化工原理的课程设计

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化工原理的课程设计范文第1篇

关键词：校企结合；团结协作；工程软件；成绩评定

化工原理是等化工类专业的专业基础课，在基础课和专业课程之间，起着承上启下、由理到工的桥梁作用。化工原理课程设计是化学化工及其相关专业学生学习化工原理课程必修的（化工原理理论课、化工原理实验课及其化工原理课程设计）三大环节之一，是综合应用本门课程和有关先修课程所学的知识，完成某一单元操作为主的综合设计性实践。通过该教学环节，可以使学生在规定的时间内，应用专业知识进行融会贯通的思考，分析和解决工程实际问题，得到化工工程设计的训练，培养学生的设计能力和严谨的工作作风，提高学生的独立工作能力[1-2]。

一化工原理课程设计中存在的问题

地方高校，由于条件的限制，化工原理课程设计的教学质量受到了一定的影响。如：（1）设计选题题目陈旧、单调、雷同，学生基本上都是依葫芦画瓢，抄袭现象严重；（2）学生缺少工程意识的培养，与实际相结合太少，对工艺和设备的认识比较肤浅，对设计过程涉及的计算和公式并不理解，同时由于计算量又大，设计时间安排比较紧，因而只能在给定的条件下根据例题进行验证性设计，欠缺对设计方案的综合分析和优化；（3）双师型教师缺少，指导学生的能力有待不断提高；（4）缺少合理的化工原理课程设计考核评价体系，学生缺乏钻研精神、积极性和主动性难以调动起来。（5）学生计算机应用能力和工程绘图能力严重不足，多数学生无法在较短的时内绘制出工艺流程图或设备工艺条件图，利用计算机处理文档和进行工艺计算的能力差等。

二化工原理课程设计教学改革措施

（一）采用校企结合，注重设计题目的实用性到生产一线选题，根据工厂情况涉及精馏、吸收、萃取、干燥等包含化工原理知识较多的单元操作，比如一个班的人有的是换热器，有的是精馏塔，有的是填料塔等。注意尽量给定多样化的物系以及操作条件，有利于学生独立完成课程设计作业，避免抄袭想象的发生。这样在与工厂实际需要相结合的同时，可以充分调动学生学习积极性，使学生真正感到学以致用，学生在设计方案的选择、物性数据的查找、公式及设计方法的选用、工艺流程图以及设备工艺条件图的绘制、设计说明书的编写等方面的综合能力得到训练。此外，还可以推动教师提高教学能力。（二）合理安排设计任务，注重学生团结协作能力的培养按照精馏、吸收、干燥、萃取等单元操作的不同先分大类，然后对于每个大类按照体系、处理能力、操作条件、原料的组成以及产品规格的不同等进行区分，保证学生一人一题，保证每位学生都得到一次工程设计的初步训练，完成课程设计，避免抄袭现象。当出现问题时，学生之间可以互相讨论，查找物性数据和发挥集体的智慧，有些问题不需要老师指导，学生即可解决，学生在自己设计和共同讨论的基础上完成设计，团结协作能力得到增强，还可以体会到成就感。（三）注重现代设计理念、强化计算机辅助设计计算机在化工教学、化工设计以及化工生产方面的应用越来越广，计算机工程软件的应用价值已经得到认可。为了提高化工原理课程设计的质量，必须强化强化工程软件的应用。化工原理课程设计的工艺计算中相平衡数据的求取、理论塔板数的确定、回流比的选择、换热器传热系数的选取等往往含有试差、大量的循环重复计算，计算工作量大，采用Excel和AspenPlus等工程软件，可以大大减小计算量，提高计算效率和计算精度[3]。化工原理课程设计中的精馏塔负荷性能图的绘制、工艺流程图的绘制、精馏塔理论塔板数的图解法求取等方面要求学生采用AutoCAD，并严格按照化工制图的标准进行，使学生得到一次化工设计的规范锻炼。采用Excel、VisualBasic、Origin、AspenPlus和Auto-CAD等计算机软件辅助化工原理课程设计，各种软件各取所长，充分发挥其长处，能够快速、准确、直观地得到计算结果，免去了复杂、繁琐、耗时、粗糙的手工计算；避免了手工绘图、手工拟合模型参数带来的较大误差，提高设计效率。工程软件在化工原理课程设计中的图例见图1、图2、图3。（四）成绩评定贯穿整个设计过程，促进学生设计积极性的提高为促进学生化工原理课程设计的积极性，可以制定出一套合理、贯穿整个设计过程的成绩评定办法[4-5]。课程设计计算书、设计说明书和图纸的质量占终评成绩的40％；学习态度、出勤率、创新思维和解决实际问题的能力占课程设计终评成绩的30％；答辩考核占终评成绩的30％。答辩环节可以考察学生对于设计内容、设计的思路的清楚与否；对于设计结果的评析、问题的回答正确与否，是否抄袭一清二楚。

三结语

化工原理的课程设计范文第2篇

1课程设计前的调查与辅导

在开始化工原理课程设计之前，充分了解学生对前修课程如物理化学、化工热力学、化工原理等课程理论知识的掌握程度，了解学生查阅文献获取物性参数和相关公式的能力，了解学生是否具有一定的工程、经济观念，了解学生对计算机CAD绘图能力的掌握情况。上述内容均是在化工原理课程设计过程中学生应具备的知识与能力，通过课前调查，掌握学生的基础，进行适当的辅导与指导，使学生在开始课程设计之前提前进入状况，让学生建立信心，激发学生积极主动的完成将要开始的课程设计。

2课程设计教学过程

课程设计的任务(或题目)是教学的核心，也是能否培养和锻炼学生工程实践能力的关键。在教学过程中，为了全面的地锻炼学生的查阅文献、设计计算、实际分析和CAD绘图能力，课程设计的选题在符合教学大纲要求的前提下结合工业实际，设计结果有较好的参比性。

