2.实施方案的制订

化工设计概论的课时较少,仅为36个课时,而化工设计的内容非常广泛,必须根据侧重点的不同进行删减。化工设计分为工艺设计与非工艺设计。在内容的安排上,对工艺设计进行重点讲述,对于非工艺设计简单带过。在化工设计的教学中要体现系统性和全局性,按照项目驱动法组织课程教学内容。即以一个典型工程设计实例为主线,将每一环节的教学内容划分为理论教学和设计实践两个环节。对课堂教学内容进行大幅度的调整,采取实践为主,理论为辅的模式,课时分配改变为1.25∶1。

每个设计题目要按初步设计框架作为全部设计内容,设计深度以项目建议书深度为参照标准。化工工艺设计的过程分为六个阶段,在每个阶段都有具体的任务相对应。项目的可行性分析阶段的主要任务是可行性分析报告的书写(2);化工工艺流程设计的主要内容是工艺流程图及绘图工具autoCAD的应用(4+2);物料衡算和能量衡算阶段的主要任务是模拟计算软件Aspen plus的学习和使用(2+8);工艺设备的设计和选型的主要任务是对工艺中所使用的主要设备进行选型(2+2);车间布置设计的主要任务是绘制车间平面布置图和车间工艺设备布置图(2+8);化工管路设计的主要任务是绘制简单的管道布置图(2);了解非工艺设计(2)。其中,理论课16个课时,实践课20个课时。

此课时的分布以化工工艺设计为核心,完全体现了化工设计概论的实践性特点。开课之前引入项目介绍,首先对项目进行可行性分析,选择合适的工艺路线。其次,在单元操作计算过程引进先进的流程模拟软件进行严格计算,强化现代化化工设计软件在工程设计中的应用。再次,因为工艺设备的设计和选型,是化工原理课程及其课程设计中的重点内容,在化工设计概论中只作简单介绍。最后,车间布置设计和管道设计更多地涉及行业规范和标准,要求学生自主查阅设计规范。整个课程内容的设计去掉了重复内容,增加了软件教学,减少了学生简单计算工作。化工实践教学是工程能力培养的重要目标,在实践中学生的创新能力也会随之得到锻炼。

3.方案的实施

项目驱动法的实施过程如下:(1)学生通过分析讨论明确总体目标,再根据总体目标把总项目分解为几个子项目,作为课堂教学内容实施的载体;学生分组,4名或者5名学生共同完成一个设计任务。(2)教师在讲授过程中将化工设计课程中的内容贯穿其中;学生查阅资料,提出设计的方案,完成设计任务。学生在设计过程中发现问题,带着问题参与教学活动,在听课过程中与教师一起讨论并解决问题,完成理论学习与实践的过渡。实施阶段的成果包括工艺流程图、物料流程图、典型设备选型、工厂总体布置设计等。(3)项目结果修正展示。小组对自己的设计成果进行汇报和展示,并且在各项目小组进行组内和组间讨论,找到各自项目说明书的缺陷和问题。

项目驱动法的教学效果

在化工设计概论课程教学中实施项目驱动法,会大大提高教学效果。

1.学习的效率得以提高

项目驱动教学法完全颠覆了传统的“填鸭式”教育,让学生实际接触工程实践,课堂中的理论在实训中得到验证,提高了学生的学习积极性和主动性。学生成为项目主体,经历了化工设计的整个过程,自主查阅文献确定工艺流程方案,选择物料衡算和能量衡算的方法,进行设备的选型与设计,绘制工艺流程图,应用软件进行车间布置设计及管道的设计和布置,真正实现由被动训练到自由选择和主动参与的转变。

2.工程素质得以提高

项目涵盖了化工设计所需要内容,作业报告把所学基础课程串联起来。与传统的作业比较,内容的深入性和完整性都有了很大的提高。项目完成的压力促使学生积极查阅文献、主动思考、分析解决实践中碰到的问题,使其工程能力得到了很好的训练。

3.综合素质得以提高

项目驱动法教学给学生更多的思考空间,激发学生的竞争意识,培养学生的团队合作能力,为以后走上工作岗位打好基础。另外,项目的完成过程,有利于学生养成认真、细致的态度和综合考虑的思维习惯。

4.教师的业务能力得以提高

在整个设计过程中,学生碰到的困难各种各样,难以预料,这就促使指导教师不断学习新知识、新方法去帮助学生,提高教师的业务能力。

综上,化工设计课程具有较强的综合性和实践性,是大学生向工程师转化的重要教学环节。通过采用“项目导入,任务驱动”的教学模式,融合多种现代教育理念,改变传统的教学内容和方式,帮助学生将所学知识融会贯通地解决实际问题,使学校教育更接近企业要求。

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