通过竞赛培养大学生化工设计能力的实践和启示

华　杰，周从山，罗北平，王国祥，武　鹄，黄　燕

(湖南理工学院化学化工学院，湖南　岳阳　414006)



通过竞赛培养大学生化工设计能力的实践和启示

华杰，周从山，罗北平，王国祥，武鹄，黄燕

(湖南理工学院化学化工学院，湖南岳阳414006)

介绍了组织学生参加“中国石化-三井化学杯”全国大学生化工设计比赛的过程，总结了学生和指导老师对参赛的收获和体会。通过参加比赛，学生的化工设计能力得到了提高，教师的教学质量得到了提升。在指导学生完成作品的同时，找到了现有人才培养方案中存在的不足，并及时进行了讨论和修订。实践表明，以完成任务为导向，通过“做中学”，有利于提高学生的学生积极性，有利于形成良好的学习风气。

化工设计；实践能力；人才培养；做中学

化工设计能力的训练对化学工程与工艺专业学生实践能力的培养至关重要。在实际化学工程设计中，要求设计人员具有扎实的理论基础和熟练的工程设计能力，能综合运用化工原理、反应工程、分离工程、化工设备、化工制图，以及经济、安全、环保等方面的专业知识，以设计出安全、高效、节能、符合绿色工艺的化工装置、车间或工厂。加强对学生知识综合运用能力的培养，在许多高校已形成共识，并得到了贯彻实施[1-3]。为了更好地培养学生的化工设计能力，我院在课程设置、教学方式等方面进行了改革，在教学实践平台建设方面也加大了投入，与岳阳兴长石化股份有限公司合建了教育部国家工程实践教育中心，与中国石化集团长岭分公司合建了湖南省校企合作人才培养示范基地，尤其是以组织学生参加全国化工设计竞赛为抓手，对化工设计课程的教学工作进行了改革，并取得了明显的成效。

1　竞赛组织工作

“中国石化-三井化学杯”全国大学生化工设计竞赛是中国化工学会、中国化工教育协会、教育部高等学校化学工程与工艺专业教学指导分委员会主办，面向全国高等院校化工专业的学生专业竞赛，是国内化工类级别最高、参赛队伍最多、影响最大的比赛，也上目前化工专业唯一的一项全国性专业学科竞赛，至今已经举办了10届。由于该赛事在培养学生动手能力、解决实际问题能力、培养创新能力和实践能力等方面发挥了非常积极的作用，已经受到全国多所高校越来越高的重视[4-8]。我院化学工程与工艺专业是2009年获批设立。2013年7月，学校被国务院学位委员会正式确定为硕士研究生授予单位，通过努力建设，“化学工程与技术”成为了我校首批3个硕士学位授权学科之一，并于2014年正式招收硕士研究生。为了进一步提高专业建设质量，培养更优秀的人才，我们于2014年9月份开始筹备并组织学生参加全国大学生化工设计竞赛。主要开展了宣传发动、教师专项培养、学生专业软件培训、优质竞赛作品分析、专用机房建设等工作。通过校内选拔，最终优选出42名正式队员和预备队员，组成6支队伍，于2015年4月正式报名参加了全国化工设计大赛，迈出参赛第一步。在参赛过程中，我们邀请了长岭炼化岳阳工程设计有限公司、湖南百利工程科技有限公司、湖南长岭石化科技开发有限公司、南京林业大学和中南大学等单位16名专家教授来校指导学生的设计工作，举办了20余场师生面对面的交流讨论会，包括周末例会、专题研讨会、学术报告会等等，另外还制作了5期大型宣传栏。在全体指导老师和同学们的努力下，我们首次参赛就收获到不俗的成绩。全国比赛是分地区、分阶段进行的，我校参加属于华南赛区，本赛区包括了湖南、海南、福建、广东、广西五个省的辖区内36所高校参赛，209支队伍报名参赛，合计参赛学生1045，我省参赛的名校有中南大学、湖南大学、湖南师范大学、湘潭大学等。通过省际交叉网评，我校最终有两支队伍进入了华南赛区共48支队伍的决赛，是少数同时有两支队伍进入决赛的学校。通过2015年8月6日至8日在中南大学决赛及作品综合评价，最终获全国二等奖1项，三等奖2项，成功参赛证书3项；获华南赛区二等奖2项，三等奖2项。