2.1任务布置

在分配任务时根据学生的理论知识基础和储备进行合理的搭配与分组，做到每组成员具有较均衡的知识能力。设计题目做到每人一题，尽量避免抄袭现象发生，如进行精馏塔设计时，所有学生都有自己的产量、馏出液组成、釜液组成、原料状况与组成、回流比等；组内成员具有个别不同的数据，根据计算结果可以对比不同条件对设计结果的影响，如回流比的不同、原料状况不同、馏出液组成不同、釜液组成不同等。如此一来，组内成员在进行设计计算时，都能积极参与到整个过程中来，每个人计算设计结果都是对比分析与工程评价的一部分，能够较好的提高学生的参与性、积极性，同时激发学生主动思考和创造。另外在课程设计开始之前，指导教师应仔细地讲解设计内容所对应的工艺流程，并将整个设计计算过程进行具体的说明，就设计计算过程中容易出错的位置进行重点指出。

2.2答疑与引导

在进行课程设计的过程中，方案设计是设计计算的重点，如在进行换热器设计时，如何选择合理的工艺流程和换热器的类型，需要根据加热介质和冷却介质的状况、换热器在整个工艺流程中的地位等因素来综合考虑，如进行精馏塔设计时，是选用板式精馏塔还是选用填料精馏塔，都需要根据物料的物性参数和实际工艺条件来共同决定。设计过程中应及时引导学生改进方案，组织学生讨论分析，通过对比综合选用较合适的设计方案。在课程设计的进行过程中，要及时了解与掌握学生设计的进度与状况。由于学生的知识基础和能力的差异，在获取基础数据、物性数据、方案设计、公式选用等方面都会有或多或少的困难，对学生遇到的问题可以通过以下三种方式进行解决：(1)对于个别同学遇到的个别问题，教学过程中采取一对一的答疑方式进行，就学生的问题进行个别解答和指导。如在换热器的设计过程中，就管程和壳程走何种流体，主要从介质的安排能够达到提高传热效率和节省材料的方面来考虑，易产生污垢、腐蚀性强、高温高压的介质走管程，粘度较大的介质走壳程；(2)对于大部分学生在课程设计过程中遇到的共性问题，采取集中详细讲解的方式进行，并对该设计过程进行中所涉及的知识点在实际工程中的影响进行引导与分析。如板式精馏塔的设计计算中，对于塔板数的计算，可以通过图解法和逐板计算法来进行，根据查阅文献获得的基础数据做出物系的平衡曲线或计算出物系的平均相对挥发度，再根据原料、馏出液、釜液的浓度和选择的适宜回流比获得精馏段、提馏段的操作线方程，由原料状况获得进料线方程，根据上述内容可以选择图解法或逐板法来进行计算；(3)对于设计过程中学生遇到的不了解设备形状和结构等方面造成的困难，指导教师通过实物、多媒体图片及动画的方式向学生展示说明，让学生充分了解设计中所选用设备的结构和特点。

2.3课程考核

化工原理课程设计的主要目的是进一步加强学生对理论知识的理解与掌握，同时培养学生综合运用专业知识的能力和处理实际工程问题的能力。因此，在课程的考核方面也主要从这些方面着手，课程考核主要通过如下三个方面来综合评定学生完成课程设计的成绩：(1)遵守课程设计纪律的情况，对基础数据的获取方式或途径，重点考察学生对前修理论课程的掌握情况；(2)考察学生在设计计算过程中，针对实际问题是否能够结合理论知识、实际经验和工程经济方面进行全面分析与预判；(3)分组合作过程中考察学生团队合作意识，课程设计总结与答辩过程中考察学生的语言组织及表达能力。

3总结与展望

化工原理的课程设计范文第3篇

关键词：化工原理；工程意识；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）19-0198-02

化学工程专业应当培养学生综合地运用科学原理、方法和技术对已有技术进行消化吸收并具备一定的研究开发能力，解决化工生产过程中的复杂工程问题，同时能够在工程项目中完成工艺、设备和控制等方面的合理设计。中国的高等工程教育模式下的毕业生在进入企业后没有严格的工程师岗位培训系统，也很少有工程项目的集中实践经验。中国工程教育的培养和当前社会市场经济转型期对工程技术人才的需求已经不匹配。大批经由高等院校工程教育培养出来的工程技术人才往往较难适应生产企业、设计院等单位对人才的要求。

化工原理课程是一门以化工单元操作为主要内容，以“三传”研究方法论为主线的工程技术基础课，它不同于化学和物理化学等基础学科，因为基础课程以简单的、理想的模型做为研究对象，采用的是严密的数学分析法；而化学工程学科都要面向实际的繁杂的工程问题，加上生产过程中影响因素繁多、物系的巨大差异、操作条件各不相同，大多数问题需要依靠理论指导下的工程化手段来解决。因此在本科教学中应该尽早让学生建立技术经济思维能力，培养工程思维模式，树立工程观念、工程意识，进而让学生能用工程观念分析、解决工程实际问题。本文从研究方法的角度，并结合化工原理的理论教学、实验教学和课程设计等环节来探讨对化学工程师的培养问题。

一、理论教学实现工程意识培养和思维转变

在当前的化工教育中，前两年的学习课程基本没有重点培养工程的观念，学生基本上学习的就是工程基础、物理、高等数学、基础化学等理论性较强的课程。所以，学生对设计、工程没有明确的认识，不能把理论与实际相结合。化工原理是一门衔接基础化学课程、后续的化学反应工程、传递过程等专业课的一门主干课程。基础化学课程的知识不仅是分析化工过程问题的重要工具，还是化工过程的基础。如流体输送、换热、蒸发、精馏、萃取、吸收等单元过程教学中所涉及到的化学原理知识，都是学生在前期物理、化学学习过程中的重点内容。另外，目前出版的化工原理教材内容大都按设计计算―操作分析―单元设备设计的章节结构来编写，课堂教学中应对单元设备的作用、功能进行对比分析，使学生明白其相同点与差异，增强学生对单元设备的正确选型、设计的综合能力。虽然各种单元操作基本方程的推导很重要，但是还应该把应用作为重点，培养学生的工程观念，让学生能够理论与实际问题相结合。案例教学在过程分析中的出发点是单元操作的物理化学原理或者物理，终点是工程目的。在分析时，暂时摆脱繁多公式的约束，通过推理、逻辑思维，发现问题、提出问题、讨论和解决问题。以数学作为基本工具，对过程进行数学模型识别，建立模型，进行实际的案例分析。

