣泛，所以在教學過程中要緊密聯系實際，通過大量引用工業生產實際情況和可研項目為實例進行講解，將復雜深奧的理論融于簡單的實際生產過程中，使問題具體化、簡單化，真正做到理論與實際生產相連系，避免空洞的講解;同時也使課堂教學內容更具有現實性和新意，提高了學生的學習興趣，調動了學生的求知欲和探索精神，增強了學生的工程意識，培養了學生運用理論知識解決實際問題的能力。比如講結晶分離單元操作時，引入分離催化重整裝置生產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，對于這樣的體系應選取哪種分離方法?引導學生比較三種物料的物性，發現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，而應采用結晶的方法進行分離。這樣自然而然的把理論知識融到實際生產中，提高學生的工程能力。另外，我校除了開設傳統的驗證性實驗外，還增加了設計型實驗和研究型實驗的開設;建設了煉油化工與自動化仿真培訓中心;建設了單元實訓中心;鼓勵學生參加“中國石化－三井化學杯”大學生化工設計競賽，并取得了較好的成績［10］。通過增加實訓教學環節，增強了學生的動手操作能力及分析問題和解決問題的能力。為了使理論教學與實踐教學相輔相成，相互滲透，我校定期聘請鄰近化工廠經驗豐富的技術人員到學校，講授工廠里典型的分離工藝、生產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及清潔分離工藝。通過工廠技術人員的講解、及與他們的交流討論，激發了學生的學習熱情，培養了學生提出問題、解決問題的能力。

5建設教師隊伍，增加工程實踐經歷

作為專業課老師，除了要有豐富的理論教學經驗外，也要具有工程實踐經歷，才能把理論知識融合到實際生產中進行講解，即豐富課堂內容，又可以將枯燥的理論具體化，對生產中遇到的問題作為實例進行分析、講解，提高了學生的學習積極性及理論聯系實際的能力，學生學習積極性非常高。本團隊教師每年都參加指導學生到工廠中進行生產實習，了解生產裝置運行現狀、原料供應情況和產品市場需求情況。本團隊老師同時也擔任本專業的實驗、實訓、畢業設計論文等實踐教學工作。實行有經驗的老教師帶領年輕教師，使年輕教師更快的成長;同時年輕教師在學校、學院的推薦下，都有機會到鄰近的工廠進行培訓，熟悉一線生產過程;學校、學院也為專業教師提供很多技能培訓的機會，增加教師的工程實踐經歷。

6結語

為了在新的高等教育形勢下能夠培養出具有較強社會適應能力和競爭能力的高素質應用型人才，化工分離工程課程從多方面進行改革，著重培養學生的工程實踐意識、提高學生分析問題和解決問題的能力，努力打造成特色、領軍的專業。

參考文獻

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作者：班玉鳳 朱靜 劉宏宇 單位：沈陽工業大學石油化工學院