《化工设计》是化学工程与工艺专业的核心课程之一，主要面向化学工程与工艺专业本科生。课程主要涵盖了工艺流程设计、物料和能量衡算、设备计算、车间和管道布置，以及安全环保、公用工程和技术经济等方面内容。课程要求综合运用化工原理、化工热力学、反应工程、分离工程、系统工程和化工工艺学等专业基础知识，要求掌握现代化工设计的思想、方法和工具，强调理论与实践相结合培养学生的工程设计能力和工程观念，是一门指导学生将化工专业知识应用到工程技术中的综合性专业课程。通过该课程的学习，要求学习者达到以下目标：

• 知识目标：综合运用化工原理、化工热力学、反应工程、分离工程、系统工程和化工工艺学等专业基础知识，以化工厂设计为主要研究对象，运用现代化工设计的思想、方法和工具，进行工艺流程设计、设备、车间、管道布置设计，以达到对化工厂进行选址、设计和布局的目的。
• 能力目标：课程强调理论与实践相结合，培养学生的工程设计能力、沟通学做能力、实践与创新能力、深度学习与自主学习的能力。
• 素养目标：通过课程思政的学习，培养学生的安全生产意识、法律意识、绿色发展理念和职业素养；立足学科和行业领域，从而成为具有国际视野、家国情怀、使命担当、工匠精神和工程伦理道德的社会主义接班人。

武汉工程大学本科课程教学大纲

武汉工程大学化工与制药学院

2021年8月

1 课程简介（中英文）

化工设计课程是化学工程与工艺专业本科生的专业主干课程，是一门交叉综合课程。课程主要涵盖了工艺流程设计、物料和能量衡算、设备计算、车间和管道布置设计，以及安全环保、公用工程和技术经济等方面内容。《化工设计》是以化工生产车间（装置）的工艺设计为重点，重点讲述化工工艺流程、设备(车间)、管道布置的设计规范，相应化工图纸的绘制与阅读方法，以及计算机在化工设计中的应用，适当介绍化工安全、环保、技术经济、非工艺专业等相关内容。通过本课程的学习，使学生对化工生产车间（装置）设计的内容和步骤有较全面的了解，并具有初步的化工车间（装置）设计能力；培养学生综合运用化工专业知识以及文献查阅与分析，以工程师视角对影响设计目标和技术方案的主要因素进行决策，对复杂化工问题提出有效解决方案的能力；能够承担满足特定复杂化学工程问题需求的系统、化工单元的工艺流程的设计任务，以及选择和使用适宜的计算机软件辅助化工绘图、计算模拟、仿真等操作，培养学生对图纸的识图和绘制能力，并能基于正确的数学分析方法对模拟结果做出合理分析和解释。在此基础上，结合课程设计、毕业设计、化工设计大赛等实训环节，着力培养学生独立工作、独立思考和运用所学知识解决化学工业的工程技术问题的能力，是提高学生综合素质，使大学生向工程师转化的一个重要教学环节，同时，促进基础知识的应用与创新能力的提高，培养学生的团队精神（合作、交流、分工、协调）。

课程坚持立德树人，有机融入思政元素，嵌入社会主义核心价值观、家国情怀、工程伦理道德，职业素养、工匠精神、绿色现代化工等思政内核，使学生树立正确的价值追求、理想信念和家国情怀，深化学生专业认同和专业自信，引领专业教育。

2 先修课程

化工原理、化工热力学、化工分离工程、化工反应工程、化工系统工程、化工工艺学、化工制图及CAD等专业核心课程

3 课程教学目标

（1）本课程教学目标为：熟悉国内外通用的化工设计的标准、方法、设计程序与技巧；掌握工艺流程选择，物料和能量衡算，设备选型和设计，车间、管道布置、安全生产、环境保护、技术经济等基础理论知识、方法。培养学生综合运用化工专业知识以及查阅文献，以工程师视角对影响设计目标和技术方案的主要因素进行分析，具备对复杂化工问题提出有效解决方案的专业技术能力。支撑毕业要求2问题分析的2.3。

（2）通过课程的学习，可使学生掌握将化工厂由设想变为现实的设计理论、方法、程序、手段和工具，在设计环节中还能体现创新意识，考虑安全、环保、循环经济、法律法规等因素，养成科学严谨、实事求是、勇于创新和敢于担当的工程思维和工作态度。通过本课程学习并结合课程设计、毕业设计、化工设计大赛等实训环节，使学生具备能满足特定复杂化学工程问题需求的系统、化工单元（部件）的工艺流程设计能力，并进行车间布置设计。支撑毕业要求3设计/开发解决方案的3.2。

