一、课程说明
课程编号： 150109Z10
课程名称：计算机在化工中的应用/ Applications of Computer in Chemical Industry 课程类别：专业选修课 学时/学分：32/2
先修课程：高等数学，大学计算机基础，化工原理 适用专业：化学工程与工艺（含卓越工程师班） 教材、教学参考书：
1、李谦、毛立群、房晓敏. 计算机在化学化工中的应用（第二版）[M]. 化学工业出版社，2014
2、方利国. 计算机在化学化工中的应用（第三版）[M]. 化学工业出版社，2011 3、田文德、王晓红. 化工过程计算机应用基础[M]. 化学工业出版社，2007
4、刘道德. 计算机在化工中的应用[M]. XX大学出版社，2002 二、课程设置的目的意义
本课程是化学工程与工艺专业的一门专业基础课，其目的是为化学工程与工艺专业的学生提供将计算机应用于本专业的基本方法，培养学生能够运用计算机解决化工问题的能力。
（1）以化工专业知识和数学知识为基础，以计算机技术为基本手段，采用数学建模、计算机编程、计算机软件模拟、计算的方法，对化工过程和数据进行处理，解决化工专业问题。
（2）运用办公软件、化工制图软件等工具，恰当地表达化工生产过程所涉及的反应、工艺流程、设备，形成规范化的化工可行性报告、设计报告、总结报告、咨询报告等专业文档。
（3）运用分子设计、流程模拟、过程仿真等手段，进行化工厂区建设及化工产品生产方案，将计算机技术用于化学工业实践。 三、课程的基本要求
要求学生掌握常用的数值计算方法，并应用于化工过程的有关计算；要求学生能够比较熟练地掌握计算机化工制图方法，为课程设计和毕业设计做准备；同时要求学生了解一些常见的化工软件，能够比较熟练地检索互联网上的化工文献与资料；最后要求学生对计算机在化工中的应用前景有较为清楚的认识。
知识：本课程要求学生掌握计算机在化工计算、化工制图、分子设计、化工流程模拟及化工专业文档制作中应用的相关基本概念与基本理论。
能力：熟练利用线性代数、微积分等数学知识和化工专业知识建立数学模型，利用编程或计算机软件的方法对模型进行求解；熟练运用计算机软件绘制分子结构图、数据图表、化工流程图、化工厂平面图、化工设备图等，了解利用计算机技术进行三维配管
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和三维工厂设计的方法，学会撰写规范的化工可行性报告、设计报告、总结报告、咨询报告等专业文档；能够利用量子化学计算、化工过程模拟等手段，进行化工厂区建设及化工产品生产方案，将计算机技术用于化学工业实践；能够针对化工物性计算、物料衡算、热量衡算等问题，开发化工计算、模拟、仿真程序或软件解决化工计算和设计问题（关联毕业要求4-5：信息技术；关联度：高）。
素质：熟练采用计算机技术解决化工专业问题，提高化工数据处理能力和工作效率；培养学生的工程观念，提高学生综合素质及动手能力。 四、教学内容、重点难点及教学设计
章节 教学内容 总学时 学时分配 讲课 (含研讨) 实践 教学重点 教学难点 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 第1章 绪论 2 2 教学思路：通过学生熟悉的数学知识、计算机基础知识和专业知识入手，介绍计算机在化工中的计算机在化化工计算与计应用概况与发展工中的应用算机在化工中趋势。 概况与发展的应用的关系 教学模式：教师趋势 介绍计算机在化工中的应用概况，启发学生讨论计算机在化工中应用在哪些方面，有何优势。 第2章 办公软件在化工中的应用 4 3 1 2.1 撰写规范的化工专业文档 1 1 教学思路：介绍科学报告的基本特点和写作规毕业论文、范，引导学生撰化工设计报科学报告的写写科学、规范的告、可行性作规范 毕业论文、化工研究报告撰设计报告、可行写规范 性研究报告。 教学模式：教师讲授。 教学思路：通过分析科学报告演讲的特点入手，引导学生认知科化工数据图学报告演讲稿的表与文字的数据图表的绘制作技巧和演讲搭配、科学制规范，科学技巧。 报告演讲 报告演讲技巧 教学模式：教师技巧 讲授，学生针对一个具体的化工专业问题进行演讲，教师点评。 2.2 利用PPT展示成果 1 1 第 2 页/共 7 页
