化学与工艺课程创建及革新

1背景及目标

1．1背景

武汉科技大学是由武汉钢铁学院等隶属于原冶金工业部的三所在汉高校通过合并和改名而来。1998年，根据国家高等教育管理体制改革需要，学校成为第一批实行“中央与地方共建，以湖北省人民政府管理为主”的划转院校。划归湖北省管理后，学校立足于湖北建设、面向中南地区、辐射全国。武汉科技大学化学工程与工艺专业始建于1958年，原名为“炼焦化学专业”，1985年改为“煤化工专业”。1992年，按“煤化工”、“城市燃气”和“炭素材料”三个专业分别招生。1996年，随着教育部大学本科专业目录的调整，“煤化工”、“城市燃气”和“炭素材料”三个专业归并为“化学工程与工艺”专业［1］。总之，化学工程与工艺专业以煤化工(焦化)为特色，是武汉科技大学的传统特色专业。武汉科技大学是我国焦化专业人才的摇篮，所培养的焦化专业人才遍布全国各地，且大多成为企业的技术骨干或领导。为了适应市场经济形势、进一步提高人才培养质量和扩大毕业生的就业面，需要不断完善培养目标，加强基础理论知识的教学和采用多学科复合型培养模式，对多学科交叉课程进行整合和调整;强化工程实践能力、动手能力和创新能力的培养;在采用宽口径和重基础培养模式的同时突显专业特色。

1．2目标

所构建的化学工程与工艺专业课程体系能适应社会发展的需要，培养出具有宽厚基础理论、合理知识结构、较强创新能力、较全实践技能和明显煤化工特色的复合型化工类高级工程技术人才。毕业生能在焦化、炭素材料、燃气、石油化工、精细化工、环境保护等行业从事生产管理、工程设计、技术开发和科学研究等方面的工作。

2课程体系建设

2．1整合与优化原有课程

2．1．1整合《工程力学》与《化工设备机械基础》

武汉科技大学化学工程与工艺专业在课程整合之前，所开设的《工程力学》学时数为82。《工程力学》是整个课程体系中学时数很大的课程之一，且有些内容对化学工程与工艺专业并不是十分重要。为了增加学生社会的适应能力，加大学生的知识面和提高综合素质，经过仔细研究和综合权衡，决定压缩一些已开设课程的学时和增加一些新的课程。《工程力学》就是这次课程体系改革的压缩对象。考虑到《工程力学》与《化工设备机械基础》关系最密切，就将压缩后的《工程力学》与《化工设备机械基础》整合成一门课程，取名为《化工设备与材料》。整合的《化工设备与材料》定位为化学工程与工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，其内容包括工程力学、化工设备材料与焊接和化工容器设计三大部分。其任务是使学生具备基本工程力学知识，了解化工设备的选材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程及典型设备的结构设计与计算，强化化工类专业本科生对化工设备的机械知识和设计能力。整合后的《化工设备与材料》总学时数为46，其中工程力学部分由原来的82学时压缩到16学时，为其它课程腾出66学时［2］。

2．1．2整合《化工设计》与《化工技术经济》

很多学校将《化工设计》是列为化学工程与工艺专业的一门专业必修课。课程主要介绍化工工艺设计的基本知识和方法，包括原料路线、技术路线的选择，工艺流程设计，物料衡算、能量计算，工艺设备的设计和选型，车间布置设计，化工管路设计，非工艺设计项目的考虑和设计文件的编制等内容。学习该课程可提高综合运用已学过的化工原理、物理化学、化工热力学、反应工程、分离工程、化工工艺学和机械制图等方面知识解决化工工程实践问题的能力。武汉科技大学化学工程与工艺专业原来的课程体系中没有设置这门课，主要是因为受总学分和总学时的限制，没有富余学时来开设这门课，现在通过整合《工程力学》与《化工设备机械基础》腾出66学时，学时的问题已得到解决。所腾出66学时不能全部用于开设《化工设计》，经过仔细研究后决定将《化工设计》与已开设的《化工技术经济》进行整合，取名为《化工工程设计与技术经济分析》，定位为专业基础课，学时数由原来的18调整为54。

2．1．3优化《能源化学》

《能源化学》是化学工程与工艺专业的专业基础课，其前身为《煤化学》，为了拓宽学生的就业面，重新整理了传统课程的教学内容，在煤化学课程的基础上，将其它一些主要能源也引进来，从而形成了能源化学课程，总学时数为54，其中实验学时数为8。经过几年的教学实践后发现，由于教学内容较多，该课程的教学时数过于紧张，尤其是实验学时严重不足。在本次课程体系建设中，将该课程的理论教学内容和实验教学内容进行分离和单独设课。实验教学内容取名为《能源化学实验》，学时数为18;理论教学内容仍用原来的课程名称，学时数为46。

