《化工过程设计与优化》课程教学改革与实践-最新文档

1、化工过程设计与优化课程教学改革与实践化工过程设计与优化 课程是化工类研究生专业课中的一门综合性强， 知识面广泛的化学工程专业课， 可以培养化学工程专业学生的工程实践意识， 受到国内化工专业高校的重视。 合肥工业大学化工学院制定了 化工过程设计与优化 的研究生课程计划，学院经过研究，决定从 2006 年开始在化学工程专业研究生中开设化工过程设计与优化选修课程。经过几年的教学实践，改进了教学内容和教学形式，开课取得成功。在近6 年的校本部研究生及企业研究生班教学过程中， 我们对课程内容和教学方法进行了一些有益地尝试， 逐步形成了一套适合本校学生特点的教材，培养了学生的化学工程实验意识和工作能力，

2、毕业学生受到用人单位好评。一、分析取舍国内外相关教材的教学内容“优化”已成为一门系统的数学理论性学科。 国外的一些原版教材或译书箱大多涉及优化的数学模型建立、 因素分析和计算等理论，或者介绍 Aspen Plus 和 PRO/II 等软件的应用等。教材的数学理论性强，难度大，与化学工程关联度偏小，难以直接用于本校化学工程专业研究生的教学。 国内出版的化工过程与设计方面的教材较多偏重工艺描述， 与化工优化知识的结合点少， 不能直接采用。 我们从国内外的教材中进行选取， 注重各章知识点完整性和连贯， 强化工程实践意识的培养。 经过几轮教学效果比较和学生反馈，最终确定总学时 32，主要教学内容分为：

3、优化基本理论及概念； 优化理论在化工领域的应用； 项目立项及化工厂设计； 化工过程优化与设备选型； 化工与优化专题讨论。近年来，通过与华东理工大学、天津大学等高校的调研与交流，收集整理相关的图书资料，我们还对现有教学讲议及 PPT 课件进行了一些充实和完善， 最终形成包含有化工基础知识， 管路及设备选型， 工艺路线优化， 各种操作单元设计优化与组合方法，公用工程设计， 计算机辅助设计基础知识， 可研性报告编写，技术经济分析， 绿色化工过程等适用合肥工业大学的生源状况的教学讲义及 PPT，解决了课程缺少合适教学资料支持的问题。二、改革教学方法，因人施教随着研究生招生人数的增加， 合肥工业大学化工

4、学院研究生的生源发生较大变化。 2012 年度，“ 211”以上生源占 33%，其他大多为阜阳师范学院、 合肥学院， 皖西学院等本省非工科背景生源。这些学生中，有的缺乏化工基础知识，有的实际工作经验丰富，但理论功底薄弱。针对生源情况，我们在教学中注意适当补充一些基础化学工程知识点， 通过化工与优化专题讨论教学过程，布置相关章节阅读作业， 补充理科或师范生源学生的化工管路，流体输运机械，反应釜，搅拌器类型，板式塔或填料塔等知识点。通过教学方法上的设计，通过 45 个学生搭配组成的学习小组，共同完成一个设计型课题，让非化工专业背景学生掌握化工设计的基础知识。对基础好的学生，则布置Aspen Plu

5、s 、PRO/II 和 ChemCAD软件应用专题，让学生通过工艺过程，掌握计算机辅助设计、 模拟及优化系统知识， 参加化工项目设计竞赛。在教学过程中， 教师把与企业合作中得到的感受向学生做生动地讲解，并结合企业中的化工优化与化工厂设计实例，课堂气氛活跃，师生有所互动，受到本校学生及企业研究生班学员的好评。三、培养学生的化工经济分析和绿色化工思想近年来，国家对化工项目申报和实施过程有了法定程序， 如项目经济分析，可行性论证，安全与环境评估及社会影响等流程。一些用人单位反映， 相当多的化学工程专业研究生不会编写项目可研性报告， 不了解项目的设计评估施工验收冷模中试生产整个流程。 中国化工学会理事

6、长等专家在合肥工业大学做学术报告时， 曾呼吁化工学院应对研究生增设化工项目的可行性报告编写，项目经济分析， 平立面优化设计及绿色化工等课程。因此，教学过程中，我们以化工学院与合肥安邦化工 XX公司合作开发的“ 2000t/a 溶剂法 TAIC 交联剂的清洁生产技术研究及产业化项目”为范例， 从项目建议书开始， 在课堂上把科研报告，环评，安评，总图设计，施工图设计等资料展示给学生，讲评化工厂建设的资料编写技巧，使学生对化工厂设计过程有了认识。在安徽省化工设计院的帮助下， 结合该项目的设计图纸， 补充学生化工设计制图、识图知识及化工产品的分类等国家标准。四、在教学过程中丰富教学内容，改进教学方法化

7、工过程设计与优化属于新开课程，考虑到缺少教材和教学经验，化工学院把化工过程设计与优化课程定位为研究生的专业选修课，进行教学实验。在2006 学年选课过程中，研究生导师和学生对这门课不太了解，选课的学生只有 5 人。起初，我们从图书馆查阅有关优化和化工设计的图书资料，从20 多本相关图书中寻找出相关的教学素材。例如考虑到化学工程专业学生的理论数学基础较弱， 我们避开严格的数学推导过程，直接采用应用数学的优化结果， 如求取极值和黄金分割法等一些优化方法，来处理化工领域的一些工艺优化问题。我们将管路计算，污水处理，工艺参数，换热器，精馏塔的设计与优化作为第二章。课程结束后， 布置一些化工过程的优化专题课外作业。在承担的教学过程中， 先后补充了常见化工单元操作优化与设备造型，化工识图，化工经济评价，绿色化工设计等内容。随着选课人数的增加，我们在教学方式上进行了改进，增加专题讨论环节。将学生分为若干个专题组，让学生根据所学知识，通过查阅文献，对管路设计及优化， 项目建议书， 搅拌器形式与选型等某个单元进行演讲和讲评， 调动了学生的工程实践意识， 活跃了课堂学术气氛。我们对学生的专题作业进行总结， 从中选定一些新的知识点，补充