化學工程與設計精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇化學工程與設計，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：化工過程；設計；優化；研究生；課程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）33-0060-02

《化工過程設計與優化》課程是化工類研究生專業課中的一門綜合性強，知識面廣泛的化學工程專業課，可以培養化學工程專業學生的工程實踐意識，受到國內化工專業高校的重視。合肥工業大學化工學院制定了《化工過程設計與優化》的研究生課程計劃，學院經過研究，決定從2006年開始在化學工程專業研究生中開設《化工過程設計與優化》選修課程。經過幾年的教學實踐，改進了教學內容和教學形式，開課取得成功。在近6年的校本部研究生及企業研究生班教學過程中，我們對課程內容和教學方法進行了一些有益地嘗試，逐步形成了一套適合本校學生特點的教材，培養了學生的化學工程實驗意識和工作能力，畢業學生受到用人單位好評。

一、分析取舍國內外相關教材的教學內容

“優化”已成為一門系統的數學理論性學科。國外的一些原版教材或譯書箱大多涉及優化的數學模型建立、因素分析和計算等理論，或者介紹Aspen Plus和PRO/II等軟件的應用等。教材的數學理論性強，難度大，與化學工程關聯度偏小，難以直接用于本校化學工程專業研究生的教學。國內出版的化工過程與設計方面的教材較多偏重工藝描述，與化工優化知識的結合點少，不能直接采用。我們從國內外的教材中進行選取，注重各章知識點完整性和連貫，強化工程實踐意識的培養。經過幾輪教學效果比較和學生反饋，最終確定總學時32，主要教學內容分為：①優化基本理論及概念；②優化理論在化工領域的應用；③項目立項及化工廠設計；④化工過程優化與設備選型；⑤化工與優化專題討論。近年來，通過與華東理工大學、天津大學等高校的調研與交流，收集整理相關的圖書資料，我們還對現有教學講議及PPT課件進行了一些充實和完善，最終形成包含有化工基礎知識，管路及設備選型，工藝路線優化，各種操作單元設計優化與組合方法，公用工程設計，計算機輔助設計基礎知識，可研性報告編寫，技術經濟分析，綠色化工過程等適用合肥工業大學的生源狀況的教學講義及PPT，解決了課程缺少合適教學資料支持的問題。

二、改革教學方法，因人施教

隨著研究生招生人數的增加，合肥工業大學化工學院研究生的生源發生較大變化。2012年度，“211”以上生源占33%，其他大多為阜陽師范學院、合肥學院，皖西學院等本省非工科背景生源。這些學生中，有的缺乏化工基礎知識，有的實際工作經驗豐富，但理論功底薄弱。針對生源情況，我們在教學中注意適當補充一些基礎化學工程知識點，通過化工與優化專題討論教學過程，布置相關章節閱讀作業，補充理科或師范生源學生的化工管路，流體輸運機械，反應釜，攪拌器類型，板式塔或填料塔等知識點。通過教學方法上的設計，通過4～5個學生搭配組成的學習小組，共同完成一個設計型課題，讓非化工專業背景學生掌握化工設計的基礎知識。對基礎好的學生，則布置Aspen Plus、PRO/II和ChemCAD軟件應用專題，讓學生通過工藝過程，掌握計算機輔助設計、模擬及優化系統知識，參加化工項目設計競賽。在教學過程中，教師把與企業合作中得到的感受向學生做生動地講解，并結合企業中的化工優化與化工廠設計實例，課堂氣氛活躍，師生有所互動，受到本校學生及企業研究生班學員的好評。

三、培養學生的化工經濟分析和綠色化工思想

近年來，國家對化工項目申報和實施過程有了法定程序，如項目經濟分析，可行性論證，安全與環境評估及社會影響等流程。一些用人單位反映，相當多的化學工程專業研究生不會編寫項目可研性報告，不了解項目的設計―評估―施工―驗收―冷模―中試―生產整個流程。中國化工學會理事長等專家在合肥工業大學做學術報告時，曾呼吁化工學院應對研究生增設化工項目的可行性報告編寫，項目經濟分析，平立面優化設計及綠色化工等課程。因此，教學過程中，我們以化工學院與合肥安邦化工有限公司合作開發的“2000t/a溶劑法TAIC交聯劑的清潔生產技術研究及產業化項目”為范例，從項目建議書開始，在課堂上把科研報告，環評，安評，總圖設計，施工圖設計等資料展示給學生，講評化工廠建設的資料編寫技巧，使學生對化工廠設計過程有了認識。在安徽省化工設計院的幫助下，結合該項目的設計圖紙，補充學生化工設計制圖、識圖知識及化工產品的分類等國家標準。

