应用型化工分离工程改革实践

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摘要：为了推动“十三五”规划的有效实施，为石化企业培养造就更多的创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量应用型本科人才。我校化工分离工程课程从教学大纲改革、教学方式、教学方法、队伍建设等方面做了相应的改革，适当增加实践教学环节，提高学生的工程实践意识和能力。

关键词：应用型；化工分离工程；改革；实践

2015年度“十三五”规划建议:突出教育领域六大亮点，鼓励具备条件的普通本科高校向应用型转变。国家深化教育改革，有600余所高校将会重点转向应用技术型人才培养，是国家实施学术型人才与技能型人才培养的大趋势。应用型本科教育对于满足中国经济社会发展，对高层次应用型人才需要以及推进中国高等教育大众化进程起到了积极的促进作用。应用型本科指以应用型为办学定位，而不是以科研为办学定位的本科院校。沈阳工业大学化学工程与工艺专业被选为第一批辽宁省转型发展试点专业。化工分离工程是化学工程与工艺专业的一门专业基础课。分离单元操作作为过程工业中的一个不可缺少的环节，分离技术的发展和不断进步正促进着化学工业与相关工业的发展，提高了相应的生产技术水平［1］。为满足和适应社会发展需要，培养出具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才，本校根据自身特点，对化工分离工程课程在教学大纲、教学环节、教学方法、教学手段及教师队伍建设等方面做了相应的改革，适当增加实践教学环节，提高学生的工程实践能力。

1强调工程实践能力培养，修改教学大纲

化工分离工程是化学工程与工艺专业及相近化工类专业的一门专业基础课，是建立在物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等基础课程知识之上的一门必修课程［2，3］。该课程主要研究工业生产过程中物质分离和纯化的工程技术学科，具有工程应用性强、计算过程复杂和多采用计算机编程来求解等特点。学生在学习过程中容易产生畏惧心理，学习兴趣较低，教学效果不高。为解决上述问题，我校根据自身特点，对该课程的教学大纲进行了相应的修改，也加快本专业向应用型本科转变的步伐。修改后的大纲中减少了学生自己编程进行计算的部分，更多的强调工程实践能力的培养。要求在授课过程中必须紧密结合科研工作，以辽阳石花为依托，引入大量的生产实例，强调将工程与工艺相结合的观点;同时，引入常用的化工流程模拟软件，加强设计和分析能力的训练，强调理论联系实际，提高解决实际问题的能力，为毕业走上工作岗位打下良好的基础，顺利实现从学生到工人角色的转变。

2培养学生能力，多种教学方式相结合

2．1启发式教学

启发式教学是以激发学生的积极性和主动性为出发点、科学地引导学生开动脑筋，积极思考、融会贯通地掌握知识，形成技能，发展智力［4］。本课程的讲授过程中大量采用启发式教学。化工分离工程课程中公式较多，比较繁琐，在教学过程中结合具体实例，提出问题，通过适当提问，师生互动寻求解决方案，提高学生的学习积极性和教学效果例如在讲分离过程的地位与作用时，先采用多媒体课件播放一些有关环境变化的图片，提出影响环境的有毒有害物质有哪些?除去这些有毒有害物质有哪些方法?通过具体实例的分析，启发引导学生主动思考问题，变被动学习为主动学习，激发了学生的学习热情和内在潜能，提高了学生的学习能力。

2．2对比式教学

对比式教学是指在教学中，将一些具有某种联系和区别的教学内容放在一起进行讲解，找出其异同之处，从而达到预期教学目标的一种有效教学方法［5］。化工分离过程内容多，编程和计算都比较复杂，为了便于学生理解和掌握，在授课过程中多采用对比教学方式，通过已学过的简单易懂的相关知识或者相同过程中不同分析方法进行对比，找出异同点，总结规律，加深理解。例如由双组分精馏到多组分精馏，由简捷法计算到严格法计算，由浅入深，由简单到复杂，使复杂难点的知识简单化。而对共沸精馏和萃取精馏，及不同分离方案，通过对比归纳，对比找出各自优缺点，便于理解和记忆，且不易混淆。

