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文档简介

化工过程设计课程设计一、课程目标

知识目标:

1.让学生掌握化工过程设计的基本原理和概念,理解不同单元操作在化工过程中的作用和相互关系。

2.使学生能够运用化学工程基础知识,分析并解决实际化工过程中的问题。

3.帮助学生了解化工过程设计的相关规范和标准,熟悉工艺流程图的绘制及设备选型。

技能目标:

1.培养学生运用计算机软件(如AspenPlus、HYSYS等)进行化工过程模拟和优化的能力。

2.培养学生独立完成化工过程设计任务,包括工艺流程设计、设备设计及参数优化等。

3.提高学生团队协作和沟通能力,能在项目中进行有效分工与合作。

情感态度价值观目标:

1.培养学生对化工过程设计的兴趣,激发学生创新意识和探索精神。

2.强化学生的环保意识,使他们在化工过程设计中充分考虑安全、环保和可持续发展。

3.引导学生树立正确的职业道德观念,认识到化工过程设计在国民经济中的重要作用。

本课程针对高年级本科生,具备一定的化学工程基础知识和实践能力。课程性质为专业核心课,旨在培养学生具备化工过程设计、分析和优化能力。教学要求注重理论与实践相结合,鼓励学生参与讨论和实际操作,提高解决复杂工程问题的能力。通过本课程的学习,学生将能够为从事化工行业相关工作打下坚实基础。

二、教学内容

本课程教学内容主要包括以下几部分:

1.化工过程设计基本原理:介绍化工过程设计的基本概念、原理和方法,涉及化学工程基础、物料与能量平衡、化学反应工程等内容。

2.单元操作与设备设计:分析各类单元操作在化工过程中的应用,包括流体流动、传热、传质、反应器设计等,并介绍相关设备选型与计算方法。

3.化工工艺流程设计:讲解工艺流程图的绘制方法、工艺流程设计原则,以及设备布置与管道设计等。

4.化工过程模拟与优化:教授运用计算机软件(如AspenPlus、HYSYS等)进行化工过程模拟、参数优化和经济效益分析。

5.实践教学:组织学生进行化工过程设计实践,包括工艺流程设计、设备选型、参数计算等,培养学生实际操作能力。

教学内容依据以下教材章节进行组织:

1.《化学工程基础》第1-3章,涵盖化工过程设计基本原理和概念。

2.《化学反应工程》第4-6章,介绍单元操作与设备设计。

3.《化工工艺设计》第7-9章,讲解化工工艺流程设计方法。

4.《化工过程模拟与优化》第10-12章,教授化工过程模拟与优化技术。

教学进度安排:共16周,每周2学时。第1-4周,学习化工过程设计基本原理;第5-8周,学习单元操作与设备设计;第9-12周,学习化工工艺流程设计;第13-16周,进行化工过程模拟与优化实践。

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:用于讲解化工过程设计的基本理论、原理和方法。通过教师清晰、生动的讲解,使学生系统掌握课程内容,为后续实践环节打下坚实基础。

2.案例分析法:结合实际化工过程案例,引导学生分析和讨论,培养学生解决实际问题的能力。案例分析法可以让学生更好地理解理论知识在实际工程中的应用。

3.讨论法:针对课程中的重点和难点问题,组织学生进行小组讨论,鼓励学生发表自己的观点,培养学生的思辨能力和团队协作精神。

4.实验法:组织学生进行化工过程设计实验,使学生在实际操作中掌握单元操作与设备设计方法,提高学生的动手能力和实践技能。

5.任务驱动法:布置具有挑战性的设计任务,要求学生独立或团队合作完成。通过任务驱动,激发学生的学习兴趣,培养学生自主学习和解决问题的能力。

6.模拟软件教学:运用AspenPlus、HYSYS等化工过程模拟软件,教授学生进行化工过程模拟与优化。通过软件教学,提高学生的计算机应用能力和工程实践能力。

7.翻转课堂:将部分教学内容制作成视频,要求学生在课前观看,课堂上进行问题讨论和解答。翻转课堂有助于培养学生的自主学习能力和课堂参与度。

8.毕业设计引导:结合课程内容,引导学生提前规划毕业设计,使学生将所学知识应用于实际项目中,提高学生的综合运用能力。

教学方法具体实施如下:

1.讲授法:占总学时的30%,用于基本理论、原理和方法的讲解。

2.案例分析法:占总学时的10%,结合实际案例进行分析和讨论。

3.讨论法:占总学时的20%,组织学生进行小组讨论。

4.实验法:占总学时的10%,进行化工过程设计实验。

5.任务驱动法:占总学时的15%,布置并完成设计任务。

6.模拟软件教学:占总学时的5%,教授化工过程模拟软件的使用。

7.翻转课堂:占总学时的5%,进行课堂讨论和解答。

8.毕业设计引导:贯穿整个课程,引导学生结合课程内容进行毕业设计。

四、教学评估

为确保教学评估的客观、公正和全面性,本课程采用以下评估方式:

1.平时表现:占总评成绩的30%。包括课堂出勤、提问回答、小组讨论、实验操作等方面的表现。此部分旨在评估学生的课堂参与度、团队合作能力和实践技能。

2.作业:占总评成绩的20%。布置与课程内容相关的作业,要求学生在规定时间内完成。作业内容包括理论计算、案例分析、软件操作等,以评估学生对课程知识的掌握和应用能力。

3.期中考试:占总评成绩的20%。考试形式为闭卷,主要测试学生对化工过程设计基本理论、原理和方法的掌握程度。

4.设计任务:占总评成绩的30%。要求学生完成一个具有挑战性的化工过程设计任务,包括工艺流程设计、设备选型、参数计算等。此部分旨在评估学生的综合应用能力、创新意识和实际操作技能。

具体评估方式如下:

1.平时表现:教师记录学生的课堂表现,包括出勤、提问回答、小组讨论等,按比例给出成绩。

2.作业:教师对作业进行批改,评价学生的完成质量和解答思路,给出成绩。

3.期中考试:考试结束后,教师对试卷进行批改,按照标准答案和评分标准给出成绩。

4.设计任务:教师对学生的设计任务进行评审,评估内容包括设计合理性、计算准确性、创新性等方面,给出成绩。

此外,为了鼓励学生积极参与课程学习和提高自身能力,以下奖励措施可纳入评估:

1.课堂提问奖励:对课堂提问表现积极的学生给予适当加分。

2.优秀设计奖励:对设计任务完成出色的学生给予额外加分。

3.团队合作奖励:对在小组讨论和设计任务中表现出色的团队给予加分。

五、教学安排

为确保教学进度合理、紧凑,同时考虑学生的实际情况和需求,本课程的教学安排如下:

1.教学进度:

-第1-4周:化工过程设计基本原理

-第5-8周:单元操作与设备设计

-第9-12周:化工工艺流程设计

-第13-16周:化工过程模拟与优化实践

2.教学时间:

-每周2学时,共计32学时。

-课堂教学时间安排在学生作息时间较为充沛的时段,以利于学生参与。

3.教学地点:

-理论课程:多媒体教室,便于教师使用PPT、视频等教学资源进行讲解。

-实践环节:实验室和计算机房,为学生提供实际操作和软件模拟的环境。

4.教学活动安排:

-每周1学时用于课堂讲授,1学时用于实践操作或小组讨论。

-第13周和第14周,安排实验室实践,使学生深入了解单元操作与设备设计。

-第15周和第16周,安排计算机房实践,教授学生使用化工过程模拟软件。

5.课外辅导:

-教师安排课外时间,为学生提供答疑和辅导。

-鼓励学生利用课外时间进行自主学习、小组讨

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