赵琰，刘艳平，刘璐
河北科技示范学院 河北省秦皇岛市 066004
摘要：在应用型大学建设背景下,针对化工设计概论课程的任务特点及教学效果存在的问题,提出了新的理实一体化教学模式,明确了课程教学改革的具体途径。教学改革结果表明,通过树立科学的实际的工程理念、合理的理实课程安排,实现了以学生为中心、以产出为导向的化工设计课程教学新模式,并通过持续改进的评价体系推动了课程教学质量的提升。
关键词：化工设计、理实一体化、应用型大学
近年来，随着我国经济社会的飞速发展和科学技术日新月异的进步，相关社会行业对工程技术人才质量的要求也越来越高，因此国家应用型大学转型发展建设的提出，明确了部分地方本科高校向应用型转变，通过调整培养人才的结构模式，切实解决实际人才供需间的矛盾，全面提高应用型本科院校人才培养质量[1]。在此背景下，传统的理论与实践相分离的教学模式已经不能完全满足目前应用型人才培养的需求，从而理实一体化教学模式应运而生。而作为化工型专业人才培养的专业核心课程的化工设计，担负着学生工程实践能力培养的重任，为探讨理实一体化教学的最佳课程[2]。
在化学工程与工艺专业类人才培养的过程中，化工设计概论课程设置在专业基础课程如化工原理、物理化学、化学反应过程及工艺学等理论知识的之后，要求学生能够熟练使用相关专业知识，按照设计步骤，将各类理论知识应用到现代设计过程当中。由于课程性质，该课程分别设置理论教学与上机两种教学环节，总课时为64学时。通过近年来不断的课程建设、教学方法调整、考核方式方法的变革，实现了化工设计教学成果的不断提升，特别是以化工设计概论为基础进而参加的相关行业竞赛均取得较好的成绩，共获得国家级奖项十余项，省级奖项二十余项。同时由于系统化知识的完备，毕业生考研就业率均有大幅度提升，2020年化工专业考研录取率高达40%。但是，应用型人才培养并非一蹴而就，化工设计课程做为一门理实一体化课程，实现了连接理论与实践的链接，以此为基础探索应用型院校相关课程传统教学模式的改进，具有一定的研究意义，在该过程中，采取了以下改革措施。
1.课程教学方法改革
1.1教学方案
按照本课程大纲要求以及应用型人才培养目的，针对本课程的教学方案改革分为两个部分。首先，依据2016级专业同学反馈以及考核情况，结合后续设计课程中碰到的相关问题，并引入企业专家与其他高校教师共同参与培养方案论证等工作，合理安排理论教学与上机实践之间的关系，将该课程上机学时由14学时增加为32学时。上机课时的变化允许在课上将更多的专业软件引入到教学过程当中，为后续实现理论与实践相结合，培养化工专业同学基本工程素养，并建立新产品,新工艺以及新设备设计和优化的基本思路，引导其实现理论课程向工程实践的转化。在理论课程的教学方面，由于课时减少为32学时，通过合理设置，课程的教学时间与全国及河北省大学生化工设计竞赛以及化工课程设计相重叠。以当年化工设计任务书导入化工设计课程，并结合设计任务需求，将该课程分为8个模块：背景调研；工艺流程设计；全流程模拟；化工设备设计；化工车间设计；管道布置设计；公用工程设计以及经济核算等。按照模块化分类组织课堂教学过程，着重阐述化工设计的基本理论及其后续使用，并与相应设计软件的基本操作结合，使学生不仅能够及时掌握理论知识，还能够通过专业软件完成理论知识到工程设计的转化，避免了学生在教学中所学知识无从使用的问题。
1.2教学方法
根据课程教学大纲要求，并结合本专业学生特点，改变传统的以教师为中心的填鸭式教学模式，转化成以学生为主的教学理念，充分利用先进计算机技术以及充分的网络教学资源，在各模块教学过程中采用线上+线下结合的方式。根据每个模块的特点，将相应的设计规范以及标准提前发放，采用学生课前预习-教师课堂讲解-学生课堂讨论相结合的方式，并添加化工设计各不同阶段的任务点的完成，使得学生不仅能够实现相关设计规范的认识，又能够在设计规范的框架之内完成相关设计任务点。在教与学的过程中，彻底实现理论向实践的跨越，强化学生工程思维，工程分析和设计能力，以实现应用型人才培养的目的。
1.3考核方式改革
由于该课程安排，理论课时与上机课时相同，因此对于该课程的考核分为两个部分：理论课和上机课各占50%的比例。其中理论课考核分为四个部分：课前预习（5%）+课堂讨论（5%）+小组作业（5%）+笔试（35%）；上机考核分为三个部分：软件操作（10%）+出勤率（10%）+全流程模拟考核（30%）。通过该类设置，避免出现期末考试发挥失常等影响，并通过理论与上机成绩安排，引起学生对上机课时的重视，进一步提高其实践应用的能力。
1.4培养方案改革
根据化学工程与工艺专业人才培养需求，除前期各种理论相关课程的学习，该课程完成之后，设置化工课程设计环节，利用各种理论知识，完成完整的化工厂或者车间设置。通过该课程的理实一体化教学模式，可以让学生在理论学习基础之上，有目的的学习各类设计相关软件的实际操作，通过各种相关实践，使得学生再次深入理解课堂知识，加深印象，并了解设计相关需求。这样既能够在一定程度上提升学生对理论知识的理解和提高学生实际运用理论知识处理问题的能力，在某种程度上使得抽象的化工设计标准变得更为直观具体，有助于学生将理论与实际进行联系，这也符合目前我国培养卓越化工工程师的要求。对于通过化学工程与工艺专业培养工程师的需求并不是我国特有的，目前在许多国外高校中，例如英国，德国及爱尔兰，化工专业本科毕业生直接被称为‘Engineer’，这也与课程设置中化工设计概论及化工课程设计的实践锻炼是远远分不开的。因此，通过化工设计课程的理实一体化教学研究与改革，锻炼专业人才理论应用于实际的能力，实现培养应用型人才的目的。
2.理实一体化改革成效
化工设计概论做为理实一体化改革中的示范课，通过上述一系列改革过程，其教学效果取得了较为有效的提高，且化工设计参赛率高达86%，均取得较好成绩，因此该改革过程取得较好的成效，但是由于条件限制，目前还存在一些问题，因此需要后续持续性探讨理论实践结合方式，并进一步与同学交流，巩固目前成果，持续提升教学质量。
参考文献：
[1] 亢玉红, 李健, 慕苗等. 国家应用型大学转型发展试点下我校化工设计课程教学改革的探索与实践[J]. 科技教育，2018, (3).
[2] 王欢，单译. 应用型高校《化工设计》课程改革与实践[J].化工教学，2017，(43).
作者简介：赵琰，女，汉族，籍贯：河北石家庄?生于：1987-11，职称：讲师，博士学历，研究方向：主要从事结晶分离。
《化工设计》理实一体化教学在应用型人才培养中的新探索(JYYB201901)
面向新工科的工程实践教育体系与实践平台构建—以化学工程与工艺专业为例，(JY2019061)