应用型本科院校化工专业学生计算机应用能力的培养 *

佘启明

(黄山学院 化学化工学院,安徽 黄山 245041)

*收稿日期：2013-09-02

随着时代的发展，计算机技术在化工领域中得到了越来越广泛的应用。许多在化学工业设计中耗资巨大、耗时几年的工业放大过程，已经可以通过分解复杂过程再运用计算机模型模拟研究进行前期设计，节约了大量的资金和能源。计算机技术的应用能力已经成为一名优秀化工从业人员的必备技能，计算机应用能力的培养也日益受到国内各大工科高等院校的重视。

我校根据自身条件，在“十二五规划”中明确了以培养应用型人才为主的办学模式，而计算机应用能力也是应用型人才培养的重点，自2008年我校化学工程与工艺专业创办伊始，在培养方案的设计和专业课程的教学中一直注重计算机应用能力的培养，但由于硬件和资金等条件所限，学生应用计算机的能力和水平依然薄弱，远远无法满足当前化工科研和企业生产日益发展的需要。对此，我校在2012年下半年以迎接教育部本科教学评估为契机，以评促建，大力提高化工专业教学的计算机硬件软件设施，改变传统化工专业计算机教学的薄弱现状，加强专业教学中的计算机应用的时间环节，探索应用型本科办学模式下化工专业学生计算机应用能力培养的新思路。

一、培养学生计算机应用能力的紧迫性

目前，计算机技术在化学工业的普及和应用已经非常广泛和深入，比较典型的应用如：化工过程设计、化工过程控制、化工过程分析与开发、实验数据的分析与处理、化工信息管理和化工文献检索与管理等方面，这些方面的应用大大缩短了化工产品的研究、开发和设计周期，提高了产品质量和企业竞争力。

面对化工领域的这种划时代的变革，高等院校化工专业的教学改革刻不容缓，传统的教学内容和方法已不能满足现代化工生产研发对计算机应用能力的需求，化工类的工程技术人员如果没有较强的计算机应用能力，将直接影响到其对工作岗位的胜任程度。培养学生的计算机应用能力，适应现代化工发展的需要，成为各大工科高等院校的重要培养目标。

当前大学阶段的计算机应用能力培养主要集中在低年级阶段，在高年级阶段由于教学重点转移到专业基础课和专业课，往往忽视了对计算机应用能力的继续培养，造成毕业生的计算机应用能力不能满足实际需求。学生在本科四年的学习时间里，除了基本的计算机语言和程序设计(如VB、C++等)外，基本很少涉及到与当前科研和实际生产操作相关的计算机软件和系统，更不用谈与专业知识结合的计算机应用能力实践，让学生以后走上的学习和工作的岗位后不能适应岗位所在的计算机应用环境，需要花大量的时间从头学起，倍感吃力。长此以往，将使人才的培养落后于时代的发展，高等教育培养应用型人才的目标无法实现。为了改变这种状况，培养和提高学生的计算机应用能力，必须加强教学中的计算机应用能力培养环节。浙江工业大学在这方面做出了大胆的探索，以化学工程与工艺专业和计算机科学与技术专业为学科交叉点，创立了化工+计算机复合人才的培养模式，为化工专业人才计算机应用能力的培养提供了很好的借鉴。因此，作为以培养具有工程实践能力的应用型人才为目标的高等院校，改革目前教学模式，加强计算机应用能力的培养势在必行。本研究以黄山学院化学化工学院化学工程与工艺专业为例对化工专业本科生强化计算机应用能力培养进行一些初步探索，以期提高毕业生的计算机应用能力。

二、目前化工专业计算机应用教学存在的问题

(一)硬件设施问题

计算机应用能力的培养，需要先进的计算机机房配套，而当前国内几乎没有一所高校人机比能达到1:1，即使人机比较高的院校也有部分微机无法满足教学要求。对化工专业来说，普通的计算机可能无法满足大型化工模拟计算和绘图软件的需要，故距全面实施计算机辅助教学尚有较大硬件差距，而这个问题的解决只有靠加大教育投入力度来实现。

(二)教学软件问题

目前广泛使用的化工类行业软件，如Chemoffice、Aspen-plus、PRO-Ⅱ、MATLAB、Fluent等大多是英文版，虽然有些软件也有中文版，如AUTOCAD等，但由于学生的英文水平参差不齐，专业英语的课程更是直到高年级才开设，所以在运用这些软件实际教学过程中，因为程序语言的障碍难以取得满意的教学效果。这类问题的解决需要加强化工专业学生的英语专业英语能力的培养，提高对不同计算机应用环境的适应性。

