時間：2022-08-05 14:38:31
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化工原理課程設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要：本文介紹了目前地方高校化工原理課程設計存在的問題，提出了化工原理課程設計教學改革的幾項措施：校企結合、任務協作化、強化工程軟件的應用、改革考核方式。
關鍵詞：校企結合；團結協作；工程軟件；成績評定
化工原理是等化工類專業的專業基礎課，在基礎課和專業課程之間，起著承上啟下、由理到工的橋梁作用?；ぴ碚n程設計是化學化工及其相關專業學生學習化工原理課程必修的（化工原理理論課、化工原理實驗課及其化工原理課程設計）三大環節之一，是綜合應用本門課程和有關先修課程所學的知識，完成某一單元操作為主的綜合設計性實踐。通過該教學環節，可以使學生在規定的時間內，應用專業知識進行融會貫通的思考，分析和解決工程實際問題，得到化工工程設計的訓練，培養學生的設計能力和嚴謹的工作作風，提高學生的獨立工作能力[1-2]。
一化工原理課程設計中存在的問題
地方高校，由于條件的限制，化工原理課程設計的教學質量受到了一定的影響。如：（1）設計選題題目陳舊、單調、雷同，學生基本上都是依葫蘆畫瓢，抄襲現象嚴重；（2）學生缺少工程意識的培養，與實際相結合太少，對工藝和設備的認識比較膚淺，對設計過程涉及的計算和公式并不理解，同時由于計算量又大，設計時間安排比較緊，因而只能在給定的條件下根據例題進行驗證性設計，欠缺對設計方案的綜合分析和優化；（3）雙師型教師缺少，指導學生的能力有待不斷提高；（4）缺少合理的化工原理課程設計考核評價體系，學生缺乏鉆研精神、積極性和主動性難以調動起來。（5）學生計算機應用能力和工程繪圖能力嚴重不足，多數學生無法在較短的時內繪制出工藝流程圖或設備工藝條件圖，利用計算機處理文檔和進行工藝計算的能力差等。
二化工原理課程設計教學改革措施
（一）采用校企結合，注重設計題目的實用性到生產一線選題，根據工廠情況涉及精餾、吸收、萃取、干燥等包含化工原理知識較多的單元操作，比如一個班的人有的是換熱器，有的是精餾塔，有的是填料塔等。注意盡量給定多樣化的物系以及操作條件，有利于學生獨立完成課程設計作業，避免抄襲想象的發生。這樣在與工廠實際需要相結合的同時，可以充分調動學生學習積極性，使學生真正感到學以致用，學生在設計方案的選擇、物性數據的查找、公式及設計方法的選用、工藝流程圖以及設備工藝條件圖的繪制、設計說明書的編寫等方面的綜合能力得到訓練。此外，還可以推動教師提高教學能力。（二）合理安排設計任務，注重學生團結協作能力的培養按照精餾、吸收、干燥、萃取等單元操作的不同先分大類，然后對于每個大類按照體系、處理能力、操作條件、原料的組成以及產品規格的不同等進行區分，保證學生一人一題，保證每位學生都得到一次工程設計的初步訓練，完成課程設計，避免抄襲現象。當出現問題時，學生之間可以互相討論，查找物性數據和發揮集體的智慧，有些問題不需要老師指導，學生即可解決，學生在自己設計和共同討論的基礎上完成設計，團結協作能力得到增強，還可以體會到成就感。（三）注重現代設計理念、強化計算機輔助設計計算機在化工教學、化工設計以及化工生產方面的應用越來越廣，計算機工程軟件的應用價值已經得到認可。為了提高化工原理課程設計的質量，必須強化強化工程軟件的應用。化工原理課程設計的工藝計算中相平衡數據的求取、理論塔板數的確定、回流比的選擇、換熱器傳熱系數的選取等往往含有試差、大量的循環重復計算，計算工作量大，采用Excel和AspenPlus等工程軟件，可以大大減小計算量，提高計算效率和計算精度[3]。化工原理課程設計中的精餾塔負荷性能圖的繪制、工藝流程圖的繪制、精餾塔理論塔板數的圖解法求取等方面要求學生采用AutoCAD，并嚴格按照化工制圖的標準進行，使學生得到一次化工設計的規范鍛煉。采用Excel、VisualBasic、Origin、AspenPlus和Auto-CAD等計算機軟件輔助化工原理課程設計，各種軟件各取所長，充分發揮其長處，能夠快速、準確、直觀地得到計算結果，免去了復雜、繁瑣、耗時、粗糙的手工計算；避免了手工繪圖、手工擬合模型參數帶來的較大誤差，提高設計效率。工程軟件在化工原理課程設計中的圖例見圖1、圖2、圖3。（四）成績評定貫穿整個設計過程，促進學生設計積極性的提高為促進學生化工原理課程設計的積極性，可以制定出一套合理、貫穿整個設計過程的成績評定辦法[4-5]。課程設計計算書、設計說明書和圖紙的質量占終評成績的40％；學習態度、出勤率、創新思維和解決實際問題的能力占課程設計終評成績的30％；答辯考核占終評成績的30％。答辯環節可以考察學生對于設計內容、設計的思路的清楚與否；對于設計結果的評析、問題的回答正確與否，是否抄襲一清二楚。
三結語
化工原理課程設計具有很強的綜合性和實踐性，對于化工原理課程設計進行有效的改革，可以充分調動學生的學習積極性與主動性，培養學生團結協作的精神的，培養學生綜合應用所學知識分析和解決工程實際問題能力，促進學生計算機應用能力的提高。
作者：熊航行 許維秀 單位：荊楚理工學院
摘要：化工原理課程設計是與化工原理課程相配套的一個必修的實踐性教學環節。文章從理論學習、實驗設計、設備選型、工程設計、創新能力的培養等4個方面總結了化工原理課程設計在提升化工原理教學質量中的作用。
化工原理主要介紹化工生產過程中的動量、熱量和質量傳遞理論(三傳理論)以及常用單元操作中典型設備的工作原理、基本結構及設計計算等知識ti.-I，教學內容中包含大量理論公式的推導和經驗公式的運用。化工原理課程設計是學生在學完化工原理課程的相應教學內容后所安排的教學環節，不僅與化工原理課程的內容緊密相連，還要運用計算機編程.AutoC aD機械制圖、化工儀表自動化及操作控制、化_L設備機械基礎、化工制圖等先修課程的知識，是一項綜合性實踐訓練陰。該教學環節主要培養和鍛煉學生以下3個方面的能力和素質:(1)系統訓練學生的基本計算技能和文獻資料利用能力，逐步培養其工程意識;(2)培養學生綜合運用所學知識解決二(.程實際問題的能力;(3)塑造學生良好的設計理念。
在完成課程設計的過程中，學生需掌握廠程技術人員所必需具備的基本技能和工程素質，比如工具書、國家標準和規范的使用，經驗公式和經驗數據的選擇，專業文獻資料的查閱、設計成果的分析判斷等等，因此課程設計可培養學生對綜合知識的運用能力和對_L程問題的解決能力，是對學生的一次綜合訓練，也是對所學專業基礎知識的一次總結，更是對化工原理和化工設備課程教學效果的一次檢驗。本文主要通過以下4個方面總結了課程設計在提升化工原理教學質量中的作用。
1 加深學生對“三傳理論”和單元操作的理解
動量、熱量和質量傳遞理論(三傳理論)以及常用單元操作是化工原理的主要教學內容，雖然在平時的課堂教學中可通過多媒體教學、動畫演示、課堂實驗、課后練習、練習輔導等方面增強學生對化工原理基本理論和基本操作的感性認識和理解，但由于課堂教學的內容多，理論知識比較抽象，學習任務較繁重，學生自覺完成課程學習的動力明顯不足，教學效果差強人意。課程設計要求學生在指定的時間內完成一個單元操作的設計，愁一個設計任務一般均涉及物料衡算、熱.衡算、相平衡關系、傳熱傳質速率關系等典型單元操作的基本內容，經歷流程設計到!幾藝設計計算、主體設備結構設計和附屬裝置的選用等過程，因此學生在具體設計中必須全而理解和應用“三傳理論”，并選用合適的單元操作過程。過程必然影響結果，課程設計作為一個教學環節在實踐中有效地督導學生加強對理論學習內容的消化，從而加深學生對理論知識的理解。
2培養實驗設計和設備選型能力
實驗設計能力和設備選型能力的培養是化工原理課程教學的基本目標之一。學習化工原理課程時，通過講解、動畫演示和參觀等教學手段，學生熟悉了常用設備的基本操作規程，但大部分同學的實驗設計能力和設備選型能力較差。為解決這一問題，在確定課程設計內容時，有針對性地選用部分化工原理中常用的單元操作，給學生下達一個明確的任務，讓學生圍繞任務所確定的主題在指定時間內完成具體的設計_L作。如，為加強學生對干燥單元操作的理解，可要求學生設計一套離心噴霧干燥塔或設計氣流干燥器。課程設計的內容要求涵蓋一個完整的工段，為此學生需完成不同藝的方一案選擇、設備選型論證、工藝計算，并根據計算與生產經驗進行主體設備結構設計，然后確定設備總體尺寸、管口尺寸與方位，還要求進行輔助設備選型與計算，最后繪制主體設備圖及帶控制點的工藝流程圖。過程訓練效果表明，學生的實驗設計和設備選型能力得到了有效的培養。
3提高工程設計能力
化工原理課程設計是為培養學生設計能力設置的一個教學實踐環節，也是使學生完成從理論知識到實際應用的重要一環。每一個設計任務均涉及相應單元操作的基本理論，并經歷流程設計到藝設計計算、主體設備結構設計和附屬裝置的選用等過程。由于安排課程設計中只有任務而沒有參數和條件限制，學生在設計過程中可根據自己的興趣和知識背景選擇設計線路，設定和收集操作參數，完成具體的設計工作:
經濟效益是判斷設計質量的重要指標，其中設備建設費和使用操作費是其中的關鍵，而設備費和操作費的綜合考慮也是貫穿于化原理課堂教學中的一個重要問題。比如，精餾操作是化_工生產中常用的單元操作，其中物料的回流比是一個非常關鍵的操作參數C合理的物料回流比應使操作費用和設備折舊費用之和最低在該單元操作中，操作費用主要取決干再沸器中加熱蒸汽消耗量及冷凝器中冷卻水的消耗量，隨著回流比的增大而增大。設備折舊費主要取決于精餾塔中再沸器、冷凝器等設備的投資費，一般隨著回流比的增大而降低。為此，在設計過程中必須綜合考慮設備折舊費和操作費的關系。通過課程設計的訓練，學生不僅進一步提高了公式應用和數據運算能力，同時學會了主動尋求解決實際問題的方法，縮短了理論與實踐的距離，也體會到理論在解決實際問題中的重要作用，提高了理論課程的教學質量。
