精細化工專業(yè)化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究

樊凱奇

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院 ， 河南 鄭州　450002 )

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精細化工專業(yè)化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究

樊凱奇

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院 ， 河南 鄭州450002 )

為滿足現(xiàn)代精細化工行業(yè)的需求，培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才，針對精細化工專業(yè)的發(fā)展趨勢與培養(yǎng)目標，結(jié)合化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程應(yīng)用性強的特點，分別從精選課程內(nèi)容、改革教學(xué)方法、改進考核方式等方面對課程教學(xué)改革進行探索。通過相應(yīng)的改革措施構(gòu)建啟迪式教學(xué)模式，進而提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、化學(xué)工程設(shè)計能力及創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力，取得了良好的教學(xué)效果。

化工設(shè)備機械基礎(chǔ) ； 教學(xué)改革 ； 精細化工專業(yè)

化工設(shè)備機械基礎(chǔ)是精細化工專業(yè)的必修課。通過學(xué)習(xí)該課程，可以使精細化工專業(yè)的學(xué)生了解和掌握化工設(shè)備的選材要求及化工設(shè)備的設(shè)計計算方法，提高學(xué)生對現(xiàn)代化工的基本認識，滿足后續(xù)的有關(guān)化工生產(chǎn)崗位的需求，為畢業(yè)后的穩(wěn)定就業(yè)奠定基礎(chǔ)。課程主要內(nèi)容包括：力學(xué)、金屬材料學(xué)、低壓容器設(shè)計及選型、設(shè)備強度及穩(wěn)定性校核等方面的知識[1]。該課程有如下教學(xué)特點：①內(nèi)容涉及面廣。學(xué)生需具有材料學(xué)、機械制圖、化學(xué)工藝設(shè)計、化工原理等先修課程的基礎(chǔ)知識。②設(shè)備及零部件種類多，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在課堂教學(xué)中需配以大量的實物模型。③涉及大量的公式推導(dǎo)及理論計算，內(nèi)容抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺比較吃力。

隨著科技的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用，精細化工行業(yè)逐漸涌現(xiàn)了以特色精細化學(xué)品、表面活性劑和醫(yī)藥化學(xué)品為代表的前沿性研究課題。

1　突顯應(yīng)用，改革教學(xué)內(nèi)容

1.1結(jié)合精細化工特點，改革教學(xué)內(nèi)容

精細化工專業(yè)化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程需重點講解夾套式反應(yīng)釜、攪拌器等精細化工常見設(shè)備的設(shè)計方法及設(shè)計內(nèi)容。首先，以薄膜應(yīng)力理論為基礎(chǔ)，精講外壓容器設(shè)計、內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計計算，同時注重與實踐相結(jié)合，盡量省略繁雜的理論公式推導(dǎo)，強化工程設(shè)計思路及經(jīng)驗公式的實際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。其次，在講解外壓容器壁厚與容器封頭壁厚的設(shè)計計算時，例舉圓柱形、球形、標準橢圓形、圓錐形封頭的計算公式，進而將其進行對比分析，利用直觀的特定系數(shù)，并結(jié)合實際的工程設(shè)備壁厚計算結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生實際的工程設(shè)計理念。另外，在講解內(nèi)壓和外壓薄壁容器的設(shè)計時，重點突出各個設(shè)備的設(shè)計流程與設(shè)計原則，例如壓力容器設(shè)計包括主要受壓部件(筒體、封頭等)的設(shè)計以及零部件的選用(法蘭、支座、墊片、人孔和手孔等)。最后，通過分析具體的工程設(shè)計案例，強調(diào)設(shè)備設(shè)計所參考的規(guī)范化標準，使學(xué)生認識到在以后工作中遵守相應(yīng)規(guī)范的重要性。通過教學(xué)實踐表明，這樣即可以突出教學(xué)重點又可以兼顧精細化工專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求。

1.2注重理論聯(lián)系實際，提高專業(yè)技能

化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程教學(xué)與生產(chǎn)實踐聯(lián)系密切，內(nèi)容比較抽象，學(xué)習(xí)起來難免枯燥。為此，在教學(xué)中分析一些典型化工設(shè)備的開發(fā)思路；適時增加行業(yè)知名企業(yè)的介紹；剖析一些社會事件，如：某化工企業(yè)反應(yīng)釜爆炸事故及管道泄漏事故等。這些改革措施可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣，整體把握典型精細化工設(shè)備的設(shè)計要求以及認識精細化工專業(yè)發(fā)展的前景。另一方面，在專業(yè)課程實習(xí)中，安排學(xué)生到公司實習(xí)，學(xué)生可以更直觀地了解課程中所涉及的精細化工設(shè)備產(chǎn)品與制備工藝。通過具體的實習(xí)和實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生可以更好地將理論與實際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。此外，為了對課堂教學(xué)進行補充，開闊學(xué)生視野，還搜集了一些知名藥物和化妝品企業(yè)的先進設(shè)備資料，以完善教學(xué)內(nèi)容。