因此，在化工原理课程的理论、实践教学过程中就应该在理论的基础上尽可能提高学生的工程意识。具体来说，首先让学生明白化工原理与前面所学的物理、化学是性质完全不同的课程。强调此课程如何把研究成果开发放大为中试，再开发为生产规模，是连接基础研究与工业生产的架桥。通过加强案例教学，使学生尽早树立工程观念[1]。虽然各单元操作的数学模型的推导重要，但更应该侧重实际工程应用，让学生能够将理论与实际工程相结合，培养学生的工程观念。

二、化工原理实验教学中强化理论知识消化吸收与工程应用概念

实验环节是研究问题和学习的重要环节，既是培养学生理论与实际相结合的重要方法，也能训练学生的动手能力和实验技能。化工原理实验是同理论课程教学一起开展的实践性教学环节，实验涉及到工程实际，实验设备和工艺流程相对复杂，部分实验装置甚至接近于中试。为激发学生的学习兴趣和增强工程实践能力，加强实验教学是化工原理教学改革的一个重要切入点。如在实验教学中，教师可以把科研中的单元过程，如分离工程案例分析引入到实验教学课堂，既可以丰富实验教学的内容，又能够提高学生对化工实践和解决实际问题的认识[5]。在化工原理实验中，学生能够接触到与实际生产设备结构性质相同的工程实验装置，能够提升学生的工程意识。对于每个实验，如果能够要求学生独立分析单元设备的结构、设备的布置、实验装置流程，再结合教师的详细讲解，这样就可以使学生在实验过程中初步形成工程化概念。

完善实验教学方法，提高实验技能，训练工程思维，是实验教学成功的关键所在。增强实验教学的每个环节监控，包括流程预习、实验装置、课堂理论讲解、实验操作技能培养、实验数据分析和综合成绩考评等。实验过程中及时发现实际工程问题、找出解决方案，也算是建立工程观念的一条有效途径。通过观察实验现象，来引发学生自己思考问题。化工原理实验教W的内容紧紧围绕实验研究方法设计，学生可以在实践中巩固理论课所学的方法论。

三、化工原理课程设计突出理论教学与工程设计的对接

化工原理课程设计是一个综合性的实践教学环节，可提升学生的综合应用能力，通过学生独立完成规定单元操作设计的训练，掌握相关工艺、机械设计的能力；课程设计环节以实际应用为目标，通过实践可提高工程意识和实际应用能力。而且通过该环节，可使学生综合运用相关课程理论知识，增强查阅文献数据的能力，并增强通过工程语言如图表、文字表达设计结果的能力，进而可以提升学生的工程制图的能力。这样，学生通过一次课程设计，可以掌握机械设计的训练、单元设备相关工艺，使工程的概念得以提升。

应当指出的是，课程设计的目的不单纯是为设计而设计，而是培养学生解决问题和分析问题的综合能力。在进行课程设计之前，学生基本没有参加过工程实践，所以指导教师有必要提醒学生，工程上的问题往往受到诸多因素影响，不像他们以前所学的自然科学范畴的数学、化学和物理等课程的答案是唯一的，工程问题的答案往往不止一个。所以需要将每种可行方案进行可靠性、先进性和经济性等方面的比较和选择，最终选择一个可靠的实施方案。经过这样的指导和亲自参加工程设计实践，学生的灵活性和工程应变能力都能够得到初步锻炼，进而为他们今后走上工程师岗位打下初步基础。课程设计主要是针对实际工程中的问题，让学生得到实际锻炼的机会，课程设计内容注重理论联系实际工程。请工程经验丰富的工程师现身讲解学生需要面对的专业热点问题或典型工程问题。让学生走进企业、工厂实践，了解和感受工业生产过程的实际状况。另外要培养学生的工程实践能力，强调工程软件（PRO II，Aspen，Auto CAD等）的上机操作与实际应用，加强学生的工程培训实践教学，让工科学生掌握这一进步的设计手段。

四、结语

要加强学生工程意识的培养，我们在搞好理论教学、实验教学和工程设计的同时，更多地要让学生走出课堂，深入生产和科研实际。使学生能够将所学的知识应用于研究和解决生产问题的工程实践中，让学生体会到解决实际工程问题的喜悦与自豪。要逐步培养学生重践、重应用的热情，培养学生积累资料的习惯和兴趣，培养学生寻找课题、在生产实际中发现问题、掌握解决问题的步骤和方法，在教学过程中培养学生工程化的思维，培养他们热爱化学工程专业，使学生热爱所学专业。

参考文献：

[1]倪献智.化工原理课程教学中突出工程观点和方法教育[J].化工高等教育，2007，95（3）：79-82.

[2]李凝.从培养学生工程思想出发谈化工原理教学改革[J].广东化工，2009，36（8）：281-283.

[3]郭瑞丽，袁军，张建树.全国化工设计大赛对化学工程与工艺专业教学的启发[J].高教论坛，2013，169（11），59-60.

[4]刘作华，李泽全，谭世语等.论化工原理课程教学与学生工程意识的培养[J].广东化工，2008，35（9）：147-150.

