化工-化工工艺流程设计与控制

化工-化工工艺流程设计与控制一、课程目标

知识目标：

1.理解化工工艺流程的基本概念、原理及各单元操作间的联系；

2.掌握化工工艺流程设计的基本方法和步骤，能够运用相关软件进行模拟与优化；

3.了解化工生产过程中常见的控制策略和设备，明确控制系统的作用和重要性。

技能目标：

1.能够运用所学知识，分析并解决化工工艺流程中的实际问题；

2.培养学生运用CAD等软件绘制化工流程图的能力；

3.提高学生团队协作、沟通表达及实际操作能力，使其具备初步的工艺流程设计与控制能力。

情感态度价值观目标：

1.培养学生对化工工艺流程设计与控制工作的兴趣，激发其探索精神和创新意识；

2.增强学生的环保意识，使其在工艺流程设计中充分考虑安全、环保和节能因素；

3.培养学生严谨、细致、负责任的工作态度，使其具备良好的职业素养。

本课程针对高年级化工专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。课程旨在帮助学生系统掌握化工工艺流程设计与控制的基本知识，培养其实践操作能力，提高其综合素质，为未来从事相关工作奠定坚实基础。

二、教学内容

1.化工工艺流程基本概念与原理：包括化工工艺流程的定义、分类及特点，各单元操作的基本原理与功能。

教材章节：第一章化工工艺流程概述。

2.化工工艺流程设计方法与步骤：学习工艺流程图的绘制方法，掌握流程设计的基本步骤，了解工艺流程优化原则。

教材章节：第二章化工工艺流程设计。

3.化工工艺流程模拟与优化：运用相关软件（如AspenPlus、HYSYS等）进行工艺流程模拟，分析并优化流程参数。

教材章节：第三章化工工艺流程模拟与优化。

4.化工生产过程中的控制策略与设备：学习常见控制策略（如PID控制、串级控制等）及控制系统设备（如传感器、执行器等）的原理与应用。

教材章节：第四章化工生产过程控制。

5.实践操作与案例分析：组织学生进行工艺流程设计与控制的实践操作，分析典型化工企业案例，提高学生实际操作能力。

教材章节：第五章实践操作与案例分析。

教学内容按照以上五个部分进行组织，确保科学性和系统性。教学进度根据课程目标和学生的学习情况合理安排，注重理论与实践相结合，提高学生的综合运用能力。

三、教学方法

本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：

1.讲授法：对于化工工艺流程的基本概念、原理及控制策略等理论知识，采用讲授法进行教学。教师通过生动的语言、形象的比喻和丰富的案例，帮助学生理解和掌握相关知识。

教材关联：第一章化工工艺流程概述、第四章化工生产过程控制。

2.讨论法：在工艺流程设计、优化及案例分析等环节，组织学生进行小组讨论。鼓励学生发表自己的观点，培养学生的团队协作和沟通能力。

教材关联：第二章化工工艺流程设计、第三章化工工艺流程模拟与优化、第五章实践操作与案例分析。

3.案例分析法：通过分析典型化工企业的工艺流程案例，使学生了解实际生产过程中的问题及解决方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。

教材关联：第五章实践操作与案例分析。

4.实验法：组织学生进行化工工艺流程设计与控制的实验操作，使学生在实践中掌握理论知识，提高实际操作能力。

教材关联：第三章化工工艺流程模拟与优化、第五章实践操作与案例分析。

5.互动式教学：在教学过程中，教师通过提问、答疑等方式与学生互动，引导学生主动思考，提高课堂氛围。

教材关联：全书各章节。

6.任务驱动法：设置具有挑战性的任务，鼓励学生自主探究、协作完成。通过完成任务，培养学生的问题解决能力和创新意识。

教材关联：第二章化工工艺流程设计、第三章化工工艺流程模拟与优化。

7.情境教学法：创设化工企业实际工作情境，让学生在情境中学习，提高学生将理论知识应用于实际工作的能力。

教材关联：全书各章节。

四、教学评估

教学评估将采用多元化、客观公正的方式，全面反映学生的学习成果：

1.平时表现（占20%）：评估学生出勤、课堂参与度、小组讨论表现、提问与答疑等情况。通过这些指标，鼓励学生积极参与课堂，提高课堂学习效果。

教材关联：全书各章节。

2.作业（占30%）：布置与课程内容相关的作业，包括理论计算、流程图绘制、案例分析等。作业旨在帮助学生巩固理论知识，提高实际应用能力。

教材关联：第二章化工工艺流程设计、第三章化工工艺流程模拟与优化、第四章化工生产过程控制。

3.实验报告（占20%）：学生完成实验后，需撰写实验报告。评估实验报告的完整性、逻辑性和分析深度，以检验学生在实践操作中的学习成果。

教材关联：第三章化工工艺流程模拟与优化、第五章实践操作与案例分析。

4.考试（占30%）：包括期中和期末两次考试。考试内容涵盖全书各章节，重点考察学生对化工工艺流程设计与控制知识点的掌握及综合运用能力。

教材关联：全书各章节。

5.小组项目（占10%）：组织学生进行小组项目，要求学生在项目中进行工艺流程设计与控制。评估项目成果的完整性、创新性和实用性，培养学生在团队协作中的沟通与协作能力。

教材关联：第二章化工工艺流程设计、第三章化工工艺流程模拟与优化、第五章实践操作与案例分析。

6.课堂展示（占10%）：鼓励学生就某一化工工艺流程设计与控制主题进行课堂展示。评估展示内容的准确性、条理性和表达能力，提高学生的公众演讲能力。

教材关联：全书各章节。

五、教学安排

1.教学进度：本课程共计16周，每周2课时，共计32课时。教学进度根据教材章节内容进行合理分配，确保有限时间内完成教学任务。

教学周安排如下：

-第1-4周：化工工艺流程概述、化工工艺流程设计基本方法与步骤；

-第5-8周：化工工艺流程模拟与优化、化工生产过程中的控制策略与设备；

-第9-12周：实践操作与案例分析、小组项目；

-第13-16周：复习与考试。

2.教学时间：根据学生作息时间，安排在每周一、三下午13:30-15:00进行课堂教学。同时，安排每周二、四下午15:30-17:00进行实验课程。

3.教学地点：理论课程在化工专业教室进行，实验课程在化工实验室进行。

4.考虑学生实际情况和需要：

-在教学过程中，针对学生的兴趣爱好，引入相关化工工艺流程设计与控制领域的实际案例，提高学生的学习兴趣；

-针对学生实际操作能力培养，安排足够的实验课时，确保学生有充足的时间进行实践操作；

-在教学安排上，留有适当的时间进行课堂讨论与互动，鼓励学生提问、发表观点，培养学生主动思考的习惯。

5.教学资源：充分利用学校图书馆、网络