化工設計課程設計前言一、教學目標

本課程旨在通過系統(tǒng)的教學設計，使學生掌握化工設計的基本理論和方法，具備初步的化工過程設計和優(yōu)化能力。知識目標方面，學生能夠理解化工設計的基本原理、流程繪制規(guī)范、物料衡算和能量衡算方法，熟悉典型化工單元操作和過程的基本設計參數(shù)，掌握工藝路線選擇和設備選型的基本原則。技能目標方面，學生能夠獨立完成簡單的化工工藝流程設計，運用專業(yè)軟件進行流程模擬和優(yōu)化，具備初步的工程設計文檔編寫能力，并能運用所學知識解決實際工程問題。情感態(tài)度價值觀目標方面，學生能夠培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、創(chuàng)新意識和團隊合作精神，增強對化工行業(yè)的認識和理解，樹立可持續(xù)發(fā)展的工程理念。

課程性質上，本課程屬于化工專業(yè)核心課程，兼具理論性和實踐性，是連接化工基礎理論與工程實踐的橋梁。學生特點方面，本階段學生已具備一定的化工基礎知識和計算能力，但缺乏實際工程經驗，對復雜系統(tǒng)的設計思維和創(chuàng)新能力有待提升。教學要求上，需注重理論與實踐相結合，通過案例教學、項目驅動等方式，激發(fā)學生的學習興趣和主動性，同時強化工程實踐能力的培養(yǎng)。課程目標分解為具體學習成果：學生能夠繪制規(guī)范的工藝流程，完成至少一個單元操作的物料衡算和能量衡算，設計并優(yōu)化一個簡單的化工工藝流程，撰寫完整的工程設計文檔，并能運用所學知識分析解決實際問題。

二、教學內容

為實現(xiàn)課程目標，教學內容圍繞化工設計的基本原理、方法與流程展開，系統(tǒng)性強，注重理論與實踐結合，確保知識的科學性與應用的實用性。教學大綱安排如下，明確各章節(jié)內容與進度，緊密關聯(lián)教材核心章節(jié)，符合學生認知規(guī)律與工程實際需求。

**第一章化工設計概論（理論講解2學時，案例分析1學時）**

教材章節(jié)：第1章（概述）

內容：化工設計的定義、范疇與重要性；設計流程與原則；化工設計標準與規(guī)范；綠色化工與可持續(xù)發(fā)展理念。通過案例分析典型化工項目（如合成氨廠），理解設計全流程，明確課程學習目標與職業(yè)發(fā)展方向。學生需掌握設計基本術語與規(guī)范，能初步辨析設計需求與約束條件。

**第二章物料衡算與能量衡算（理論講解4學時，計算練習2學時）**

教材章節(jié)：第2章（物料衡算）、第3章（能量衡算）

內容：工藝流程的繪制規(guī)范（PID、PFD）；物料衡算原理與方法（平衡方程、物料平衡表）；能量衡算原理與方法（熱力學基礎、能量平衡表）；典型單元操作（反應器、分離塔、換熱器）的衡算案例。通過工業(yè)案例（如精餾塔設計），強化手算與軟件（AspenPlus）結合能力，學生需能獨立完成簡單流程的物料與能量平衡計算，誤差控制在5%以內。

**第三章化工單元操作設計（理論講解6學時，仿真實驗3學時）**

教材章節(jié)：第4章（反應工程）、第5章（分離工程）

內容：反應器類型與設計參數(shù)（動力學模型、轉化率與產率優(yōu)化）；分離過程選擇依據（精餾、萃取、吸收等）；關鍵設備（塔、換熱器、泵）選型計算；設計變量與約束條件分析。結合AspenPlus模擬，設計乙酸乙酯合成-精餾分離流程，學生需能確定關鍵設備規(guī)格并編寫簡要設計說明。