Paying Attention to the Cultivation of Basic Qualities of Chemical Engineers in the Teaching Process of Chemical Engineering Principle

YUAN Jun，ZHANG Jian-shu

（School of Chemistry and Chemical Engineering，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832003，China）

化工原理的课程设计范文第4篇

论文摘要：文章结合化工原理课程的特点，通过合理安排认识实习、实验、课程设计等实训环节，促进理论教学。采用类比法、多媒体辅助等多种灵活多样的教学方法和手段，以提高课堂教学效果，使化工原理教学质量整体得以提高。

化工原理是化学工程与工艺及相关专业开设的一门专业基础课，主要讲授化工单元操作的过程和设备[f})，是学习后续专业课程的基础。课程内容既包含了较深的基础理论，又有很强的实践性，历来被认为是一门难学又难教的课程。笔者根据多年来的教学实践，现就提高化工原理课程教学质量的方法浅谈如下。

1.合理安排认识实习，提高学生对设备的感性认识

化工原理包括许多单元操作过程，但就其内容来讲，可将它分为两部分:操作原理和设备介绍。对设备的类型、结构、特点，通过实物了解既直观，效果又好。因此笔者对培养方案进行了修订，在开课前和课程设计前分别进行一次认识实习。经验是必须抓好开课后的第一次认识实习，利用这次机会，使学生获取了解设备的第一手资料。此次认识实习应做到以下两点:第一，由化工原理主讲教师制订实习计划。使学生了解化工产品的生产过程，以及此次实习对化工原理及其后续课程学习的作用，对化工原理中所涉及的重要设备，如塔、换热器、泵等，对其结构要做详细介绍，使学生对常见设备有一个初步了解。第二，实习期间，要求学生结合教材对重要设备，结合实物图认真分析，熟悉结构，为以后的学习打下基础。实践证明，在了解设备的基础上讲授操作原理，有助于理论知识的学习和掌握。

2精心设计实验教学，加深对理论知识的理解和掌握

化工原理实验教学不同于其他课程实验，它是针对每个单元操作过程开设的，主要是帮助学生理解和验证所学的定理、公式。每个实验都是对某一个知识点的综合应用。如圆形直管气体传热膜系数的测定。主要测定空气在圆形直管内强制湍流的传热膜系数，并用准数方程整理经验公式。学生在学习对流传热系数这一节时，由于公式特别多，学生往往不知从何下手，但实际生产中常遇到的是圆形直管内强制湍流，因此在众多的公式中，学生重点掌握的也是圆形直管内强制湍流给热系数的计算，而传热实验恰恰强化的就是这个知识点。学生处理完实验数据后，可以熟练掌握相关的公式和使用条件。再如离心泵性能测定、填料塔中液相传质系数的测定等都是为某个单元操作和某个知识点的综合应用。如何通过化工原理实验教学来促进理论教学的学习，笔者认为在学习每章理论课的同时，把实验课程穿去，并要求学生做好实验前的预习和准备工作。高质量的完成化原理实验不仅能够加深所学的理论知识，同时也培养了学生在实验技能和综用知识方面解决间题的能力。

3通过课程设计综合训练，增强学生工程意识

综合考虑操作费和设备费是贯穿于化工原理每个章节中的一个重要内容，不断增强学生工程意识，为解决实际问题打下基础。化工原理课程设计是为培养学生工程设计能力而设置的一个教学实践环节，也是学生完成从理论到实践过渡的重要一环。通过课程设计的综合训练强化学生工程观念，从而提高化工原理教学质量。在精馏塔设计中，回流比R的确定是设计中很关键的一步，应引导学生从技术、经济、安全操作方面考虑，把课堂上反复强调回流比R对操作费和设备费的影响应用到实际设计中，实现精馏过程的优化设计。在塔顶冷凝器设计中，若以水为冷却介质，提示学生尽管出口温度升高可以减少用水量，降低操作费，但出口温度过高管子容易结垢导致传热效率降低，甚至堵塞管路无法使用。在泵设计中，有的学生喜欢选用型号大一些的泵，总认为这样做保险，很少注意从技术、经济、生产周期等方面进行综合考虑。因此要想提高设计质量，必须从课堂教学抓起，同时通过课程设计促进课堂教学，提高化工原理教学质量。

4采用灵活多样的教学方法和手段，提高课堂教学质量

4.1引入类比教学法，使复杂问题简单化

类比法是寻找研究对象的貌异质同的思维方式，它是一种比较重要的逻辑推理方法，由于化工原理中的动量传递、质量传递、热量传递三种过程中存在着类似的规律和内在的联系，可将相对简单且较成熟的热量传递的研究成果，推广到较复杂的质量传递过程中去。在讲授传质过程中，将传质与传热进行对照讲解，可使复杂问题简单化，帮助学生理解记忆。如传质中的分子扩散、对流扩散与传热中的传导、对流传热类似。在讲解对流扩散的传质机理和传质速率时，可以仿照对流传热，引入虚拟传热膜厚，流体侧的温差、热阻都完全集中于此，而传热方式主要是分子热传导，传热速率仿照傅立叶定律计算，从而引出牛顿冷却定律。传质中引出虚拟传质膜厚，流体侧的浓度差和阻力全部集于此，而传质方式主要是分子扩散，传质速率可仿照菲克定律求出。很难理解的对流传质过程，利用类比法，用较短时间就能被学生所接受，加深了学生对传质过程的理解。吸收中的最小液气比与精馏中的最小回流比，传热中的对数平均温差与吸收中的对数平均推动力，牛顿粘性定律、傅里叶定律、菲克定律等，在讲授过程中都可以通过类比的方法进行讲解，通过类比把复杂问题简单化。

4.2采用多媒体等辅助手段，提高课堂教学效果

化工原理是一门实践性很强的工程学科，单元操作的研究内容包括“过程”和“设备“两个方面[[3]。而学生没有工程概念和感性认识，如果单纯的用“黑板加粉笔”的教学模式，一些操作过程很难表达清楚，学生会感到枯燥乏味，无法满足现代教学要求。为此，在教学过程中需通过合理安排实习、实验来增加学生感性认识，同时还需要借助多媒体教学、设备模型等手段，把教学信息转化为可视信号，从而提高教学效果。如列管换热器的结构表述，什么是多管程、多壳程，热、冷流体如何进行换热，如果只在黑板上用画图来表示，很难把这一个动态过程表达清楚。

