化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱

1、化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱（Chemical design basis）一、課程概況課程代碼：2501050學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32先修課程：高等數(shù)學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理等。適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)教 材：化工設(shè)計(jì)概論（第二版），李國庭等，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018.2課程歸口：化工與材料學(xué)院課程的性質(zhì)與任務(wù)：化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)工程運(yùn)用的實(shí)踐性以及多專業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)的綜合性。通過本課程的學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生使用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行化工流程的工藝設(shè)計(jì)以及擴(kuò)大到工廠規(guī)模設(shè)計(jì)，為培養(yǎng)從事化工設(shè)計(jì)、化工生產(chǎn)管理方面的化工人才打下基

2、礎(chǔ)。課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)的支撐序號(hào)課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)畢業(yè)要求1目標(biāo)1： 理解化工過程中物料和能量衡算的基本方法和程序，掌握物理、化學(xué)過程的物料和能量衡算，能對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)，特別是掌握塔器、反應(yīng)器、分離設(shè)備的設(shè)計(jì)。掌握化工“三廢”處理一般方法；理解典型單元設(shè)備的控制流程設(shè)計(jì)。觀測(cè)點(diǎn)2-2能夠認(rèn)識(shí)到解決復(fù)雜化學(xué)工程問題有多種方案可選擇。畢業(yè)要求2：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。2目標(biāo)2：理解化工車間布置設(shè)計(jì)原則，理解化工軟件作用，能對(duì)化工車間設(shè)備、管路進(jìn)行合理布置；理解公用工程在產(chǎn)

3、品生產(chǎn)中的作用，掌握供水、供電、供暖等設(shè)備及管路設(shè)計(jì)；掌握化工設(shè)計(jì)概算方法，選擇成本較低的工藝設(shè)計(jì)。觀測(cè)點(diǎn)3-4：能夠用圖紙、設(shè)計(jì)說明書等形式呈現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。畢業(yè)要求3：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）、工藝流程或技術(shù)，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。課程要求及內(nèi)容序號(hào)教學(xué)內(nèi)容思政元素預(yù)期學(xué)習(xí)成果教學(xué)學(xué)時(shí)教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1化工設(shè)計(jì)概述：化工設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，工程的概念、基本建設(shè)程序，項(xiàng)目立項(xiàng)，化工設(shè)計(jì)要求、分類、程序及內(nèi)容，質(zhì)量管理體系和設(shè)計(jì)部門與其他部門的關(guān)系。重點(diǎn)和難點(diǎn)：化工設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

4、，工程與項(xiàng)目的概念、化工設(shè)計(jì)要求、分類、程序及內(nèi)容。結(jié)合工程、項(xiàng)目案例，講解我國基礎(chǔ)建設(shè)方面取得的成就，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷。能夠理解化工設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，化工廠概況，基本建設(shè)程序，項(xiàng)目立項(xiàng)；掌握化工設(shè)計(jì)要求、分類、程序及內(nèi)容；了解質(zhì)量管理體系和設(shè)計(jì)部門與其他部門的關(guān)系。2講授/討論/實(shí)例教學(xué)等目標(biāo)12工藝路線與工藝流程設(shè)計(jì)：工藝路線的選擇與確定，工藝流程設(shè)計(jì)，典型單元設(shè)備的控制流程設(shè)計(jì)，特定過程管路的流程設(shè)計(jì)，輔助生產(chǎn)流程，工藝流程圖設(shè)計(jì)實(shí)例。重點(diǎn)和難點(diǎn)：工藝路線的選擇與確定，工藝流程設(shè)計(jì)，典型單元設(shè)備的控制流程設(shè)計(jì)。工藝路線的選擇需需先進(jìn)、可靠、結(jié)合國情、因地制宜。引導(dǎo)學(xué)生遵守國家法律法規(guī)進(jìn)行規(guī)

5、范設(shè)計(jì)，弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀。能夠理解：典型單元設(shè)備的控制流程設(shè)計(jì)；掌握：工藝路線的選擇與確定，工藝流程設(shè)計(jì)；了解：特定過程管路的流程設(shè)計(jì)，輔助生產(chǎn)流程。6講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)23化工過程中的物料衡算：物料衡算的基本方法和基本程序，物理、化學(xué)過程的物料衡算。重點(diǎn)和難點(diǎn)：物料衡算的基本方法和基本程序，物理過程的物料衡算；化學(xué)過程的物料衡算。物料衡算是進(jìn)行化工設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的基本依據(jù)，可定量評(píng)價(jià)工藝流程經(jīng)濟(jì)上是否合理、技術(shù)上是否先進(jìn)。掌握：物理過程的物料衡算；了解：化學(xué)過程的物料衡算。1講授/討論/等目標(biāo)14化工過程中的能量衡算：能量衡算的基本方法和基本程序，物理、化學(xué)過程的能量衡算，物料衡算