4培養創新能力
在完成化工原理理論課和實驗課的同時，為了滿足部分學有余力，且對化工原理問題確有興趣的學生的學習需要，教學小組創造條件為其提供進一步學習的平臺，即結合科研任務的需要設計一定數量的課程設計題目，鼓勵學生以小組的形式參與。在設計過程中嚴格堅持“以課題研究為平臺，以創新為目標”的原則，有效地將課程設計、課程教學與科研有機地結合起來。在完成工藝設計計算之后、整理設計說明書之前，要求全體課題組進行交流和總結，即每個設計課題組里選派1-2名學生代表，將本組設計情況在交流會_[向全體同學和指導老師進行匯報。交流時要求主講人用圖表、數據、結論等工程術語表達自己的設計，并在規定時間內著重講解自己設計的特點，對設計結果進行技術經濟分析，突出自己的創造性。交流過程中，指導老師也主動指點設計要領，并對進行設計進行合理評價。這樣的師生互動使學生的收獲不僅局限于自己所做的課題，對其它設計課題也有一定程度的了解，更有效地開拓了學生的設計思路。
1存在的問題
目前普通理工科院校食品工程原理課程設計的教學過程中普遍存在一些問題，從教師的方面上看，在課程設計的實際教學過程中，部分教師流于照本宣科，一貫使用基于化工原理的案例或例題，雖然一般都能做到一人一題，但大多數以變換產量為主，能體現設計性、綜合性和創造性的課程設計題目欠缺。不能有效地體現食品工業的普通特點，而持續印有化工原理的烙跡[2]。從學生層面來看，由于食品工程原理本身課程知識點多，公式復雜難懂，涉及眾多其他學科知識，學生都覺得難學，僅僅看一遍、學一遍是無法理解與掌握的。有時就會造成了學生的厭學情緒。另外，從教材方面來看，目前大多能夠查到的課程設計書籍都是化工原理的課程設計案例，而專門的食品工程原理課程設計的專業書籍書非常少，這在一定程度上也增加了難度。以上問題都是擺在教學工作者面前的難題，根據多年的教學經驗，我們摸索了一些規律，提出幾點建議，主要針對普通理工科院校的食品工程原理課程設計，但教學往往是觸類旁通的，相信對其他課程的課程設計教學也會有所裨益。
2改進措施
2.1做好課程設計總體介紹工作
一般來說，食品工程原理課程設計是學生們第一次接觸課程設計，他們對設計的概念、深度及內容都可以說是一無所知。在這樣的情形下，做好課程設計的事先介紹工作就顯得的尤為重要。強調課程設計的重要性、下發任務書及布置題目、設計書及CAD繪圖的規范等多方面內容，雖然這些問題在認真閱讀規范的基礎上可以完全弄明白，但還是需要重點強調。例如設計書的文本格式問題，看似這只不過是一個小問題，但是事實上如果沒有一個事先的規定及強調，學生們上交的整個設計書就會小問題頗多，教師們就要花費大量時間修改，造成時間與精力上的浪費。這個問題同樣還體現在圖紙的繪制上，因為大多開設食品工程原理的時間都在大二，學生們已經修過工程制圖課程，但是面對較復雜的CAD圖，顯然這些訓練還是不夠的，所以，我們在開設食品工程原理課程之前都會建議學生們提前學習AutoCAD軟件，否則想在短短1~2周內完成設計書的同時，還要繪制圖紙是相當困難的。
2.2合理確定課程設計題目
合理是結果，怎樣選題、選什么題目是關鍵。目前，普通理工科院校的食品工程原理的課程設計要求做到一人一題，但事實上在確定題目時，大多數是同樣的設計，以變換設備處理量為主，而且一貫使用基于化工原理的案例或例題，學生照搬網絡上的現成例子或者是化工原理設計書的例子，不斷的套用公式，照搬照抄，課程設計的抄襲現象很嚴重。面對這樣的問題，我們需要的是能體現設計性、綜合性和創造性的課程設計題目，能夠有效地體現食品工業的普遍特點，需要以工程實踐為基礎進行選題。例如將物料設定成不同的食品原料，剔除食品工業中不普遍使用的設備設計等，增加新技術的設備題目的設計如膜分離技術、離子交換樹脂等設備的設計。另外，一般的課程設計都是簡單的單個單元操作設備的設計如換熱器、噴霧干燥塔等，而這樣的題目設定不能體現整個食品工藝流程的特點。因此可以考慮多個學生為一組設計一套工藝生產線中的不同設備，構成整體食品工藝流程的方法，增加學生的對多個單元操作的理解與掌握。以設計團隊為核心，完成一個生產線的設計，每個學生設計本人的設備用到的數據可能是來自上一位同學的計算結果，同時自己的設計結果也影響著下一個設備的設計，這在很大程度上提高了學生的學習興趣，使學生覺得自己所設計的內容并不是無用的。雖然將工藝流程中不同設備的設計引入提高了課程設計的難度，使學生面臨更大的挑戰性，但通過搜集和查閱大量的研究資料，合理確定設計方案，不斷地克服困難，使學生通過感受工程設計工作的繁雜，也正好達到了課程設計的目標。同時，這樣的選題方式也可與教師的科研相結合，使題目更貼近實際，切實調動了學生的積極性。
2.3強化繪圖軟件的應用
設計要與工廠實際和科研需求相結合，引導學生不管是課程設計的繪圖，還是認知實習、生產實習、畢業設計等都需要采用AutoCAD軟件繪圖。使學生掌握圖幅設置、比例及線型選取、文字編輯、尺寸標注以及設備、儀表、管件表示等繪圖技能，同時提高計算機水平，以適應今后實際工程設計的需要。在繪圖的環節中，不僅能培養學生熟練的使用繪圖軟件，更重要的是鍛煉他們嚴謹的學習與工作態度，真正的沉下心來，一點一點的鉆研，是一次綜合的學習與鍛煉。學生在進行課程設計之前基本已經學過工程制圖的課程，但大多數都是以手繪制圖為主，即使是有計算機繪圖的內容也只是占了比較少的部分，要想在食品工程原理課程設計中采用AutoCAD軟件繪圖完成難度較大的圖紙是相當困難的。所以我們建議學生在之前就要學習軟件或者考取AutoCAD證書，不僅能保證課程設計的順利開展，也能讓學生們多一門技能。
2.4加強教師的輔導及學生的討論
由于之前沒有接受過工程訓練，不具備工程的觀點，不會使用工程手冊及工程上的實際經驗數據，所以提出的設備不合理、不規范。設計書與圖紙也會有許多一題，這就要求教師認真指導與批改，合理確定評分的標準，積極與學生溝通。通過學生答辯來進行一對一的交流，在此過程中能讓教師更好的發現學生的問題，加以糾正。不能簡單的根據學生最后上交的設計圖紙和說明書來評定，導致成績評定不夠公平公正，難以調動學生的主觀能動性。有學生曾向教師反映過，第一次做課程設計時自己真的很認真與努力的完成所有的任務，但是卻沒有在老師那里得到反饋，讓他覺得自己認真做這個沒有什么用，以致于后來的設計都是以對付的心態來完成。因此，教師認真的對待食品工程原理設與有對學生意識的進行工程素質的培訓，是教師在整個課程設計指導中應該發揮的最大作用。另外，學生間的討論也是整個課程設計過程中必不可少的一個環節，加強學生的討論與交流、，互相幫助、互相鼓勵都將會成為學習的動力。在課程設計的1~2周時間內，組織學生在繪圖室進行集中討論與學習，學生有問題可以及時與同學交流或者向老師請教，這一做法在課程設計過程中收到了良好的效果。
3總結
經過了一周多時間的課程設計，現在終于完成了這次的課程設計要求，現在終于有了一點的心得。
在本學期，我們學習了《化工原理》這一課程，《化工原理》是化學工程專業的一門重要的專業基礎課，它的內容是講述化工單元操作的基本原理、典型設備的結構原理、操作性能和設計計算?；卧僮魇墙M成各種化工生產過程、完成一定加工目的的基本過程，其特點是化工生產過程中以物理為主的操作過程，包括流體流動過程、傳熱過程和傳質過程。在這里面，我們主要學習了流體輸送、流體流動、機械分離、傳熱、傳質過程導論、吸收、蒸餾、氣-液傳質設備，以及干燥等。
這次我的課程設計題目是水吸收氨過程填料塔的設計，這是關于吸收中填料塔的設計。填料塔是以塔內裝有大量的填料為相接觸構件的氣液傳質設備。填料塔的結構較簡單，壓降低，填料易用耐腐蝕材料制造等優點。
本設計中，開始的時候我們是采用Eckert通用關聯圖計算泛點氣速，但是我發現用查圖的方法來計算出泛點氣速之后進行液體噴淋密度校核時，無論取哪種規格的填料都很難使其符合要求，最后由液體噴淋密度校核這一步往回推導時，我發現差不多要把處理量提高到很高才有可能符合設計要求。后來我參考了其他的一些資料上的算法發現也有用貝恩（Bain）——霍根（Hougen）關聯式計算泛點氣速的，當我應用這個關聯式計算時發現計算出的結果與查圖算出的相差很大，這一步的計算我們認為查關聯圖不是很準確。
在填料的選擇中，我幾乎是用排除法來選擇的，就是一種一種規格的算，后來認為DN50計算得的結果比比較好。雖然在同類填料中，尺寸越小的，分離效率越高，但它的阻力將增加，通量減小，填料費用也增加很多。用DN50計算所得的D/d值也符合階梯環的推薦值。
解決了上面的問題之后就是通過查找手冊之類的書籍來確定輔助設備的選型，我們選擇孔管型支承裝置作為填料支撐，選壓緊柵板作為填料壓緊裝置。
本設計我們所設計的填料塔產能大，分離效率高，持液量小，填料塔結構較為簡單，造價適合。不過，它的操作范圍小，填料潤濕效果差，當液體負荷過重時，易產生液泛，不宜處理易聚合或含有固體懸浮物的物料等。
我們一組六個同學都是這一個題目，我們大家在一起共同探討在其中發現的問題，一起查閱相關的資料，最后完成了任務。雖然我們六人是同一個題目，但我們大家在很多情況還是需要自己的獨立見解，因為我們大家每一個人都有自己的不同思想，這是很好鍛煉自己獨立絲毫一個問題的機會。在經過自己的努力和老師的幫助下，我在星期五的時候終于完成了老師布置的任務。通過這次的課程設計，讓我從中體會到很多。課程設計是我們在校大學生必須經過的一個過程，通過課程設計的鍛煉，可以為我們即將來的畢業設計打下堅實的基礎！
為此，我感覺能圓滿完成這次課程設計任務，給我帶來了很大的信心，讓我對自己的將來充滿了自信！將來一定是美好的！
關鍵詞：化工原理；工程教育；課程建設