**第四章工藝路線設計與優(yōu)化（理論講解4學時，小組討論2學時）**

教材章節(jié)：第6章（工藝路線比較）

內容：多種工藝路線（如合成路線）的比較原則；經濟性評估（投資、能耗、成本）；技術可行性分析；工藝優(yōu)化方法（單變量、多變量優(yōu)化）；靈敏度分析。以甲醇生產為例，分組討論不同工藝路線的優(yōu)劣，提交比較報告，培養(yǎng)工程決策能力。

**第五章工程設計文檔（工作坊6學時）**

教材章節(jié)：第7章（設計文件）

內容：設計說明書框架；紙繪制規(guī)范（流程、設備布置）；安全與環(huán)保要求；設計附件編寫（設備表、操作手冊）。完成小型項目（如小型廢水處理站）的設計文檔初稿，強調規(guī)范性、完整性與可操作性，提升文檔撰寫能力。

進度安排：總學時36學時，分12周完成，每周3學時，其中理論2學時、實踐1學時。教材配套案例需同步消化，確保每個單元操作設計后均有對應計算或仿真任務，強化應用能力。

三、教學方法

為有效達成課程目標，激發(fā)學生學習興趣與主動性，教學方法將采用多樣化組合，確保理論與實踐深度融合，提升學生的工程應用能力。具體方法如下：

**1.講授法**

針對化工設計的基本原理、核心概念（如物料衡算公式、能量衡算方法、設計規(guī)范）等系統(tǒng)性強的基礎知識，采用講授法。結合教材章節(jié)內容，通過PPT、動畫等多媒體手段，清晰呈現(xiàn)邏輯關系與計算步驟。例如，在講解能量衡算時，同步推導公式、展示典型流程示例，確保學生掌握基本理論框架。講授時長控制在總學時的40%，注重啟發(fā)性，預留提問時間，強化師生互動。

**2.案例分析法**

以工業(yè)實際項目（如乙烯裂解裝置、藥物合成工藝）為載體，采用案例分析法。選取教材配套案例或真實工程數(shù)據，引導學生分析工藝流程、識別設計難點、討論優(yōu)化方案。例如，通過分析合成氨工藝的物料損失與能耗問題，講解設計冗余與效率提升方法。此方法占比35%，通過對比不同案例的優(yōu)劣，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。

**3.討論法與小組合作**

針對工藝路線選擇、經濟性評估等開放性議題，課堂討論。例如，以“乙酸乙酯合成工藝路線優(yōu)化”為主題，分組辯論不同路線的技術經濟性，提交辯論報告。討論法占比15%，強化批判性思維與團隊協(xié)作能力，同時暴露認知盲區(qū)，便于教師針對性補充講解。

**4.實驗法與仿真模擬**

針對單元操作設計與設備選型，引入AspenPlus等仿真軟件。學生需完成乙酸乙酯合成-精餾流程的模擬設計，提交仿真報告并對比理論計算結果。仿真實驗占比10%，通過可視化操作加深對抽象概念的理解，彌補實驗室條件限制，培養(yǎng)工程軟件應用能力。

**教學實施策略**：

-理論教學與案例討論穿插進行，每章安排1次課堂討論；

-仿真實驗與計算練習同步布置，課后完成；

-設計文檔工作坊采用“模板引導+自主修改”模式，分階段提交草稿；

-鼓勵學生利用教材案例資源，自主拓展學習內容。

通過方法組合，實現(xiàn)知識內化與實踐輸出，符合化工設計課程重應用、強實踐的特點。

四、教學資源

為支持教學內容與多樣化教學方法的有效實施，教學資源的選擇與準備需兼顧系統(tǒng)性、實踐性與前沿性，以豐富學生學習體驗，強化工程能力培養(yǎng)。具體資源配置如下：

**1.教材與核心參考書**

教材選用《化工設計》（第X版，[作者名]，[出版社]），作為教學內容的主線與基礎，其章節(jié)體系完整覆蓋物料衡算、能量衡算、單元操作設計、工藝優(yōu)化等核心知識點。配套參考書包括《化工過程設計》（[作者名]，化學工業(yè)出版社）用于深化理論理解，《化工設計手冊》（最新版）提供工程數(shù)據與標準查閱，《AspenPlus入門與實例教程》輔助仿真操作。這些資源與教材內容緊密關聯(lián)，確保知識點的延伸與補充。

