化工原理是等化工类专业的专业基础课，在基础课和专业课程之间，起着承上启下、由理到工的桥梁作用。化工原理课程设计是化学化工及其相关专业学生学习化工原理课程必修的（化工原理理论课、化工原理实验课及其化工原下面是小编为大家整理的化工原理课程设计【五篇】（精选文档）,供大家参考。
化工原理课程设计范文第1篇
关键词：校企结合；
团结协作；
工程软件；
成绩评定
化工原理是等化工类专业的专业基础课，在基础课和专业课程之间，起着承上启下、由理到工的桥梁作用。化工原理课程设计是化学化工及其相关专业学生学习化工原理课程必修的（化工原理理论课、化工原理实验课及其化工原理课程设计）三大环节之一，是综合应用本门课程和有关先修课程所学的知识，完成某一单元操作为主的综合设计性实践。通过该教学环节，可以使学生在规定的时间内，应用专业知识进行融会贯通的思考，分析和解决工程实际问题，得到化工工程设计的训练，培养学生的设计能力和严谨的工作作风，提高学生的独立工作能力[1-2]。
一化工原理课程设计中存在的问题
地方高校，由于条件的限制，化工原理课程设计的教学质量受到了一定的影响。如：（1）设计选题题目陈旧、单调、雷同，学生基本上都是依葫芦画瓢，抄袭现象严重；
（2）学生缺少工程意识的培养，与实际相结合太少，对工艺和设备的认识比较肤浅，对设计过程涉及的计算和公式并不理解，同时由于计算量又大，设计时间安排比较紧，因而只能在给定的条件下根据例题进行验证性设计，欠缺对设计方案的综合分析和优化；
（3）双师型教师缺少，指导学生的能力有待不断提高；
（4）缺少合理的化工原理课程设计考核评价体系，学生缺乏钻研精神、积极性和主动性难以调动起来。（5）学生计算机应用能力和工程绘图能力严重不足，多数学生无法在较短的时内绘制出工艺流程图或设备工艺条件图，利用计算机处理文档和进行工艺计算的能力差等。
二化工原理课程设计教学改革措施
（一）采用校企结合，注重设计题目的实用性到生产一线选题，根据工厂情况涉及精馏、吸收、萃取、干燥等包含化工原理知识较多的单元操作，比如一个班的人有的是换热器，有的是精馏塔，有的是填料塔等。注意尽量给定多样化的物系以及操作条件，有利于学生独立完成课程设计作业，避免抄袭想象的发生。这样在与工厂实际需要相结合的同时，可以充分调动学生学习积极性，使学生真正感到学以致用，学生在设计方案的选择、物性数据的查找、公式及设计方法的选用、工艺流程图以及设备工艺条件图的绘制、设计说明书的编写等方面的综合能力得到训练。此外，还可以推动教师提高教学能力。（二）合理安排设计任务，注重学生团结协作能力的培养按照精馏、吸收、干燥、萃取等单元操作的不同先分大类，然后对于每个大类按照体系、处理能力、操作条件、原料的组成以及产品规格的不同等进行区分，保证学生一人一题，保证每位学生都得到一次工程设计的初步训练，完成课程设计，避免抄袭现象。当出现问题时，学生之间可以互相讨论，查找物性数据和发挥集体的智慧，有些问题不需要老师指导，学生即可解决，学生在自己设计和共同讨论的基础上完成设计，团结协作能力得到增强，还可以体会到成就感。（三）注重现代设计理念、强化计算机辅助设计计算机在化工教学、化工设计以及化工生产方面的应用越来越广，计算机工程软件的应用价值已经得到认可。为了提高化工原理课程设计的质量，必须强化强化工程软件的应用。化工原理课程设计的工艺计算中相平衡数据的求取、理论塔板数的确定、回流比的选择、换热器传热系数的选取等往往含有试差、大量的循环重复计算，计算工作量大，采用Excel和AspenPlus等工程软件，可以大大减小计算量，提高计算效率和计算精度[3]。化工原理课程设计中的精馏塔负荷性能图的绘制、工艺流程图的绘制、精馏塔理论塔板数的图解法求取等方面要求学生采用AutoCAD，并严格按照化工制图的标准进行，使学生得到一次化工设计的规范锻炼。采用Excel、VisualBasic、Origin、AspenPlus和Auto-CAD等计算机软件辅助化工原理课程设计，各种软件各取所长，充分发挥其长处，能够快速、准确、直观地得到计算结果，免去了复杂、繁琐、耗时、粗糙的手工计算；