自從《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》頒布實施以來，國家對于工程人才的培養提出了更高的要求，特別是在本科生工程素養培養方面，要求提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力。在這樣的背景下，國家先后啟動了卓越工程師計劃（2010年）和新工科建設（2017年）［1］，為工程人才的培養指明了方向。為適應人才培養形勢的需要，與工程能力培養有關的專業基礎課和專業課的改革勢在必行。作為化工與制藥類專業培養人才重要的專業基礎課程［2］，化工原理課程必須突破傳統的教學模式，以強化學生的工程素養為核心［3］，以現代化教學手段為依托，重新打造適應人才培養新形式的課程體系。
一、課程特點
化工原理是化工與制藥類專業學生的專業基礎課與專業核心課［4］，承擔著引領學生從基礎課向專業課過渡的重要任務。化工原理課程的主要內容是研究化工生產過程中單元操作過程的基本原理與計算以及主要單元設備的工作原理、設計及操作。對于理工科學生的綜合工程素質培養起著重要作用［5］。
（一）理論性強，對學生的數理基礎要求高
化工原理研究的主要是化工生產過程中最基本的生產單元———單元操作。研究過程中需要學生熟練掌握高等數學、大學物理、物理化學等基礎知識并加以綜合運用。對學生的數理基礎要求較高。
（二）與實際生產結合緊密，具有很高的實用性
化工原理所研究的單元操作都來自實際生產，經不斷地完善總結后形成理論。所有的化工生產過程都是由不同的反應過程與單元操作過程組合而來，因此，單元操作的研究對于實際生產有很強的指導意義，課程也具有很高的實用性。
（三）解決問題的手段多樣，靈活性高，對知識的綜合運用能力要求高
由于實際生產的復雜性，生產中所遇到的問題往往有多種解決方法。這些復雜工程問題通常僅靠一種手段很難完全解決，因此需要綜合運用所學知識，通過理論分析、實驗驗證、軟件輔助等多種手段才能得到滿意的結果由于課程具有以上特點，因而傳統的、僅僅依靠課堂理論授課的方式很難滿足對學生綜合工程能力和工程素養培養的目標和要求。這就需要課程建設不能只停留于課堂的理論教學，還要全方位、多手段的采取措施，使之更好地服務于教學內容和教學目標。
二、課程體系建設
為滿足對學生綜合工程能力和素質培養的要求，經多年實踐，化工原理形成了以理論課程為核心，“理論、實驗、實踐”三位一體的課程體系。除理論教學外，課程體系中還包括化工原理實驗課、認識實習和課程設計三門實踐課程，使課程在工程能力培養方面得到了強化。
（一）認識實習
認識實習是化工原理理論課程進行之前的先修課程，主要內容是對化工生產的常見流程以及單元設備進行講解和參觀，使學生初步了解化工生產的特點以及單元設備的基本原理、結構和操作，并通過現場參觀的形式獲得感性認識，為后續化工原理理論學習打下基礎。認識實習是學生與生產實際的第一次接觸，也是工程素質培養的第一個步驟。
（二）化工原理實驗
化工原理實驗與化工原理課程同時進行，分兩個學期?；ぴ韺嶒瀮热菖c理論課程內容緊密結合，分為綜合性實驗和驗證性實驗。驗證性實驗的主要目的是使學生通過實驗對課堂理論加以驗證，增強對課堂內容的理解。綜合性實驗的目的是提高學生對于課堂知識在實際中的運用能力以及實驗設計和操作能力，在綜合工程素質的培養中居于重要地位。
（三）課程設計
化工原理課程設計是在化工原理課程結束后開設的綜合實踐類課程。主要內容是進行板式精餾塔的設計，包括精餾塔的工藝計算、塔板設計與水力學校核、塔頂冷凝器的設計與選型、設備條件圖和浮閥排列圖的繪制。主要目的是使學生將理論知識應用于工程設計，提高學生的知識綜合運用能力和解決復雜工程問題的能力。課程設計除了應用化工原理的基本理論之外，還要求學生具有一定的工程制圖基礎、了解工程設計規范以及利用現代工程軟件解決問題的能力，通過綜合訓練使學生在實際應用中提高工程素養。
（四）“理論—實驗—實踐”三位一體的課程體系
在實際教學過程中，學生暴露出來的一個較大的問題是“重理論，輕實踐”，對實驗和實踐課程不重視，人為割裂了課程體系中各門課程之間的聯系。為解決這一弊端，課程組設計了“理論—實驗—實踐”三位一體的課程體系，使各門課程之間環環相扣，形成一個整體，在一定程度上提高了學生對實驗和實踐環節的重視，取得了一定效果。在認識實習開始時，就將認識實習與化工原理的關系告訴學生，簡單介紹化工原理課程的基本內容與課程性質，提高學生的重視程度。對于化工原理實驗，則充分利用學科競賽對學生的刺激作用［6］，鼓勵學生參加“全國大學生化工實驗大賽”和“山東省大學生實驗技能大賽”等賽事，從側面促使學生重視實驗。課程設計是整個課程體系中的最后一環，需要學生綜合運用化工原理的知識解決問題，對學生的綜合能力要求較高。在進行化工原理理論教學時，就將工程設計規范的概念傳授給學生，使學生對工程設計形成初步認識。了解到工程設計的復雜性和所需知識的多樣性，也能促使學生努力學習理論知識。通過這樣三位一體的課程體系設計，課程體系中所有的內容都有一定程度的交叉，不再是單獨一門課程的學習，而是整體、系列地學習，大大提高了學生學習的整體性，對學生的綜合工程素質的養成提供了有利的支撐。
三、課程內容及教學方法建設
化工原理課程內容多、學時長，涉及的數理知識及方法多。傳統的課堂教學模式的弊端是學生無法通過課堂學習獲取更多的工程實踐知識。由于課程理論性強，學習難度較大，造成學生學習興趣下降，課堂氣氛也比較沉悶。為了改變這一狀況，切實提高學生的學習效果和綜合工程素養，課程組對課程內容進行了重新規劃并改進了教學手段，取得了一定成效。
（一）重新規劃課程內容，明確知識點，加強課程前后內容的聯系
為使課程重點突出，便于學生主動學習，課程組重新規劃原先以章節劃分的課程內容，劃分為157個知識點，以知識點為核心重構教學內容。這樣一方面使學生能夠很快地抓住重點，與以章節為單位組織教學相比，知識點的范圍更小，學生學習時間縮短，學生更容易集中精力進行學習，提高學習效果。另一方面，通過不同知識點的組合，可對有不同要求的專業采用同一套知識體系進行教學。對于短學時的專業，只要將所需的知識點提出并教授給學生即可，無須重新組織教學內容，從而減輕教師的備課壓力，提高教學質量和學生的能力。
（二）采用綜合工程案例為主導，強化學生的工程意識和工程素養
案例教學一直是化工原理教學中提高學生工程意識的重要手段之一，但以往的案例通常僅局限于某個知識點或者某個單元操作，學生在學習過程中難以把握工程問題的實質和精髓，對問題的分析也不夠深入。為進一步提高學生的工程素養，增強學生分析和解決問題的能力，課程組設計了綜合工程案例，通過對實際問題的分析，提高學生對復雜工程問題的認識，提高他們綜合運用知識、解決問題的能力。
（三）擴展教學資源，創新教學手段
教學資源是教學工作的基礎，資源建設一直是課程建設的重要組成部分。為促進學生工程素養的提高，課程組在資源建設方面做了大量工作。首先，組織教師編寫了《化工原理案例庫》，收集整理了幾十個工程案例，通過對案例的詳實分析和細致研究，將其中包含的工程問題進行分解，使學生在案例的學習中鞏固基礎知識，提高他們分析問題和解決問題的能力，強化其工程意識和工程思維能力。其次，上線了化工原理慕課。化工原理慕課的上線運行，大大豐富了課程的教學資源，為新的教學手段的實施打下了良好的基礎。最后，編寫配套習題集，給學生提供課外練習的資源。習題中除了大量考研題外，還選擇了部分工程案例進行操作型問題分析，增強學生對實際問題進行分析處理的能力，強化其工程思維和科學思維能力。有了豐富的教學資源做基礎，就可以在傳統教學方法上進行大膽創新，采用新的教學手段提高學生的各方面能力。在化工原理的教學中，課程組進行了問題導向的線上線下混合式教學模式的探索。具體實施方案是在每一章課前提出本章需要解決的一個工程問題，引導學生利用慕課等線上資源進行自主學習，教師進行線上答疑與指導。線下授課階段分為兩種模式。其一是教師要求學生根據線上學習的結果對某一知識點進行講解，并接受來自其他學生和老師的質疑；其二是教師對重點問題進行適當講解并回答學生提出的問題。還可以采取分組作業、課外綜合大作業等形式促使學生查閱資料，完成任務，提高學生主動獲取知識的能力，并拓展其視野，加深其對工程問題的認識?；ぴ淼馁Y源建設及線上線下混合式教學的總體設計如圖1。
四、結語
提高本科生的工程素養是工程教育的核心問題之一，關系到國家各項重大工程項目建設的后備人才培養和國家未來發展的人才規劃，應當引起人才培養部門的足夠重視。文章以這一出發點為基礎，對作為本科生從基礎走向專業重要橋梁和紐帶的化工原理課程從課程體系、課程資源以及教學手段等方面進行了重新規劃。通過“理論-實驗-實踐”三位一體的課程體系設計，“知識點劃分與整合”的教學內容重組，“綜合工程案例為主導，線上線下結合”的教學模式改革，充分調動學生的學習積極性，提高其工程能力與工程素養，為綜合型人才的培養模式提供了積極的探索和有益的借鑒。
參考文獻：
［1］成忠，諸愛士，劉寶鑒，等.面向新工科建設的化工原理課程教學改革與實踐［J］.化工高等教育，2021（38）：40-46.
［2］郝世雄，杜懷明，于海蓮.工程教育認證背景下西部地區地方高校化工原理課程設計教學淺議［J］.廣東化工，2020（47）：226-227.
［3］張海鵬.論提高工科大學生的工程意識［J］.中國石油大學學報（社會科學版），2016（32）：103-107.
［4］王筠，毛中旭，趙輝.工程教育專業認證背景下化工原理課程的教學改革與實踐［J］.天津化工，2020（34）：90-91.
［5］陶彩虹，張玉潔，盛麗，等.改革考核方式，激發學習興趣———化工原理教學方法探索［J］.化工高等教育，2020（02）：137-140.