**2.多媒體與在線資源**

構建課程資源平臺，整合PPT課件（含動畫演示關鍵計算過程）、典型化工流程視頻（如精餾塔操作、反應器運行）、工業(yè)案例數(shù)據庫（收錄3-5個完整設計項目，如乙醇生產工藝）。引入在線仿真平臺（如AspenPlus教育版授權）供學生自主練習，并鏈接綠色化工相關標準與報告（如ISO14064），拓展可持續(xù)發(fā)展視野。這些資源支持講授法、案例分析法與仿真實驗法的實施。

**3.實驗與仿真設備**

配置基礎計算設備（每2人1臺電腦），安裝AspenPlus、CAD軟件（AutoCAD/Visio）用于流程模擬與紙繪制。若條件允許，可搭建小型模擬裝置（如精餾演示塔、小型反應器），開展驗證性實驗，強化理論聯(lián)系實際。仿真設備需預設典型流程案例，支持參數(shù)修改與方案對比，滿足實驗法教學需求。

**4.工程文檔模板**

提供標準化的設計文檔模板（含流程、設備表、計算書格式），結合教材第7章內容，指導學生完成設計文檔工作坊。模板需包含典型錯誤示例與修改建議，幫助學生掌握工程表達規(guī)范，確保設計成果的系統(tǒng)性與可讀性。

**5.企業(yè)資源**

邀請資深化工工程師開展1次企業(yè)實踐講座，分享真實項目中的設計挑戰(zhàn)與解決方案，補充教材案例的工業(yè)背景。收集典型設計錯誤案例，用于課堂討論，提升學生風險意識。企業(yè)資源增強課程的實踐導向，彌補教材更新滯后于技術發(fā)展的局限。

五、教學評估

為全面、客觀地評價學生的學習成果，教學評估將采用多元化、過程性評價體系，覆蓋知識掌握、技能應用與能力提升維度，確保評估結果與課程目標及教學活動緊密關聯(lián)。具體評估方式如下：

**1.平時表現(xiàn)（占總成績20%）**

包括課堂參與度（30%，記錄提問、討論貢獻）、出勤率（40%，缺勤超過15%扣除比例分）、小組討論貢獻度（30%，由小組長依據成員參與度評定并提交記錄）。此方式側重過程評價，鼓勵學生主動學習，與講授法、討論法教學活動直接對應。

**2.作業(yè)與計算練習（占總成績30%）**

布置與教材章節(jié)內容配套的作業(yè)，涵蓋原理理解、計算分析（如物料衡算、能量衡算）、簡單流程設計等。例如，第2章布置AspenPlus基礎模擬任務，要求提交模擬流程與關鍵參數(shù)分析報告。作業(yè)需按時提交，遲交扣分，強調計算準確性（誤差≤5%）與規(guī)范性，與案例分析法、實驗法教學目標關聯(lián)。

**3.仿真設計項目（占總成績25%）**

以小型化工工藝（如甲醇合成-分離）為對象，要求學生運用AspenPlus完成流程模擬、設備選型、經濟性初步評估，并提交完整設計報告（含流程、計算書、優(yōu)缺點分析）。項目分階段考核：方案設計（10%）、模擬結果提交（10%）、最終報告質量（5%）。此方式全面檢驗單元操作設計、仿真軟件應用能力，與教學內容章節(jié)深度匹配。

**4.期末考試（占總成績25%）**

采用閉卷考試形式，試卷結構包括：選擇題（20%，覆蓋基本概念與規(guī)范）、計算題（40%，含物料/能量衡算、設備選型計算）、簡答題（30%，如工藝路線比較、設計優(yōu)化思路）。試題基于教材核心知識點，難度梯度合理，重點考察學生綜合運用知識解決工程問題的能力，與全書教學內容關聯(lián)。