四、在教學過程中豐富教學內容，改進教學方法

《化工過程設計與優化》屬于新開課程，考慮到缺少教材和教學經驗，化工學院把《化工過程設計與優化》課程定位為研究生的專業選修課，進行教學實驗。在2006學年選課過程中，研究生導師和學生對這門課不太了解，選課的學生只有5人。起初，我們從圖書館查閱有關優化和化工設計的圖書資料，從20多本相關圖書中尋找出相關的教學素材。例如考慮到化學工程專業學生的理論數學基礎較弱，我們避開嚴格的數學推導過程，直接采用應用數學的優化結果，如求取極值和黃金分割法等一些優化方法，來處理化工領域的一些工藝優化問題。我們將管路計算，污水處理，工藝參數，換熱器，精餾塔的設計與優化作為第二章。課程結束后，布置一些化工過程的優化專題課外作業。在承擔的教學過程中，先后補充了常見化工單元操作優化與設備造型，化工識圖，化工經濟評價，綠色化工設計等內容。隨著選課人數的增加，我們在教學方式上進行了改進，增加專題討論環節。將學生分為若干個專題組，讓學生根據所學知識，通過查閱文獻，對管路設計及優化，項目建議書，攪拌器形式與選型等某個單元進行演講和講評，調動了學生的工程實踐意識，活躍了課堂學術氣氛。我們對學生的專題作業進行總結，從中選定一些新的知識點，補充到課件，用于下年的教學。

《化工過程設計與優化》課程處于發展與完善階段，涉及的內容多，教學內容起點高，國內各個高校還沒有相對固定或成熟的教輔資料。從師資上講，教師的工程實踐經驗不足，難以把握教學內容。擬通過與同行交流學習，完善教材內容和教學形式。

參考文獻：

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[8]Warren L.McCabe Julian C.Smith Peter Harrott Uint operations of chemical engineering，sixth edition，McGraw Hill Education，ISBN 7-5025-4428-3，2001.

篇2

關鍵詞：化工工藝學；課程建設；工程能力；教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0271-02

隨著我國經濟迅速發展，社會對對化工人才培養提出了更高的要求。本科院校工科教育的主要目標之一是培養高素質的工程技術人才，使學生在獲得專業知識和技能的同時具備較高的綜合素質和創新能力。教育部“卓越工程師培養計劃”明確提出“……改革工程教育人才培養模式，提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力……”。強化學生工程能力的培養已成為高校工科專業人才培養的核心任務。化學工程與工藝專業肩負著培養高級化工人才的使命，專業工程性質突出。培養學生的工程能力，不僅要加強實踐環節建設，更要重視理論課教學特別是專業課教學的指導作用。化學工程與工藝專業主要面向的工業部門是化學工業，屬流程工業，往往涉及一系列物理、化學和生物加工過程。化工產品的生產是各種化學單元反應和化工單元操作的有機組合和綜合應用。化工工藝學是根據化學、物理、物理化學、化學工程原理和其他科學的成就，研究綜合利用各種原料生產化學產品的方法原理、操作條件、流程和設備，以創立技術先進、經濟合理、安全環保的化工生產工藝的學科，被認為是架在實驗室研究與工業生產中的一個橋梁。課程工程性強，存在許多與實踐環節的關聯點，是培養學生工程能力的適宜載體。關于化工工藝學課程教學已由不少報道。黃美英[1]等對強化課堂教學、加強實踐與理論教學相結合以及強化學生工程觀念等方面對《化工工藝學》課程教學方法的改革進行了探討；邱玉娥等[2]指出該課程教學應加強工程意識和創新意識的培養，并嘗試采用“傳統型、技改型、創新型”案例教學法強化培養學生的技改創新意識。王鈞偉等[3]認為可通過精選教材內容、強化實踐教學、追蹤學科發展、開設專題報告、加強綠色教育等方式，提高學生學習熱情，鍛煉學生的實際動手能力，培養學生的創新意識，增強教學效果。本文介紹了在化工工藝學的課程建設和教學中突出學生工程能力培養的一些新嘗試。

一、課程教學目的再認識

從化工生產工藝角度出發，運用化工過程的基本原理，闡明化工工藝的基本概念和流程組織、物料衡算、熱量衡算的通用方法，介紹典型產品的生產原理、典型流程、關鍵設備、工藝條件。典型產品生產工藝的講解重點放在分析和討論反應、分離部分的工藝原理、影響因素、確定工藝條件的依據、反應設備的結構特點、流程的組織等；同時對工藝路線、流程的經濟技術指標、能量回收利用、副產物的回收利用及三廢處理運作進行一定的論述。使學生獲得廣博的化學工藝知識，培養工程能力，以便在生產與研究開發工作中開拓思路，靈活運用，不斷開發應用新技術、新工藝、新產品和新設備，更好地滿足社會需要。為強化工程能力培養，要重視本課程對專業實驗、課程設計、生產實習等實踐環節的指導作用，教學活動與實踐環節有機關聯，畫龍點睛，有的放矢。

