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【教学改革进行时】竞赛引擎驱动课程重构 赛实融合培育创新人才:《化工原理》教学改革实践

发布时间:2026-11-06 作者:孟晓静 编辑:党委宣传部 来源:教务处、化学化工学院

《化工原理》是化工类专业的核心基础课,涉及流体流动、传热、吸收、精馏等单元操作原理。这门课长期存在三大痛点:一是理论脱离实践,学生记住了公式却不会将其用到生产现场;二是缺少复杂工程问题的综合训练,创新能力锻炼不足;三是课堂以讲授为主,学生看不到知识的实际价值,学习动力不足。更关键的是,学生在学科竞赛中暴露的短板,往往正是课堂教学没有覆盖到的环节。为此,课程团队把竞赛当作镜子和引擎,用竞赛考查的能力反向梳理教学短板,把竞赛任务、工程案例和评价标准引入课堂,形成竞赛驱动、虚实融合、学赛做一体的教学新模式。

竞赛引擎驱动,重构知识体系

改变按章节罗列知识点的讲法,把内容重组为一条主线、两项内容、三个传递、四类实践:以传递过程为主线贯穿全课,让学生明白每个单元操作要解决什么传递问题;每个知识点从过程原理和设备结构两个维度讲解,既懂为什么,也知道用什么设备、怎么操作;以动量、热量、质量三大传递搭建统一理论框架;对应流体流动、传热、吸收、精馏四类单元操作,分别配套仿真实训、实验操作和竞赛任务。课程由此从章节堆叠转向问题牵引,每个知识点都能映射到竞赛任务和真实工程问题。

竞赛引擎驱动破解化工原理教学痛点的逻辑路径

双平台支撑,打造虚实融合训练链

针对真设备贵、操作风险高、学生动手机会少的难题,课程搭建虚拟仿真与真实装置双平台,形成仿真试错、实验验证、竞赛实战三段递进训练链:学生先在丙烯酸甲酯流程仿真平台上反复调参,并在虚拟环境中安全地排查异常工况;再到真实装置上固化操作技能;最后用竞赛真题检验真实能力。这一设计打通了课堂不敢动、现场不会动、赛场动不了的堵点,让学生从懂原理到会操作再到能解决问题。

竞赛引擎驱动的化工原理课程知识点重构体系

模块化推进学赛做一体化教学

课程打破按章节平铺内容的传统,把内容切分为流体流动、换热、传质等模块,每个模块按学赛做一体化设计。以流体流动模块为例:课前发布竞赛中的管路设计、泵选型等真实任务,让学生带着问题进课堂;课堂围绕流体输送如何可控、安全、经济,把流动原理、泵与管路匹配、能量损失计算串成一条线;引入丙烯酸甲酯流量控制等竞赛真实案例开展教学;仿真与真实实验同步验证;借鉴竞赛评分思路,从知识掌握、计算能力、实验技能、问题解决四个维度持续考核,避免一考定分。创新在于,竞赛不再是少数尖子生的课外补充,而是反向驱动课程内容重组、教学方法改进和评价标准重建的发动机,让全体学生受益,做法可迁移到其他工科课程;模块化设计也让学生形成可迁移能力,并能将其应用于换热、吸收、精馏等模块。

丙烯酸甲酯仿真实训平台与化工实验平台支撑四类实践

改革成效

《化工原理》先后获批重庆市一流本科课程、校级课程思政示范课程;教学团队在市级微课比赛中获二等奖、三等奖各1项,校级微课比赛一等奖1项、三等奖2项。

学生竞赛成绩阶梯式跃升:化工实验竞赛2024年获西南赛区一等奖,2025年获西南赛区特等奖、全国二等奖;化工设计竞赛2025年获全国特等奖,为重庆市唯一获此殊荣的高校。竞赛训练带动学生综合素养整体提升,本科生创新训练项目立项数量、论文发表数量及省部级以上竞赛获奖数量均明显增长。

2022—2025年化工实验竞赛与化工设计竞赛逐年突破

总体来看,课程团队以竞赛为牵引,将竞赛能力要求融入课程知识体系、实践训练和教学评价,推动理论教学、实验实践与竞赛训练相互贯通,形成了以赛促学、以赛促教、赛实融合的教学改革路径。相关探索为化工类及其他工科课程加强实践教学、提升学生工程应用与问题解决能力提供了参考。

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