2　竞赛的收获与体会

2.1参赛同学的体会

在比赛过程中，为了完成一件设计作品，要求参赛同学必须掌握基本的化工设计知识，能够综合运用所学的多门课程内容，还要学习一些新的设计软件；而要提交一个高质量的作品，则对同学们的创新能力提出了更高的要求。在实际比赛过程中，大多数同学能够认真进行系统性的学习，并自学了许多新的知识。比赛结束后，我们要求同学们进行自我总结，ACE队的队长闻昭权同学的总结很有代表性，他说，“五个月内，团队里的五个人至少完成了几百篇的文献阅读，平时很少用过的万方、知网已经被我们玩得滚瓜烂熟”，“化工设计所应用的知识之广是超出我们想象的，简直是一场学科盛宴，化工原理、物理化学、化工热力学、化学反应工程、化工分离工程、化工过程开发、化工仪表及自动化、化工工艺学等等几乎化工专业开设的所有专业课都有所涉及，除此之外还有土木工程、化工机械、经济管理等其他专业的知识涉及。参加比赛之后才知道我们所学的大多都很重要，可惜悔恨当初课上没多听几句，当然对于低年级的同学来说一切都来得及”；“这是个全新的战场，我们从未学过这些知识，我们团队中的三位大四的同学从零开始学习Aspen Plus，到比赛完成，利用该软件完成了工艺流程的模拟优化、物料衡算、能量衡算、反应器的模拟优化、塔设备的工艺模拟与优化等等，化工设计与模拟是个系统工程也许一个参数的小变化都将导致数据的不收敛。再加上Aspen Energy Analyzer、EDR、CUP-Tower、SW6等软件又完成了换热网络优化、换热器选型校核、塔器的设计，学会了这些绝对会让自己受益匪浅”；“最后我想说的是，化工设计竞赛是一项十分值得参加的比赛，一次参赛终身受益，它将丰富你的专业知识、增强你的学习能力、提升综合素质，也会对未来无论是就业还是考研都将提供享之不尽的帮助”。可以看出，比赛激发了同学们的学习热情，通过比赛，同学们的团队精神得到了加强，对我院的学风建设也起到了明显的促进作用。

2.2指导老师的感受

组织学生参赛，并带领学生拿出优秀的设计作品，这对老师们而言也是一个极大的挑战。在讨论是否组织学生参赛的会议上，有老师认为这项比赛难度较大，通过平时对同学们所学的知识结构的了解，认为学生们很难完成好作品。实际上，从历年统计数据看，报名参赛的队伍中，每年最终能提交完整作品的队伍也只有60%～80%，这的确反映出了任务的艰巨性。但最后老师们还是统一了思想，从培养高素质工科学生的目标出发，决定全力支持学生们参赛。通过学生与老师的双向选择，确定了6名指导老师带队。学院也为学生完成作品提供了很好的条件，专门腾出一个机房，几个月里全天向参赛学生开放。赛区组委会秘书长、中南大学的金一粟教授来机房指导学生时，也对我院如此重视比赛的组织，能为学生提供如此条件表示赞赏；在培训学生的过程中，我们邀请了多位设计院及其它高校的专家、教授专程为参赛学生讲课，手把手地指导学生，解决设计过程中遇到的技术问题。另外，我们还选派学生到北京参加了化工设计的培训班，到本市的化工设计工程公司参观学习。参赛学生也很珍惜学院提供的教学条件和学习机会，表现出了一股积极向上、努力拼搏的干劲；在一些关键时点，有许多同学还自觉通宵加班，力争使自己的作品更加完善。通过老师和同学们的共同努力，我们6支队伍全部提交了完整作品，而且网评成绩优秀，首次参赛我们就有两支队伍进入赛区决赛。同学们表现如此优秀，老师们很欣慰，也增强了今后带队的信心。