（一）現狀與不足
與《流體力學》和《化工原理》等傳統科目的經典的設計任務相比，《大氣污染控制工程》課程設計的任務更具綜合性。比如說，《化工原理》課程設計的任務可能是設計一個換熱器或是一個精餾塔，是針對具體設備的設計，而《大氣污染控制工程》課程設計比較典型的任務，如“脫硫系統的設計”，不僅僅是對脫硫塔設備的設計，同時要對煙氣連接的管路、脫硫劑的制備以及煙囪進行設計。綜合性的設計任務對指導教師與學生均提出較高要求。在教學實踐過程中，發現以下問題：（1）學生對細節的把握不到位，設計說明書中描述性的內容較多，合理準確的參數設計模型與量化數據不足。（2）指導老師對工程資料掌握的不充分，課程設計的選題內容比較局限，一些老師為了追求設計任務的區分度，僅是改變一些參數，帶來部分不積極的學生在設計的過程中抄襲，或者在別的同學的設計結果上機械性修改數據。
（二）改革與建議
基于大氣污染控制工程課程設計綜合性強的特點，針對以上發現的問題，提出相應的建議。
1.進一步明確設計任務，避免學生因時間緊降低核心部分的設計標準。明確要求核心設備的核心部件（或區域）的設計采用經典理論模型準確進行，輔助部件或系統的設計可根據工程經驗值核算完成。比如脫硫塔的整體設計中包括了脫硫塔本體的設計、除霧器的設計以及強制氧化區空氣噴槍和攪拌器的設計，其中脫硫塔本體的設計是非常重要的，任務書中應明確要求學生用吸收的基本理論模型來設計吸收區的高度，而不能簡單利用一般的煙氣的流速和一般的停留時間來確定其高度。而對于通用的設備，比如除霧器，簡單核算給出設計結果即可。
2.合理安排設計任務，使任務來源多樣化。鼓勵一些學有余力的學生自己命題，命題的范圍必須是與課程相關的，在實際生產過程中普遍存在的或典型的問題，這樣能充分調動學生的積極性，避免學生因題目相近而抄襲。同時鼓勵學生在指導老師所承擔的技術服務項目或課題中選取能夠獨立完成的任務，當然這些任務務必與該課程設計環節要求契合，在保質保量完成該環節學習任務的同時，激發學生學習的熱情和創造性思維。
二、實施過程
（一）現狀與不足
1.《大氣污染控制工程》課程設計具有綜合性的特點，在設計過程中涉及的知識源于流體力學、化工設備、材料以及土建等。而教師在課堂教學中難以對每部分知識進行充分的講解。因此，學生總是在設計的過程才發現對某部分內容不熟悉，臨時去查找資料進行學習或是復習，耽誤時間。
2.現在大多數的年輕教師沒有在生產現場工作的經歷，普遍缺乏工程實際的相關知識，在教學中難以融入生產實際的相關內容。如在除塵和脫硫技術的講解中，教師只講解一般的工藝原理和設備原理，對具體的除塵或脫硫等工藝的結構和設備尺寸的介紹不足。因此，學生在設計中只能依據設計手冊和資料模仿設計，設計方案的制定無工程理念與依據。設計過程中可能出現毫無判斷地使用某些數據，而這些數據源于另一個完全不同背景的設計中，最終導致設計結果與實際差距過大。
（二）改革與建議
1.在《大氣污染控制工程》課程教學過程中盡可能多地融入實踐性內容，并在理論課講解的過程中就提示學生在之后的課程設計中會遇到那些問題，提前做好準備。
2.改變課程設計僅在教室進行的現狀。在設計任務布置下去后，先讓同學們熟悉設計流程，找到設計中可能遇到的難以通過資料查找而解決的問題。之后組織學生到相應的企業參觀實習，讓學生了解除塵或脫硫系統的性能特點、結構、設計基礎知識以及主要設備在實際工程中的運用，即帶著問題去學習。或是從企業中聘請有實踐經驗的工程師或是技術人員來學校進行系統和設備的講解，為同學們集中答疑，解決設計過程中涉及的工程問題。
三、考核與評價
（一）現狀與不足
1.課程設計通常采用考查方式評價，因此很多學生對其重視程度不夠，認為這個環節只是對《大氣污染控制工程》理論課程的簡單加強，缺乏積極性和主動性。部分學生中存在敷衍了事，甚至抄襲其他同學設計內容的現象。
2.目前課程設計的考核方法缺乏剛性的標準，通常由指導教師根據學生提交的設計說明書、圖紙和答辯情況來評定成績，通常以“優、良、中、差”來給成績，過于籠統，區分度差。
3.該環節完成后，對學生在設計中存在的不足與錯誤，未能充分反饋給學生。這種單一單向的考核評價方式不能真實客觀地反映學生的學習效果，影響了課程設計評定的公平性，抑制了學生的積極性。
（二）改革與建議
1.出臺詳細的“課程設計成績評定細則”，以加強課程設計的過程管理，一方面規范指導教師的教學和成績評定方法，另一方面對課程設計的進行過程給予嚴格考察。發現抄襲嚴重的課程設計以“作弊”給予相應處理。
2.將評分方案設定為：考勤占10%，設計表現和積極性占10%，考核答辯占30%，計設說明書和圖紙成績占50%。使得絕大多數學生在課程設計中積極主動地進行思考和設計，提高課程設計質量。
3.開設課程設計的總結交流會，讓學生就課程設計的過程發言，并了解自己的設計的評判情況和不足之處。
四、結束語
關鍵詞：科研；教學；化工原理；教學質量
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0151-03
教學與科研是高等教育的兩大核心內容，早在19世紀初，教育家威廉?馮?洪堡就提出“教學與科研統一”的大學理念，從而賦予大學新的職責，使得大學肩負起傳播科學和發展科學的雙重職能[1]。從總體上說，教學是培養社會所需人才的重要手段，科研則是在一定領域內促進人才成長的搖籃，兩者相輔相成，互相依賴，相互促進，共同發展。高水平大學不僅體現在高水平的科研成果上，而且體現在高水平的本科教學中[2]。將科學研究融入教學過程，以科研促進教學，提高本科專業教學質量是培養社會所需人才的一個重要途徑[3，4]?；ぴ碚n程是化工類及其相關專業本科生學習的一門重要技術基礎課，本課程涉及的各種單元操作來自化工生產實踐，又面向化工生產實踐，具有顯著的工程性。它是運用數學、物理、化學等基礎知識，研究實際化工物理過程中的客觀規律的學科，本課程擔負著承前啟后、由理及工的橋梁作用。熟練掌握化工原理課程涉及內容，對學生后續各專業課程的順利學習和加強學生的工程素質發揮著非常重要的作用[5]。因此，如何培養學生的工程觀念，使學生快速接受工程學科的學習方法，激發學生學習化工原理的興趣，提高化工原理教學質量，這是每位講授這門課程的教師必須思考的問題。根據我們課題組多年從事化工原理課程的教學體會，本文闡述了以科研促進教學，提高化工原理教學質量的重要作用和做法。
一、科研與教學的關系
1.科研可以提高教師的教學水平。教師教學水平的提高是保證教學質量的基礎，因為教師直接面向學生，是知識的直接轉播者，更是學生行為的影響者，只有好的師資力量才能提高教學質量[6]。一個優秀的教師應該有著淵博的理論知識和豐富的工程實踐經驗，這一點對于工程學科的教師來說尤為重要。教師通過查閱大量文獻資料，能夠了解本學科最新的知識和發展動向，可以不斷更新專業知識結構，從而拓寬教師的教學內容，提高自身的業務水平。通過科研，教師能夠進一步強化自己的創新意識，不斷提高自己的科學思維能力和分析問題的方法。對于工科教師，教師可以把科研活動與工廠企業合作，為企業解決實際存在的問題，進一步強化教師的工程意識和工程實踐能力。教師具有一定的科研積累后，才能在教學過程中把“創新意識”和“工程觀念”潛移默化地傳遞給學生，教師把理論知識和身邊的實際工程有機結合起來，用風趣的語言講授教學內容，不斷激發學生的學習興趣和創新意識，才能有效地提高教學質量。
2.科研可以充實教學內容，改進教學方法。工程類課程大多內容繁雜，難度較多，有基本的概念描述，也有枯燥的公式演繹，更有實踐經驗公式的選擇等問題。要提高工程學科的教學質量，科研活動無疑就是一個最好的手段，因為科研本身就是一個不斷探索、不斷修正、不斷分析和完善的過程，也是科研者對事物了解不斷深入和認知的過程。如果沒有老師對工程過程親身實踐的體會和理解，就很難達到一定的深度和廣度，也不容易從中提煉出自己獨到的見解，就容易變成教師簡單照本宣科的教學模式，這種教學注定是不能引起學生的興趣的。通過相關的科研實踐，教師對教材有更深入的理解，能更準確地把握教學內容，做到深入淺出地教學。教師也能把自己在科研中遇到的問題在教學過程中讓學生分析討論來嘗試著解決，使教學成為學習和科研的保證。教學中發現的疑難問題，也可以成為教師進行科學研究的課題。通過科研實踐，老師的教學內容得到及時的補充和更新，老師把自己的科研思維轉化為教學新方法，學生能夠獲得本學科前沿的新知識。這種教學模式讓整個教學過程能夠做到教學中有科研，科研中有教學，教學中有思考，科研中有答案，很容易提高學生的學習興趣，使學生的學習模式由被動性向探索性和自主性轉變，在教學中培養學生發現問題和分析問題的能力。
