基于項目驅動法的化工設計概論課程教學改革探討
發布時間:2017-10-11 15:00:49
2.實施方案的制訂
化工設計概論的課時較少,僅為36個課時,而化工設計的內容非常廣泛,必須根據側重點的不同進行刪減。化工設計分為工藝設計與非工藝設計。在內容的安排上,對工藝設計進行重點講述,對于非工藝設計簡單帶過。在化工設計的教學中要體現系統性和全局性,按照項目驅動法組織課程教學內容。即以一個典型工程設計實例為主線,將每一環節的教學內容劃分為理論教學和設計實踐兩個環節。對課堂教學內容進行大幅度的調整,采取實踐為主,理論為輔的模式,課時分配改變為1.25∶1。
每個設計題目要按初步設計框架作為全部設計內容,設計深度以項目建議書深度為參照標準。化工工藝設計的過程分為六個階段,在每個階段都有具體的任務相對應。項目的可行性分析階段的主要任務是可行性分析報告的書寫(2);化工工藝流程設計的主要內容是工藝流程圖及繪圖工具autoCAD的應用(4+2);物料衡算和能量衡算階段的主要任務是模擬計算軟件Aspen plus的學習和使用(2+8);工藝設備的設計和選型的主要任務是對工藝中所使用的主要設備進行選型(2+2);車間布置設計的主要任務是繪制車間平面布置圖和車間工藝設備布置圖(2+8);化工管路設計的主要任務是繪制簡單的管道布置圖(2);了解非工藝設計(2)。其中,理論課16個課時,實踐課20個課時。
此課時的分布以化工工藝設計為核心,完全體現了化工設計概論的實踐性特點。開課之前引入項目介紹,首先對項目進行可行性分析,選擇合適的工藝路線。其次,在單元操作計算過程引進先進的流程模擬軟件進行嚴格計算,強化現代化化工設計軟件在工程設計中的應用。再次,因為工藝設備的設計和選型,是化工原理課程及其課程設計中的重點內容,在化工設計概論中只作簡單介紹。最后,車間布置設計和管道設計更多地涉及行業規范和標準,要求學生自主查閱設計規范。整個課程內容的設計去掉了重復內容,增加了軟件教學,減少了學生簡單計算工作。化工實踐教學是工程能力培養的重要目標,在實踐中學生的創新能力也會隨之得到鍛煉。
3.方案的實施
項目驅動法的實施過程如下:(1)學生通過分析討論明確總體目標,再根據總體目標把總項目分解為幾個子項目,作為課堂教學內容實施的載體;學生分組,4名或者5名學生共同完成一個設計任務。(2)教師在講授過程中將化工設計課程中的內容貫穿其中;學生查閱資料,提出設計的方案,完成設計任務。學生在設計過程中發現問題,帶著問題參與教學活動,在聽課過程中與教師一起討論并解決問題,完成理論學習與實踐的過渡。實施階段的成果包括工藝流程圖、物料流程圖、典型設備選型、工廠總體布置設計等。(3)項目結果修正展示。小組對自己的設計成果進行匯報和展示,并且在各項目小組進行組內和組間討論,找到各自項目說明書的缺陷和問題。
項目驅動法的教學效果
在化工設計概論課程教學中實施項目驅動法,會大大提高教學效果。
1.學習的效率得以提高
項目驅動教學法完全顛覆了傳統的“填鴨式”教育,讓學生實際接觸工程實踐,課堂中的理論在實訓中得到驗證,提高了學生的學習積極性和主動性。學生成為項目主體,經歷了化工設計的整個過程,自主查閱文獻確定工藝流程方案,選擇物料衡算和能量衡算的方法,進行設備的選型與設計,繪制工藝流程圖,應用軟件進行車間布置設計及管道的設計和布置,真正實現由被動訓練到自由選擇和主動參與的轉變。
2.工程素質得以提高
項目涵蓋了化工設計所需要內容,作業報告把所學基礎課程串聯起來。與傳統的作業比較,內容的深入性和完整性都有了很大的提高。項目完成的壓力促使學生積極查閱文獻、主動思考、分析解決實踐中碰到的問題,使其工程能力得到了很好的訓練。
3.綜合素質得以提高
項目驅動法教學給學生更多的思考空間,激發學生的競爭意識,培養學生的團隊合作能力,為以后走上工作崗位打好基礎。另外,項目的完成過程,有利于學生養成認真、細致的態度和綜合考慮的思維習慣。
4.教師的業務能力得以提高
在整個設計過程中,學生碰到的困難各種各樣,難以預料,這就促使指導教師不斷學習新知識、新方法去幫助學生,提高教師的業務能力。
綜上,化工設計課程具有較強的綜合性和實踐性,是大學生向工程師轉化的重要教學環節。通過采用“項目導入,任務驅動”的教學模式,融合多種現代教育理念,改變傳統的教學內容和方式,幫助學生將所學知識融會貫通地解決實際問題,使學校教育更接近企業要求。
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