工程教育改革和創(chuàng)新的依據(jù)是國家重大戰(zhàn)略需求。國家正在實施“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國制造2025”、“一帶一路”等重大戰(zhàn)略，為滿足國家戰(zhàn)略需求，支撐新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，在未來經(jīng)濟中占有一席之地，這就需要培養(yǎng)一批新型的工程科技人才。化工原理課程設計是化工原理實踐教學環(huán)節(jié)的重要組成部分，起著由理論到實踐、由基礎到專業(yè)的橋梁作用。目前，學生在學習任務中表現(xiàn)出懈怠、不能自主學習等問題。以新工科為背景，為實現(xiàn)新工科背景下工程師的培養(yǎng)目標，我們必須正視傳統(tǒng)工程教育所存在的問題并找出解決的方法，需要提高學生創(chuàng)新能力以及教學質(zhì)量，積極探索符合專業(yè)特色的工程教育發(fā)展之路，以適應新形勢下社會對工程專業(yè)人才的需求和要求，在此提出“四化”教學模式。
1 設計內(nèi)容新穎化
目前，絕大多數(shù)高校仍然選擇精餾塔、吸收塔及換熱器等設備作為化工原理課程設計教學內(nèi)容。然而，在進行課程設計之前，大部分學生對化工工藝和化工設備的原理和結(jié)構(gòu)并不清楚。加上化工產(chǎn)品千差萬別，各企業(yè)采用的生產(chǎn)流程和設備的工藝參數(shù)也不盡相同，相應的操作過程、原理及要求也有所差別。這就要求我們所設計的內(nèi)容與時俱進，盡可能讓學生覺得設計內(nèi)容有所意義。為此，在選題過程中，我們除了考慮這些典型性的設備，結(jié)合化工廠具體的設計，通過化工模擬計算，并將選題范圍大致確定為化工或石油加工過程中涉及的實際精餾、吸收及換熱設備。此外，還可以是源于參考書中的參考案例，或是來源于實際工程項目，或是來源于化工設計競賽題目，使選題內(nèi)容具有真實性、實用性、新穎性。這樣不僅與科研需要和工廠實際相結(jié)合，而且引導學生充分發(fā)揮學習積極性和創(chuàng)新性，還會感到學以致用，為畢業(yè)進入化工廠做好準備，這樣同時推動了老師的教學進程，也提高了學生解決實際化工工程問題的能力。
2 設計手段現(xiàn)代化
以往學生做化工設計手段比較單調(diào)，主要是采用手工計算和手工繪圖。同一工程問題會受到很多因素的干擾。比如: 在設計中有很多參數(shù)需要由學生自行選用，為獲得比較滿意的結(jié)果，因此需要多次選擇參數(shù)值，但是手工計算結(jié)果準確度無法保證，工藝尺寸反復試算計算量又非常大。一旦參數(shù)選擇不合適，將會出現(xiàn)不合理的計算結(jié)果，此時需要逆向計算檢驗一遍，從出現(xiàn)問題處重新選擇參數(shù)計算，計算量相當?shù)卮蟆?/span>
工程計算不僅需要正確選擇設計參數(shù)，還要正確運用計算公式，因為設計結(jié)果環(huán)環(huán)相扣，前面的計算結(jié)果就是下一步設計的基礎數(shù)據(jù)，所以每一步計算都要進行驗算，確保結(jié)果準確無誤。在學生選擇公式和參數(shù)的時候，需要查詢大量包括中文和外文的參考文獻，這也是學生自主學習的過程，查詢文獻的同時，更能幫助學生清楚自己的設計任務。此外，工程制圖可以代替手工制圖。工程制圖是工科專業(yè)學生必修的基礎課程，我院化工專業(yè)學生在大一年級學習《機械制圖》課程、大二年級學習Auto CAD 軟件運用，這些內(nèi)容的學習在化工原理課程設計中進行了充分的應用，這也要求學生按照國家標準繪制有關工程設計圖紙。利用AutoCAD 軟件繪制設備圖紙設計，不僅美觀整潔，還可以結(jié)合和應用計算機知識的設計，充分調(diào)動學生的積極性，促進學生自主學習，培養(yǎng)學生掌握現(xiàn)代科學技術解決工程問題的能力。通過借助計算機，將會提高課程設計效率，也將會獲得不錯的設計作品。