现在借助多媒体教学，通过三维动画，很容易的把这一过程清晰生动地显示出来，使学生更易理解。在讲解浮阀塔的操作性能时，用透明有机玻璃模型，形象清晰地展示了塔设备的内部结构和整体特征，加深了学生对设备的基本结构和工作原理的理解。化工原理的另一特点是计算性强，计算内容从基本概念到实际问题，内涵非常丰富，特别是那些在分析过程机理的基础上建立的数学模型，往往是非线性的、多变量的，计算过程絮杂。如确定板式塔塔板需要逐板计算，重复利用操作线和平衡线方程。如果笔算工作量大，耗时较多。若采用计算机辅助教学，进行简单编程，这些问题便能很容易解决，在编程过程中还能巩固和深化教学内容。通过这些辅助的教学方式，帮助学生深人理解单元操作过程的原理、形象直观地了解和掌握设备原理与结构，既培养了学生的学习兴趣，又加深了学生的理解和记忆。

4.3通过课堂讨论的形式组织教学，加深学生对概念的理解和记忆

通过课堂讨论形式来理解某个概念、公式，比单纯的讲解效果要好得多。这种教学方法，一般多用于传热、传质过程，由于公式多，难记忆，易于混淆。教师可以针对某些内容首先让学生在课下准备，然后组织一堂讨论课。如传热过程中，傅里叶定律、牛顿冷却定律、斯蒂芬一波尔滋曼定律、传热基本方程，这几个方程表示不同币毫热方式的传热速率，都与温差成正比，但温差不同，可以通过讨论形式帮助学生加深概念的理解和记忆。

化工原理的课程设计范文第5篇

关键词：化学工艺，过程装备，教学模式，课程改革

在化学工艺专业及相近专业如轻工石油化工等专业人才培养模式中，化工过程装备课程仅次于化学工艺课程，完整优秀先进的工艺也必然在系列化工过程装备中进行，同时化工过程装备在其工艺中发挥功能作用。即工艺与化工过程装备密不可分，缺一不可。由于新的历史条件市场经济的影响，历史性人才培养和学科设置，如何进行化工过程装备课程体系设置，提高非机械类学生的工程综合素质及工程实践能力，以适应市场经济发展，满足化学工艺专业培养模式对化工过程装备课程的要求。

1、化工过程装备课程教学内容和目标

化工过程装备课程是一门专业必修课和专业技术课，课程科目多，内容多。涉及工程力学、工程制图、化工原理及设备、化工设备机械基础等。随着高等教育教学内容改革的深化，教学工作课时也随之逐年减少。这就要求对化工过程装备课程教学体系进行改革，故对化工过程装备课程计划要进行适用性调整。化工过程装备课程必须满足专业要求，减少化工过程装备专业课比重。侧重厚化工过程装备基础、拓展化工过程装备口径教学设置模型。加重工程力学、工程制图、化工原理及设备的教学，夯实化工过程装备的基础，满足适应本专业和其它专业发展要求：在化工过程装备专业课减少授课学时，同时应加强课程设计力度。内容覆盖化工工艺设计、化工制图、设备设计与选择。这样删除过多重复课程内容，加重基础理论。侧重理论结合实际，着眼培养动手能力强，实际应用广泛的应用型人才培养。

2、加强实践性教学理论结合实际的改革

化工过程装备是理论结合实践课程，要加强实践课教学环节的训练，改革实验课与实验项目内容，减少重复实验，增加综合实验和设计性实验。在实验教学中，即巩固基础理论。提高实验操作技能，掌握实验设备和实验技术，提高学生动手能力。

要加强实习环节教学，学生到大学没有见到过化工过程装备，化工过程装备是什么形态。内部结构如何；在工艺流程中如何发挥作用一无所知，所以做好实习教学过程很重要。一方面要引入学生到生产第一线，以产品生产原理为主线，详细介绍掌握产品生产工艺流程；其次重要内容就是通过现场教学让学生掌握化工过程装备在工艺流程中的作用，各种类型化工过程装备的外观形状，及内部结构特征。让学生建立起各种类型化工过程装备的印象，分清塔器、容器、釜：哪是静设备，哪是动设备；及其适应的场合。这对后继化工过程装备理论教学起融会贯通作用。

化工过程装备理论教学，要加强课程设计。适当增加设计周数。如单元设备进行现场测绘、对单元操作设备进行工艺计算和设计训练。在课程设计中引入计算机辅助绘图、设计与校核。不断加强学生动手能力的训练，全面提高工程技术的综合素质。

3、探讨多种形式教学模式

强凋理论与实践相结合，重在实际。充分反应化工过程装备课程基本原理及技术，同时要让学生掌握化工过程装备的结构和工艺原理，更重要是从工程设计角度让学生懂得化工过程装备在产品工艺流程中是如何发挥作用，包括单元化工过程装备在实际生产中开车停车、生产情况波动时，作为工程技术人员如何判断及分析实际问题，和提出如何解决实际问题的意见。以典型单元设备作为案例，理论教学实验教学中，采用启发式教学方式开展课堂讨论反复论证加深知识的理解及运用，

在教学过程中加强互动教学，不断提高学生学习兴趣。如何让学生掌握化工过程装备知识又能学以致用，可采用一方面讲授理论课。同时安排相关任务项目，要求学生从查化工过程装备有关信息资料，分析论证某化工过程装备技术特征，用数据和图纸拿出综合方案。

采用质疑方式开展互动式课堂讨论，让学生充分发表个人意见。教师不断从多方位提问和质疑，让学生感受到科学技术的严谨，且给人一种身临现场的感受，更重要是使学生感悟到化工过程装备设计方案重要性，从工艺原理加深了认识，对工程设计与计算需反复修改，重要是这不仅是模拟工程技术训练，更重要通过互动式教学，学生掌握了化工过程装备理论知识，也提高了查取文献资料的能力，懂得在今后碰到工程任务中问题，应采取什么措施方法，解决生产实际问题。