6、與熱量衡算的聯(lián)算。重點(diǎn)和難點(diǎn)：能量衡算的基本方法和基本程序，物理、化學(xué)過程的能量衡算。物料衡算與熱量衡算的聯(lián)算。引導(dǎo)學(xué)生理解節(jié)能的概念，具有社會(huì)責(zé)任意識(shí)。理解：能量衡算的基本方法和基本程序；掌握：物理過程的能量衡算；了解：學(xué)過程的能量衡算，物料衡算與熱量衡算的聯(lián)算。1講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)15化工設(shè)備選型和設(shè)計(jì)計(jì)算：化工設(shè)備工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容，物料輸送設(shè)備，換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)與選用，塔器、反應(yīng)器、分離設(shè)備的設(shè)計(jì)，儲(chǔ)罐容器選型和設(shè)計(jì)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：塔器、反應(yīng)器、分離設(shè)備的設(shè)計(jì)；儲(chǔ)罐容器選型和設(shè)計(jì)。理解：換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)與選用，化工設(shè)備工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容；掌握：塔器、反應(yīng)器、分離設(shè)備的設(shè)計(jì)。4講授/討論/等目標(biāo)

7、26化工車間裝置（布置）設(shè)計(jì)：結(jié)合車間布置設(shè)計(jì)圖及示例，主要講授車間產(chǎn)房布置設(shè)計(jì)、設(shè)備布置設(shè)計(jì)及要求。重點(diǎn)和難點(diǎn)：車間產(chǎn)房布置設(shè)計(jì)、設(shè)備布置設(shè)計(jì)及要求。引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)開展設(shè)計(jì)，加強(qiáng)工匠精神教育。理解：車間布置設(shè)計(jì)；掌握：車間產(chǎn)房布置設(shè)計(jì)、設(shè)備布置設(shè)計(jì)及要求。6講授/實(shí)驗(yàn)/討論/等目標(biāo)27化工管路設(shè)計(jì)：依托典型設(shè)備的管道布置設(shè)計(jì)實(shí)例，講述管道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、絕熱過程、化工管路設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求，管道布置圖的繪制方法。重點(diǎn)和難點(diǎn)：化工管路設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求，管道布置圖的繪制方法；管道布置圖的繪制方法。理解：管道布置設(shè)計(jì)，化工管路設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求；掌握：管道布置圖的繪制方法；了解：管道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。6講授/

8、討論/等目標(biāo)28化工公用工程設(shè)計(jì)及安全知識(shí)：供水與排水、供熱、供電、采暖與通風(fēng)、安全和衛(wèi)生。重點(diǎn)和難點(diǎn)：供水與排水、供熱、供電、采暖與通風(fēng)、安全和衛(wèi)生。職業(yè)安全素養(yǎng)的培養(yǎng)。了解：供水與排水、供熱、供電、采暖與通風(fēng)、安全和衛(wèi)生。2講授/討論/等目標(biāo)19化工環(huán)境工程設(shè)計(jì)：化工環(huán)境污染概況，化工污染物的種類及來源，化工生產(chǎn)的污染特點(diǎn)，化工生產(chǎn)中對(duì)環(huán)境有害的污染物，化工“三廢”的一般處理方法、處理工程實(shí)例，化工污染防治的發(fā)展趨勢(shì)，化工清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：化工“三廢”的一般處理方法。生態(tài)文明教育：綠水青山才是金山銀山。化工設(shè)計(jì)必須考慮清潔生產(chǎn)、可循環(huán)利用。理解：化工污染物的種類及來源，化工生

9、產(chǎn)的污染特點(diǎn)，化工生產(chǎn)中對(duì)環(huán)境有害的污染物；掌握：化工“三廢”的一般處理方法；了解：化工環(huán)境污染概況，化工污染防治的發(fā)展趨勢(shì)，化工清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)。2講授/討論/等目標(biāo)210化工設(shè)計(jì)常用軟件介紹：化工軟件發(fā)展概述，ASPEN PLUS 簡介，工程繪圖軟件Auto CAD應(yīng)用介紹。重點(diǎn)和難點(diǎn)：ASPEN PLUS 的使用以化工設(shè)計(jì)由手工設(shè)計(jì)向軟件設(shè)計(jì)進(jìn)化為例，灌輸改革創(chuàng)新為核心的時(shí)代精神。理解：化工軟件作用；了解工程繪圖軟件Auto CAD應(yīng)用；了解ASPEN PLUS。2講授/討論/等目標(biāo)1四、課程實(shí)施（一）教學(xué)方法與教學(xué)手段1.把握主線，引導(dǎo)學(xué)生掌握化工設(shè)計(jì)基本概念，利用現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)中的實(shí)

