“互联网+”背景下化工工艺学教学新模式的探索与实践

2018-03-28

四川化工 2018年3期

(宿州学院化学化工学院，安徽宿州，234000)

《化工工艺学》是化学工程与工艺专业的一门专业主干课程，是在学习化工原理、化工热力学、化工设计等课程之后的一门理论性与应用性较强的课程[1]。《化工工艺学》以天然资源为原料，生产基本化工原料的基本原理、工艺过程、工艺条件和过程涉及的设备等，具体包括基本无机化工、基本有机化工、精细化工等方面内容。

《化工工艺学》利用化学基础理论、化工分析、化工原理、化工制图等知识去掌握化工工艺生产技术，包括理论教学和实践教学两部分。理论教学的综合性强，难度大，覆盖面广，课程涉及的原理较多、计算公式长、计算繁琐计算量大、课程涵盖的设备多、工艺流程复杂，学生的学习热情不高。[2]实践教学也存在一些问题，学生在校学习中，因学校教学条件的限制，学生在学习化工工艺学课程时，接触的化工设备不足，可供使用的教学设备或仪器较少，难免出现多理论少实践的情况，导致学生对相关工艺流程中涉及的设备与仪器操作不多，对相关仪器或设备操作性能不熟，难与生产实际相结合，学生学习起来自然兴趣不足，主动性不高，学习效果很难达到既定目标要求。

为此，课题组结合本专业特点，围绕课程理论教学内容和实践教学环节，对《化工工艺学》的教学提出新模式并付诸实践。

1 理论教学新模式及实践

1.1 教学内容

《化工工艺学》课程中讲授多种产品的生产工艺原理、操作流程及操作条件，教学内容较多，很难将教学内容有效组织起来。传统化工工艺学课程学习是按某一产品的生产方法、过程原理、工艺流程和主要设备等逐一加以介绍，主次不突出，重点难点不清晰，学生的学习效果不佳。[3]

宿州学院开设《化工工艺学》作为化学工程与工艺专业必修课程，理论教学安排在第六学期，36学时。作者经过几轮教学，在教学过程中发现了一些问题，比如教材内容较多，不同编著存在差异，不同作者就教材内容的编排顺序不同，讲授内容较多，很难在有限的学时内将内容一一讲解，导致学生不能专注细致的就一个工艺学透，传统的教学方法过于单调，学生的学习兴趣不高，学生无法理解和吃透知识点。针对上述问题，就新一轮培养方案的修订，在不偏离教学大纲的同时，首先需要适当增加学时数。

因此在教学内容上，学校与相关地方化工企业建立产学研合作教育基地、以化工产品种类及人才需求情况，及时调整化工工艺学教学内容，达到培养的人才真正为地方经济及区域发展做出奉献。教学内容以理论为指导结合地方化工企业，走进生产车间，实地操作生产设备，重实践，从中总结出化工生产过程的普遍规律，达到举一反三，触类旁通的目的。

1.2 教学方法

课时，带着问题面对面讨论，学生都有发言机会，在探讨过程中获得知识，不仅能活跃课堂气氛，还能培养他们的思维能力。每个学生的思维习惯不同，解决问题的角度不同，表达方式也不同，教师应给予学生肯定，鼓励他们勇于表达和做工作，这样可以提高学生的自学能力，同时也培养了他们对化工产品设计理念的思维能力。

课后，教师及时回顾，言简意赅的总结课堂知识重点及难点，让学生理清主次，这对教师的要求较高。同时，教师做好下次课的学习预习任务。让学生学会独立工作，独立思考，自行设计，才真正做到了学以致用。

学生参与课堂的积极性是平时给分的重要依据。每部分的工艺设计，学生有自己的想法，分析全面，分批给分累积为最终成绩，经过几大块的加强训练，学生熟悉了工艺的流程，并能分析工艺流程。期末考试考查的是基本概念及相关知识点，该部分得分说明了学生的识记能力，不能决定学生是否真的熟悉和掌握了化工工艺的内在规律。

1.3 考核形式

创建交流平台，利用互联网+新技术，比如建立QQ群，微信群等，在课前预习阶段，提出问题，让学生在群里讨论，参阅文献资料，激发学生的学习兴趣，充分调动他们的求知欲。教师不再以讲授者的身份出现，而要引导他们探究新问题，以学生为主，主动寻求解决方案，打破传统教学模式。