化工原理的课程设计范文第6篇

关键词:制药设备与车间设计;制药工程;课程设计

制药工程是以药学、化学工程与技术、生物工程为主并相互交叉的新型学科［1］。制药工程专业经十几年发展，开办院校目前已增至二百多所［2］。《制药设备与车间设计》课程［3－5］是我校制药工程专业本科生的专业主干课、核心课和必修课，该课程的前身是《制药工程基础》，2013年学校重新修订了制药工程专业本科生的培养方案，对该课程增加补充了车间设计等相关内容，将课程的名称改为《制药设备与车间设计》，强化了对制药工程专业学生工程设计等能力的培养，同时对该课程的相关课程设计的实践环节也提出了新的要求。针对这些新内容和新要求，在本课程的课程设计环节我们进行了新的教学实践与改革探索。

1课程设计的设置思想和教学目标

(1)设置思想《制药设备与车间设计》课程设计在学习《制药设备与车间设计》理论课的基础上，通过课程设计，使学生熟悉制药工程设计的基本程序、原则和方法，能够查阅国内外最新的技术资料、国家技术规范、正确选择公式进行设计计算，运用简洁的文字、图形和工程语言正确表述设计思想与结果。(2)教学目标本课程设计是学生在先修了《机械基础》、《化工原理》、《物理化学》、《制药工艺学》、《中药药剂学》等课程的基础上，由《制药设备与车间设计》课程开设的实践教学环节，通过该教学环节可实现如下教学目标。知识目标:本课程设计需要学生运用制药工程中各类典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等知识，完成制药设备与车间的设计，通过该设计，学生应主要掌握工程设计的基本程序、原则和方法等知识。能力目标:通过本课程设计，学生应获得分析和解决工程实际问题的能力和科学、严谨的工作作风，使学生逐步树立正确的设计理念，提高学生的工程计算能力、设计及绘图的能力。素质目标:通过本课程设计，学生应获得初步独立从事制药工程设计的基本素质。

2课程设计的题目

本课程的课程设计安排在大四第七学期，完成《制药设备与车间设计》的理论课教学后进行，由于前置课程《中药药剂学》、《制药工艺学》、《化工原理》等相关专业课已经学习，学生对制药的整个工艺过程及相关设备已经有了一定的理解。固体剂型是最常见的一种药物剂型，在药物制剂中约占70%，有散剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂、滴丸剂、膜剂等多种剂型。在车间设计类型中，我们选择了最常见的固体制剂车间设计［6－8］，药物剂型选择了应用较广泛的三种类型片剂、胶囊剂、颗粒剂。主药药物名称则每年结合学生在第六学期开设的《中药药剂学》的综合性实验的内容，在综合性实验中，学生根据实验的要求自主开展药物的选择、剂型的确定，查阅文献来确定药物的处方、制备的方法。课程设计就以此为依据，让学生们更好地理解如何将实验室的小试实验转换成工业化生产，确定生产工艺流程，进行固体制剂车间的设计，并将设计成果以图纸和设计说明书的形式表现出来.

化工原理的课程设计范文第7篇

食品工程原理工程素质学生随着我国食品工业的飞速发展，社会对食品工程人才培养提出了更高的要求，高等院校食品专业的毕业生在获取理论知识的同时，必须具备独立思考的能力、科研和创新的能力及其实际动手能力和设计能力。工程素质就是综合运用所学知识解决工程实践问题的能力，是工科学生必须具备的一种素质。《食品工程原理》是食品科学与工程专业的一门主干基础专业课程，它在基础课与专业课之间起着承前启后、由理及工的桥梁作用。《食品工程原理》课程内容概念多、物理量多、方法多、图表多、公式尤其是经验公式多且计算复杂，还有设备及其内构件复杂多样是本课程内容的一大特点，这些复杂的内容必须以实践的观点，从工程实践出发全面综合地考虑问题，而目前大部分学生习惯于从数的角度来分析问题，使得在学习食品工程原理时不得要领，对有些内容不能深刻理解甚至感到莫明其妙，尤其在实际问题面前往往束手无策。所以，工程素质的培养和强化成为该门课程教学的首要任务，在这门课的教学中，学生必须尽早建立工程意识，会灵活运用基础理论分析和解决食品生产中各种工程实际问题，这也是用人单位和社会对高校提出的一个新的要求。

一、学生工程能力的现状

《食品工程原理》课程涉及到食品生产加工领域中所用各种单元操作的计算方法。其中计算公式很多，计算量大。学生普遍认为该门课程重要，但又感觉较为难学。分析其原因，主要是因为该课程理论性和实践性都很强，基础理论涉及高等数学、流体力学、传热传质学、机械学等多学科的综合知识，范围较宽，内容较广，学生对工程问题的处理能力较差。其主要表现在：

(1)理论与实际不能很好衔接，只会从理论角度按照书本上的理论解题，缺乏运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

(2)对工程的内容了解甚少，不具备工程的观点，不会使用工程手册及工程上的实际经验数据，所以设计出的设备不合理、不规范。

(3)没有经济头脑，缺乏经济观点，对过程和设备的选择能力差，从技术上考虑的多而经济观点差。

二、《食品工程原理》课程教学中学生工程素质培养

面对这种形势，要求教师对《食品工程原理》的教学内容进行科学的讲解，做到主次分明、重点突出，及时把当前食品工程研究的新思路、新成果融入教学中，重视对学生在“学会学习”和“知道如何学习”这两个环节进行指导，重视在各个教学环节中贯彻工程观念，培养学生的工程素质。

1.注重过程分析，建立《食品工程原理》课程资源库，诱导学生的工程思维

教学活动是在教师指导下学生积极参与的学习过程，在理论教学研究过程中，教师充分学习收集相关食品工厂工程生产实际例子，建立《食品工程原理》课程资源库，通过视频和图片形式列举学生看得见、摸得着的一些与生产实际联系紧密的工程问题进行引导、分析、讨论和归纳总结，由浅入深让学生建立起一种工程的意识，用工程的价值观念、思维分析来解决工程实际问题。