二、課程教學資源建設突出學生工程認知、工程設計、實驗操作

依據課程實踐性、綜合性、復雜性，為提高學生的工程認知能力和感性認識，基于FLASH和網頁制作等軟件工具，開發了多功能的化工工藝學資源庫，包括：例題分析、圖形演示、生產裝置實際錄像和圖片、實習現場實際教學錄像和圖片等。學生可隨時通過網絡觀摩這些資源。學生將工業生產裝置和工藝展示的視頻看作理論聯系實際的視覺紐帶，訪問的積極性高。《化學工藝學》中流程圖較多，如果采用學生自己看書本中的流程圖，然后老師講解的教學方法，很容易讓學生感覺枯燥無味，所以本課程特別重視直觀、豐富多彩的多媒體教學方式的高效應用，課件可通過網課程絡平臺自由訪問。在繪制工藝流程圖時，盡量使用動態畫面，如把物料的流動做成動畫，管道、設備、閥門等做成立體圖，不同的物料及公用工程用不同的顏色區分，力求逼真、醒目。固體燃料氣化制備合成氨原料氣的間歇造氣過程的操作循環的動畫演示就很受學生歡迎。在本課程的建設安排了課程設計，其中大約■的設計題目與授課內容直接相關，如合成氨、芳烴分離、天然氣制甲醇等，著重培養學生分析問題、解決問題的綜合能力，鍛煉和提高其對工藝路線的設計、設備選型，以及車間布置和管道布置的能力，培養正確、熟練查閱工藝設計規范、手冊及參考書的技能。將教師科研項目、社會正在建設的工程項目等引入教學，強化學生的應用意識和工程觀念。化工專業綜合實驗中設置乙苯脫氫、反應精餾、噴霧干燥、空氣分離等與化工工藝學授課內容直接相關的實驗項目。

三、課程教學突出培養學生的“當代工程觀”

工程觀是人們關于工程活動的基本理念，是認識和進行工程活動的指南。工程觀念的強弱和趨向直接影響著從業人員的實踐能力。在當代學科交叉滲透的趨勢下形成的當代工程觀[4]是對傳統工程觀的揚棄和超越。當代工程觀視生態環境為工程活動的內生因素，認為工程活動不但受生態環境的制約，而且應按照生態規律重塑生態活動的方式[4]。化工工藝學是培養學生工程意識的良好媒介。在緒論部分，我們強調工藝技術不同于實驗室制備技術，工藝路線評價要突出理論上的正確性、技術上的可行性、操作上的安全性、經濟上的合理性，還要突出環境及生態相容性。講解具體產品的生產工藝過程中，將原子經濟性（AE）[5]、環境商（EQ）[6，7]的概念進行具體計算、剖析。比如氯醇法與乙烯環氧化法制備環氧乙烷路線的比較就是用案例教學提高學生對可持續發展的責任意識和創新素質的生動素材。

四、授課過程強化與實踐環節的聯系

在授課過程中，我們適時引入后期開設的專業實驗、課程設計的題目，提高學習的針對性，如介紹乙苯脫氫時讓學生思考專業實驗將重點考慮的問題：降低體系分壓的方法、測定乙苯轉化率和苯乙烯收率的方法、采用色譜定量時苯乙烯的出峰順序等；在講解物料衡算、熱量衡算、工程圖紙視圖、流程組織時強調在課程設計、畢業設計中的實際應用；在介紹特殊設備布置時強調設計發展，如介紹合成氨工藝技術時引入廢熱鍋爐的適度傾斜布置；適時介紹生產實習中遇到的工藝技術問題，并啟發學生分析、解決這些問題，引導學生建立工程應用意識；授課期間帶學生去觀摩校內實驗及中試裝置，突出情景式教學，使理論學習與實踐環節無縫統一、相互促進。

五、授課過程突出原理-條件-流程-設備一條主線

為強化工程意識，使學生形成做工程就是做細節的理念，在介紹氨、C8芳烴、甲醇、苯乙烯、環氧乙烷、丙烯腈、氯乙烯等產品制備技術時，用整體一條線的思想組織教學：按照產品性質、用途―生產原理（含主副反應、熱力學和動力學分析）―催化劑選擇―工藝條件討論─工藝流程比較―設備分析的順序，由淺入深，漸入佳境。

強化學生工程能力的培養已成為工科高校實踐和理論教學的核心任務，通過化工工藝學教學培養學生工程能力是課程建設的內在要求。強化與工程認知、工程設計、實驗操作相關教學資源建設，授課中貫徹當代工程觀，授課過程與實踐環節緊密結合，用原理-條件-流程-設備整體一條線組織教學等是在化工工藝學教學中培養學生工程能力的有效措施。

參考文獻：

[1]黃美英，梁克中，賴慶柯.對《化工工藝學》教學改革的探討[J].重慶三峽學院學報，2007，（3）：122-124.