3.科研可以提高學生的學習興趣和創新能力。本科教育的目標是培養學生“不僅要掌握扎實的基礎知識，還要具有學習新知識的能力，創新能力和實踐能力[7]?！边@些目標的實現僅靠課堂上教師采取“灌輸式”的教學方法難以完成。年輕學生最大的特點是好奇心強，求知欲旺盛，對于書本上抽象的理論論述往往缺乏興趣?？蒲惺菇處煹闹R得到更新，本科教學內容得到充實，抽象的理論就可能變成一個個鮮活的工程實例出現在學生的眼前。憑借抽象的工程原理解決實際的工程問題，這會給學生留下很深的影響，對所學的理論就很容易吸收和消化。教師在科研過程中形成的獨特的科研創新思維，分析解決問題的方法都會通過教學過程有形無形地傳遞給學生，從而使學生也具有了科研素質。同時，經過科研積累后，教師身上具有的熱愛科學的態度和對科學問題積極求真的精神，也會在教學過程中反射到學生的身上，激發學生對科學的熱愛和對科研者的敬意，提高學生對本課程的極大興趣。多年教學實踐證明，科研能力強的教師，教學水平相應的也比較好，在學生中間的認可度普遍也較高。
二、以科研促教學提高化工原理教學質量的措施
1.教師重視科研，將科研成果引入教學?；ぴ碚n程具有很強的工程性，所涉及的許多設備會隨著行業的發展而不斷地更新，是和本學科最新研究動態密切相關的一門課程。根據化工原理課程特點，培養學生的工程觀念和創新能力是化工原理教學承擔的一個主要任務。因此，理論和具體實踐結合將是提高化工原理教學質量的一個關鍵手段。教師是知識的轉播者，也是科研的主導者，在理論教學過程中，教師必須加大學科理論和最新實踐相結合的力度，引導學生學會跟蹤學科前沿，樹立和強化工程觀念。大部分教師都有科研任務，這也是教師獲得最新知識的最佳途徑，授課老師可以把自己的最新科研內容與課程有關內容結合起來，通過實際案例進行教學來啟發引導學生。如果學生在課堂中充分感受到所學知識有很大的用武之地，就會表現出更高的學習熱情，收到意想不到的學習效果。例如，在研究“海泡石黏土處理有機廢水的研究”項目里，我們以海泡石為吸附劑吸附有機廢水中的有機物。海泡石具有良好的吸附性能，但海泡石顆粒極細，過濾較困難，使得再生成為一個新問題。經過努力，課題組通過加入硫酸鈣晶須作助濾劑，使吸附劑容易過濾和再生，從而實現了吸附劑的循環使用，這個過程包括助濾劑選擇、絮凝沉降、脫色沉降、廢渣過濾等問題。合成氨生產工藝是化工類學生極其熟悉的一個工藝過程，在傳熱單元操作學習時，我們結合教師在研的項目和淮化集團的生產工藝過程，通過對工藝流程中換熱器所在工藝位置的確定，讓學生更深地了解傳熱單元操作在化工生產中的重要性，合成氨工藝流程中換熱器是如何選型和設計的，整個工藝過程中為降低能耗而采取的進行熱量回收利用的方法。把教師的科研融入教學，使枯燥的單元操作原理變成了一個個生動的實際問題，學生在解決問題的同時，學會了分析問題的思維方法，對化工原理課程產生了濃厚的興趣，使得學生從“要我學”變成了“我要學”，極大提高了化工原理課堂的教學質量。
2.實行導師制，讓學生參與教師的科研項目。愛因斯坦曾經說過：“興趣是最好的老師，興趣永遠勝過責任感?！睘榱俗寣W生能切身感受到科研的無窮魅力，提高學生學習和科研的積極性，學校讓本科生參與到老師的科研項目中，這對提高教學質量和學生的科研創新能力都有很大的幫助。本科生導師制，已經在許多高校實施，并且顯現出許多的優勢，作為化工專業的學生深入到老師的科研活動中來就顯得尤為重要。化工老師所承擔的研究項目基本都能涉及到化工原理課程中的各種單元操作。學生利用課余時間，可以在導師的指導下參與完成部分或一個科研項目，這期間老師應該把項目中涉及的化工原理單元操作作為重點，有意識地引導學生進行實踐、分析和總結，通過學生的親自動手，把課程教學中較為抽象的理論變成易于理解和直觀的實際過程，加深學生對所學概念和原理的掌握。同時，學生在科研過程中，也會遇到一些實際問題，通過查閱相關資料進行分析總結，制定合理的實施方案，進行多次反復的實際操作，最終解決所遇到的問題，甚至在解決老問題之后又有新的問題出現，再進行新的方案設計。通過這些步驟的訓練，學生會對所學書本知識從實踐上又有更深層的體會和理解，進一步加深對課程理論精髓的認識，從而提高對化工原理課程的興趣。目前，我校應用化學專業已實行了科研實踐周活動，讓學生在科研實踐周內熟悉所學課程的實際應用。學校還根據我校煤化工的特點，以講座形式聘請知名人士做客座教授為學生授課，列舉典型生產過程進行講解和分析。實踐證明，導師制的實施使學生在學習過程中具有很強的針對性，對提高化工原理教學質量起到了很大的輔助作用。
3.整合化工原理實驗，培養學生工程觀念和綜合能力。實驗環節是進行科研活動最好的途徑之一，學生通過動手實驗可以樹立工程觀念，了解工程問題，從而激發學習化工原理課程的興趣，這是提高化工原理課程教學質量的一個有效手段，教師應該在這方面多下功夫。由于化工原理實驗裝置費用一般都較高，部分學校存在實驗設備套數有限，學生動手機會少等問題，弱化了實驗課的重要性。如果能對化工原理實驗室中現有的各個實驗進行全面整合，形成對于某一問題的綜合性實驗，則能達到事半功倍的良好效果。例如，在講述流體流動機械關于離心泵章節中，要求學生掌握離心泵的工作原理、氣縛現象和灌泵、氣蝕現象和允許安裝高度、離心泵的啟動和流量調節等一系列問題。而實驗室對這問題的討論所對應的實驗只有“離心泵特性曲線的測定”，單靠這一個實驗遠不能讓學生深刻地領會這些概念。由于其他實驗中也都有涉及到離心泵的應用，為此，我們在實驗中把“流體阻力的測定”、“機械能轉化的演示實驗”和“離心泵特性曲線的測定”三個實驗整合起來，加深學生對離心泵特性的理解。做實驗前我們讓學生先自行觀察，找出各泵的安裝位置，讓同學們分析各泵為什么安裝位置不同及安裝高度如何確定。通過幾個實驗的對比，學生更清楚地認識到防止“氣縛”現象才是灌泵的真正原因。通過這三個實驗的整合，學生很快掌握了課堂上講授的關于離心泵章節的內容，而且記憶深刻。在講授傳熱章節時，為了讓學生掌握不同類型的傳熱效果，我們實驗室引進了兩組傳熱實驗裝置，一組是有相變的“水蒸氣―空氣給熱系數的測定”，一組是無相變的“冷―熱空氣給熱系數的測定”。通過水蒸汽―空氣這組實驗，學生知道冷凝水在管道存在的原因和危害，實驗過程要及時排除冷凝水管道里的冷凝水的重要性。通過實驗操作弄清楚冷凝給熱系數對總傳熱系數的影響可以忽略，在有相變傳熱實驗里并、逆流對傳熱效果沒有影響的原因。而在冷―熱空氣這組實驗中，我們要求學生重點掌握總傳熱系數與冷熱流體給熱系數的關系，逆流和并流換熱對傳熱效果的影響，以及實驗過程中逆流和并流熱換操作切換時應注意的事項。通過對兩組實驗的比較，學生很快對這兩類傳熱問題有了正確的認識，對課程中涉及到的復雜繁多的給熱系數經驗公式的選擇有了清晰的思路。通過對實驗室現有實驗的整合，不僅提高了化工原理理論教學，更能提高學生綜合實驗的能力，而且對學生樹立事實求實、正確的科研觀有很大的幫助。
4.科研引入課程設計，重視化工原理課程設計教學環節?；ぴ碚n程設計是學生綜合應用化工原理所學知識去完成一項設計任務的實踐性訓練，通過課程設計環節，學生可以學會如何運用化工單元操作的基本原理、基本規律及常用設備的知識去解決工程上的實際問題，培養學生正確樹立工程觀念和嚴謹的科學作風。目前，市面上有很多關于化工原理課程設計的參考書可以參考，有些學生就把它看成是一個簡單的綜合性大作業，不是很重視。針對這一現象，除部分傳統的保留設計題目外，我們嘗試著課程設計從教師的科研課題中選擇確定。目前有部分設計題目來源于教師正在承擔的縱向和橫向科研項目中的其中一部分，如：“PVC廠廢酸回收技術”、“生物質液化油分餾技術的研究”、“硫銨石灰石法煙氣脫硫”及“氨法脫硫聯產硫酸鈣晶須的研究”等項目。我們把這些項目中涉及的相關換熱器、精餾塔、干燥器、吸收塔及泵等部分內容作為學生化工原理設計課題，學生需要首先了解整個科研項目內容，根據項目內容選擇所需設計的設備的大致類型，然后根據科研過程選擇設計所需的有關參數和數據。比如在精餾塔的設計課題中，是應該選擇板式塔還是填料塔，在板式塔設計中是用篩板塔還是浮閥塔，在換熱器的設計中是用套管換熱器還是列管換熱器，都需要學生根據具體科研項目來確定。通過這樣一個訓練過程，學生能夠進一步把所學理論和工程實踐結合起來，在真實的課題研究中得到鍛煉。許多同學在后面的研究生入學考試中，化工原理科目都能得到較好的成績。
化工原理是一門工程性很強的課程，讓學生在短時間內很快掌握并靈活運用并非易事。采用科研與教學相結合的方式，選擇形式多樣且適合化工原理課程教學的方法，以科研促進教學，以教學帶動科研，教學科研共同發展，這些舉措極大激發了學生學習化工原理課程的興趣和創新能力，提高了我?；ぴ砝碚摻虒W質量。這種教學形式在化工原理教學活動中初步嘗試并且取得了一定的效果，今后我們將進一步深化以科研促教學，提高化工原理課程教學質量改革的探索，為國家培養更多合格的有創新能力的化學工程人才。
參考文獻：
[1]劉寶存.洪堡大學理念述評[J].清華大學教育研究，2002，（1）：63-69.
[2]王慧琴.堅持科研與教學相結合，努力提高本科生教學質量[J].西安建筑科技大學學報（社會科學版），2006，25（2）：79-82.
[3]趙玲，許志美，曹發海，等.科研提高教學品質[J].化工高等教育，2008，（4）：48-50.
[4]郭英德.教學與科研的雙向互動[J].中國大學教育，2011，（11）：58-62.
[5]譚天恩，竇梅.化工原理[M].第四版.北京：化學工業出版社，2013：1-2.