避免了手工绘图、手工拟合模型参数带来的较大误差，提高设计效率。工程软件在化工原理课程设计中的图例见图1、图2、图3。（四）成绩评定贯穿整个设计过程，促进学生设计积极性的提高为促进学生化工原理课程设计的积极性，可以制定出一套合理、贯穿整个设计过程的成绩评定办法[4-5]。课程设计计算书、设计说明书和图纸的质量占终评成绩的40％；
学习态度、出勤率、创新思维和解决实际问题的能力占课程设计终评成绩的30％；
答辩考核占终评成绩的30％。答辩环节可以考察学生对于设计内容、设计的思路的清楚与否；
对于设计结果的评析、问题的回答正确与否，是否抄袭一清二楚。
三结语
化工原理课程设计范文第2篇
摘要：化工原理课程设计是与化工原理课程相配套的一个必修的实践性教学环节。文章从理论学习、实验设计、设备选型、工程设计、创新能力的培养等4个方面总结了化工原理课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。
化工原理主要介绍化工生产过程当中的动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本结构及设计计算等知识ti.-I，教学内容中包含大量理论公式的推导和经验公式的运用。化工原理课程设计是学生在学完化工原理课程的相应教学内容后所安排的教学环节，不仅与化工原理课程的内容紧密相连，还要运用计算机编程.AutoC aD机械制图、化工仪表自动化及操作控制、化_L设备机械基础、化工制图等先修课程的知识，是一项综合性实践训练阴。该教学环节主要培养和锻炼学生以下3个方面的能力和素质:(1)系统训练学生的基本计算技能和文献资料利用能力，逐步培养其工程意识;(2)培养学生综合运用所学知识解决二(.程实际问题的能力;(3)塑造学生良好的设计理念。
在完成课程设计的过程当中，学生需掌握厂程技术人员所必需具备的基本技能和工程素质，比如工具书、国家标准和规范的使用，经验公式和经验数据的选择，专业文献资料的查阅、设计成果的分析判断等等，因此课程设计可培养学生对综合知识的运用能力和对_L程问题的解决能力，是对学生的一次综合训练，也是对所学专业基础知识的一次总结，更是对化工原理和化工设备课程教学效果的一次检验。本文主要通过以下4个方面总结了课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。
1 加深学生对“三传理论”和单元操作的理解
动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作是化工原理的主要教学内容，虽然在平时的课堂教学中可通过多媒体教学、动画演示、课堂实验、课后练习、练习辅导等方面增强学生对化工原理基本理论和基本操作的感性认识和理解，但由于课堂教学的内容多，理论知识比较抽象，学习任务较繁重，学生自觉完成课程学习的动力明显不足，教学效果差强人意。课程设计要求学生在指定的时间内完成一个单元操作的设计，愁一个设计任务一般均涉及物料衡算、热.衡算、相平衡关系、传热传质速率关系等典型单元操作的基本内容，经历流程设计到!几艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程，因此学生在具体设计中必须全而理解和应用“三传理论”，并选用合适的单元操作过程。过程必然影响结果，课程设计作为一个教学环节在实践中有效地督导学生加强对理论学习内容的消化，从而加深学生对理论知识的理解。
2培养实验设计和设备选型能力
实验设计能力和设备选型能力的培养是化工原理课程教学的基本目标之一。学习化工原理课程时，通过讲解、动画演示和参观等教学手段，学生熟悉了常用设备的基本操作规程，但大部分同学的实验设计能力和设备选型能力较差。为解决这一问题，在确定课程设计内容时，有针对性地选用部分化工原理中常用的单元操作，给学生下达一个明确的任务，让学生围绕任务所确定的主题在指定时间内完成具体的设计_L作。如，为加强学生对干燥单元操作的理解，可要求学生设计一套离心喷雾干燥塔或设计气流干燥器。课程设计的内容要求涵盖一个完整的工段，为此学生需完成不同艺的方一案选择、设备选型论证、工艺计算，并根据计算与生产经验进行主体设备结构设计，然后确定设备总体尺寸、管口尺寸与方位，还要求进行辅助设备选型与计算，最后绘制主体设备图及带控制点的工艺流程图。过程训练效果表明，学生的实验设计和设备选型能力得到了有效的培养。