[2]邱玉娥，張秀玲，等.化工工藝學應注重工程素質和創新意識的培養[J].化學工程與裝備，2009，（5）：214-216.

[3]王鈞偉，官葉斌，孔學軍，等.《化學工藝學》教學改革探索與實踐[J].廣東化工，2012，（4）：233-234.

[4]汪應洛.當代工程觀與工程教育[J].中國工程科學，2008，10（3）：17-20.

[5]B M Trost. The atom economy - a search for synthetic efficiency[J]. Science 1991，254，1471-1477.

篇3

關鍵詞：化工設計；CDIO；實踐

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）11-0188-02

《化工設計》是面向化學工程與工藝類專業學生開設的一門技術基礎課，教學的目的是通過本課程的學習，提高學生綜合運用已學的專業基礎課等方面知識，培養學生聯系實際分析問題、解決問題的能力，同時使學生掌握設計計算的基本方法等。以往的講授方法是按照章、節平鋪直敘地進行，但因學生工程經驗不足等因素，達不到真正地培養學生工程能力的目的。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。迄今為止，已有幾十所世界著名大學加入了CDIO組織，美國MIT的機械系和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教學大綱，取得了良好效果，按照CDIO模式培養的學生深受社會與企業歡迎。CDIO大綱定義了培養學生的具體指標，CDIO標準實質上是一個實施CDIO培養模式的指引。作為中國第一個全面應用CDIO的學校，汕頭大學5個工科專業都按照CDIO大綱和標準進行了教育改革，提出并實施了以設計為導向的EIP-CDIO工程教育模式，主要是突出兩個方面：工程創新能力和人文素質及職業道德標準的新型工程技術人才。筆者在幾年教學過程中，參照CDIO工程教育模式的12條標準，在《化工設計》課程上進行了探索和應用。

一、按照CDIO工程教育模式制定《化工設計》課程的教學大綱

課程教學大綱是根據課程內容及其所處課程體系和教學計劃的要求編寫的教學指導性文件，現以《化工設計》課程中的第二章“化工廠設計概述”為例對大綱的主要內容進行修訂如下。

1.CDIO項目。根據學生學習的具體情況，由學生自由選擇以下項目進行實施：①2000噸/年碳酸二甲酯分廠項目建議書編寫。②2000噸/年碳酸二甲酯分廠項目可行性研究報告編寫。③2000噸/年碳酸二甲酯分廠項目工藝流程的選擇。④2000噸/年碳酸二甲酯分廠項目綜述。

2.主要知識點。化工設計的工作程序和建設程序；化工設計項目的建議書和可行性報告的編寫內容和原則；化工廠工藝流程的選擇方法與原則；化工廠項目設計的綜述。

3.教學提示。本章通過多個CDIO項目，本著“做中學”的原則，在指導學生實施項目的過程中，通過傳授學生如何搜集與整理資料，逐步展開化工廠設計概述的學習，針對具體項目實施具體的相關設計。

4.重點講解。①項目建議書和可行性研究報告內容；②工藝流程選擇原則。

5.檢驗標準。根據選擇的CDIO項目進行書面總結與討論，達到知識點互惠的目的。

二、基于“項目式”教學方法

《化工設計》課程是綜合運用已學過的專業基礎課和專業課，如化工原理、物理化學、化學反應工程、化工熱力學、化工過程分析與合成、機械設備、化學工藝、化工AutoCAD等專業課程的知識，在現有資源、法律和社會觀念的條件下，討論化工工藝過程開發設備的設計以及工廠的整體設計。化工設計是化工類專業工程教育的本質和核心，是培養未來工程師的創新思維和實踐的手段，也是理論聯系實際最主要的通道。

教學方法采用項目式教學模式，即第一課時，教師給學生安排一個團隊設計項目，如2000噸/年碳酸二甲酯分廠設計，該項目稱一級項目，下設化工工藝選擇、化工過程設計、設備選型與自動控制、化工廠經濟分析與評價、化工廠風險分析與預防、廠址選擇等二級項目。學生通過自由組合，由6～8人組成一個設計小組協同完成工廠設計任務，每個設計組設小組長1人，組長負責統籌整個設計項目的分工與實施，同時規劃整個項目與總結等。

在教學過程中，講授、設計和討論并重，其中講授約占總學時的■左右。教師在講授了基本的課程內容及要點后，各小組學生根據二級項目內容查找資料、討論設計內容、初步設計并形成項目報告。每個二級項目結束后，在討論課上，各小組匯報自己的項目內容，其他學生可提問、點評，最后由教師進行總結。教師在項目設計過程中要隨時解決學生提出的各種問題。在討論課中，一方面要把握住方向，另一方面也從中受到啟發，達到教學相長的目的。通過這種教學形式，學生真正開動腦筋，互相學習，培養了學生創新思維和實踐能力，同時亦培養了學生團隊合作能力、組織能力和競爭意識。