10、際案例，幫助學(xué)生理解化工設(shè)計(jì)程序與方法，使學(xué)生熟練掌握物料衡算、能量衡算、化工車間布置、管道設(shè)計(jì)、公用工程、三廢處理等關(guān)鍵程序。2.采用多媒體教學(xué)手段，配合實(shí)例的講解及適當(dāng)?shù)乃伎碱}，保證講課進(jìn)度的同時(shí)，注意學(xué)生的掌握程度和課堂的氣氛。3.采用案例式教學(xué)，引進(jìn)化工廠設(shè)計(jì)的的實(shí)際案例，讓學(xué)生真正了解并掌握化工設(shè)計(jì)全流程，從而具備相關(guān)知識(shí)和方法的實(shí)際應(yīng)用能力。（二）課程實(shí)施與保障主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課（1）掌握本課程教學(xué)大綱內(nèi)容，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱要求進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的組織。（2）熟悉教材各章節(jié)，借助專業(yè)書籍資料，并依據(jù)教學(xué)大綱編寫授課計(jì)劃，編寫每次授課的教案。教案內(nèi)容包括章節(jié)標(biāo)題、教學(xué)目的、教法

11、設(shè)計(jì)、課堂類型、時(shí)間分配、授課內(nèi)容、課后作業(yè)、教學(xué)效果分析等方面。（3）根據(jù)各部分教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)思授課思路、技巧，選擇合適的教學(xué)方法。2講授（1）要點(diǎn)準(zhǔn)確、推理正確、條理清晰、重點(diǎn)突出，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，熟練地解答和講解例題。（2）采用多種教學(xué)方式（如啟發(fā)式教學(xué)、案例分析教學(xué)、討論式教學(xué)、多媒體示范教學(xué)等），注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。（3）能夠采用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)。（4）表達(dá)方式應(yīng)能便于學(xué)生理解、接受，力求形象生動(dòng)，使學(xué)生在掌握知識(shí)的過程中，保持較為濃厚的學(xué)習(xí)興趣。3作業(yè)布置與批改學(xué)生必須完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)必須達(dá)到以下基本要求：（1）按時(shí)按量完成作業(yè)，不缺交，不抄襲。（2

12、）書寫規(guī)范、清晰。（3）解題方法和步驟正確。教師批改和講評(píng)作業(yè)要求如下：（1）學(xué)生的作業(yè)要按時(shí)全部批改，并及時(shí)進(jìn)行講評(píng)。（2）教師批改和講評(píng)作業(yè)要認(rèn)真、細(xì)致，按百分制評(píng)定成績并寫明日期。（3）學(xué)生作業(yè)的平均成績應(yīng)作為本課程總評(píng)成績中平時(shí)成績的重要組成部分。4課外答疑為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生更好地理解和消化所學(xué)知識(shí)、改進(jìn)學(xué)習(xí)方法和思維方式，培養(yǎng)其獨(dú)立思考問題的能力，任課教師需每周安排一定時(shí)間進(jìn)行課外答疑與輔導(dǎo)。5成績考核本課程考核的方式為期末大作業(yè)。有下列情況之一者，總評(píng)成績?yōu)椴患案瘢海?）缺交作業(yè)次數(shù)達(dá)1/3以上者。（2）缺課次數(shù)達(dá)本學(xué)期總授課學(xué)時(shí)的1/3以上者。（3）課程目標(biāo)小于0.6

13、。五、課程考核方式（一）課程考核包括期末大作業(yè)、平時(shí)及作業(yè)情況考核和課堂互動(dòng)考核，。（二）課程成績=平時(shí)作業(yè)成績20%+考勤及課堂練習(xí)20%+期末考試成績60%。具體內(nèi)容和比例如表所示。成績組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評(píng)價(jià)細(xì)則對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)平時(shí)成績平時(shí)作業(yè)20%課后完成20-30個(gè)習(xí)題，主要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績?cè)侔?0%計(jì)入總成績。2-2、3-4考勤及課堂練習(xí)20%以隨機(jī)的形式，在每章內(nèi)容進(jìn)行中或結(jié)束后，隨堂測(cè)試1-3題，主要考核學(xué)生課堂的聽課效果和課后及時(shí)復(fù)習(xí)消化本章知識(shí)的能力，結(jié)合平時(shí)考勤，最后按20%計(jì)入課程總成績。2-2、3-4期末考試期末大作業(yè)60%期末大作業(yè)為設(shè)計(jì)一座化工廠，設(shè)計(jì)成品包括初步設(shè)計(jì)說明書及圖紙，以成績的60%計(jì)入課程總成績。2-2、3-4（三）所有課程目標(biāo)均需大于等于0.6，否則總評(píng)成績不及格，需要補(bǔ)考或重修。每個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算方法如下：式中：Ai=平時(shí)成績占總評(píng)成績的權(quán)重課程目標(biāo)i在平時(shí)成績中的權(quán)重，Bi=期末成績占總評(píng)成績的權(quán)重課程目標(biāo)i