3提高工程设计能力
化工原理课程设计是为培养学生设计能力设置的一个教学实践环节，也是使学生完成从理论知识到实际应用的重要一环。每一个设计任务均涉及相应单元操作的基本理论，并经历流程设计到艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程。由于安排课程设计中只有任务而没有参数和条件限制，学生在设计过程当中可根据自己的兴趣和知识背景选择设计线路，设定和收集操作参数，完成具体的设计工作:
经济效益是判断设计质量的重要指标，其中设备建设费和使用操作费是其中的关键，而设备费和操作费的综合考虑也是贯穿于化原理课堂教学中的一个重要问题。比如，精馏操作是化_工生产中常用的单元操作，其中物料的回流比是一个非常关键的操作参数C合理的物料回流比应使操作费用和设备折旧费用之和最低在该单元操作中，操作费用主要取决干再沸器中加热蒸汽消耗量及冷凝器中冷却水的消耗量，随着回流比的增大而增大。设备折旧费主要取决于精馏塔中再沸器、冷凝器等设备的投资费，一般随着回流比的增大而降低。为此，在设计过程中必须综合考虑设备折旧费和操作费的关系。通过课程设计的训练，学生不仅进一步提高了公式应用和数据运算能力，同时学会了主动寻求解决实际问题的方法，缩短了理论与实践的距离，也体会到理论在解决实际问题中的重要作用，提高了理论课程的教学质量。
4培养创新能力
在完成化工原理理论课和实验课的同时，为了满足部分学有余力，且对化工原理问题确有兴趣的学生的学习需要，教学小组创造条件为其提供进一步学习的平台，即结合科研任务的需要设计一定数量的课程设计题目，鼓励学生以小组的形式参与。在设计过程中严格坚持“以课题研究为平台，以创新为目标”的原则，有效地将课程设计、课程教学与科研有机地结合起来。在完成工艺设计计算之后、整理设计说明书之前，要求全体课题组进行交流和总结，即每个设计课题组里选派1-2名学生代表，将本组设计情况在交流会_[向全体同学和指导老师进行汇报。交流时要求主讲人用图表、数据、结论等工程术语表达自己的设计，并在规定时间内着重讲解自己设计的特点，对设计结果进行技术经济分析，突出自己的创造性。交流过程中，指导老师也主动指点设计要领，并对进行设计进行合理评价。这样的师生互动使学生的收获不仅局限于自己所做的课题，对其它设计课题也有一定程度的了解，更有效地开拓了学生的设计思路。
化工原理课程设计范文第3篇
目前，国内外工业设计专业都开设了工程技术类课程，课程目标是培养学生形成良好的工程技术意识，提高在设计过程中发现问题和解决问题的能力，进而提升产品创意和产品设计质量，为学生建构系统性的产品设计知识体系。针对目前国内工业设计专业工程技术类课程教学中存在的瓶颈问题，作者引入案例教学进行改革，选择机械基础课程作为教改试点，通过编制原理示范型案例、设计项目练习型案例，训练学生应用工程技术知识解决设计问题的能力。并根据教改反馈建立课程案例库，最后推广到其他工程技术课程中。教改实践证明了基于案例法的工程技术类课程教学，具有极大的应用和推广价值。
【关键词】案例法 工程技术类课程原理 示范型案例
项目练习型案例案例教学法始于20世纪20年代的哈佛大学商学院，最先应用于法学教育中。上世纪80年代以后，我国教育界也开始探索案例教学法。在案例教学法中，教师通过精心设计教学案例，引导学生积极思考和探索，同时培养学生的动手和实践能力。工业设计不同于工程设计，不是依靠科学公式、计算、技术手册开展设计工作，对于工程技术知识的掌握并不要求深入到技术细节。，更多是需要了解在产品设计过程中如何使用技术，并能够和技术专家协同工作。
一、编制原理示范型案例
以机械基础课程为例，选择若干个知识点，如杠杆机构、连杆机构、螺旋运动机构、弹簧机构、齿轮机构等。以生活中常见的产品为案例，如指甲钳、移动门、晾衣架、卷尺、开瓶器等，编制出原理示范型案例，在课堂上用于讨论分析技术原理。例如，用于讲解螺旋运动机构的原理示范型案例。
二、原理示范型案例课堂讨论
在课堂讨论过程中，原理示范型案例的产品实物、照片、运动原理示意图、视频等都被展示给学生，并让学生积极展开讨论。由于不涉及到机构运动原理的数学公式和参数计算，工业设计专业的学生都能够理解技术原理，并且能够举一反三，列举出更多相同或者相似的产品，从而掌握了工程技术知识点。