章节 教学内容 总学时 学时分配 讲课 (含研讨) 实践 教学重点 教学难点 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 2.3 利用Excel进行化工计算 2 1 1 教学思路：通过分析Excel的功能特点及化工专业的计算需求，利用Excel结合化学反应平进行基本运规划求解在解衡、等温闪蒸、算、单变量决化工问题中混合问题实例，求解、规划的应用 学习如何利用求解 Excel进行化工计算。 教学模式：教师结合计算实例 讲授。 第3章 化工计算 6 5 1 3.1 数值计算 1 1 数值计算的教学思路：通过一般过程、介绍化工复杂难误差的基本解方程（组）的知识、一元特点，认识数值非线性方程计算解化工问题最小二乘法及的解法、线的基本思想，掌其在化工参数性方程组的握化工数值计算拟合中的应用 数值解法、方法。 非线性方程教学模式：教师组的解法、讲授，公式推导，数据拟合与数值计算实例 参数估计 分析。 3.2 Matlab在化工中的应用 2.5 2 3.3 化工计算程序设计 2.5 2 教学思路：通过介绍Matlab的功能特点和化工问题的计算需求，Matlab基本让学生掌握利用计算功能在Matlab进行化工0.5 化工中的应Matlab编程 计算、绘图的方用、Matlab法。 编程 教学模式：教师讲授，Matlab计算实例分析，上机实践。 教学思路：通过指导学生建立化工问题的数学模VB/VC在化型，让学生掌握工计算中的利用VB/VC进行化工计算算法0.5 应用，化工化工计算程序设设计、数据库 计算程序设计的方法。 计实例 教学模式：教师讲授，VB/VC程序设计实例分析，上机实践。 1 第4章 化工制图 4 3 第 3 页/共 7 页
章节 教学内容 总学时 学时分配 讲课 (含研讨) 实践 教学重点 教学难点 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 4.1 化学结构式的绘制 1 1 教学思路：通过讲授化学结构式的绘制方法和规范，让学生掌握化学结构采用Chemoffice式、化学反三维化学分子等软件进行化学应方程式及模型的绘制与结构式及反应方三维化学分优化 程式的绘制
子模型的 方法。 绘制 教学模式：教师讲授，实例演示，抽取学生现场 操作。 4.2 化工厂设计图的绘制 1.5 1 教学思路：通过讲授化工制图规范，让学生掌握利用AutoCAD等化工流程软件绘制化工流图、化工厂三维配管及其程图、工厂平面平面图、化0.5 在化工设计中图、设备结构和工设备图的的应用 装配图等的 方绘制，三维法。 配管 教学模式：教师以讲授规范和注意事项为主，学生上机实践。 教学思路：通过讲授Origin软件的基本功能，举例讲解数据图的化工数据图线性拟合，非绘制、曲线拟合0.5 的绘制及曲线性拟合 的方法。 线拟合 教学模式：教师主要进行功能介绍和操作演示，学生上机实践。 量子化学计算基础知Gaussian软件识，Gaussian2 计算化学反应 和Gaussian 性问题 View软件的使用 教学思路：通过讲授量子化学计量子化学计算的基本功能、算方法、软算法与基组在常见方法，帮助 件及其在化量子化学计算学生认识量子化工产品工程中的作用 学在化工产品工中的作用 程中的作用。 教学模式：教师讲授为主。 1 分子结构优前线分子轨道教学思路：通过4.3 化工数据图的绘制 1.5 1 第5章 量子化学计算 6 4 5.1 量子化学计算方法与化工产品工程 1 1 5.2 Gaussian计算3 2 第 4 页/共 7 页
章节 教学内容 实例 总学时 学时分配 讲课 (含研讨) 实践 教学重点 教学难点 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 化、频率分与化学反应性计算实例分析，析、前线分的关系 让学生掌握子轨道分析Gaussian量子化实例 学计算方法。 教学模式：教师讲授，学生上机实践。 Gaussian View在绘制分子模型、提交作业及计算结果解析中的作用 教学思路：通过计算实例分析，让学生掌握Gaussian View绘制分子模型、提交作业及计算结果解析的方法。 教学模式：教师讲授，学生上机实践。 5.3 Gaussian View软件的使用 2 1 1 采用Gaussian View对Gaussian计算结果进行解析 第6章 化工过程模拟 6 4 2 6.1 化工数学建模 2 2 教学思路：从温习已学化工基础知识中的数学模型入手，引导学化工数学模动态过程数学生利用数学模型型的建立 模型的建立 解决化工问题。 