摘要:《化工设计》课程在安徽建筑大学材料与化学工程学院化工系本科专业开设，是化工专业一门重要的专业课。本文介绍了《化工设计》课程改革的思路与实践措施，包括课程内容的优化和教学手段的改进和课程建设的特色与成果，并对该课程的建设和发展提出了思路和展望。
关键词:化工设计;课程;教学;改革
《化工设计》是化工专业学生的重要专业课程，是以化工装置的建设为目的，在技术、安全、环保可靠性的前提下，设计选择最佳工艺路线和工艺条件、进行化工设备的设计和选型，并进行环境危害分析与经济评估，其内容庞杂，不仅包括化工流程设计的内容，还涉及厂区设备管道布置、化工设备、化工仪表与自动化、化工环保、技术经济、非工艺专业和化工制图等内容，迫切需要优化组合［1］;传统的化工设计课程的内容侧重于理论教学，对于当代设计手段的介绍较少，无法满足社会对高水平化工设计人才的要求。为此，安徽建筑大学材化学院化工系对传统的化工设计课程有针对性地进行教学改革，并取得了一些经验。本文介绍了化工设计课程教学改革的内容和实践，并提出了进一步改革的思路与展望。
1课程内容优化
1．1突出重点，合理安排授课内容
安徽建筑大学材化学院化工系在2011年制订的培养方案中，开设有化工设计、化工计算两门独立课程，学时数分别为48和32。由于化工设计课程中的“物料衡算和能量衡算”部分，与化工计算课程的主要内容重复，在2015年调整教学大纲时，将化工设计课程的“物料衡算和能量衡算”部分剔除，只留下工艺流程设计和工艺流程图、设备的工艺设计及化工设备图、车间布置设计、管道布置设计、非工艺专业、工程设计概算及技术经济;学时数由原来的48缩减为32，精炼了内容，突出了重点，减轻了学生负担。
1．2与时俱进，加强化工设计软件教学
随着大量化工设计软件在化工设计单位的项目实践中的广泛使用，对化工设计课程教学内容的改革提出了新的要求。在2011年制订的培养方案中，化工设计课程侧重理论教学，讲授的设计手段仍然是以手工为主，对于利用化工专业软件实现化工设计便利化、自动化、智能化的发展趋势还没有在化工设计教学中完全体现出来。在2015年调整教学大纲时，除了传统的化工流程设计软件和塔设备设计软件的教学内容还增加了工程建模软件的教学内容。传统的化工设计课程注重化工计算和工艺流程设计，对于表达工艺计算和设计结果的快速高效的制图技能和工具则介绍不多，很多同学感到学了很多化工工艺计算和设计的知识，却缺乏高效率的表达设计结果的手段，如同茶壶煮饺子，肚里有货很难说出来。当前，随着互联网+、云计算、大数据时代的到来，BIM(BuildingInformationModeling)工程建模软件(例如Bentley公司AxsysProc、OpenPlantPID、OpenPlantModeler等软件)已经开始进入工程设计院，成为设计建模的有力工具。BIM是以工程项目的各项相关信息数据作为基础，管理三维模型，通过数字信息仿真模拟构筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。使建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方能够在同一平台上，共享同一工程项目信息模型，有利于项目可视化，精细化建造和运营。BIM不仅仅只是一款如AUTOCAD一样的绘图软件，更是一种设计施工和运营的管理软件，是实现工程项目精细化建造，信息化管理的重要工具［2－4］。目前，世界上BIM技术的应用和发展方兴未艾，前景广阔。我校15级化工专业学生参加2017年首届“新佑杯”化工工程设计大赛期间获准试用Bentley公司的AxsysProc、OpenPlantPID、OpenPlantModeler等软件。很多同学意识到在互联网+，云计算技术的支撑下，工程设计的大数据信息时代已经到来，绘图将被建模所取代，图纸将被数据所取代。传统的AUTOCAD软件绘制PFD、PID和轴测图，是没有属性和数据信息的，被称为“死图”，用AxsysProc、OpenPlantPID绘制的PFD、PID是有属性且有数据的“活图”，可直接做数据归并和统计，并传递给三维建模软件OpenPlantModeler使用，非常方便灵活。BIM软件在工程设计领域的应用和推广给化工设计行业带来巨大的便利和进步，也对化工专业大学生的化工设计能力与素质提出更高要求;面对未来就业形势，有必要在化工设计课程中加强BIM软件知识及相关技术的教学，为化工类大学生的就业和职业发展奠定扎实基础。