1注重理論聯系實際
化工單元操作是實踐生產過程的總結和提煉，在教學過程中，注意聯系生產、科研中的成功或失敗的案例，同時穿插日常生活中的豐富、生動的流體流動、傳熱及傳質的實例，加深對基本理論的理解，并靈活應用所學知識，分析和處理工程問題，以具體的實例和逼真的動畫素材貫穿于各單元操作的介紹；把抽象的內容轉化為形象的信息，激發他們的學習興趣，將豐富的實踐案例滲透在理論教學中，適時開展“啟發式”和“討論式”教學，加深學生對化工單元的理解，提高他們的理論聯系實際分析問題的能力，使學生在潛移默化中樹立工程觀點。
2對比、歸納教學方法
《化工原理》不同于理論基礎學科分析和邏輯推理，它注重于工程實際應用，掌握好各單元操作知識和理論，有助于更好解決生產和生活中實際問題，教學中抓住“傳遞過程原理”和“處理工程問題的方法論”兩條主線，引導學生掌握和運用對比、歸納等學習方法，加深對知識的理解和融會貫通。在動量傳遞、傳熱和傳質三傳過程中，微觀上是流體分子運動的結果，流體分子之間存在作用力，直接影響流體分子運動效果。宏觀上根據流體形態，把流體傳遞劃分為層流傳遞和渦流傳遞，采用相同微元平衡法來研究動量，熱量和質量的傳輸過程。對于層流傳遞，大都采用解析方法；而渦流傳遞則采用實驗方法(量綱分析)。比較吸收中的最小液氣比與精餾中的最小回流比，我們發現它們都是操作線與相平衡線相交，通過解出操作線的斜率，求解得到最小液氣(或回流)比，在實際化工生產過程，采用液氣(或回流)比都是最小液氣(或回流)比1.1~2.0倍。再比較傳熱的對數平均溫差與吸收的對數平均推動力，我們也發現它們都是兩種不同狀態流體采用逆流進行傳熱或者傳質，因為采用逆流方式進行傳熱或傳質推動力最大，在干燥單元操作中，物料與空氣接觸也是通過這種逆流方式進行傳熱和傳質。在講解單元操作過程中時，通過對比的不同單元操作的知識點，學生容易抓住了實際工程問題內在因素相互聯系和統一，把復雜問題簡單化，能啟發學生運用理論解決工程類似問題。
通過歸納總結，各單元操作根據現象和過程的物理機理，以能量平衡(或相平衡)、物料衡算為起點，逐次展開原理和公式、操作性和設計性計算、設備構造以及影響因素分析等內容，計算、設備構造、影響因素又以基本原理和公式方程為依據，環環相扣，層層推進，顯示出相似的研究方法。但三傳各單元操作之間并不是簡單的重復，而是各操作單元重點特點各異。要求學生每學完一章(或一個單元操作)之后，要運用簡練的文字和公式，把該章節的基本理論、主要公式及設備和工程應用等主要內容聯系起來，使知識系統化。如流體流動可通過連續性方程、機械能衡算方程和阻力方程三個主要關系式把流體流動的基本原理及相關的計算公式有機地構成一個知識網絡。同樣地，傳熱章節內容可通過總傳熱速率方程和熱平衡方程有機地貫聯起來。教學過程中除了教授學生掌握化工原理知識方法，更要引導和啟發學生綜合運用所學理論知識分析解決實際化工問題能力培養。例如，在離心泵理論壓頭公式推導過程中，葉輪前彎利于得到高的理論壓頭，流體可以獲得較高動能，動能所占比例增大，但在轉化為靜壓能過程中，會有比較大的機械能損失，使泵的效率降低，所以離心泵采用后彎葉片，而風機主要要求送氣量大，不追求效率，用前彎葉片利于減少葉輪和風機的直徑。
3通過課程設計，增強學生工程觀念
化工原理課程設計是培養學生的運用有限的理論解決實際工程問題的教學環節，在設計時首先要從操作基本原理考慮可能性，知道解決工程問題的方法有多種，其次運用公式方程進行設計性計算來分析技術上的可行性，在運用書上的公式中，進一步加深學生對公式出處和用途的理解，計算過程中對有些數據的選取，只能依據工程經驗值范圍和趨勢去判斷，結果肯定有一定程度的誤差，這些又直接影響后續具體設備的選型。這就需要學生進一步從運行效益上考慮操作費和設備費的合理性，最后還需學生從安全和環保方面來考慮具體設備的選型。這些都要求學生對所學知識充分理解，對實際工程問題的要深層次了解，方方面面進行分析，從多方面考慮中篩選出最佳方案。通過課程設計的訓練使學生進一步完善和加深理解所掌握的理論知識，培養學生在實際中研究、分析、解決問題的能力，鞏固學生全面分析和解決工程問題觀念，達到化工原理課程設計創造性和工程性的教學目的，為學生綜合和創新解決實際問題能力的培養打下了基礎。如精餾塔設計中，適宜回流比確定是個關鍵問題，需要從操作原理，技術、經濟等方面來考慮影響因素，才能優化精餾塔設計方案。
4結語
在化工原理教學中，應針對課程的特點，采用不同的教學方法，有助于學生更好地學習和掌握化工原理單元操作知識，啟發和引導學生自主地分析和解決化工實際問題，培養學生工程實踐能力，使化工原理教學效果整體得以提高。
作者：錢立武郭紹義盛敏剛陳大勇單位：池州學院材料與化學工程系
關鍵詞：化工工藝學；課程建設；工程能力；教學
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0271-02
隨著我國經濟迅速發展，社會對對化工人才培養提出了更高的要求。本科院校工科教育的主要目標之一是培養高素質的工程技術人才，使學生在獲得專業知識和技能的同時具備較高的綜合素質和創新能力。教育部“卓越工程師培養計劃”明確提出“……改革工程教育人才培養模式，提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力……”。強化學生工程能力的培養已成為高校工科專業人才培養的核心任務?；瘜W工程與工藝專業肩負著培養高級化工人才的使命，專業工程性質突出。培養學生的工程能力，不僅要加強實踐環節建設，更要重視理論課教學特別是專業課教學的指導作用?；瘜W工程與工藝專業主要面向的工業部門是化學工業，屬流程工業，往往涉及一系列物理、化學和生物加工過程。化工產品的生產是各種化學單元反應和化工單元操作的有機組合和綜合應用?；すに噷W是根據化學、物理、物理化學、化學工程原理和其他科學的成就，研究綜合利用各種原料生產化學產品的方法原理、操作條件、流程和設備，以創立技術先進、經濟合理、安全環保的化工生產工藝的學科，被認為是架在實驗室研究與工業生產中的一個橋梁。課程工程性強，存在許多與實踐環節的關聯點，是培養學生工程能力的適宜載體。關于化工工藝學課程教學已由不少報道。黃美英[1]等對強化課堂教學、加強實踐與理論教學相結合以及強化學生工程觀念等方面對《化工工藝學》課程教學方法的改革進行了探討；邱玉娥等[2]指出該課程教學應加強工程意識和創新意識的培養，并嘗試采用“傳統型、技改型、創新型”案例教學法強化培養學生的技改創新意識。王鈞偉等[3]認為可通過精選教材內容、強化實踐教學、追蹤學科發展、開設專題報告、加強綠色教育等方式，提高學生學習熱情，鍛煉學生的實際動手能力，培養學生的創新意識，增強教學效果。本文介紹了在化工工藝學的課程建設和教學中突出學生工程能力培養的一些新嘗試。
一、課程教學目的再認識
從化工生產工藝角度出發，運用化工過程的基本原理，闡明化工工藝的基本概念和流程組織、物料衡算、熱量衡算的通用方法，介紹典型產品的生產原理、典型流程、關鍵設備、工藝條件。典型產品生產工藝的講解重點放在分析和討論反應、分離部分的工藝原理、影響因素、確定工藝條件的依據、反應設備的結構特點、流程的組織等；同時對工藝路線、流程的經濟技術指標、能量回收利用、副產物的回收利用及三廢處理運作進行一定的論述。使學生獲得廣博的化學工藝知識，培養工程能力，以便在生產與研究開發工作中開拓思路，靈活運用，不斷開發應用新技術、新工藝、新產品和新設備，更好地滿足社會需要。為強化工程能力培養，要重視本課程對專業實驗、課程設計、生產實習等實踐環節的指導作用，教學活動與實踐環節有機關聯，畫龍點睛，有的放矢。
二、課程教學資源建設突出學生工程認知、工程設計、實驗操作
依據課程實踐性、綜合性、復雜性，為提高學生的工程認知能力和感性認識，基于FLASH和網頁制作等軟件工具，開發了多功能的化工工藝學資源庫，包括：例題分析、圖形演示、生產裝置實際錄像和圖片、實習現場實際教學錄像和圖片等。學生可隨時通過網絡觀摩這些資源。學生將工業生產裝置和工藝展示的視頻看作理論聯系實際的視覺紐帶，訪問的積極性高?！痘瘜W工藝學》中流程圖較多，如果采用學生自己看書本中的流程圖，然后老師講解的教學方法，很容易讓學生感覺枯燥無味，所以本課程特別重視直觀、豐富多彩的多媒體教學方式的高效應用，課件可通過網課程絡平臺自由訪問。在繪制工藝流程圖時，盡量使用動態畫面，如把物料的流動做成動畫，管道、設備、閥門等做成立體圖，不同的物料及公用工程用不同的顏色區分，力求逼真、醒目。固體燃料氣化制備合成氨原料氣的間歇造氣過程的操作循環的動畫演示就很受學生歡迎。在本課程的建設安排了課程設計，其中大約■的設計題目與授課內容直接相關，如合成氨、芳烴分離、天然氣制甲醇等，著重培養學生分析問題、解決問題的綜合能力，鍛煉和提高其對工藝路線的設計、設備選型，以及車間布置和管道布置的能力，培養正確、熟練查閱工藝設計規范、手冊及參考書的技能。將教師科研項目、社會正在建設的工程項目等引入教學，強化學生的應用意識和工程觀念。化工專業綜合實驗中設置乙苯脫氫、反應精餾、噴霧干燥、空氣分離等與化工工藝學授課內容直接相關的實驗項目。
三、課程教學突出培養學生的“當代工程觀”
工程觀是人們關于工程活動的基本理念，是認識和進行工程活動的指南。工程觀念的強弱和趨向直接影響著從業人員的實踐能力。在當代學科交叉滲透的趨勢下形成的當代工程觀[4]是對傳統工程觀的揚棄和超越。當代工程觀視生態環境為工程活動的內生因素，認為工程活動不但受生態環境的制約，而且應按照生態規律重塑生態活動的方式[4]。化工工藝學是培養學生工程意識的良好媒介。在緒論部分，我們強調工藝技術不同于實驗室制備技術，工藝路線評價要突出理論上的正確性、技術上的可行性、操作上的安全性、經濟上的合理性，還要突出環境及生態相容性。講解具體產品的生產工藝過程中，將原子經濟性（AE）[5]、環境商（EQ）[6，7]的概念進行具體計算、剖析。比如氯醇法與乙烯環氧化法制備環氧乙烷路線的比較就是用案例教學提高學生對可持續發展的責任意識和創新素質的生動素材。
四、授課過程強化與實踐環節的聯系
在授課過程中，我們適時引入后期開設的專業實驗、課程設計的題目，提高學習的針對性，如介紹乙苯脫氫時讓學生思考專業實驗將重點考慮的問題：降低體系分壓的方法、測定乙苯轉化率和苯乙烯收率的方法、采用色譜定量時苯乙烯的出峰順序等；在講解物料衡算、熱量衡算、工程圖紙視圖、流程組織時強調在課程設計、畢業設計中的實際應用；在介紹特殊設備布置時強調設計發展，如介紹合成氨工藝技術時引入廢熱鍋爐的適度傾斜布置；適時介紹生產實習中遇到的工藝技術問題，并啟發學生分析、解決這些問題，引導學生建立工程應用意識；授課期間帶學生去觀摩校內實驗及中試裝置，突出情景式教學，使理論學習與實踐環節無縫統一、相互促進。
五、授課過程突出原理-條件-流程-設備一條主線
為強化工程意識，使學生形成做工程就是做細節的理念，在介紹氨、C8芳烴、甲醇、苯乙烯、環氧乙烷、丙烯腈、氯乙烯等產品制備技術時，用整體一條線的思想組織教學：按照產品性質、用途―生產原理（含主副反應、熱力學和動力學分析）―催化劑選擇―工藝條件討論─工藝流程比較―設備分析的順序，由淺入深，漸入佳境。
強化學生工程能力的培養已成為工科高校實踐和理論教學的核心任務，通過化工工藝學教學培養學生工程能力是課程建設的內在要求。強化與工程認知、工程設計、實驗操作相關教學資源建設，授課中貫徹當代工程觀，授課過程與實踐環節緊密結合，用原理-條件-流程-設備整體一條線組織教學等是在化工工藝學教學中培養學生工程能力的有效措施。
參考文獻：
[1]黃美英，梁克中，賴慶柯.對《化工工藝學》教學改革的探討[J].重慶三峽學院學報，2007，（3）：122-124.