2.建立“三通”教学法，使学生逐步树立工程观点

《食品工程原理》课程中的单元操作，采用了大量的处理工程问题的方法，如因次分析法、数学模型法、参数综合法、当量法及类比法等工程方法。在教学中，教师系统的阐述、剖析、归纳与总结这些方法，最终学生达到具有分析和解决有关工程实际问题的能力。

3.优化《食品工程原理》课程的内容，培养学生的综合能力

《食品工程原理》课程教学过程中，对课程内容进行优化，压缩重复内容，压缩过于偏、很少在后续专业课用到的内容；压缩属于更高级、调整至课程设计中进行，调整部分内容出现的次序，加强与其他课程联系。

4.运用CAI现代教学手段，突破教学难点

《食品工程原理》课程教学涉及到一些典型设备的结构和操作原理，传统教学方法虽然直观，但是不具有立体效应，整体结构难以想象。利用CAI教学手段，通过动画及其录像等形式展示各种现象和原理，弥补语言、文字描述的局限性，使学生头脑中形成一个鲜明生动的表象，便于学生在此基础上进行进一步的理性思维，更好地培养学生的工程素质。

5.拟构建一个多层次、立体化的课程实践教学体系，培养学生工程能力

课程设计选题与实际工厂生产相结合，打破以往《食品工程原理》课程设计的选题模式。全班采用几个题目，延续多年，内容不变，设计方法不变的现状。教师在开发课程设计任务时将注意理论与实践相结合，尽量安排与实际生产联系密切的实践内容，拓展学生思维空间，使得学生在新的层次上对课程内容有更加全面系统认识，从而提高其分析问题、解决问题的能力。

随着社会的发展，市场对人才的要求越来越高。在《食品工程原理》课程教学中，将传统与现代化教学手段相结合，强调方法论教学，通过理论和实践的教学环节改革，注重帮助学生建立工程意识，树立工程技术观念，培养学生工程思维，对学生提高分析与解决工程问题的能力，对学生将来就业有着十分重要的意义。

参考文献：

[1]盛建国，李大林，陈江洪.化工原理实验多媒体教学的实践与体会[J].实验技术与管理，2005，22(18)：74-77．

[2]邱运仁.化工原理课程教学改革与实践[J].化工高等教育，2005，86(4)：l7-l8.

[3]赵荣代.运用互动式教学开发学生创新思维[J].现代技能开发，200l，11(10)：l6-l7．

化工原理的课程设计范文第8篇

关键词：集散控制系统；课程设计；教学体系；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0072-02

“集散控制系统”是一类分散控制、集中管理的共用控制、共用显示的开放的仪表计算机控制系统，综合了计算机、通信、显示与控制等（4C）技术，并随4C技术的发展而不断发展。自20世纪70年代中期第一套集散控制系统诞生以来，已在国内外工业控制领域得到广泛应用。[1]“集散控制系统”是自动化类专业（尤其是热工过程自动化专业）的核心专业课，其教学分为课程教学与课程设计教学两部分。从系统科学视野来看，课程教学与课程设计教学是DCS教学体系中的两大元素，相互作用形成有机结构，根据系统科学整体性原理，1+1>2，即整体功能大于两元素功能之和，[2]因此要提高“集散控制系统”教学效果有以下两个途径：一是分别改进课程教学体系与课程设计教学体系；二是加强两者的相互作用，形成有机结构，派生出更多新功能，从而提升教学效果。为了培养符合新形势下发电行业对热工过程自动化专业毕业生的就业要求，本文以长沙理工大学热工过程自动化专业为例，探讨了“集散控制系统”教学体系的改革。

一、“集散控制系统”课程教学体系改革

1.修订教学大纲

教学大纲是课程的教学纲要。经过课程教研组多次讨论，结合热工过程自动化专业的最新培养计划，依据拓宽基础、加强素质教育、培养创新能力和工程能力的培养思路修订了“集散控制系统”的教学大纲，进一步明确了“集散控制系统”在整个专业课程体系中的地位和作用，指出了教学目标与期望值，规定了基本教学任务和要求。

2.编写教案讲义

教案是教师实施教学计划与组织课程教学的方案，即为教学程序。课程教研组在教学中选用过两种参考教材，所选课程教材内容比较全面。但是由于集散控制系统的不断发展，所选教材的部分内容已跟不上技术的更新发展。为此，根据最新修订的教学大纲，参考国内外有关火力发电机组最新技术和集散控制系统相关教材，结合课程组近几年形成的教学与科研成果，编写了“集散控制系统”课程的教案与内部讲义。

3.更新教学内容

“集散控制系统”课程的内容涉及到热工过程自动化专业的几乎所有专业基础课程及专业课程知识。随着集散控制系统的迅速发展，知识与技术日新月异，要适应社会发展与需求，就必须在教学过程中关注新型集散控制系统的特点与优势，[5]比较各厂家产品的优缺点，更新教师的知识体系。课程教学结束后召开总结讨论会，根据学生学习情况及教学过程中反馈的信息，反思教学内容编排的合理性与先进性，推陈出新，保持教学内容的前沿性。同时要做到内容的开放式，注意衔接其他专业课程相关内容，将检测技术与控制仪表、热工过程控制系统、锅炉原理、汽轮机原理、计算机控制技术、智能控制技术与控制系统仿真技术等课程相关知识融入到具体的集散控制系统分析和设计中，从而提高学生集散控制系统的分析与综合能力。