**評估實施說明**

-所有評估方式均明確評分標準，提前公布；

-仿真項目采用匿名評審，避免主觀偏見；

-期末考試計算題需保留過程，按步驟給分，體現(xiàn)工程思維。

通過多元評估，確保學生既掌握基礎理論，又具備實踐能力，達成課程預期目標。

六、教學安排

本課程總學時為36學時，計劃在12周內完成，每周1次課，每次3學時，其中理論講解2學時，實踐環(huán)節(jié)（討論、仿真、計算練習）1學時。教學安排充分考慮學生認知規(guī)律與課程內容邏輯，確保進度合理緊湊，達成教學目標。具體安排如下：

**1.周次與教學內容對應關系**

-**第1-2周：化工設計概論與物料衡算基礎**

第1周：緒論（定義、范疇、流程），綠色化工理念；教材第1章。第2周：物料衡算原理，流程繪制規(guī)范（PFD基礎），簡單系統(tǒng)物料衡算計算練習。理論與案例結合，奠定基礎。

-**第3-4周：能量衡算與單元操作設計（上）**

第3周：能量衡算原理，穩(wěn)定流動體系能量衡算，熱力學基礎回顧。第4周：反應器設計基礎（類型、基本計算），換熱器設計基礎。教材第3章、第4章。引入計算復雜性，強化工程思維。

-**第5-6周：單元操作設計（下）與仿真入門**

第5周：分離過程（精餾、萃?。┰O計基礎，設備選型初步概念。第6周：AspenPlus軟件入門，模擬簡單流程（如換熱器），完成乙酸乙酯合成流程初步模擬任務。軟件應用與實踐結合。

-**第7-8周：工藝路線設計與案例深化分析**

第7周：工藝路線比較原則，經濟性初步評估（投資、成本），教材第6章。第8周：分組討論工業(yè)案例（如乙烯裂解），分析不同工藝優(yōu)劣，提交討論報告初稿。強化決策能力。

-**第9-10周：工程設計文檔工作坊**

第9周：設計文檔結構與內容要求，紙繪制規(guī)范（CAD基礎），模板應用。第10周：設計文檔撰寫工作坊，分組完成小型項目（如廢水處理）文檔，教師巡回指導。注重工程實踐輸出。

-**第11周：復習與綜合應用**

回顧重點難點，綜合應用物料衡算、能量衡算、設備選型知識，完成仿真項目最終報告。針對期末考試進行串講與應試指導。

-**第12周：期末考試與課程總結**

進行閉卷期末考試?？荚嚭蠼處熆偨Y課程內容，解答疑問，并布置拓展閱讀資源（如最新綠色工藝案例）。

**2.教學時間與地點**

教學時間固定安排在每周X下午X:XX-X:XX，地點為XX教學樓X層X教室。實踐環(huán)節(jié)若需使用計算機房或特定軟件，提前協(xié)調安排備用教室或實驗室。

**3.考慮因素**

-每周1次課的頻率符合工科學生知識消化習慣；

-理論與實踐穿插，避免長時間純講授導致疲勞；

-第11周集中復習，適應學生期末多課程壓力；

-教學地點固定便于設備使用和形成課堂紀律。

此安排確保在有限時間內高效完成教學任務，同時保持靈活性以應對突發(fā)情況。

七、差異化教學

鑒于學生間可能存在的知識基礎、學習風格、興趣特長及能力水平的差異，為促進每位學生的發(fā)展，本課程將實施差異化教學策略，通過調整教學內容深度、教學方法選擇與評估方式，滿足不同層次學生的學習需求。具體措施如下：

**1.內容深度差異化**

-**基礎層**：重點掌握教材核心概念與基本計算方法（如物料衡算公式推導、PID規(guī)范）。通過增加基礎案例講解、提供標準化計算模板等方式，確保其理解基本原理。