[2]邱玉娥，張秀玲，等.化工工藝學應注重工程素質和創新意識的培養[J].化學工程與裝備，2009，（5）：214-216.
[3]王鈞偉，官葉斌，孔學軍，等.《化學工藝學》教學改革探索與實踐[J].廣東化工，2012，（4）：233-234.
[4]汪應洛.當代工程觀與工程教育[J].中國工程科學，2008，10（3）：17-20.
[5]B M Trost. The atom economy - a search for synthetic efficiency[J]. Science 1991，254，1471-1477.
關鍵詞:制藥工程課程設計;教學質量;苦蕎黃酮的生產
1教學質量改革的現狀
教學質量的改革是一個龐大的工程，主要包括教學內容、教學方法、教學手段、教學效果評價、實驗實訓等幾個方面進行改革。生物、化學、化工類等工科專業教學研究與改革中應注重價值引領，凝練課程、注重學科交叉、國際化培養、進行科研訓練、注重實踐能力培養，具有創新精神、職業素養、家國情懷和國際化視野的人才，能在傳統和新興化工行業、化學與材料等相關領域從事科學研究、技術開發、工程設計和生產管理等方面工作，發揮引領性作用［1］。目前從理論出發進行的改革較為常見，從而也導致大眾忽視了對實驗實訓的改革和優化。過于繁重的理論教學在加大的學生學習壓力的同時，也錯失了實踐能力提升的最佳時機。目前很多院校的制藥工程課程設計教學在教學方式、方法、內容方面仍沿用傳統模式，教學效果欠佳［2］。針對制藥工程專業的社會使命及制藥工程課程設計教學內容的特點，剖析課程教學元素，確定課程教學目標，將教學元素與教學內容有機融合，并列舉典型性的教學案例，預期為實踐類的課程教學開展提供參考［3］。因此，提高教學質量的改革，尤其是在實驗實訓方面的改革尤為重要。制藥工程課程設計作為化學化工的分支科目之一，是連接化工、生物、醫療、工業等行業與生產生活的必要橋梁。制藥工程課程設計應秉承理論與實踐相結合的宗旨，積極進行教學改革，與當下教育需求相融合。
2教學質量改革的原則
針對目前國內各個高校制藥工程課程設計教學的現狀，制藥工程課程設計教學過程中存在一些的問題，長期以來，存在的問題始終束縛這門課程的發展和進步。有效地解決這些問題，勢必要從理論教學與實驗實訓的有機結合、結合當下人才培養方案等方面，提出相應的教學改革意見，以期為高校制藥工程課程設計教學改革及提高制藥工程課程設計教學效果提供參考［4］。
2．1理論教學與實驗實訓的有機結合
制藥工程課程設計作為一門應用型極強的學科，扎實的理論知識和實驗技能有助于學生在設計性實驗中獲得更好的成績，而設計性實驗的開展也對教學工作具有良好的促進作用［5］。當前對大多數學生而言，對于理論知識的重視程度遠遠高于實驗課程。相較于理論課的認真聽講、做課堂筆記、課后積極完成作業等，實驗課則往往被許多學生忽視，成為擺設。走馬觀花、點名簽到似乎成了實驗課的常態，實驗課逐漸成為學生最不重視的課程，也失去了實驗課最初對學生將理論知識應用化的教學意義。因此將理論教學和實驗實訓相結合的教學改革刻不容緩，而進行教學改革首要的任務就是加強實驗課的教學管理，提高學生對實驗課的重視程度。提高學生對實驗課的重視主要從以下幾個方面入手:提高實驗課的教學質量。高質量的課程設計能夠調動課堂氛圍，提高學生的學習興趣。課程設計應由淺入深，由易到難，循序漸進，引導學生思考，加強學生的課堂參與感，從而達到實驗課理論與實踐相結合得教學初衷。加大實驗課分值比重。實驗課不被學生重視的一個主要原因是實驗課所占的成績比重往往比較低，導致學生不在乎，對實驗成績更是抱著可有可無的心態。因此加大實驗課的分值比重，能夠更好的鞭策學生積極參與實驗實訓，引起學生對實驗課的重視，從而達到提高教學質量的目的。加強理論與實踐的結合。實驗課的本質是讓學生把理論知識充分應用到實踐中，當下的實驗課存在一定的理論與實際相分離的現象。學生根據實驗設計按部就班的執行，把實踐當成是完成任務、應付老師，沒有做到真正的思考，在這個過程中忽略了很多原理、意義等。教師在實驗課上充當了一個至關重要的角色，充分觀察、了解每一位學生的特點、實驗思路等，在課堂上照顧到全體學生，在傳授實踐技能的同時，對欠缺的理論知識部分進行補充，使學生充分地將理論和實踐相結合，發揮實驗課的最大教學意義。
2．2結合當下人才培養方案
高校是培養和造就應用創新型人才的搖籃［6］。人才培養是指對人才進行教育、培訓的過程，培養具有自我學習能力、創新精神和創新能力的一流人才。當前我國經濟已經有高速發展階段轉向高質量發展階段，而教育教學也需要面臨相應的調整以適應不斷變化的人才需求。傳統的教學方式易已經不再適用當下的時代背景，“死讀書、讀死書”的學習方式應當摒棄，學生把書本上的理論知識應用到實踐中的能力是教育不斷發展的必然產物。研究表明，教師的存在能夠提升學習者的參與度，并直接影響學習者的學習持久性，在線開放課程的參與度直接影響在線開放課程的持久性［7］。2020年線上教學、視頻授課等網絡教學方式大受追捧。教師可以結合實際情況，充分利用網絡教學進行每日打卡、遠程監督、線上互動等方式與傳統教育相結合。利用微信、學習通、雨課堂等學習模式，以線下教學為主，線上教學為主，建立多維度的教學考核評估管理體系，突出學生學習主體的地位，以實現制藥工程課程設計教育教學質量新的躍升［8］。充分利用現有的資源，為提高學生學習興趣和學習效率提供幫助。
3以苦蕎生產黃酮為例的教學項目設計
以課程現有的教學內容為基礎，綜合考慮課程學習體系、實驗室實驗設備、學生技術技能等因素，設計一個關于苦蕎黃酮生產的課程教學內容，使學生更好地掌握知識的同時，專業素養能夠得到進一步的提高。課程設計包括教學目的和要求、教學任務和要求、設計基本依據、設計計算的步驟、設計說明書等方面的內容，具體教學設計內容如下。
3．1課程設計的目的和要求
3．1．1目的進一步鞏固加深掌握所學的《制藥工藝學》、《制藥工程設備》和《化工原理》等專業基礎課的理論知識，使之系統化、綜合化。培養學生將理論知識和實際應用相結合的能力，為畢業設計和步入社會參加工作打下基礎。同時掌握苦蕎黃酮的生產工藝并進行工藝設計，熟悉并掌握計算機和流行CAD軟件的使用操作。
3．1．2要求要求學生根據課程要求、所學內容等獨立撰寫一份苦蕎黃酮的生產工藝設計說明書，力求設計成本合理、實用性高、論述詳細、邏輯清晰合理等。同時學會在相關網站查閱文獻和書籍等資料，并繪制一張完整的苦蕎黃酮的生產工藝流程詳圖。
3．2本設計的任務和要求
3．2．1任務學生獨立進行年產xx噸，純度為65%的苦蕎黃酮，廣泛采用回流提取法提取、濃縮、干燥等工藝設計。
3．2．2要求根據任務思考、查閱文獻和書籍等資料，設計出合理的苦蕎黃酮生產工藝及設備，并繪制流程圖和撰寫設計說明書。
3．3設計基本依據
使用配制好的、體積分數為70%的乙醇，在料液比1∶10，第一次在溫度80℃下提取3h，第二次提取1h，總提取率為4%，產品純度為65%的前提下進行設計。
3．4設計計算的步驟
物料衡算和設計優化、確定設備。
關鍵詞：多核課程；編譯原理；知識點
多核技術的出現與快速發展使計算機技術發生了重大變化。多個處理器核心的出現，為軟件在單處理器上的并行提供了豐富的硬件資源。為了充分利用這些計算資源，編譯技術需要從為單核編譯發展到為多核編譯，因此有了新的發展。為了應對多核技術及其引起的相關計算機技術發展的需要，眾多高校都通過開設多核課程的方式，將多核技術引入到計算機教育體系當中。編譯是多核技術發展的重要推動技術之一，多核資源的有效利用有賴于編譯對多核的支持。因此，在多核課程中，將編譯原理相關知識內容融入進來，對多核課程中多核基本原理、多核編譯優化方法教學和多核編譯優化工具的使用具有重要作用。筆者以武漢大學“多核架構及編程技術”課程為例，對多核課程中的編譯原理知識點進行分析。
1“多核架構及編程技術”課程概述
武漢大學從2005年就開始關注多核技術，并已經開始探索將多核技術引入到計算機教學體系當中。隨后，武漢大學基于自身教學和科研積累，根據對多核技術的深入了解，對多核知識點進行了分析，開設了面向本科生的“多核架構及編程技術”課程[1]。
1.1課程目標
多核技術的出現使多線程在單處理器上的并行成為可能。而多核處理器則已經成為了主流處理器。傳統面向單核處理器的程序設計方式正逐漸向多核并行程序設計遷移。學生需要學習和掌握多核相關知識，才能夠更好地適應技術發展和來自企業的需求。課程力求使學生在學習之后，能夠了解和熟悉多核的基礎理論，并在此基礎上掌握多核程序設計方法以及相關的多核優化工具。為了更好地開展多核課程教學，課程可以分為兩個模塊，分別是理論教學模塊和實踐教學模塊。兩個模塊相輔相成，共同完成課程的教學目標。多核架構及編程技術課程設置如圖1所示。
1.2多核課程理論設置
多核技術的理論是多核課程的基礎。在“多核架構及編程技術”中，我們將多核技術相關的基本理論進行分層，形成層次化的理論教學內容設置。首先將計算機處理器架構的發展作為多核架構的前導性內容，然后是多核處理器體系結構，接下來介紹并行計算及其與多核技術的關系，之后介紹多核平臺上的程序設計技術，最后是與實踐關系密切的多核平臺程序調試技術和基于編譯優化的多核調優技術。通過層次化的理論設置，讓學生形成多核技術理論的整體框架，構建進一步學習和開展實踐的扎實基礎。
1.3多核課程實踐設置