2．3讨论式教学

在教学过程中增加了学生独立查阅文献资料的环节，将文献归纳总结后以小组的形式在课堂上进行分析讨论，在激烈的讨论中，同学们各抒己见，把枯燥乏味的理论知识结合到具体的生产实践中，学生学习热情高涨。通过查阅资料，学生能及时了解化工分离过程中前沿的分离技术，增加探索钻研的好奇心。

3提高教学效果，多种教学方法相结合

3．1传统教学

传统教学方法是以课堂教学为主、以教师为中心的单一的板书讲授教学方式，不能充分调动学生学习的积极性［6］。特别是对化工分离工程这样具有工程应用背景、工艺流程复杂、计算过程复杂且计算量较大等特点的课程来说，容易使学生产生畏惧心里，学习兴趣不高。

3．2多媒体教学

多媒体教学就是通过计算机技术、网络技术、多媒体技术进行的教学活动，将文字、图像、声音、动画等多媒体先进技术引入教学中。它以图文并茂、动静结合的表现形式，达到增强了学生对抽象概念、图形性质和学科定理的理解与感受，从而极大地提高了课堂的教学效果［7］。化工分离工程课程专业性强、知识综合性强、应用性强，因此课程内容多而复杂，工艺流程长而繁琐，又与实际生产过程紧密联系，为了有效解决传统教学带来的弊端，最好的解决方法就是采用多媒体教学与传统教学有机结合，做到优势互补。授课过程中仍以教师为主导作用，以多媒体作为辅助教学工具。充分发挥多媒体教学的优势，将抽象、难以用语言表达的内容(工艺流程、图表)通过形象生动的图片，动态过程的演示进行描述，即简明扼要，又生动形象，动静结合，将枯燥的理论以实际过程表现出来，激发学生的思维活动，提高学习兴趣，加深对知识的理解与掌握，提高教学效果。同时又节省了教师画图、画表的时间，实现了在有限的学时内大容量、高效率的教学。此外，为了提高学生自主学习的能力。我校在不断完善课外学习平台，包括授课视频、实验视频、课件、配套习题、实际问题解决方法等，用现代教学手段及丰富生动的内容提高学生的学习兴趣。

3．3化工流程模拟软件的应用

化工流程模拟是以工艺过程的机理模型为基础，采用教学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程的物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析，作出环境和经济评价［8］。结合目前已经在化学工程计算领域中得到广泛推广和应用一些化工模拟软件可以实现数值计算及流程模拟等多种功能的特点，在化工分离工程课程教学中引入了相关的化工计算软件［9］。Microsoftoffice是常用的办公软件，其中Excel具有强大的运算功能，充分利用Excel提供的运算功能，只需输入相应的公式，无需编程，就能完成极其复杂的化工计算，计算过程简单、直观，学生非常容易掌握。由于Excel的数组公式和公式的复制功能，使Excel在计算混合物性质上显示出无可比拟的优越性，非常适用于处理混合物的分离计算。因此，本课程将Excel用于分离过程的计算，即实现了节省学生做作业的时间，又可在没有编程的情况下对分离过程进行严格计算，完善教学效果。同时该课程也介绍ChemCAD、Matlab、AspenPlus等化工计算软件，以激发学生的学习兴趣，提高学生的专业水平和计算机能力，增强其社会竞争能力，增加就业机会。