-**拓展層**：在掌握基礎之上，鼓勵深入探究（如不同反應器模型的比較、分離過程模擬參數(shù)的敏感性分析）。提供拓展閱讀材料（如專業(yè)期刊論文摘要、綠色化工新技術介紹），引導其思考設計優(yōu)化與創(chuàng)新。

-**挑戰(zhàn)層**：針對學有余力的學生，布置開放性設計任務（如小型化工項目可行性研究），要求運用多種軟件（AspenPlus、CAD）進行綜合設計，并撰寫高質量報告，培養(yǎng)其獨立解決復雜工程問題的能力。

**2.方法與資源差異化**

-**學習風格**：結合視覺型、聽覺型、動覺型學習風格，采用多媒體演示（動畫、視頻）、課堂講解、小組討論、仿真操作等多種方式。例如，對動覺型學生，增加仿真軟件實踐時間；對聽覺型學生，強化課堂互動與案例討論。

-**資源提供**：建立在線資源庫，分類存放不同難度等級的案例、仿真任務、參考書章節(jié)?；A層學生優(yōu)先推薦教材配套習題與基礎教程；拓展層與挑戰(zhàn)層學生可自主選擇進階資料，支持個性化學習。

**3.評估方式差異化**

-**平時表現(xiàn)**：根據學生參與討論的深度、提問質量、仿真任務完成度等進行綜合評價，鼓勵不同特長學生展現(xiàn)優(yōu)勢（如邏輯思維強的學生深入分析，溝通能力強的學生分享見解）。

-**作業(yè)與項目**：允許學生根據興趣選擇部分作業(yè)題目或項目方向（如聚焦節(jié)能設計、綠色分離等），提交成果時需體現(xiàn)個性化思考。評分標準兼顧準確性、創(chuàng)新性與規(guī)范性，體現(xiàn)分層要求。

-**期末考試**：設置基礎題（覆蓋核心概念）、中等題（綜合應用計算）和附加題（開放性設計或分析），基礎層學生重點得分，拓展層與挑戰(zhàn)層學生有機會獲得更高分數(shù)，實現(xiàn)分層評價。

通過實施差異化教學，旨在激發(fā)所有學生的學習潛能，提升課程的整體教學效果，促進學生的全面發(fā)展。

八、教學反思和調整

教學反思與動態(tài)調整是保障課程質量、提升教學效果的關鍵環(huán)節(jié)。為確保教學活動始終圍繞課程目標，緊密貼合學生實際，將在教學過程中及課后定期進行反思，并根據評估結果與反饋信息及時調整策略。具體措施如下：

**1.過程性反思與調整**

-**課堂觀察**：每次課后，教師即時回顧課堂互動情況，評估學生對知識點的理解程度。例如，若發(fā)現(xiàn)學生在繪制PFD時普遍混淆主要流股與輔助流股，則在下次課增加針對性示例與繪規(guī)范重申，并補充相關教材章節(jié)的細節(jié)解讀。

-**作業(yè)分析**：每周批改作業(yè)后，統(tǒng)計錯誤率較高的題目（如能量衡算中的熱損失計算），分析原因（是概念不清、公式誤用還是軟件操作不熟練），并在下次理論課上進行集中講解或調整后續(xù)案例的難度與側重。

-**仿真實踐反饋**：在AspenPlus模擬任務中，通過批閱報告和線上答疑，收集學生遇到的共性問題（如模塊選擇錯誤、操作參數(shù)設置不合理）。若多數(shù)學生存在某個特定難點，則安排額外實踐時間進行分組指導，或提供分步操作指南強化軟件應用教學。

**2.定期評估與調整**

-**中期反饋**：在第6-7周，通過無記名問卷收集學生對教學內容、進度、方法及資源使用的意見。重點關注：理論講解與案例實踐的平衡度、仿真任務難度是否適宜、小組討論效果等。根據反饋，可適當調整后續(xù)章節(jié)的案例選擇（如增加綠色工藝案例以激發(fā)興趣）或增加某個單元的實踐學時。