三、布置项目练习型案例作为课程作业
基于原理示范型案例中的技术原理，教师可以布置项目练习型案例作为课程作业。让学生对生活中各种日常用品进行设计改良，从而将工程技术知识与工业设计实践相结合，培养学生在设计实践中应用工程技术知识的能力。例如，利用弹簧夹紧机构设计的新型多功能肥皂夹。
四、案例化教改的反馈和修正，建立课程案例库
在案例化教学过程中，教师应依据教学效果反馈，不断修正原理示范性案例和项目练习型案例。此外，需要在机械基础课程中每个知识点安排3至5个原理示范型案例，形成某一门课程的教学案例库。
五、案例化教学模式推广到其他工程技术类课程
教师应将机械基础课程的案例化教学改革经验，通过课件、案例库、作业、案例化教材等形式固化，推广到工业设计其他工程技术类课程中，如产品材料与工艺、工程制图、电工电子基础等。从而提高工业设计专业的工程技术类课程的教学质量，激发学生的专业兴趣，培养工业设计学生的工程素质和工程实践能力。
结语
笔者针对工业设计专业工程技术类课程教学中存在的问题，采用案例法开展教学改革，取得以下成果：第一，克服了学生对于工程技术知识的恐惧和厌烦，提高了学生的学习兴趣和学习积极性；
第二，通过原理示范型案例将学生带入特定的设计情境中，掌握必要的工程技术知识；
第三，通过项目练习型案例进行产品再设计，培养了学生的工程技术能力和素养。工程技术类课程的案例教学改革进一步发展，需要在案例设计中将工程技术知识与社会文化、市场分析、艺术审美等知识，更加有机融合在一起，从而促进学生知识结构网状优化，提高学生的综合设计能力。（注：本文为浙江理工大学校级教改重点课题，课题名称：面向工业设计工程技术类课程的技术案例设计及教学资源建设）
参考文献
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化工原理课程设计范文第4篇
论文摘要：为适应创新型国家发展战略，教育创新应贯穿大学课堂理论教学和课程实践训练教学。针对“锅炉原理”课程实践训练教学，重点探讨了华北水利水电学院“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法，以期对电厂热能与动力工程专业实践能力训练方面起到一定的推动作用。
锅炉是用以生产热水或蒸汽的设备，在国民经济中具有异乎寻常的重要作用，电站锅炉是火力发电系统三大主机之一，对火电的高效、洁净和安全生产及其重要，因此，“锅炉原理”是热能与动力工程专业最核心专业课程之一。“锅炉原理”课程主要讲授锅炉的基本工作原理，包括锅炉的炉内燃烧原理及燃烧设备、锅炉的传热过程、锅内水动力、受热面外部工作过程和先进锅炉技术的发展等内容，要求学生掌握锅炉工作过程的基本理论及锅炉设备的相关知识，并培养学生分析工程问题、锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
为适应创新型国家发展战略，高等教育要实现从知识型向创新型培养目标转变，具体到“锅炉原理”的课程教学中，创新应贯穿课堂理论教学和课程实践训练教学。对“锅炉原理”课程的理论教学内容设计、教学手段、教学方法等方面已有较多的探讨和实践研究，[1-4]本文从“锅炉原理”课程实践能力的培养出发，重点讨论华北水利水电学院（以下简称“我校”）“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法。
一、“锅炉原理”课程实践训练教学的定位
“锅炉原理”课程实践训练教学的定位必须符合我校热能与动力工程专业定位，应全面贯彻党的教育方针，遵循大学教育教学规律，秉承我校办学理念，实施“基础、实践、创新”三位一体的培养模式，在教育教学中，坚持夯实基础、强化实践、注重创新的思想，培养吃得苦、下得去和用得上的专业技术人才。应以“宽基础、强能力、高素质”为培养人才的宗旨，注重学生的动手能力、创新意识与能力的培养，加强实践性教学环节，优化教学方法与教学手段。专业实践能力培养始终围绕“强化实践教学、提高学生素质、培养创新意识、重在实际应用”的教学指导思想，从人才培养目标、实验教学体系、实验教学内容和方法、实验教学队伍、实验环境条件和实验室管理体制等方面进行了全方位的改革与建设，探索实现基础性验证实验、测定试验、创新性科研训练实验和拓宽知识面的演示实验的“四级实验”教学体系，实现教育创新。“锅炉原理”课程实践训练教学应实施从理论到实际、从传统到创新、从课堂到工程项目的工程化实践教学思想，围绕动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力，达到加深理论知识的掌握和应用，在实践训练中切实培养学生处理工程问题，进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