三、化工過程模擬軟件在化工設計中的應用

化工過程模擬與實驗研究的結合是最有效和最廉價的化工過程研究方法。可以大大節約實驗成本，加快新產品和新工藝的開發過程。在化工廠設計中，化工過程軟件的模擬也是必不可少的工具，因此在化工設計課程中應該做為重點講授內容，適當安排相關計算機上機實際操作，對具體的CDIO項目進行物料衡算和熱量衡算模擬等。除此之外，還可以使用相關軟件進行優化，比如利用Aspen Pinch進行熱集成，實施熱量集成與優化，將化工過程中冷熱物流進行匹配優化，將系統中冷熱量消化在體系內部，實現能源的節約目的。

四、對參加按照CDIO模式培養的學生建檔管理，跟蹤反饋

將所有參加《化工設計》課程按照CDIO模式培養的學生全部建檔管理，每個人都建成電子信息表，包括個人的所有基本信息、工作單位和其他相關信息等，然后根據具體信息對其進行定期的跟蹤反饋，及時了解相關企業對學生的知識體系、個人能力和工程能力的評價等，并通過交流，總結寶貴的經驗。

五、改進傳統的考試方法

考試是評價和改進教學，使之有利于培養創新人才的基本途徑；考試是引導學生主動、創造性地學習的重要手段；考試是檢測和提高學生創新思維和創新能力的重要環節。因此，科學合理的、鼓勵創新的、富有活力的考試制度有利于培養高校學生的創造力，有利于造就建設創新型國家所需要的創新型人才。我們認為，教學是一個動態的持續過程，考試作為教學質量的評價手段，要達到客觀評價的目的，其評價活動應貫穿整個教學過程，不應以一次考試決定成績。為此，團隊提出了“做中學，學中考”的考核方式，具體做法如下：基于化工設計課項目式教學模式的教學方法，我們對考核內容做了合理化分配（見表1），從三個方面進行考核，平時成績、設計報告、期末考試。平時成績占總成績的20%，主要考核學生出勤、回答問題等課堂表現情況；每一個二級項目完成后，在規定時間內提交完整的項目設計報告，設計報告占總成績的50%，是考核的主要部分；期末考試采用閉卷方式，主要考核化工設計過程中涉及的基本原理、方法、步驟等問題。這種分配方式突出強調了設計報告的重要性，弱化了期末考試的分值，這與化工設計課自身實踐性強的特點是相適應的，學生通過考核就必須認真作好二級項目，不但鞏固了化工設計的基本理論，又熟悉了相應的設計規范，這樣就避免了學生考試突擊現象。幾年來，沒有學生要求劃范圍、劃重點，考試時也沒有作弊現象。

六、結束語：

筆者基于CDIO理念下的工程項目制定教學大綱，就是培養學生的工程概念、工程意識、分析工程問題、解決工程問題的能力，培養工程業務素質。該項目的實踐效果體現在通過基礎科學理論如何運用工程理論的教學過程中，又體現在如何應用工程觀點、工程理論和方法，解決各類工程問題的教學和訓練過程中。并對參加COIO教育模式下的學生進行相關跟蹤，與相關企業對接，了解企業需要的工程人才等，然后再在新一輪教學中不斷進行相關補充與完善，為培養21世紀具有創新精神與實踐能力的高素質化工人才的目標服務。

參考文獻：

[1]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創新的啟示[J].中國高教研究，2006，（11）：81-83.

篇4

關鍵詞：化工單元操作;工作過程;信息化;教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）44-0223-02

近年來，高職院校不斷探索和實踐課程教學模式改革，興起了以工作過程為導向的項目化課程教學改革，并且在眾多課程和專業建設中取得了較好的效果[1，2]。隨著教育信息化的不斷推進，基于網絡和計算機的信息化教學也如火如荼地開展[3，4]。目前，我國教育信息化的發展還處于粗放型階段，硬件環境大、投入應用效果低是當代教育信息化發展進程中的主要矛盾。信息技術僅僅作為一種演示工具而存在，對教育的影響遠未達到預期的目標。在信息化時代中，如何將信息化技術和手段自然親切的引入到我們的課堂教學中，如何在課堂教學中適時的利用信息化技術和手段做到高效，又使教學從中獨立，形成自己獨特的魅力，是擺在高職院校廣大教師面前的共同難題。從教學者的角度出發，在學習環境和知識傳播方法都已發生改變的背景下，傳統的點對面的教學方法已經難以滿足現代社會的教學要求，用信息技術改造傳統的教學手段，探索一批適合網絡學習環境、符合主導知識傳播方法的信息化教學方法勢在必行。從學習者的角度出發，為適應大數據時代在學習上的需求，真正做到以學習者為中心，實現學習自主化、多元化，抓住學生喜愛網絡、對新生事物充滿濃厚興趣及感性思維強于理性思維等特點，借助網絡平臺等信息技術，開展信息化教育教學方法改革探索與實踐具有十分重要的現實意義。本文以《化工單元操作》課程中的萃取技術項目進行信息化教學設計實踐，應用信息技術構建信息化環境，獲取、利用信息資源，以工作過程為導向科學地安排教學過程的各個環節和要素，支持學生的自主探究學習，培養學生的信息素養，提高學生的學習興趣，從而優化教學效果。