-**階段性成果評估**：在工藝路線設計或文檔工作坊結束后，內部評審，評估學生成果質量，反思教學引導是否到位。若發(fā)現(xiàn)設計思路普遍單一或文檔規(guī)范性差，需反思是否提供了足夠范例或指導，并在后續(xù)教學中強化相關要求與訓練。

**3.基于數(shù)據的調整**

-**成績分析**：分析每次作業(yè)、項目及期中模擬考試的得分分布與失分點，識別普遍存在的知識薄弱環(huán)節(jié)。例如，若物料衡算錯誤集中在復雜流程的循環(huán)物流處理，則需增加此類案例的講解深度，或引入輔助繪工具（如流程軟件）輔助分析。

-**長期跟蹤**：結合期末考試成績與學生后續(xù)相關課程的表現(xiàn)，評估本課程對學生工程能力培養(yǎng)的長期影響，據此優(yōu)化教學內容體系與能力培養(yǎng)目標。

通過上述反思與調整機制，確保教學活動具有針對性，能夠動態(tài)適應學生的學習需求，持續(xù)提升課程的教學效果與育人質量。

九、教學創(chuàng)新

為進一步提升教學的吸引力、互動性及與時俱進性，課程將積極探索并引入新的教學方法與技術，強化學生的主動學習體驗與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。具體創(chuàng)新舉措如下：

**1.虛擬現(xiàn)實（VR）與增強現(xiàn)實（AR）技術融合**

針對單元操作設計，探索引入VR/AR技術。例如，利用VR模擬進入虛擬的化工車間，讓學生直觀觀察反應器、精餾塔等設備結構及操作流程，理解空間布局與工藝銜接。AR技術可疊加于設備片或模型上，展示內部構件、工作原理及關鍵參數(shù)，實現(xiàn)“所見即所得”的學習體驗，增強對抽象概念的理解，與教材中設備選型、工藝流程內容關聯(lián)。

**2.沉浸式在線學習平臺**

構建基于Moodle或類似平臺的在線學習空間，集成教學資源、互動討論區(qū)、在線測試、仿真任務等模塊。開發(fā)“設計挑戰(zhàn)”主題的在線游戲化任務，如設定虛擬項目目標（成本最低化、能耗最小化），學生需在限定時間內完成流程設計、仿真優(yōu)化，系統(tǒng)自動評分并提供改進建議。此方式激發(fā)競爭與合作意識，強化工程決策訓練。

**3.（）輔助設計初步應用**

引入工具（如基于規(guī)則的化工流程優(yōu)化軟件），讓學生體驗智能化設計支持。布置任務：對比傳統(tǒng)設計與輔助設計的方案優(yōu)劣，理解在參數(shù)掃描、方案生成中的作用與局限。結合教材內容，探討對化工設計范式的影響，拓展學生視野，培養(yǎng)面向未來的工程素養(yǎng)。

**4.翻轉課堂模式試點**

選擇部分章節(jié)（如物料衡算基礎、設計規(guī)范），要求學生課前通過視頻、文獻完成自主學習，課堂時間則用于答疑、案例深度討論、仿真實踐或設計辯論。此模式促使學生帶著問題參與課堂，提高知識內化效率，培養(yǎng)自主學習能力。

通過上述創(chuàng)新實踐，旨在打破傳統(tǒng)教學模式局限，利用現(xiàn)代科技手段提升教學效果，激發(fā)學生的學習熱情與探索精神，使其更好地適應未來工程需求。

十、跨學科整合

化工設計作為一門綜合性學科，與多門基礎及專業(yè)課程緊密關聯(lián)，實際工程問題也常涉及跨領域知識。因此，本課程將著力強化跨學科整合，促進知識的交叉應用與學科素養(yǎng)的全面發(fā)展，提升學生的綜合解決復雜工程問題的能力。具體整合策略如下：