2．教学手段的改进
教学过程不只是一个教师讲、学生听的过程，还要加强师生思想沟通、感情交流，做到教学相长。完善现有的多媒体教学方式，提高学生的学习兴趣和学习主动性;理论教学与化工软件上机实验教学相结合，更注重通过综合性、探索性上机实验教学环节提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生的创造性，训练提高化工系学生的化工设计能力。［5－6］
2．1加强师生互动，提高教学效果
传统的化工设计教学手段侧重老师讲授，缺少课堂互动环节。对于提高教学效果的新教学模式的引入提出迫切的要求。翻转课堂在培养学生自主学习意识和提升学习效率方面，有着非常大的优势，但考虑到中国学生学习的根深蒂固的习惯，一下子彻底推翻传统，也是不适宜的。选择哪些知识点，什么时候来实施就显得格外重要。对于化工设计理论部分的内容，仍然采取先教后学的传统模式，目的是在有限的课堂时间里，老师利用面对面的讲授，高效率地带学生迅速入门，打好基础;对于教学时间较宽松的化工软件上机实验的教学环节，则会选择“翻转课堂”新模式来进行，即先由教师制做上机实验步骤截图，共享到学生群中，让学生事先自学，再在上机实验课上，由学生直接操作软件验证所学知识。这样，既可以使学生享受新的学习模式带来的效率的提高，也避免出现知识陌生带来的学习挫败感。
2．2以赛促学，以项目实践带动理论教学
在化工设计教学的同时，引入化工设计学科竞赛是提高学生学习化工设计的兴趣和积极性的有效手段。全国大学生化工设计竞赛是由中国化工学会、中国化工教育协会和教育部高等学校化学工程与工艺教学指导委员会共同举办的化学工程与工艺专业的规模最大、水平最高的部级年度赛事;“新佑杯”化工工程设计大赛是由上海市化学化工学会、华东理工大学化工学院和马后炮化工网联合主办的地区性年度赛事。我校化工系学生分别从2012、2017年开始，报名参加上述两项赛事。这些赛事一般都是以当年的化工生产或产品需求的热点为背景，立足于学科前沿命题，设计内容覆盖面广，综合性强，难度比较大。参照化工设计竞赛的模式，在学生掌握化工设计基本知识及设计工作的程序、方法和步骤的基础上，以一个典型工程设计实例为主线，将每一环节的教学内容划分为课堂教学、课程设计、教师点评、设计修改等四个教学环节，构成与培养目标相适应的多维教学体系［7－8］。比赛的指导老师利用寒暑假和周末组织学生参加化工设计集训，形成了良好的学习化工设计知识的氛围;同时，参赛学生与兄弟学校的参赛队伍切磋交流，获得最新的化工设计的技术发展信息，开阔了视野，增强了能力，普遍增强了同学们努力学好化工设计课程的决心和信心。很多参加过比赛的同学指导老师表示，参加竞赛的经历，使得他们在考研面试、找工作面试时更加自信，因为很多面试者都认可他们参加化工设计比赛的资历。
3．总结
本课程系根据我校的工科院校性质，针对化工专业的特点，通过多年的教学实践，优化了教学内容，完善了课程体系，提高了教学效果。初步建立化工设计课程多维立体教学体系，充分运用现代教学手段，推动教学改革，提高教学质量。注重理论教学与实践教学的呼应，强化实践教学对理论教学的促进作用。在今后的《化工设计》课程教学工作中，教师还要注意把最新教学研究成果和学科最新发展成果引入教学环节;要以现代的眼光审视、选择和组合好教学内容，课程内容的基础性和先进性关系要处理得当;在教学过程中，教师要理论联系实际，融知识传授、能力培养、素质教育于一体，提高教书育人效果。还需要不断完善化工设计软件上机实验教学的软、硬件设施和条件，提高任课教师参与上机实验教学的积极性，克服上机指导教师数量相对短缺的问题。
参考文献:
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［7］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，2013，30(3):28－31．
［8］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．
作者:吴世彪 葛业君 金杰 王亚琴 冯绍杰 单位:安徽建筑大学