4.改进教学方法与教学方式

针对具有不同特点的知识点，采取不同的教学方式方法。在对集散控制系统的基本概念与结构进行分析时，结合PPT、Flash等多媒体课件，以讲授为主、讨论为辅开展课堂教学，尽量活跃课程气氛，把知识点讲解的浅显易懂，做到重点难点突出，在关键处设置问题，启发学生思考。针对算法组态与人机界面内容，需要实践动手的较多，考虑到实验课时的有限性，安排学生自己安装好组态王与DCS教学仿真软件，课堂教师结合实例一边讲解一边示范，学生一边听讲一边学习组态。在讲授数据通信时，结合某电厂科研课题，分析与DCS通信遇到的问题及其解决方案，激发了学生的学习热情。积极探索开发并充分利用网络教学平台，为学生提供灵活自主的第二课堂，拓宽了学生的视野，改善了师生的交流途径。[3]

5.实验教学改革

“集散控制系统”课程的所有实验都在集散控制系统实验教室进行，以前由实验室教师单独承担，为了实现理论教学与实践教学的无缝对接，现由实验室教师与任课教师联合承担，共同编写了实验室指导书，指导学生独立完成实验。根据集散控制系统教学大纲，由于教学时间的限制，安排学生利用课外时间进行六个验证性实验，在和利时MACS系统上开设了四个设计综合性实验，[4]包括一阶单容水箱对象特性测试实验、单容水箱液位PID控制实验、双容水箱液位控制系统设计实验及煤燃烧控制系统设计实验。

二、“集散控制系统课程设计”教学体系改革

“集散控制系统课程设计”是热工自动化专业继“集散控制系统”课程之后一个至关重要的工程实践教学环节，是将书本知识转化为实际运用能力的关键步骤，其学时为两周。其目的在于培养学生运用所学的集散控制系统的分析与设计理论知识解决工程实际问题的能力，进一步发掘和培养学生的创新精神与工程实践能力，即加深学生对热工自动化工作的认识，提升毕业入职后的工作能力。这里主要从教学大纲、课程设计指导书、课程设计选题、指导教师的团队化等方面探索“集散控制系统课程设计”教学体系的改革。

1.教学大纲修订

根据热工过程自动化专业的培养方案，在修订“集散控制系统”教学大纲的同时，修订“集散控制系统课程设计”的教学大纲。修订过程中，密切联系“集散控制系统”知识点，明确课程设计目的是力争全面应用课程所学知识进行现代电厂控制系统的设计，使得学生熟练掌握集散控制系统设计方法与基本技能。大纲规定了设计的基本要求、设计时间、选题原则、考核方式。

2.课程设计指导书与选题优化

“集散控制系统课程设计”主要围绕当前火力发电厂主流容量机组的锅炉自动控制系统设计，给出了炉膛压力控制系统设计、燃烧过程控制系统设计、过热蒸汽温度控制系统设计、再热蒸汽温度控制系统设计、除氧器水位控制系统设计、除氧器压力控制系统设计、汽包水位控制系统设计与磨煤机解耦控制系统设计等八个设计课题。且这些题目会根据电厂自动化的发展适时更新，尽量遴选能激发学生兴趣具有挑战性或前沿性的课题。一般安排5～7名学生为一课题小组，要求各小组选出一名学生任组长，将课题设计分解成若干部分，小组成员分工协作。各小组分别完成总体方案设计、硬件选型、确定软件需求、组态图设计、SAMA图绘制、算法组态、编写设计说明书和答辩等任务，进一步提升学生的综合应用能力、独立分析与解决问题的能力、团队合作精神及创新能力。

3.指导教师团队建设探索

课程设计教学过程中要体现素质教育的实施，必须强化指导教师的主导作用。因而，组建一个优秀的指导教师团队势在必行。指导教师必须有丰富的DCS设计经验，对电厂自动化领域有解决实际问题的工作积累，富有创新意识、创新精神，更应具备高度的责任心。加强“集散控制系统课程设计”指导教师团队建设，一方面组织任课教师与试验指导教师到电厂进行工程化培训，主要目的在于丰富教师的集散控制系统工程实践经验；另一方面聘请实习基地或有合作关系的电厂中的热工自动化工程师担任辅助指导教师。同时注重青年教师科研能力的培养，通过参与相关科研项目，把科研成果凝练成案例指导学生开展课程设计。[5]指导教师中既有理论功底深厚的任课教师、实验知识丰富的实验指导教师，又有工程实践经验丰富的热工自动化工程师，从而逐步组建一支奋发有为的指导教师团队。

三、强化课程设计教学与专业课教学的联系

“集散控制系统”教学主要围绕培养学生的工程实践能力而展开。因而“集散控制系统”课程教学必须与“集散控制系统”课程设计教学有机融合。在课程教学阶段，根据课程教研小组统一安排，把“集散控制系统”课程设计的题目及设计指导书下发给学生，从而使得课程教学基本围绕课程设计进行。在原本枯燥的专业课教学中引进了类似“案例教学”的方式，增强了学生学习的针对性，激发了学生的学习兴趣与目的，使理论与实践能够适时地统一起来，提高了教学效果。[6]因此，学生在理论教学阶段即可基本完成“集散控制系统”课程设计的建模与算法设计部分内容，大大节省了课程设计时间，让学生腾出宽裕的时间挖掘创造性设计潜能。通过强化“集散控制系统”课程设计教学体系与专业课教学体系的联系，不仅可以使理论教学与实践教学相得益彰，也促进了集散控制系统教学效果的提升。

四、总结

在近几年的教学过程中，课程教研小组对“集散控制系统”教学体系改革进行了探索。通过集散控制系统专业课程及其课程设计教学，加深了学生对集散控制系统分析与设计理论知识的整体认识，理论知识和工程实践实现了有机融合，提高了学生的工程实践能力与团队精神，提升了整体教学效果。

参考文献：

[1]罗永刚.“集散控制系统”教学改革和实践[J].中国电力教育，

2013，（11）：54-55.

[2]宋燕.系统科学视域下的课堂教学改革探讨[J].广西教育，2010，

（5）：19-20.

[3]王轶卿，张，赵英凯.“集散控制系统”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2009，（1）：92-93.

[4]谢又成，周育才，任萍，等.集散控制系统实验室的建设[J].实验室研究与探索，2007，26（5）：119-121.