一、教學設計思路與理念

在該項目教學中，萃取原理及設備為教學重點，萃取塔操作為教學難點。因該內容面臨的是大量的實際工程問題，導致知識內容抽象，教學操作難度大，教學效果難監測。因此，本文基于“情境化、精細化、扁平化和集成化”的教學設計理念，根據企業的具體職業崗位職能，遵循學生的認知規律，以企業典型萃取產品為載體，依托世界大學城進行化工仿真空間教學，借助多媒體技術和網絡通信技術，將培養工程技術觀念與實踐技能訓練無縫結合。

二、教學過程設計

根據企業的具體職業崗位職能，遵循學生的認知規律，以企業典型產品為載體，用化工仿真軟件模擬真實場景，通過在做中教、做中學，培養學生職業行動能力和職業素養。在此理念與思路的指引下，將六課時的教學活動依次設計為：資訊（課前）、計劃（課前）、決策（3課時）、實施（2課時）、檢查（0.25課時）、評估（0.25課時）、拓展（0.5課時）。

（一）資訊環節

針對互聯網時代所賦予現代大學生的特點，我們基于世界大學城聯合開發了集授課、資料查詢與下載、在線交流、課程考試等眾多功能為一體的完全自主學習的情景式“化工仿真教室”。課前，組織學生進入該仿真教室，悠揚的背景音樂響起，一座知識的高樓拔地而起，其每一層樓對應該課程的一個教學模塊。點擊進入到萃取模塊界面，每扇門對應一個學習任務，開啟大門便可進入到圖、音、文、視、動并茂的知識預習，遇到疑難點可進入圖書館進行資料檢索或記錄筆記。因該軟件獨特的角色扮演性、高度的趣味性及適當的挑戰性，大大提高了學生自主學習的積極性。

（二）項目需求分析環節

教師布置任務：分小組完成《丙烯酸丁酯生產過程中催化劑（對甲苯磺酸）的分離》工藝設計方案，并提交到世界大學城的個人空間。課堂教學過程中教師通過多媒體展示各小組方案，并與學生探討完善方案，初步得出完成該工藝需要依次完成的以下任務：①確定回收方法;②選用適宜的萃取劑;③反應溶液中回收對甲苯磺酸的操作流程;④選擇萃取設備;⑤計算萃取劑用量;⑥萃取塔的操作。在對不同方案的討論完善過程中，提高學生發現問題和解決問題的能力，明確本章節的學習目標。

（三）新知識學習環節

教師充分利用“化工仿真教學平臺”的網絡課程資源，聯系具體任務，重點解答“任務實施的理論依據”以及“完成任務所需的理論基礎”，并確定項目方案。如：利用多媒體技術展示實際化工生產過程中運用萃取技術的工藝流程，通過空間在線播放典型的萃取設備flash。將萃取過程的基本原理和典型萃取設備的結構及操作流程形象地展現出來，增強學生的感性認識，確保學生形象思維和抽象思維同步進行。為了使學生真實地感受并掌握萃取單元設備的操作方法，教師組織學生在“化工仿真平臺”進行《填料萃取塔仿真項目》的操作。在該項目下有實驗裝置、儀表、組分分析、數據處理、思考題五個界面，學生根據質量評分系統提示先打開總電源開關，再打開重相加料閥加料，并可實時檢查操作步驟查看成績。這樣，在網絡仿真機上學生能夠反復進行開車、停車訓練，獲得了充分而又安全的動手機會。該軟件通過對工藝流程進行深入的剖析，利用二維和三維的動畫技術對設備的內部結構、物料流動狀況和作用原理等進行形象的描繪。它具有較強交互性和網絡實時傳輸性，提供快門設定、工況凍結、成績評定、事故設置、報警記錄等各項功能，便于教師教學和學生自主學習，完全打破了時間和空間的局限性。

