提高化工設備與機械在應用型本科高校中教學效果的探索

徐杰１，鄭建東，馮建華，楊靖

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提高化工設備與機械在應用型本科高校中教學效果的探索

徐杰１，鄭建東，馮建華，楊靖

（滁州學院 材料與化學工程學院，安徽 滁州239000）

針對應用型本科高校的特點，從實際教學出發(fā)，對化工設備與機械課程的教學方法、教學內容、教學模式和教師的工程素質等方面進行了改革，闡述了改革的具體做法．研究表明，學生的學習積極性，對知識點掌握的牢固程度，解決實際問題的能力和自主創(chuàng)新能力均得到了明顯提高．

化工設備與機械；教學改革；工程意識

化工設備與機械是針對化學工程與工藝、制藥工程專業(yè)的機械類必修課程．課時需求量約為90~120學時[1]．目前，還沒有專門針對化工設備與機械這門課程開發(fā)的教材．因此，滁州學院化工學院在教學時選用董大勤編寫的《化工設備機械基礎》[2]做為教材，課程內容主要包括工程力學、典型化工設備的設計和機械傳動三大部分．但滁州學院化工學院安排課時只有48學時．因此，如何通過教學改革，使本課程在少學時的情況下保證教學質量，突出應用的特點是任課教師必須解決的問題．近幾年，通過對滁州市部分化工企業(yè)進行實際調研，本著以服務地方，培養(yǎng)應用型人才的指導思想，對化工設備與機械的教學內容進行了適當刪減和補充，對教學方法進行了改進，對教與學的配合方面進行了優(yōu)化．通過積極的探索和實踐，取得了一定的成效．

1教學內容的優(yōu)化

1.1刪減教材內容

滁州學院是一所以突出地方特色，培養(yǎng)應用型人才為主的二類本科院校，學生的基礎相對較薄弱[3]．在對教學內容進行優(yōu)化時，一方面考慮到工程力學和工程材料屬于機械的基礎知識，非機械類學生所要掌握的不是其中的設計理論和計算，而是要熟悉化工設備、壓力容器、通用機械設備的組成、工作特點及應用場所；另一方面，化學工程與工藝和制藥工程等專業(yè)的學生畢業(yè)后從事化工機械設計工作的機會相對較少．因此，在講解化工設備與機械課時刪除了教材中理論性較強的復雜應力狀態(tài)及強度理論、外壓圓筒的設計計算、加強圈和外壓風頭設計、塔設備的強度計算和機械傳動裝置等內容．

1.2補充教學內容

經(jīng)過對2010級和2011級畢業(yè)的化學工程與工藝專業(yè)的學生和安徽華塑股份有限公司、安徽金禾股份有限公司及安徽中聯(lián)能源股份有限公司等化工企業(yè)的調研獲知，應用型本科高校化工類非機械本科生畢業(yè)后往往擔任化工企業(yè)的一線操作工、化工巡檢工、化工物料檢測員、化工中控室操作員、化工安全管理人員和化工流程分析員等職位．這些職位對化工工藝和流程、化工設備的維護和化工安全有一定要求．因此，在教學內容上重點增加了化工生產(chǎn)常用圖樣，包括工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖和化工設備裝備圖以及10個識圖的實例；增加了化工設備的類型及對設備結構的認識，如增加了加熱爐、羅茨風機、空壓機和壓縮機等設備；增加了化工常用設備的維護、化工管道涂顏色、化工安全常識和化工設備防腐簡介等知識．調整后的教學內容及學時安排見表1和表2．

表1　化工設備教學內容及學時

表2　化工設備與機械教學內容及學時

在理論教學過程中，可以安排3~4人一組進行為時1~2周的課程設計．課程設計題目可以以小型攪拌反應釜為主，作為典型的化工設備，攪拌釜的設計既能訓練學生的設備設計技能，又能加強學生對如筒體、封頭、夾套和人孔等化工常用零部件的認識[3]．

2教學方法的改進

2.1注重工程實例教學

良好的教學方法能取得事半功倍的教學效果．在教學過程中要對教學內容進行深入研究，挖掘知識的內涵，將書本上的知識以通俗易懂的方式講解給學生，這樣既有利于學生對知識的了解，又可以激發(fā)學生的學習興趣．如在講解工程力學的過程中，可以以化工原理實驗室的反應器、換熱器和化工實訓裝置的塔器為例進行受力分析，教師提出模型，學生進行受力分析；在講解球形容器和圓柱形容器的優(yōu)缺點時，以安徽中聯(lián)能源有限公司的儲罐為什么多是球形的，而安徽華塑股份有限公司的儲罐多是圓柱形的例子進行深入分析，得出結論，學生易于接受．

