运用计算机技术推进化工业优秀工程师培养

运用计算机技术推进化工业优秀工程师培养

1、化学工程与工艺专业与“卓越工程师教育培养”计划

化学工程与工艺专业是一门重要的工程基础学科，具有该专业的高校承载着为我国化工这一支柱行业培养优秀工程技术人才的责任。因此在“卓越计划”的背景下，对化学工程与工艺专业学生的培养过程和目标提出了更深层次的要求。既然是以工程为导向，就要求在本科化学工程与工艺专业的教学过程，切实做到理论教学和工程实践密切联系，建立理论教学和工程实践的无缝连接。因此在化学工程与工艺专业的“卓越计划”实施的过程中，要求在教学实践环节，做到行业企业深度参与培养过程，突出学生的工程能力和创新能力的培养，在培养目标的确定上，要求以通用标准和行业标准为基准，在明确培养标准的前提下建立相应培养人才管理规则。

2、目前存在的问题

以上对化学工程与工艺专业的“卓越计划”实施要求，恰恰是我们所面临的问题。首先，我们需要企业的深度参与，这就产生了诸多问题。企业是生产主体，是经济体，它的主要内涵是生产社会所需产品，进入流通环节，获得经济效益，而不是培养大学生，因此很多企业参与的积极性不高。即使有些企业有心参与，但受地域、财力、精力等所限，也不知如何更好的参与此项目才能得到好的效果。可以说面对企业，学校是相对比较被动的，如何说服企业参与该过程，是困扰各高校主管人员的难题。

其次，我们需要确定通用标准和行业标准。通用标准在高校以往的学生培养和培养计划等已经都有所体现，关键的问题是行业标准的确定。但不管行业标准落实到文字为何，其内涵必然包括所需人才必须具备较强的分析问题能力、解决问题能力、以及具有创新性和灵活性。而显然这样的要求离不开对学生工程实践能力的培养。

3、计算机技术在化工专业“卓越计划”中发挥的作用

对于化学工程与工艺专业的教学，可以通过运用计算机技术，一定程度地解决所存在的上所述问题，减少高校对企业的依赖，帮助培养能分析问题、解决问题、具有一定创新能力的化工人才，推动化工卓越工程师培养目标的实现。

对于化学工程与工艺专业学生的培养过程，计算机技术的应用体现在以下几方面。其一，把化工仿真软件体系应用在理论教学和实训环节，其二，把流程模拟软件进行工艺流程设计调优，或者应用于学生的毕业环节和第二课堂(即化工设计竞赛等)，其三，运用OUTOCAD软件进行工艺流程或化工设备设计图的绘制。

3.1 化工仿真技术在理论教学和实践教学环节的运用

化工仿真技术是通过建模编程得到的一个软件操作平台，可以模拟真实的生产装置，再现真实生产过程的实时动态特性，并过计算机自主操控。在化工仿真操作中，可以实现对装置的开车、正常运行、故障处理和正常停车等操作。

由于化工仿真软件较为真实的再现了生产过程，所以学生尽管没有进入工厂，却如同进入工厂一样置身于工厂车间，通过控制调节完成生产任务要求，从而实现了理论和实践的紧密结合，提高了授课质量。化工仿真主要应用在学生的实践环节，主要为认知和生产实习、课程设计以及专业实训。

化工仿真技术认知和生产实习，以及课程设计的运用主要是辅助理论教学。通过仿真软件，把某一设备，如换热器、离心泵、精馏塔等的结构、作用、操作展示清楚，给学生非常形象直观的印象，对所学理论会有更深刻的理解和领会。

化工仿真技术在专业实训方面的应用则起到很立体的效果，不仅是在理解知识，更是在运用知识进行分析问题并解决问题。在专业实训过程中，学生面对的不再是单一设备或是由老师操控的某一流程，而是自己要置身于内，作为一名工厂中的操作技术人员，开始控制一个流程的整体操作，完成开车、稳定运行、偏离正常的应急处理、停车等操作。

对化学工程与工艺专业的学生需要完成的仿真软件操作包括基本的化工单元操作，如吸收、常减压精馏、流体输送等。

学生在进行仿真实训时，刚开始都是手忙脚乱，控制不好，提出了很多问题，经过几课时的培训后，渐渐熟练，并得出很多心得，体会到了很多理论知识和工程实践的关联，既体会到了工程的多样性和复杂性，也体会到了理论知识是帮助解决这些多样性和复杂性问题的钥匙。

3.2 流程模拟软件在理论教学和实践教学环节的运用

流程模拟技术是与实验研究同样可靠和更为有效的一种研究手段，其应用极大地促进化学工业的发展。化工流程模拟能使设计最优化，提高设计效率，优化得到效率较高的工厂设计方案，同时化工流程模拟可以寻找故障，消除“瓶颈”，优化生产条件和操作参数而进行旧厂改进。目前常用的几款软件有ASPENPLUS，PRO/II，UNISUM，以及CHEMCAD等。这些模拟软件在实践教学中的应用无疑会对学生综合能力的培养起到了极大的促进作用。流程模拟操作可以在授课过程中展示给同学，如可采用流程模拟软件帮助同学进行换热