（四）項目實施環節

教師遠程組織學生在“化工仿真平臺”按《丙烯酸丁酯生產過程中催化劑（對甲苯磺酸）的分離》項目方案實施（同時播放催化劑萃取控制單元仿真項目視頻）。學生根據質量評分系統的提示，按灌水―啟動換熱器―引反應液―引萃取劑―放萃取液―調至平衡步驟，即自主的完成了整個項目的冷態開車。每個小組成員在實施過程中不斷探索，必要時可以展開小組討論，優化實施方案，這使學生不進入工廠就能實際了解化工生產裝置的生產和操作過程，鞏固所學知識，鍛煉獨立工作能力和團隊協作能力。在化工仿真實施方案時，教師查看學生項目實施的進度及效果，必要時對學生進行適當的遠程協助。

（五）項目檢查與交流環節

項目實施結束，學生根據質量評分系統進行自檢，也可與教師或其他小組成員通過平臺進行在線討論。

（六）評價與總結環節

學生展示項目方案，陳述設計思路，質疑、答疑。結合點評，完善設計作品。教師總評，從專業能力、方法能力和社會能力方面總結學生在任務實施整個過程的成功與不足之處以及改進的方向。

三、教學效果反饋

在以工作過程為導向的項目化教學中，解決了學生可持續發展能力的三個核心問題：一是提升學生自主學習能力及積極主動的工作精神。學生在課堂上的地位有所改變，學生能夠真正積極主動的探索知識，而不再是被動的接受知識信息，成為知識信息的主動建構者;二是強化學生團隊協作精神，有利于培養創新精神和信息能力的發展，通過在各個環節中的互助互動，培養協作式學習;三是促進學會自我反思，提高自我修正學習態度與行為的能力。對于教師而言，解決了現有學習資源不能滿足高職學生自主學習需求的問題，使資源呈現立體化、形象化、碎片化、多元化，增強資源應用的吸引力。應用信息技術構建的信息化環境能使有效時間內傳輸最大量的信息，有利于環境的創設。學習者可以將學習時間從課堂延伸到課外，將學習地點從教室拓展到校外進行個性化、自主化的學習和全方位、全過程的互動交流。

四、結語

以項目為導向的信息化教學突破了傳統教學模式的局限，借助多媒體技術和網絡通信技術等探索出了新型的課程教學模式和教學方法，使教學效果實現了質的飛躍，得到了學生、同行人士、企業專家的高度認可。但是如何將教育領域全面深入地運用現代信息技術來促進教育改革與發展還將是我們需要進一步研究和探索的問題。

參考文獻：

[1]劉長春.高職《化工單元操作》項目化教學改革實踐[J].化工時刊，2009，（10）：75-77.

[2]龍芳.高職項目化教學課程考核模式研究[J].職業教育研究，2009，（2）：147-148.

篇5

【關鍵詞】項目化課程 工作過程 綜合實訓 教學設計

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）07C-0051-02

《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》明確提出：“人才培養模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業性，實驗、實訓、實習是三個關鍵環節。”“要重視學生校內學習與實際工作的一致性。”基于工作過程的項目化課程教學是以工作過程為出發點，以工作項目為載體，以技能項目訓練為主線，以完成項目任務為教學活動的目標。因此，高職院校的課程教學設計要遵循基于工作過程為導向的原則，以完成項目任務所需的知識、技能來整合教學內容，配置教學資源。本文以廣西生態工程職業技術學院園林工程技術專業綜合實訓課程為例，探討基于工作過程的項目化課程教學設計與實踐。

一、課程教學整體設計

綜合實訓是園林工程技術專業綜合性較強的一門專業實踐課程。是學生在完成主要專業課程的理論學習和專項技能訓練后，綜合運用所學的專業知識和專項技能，在校內集中進行的崗位能力和職業素質系統化、綜合性訓練。本課程在第五學期安排8周的時間進行，模擬園林企業實境的綜合實訓既是前4個學期專業知識和技能的綜合運用，又為學生頂崗實習及就業奠定了扎實的基礎，實現學習與就業“零距離”接軌。

（一）課程教學任務設計

本課程以園林工程建設項目為載體，以完成“方案設計―施工圖設計―園林工程招投標與概預算―現場施工及竣工驗收”四個工作任務為教學活動目標（見表1），四個任務按照一定的行業規則聯系起來，構成了一條完整的園林工程生產流水線。課程為實訓課，總課時為240學時（8周）。其中方案設計為60學時、施工圖設計為30學時、園林工程招投標與概預算為60學時、現場施工及竣工驗收90學時。

（二）課程教學進度設計

基于行業規則、學生循序漸進的認識規律、項目化教學特點，將課程教學分成三個階段：一是設計階段，需要完成方案設計、施工圖設計兩大工作任務；二是園林工程招投標與概預算階段，需要完成園林工程招投標文件的編制；三是施工階段，需要完成園林工程項目的現場施工及竣工驗收。該課程由專業帶頭人負責牽頭，組織所有任課教師根據課程目標、任務安排進行課程教學進度設計（見表2）。