教学模式：教师讲授，学生分组讨论。 教学思路：通过实例分析，让学生掌握化工过程化工过程模模拟软件的基本拟的基本方化工单元过程使用方法，为学法和软件的模拟 生学习化工系统使用 工程建立基础。 教学模式：教师讲授，学生上机实践。 6.2 化工过程模拟的方法与实例 4 2 2 第7章 化工软件开发 4 3 1 7.1 化工软件开发的基本方法 1 1 7.2 软件开发实例剖析 2 2 1 教学思路：教师讲授化工软件开发工具、开发流程与原则，引导化工软件开学生结合化工专发工具、开发 业知识开发化工流程与原则 软件。 教学模式：教师讲授，与学生一起讨论。 化工设计、化工过程模拟教学思路：通过计算、仿真软件设计，软件实例分析，让学第 5 页/共 7 页
章节 教学内容 总学时 学时分配 讲课 (含研讨) 实践 教学重点 软件开发 教学难点 接口开发 教学方案设计（含教学方法、教学手段） 生掌握化工过程模拟、仿真软件开发的方法。 教学模式：教师讲授，学生上机实践。 五、实践教学内容和基本要求
实践教学采用上机的形式进行，共8个学时。要求运用计算机软件进行基础的化工制图、计算、模拟等，并能自己编制程序解决一些常见的化工计算问题，进行简单的过程仿真。 章节 2.3 3.2 3.3 4.2 4.3 5.2 5.3 6.2 7.2 教学内容 利用Excel进行化工计算 Matlab在化工中的应用 化工计算程序设计 化工厂设计图的绘制 化工数据图的绘制 Gaussian计算实例 Gaussian View软件的使用 化工过程模拟的方法与实例 软件开发实例剖析 学时 1 0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 2 1 实践内容 利用Excel进行基本运算、单变量求解、规划求解 Matlab基本计算功能在化工中的应用、Matlab编程 VB/VC在化工计算中的应用，化工计算程序设计实例 化工流程图、化工厂平面图、化工设备图的绘制 化工数据图的绘制及曲线拟合 软件工具 Excel Matlab VB/VC AutoCAD Origin 分子结构优化、频率分析、前线分子轨Gaussian 道分析实例 Gaussian View在绘制分子模型、提交作Gaussian View 业及计算结果解析中的作用 化工过程模拟的基本方法和软件的 使VB/VC、3ds MAX、用 U3D、Flash 化工设计、计算、仿真软件开发 VB/VC 六、考核方式及成绩评定
根据化学反应工程与毕业要求的关联关系，本课程的考核内容与考核方式均立足于
相应指标点的达成。教学过程中采取讲授、讨论、分析的方式进行，注重过程考核。考核方式包括：笔试、课本作业、讨论、课内互动、课外作业、课程设计或上机考试等。过程考核占总评成绩的40%，期末考试占总评成绩的60%。 考核方式 课内互动 专题讨论 作业 考勤 期末考试 考核内容 基本知识，学习主动性 分析能力，交流素质 文献和自学能力与素质 主动性和团队素质 课程知识和分析能力 课程设计或上机考试 成绩比例（%） 10% 10% 10% 10% 30% 30% 备注 分组进行 闭卷或开卷考试 程序设计或软件操作 七、课程的持续改进
为了更好地服务于毕业要求指标点，本课程将积极推进以下课程建设工作：
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（1）加强理论联系实际，进一步推进案例教学，将更多计算、设计实例或工业实践实例引入课堂教学，切实提高学生对于复杂化工问题的分析能力。
（2）加强计算机实践教学，鼓励学生采用计算机编程、计算机软件解决化工实际问题，在实践中贯彻系统工程的观点，提高学生解决复杂化工问题的实践能力。
（3）进一步推进教学方法和教学模式的改革实践，逐步增加课堂教学的开放性与趣味性，鼓励学生通过建模、流程模拟和虚拟仿真软件学习等多种手段解决复杂化工系统问题。
（4）不断改革课程考核方式和考核内容，通过笔试、课本作业、讨论、课内互动、课外作业、课程设计或计算机上机考试等多种方式全面考核学生的综合素质和能力。
（5）鼓励学生在其他专业课学习、毕业论文、毕业设计中采用计算机技术解决化工问题，提高工作质量和效率。
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