由于“多核架構及編程技術”是面向本科生的，因此，教學重點之一是如何讓學生掌握多核程序設計技術。為此，課程組設計兩大類的實踐教學方式：基礎實驗和課程設計。其中，基礎實驗側重基于多核體系結構的程序設計，包括基本的多核并行程序設計，Windows和Linux環境下的多核程序設計，以及常用的庫和工具軟件的使用。通過基礎實驗，學生能夠掌握最為基本的多核程序設計方法。課程設計則是綜合性實踐，要求學生對多核知識體系比較了解并具備多核程序設計能力，因此既是對學生多核程序設計能力的全面鍛煉，也是對其學習效果的全面檢驗。
2多核課程中編譯原理內容設置的必要性
半導體技術的進步推動著多核技術的不斷發展。要充分利用多核技術提供的豐富硬件資源，就需要解決如何使軟件能夠以多線程的方式進行并行的問題。而解決這一問題的核心方法之一，就是利用編譯技術對已有的軟件進行多核多線程的優化，或是通過編譯的支持，來完成多核多線程的程序設計[2-3]。
已有眾多的研究者在開展相關的多核編譯和多核優化的研究。這對于多核技術和編譯技術的發展都將起到很好的推動作用。而隨著多核技術的不斷推廣，面向多核的應用正在快速增加。因此，在計算機及相關課程的設置中，將多核環境下的編譯尤其是編譯優化技術作為關鍵內容，就顯得十分必要。
由于多核環境下的編譯是多核技術和編譯技術的融合，因此，進行課程設置時就需要充分考慮兩者如何進行結合，來更好地開展教學活動。在已有的編譯原理課程中，增加新出現的多核編譯內容面臨巨大的挑戰。首先，在傳統的編譯原理課程中，往往是單核單處理器的編譯技術，不包含并行編譯的技術或者很少包含這部分內容。其次，多核編譯需要并行計算的相關基礎理論知識作為先導基礎知識，這在傳統編譯原理課程中是無法實現的。最后，傳統的編譯原理課程往往已經具備了較為完備的課程結構，增加新的多核編譯理論和實踐內容會產生較大影響。因此，在已有的編譯原理課程中，增加新的多核編譯教學內容尚需進行研究；而現有的編譯原理課程中也是以既有編譯原理教學內容為主[4-6]。
多核課程的核心就是如何利用多核技術提供的硬件資源來提高程序的運行效率。在進行“多核架構及編程技術”課程設計時，根據教學目標，多核技術利用片上多核處理器資源進行線程級并行，是多核課程中的核心教學內容之一。這就離不開編譯的支持。由此可見，在多核課程中設置編譯原理內容，是多核課程設計本身的必然要求，并已經成為部分高校多核課程設置的選擇[7-8]。
在開展多核編譯及其優化的教學之前，首先需要學生對并行計算、多核體系結構等理論具有相當程度的理解，才能進一步學習。在多核課程中，并行理論、基本多核體系結構和多核程序設計方法都是不可或缺的教學內容。因此，在多核課程中安排多核編譯內容，有利于學生更好地學習。
由于多核編譯仍然在發展當中，因此它既面臨著應用的需求，也是當前科研的前沿內容之一。要開展多核編譯的教學，就要充分考慮課程所面向的對象，合理地進行多核編譯具體內容的安排。
武漢大學在進行“多核架構及編程技術”設計時，重點考慮如何安排相關的編譯原理內容。根據課程組在教學和科研方面積累的經驗，多核編譯是多核技術的關鍵內容。在進行多核程序設計和優化時，基于多核編譯的優化是重要的方法，也是多核程序優化工具的基礎。因此，武漢大學“多核架構及編程技術”將多核編譯作為必要教學內容安排。
3多核課程中編譯原理知識點
多核課程中的編譯原理內容是多核編譯相關。然而，當前多核環境下的編譯技術仍然處在發展當中。因此，在科學研究領域，多核編譯技術不斷創新；而在實際的應用領域，更多的是將傳統并行編譯技術進行優化，以應用到多核上。這就給多核課程中編譯原理內容的設置帶來了挑戰。節能型多核課程中編譯原理內容的設置，需要解決兩個問題，首先是多核課程究竟需要哪些編譯原理的知識點；其次是如何安排課程中相關編譯原理的知識點。
3.1基本知識點分析
我校環境科學與工程系于2005級環境工程專業本科生第一次開設《環境工程原理》課程，采用胡洪營教授主編的《環境工程原理》，一直由本文作者擔任理論課程和實踐環節的教學工作。在多年的教學過程中，對《環境工程原理》這門新課程的教學模式，尤其是課程實驗的教學進行了較為深入的探索和思考。
1環境工程原理課程實驗教學特點
《環境工程原理》是基礎理論向工程技術過渡的課程，它抽象出了環境工程學科的基本理論和普遍規律，其特點決定了教材難以理解，再加上內容多，公式推導繁瑣，本人在教學過程中，發現多半數的學生對本課程的學習興趣不高，在學習中往往體會不到該課程的樂趣，體會不到重要性，總覺得用處不大，學習中也就自然缺乏了主觀能動性［4］。由于我們課時有限(理論教學50課時，實驗教學20課時)，在理論課的教學中，我們結合本學科的側重點，對內容進行了小范圍的適當刪節和調整，簡化理論推導過程，增強公式的理解和應用，注重公式的應用條件?！董h境工程原理》的實踐教學同樣包括課程實驗和課程設計兩大部分(課程設計探索下文再敘)，課程的特點決定了實踐教學與理論教學占同等重要的地位，因為實踐環節的訓練能使學生把環境工程原理的理論來提高工程實踐的思維方式、分析能力和創新能力。這樣讓學生切身感受到環境工程原理的實際應用價值，激發學習能動性。
2環境工程原理課程實驗教學體系
2.1環境工程原理課程實驗教學安排
盡管《環境工程原理》在國內高校已開設多年，但是相關的課程實驗教材參考資料幾乎沒有。自我系開設《環境工程原理》課程以來，一直非常重視實踐環節尤其是課程實驗的安排、改革、研討與建設。因此結合《環境工程原理》課程實驗的特點和我系所在的生物與化學工程學院的學科優勢(我院具有較強的應用化學、化工、生物技術和生物工程等7個本科專業和環境科學與工程一級學科碩士點、應用化學、微生物、發酵工程等9個二級學科碩士點)，我系《環境工程原理》安排了20個學時的課程實驗，幾乎涉及到課程大部分篇章。我們對《環境工程原理》課程實驗的安排主要考慮原則是《環境工程原理》實驗要區別于《環境工程專業實驗》，例如沉降是《環境工程原理》重要的基礎理論，也是《大氣污染控制工程》的重力沉降室、《水污染控制工程》的沉砂池(沉淀池)的重要工程理論，在水處理實驗中，我們也開設沉降實驗(包括自由沉降和絮凝沉降實驗)，因此在《環境工程原理》課程實驗教學講授的方式、深度和范圍，及如何有效和后續專業課程實驗有所區別又能巧妙的銜接對《環境工程原理》課程實驗是非常重要的。最重要的是理論闡述與工程實際相結合，激發學生學習興趣和能動性。所以我們在工業中廣泛應用的單元操作的基礎上，運用環境工程原理基礎理論，提高綜合性、設計性實驗的比例，既使學生了解每個單元操作的基本原理，有能使學生理解這個單元操作在環境工程中的應用，以更寬泛的視覺和更高的高度來看待這些操作，使學生不拘泥于工業操作的模式，使學生可以根據每個單元操作的原理獨立設計實驗，以充分調動學生的創新能力和綜合能力。同時，通過“深化”課程實驗內容，學生可以借助理論知識和課程實驗來發現當前應用的環境工程處理單元的原理和優缺點，提出改進的方向是個重要的課題，也為今后環境工程設計打下基礎。
2.2環境工程原理課程實驗教學設計
我系《環境工程原理》課程實驗以前主要參考和使用《化工原理》實驗教學設備，基本上是通過單元設備和仿真實驗來實際觀察設備的工作狀況，驗證課堂講授的基本內容。我們充分借鑒和吸收《化工原理》、《反應工程原理》和《生物工程原理》等課程實驗，在這個基礎上，結合《環境工程原理》課程特點重新進行了設計和優化。我們擬將《環境工程原理》實驗分為三個層次:基礎實驗、提高型實驗(設計型實驗)、研究型實驗［5］。第一層次是基礎實驗，即教學大綱所要求的實驗項目，包括流體流動阻力系數的測定、孔板流量計校核實驗和吸附等溫線實驗等必做基礎實驗。第二層次為設計型實驗，補充基礎實驗中未體現而在工業中廣泛應用的單元操作，包括恒壓過濾常數測定實驗、吸附動力學實驗及超濾膜實驗等選做實驗。第三層次就是是研究型實驗。例如污染物降解菌的間歇培養實驗(CSTR)實驗。在具體的實驗教學過程中，比如流體流動和流體機械實驗，過濾實驗和吸收實驗，我們主要充分參考了《化工原理》實驗成熟的實驗設置。比如吸附實驗，為了有別于《水污染控制工程》的吸附實驗以及抽象出吸附基本理論，我們設計了吸附等溫線實驗和吸附動力學實驗，這樣不僅使學生深入理解吸附的基本理論，比如Langmuir和Freundlich等溫線，看看他們的相關性系數R2，得出更符合L或者F的等溫線，又可以很好與第三篇反應動力學結合起來，通過研究吸附速率，就是吸附量與時間的關系得出吸附過程是否符合一級或二級吸附動力學。比如沉降，我們開設落球自由沉降實驗，通過這個實驗使學生更能理解流體的Re對自由沉降的影響，熟練掌握Stocks公式的應用，并且理解Stocks定律用落球法測定液體粘度的原理和方法，這樣以能顯著區別于《水污染控制工程》的自由沉降實驗又能使學生深入理解沉降的基本理論。
3結語
《環境工程原理》是環境工程專業中不可缺的專業基礎課，是一門理論與實際結合的重要課程，通過近幾年教學摸索，筆者認為通過安排合理的基礎實驗、設計型提高實驗以及綜合研究型實驗是對理論教學的一個重要的補充，更重要的是使學生能在理論高度上提高對工程實踐的專業深度、思維方式、分析和創新能力。因此《環境工程原理》實踐環節的教學模式，尤其是課程實驗的設計和優化仍是當前《環境工程原理》教學改革與實踐過程中需要重點思考的問題。
作者：唐海徐建平蔡昌鳳徐大勇宋珍霞顏酉斌單位：安徽工程大學生物與化學工程學院