**1.數(shù)學與物理的融合**

在物料衡算與能量衡算教學中，強調微積分、線性代數(shù)、微分方程等數(shù)學工具的應用（如反應動力學模型建立、傳遞過程方程求解）。結合物理學中的熱力學、流體力學、傳熱學原理，講解能量衡算的基礎與設備設計依據。例如，通過分析換熱器傳熱方程，關聯(lián)物理傳熱知識與能量衡算計算，加深對“量”與“質”結合的理解，強化教材相關章節(jié)的物理化學基礎。

**2.計算機科學與工程軟件的應用**

重點整合計算機編程基礎（如Python）與化工仿真軟件（AspenPlus、MATLABSimulink）。指導學生編寫腳本實現(xiàn)簡單的流程模擬計算、數(shù)據處理或優(yōu)化算法，培養(yǎng)計算思維。例如，運用Python處理仿真輸出的大量數(shù)據，繪制趨勢，或編寫簡單優(yōu)化程序輔助工藝參數(shù)調整，體現(xiàn)計算機技術在解決工程問題中的作用。

**3.經濟學與環(huán)?？茖W的引入**

在工藝路線設計與經濟性評估環(huán)節(jié)，引入經濟學原理，如投資回報率分析、成本效益分析，引導學生從全生命周期視角評價設計方案。結合綠色化工理念，融入環(huán)境科學知識，討論污染物產生與控制、資源循環(huán)利用、清潔生產工藝等，分析環(huán)保約束對設計的影響。此部分與教材第6章、綠色化工相關內容關聯(lián)，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展意識與綜合決策能力。

**4.安全工程與法律的初步認知**

結合典型化工事故案例，介紹化工過程安全基礎知識（如危險與可操作性分析HAZOP），強調設計中的安全冗余與本質安全理念。簡要提及相關工程法規(guī)與標準，讓學生認識到工程設計需符合法律法規(guī)要求。此部分補充教材內容，提升學生的工程倫理與社會責任感。

通過多學科知識的交叉滲透，拓展學生的知識邊界，培養(yǎng)其系統(tǒng)性思維和綜合運用多學科知識解決復雜工程問題的能力，促進其成為具備跨學科素養(yǎng)的復合型化工人才。

十一、社會實踐和應用

為強化理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，本課程將設計并一系列與社會實踐和應用緊密相關的教學活動，引導學生將所學知識應用于模擬或真實的工程情境中。具體活動安排如下：

**1.工業(yè)案例研究與方案設計**

選取1-2個典型工業(yè)化工項目（如乙烯工業(yè)、制藥工藝）作為研究主題。要求學生以小組形式，深入調研項目背景、工藝流程、技術難點及市場應用，結合教材所學單元操作設計、工藝優(yōu)化原理，提出改進方案或新型工藝路線設想。小組需完成研究報告，包含文獻綜述、流程分析、設計計算、經濟性初步評估及創(chuàng)新點闡述。此活動直接關聯(lián)教材第6章工藝路線比較與設計優(yōu)化內容，鍛煉學生信息檢索、工程分析及創(chuàng)新思維能力。

**2.校內實驗或模擬裝置參觀/操作**

若條件允許，學生參觀學校化工原理實驗中心或相關模擬裝置（如小型反應器、精餾塔），直觀了解單元設備的結構、操作及控制。結合教材內容，引導學生觀察實際操作與理論計算的異同，理解工程實踐的復雜性。若無法實地參觀，可制作高清設備模型或操作視頻進行展示，并輔以虛擬仿真操作練習。

**3.模擬工程設計競賽**

設置小型模擬工程設計競賽，主題可圍繞“特定原料的綠色轉化工藝設計”或“低成本精細化學品生產流程優(yōu)化”。設定明確的設計目標（如產率最大化、能耗最小化、廢物減量化）和約束條件（如投資預算、環(huán)保標準）。學生需在規(guī)定時間內完成方案設計、仿真驗證、成本估算和文檔撰寫，最終進行成果展示與答辯。競賽過程模擬真實工程設計項目