3 任務安排協(xié)作化
化工原理課程設計是需要學生團結(jié)合作才能完成的，因為化工專業(yè)的課程設計時間較短，只有一個星期左右的實踐，若要想要做出一份滿意的設計作品，僅僅靠一個人完成整個設計任務，恐怕是很難實現(xiàn)的。因此，鼓勵學生以4 ～ 6 人為一小組的形式進行任務的布置，這樣不僅能減少每個學生的工作量，而且能發(fā)揮團隊優(yōu)勢，小組內(nèi)各抒己見，將會產(chǎn)生更好的設計方案，使設計能夠更圓滿的完成。完成一份的課程設計，不僅需要各小組成員個人完成工作，也需要互相幫助合作的團隊精神。團隊精神的核心是協(xié)同合作和互幫互助，作為團隊中的成員，應顧及大局，將集體利益放在位，還要具有一定的服務意識。在教學的具體實踐中，讓學生可以自行組隊，每個小組中有不同特長的人，有的學生很擅長Auto CAD 制圖，有非常熟悉word、PPT、excel 等軟件的運用，有的學生擅長工程計算，教師可以再將他們合理分配，利用每個組員的特長參與設計，發(fā)揮作用，這樣往往能夠設計出比較好的設計作品。在設計實踐中，很多同學為解決一個問題而費盡心思、百般努力，他們從一開始的盲目、沒有頭緒，到逐漸進入狀態(tài)，到后設計水平有了明顯的提升。同學們在小組中交流學習，不僅增進了友誼，學習和解決問題的能力也有所提高，而且提高了學生對團隊精神的意識。
4 成績評定多元化
由于以往的成績評定“重結(jié)果、輕過程”及僅僅依據(jù)學生上交的圖紙和說明書進行評定成績的考評方式，這種形式較為單調(diào)，而且學生會為了完成設計任務，應付了事，也會忽略學生進行設計時的思考過程，使學生養(yǎng)成不認真思考，一味的為了完成設計任務而去進行設計，以至于設計出的作品缺乏創(chuàng)新，甚至有學生抄襲往屆學生設計作品的情況，這使得老師難以評閱，設計成績也難以合理和公正。在新工科背景下，為了防止以上問題出現(xiàn)，將過程考核和能力考核用相應的比例結(jié)合起來，提出了成績評定多元化的改革方案，首先是設計書內(nèi)容的要求，要求學生運用Word 進行設計書的撰寫，設計書中包括公式的插入以及表格的繪制，這考察到學生的綜合能力，同時加強學生對辦公軟件運用的熟悉度。其次是開放式答辯，即學生用PPT 在任課老師和全體同學的面前進行五分鐘以內(nèi)的展示，這就要求學生必須熟悉自己的設計作品，也就避免了抄襲、敷衍了事等現(xiàn)象，在學生進行展示之后，老師和其他同學可以進行提問，若遇到不知道的內(nèi)容，可以現(xiàn)場探討進行解決，答辯這一系列過程其實是學生相互學習和解決問題的過程，老師在這一過程中主要是起到引導的作用，引導學生能夠分析和解決現(xiàn)存問題。由于對本科畢業(yè)生有畢業(yè)論文答辯的要求，因此平時的課程加入答辯環(huán)節(jié)也是為畢業(yè)答辯做好準備。
5 結(jié)語
新工科背景下化工原理課程設計“四化”教學模式，能夠充分調(diào)動學生的學習主動性與積極性，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，引導學生綜合所學的理論知識和實踐來解決工程實際問題相結(jié)合，有助于提高學生對化工單元操作設計的基本流程、方法和Auto CAD 繪圖工具的熟識度，能夠通過網(wǎng)絡查詢文獻和國家設計標準，借助計算機進行公式和參數(shù)的選擇，并運用簡潔扼要文字和專業(yè)術語正確的表述設計特點和理念。在新工科背景下，化工原理課程設計使學生把理論知識和實際生產(chǎn)知識有機地結(jié)合起來，提高學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的工程實踐能力，使知識型人才培養(yǎng)成實用型人才。