化工原理課程設計與化工設備課程設計教學改革

唐定興，李 芳，張翠歌，許茂東

（安徽工程大學 生物與化學工程學院，安徽 蕪湖 241000）

化學工程是許多新興領域和高新技術領域的基礎。在化工專業學生的培養中注重化工設備的設計能力是提高化工專業畢業生綜合素質的必由之路，其基礎是化工原理課程設計與化工設備課程設計，這兩門獨立開設的實踐性教學課程在培養化工專業畢業生中占有重要地位。通過課程設計可以初步培養學生綜合運用所學知識分析解決化工單元操作中工程問題的能力，更加系統和深入地理解課程內容。兩門課程設計既有區別，又有緊密的聯系，合理的安排這兩門課程設計對培養高素質化工人才是非常重要的。

1 整合兩門課程設計的必要性

化學工業以化工工藝為先導，以單元設備為保障?；ぴ碚n程設計與化工設備課程設計是在化工原理和化工設備設計結束后開設的實踐性教學環節，課程設計的目的在于培養學生的工程觀念、創新能力和實踐能力，以及應用所學知識分析和解決工程實際問題的能力，其重要性是不言而喻的。

化工原理課程設計側重的是工藝問題，要求學生進行工藝及工藝尺寸計算、設備選型與設計等；化工設備課程設計側重的是設備的強度及穩度計算、開孔補強計算、各零部件(如人孔、手孔、支坐、法蘭等)的選擇與設計等。兩門課程設計解決的是同一問題的兩個不同方面，是單元設備設計中不可分割的兩個組成部分。但由于化工原理課程設計和化工設備課程設計具有不同的課程屬性，長期以來因課程體系不同將其分開是一種定勢，設計時間不同，內容也不同，導致在化工原理課程設計中進行的工藝及工藝尺寸計算數據被束之高閣，而化工設備課程設計則依據假設的工藝參數及工藝尺寸進行設計計算。由于兩門課程設計的內容之間有著緊密的聯系，是一個事物的兩個不同方面，如果從工藝到設備進行完整的設計必將有助于培養學生完整的設計思想。近年來有逐步將兩門課程設計整合的趨勢，我校也對此進行了嘗試，確實對培養學生的整體設計思想有利。

人為地割裂兩門課程設計已經開始處于越來越不利于培養學生的地位，將兩門課程設計進行整合是必要的，也是可行的。

2 整合兩門課程設計的可行性

化工原理課程設計是對化工原理課程中學到的單元操作進行工藝設計，主要有泵、換熱器、塔、干燥器等，通常由教師提出給定生產任務，學生查閱文獻資料后在教師的指導下完成，提高了學生的工藝計算能力；化工設備課程設計在化工設備設計課程結束后開設，主要進行設備的選材、強度及穩度設計，學生由教師指定工藝條件與參數，完成設備的結構、強度和穩度等的設計，提高了學生的化工設備設計能力。兩門課程設計的開設使學生初步掌握了化工設備設計的過程與方法，幫助了學生完成從理論到實際的轉變，對培養學生的工程實踐能力具有不可替代的作用。

為了培養學生的整體設計思想，需要將兩門課程設計進行有效整合。近年來，不少教師作了將這兩門課程設計整合的嘗試，貴州工學院的何焜等[1]給學生安排進行了換熱器和蒸發器的工藝與設備的全設計，使學生對換熱器和蒸發器的設計全程、步驟與要求有了較全面的了解。南京工業大學的蔡銳等[2]對整合兩門課程設計進行了有益的實踐。我們[3]在學生的課程設計中安排了換熱器、精餾和吸收塔設備的工藝設計和機械設計，取得了較好的效果。將兩門課程結合在一起的實踐說明了將兩門課程設計進行整合是可行的。但在整合過程中還存在一些問題，如設計課題大多還是虛擬課題，有些常見的單元設備如蒸發器、萃取器、干燥器等的設計指導資料不足等。

3 對課程設計整合的思考

課程安排要合理，化工原理與化工設備設計應在同一學期結束，化工原理課程設計與化工設備課程設計時間的安排要銜接。

兩門課程的任課老師要統籌考慮課程設計，從選題、設計的進行、設計的指導等方面互相溝通協調，兩門課程設計的題目相同而要求不同，在設計結果上，化工原理課程設計要求出工藝條件圖，而化工設備課程設計要求出設備裝配圖。兩門課程的任課教師協調一致有利于培養學生的整體設計思想。

在課題的選擇上，設計課題要盡量貼近生產實際，最好就是化工企業生產的一個具體單元，由于有實際的設備做參照，完成這樣的課題可以提高學生的成就感和學習的積極性。課題來源于生產實際的另一優勢是有利于學生在課程設計完成后從理論的正確性、技術的可行性、操作的安全性、經濟的合理性等方面與實際對照，幫助學生查找不足，初步樹立“優化設計”的工程觀。

在條件許可時，可以考慮將化工原理課程設計與化工設備課程設計兩門課程整合為一門課程，有利于學生自覺地將工藝設計的結果用于設備設計中，更好地培養學生的設計能力。

[1]何焜，孫運禮，何錚.“化工原理”與“化工容器”課程設計的改革[J].化工高等教育，1993，（4） 50-51.

[2]蔡銳，周劍秋，武文良.化工原理和化工設備機械基礎兩門課課程設計結合的思考與實踐[J].化工高等教育，2010，（3）23-25.

[3]李芳.化工原理及設備課程設計[M].北京:化工出版社，2011.