在带队参赛过程中，学院组织多名老师外出参加了化工设计培训班的学习，主动与设计院专家及其它有参赛经验的高校老师进行学术交流，实际上这对老师们的化工设计教学工作有很大的促进和提高。通过比赛，我们也认识到了我院在培养优秀化工设计人才方案上还存在一些不足，特别是在新的设计工具的教学方面存在较多的问题，例如Aspen Plus、CAD等的教学课时安排过少，不能满足企业对学生的要求和期望。因此，我们还召开了有关人才培养方案的修订讨论会，并邀请设计院专家和参赛队员参加了会议，听取多方面人员的意见，对课程设置进行了适当修改，这也是我们组队参赛的一个重要收获。

3　结　语

通过参加比赛，学生和老师受益良多。我们也计划以参加比赛为契机，努力打造一个有特色的化工设计教学项目，以完成任务为导向，实施“做中学”，使培养出来的学生具有更强的实际工作能力，缩短学生在企业的适应期。为此，我们从2015年11月起，组织了全校的化工设计校赛，由教务处下文，对项目的实施进行了规范；同时，也欣然接受了湘谭大学的邀请，积极组队参加了该校组织的弘林杯第二届湖南高校化工设计交流赛。今年3月底，我院再次组织了7支队伍报名参加2016年全国化工设计大赛。通过组织学生参加校赛、省赛和国赛，初步形成了一个由三级比赛作为重要组成部分的化工设计教学项目。在今后的比赛过程中，还将进一步加强对教师队伍的专项业务培训，对化工类课程的设置及教学模式进行改革，不断提高教学水平和教学质量，以培养素质高、能力强的优秀大学生。

[1]林陵,李卫星,陈日志,等.基于学生创新和实践能力培养的化工工艺课教学改革与实践[J].化工高等教育,2010 (2):60-63.

[2]马凤英,李树勋,崔旭春.结合校内实习基地强化化工原理实验的工程实践能力培养[J].高等理科教育,2007,75(5):113-117.

[3]张蕾,苏建福,陈丽芳,等.海洋化工全日制专业型硕士实践能力培养探索研究[J].广州化工, 2014,41(17):191-192.

[4]靳治良,杨晋,朱桂华,等.“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计竞赛模式在我校化工设计课程教学改革中的借鉴与实践[J].化工高等教育,2013(3):28-31.

[5]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(11):59-60.

[6]刘细本,曾国勇.先进设计工具引入化工类卓越工程师培养的实践与思考[J].山东化工, 2015,44(1):138-140.

[7]梁克中,黄美英,赖庆柯,等.大学生化工设计竞赛对化工设计课程教学改革的促进作用[J].职业时空,2014,10(8):76-77.

[8]晋梅,王晋黄,李忠铭.化工设计竞赛对化工专业教学的启示[J].江汉大学学报(自然科学版),2013,41(3):1-2,104.

Practice and Revelation of the Training of Chemical Engineering Design Capability for College Students through Competition

HUA Jie, ZHOU Cong-shan, LUO Bei-ping, WANG Guo-xiang, WU Hu, HUANG Yan

(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Institute of Science andTechnology,HunanYueyang414006,China)

Activities in the mobilization and organization of students for taking part in the National College Students Chemical Engineering Design Contest “Sinopec-mitsui Cup” were reported, and the gains of both students and tutors in the competition were summed. It showed that the contest was beneficial to the improvement of the capability of students in the chemical engineering design and the teaching efficiency and quality of teachers. In the process of instruction, it was also found the deficiencies in our existing talent cultivating program, and then made proper amendments. It proved that stratagems through mission-driven and learning by doing were helpful for the improvement of students’ interests in their studies and the cultivation of good atmosphere of learning in the campus.

chemical engineering design; practical ability; talent cultivating; learning by doing

华杰(1963-)，男，博士，高级工程师，主要从事精细化工及分离技术。

G4

B

1001-9677(2016)014-0235-02