基于网络的化工计算机辅助设计教学平台构建（田文德，化工学院）.docVIP

基于网络的化工计算机辅助设计教学平台构建 田文德1 李玉刚2 （1. 青岛科技大学化工学院，山东青岛，266042； 2. 青岛科技大学计算机与化工研究所，山东青岛，266042） 摘 要：化学工程与工艺及其相近专业的培养目标定位于工程设计，目前开设的化工设计相关课程存在着联系不紧密、计算机利用不充分的不足。以计算机辅助设计为工具，将众多的计算程序和设计工具集成在一起，放置在开放式的互联网中，可以大大提高该专业学生的工程设计能力。以此为基础构建的辅助设计平台，可以提供各种设计规范和标准，并便于查找化工物性和传递数据，为课程设计和毕业设计环节提供了一个界面友好的指导性设计环境。 关键词：化工计算 网络 教学方法 改革 现代市场经济对大学生的实际动手能力要求越来越高，传统的教学模式已经不能满足应用型人才培养的需要[1]。通过了解化工专业学生的知识结构现状，以及化工过程开发和产品研制对该专业的切实需求，青岛科技大学化工学院面向化学工程与工艺专业的本科生开设了《过程工程计算机应用基础》课程，并对课程内容进行了教学改革与实践。该教改内容，为课程教学增添了特色，对推进素质教育，培养学生创新精神与实践能力也起到一个极大的促进作用。 1 化工专业计算机辅助计算的教学现状及存在的问题 化学工程与工艺专业，主要培养能在化工、炼油、能源、环保和医药等部门从事工程设计的高级工程技术人员。该专业的学生主要学习化学工程学和化工工艺学等方面的基本理论和基本知识，包括物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、化工工艺学等诸多主干课程。虽然该专业也设有基础实验、课程设计、认识与生产实习、毕业设计等教学实践环节，但实际教学中的重理论轻实践、重手工计算轻软件计算、重硬件轻软件的现象仍然比较普遍，导致学生的实际工程设计能力不高、就业适应能力不强[2,3]。首先，学生仅仅在课堂上学习了一些理论知识，缺乏足够的实践经验，有时连设计出的设备到底什么样子都不清楚，从而导致学生对设计目标不明晰，动力不足。其次，在化工设计的教学过程中，一般是一个教师指导2-4个班，出于经历和时间的限制，教师很难及时发现和校核学生设计中的每个错误，从而导致设计方案问题较多。第三，许多高校教师都利用VB、VC或Flash等工具开发了课程设计辅助计算软件，但过于自动化的计算过程，反而导致学生模糊了具体设计过程，降低了教学效果。最后，计算机房面积不足，设计软件缺乏，也给计算机辅助设计工作的开展带来了一些困难。 正是以上的不足，导致目前化工专业学生的实践工程设计能力非常有限，需要从计算算法、设计工具、辅助环境等方面进行深入的研究。本教改内容则从化工专业课程的典型问题出发，本着“来自于化工，服务于化工”的思想，以“三传一反”的专业知识框架为主线，基于网络构建计算机辅助设计教学平台，可以有效促进学生解决专业计算问题的能力。 2 化工计算机应用课程改革的研究与实践 为解决上述问题，青岛科技大学化工学院早在2000年就开设了《化工计算机应用》（2008年改名为《过程工程计算机应用基础》）课程，试图从语言编程和工程软件使用两个方面来强化学生的工程设计能力。目前，在课题组的努力下，该课程已被评为校2006年度优秀课程；课程改革内容被列为学校2005年度的教学研究立项，并于2006年获得校教学研究成果一等奖；课程网站于2006年在校首届多媒体教学课件竞赛中荣获二等奖；2007年在化学工业出版社出版教材一部，并于2009年获得第九届中国石油和化学工业优秀教材二等奖。在课程教学过程中，学生对该课程教学效果给予了充分肯定，纷纷反映课堂讲授内容丰富，课件细致。教材中的Matlab代码贴近专业课程，还简介了Gams、Aspen Plus等软件以及化工中常用的数值算法。同时，广大学生也给予了如下有价值的好建议：①增加学时，强化上机训练；②开发简便易用的辅助计算软件；③针对实际工程问题，采用课下作业、课堂讨论的方式增加设计经验；④利用网络开展教学辅导活动；⑤定期举办Matlab程序设计大赛。 为了深化课程教学改革并充分吸收上述建议，课题组对基于网络的化工过程计算机辅助设计教学平台的构建进行了研究和实践，并获批为学校2009年度的教学研究立项和教材立项。该平台基于网络信息技术、化工模拟与分析技术、多媒体数字化技术构建辅助设计教学系统，为教师和学生从事系统性的化工流程与设备设计提供信息共享教学资源平台，最终以简便易用辅助软件的形式促进学生工程设计能力的提高。网络技术的运用，可以大大缓解学生多、师资力量不足的难题；而将化工系统工程的模拟技术融入到网络中，就可以大大简化学生的设计过程，从而为从事复杂化工工艺的设计工作提供技术支撑；最后，充分运用多媒体技术引导学生认识实际工艺和设备结构，就可以让学生在不断接触生产实际的情况下一步