（3）通过化工设计课程的学习，培养学生综合运用已学过的化工专业知识，能够选择和使用适宜的化工计算机辅助软件进行化工制图、计算模拟、仿真应用等操作，具备相应化工图纸的绘制和识图能力，并能基于正确的数学分析方法对模拟结果做出合理分析和解释，着力培养学生创造性思维和灵活运用各方面知识来解决实际问题的能力，加强工程实践能力的培养。支撑毕业要求5使用现代工具的5.2。

本课程目标与毕业要求的支撑关系矩阵见表1。

表1 课程目标与毕业要求指标点对应矩阵

4 课程目标达成环节与教学方法说明

基于课程目标，培养学生的知识、能力和素养，强调采取启发性、案例式、讨论式教学和使用现代化教学手段，引导学生自学与展开讨论，培养学生独立思考、分析问题、解决问题与创新的精神。通过优化教学内容和课程体系，运用化工基础知识，面向化工设计，培养学生处理实际工程问题的分析能力、计算能力和综合设计能力。

教学模式采用课前线上视频学习、课中重难点讲授、翻转课堂、与课后讨论、完成作业及设计项目的三阶段模式，课程评价则通过线上课程、课堂参与、课后作业、综合设计项目、考试环节评价课程目标达成度，并在此基础上指导课程内容与教学方式的持续改进，达成课程目标。

（1）线上课程：本课程是校级一流课程，在校级课程平台上设立学习平台，包含理论课内容、习题库、互动答疑、讨论、资源分享、作业测验等板块，配合课堂理教学，学生在线上课程完成基本概念和理论学习。

（2）理论教学：合理设计教学环节，增加课堂互动如提问、线上抢答、课堂小测等，激发学生学习兴趣；在各知识点的讲授中，以工程实际和学生为中心，强化现代化工设计理念和方法，与现代、先进的化工设计项目案例相结合，突出实践性、应用性和综合性；引入现代化工设计方法和手段，如Aspen plus、3D建模、仿真等，强化现代制图、模拟计算软件在在化工设计中的的应用。

（3）课堂参与：课堂参与度，在教学过程中，进行课堂提问，采用启发式引导学生对知识点进行理解，理论联系实际，以学生回答问题的参与度进行考核；此外，在线上发布讨论话题，以学生参与度作为考核。

（4）课后作业：根据理论课程的进度合理安排，有目的性的布置课程作业，并设计题目的层次性，巩固课堂所学知识，并进行问题分析、过程表达、获取有效结论等方面的能力训练。

（5）综合项目设计：围绕课程的重要知识点工艺流程和车间布置设计，兼顾高阶性和创新性，布置综合训练设计项目，利用所学知识以及查阅文献分析，训练学生在工艺流程和车间布置的设计能力。项目设计以小组形式进行，规定的训练项目学生有一周时间准备设计说没说，并提交书面设计报告；

（6）研讨课：根据学生的项目设计完成情况，针对学生的设计说明报告，进行重点问题讨论分析，确保学生设计能力成效。

（7）期末考试：建立题型库，考试试卷严格按照教学知识点进行设计，做到主要知识点的全覆盖，全方位考察学生对所学知识的掌握程度。着重考察学生运用化工基础知识，面向化工项目设计，对复杂化工问题提出有效解决方案和承担化工单元、系统的工艺流程的设计任务的能力。

5课程教学方式与考核
5.1 教学方式

表2 课程目标对应章节及教学环节

5.2 成绩评定

根据学生期末考试成绩结合学生课后作业、综合设计项目、线上课程、期末考试成绩综合加以评定，综合成绩构成比例见表3。

表3 成绩比例分配表

6 课程目标达成评价方法

6.1 课程分目标达成评价

（1）课程分目标i​ 达成计算公式如下：

课程分目标i​ 达成度=i=1NpiAiSi ​

其中，pi ​ ---第i​ 个考核环节的权重值，i=1Npi=1 ​ ；Ai ​ ---第i​ 个考核环节学生平均得分；Si ​ ---第i​ 个考核环节加权总分。

表4 课程考核内容及课程目标达成评价方法

6.2 课程总目标达成评价

表5 课程总目标达成评价方法

执笔人：         审核人：

制定日期：2021年8月