4培养工程意识，理论联系实际

化工分离工程课程虽然是一门专业基础课，理论性较强，但实际应用更为广泛，所以在教学过程中要紧密联系实际，通过大量引用工业生产实际情况和可研项目为实例进行讲解，将复杂深奥的理论融于简单的实际生产过程中，使问题具体化、简单化，真正做到理论与实际生产相连系，避免空洞的讲解;同时也使课堂教学内容更具有现实性和新意，提高了学生的学习兴趣，调动了学生的求知欲和探索精神，增强了学生的工程意识，培养了学生运用理论知识解决实际问题的能力。比如讲结晶分离单元操作时，引入分离催化重整装置生产的混合二甲苯中对二甲苯的实例进行讲解。指出分离体系为对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯的混合物，目的是分离出重要的化工原料对二甲苯，对于这样的体系应选取哪种分离方法?引导学生比较三种物料的物性，发现三种物料的沸点比较接近，但是熔点差距比较大，所以不适合用精馏的方法进行分离，而应采用结晶的方法进行分离。这样自然而然的把理论知识融到实际生产中，提高学生的工程能力。另外，我校除了开设传统的验证性实验外，还增加了设计型实验和研究型实验的开设;建设了炼油化工与自动化仿真培训中心;建设了单元实训中心;鼓励学生参加“中国石化－三井化学杯”大学生化工设计竞赛，并取得了较好的成绩［10］。通过增加实训教学环节，增强了学生的动手操作能力及分析问题和解决问题的能力。为了使理论教学与实践教学相辅相成，相互渗透，我校定期聘请邻近化工厂经验丰富的技术人员到学校，讲授工厂里典型的分离工艺、生产中存在的不足及改进如何进行改进、讨论先进的分离工艺技术及清洁分离工艺。通过工厂技术人员的讲解、及与他们的交流讨论，激发了学生的学习热情，培养了学生提出问题、解决问题的能力。

5建设教师队伍，增加工程实践经历

作为专业课老师，除了要有丰富的理论教学经验外，也要具有工程实践经历，才能把理论知识融合到实际生产中进行讲解，即丰富课堂内容，又可以将枯燥的理论具体化，对生产中遇到的问题作为实例进行分析、讲解，提高了学生的学习积极性及理论联系实际的能力，学生学习积极性非常高。本团队教师每年都参加指导学生到工厂中进行生产实习，了解生产装置运行现状、原料供应情况和产品市场需求情况。本团队老师同时也担任本专业的实验、实训、毕业设计论文等实践教学工作。实行有经验的老教师带领年轻教师，使年轻教师更快的成长;同时年轻教师在学校、学院的推荐下，都有机会到邻近的工厂进行培训，熟悉一线生产过程;学校、学院也为专业教师提供很多技能培训的机会，增加教师的工程实践经历。

6结语

为了在新的高等教育形势下能够培养出具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才，化工分离工程课程从多方面进行改革，着重培养学生的工程实践意识、提高学生分析问题和解决问题的能力，努力打造成特色、领军的专业。

参考文献

［1］朱家文，房鼎业．面向21世纪的化工分离工程［J］．化工生产与技术，2000，7(2):1～6．

［2］张运波，刘淑荣．工厂电气控制技术［M］．北京:高等教育出版社，2004．

［3］刘家祺．分离工程［M］．北京:化学工业出版社，2002．

［4］黄永春，容元平，谢清若等．启发式教学在生化分离工厂课程中的实践［J］．广西工学院学报，2007，18:111～115．

［5］赵小平．对比式教学在电机教学中的实践［J］．学园，2015，4:180．

［6］叶庆国，徐东彦，钟立梅．多媒体与传统教学在分离工程教学中的结合［J］．现代教育技术，2009，19(1):52～54．

［7］冯春生．多媒体教学课件的评价指标及制作流程综述［J］．教学研究，2006，(4):355～357．

［8］秦祖赠，葛利，曾玉凤等．Pro/Ⅱ在《化工分离工程》教学中的应用［J］．2011，(8):186－188．

［9］曹平，李军，全学军．化工分离工程教学改革探索［J］．2012，39(235):19～199．

［10］朱静，李素君，傅承碧等．化学工程与工艺专业石油加工工艺学课程改革［J］．化工时刊，2014，28(10):47－49．

作者：班玉凤 朱静 刘宏宇 单位：沈阳工业大学石油化工学院