(三)教学人员问题

化学化工行业的软件一般都是有特定的使用方向，如Chemoffice主要用于化学分子式的绘制；Aspen-plus、PRO-Ⅱ主要用于化工流程模拟；MATLAB主要用于复杂模型计算；Fluent主要用于计算流体力学；虽然近年来化工软件的发展有综合化的趋势，但少数化工专业教学人员很难完全掌握上述软件的使用，这些软件的版本也一直更新，每个人也许只能了解其中几个，掌握和精通需要从教人员长时间的学习。由此可见，培养化工专业学生的计算机应用能力，我们的师资队伍需要进一步充实，教学人员本身的计算机应用能力也需要培训和提高，才能满足现阶段教学需要。

三、培养计算机应用能力的具体措施

(一)在培养方案中融入计算机应用

为了改变我校化学工程与工艺专业课程偏重理论化教学，计算机应用能力培养薄弱的现状，我校在化工专业低年级原有的计算机应用基础和C语言程序设计课程的基础上，在高年级专业课程中增设了“计算机辅助化工设计”课程，共28学时，14学时课堂教学，14学时上机练习，强化学生对化工行业软件的训练，并选择Excel、Chemoffice和AutoCAD等软件进行重点讲解，熟悉它们在化工领域的应用；对本专业的教师进行计算机应用的系统培训，安排教师到其他学校和企业进修学习计算机应用课程，切实提高本专业教师在专业课程中应用计算机的能力水平，保证构建化工专业信息化教学平台的师资力量。

(二)在课堂教学中融入计算机应用

由于化工专业学生以学习化学、化工理论及实验为基础，很少涉及利用计算机解决实际化工问题，因此在有限的时间内要求学生基本掌握几种专业软件的使用方法，无论对授课教师还是对学生都具有很大的挑战性．为此采取教师台上讲授和学生台下操作相结合，并辅以课外作业和答疑的教学模式，并且教师讲授的内容是将专业软件使用方法与化工问题相结合，使学生在解决实际问题的过程中掌握软件的使用技巧。如在化工原理课程中，可以结合Origin软件绘制函数图，讲解经典的图解法求精馏塔理论塔板数问题，让学生在课后自行练习，并与其他软件计算结果进行对比，了解不同软件对同一化工问题的不同解法；在学习有机化学课程时，可以结合Chemoffice软件绘制复杂化合物的二维、三维分子式，使学生在了解有机物结构及物性的同时掌握它们的绘制方法，对所绘制的分子进行英文命名、预测基本条件下的各种物理化学性质等；在化工热力学课程教学中，由于作业计算量很大，可以尝试融入Matlab进行简单的迭代计算，简化计算过程，使学生了解基本的Matlab程序语言。

(三)在实践教学中融入计算机应用

实践教学是培养应用型人才的关键，也是化工专业培养方案中的重要环节，如课程设计、专业实验、生产实习、毕业设计等，这些实践教学环节都与计算机应用密切相关。如专业实验中要求学生运用计算机处理实验数据，如剔除异常数据，对实验数据进行回归分析，根据实验数据绘图。这些工作虽然都可以用手工方法完成，但运用计算机来完成不仅效率高和质量好，而且能锻炼学生的计算机应用能力，为以后的实际工作打了良好基础。在课程设计方面，我校化工专业培养方案中，有化工制图课程设计，化工原理课程设计以及最终的毕业设计。化工制图课程设计中可以在手绘之外强调AutoCAD绘图软件的训练，并加入部分上机训练学时，培养学生设计绘制工艺流程图、设备布置图、管道布置图及设备结构图的工程实践能力；化工原理课程设计有关的物料衡算、热量衡算和设备计算等工程计算中可以融入Origin、Excel、Matlab等数据处理软件的应用，强化学生的程序设计能力和专业数据处理能力。这些实践教学环节既能全流程锻炼学生的计算机应用能力，又能对学生的计算机应用能力进行全面的检验。

另外，利用我校周边黄山市徽州区循环经济园内丰富的企业资源，建立校企合作办学，在化工见习和生产实习等实践教学环节与企业充分合作，聘请企业里的化工工程师担任我校化工专业的校外导师，将部分学生的毕业设计放到企业里进行，让学生接触到先进的化工过程计算机控制DCS(Distribute Control Systerm) 系统和FCS(Field Control Systerm)，利用企业的资源来更好地培养具有计算机应用实践能力的化工专业人才。

四、结语

化工专业本科生计算机应用能力的培养是一项系统工程，光靠低年级开设的那几门计算机课程是不够的，在高年级阶段还要继续强化计算机应用能力的培养。我校在探索应用型本科化工专业学生计算机应用能力培养的过程中，以AutoCAD绘图能力培养为基础，补充介绍了Chemoffice、Origin、AspenPlus、Matlab等软件的简单应用。通过教学演示和训练，开拓了学生的眼界和知识面，提高了他们的学习兴趣和积极性，培养了他们自主学习提高计算机应用水平的能力，增强了他们的就业竞争力，对应用型化工专业人才的培养起到了积极的作用。

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