二、“锅炉原理”课程实践训练教学内容的设计
“锅炉原理”课程实践训练教学内容尚无可参考材料，根据我校热能与动力工程专业人才培养和“锅炉原理”课程大纲的要求，基于我校的专业师资、实验室和实习资源以及用人单位和历届毕业生的建议，科学制定“锅炉原理”课程实践训练教学内容。
1.“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计原则
对我校“锅炉原理”课程实践训练教学内容进行设计时，实行“工程化”设计思路，并遵循四个原则，即实践训练内容以“锅炉原理”为中心、内容进程科学有序化、内容设计层次化和实施方式多元化。
（1）以“锅炉原理”为中心，多课程之间紧密联系化。鉴于“锅炉原理”是热能与动力工程专业的最重要专业课，处于前期的专业基础课程以及后续课程之间的中心地位，因此在设计“锅炉原理”课程实践训练教学内容之前，先对我校“流体力学”、“工程热力学”、“传热学”和“燃烧学”等基础课以及后续专业选修课程比如“大型锅炉运行”、“单元机组集控运行”和“循环流化床燃烧技术”等课程的教学大纲、实验大纲、知识点讲授情况以及实践实验训练情况进行详细调查、分析和总结，做到了然于胸，确保“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业选修课程的紧密联系，力求通过该课程实践训练，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，加强对所学基础知识的实践应用，将所学的热工学知识、燃烧学知识在电站锅炉中加以应用，达到学生对锅炉原理中炉内燃烧、锅内传热及水动力和烟风阻力知识融会贯通、举一反三，为灵活应用打下坚实基础，又能激发学生学习后续专业选修课程的欲望和热情，培养学生学习后续课程的好奇心、主动性和积极性。
（2）实践训练课程内容进程科学有序化。“锅炉原理”课程本身知识点之间的顺序决定了课程实践训练教学内容的设计次序，要由浅入深、层层推进、由易到难，脉络清晰。因此，训练内容应严格按照锅炉原理本身的发展进行设计。内容主要包括客观认识实践、原理性演示验证实践和工程实践训练三大内容。
客观认识实践主要是对锅炉实物、锅炉机组整体模型、锅炉重要设备的直观认识，如在开设“锅炉原理”课程前进行电厂认识实习，对锅炉的实物直观认识，在“锅炉原理”课程第一节绪论课和锅炉组成课讲解后进行模型实验，通过模型参加实验、拆装模型和动画模型模拟巩固加深锅炉机组系统及组成知识。
原理性演示验证实践。笔者通过几年的“锅炉原理”教学发现，锅炉的水循环内容是该课程的难点之一，学生往往难以理解和掌握，通过课程原理性演示和实践可以帮助学生理解和掌握水循环等难点。该部分主要是对自然循环原理、直流锅炉原理等的演示验证实践内容。
工程实践试验主要是对锅炉的三大计算能力的训练实践，包括锅炉辅助计算、热力计算、水动力计算、烟风阻力计算和强度计算的实践训练、锅炉热平衡的实验和锅炉机组运行仿真实验训练。
（3）实践训练课程内容设计层次化。内容设计要贯穿层次化的思路，内容的难易程度要进行层次化设计，对训练中的每一个内容根据其在课程中的总体地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同层次进行分级定位；
同时，根据学生个体水平的差异，对同一内容也要进行层次化设计，在满足分级定位要求和大部分学生学习基础上，对那些学有余力的学生进行进一步的拓宽设计。比如锅炉的计算，对于普通的学生则只要会进行锅炉的辅助计算、各受热面热力计算和简单的水循环计算即可，而对于部分学有余力的学生，则可更进一步进行较复杂的水动力计算、强度计算和烟风阻力计算，并完成一些计算程序的编制。