二、課程考核方案設計

綜合實訓的考核是對學生整個實訓效果的檢驗，要對學生的實訓態度、動手能力、解決問題能力、應變能力等進行綜合考評，考核機制要全面、客觀。根據專業人才培養目標及課程標準要求，本課程每個項目任務主要從以下三方面對學生進行考核，成績評定采用百分制。考核內容及權重如下：職業素養考核（30%）：主要考核學生的實訓態度、精神風貌、團隊協作等內容，通過觀察學生的日常表現、職業習慣等獲得結果；職業能力考核（50%）：主要考核學生對項目任務分析、討論、制訂工作方案、完成任務的能力，可以根據學生完成任務的質量和效率來評定；應變能力考核（20%）：主要考核學生在實訓項目任務過程中的應變能力，根據學生回答教師的提問，學生對現場突發事件的應變情況等來考核。

綜合實訓總成績評定采用百分制，所有項目成績所占的權重相加則為總成績，即總成績=方案設計*25%+施工圖設計*10%+園林工程招投標與概預算*25%+現場施工及竣工驗收*40%。

三、課程教學實踐

在教學實施前，首先進行實訓準備工作，如實訓設施設備、實訓耗材、實訓工具用書等硬件資源配置；其次由專業帶頭人、專業教研室主任負責主持召開綜合實訓動員大會，介紹實訓目的、要求、注意事項等，要求全體專業教師、專業學生、輔導員等參加；最后，為了保證實訓效果，根據實訓規模、項目任務，對班級學生進行分組，每組設定一名組長，負責統籌安排工作及分工。

在實訓過程中，嚴格按課程教學整體設計來開展教學活動。針對每個項目任務，明確授課教師與學生的關系，教師主要負責布置任務、設置問題、解答疑難、項目評估及總結等。學生小組先接受任務、分析討論、制訂工作方案、安排工作、成員分工等；然后實施項目任務；其次制作PPT，以圖文并茂的形式將小組實訓項目成果匯報、演示給全班同學，并詳細解答教師或同學的質疑。最后，學生小組進行自評和互評，討論實訓體會并撰寫實訓報告。

綜合實訓課程的教學實踐性強，各項目任務的開展均以學生為主，教師為輔。教學考核按考核方案進行，改以教師為主的評價模式為以學生為主教師為輔的評價模式（見表3），充分調動學生在評價考核中的主動性和積極性，培養學生自主發現問題的能力。

四、效果檢驗與評價

為了了解基于工作過程的項目化課程教學設計與實踐的實際效果，園林工程技術教學團隊對該項工作進行了評估。教學團隊采取分層隨機抽樣的方法，對畢業生、在校生（剛完成綜合實訓）、用人單位三種類型進行了問卷調查和訪談，主要是針對開設基于工作過程的項目化綜合實訓課程的態度問題。調查共發放問卷450份，回收439份，有效問卷435份，有效率97%。

對開設綜合實訓課程的態度調查，91%的用人單位給予了充分的肯定，認為開設該課程很有必要，畢業生經過專業綜合實訓后，專業知識和技能再次得到鞏固和強化，畢業后就能直接上崗從事專業崗位工作，工作態度端正，團隊協作意識強，可持續培養潛力大，是企業真正需要的高素質技術技能型人才；對曾經參加過綜合實訓的畢業生而言，有87%的人認為學校開設本課程是很有必要的，有利于他們上崗后“上手快，適應期短，應變能力強”，有利于增強工作信心和可持續就業能力；75%的在校生感覺這種綜合性和針對性強、極具實戰性的項目任務訓練，充分發揮了他們的積極主動性和創造性，激發了學習熱情，使他們更加了解今后職業崗位的工作環境、程序和對專業技能的要求，同時也鍛煉了他們的實踐動手能力、綜合分析和解決問題能力、創新能力，強化了團隊合作精神，為頂崗實習和就業奠定了良好的基礎。

五、結語

基于工作過程的項目化綜合實訓課程教學設計與實踐的靈魂在于按照職業崗位需求，應用仿真模擬、理論實踐一體的教學方法，綜合運用專業知識和技能來訓練學生。學生通過綜合實訓提高了專業技能，增強了實際操作能力、綜合分析判斷能力、就業競爭能力等；同時教師指導學生參加綜合實訓，也是一個教學方法不斷改革、知識技能不斷更新、自身業務水平不斷提高的過程，有利于今后培養更多更優秀符合社會需求的高素質技能型人才。

【參考文獻】

[1]吳衛榮，丁慎平，王壽斌.基于工作過程的項目化課程教學設計與實踐[J].職業技術教育，2012（23）

[2]王壽斌.高職課程項目化考核的研究與實踐[J].中國職業技術教育，2009（35）

[3]孟祥霓，白霄麗，張強.電子設計綜合實訓教學體系的改革與實踐[J].實驗技術與管理，2011（2）

【基金項目】廣西教育科學“十二五”規劃課題（2011C0206）