以提问为引子，引发学生学习的积极性和参与感。课堂分组学习，就一个具体的工艺流程深入探讨，结合案例分析，总结典型工艺规律。课后做好总结，让每个学生分析该工艺的优点和存在的不足，写出自己的见解，并给出自己的化工工艺设计。学校还要重视《化工设计》课程的开设与教学，积极鼓励学生参加化工设计大赛，引导学生做以化工设计为主题的毕业论文。

2 实践教学新模式及实践

2.1 化工工艺学实验

学生通过亲自动手操作和观察实验结果，动手能力得到了提高，对整个工艺流程也有感性的认识。将化工产品的合成、分离、表征等环节整合为化工工艺实验。例如洗发香波的制备，如果选择表面活性剂、配方中各组分的功能、如果评价洗发香波的性能等，通过化工工艺学实验，学生进一步加深了对理论知识的理解，提高了综合运用知识分析和解决问题的能力，从而也提高了综合素质。

2.2 相关项目的实施

教师的科研成果在该领域具有一定的开拓性，前沿性。如果将这些成果有效转化为专业实验项目，对培养学生的科学素养和创新性思维能力将起到举足轻重的作用。以教师的项目为中心，带动学生参与。

学校积极实施了大学生科研立项计划。设立了重点项目和一般项目，有专项经费支持。鼓励化学工程与工艺专业的教师和学生积极参与，学生就自己感兴趣的内容，结合理论知识，进入实验室体验学术研究，真正付诸实践，在专业层面进一步拓展本科生科研活动。

大学生创新创业训练计划项目，有国家级和省级，增设校级大学生创新创业训练计划项目，积极鼓励学生组建团队，做到以学生为中心，实施整个实验项目。学生以化工工艺学课程为依托，结合大学生创新创业训练计划项目，通过查阅文献，市场调研与分析、实验方案的制定与实施、实验操作及数据分析、实验报告或论文的撰写等环节的锻炼，对科学研究或生产工艺的整个过程受到了完整的训练。增强了学生学习的主动性、积极性和创造性，激发了创新创业思维和意识，同时还培养了团队合作精神。

2.3 化工仿真软件

化工仿真软件是利用计算机技术开发出的一套与现场生产装置逼真的实习仿真教学系统。[4]集散控制系统以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。

化工仿真是结合化工与计算机的一种新型技术，以化工过程为主，并利用数学搭建模型的一种方法。宿州学院化学化工学院建设多个仿真实验室，利用科技技术再现产品工艺流程，使化工学生更好的理解工艺知识的同时，还能熟练掌握化工产品的操作过程及相关技术的使用。

教师对着模拟流程讲解，学生可以真切感受操作，设置数值，身临其境。大大激发了学生的学习热情，锻炼了学生的操作能力，加深了学生对化工设备的理解。同时，还可以提高学生分析问题和解决问题的能力。

我校化工仿真软件中的流程图画面采用 DCS图，DCS图与工厂中控制室的实际操作画面一致，再现了一个真实的化工过程，在DCS图中显示所有工艺参数，包括温度、压力、流量和液位等，学生在训练过程中通过操控这些数据的变化，达到对化工工艺过程的多方位思考，从而培养了学生从感性认识到理性认识的能力，

2.4 企业实习

学校与中国石油化工股份有限公司安庆分公司合作，每年2次见习与实习，通过对石油炼制、石油化工化肥、化纤及其他化工产品的生产工艺流程的具体感知与操作，让学生既要学会专业理论知识，又要掌握专业应用技能去适应社会.让学生更全面、具体和深入地了解复杂的流程系统，从而增强学生的自信心，极大地调动了学生学习的积极性和主动性.理论联系实际，培养学生的工程实践能力。

校外实习基地聘请了一批实践经验丰富的工程技术人员作为实训指导教师，并根据专业人才培养目标要求和校外实习基地设施条件，拟定了详细的实习计划，并按计划认真组织实施。校外实习基地共承担了800多人次的实习实训、顶岗实习，300多人次的毕业实习教学任务。并与部分企业签订了长期合作的就业协议。在校企合作过程中，企业提供设备、技术和师资，以行业企业为主组织生产和学生实训。校外实践基地由学校统筹、指导、评估和检查，二级学院负责建设、使用与管理。

学生毕业之后熟悉相关化工工艺流程，并能进行现场工艺工作，具有良好的学习能力及动手能力，以一个合格的化工人员走上工作岗位。用自己的真才实学为企业创造利润，实现自己的人生价值。