（4）实施方式多元化。课程实践训练教学是实践性课程，因教学学时、实验室资源等多方面的因素，决定教学实施的方式必须多元化，即课堂、实验室和企业生产三位一体，课堂演示、实验室参观验证实践和电厂实践构成全方位多层次的实践训练。传统与现代先进技术结合，实践训练中采用比如计算机程序模拟、动画设计模拟实践、锅炉事故仿真模拟等先进技术手段实施实践训练。
2.“锅炉原理”课程实践训练教学具体内容设计
我校“锅炉原理”课程计划学时64学时，其中实验6学时。其前期基础课程包括“流体力学”、“工程热力学”、“传热学和燃烧学”，还开设了后续课程“锅炉运行”和“单元机组集控运行”。“锅炉原理”课程内容多、难点多、实践性强，“锅炉原理”课程通常设置有锅炉原理课程设计，我校“锅炉原理”课程设计时间为1.5周。实际上，仅靠课程设计和6学时的实践训练难以达到学生牢固掌握锅炉原理理论知识、灵活运用所学解决实际问题的目标。“锅炉原理”课程实践训练教学包括锅炉原理6学时实验课、1.5周课程设计、16学时单元机组集控运行实验，但主要利用学生的课余时间进行。教学过程贯穿第5至第8学期，延续2年时间，实践训练教学包括13个内容，90小时。具体内容和建议学时如下。
电站锅炉机组实物模型和虚拟模型实践，2学时。标准煤样工业分析验证性实验，4学时。混合煤工业分析测试实验，4学时。煤的发热量测定实验，2学时。自然循环锅炉工作原理实验，1学时。多管水循环验证实验，1学时。直流锅炉工作原理实验，1学时。锅炉综合测试项目设计实验，13学时。锅炉原理课程设计训练，32学时。锅炉水循环计算训练，10学时。锅炉烟风阻力计算训练，6学时。锅炉启停仿真训练，8学时。锅炉运行仿真训练，8学时。
三、“锅炉原理”课程实践训练教学实践
我校“锅炉原理”课程实践训练教学课题在2008提出，在2006、2007和2008年级开始实施，实践证明，通过“锅炉原理”课程实践训练教学，激发了学生学习专业知识的热情，巩固和加深了锅炉原理知识的理解，提高了学生的专业素质，培养了学生动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力。我们对2006和2007年级的学生进行锅炉实践能力的调查分析发现，无论是研究生复试（锅炉及锅炉相关知识的笔试和面试），还是就业面试（热工学和锅炉等口试）过程中，学生对锅炉相关考题从容自如，安之若素。当然，在教学内容设计方面还需进一步改进，实施的方式还需更科学合理。
参考文献：
[1] 于广锁,林伟宁,梁钦锋.锅炉原理课程教学的探索与研究[j].化工高等教育,2007,(3):29-31.
[2] 赵雪峰.“电厂锅炉原理及设备”课程教学研究探讨[j].中国电力教育,2010,(22):97-98.
化工原理课程设计范文第5篇
1核心课程体系的构建
1.1核心课程体系构建的原则
钦州学院开设化学工程与工艺专业有良好的机遇,同时也有多方面的挑战。要办好钦州学院化学工程与工艺专业,贯彻学院打造五大品牌专业的精神,需要从紧密联系北部湾区域经济建设方面着眼,努力办出具有石化特色的化学工程与工艺专业,重点建立一套紧密结合石化下游产业链、注重过程开发和工程实践能力培养的核心课程体系。在核心课程设置方面,确立夯实专业基础、强化工程意识、注重实验技能、拓宽专业口径,注重石化特色的原则。
所谓化工过程,主要包含分离过程和反应过程两种过程。与这两种过程紧密相关的一系列化工类课程共同构成了化工类课程的核心。按照“门数适宜,重点突出,相互支撑,形成一体”的要求,选择化工热力学、分离工程、传递原理、反应工程和化工工艺学等五门理论课以及与这五门理论课相关的化工专业实验课作为核心课程,建设具有石化特色化学工程与工艺专业的核心课程体系,全力打造化学工程与工艺这一品牌专业。在这五门理论课程中,分离工程和反应工程分别研究各类分离过程和反应过程,它们构成了化工过程课程最核心的部分。化工热力学是化工过程研究、开发和设计的理论基础,是化学工程的重要分支之一,与化学反应工程、分离工程关系密切。化工热力学的核心价值在于研究过程进行的方向和限度,为分离过程和反应过程提供相平衡、反应平衡数据,并对化工过程进行热力学分析[1]。反应工程是与工程实际紧密联系的课程之一,它广泛地将化工热力学、化学动力学、流体力学、传热、传质以及生产工艺、环境保护、经济学等反面的理论知识和经验综合于工业反应器的结构和操作参数的设计和优化中[2]。