2．1．4优化《能源化学工学》

《能源化学工学》是化学工程与工艺专业模块1(煤化工模块)的主干专业课程，由《炼焦学》和《炼焦化学产品回收与加工》整合而成。以前的课程体系设置时为了强调重基础，对该课程的学时进行了大幅压缩，总学时数为54，其中实验学时数为18。经过几年的教学实践后发现，该课程的教学时数压缩过大，对教学效果产生较大影响，用人单位的反馈意见也证实了这一点。在本次课程体系建设中，将该课程的理论教学内容和实验教学内容进行分离和单独设课。实验教学内容取名为《能源化学工学实验》，学时数为18;理论教学内容仍用原来的课程名称，学时数为46。

2．1．5优化《高炭化学与碳材料工程基础》

如前所述，炭素材料曾是武汉科技大学化工类的招生专业之一。在化工专业课程体系中设置炭素材料类的课程也是一大特色，这种特色为化工类毕业生的就业提供了更多机会。每年都有化工类的毕业生在炭素材料行业中就业，在全国的主要炭素企业中都有武汉科技大学化学工程与技术学院毕业的校友。但有一段时间为了强调重基础，弱化了炭素材料课程的教学，仅开设了《碳材料工程基础》，而且还是任意选修课，教学时数只有28学时。根据毕业生和用人单位的反馈意见，在本次课程体系建设中，决定优化该课程的教学设置，将该课程定位为指定选修专业课，教学时数增至44，课程名称改为《高炭化学与碳材料工程基础》。

2．2增设《化工CAD绘图与识图》

工程图纸是工程技术上用来表达设计思想和进行技术交流的主要手段，任何工程技术方案的实施，都必须以其为依据，因而被喻为“工程界的技术语言”。很多学校的化工类专业都开设计《化工制图》这门课程，主要内容有化工工艺图和化工设备图两大部分，用于培养学生阅读和绘制化工专业图样的能力。同时，它也为学生完成毕业设计和适应今后工作需要提供了不可缺少的基本能力。武汉科技大学化学工程与工艺专业原课程体系中只设置了《机械制图》，没有开设《化工制图》。根据毕业生和用人单位的反馈意见，在本次课程体系建设中，决定增设《化工CAD绘图与识图》这门课程。该课程由《化工制图》和《Auto-CAD绘图》整合而成，内容包括:AutoCAD绘图软件及其应用、工艺流程图、设备布置图、管道布置图和化工设备图，教学时数为36，其中14学时为上机实践学时。

3教学方式改革

3．1在实践中培养学生的动手能力和创新能力

依托湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室，通过开设本科生创新性实验与创新性研究等课外实践活动，为培养学生的动手能力、创新能力提供保障。鼓励和扶持本科生进行实验技能和化工设计竞赛。本科生从三年级开始下到实验室，参与到指导教师的实际科研项目中去，熟悉科研过程，锻炼实践技能，培养创新能力。

3．2组建和培养教学团队

原来大多数专业课都只有一名任课教师，待其退修或调离工作岗位后再找教师接替。现在每门课至少有两门任课教师，一般采取以老带新的模式，且任课教师都要有工程实践经验。如《能源化学》教学团队，由2名老教师、1名中年教师和2名年轻教师组成，其中3名教师具有博士学位，4名教师有正教授职称，2名教授为博士生指导教师。已有8名没有工程实践经验的年轻教师被派到河南、云南等地焦化企业进行了3个月实践锻炼，回校后教学效果有了明显提高。

3．3多种途径组织实践教学

近年来，化学工程与工艺专业建立了一批相对稳定的教学实习基地。考虑到专业特色和培养方向的要求，实习基地以武汉平煤武钢联合焦化有限公司为主体。该公司在国内具有技术力量雄厚，生产工艺先进的特点，并具有较高的管理水平。同时，该公司可以说是焦化的一部“百科全书”，建有4．3m、6m、7．63m焦炉，所采用的配套工艺也有多种，是一个相当理想的焦化特色化工专业教学实习基地［3］。但是现在化学工程与工艺专业的招生人数越来越来多，一年的招生人数达280人之多。一个焦化公司能一次接纳这么学生去实习已经勉为其难，实习过程只能用走马观花来形容，很难深入下去。为了解决这一问题，采取了一系列措施，如下厂前先给学生分工段介绍现场工艺流程和主要设备，播放现场录制的录像，开发主要设备的三维数字模型供学生在电脑进行自主观察、解剖和组装，购置计算机仿真培训软件供学生在电脑上进行仿真操作。

4结语

本次课程体系建设以重基础和显特色为指导方针。但受总学分和总学时所限，要兼顾好重基础和显特色这两个方面，关键在于对拟开设的每一门课程进行认真研究和筛选，对一些关联性很强的课程尽可能整合成一门课程，以便优化教学内容和缩减教学时数。