1.3追蹤學(xué)科前沿，反映最新成果

在董大勤等編著的《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》中，所講述的基本概念、基本理論和基本方法都是非常經(jīng)典的，同時其也注重與生產(chǎn)實用方面緊密結(jié)合，符合行業(yè)規(guī)范的要求，但該書內(nèi)容相對陳舊(2004年出版)。隨著精細化工行業(yè)的迅速發(fā)展，相關(guān)的設(shè)備技術(shù)不斷發(fā)展和改進。因此，為了縮小生產(chǎn)實踐與課程學(xué)習(xí)的差距，在課堂教學(xué)中需及時更新教學(xué)內(nèi)容，補充學(xué)科前沿的研究成果。例如，在講解化工容器設(shè)計部分時，針對高壓、強腐、超低溫容器的應(yīng)用案例分析，引入新型高性能復(fù)合材料的相關(guān)知識，突出教學(xué)內(nèi)容的時效性和新穎性，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。此外，通過聘請工廠的高級工程師、設(shè)備設(shè)計工程師來我校進行專題講座，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生把握最新的科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)工藝，緊跟科技發(fā)展步伐。通過學(xué)生—工廠這種面對面的交流，可以開闊視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

2　化零為整，改革教學(xué)手段

2.1項目帶動教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師講什么，學(xué)生學(xué)什么，并沒有發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，導(dǎo)致學(xué)生缺乏獨立思考能力[2]。作者提出以項目帶動教學(xué)，進而培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性。例如教師可以首先擬好課題，并要求學(xué)生在課下查閱相關(guān)資料。此時，學(xué)生在進入課堂之前就會帶著問題來，具有針對性地聽講，使學(xué)生從傳統(tǒng)的被動學(xué)習(xí)變?yōu)樘岢鰡栴}、主動思考、主動學(xué)習(xí)，知識更加系統(tǒng)、連貫。這樣在課題講解過程中，學(xué)生將所學(xué)的相關(guān)知識應(yīng)用到課題中，實現(xiàn)了教學(xué)目標。另外，鼓勵學(xué)生參加開放項目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，在項目中鍛煉學(xué)生的動手能力，訓(xùn)練學(xué)生的工程基本技能和基本素質(zhì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新能力，增強其學(xué)習(xí)的自主性，擴大知識視野。

2.2實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

化工設(shè)備機械基礎(chǔ)是一門實踐性很強的課程，由于缺乏實踐經(jīng)驗，導(dǎo)致學(xué)生們對精細化工設(shè)備的工程結(jié)構(gòu)、工作原理等難以理解。因此，在教學(xué)過程中安排學(xué)生參觀學(xué)習(xí)就近的工廠、建筑機構(gòu)、污水處理廠、玻璃廠等與化工相關(guān)的企業(yè)，這樣有利于學(xué)生進一步消化、補充和鞏固已學(xué)到的專業(yè)理論，進而將學(xué)到的理論知識運用到實際生產(chǎn)中，使學(xué)生對所學(xué)專業(yè)有更全面的認識，促進學(xué)生理論與實踐相結(jié)合，鍛煉學(xué)生專業(yè)工作能力。另外，在課堂教學(xué)中可以將各類化工設(shè)備及附件的圖片和模型引進來，如封頭、液面計、反應(yīng)釜、鞍座、換熱器、儲罐等，通過實物輔助的理論教學(xué)，取得了顯著的教學(xué)效果。

3　多措并舉，改革考核方式

傳統(tǒng)的課程考核方式是以期末考試卷面成績?yōu)橹?。這種評價方式在一定程度上僅強調(diào)對書本知識的記憶和理解，不利于學(xué)生個性化和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，作者認為課程的考核及評價方式需綜合性評價學(xué)生成績。具體的措施是將各個項按不同權(quán)重加權(quán)求和(其中包括：平時考核、期末成績、小組項目等)。平時考核主要包括學(xué)生的出勤率(10%)、課堂表現(xiàn)(10%)、平時作業(yè)(10%)等情況，期末考試成績的權(quán)重為50%，在體現(xiàn)學(xué)生理論水平與綜合能力的基礎(chǔ)上，增加分析題比重，額外增加綜合題，減少客觀題，注重理論基礎(chǔ)和實際應(yīng)用相結(jié)合。課堂小組討論項目的權(quán)重為20%，考察學(xué)生構(gòu)思產(chǎn)品、設(shè)計產(chǎn)品時的能力，該能力具體體現(xiàn)在該產(chǎn)品的創(chuàng)新性及實用性，要求多個評委現(xiàn)場打分，進而綜合評價學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4　結(jié)語

化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程作為精細化工專業(yè)專業(yè)課程之一，課題組成員針對該課程特點，嘗試從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考試方式進行了一些行之有效的教學(xué)改革，對培養(yǎng)學(xué)生主觀能動性、增強學(xué)生解決實際工程問題的能力都有明顯的效果，為培養(yǎng)本專業(yè)學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程實踐能力與工程創(chuàng)新能力打下一個良好基礎(chǔ)。當前，開發(fā)利用具有特殊用途的精細化學(xué)品成為國際前沿課題。因此，通過教師不斷深入地對化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程進行教學(xué)改革，可以為我國精細化工行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才。

[1]張琳.化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計的改革[J].化工高等教育,2002(2):54- 55.

[2]李永紅.非化工設(shè)備專業(yè)化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程的教法探討[J].遼寧高職學(xué)報,2002(2):39- 40.

1003-3467(2016)07-0058-02

2016-05-09

河南省科技攻關(guān)項目(152102210358)；河南省高等學(xué)校重點科研項目計劃(16A530010)。

樊凱奇(1985-)，男，講師，研究方向是化工工藝，電話：15638238515。

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