分离工程是化工专业基础课程,讲述的是如何将混合物进行分离与提纯的学科。作为专门研究分离方法的分离工程课程对学生工程素养的培养有很重要的作用。该课程阐明了化工分离过程的本质规律,重点研究分离方法的工业化途径,设备设计放大效应,最优分离路线的工业化,及最优操作条件。在选择具体分离方法时,不仅要考虑技术上的可行性、经济上的合理性,而且要考虑能耗、环保、设备放大和开发成本等诸多问题[3]。传递原理旨在研究化工动量、热量及质量(俗称三传)的传递现象,用一种统一的观点来处理三种传递现象,并研究动量、热量和质量传递之间的类似性,是研究分离机理、分离效率和宏观反应动力学的基础理论,同时也是反应器放大研究的基础理论之一。与化工热力学不同,传递原理是一门探讨传递速率的课程,它对过程开发、过程设计、生产操作、优化控制及过程机理研究都有重要的使用意义[4]。化工工艺学重在工艺过程的分析,即在特定条件下,进行分离过程、反应过程的比较选择、整合优化。化工工艺学是大学基础化学、化工热力学、化工动力学、反应工程、分离工程等专业基础可和专业课的综合运用。化工热力学和传递原理旨在加强专业基础,化工专业实验、反应工程和分离工程重在强化工程意识,化工工艺学拓展了专业适应面,可以突出石化特色。
2核心课程体系的优化
为了保障以上核心课程体系的顺利实施,建议结合钦州学院化学工程与工艺现有的教学计划,从下面几个方面作出适当的调整。
2.1加强数理基础教学力度,适度拓展
新世纪的工程人才必须有熟练应用数学、科学与工程等知识的能力,有进行设计、实验分析与数据处理的能力。在两年的教学实践中,学生普遍反映数理基础不够扎实,一些数学问题不知所云,比如热力学计算中要应用迭代法求解状态方程、精馏过程计算、反映工程中的偏微分方程求解等等,问题大都源于数学基础较薄弱。因此建议加开线性代数、运筹学、概率论与数理统计、数值计算、C程序语言、数学物理方法,流体力学等数理和计算机基础课程。多所兄弟院校也早就开设了这些基础课程。线性代数和运筹学的开设可以解决反应器设计过程的优化问题;概率论与数理统计是实验数据处理和理解反应工程中一些基本概念的基础;数值计算和C程序语言两门课程是工科学生重要的基础课程,加开这两门课程也是落实我校化学工程与工艺专业培养计划中对学生计算机水平的要求,对学生的就业能力的提高有好处;数学物理方法和流体力学是传递工程等课程的基础,加开这两门课程可以大大的提高学生工程数学能力,为就业和进一步深造打下更坚实的数理基础。考虑到Matlab在科学和工程计算领域的突出作用,建议开设Matlab在化工中的应用的相关课程[5]。化工热力学和化工原理是反应工程的基础,故将化工热力学和从第四、五学期调整至第三、四学期;化工原理和反应工程两门课程共同构成了化学工程最核心的部分课程,将化工原理从第四、五学期调整至第二、三学期,反应工程从第三学期调整至第五学期,也是考虑到化工原理是反应工程的基础。同时,将计算机模拟与仿真删去,将其中的知识分散到加开的MATLAB在化工中的应用和数值计算这两门课程中。从上表2中还可以看出,加开的课程中,突出了数理课程的基础,同时,适度的拓展经济和计算机相关的课程,也增加化工制图和电工学等实践性较强的课程,这对培养学生的工程实践能力是必不可少的。
2.2整合化工专业实验
为了整合学院教学资源,最大限度地利用现有的一切教学设备,建议从各门化学工程与工艺核心课程的专业实验中选出一些经典的、与石化行业紧密相关的进行重新编排,单独设置一门大学化工基础实验课程,分成三个学期展开教学。另外,考虑到传统的化工专业实验教材以单一验证实验为主,无法满足新世纪综合素质人才培养的要求,可将化工实验按由浅入深的原则划分成验证型实验、设计型实验和综合型实验三个层次。尽量精简验证型实验,增加设计型实验和综合型实验。可以从教师的一些科研项目中选出一部分让学生参与,将这些项目设计成设计型或综合型实验,这样,通过学生的亲身体验科研过程,培养了正确的科研习惯,为学生的就业和进一步的深造打下好的基础。