2.2注重互動式教學

在課堂教學過程中，輔以大量的工程案例啟發(fā)學生，適當?shù)匾龑W生的思維模式，采用教師與學生探討式、互動式教學往往能活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣，能獲得較好的學習效果．但這要求教師課前大量收集工程案例，設置好提問環(huán)節(jié)．要注意的是學生的認知能力是有差異的，因此，教師應從多角度，多層次來設計課堂提問，同時教師還應及時引導啟發(fā)學生．如在介紹填料塔的內部結構時，教師可以提問塔頂?shù)牡醵淖饔檬鞘裁矗凰鹊囊后w在分布器的作用是什么；如果不安裝液體在分布器會產(chǎn)生什么現(xiàn)象．在講解鋼板卷焊壓力容器時，筒壁上的諸多縱向焊縫和環(huán)向焊縫的強度是否相同，為什么．學生對這些問題經(jīng)過討論后，基本上能夠有統(tǒng)一的、正確的結論．

2.3注重多媒體教學

化工設備結構復雜，難以用板書的方式敘述清楚．學生由于機械基礎知識相對薄弱，不能對某些化工設備的內部結構進行較好的理解，不能提出簡化的數(shù)學模型．因此，每年都進行認知實習，以提高學生對所學知識的感性認識．在教學方法上，教師可以多運用交互式的CAI多媒體教學軟件進行教學[4]．通過圖片、動畫和視頻等方式向學生展示化工設備的內部結構，分析其作用，以增強學生的背景知識．如在講解低碳鋼的拉伸曲線時，將實驗室的實際操作做成錄像，穿插在課堂教學過程中．實驗中的某些關鍵點，可以采用放大等顯示方式，盡可能地把抽象的理論具體化、形象化．另外，學生還可以通過學院的管路拆裝實訓裝置和化工精餾實訓裝置等設備的訓練，進一步彌補理論教學的不足．

3加強教師工程素質建設

化工設備與機械是一門融入化工設備基礎知識、工程力學、化工常用材料和化工設備設計基礎等多門知識點于一體的綜合課程，具有較強的綜合性和實用性．因此，擔任該門課程教學的教師必須具備較強的綜合能力和一定的工程背景[5-9]．

滁州學院承擔化工設備與機械這門課的教師工程背景相對缺乏，為了克服這樣的弊端，主要從三個方面加以改進．第一，近幾年多次安排教師到企業(yè)進行掛職鍛煉，積累工程經(jīng)驗．同時，與多家化工企業(yè)開展廣泛的合作，在合作的過程中提升教師的實踐能力和工程背景．從2010年起，先后安排理論教學及實驗教學教師到各企業(yè)輪流掛職鍛煉，并要求教師將掛職過程中所獲得的工程知識運用于理論教學，積累工程案例并開展案例法教學．在豐富案例庫的同時，和企業(yè)工程人員共同講授如化工設備與機械、化工儀表及自動化和化工在線分析等實踐性較強的課程．通過積極努力探索，這些課程已形成了獨特的教學方法，取得了較好的教學效果．第二，要求教師將所教授的內容與所做的科學研究盡可能地結合，在教學過程中盡可能將學科前沿展現(xiàn)出來．自2010年以來，先后安排了多名教授、博士利用暑假和平時的空閑時間深入企業(yè)，了解企業(yè)所需；和企業(yè)合作，共同解決企業(yè)在生產(chǎn)過程中遇到的某些問題．由學院化工研究所所長薛連海教授研發(fā)的乙基麥芽酚合成中水解工藝的改進已成功應用于安徽金禾化工股份有限公司，取得了較好的經(jīng)濟效益．第三，不間斷地安排教師到高校和科研院所進修，開拓教師的視野，提高教師分析和解決問題的能力．自2010年以來，先后安排多名教師到中國科技大學、上海大學和安徽師范大學等高校和科研院所學習深造．同時，學院每年安排多名教師參加各類學術會議、教學論壇和各類專業(yè)培訓等數(shù)十項．這都在一定程度上提高了教師的素質，強化了教師的工程意識．

4結束語

通過對化工設備與機械教學內容的刪減與補充，編寫了符合滁州地方特色的講義；通過引入工程實例，采用探討式和多媒體交互式教學，提升教師整體素質，課堂教學質量得到了顯著提高．學生學習的熱情和課堂的參與度明顯增強，教師和學生的工程意識與創(chuàng)新能力均得到了有效的鍛煉，教學效果明顯改善．

[1] 董大勤，高炳均，董俊華．化工設備機械基礎[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2013

[2] 李體海．談談化工設備機械基礎的“教”與“學”[J]．化工高等教育，2010（2）：84-87

[3] 蔡曉君，劉湘晨，郭煒，等．在特色教材編寫中突出“專業(yè)特色、產(chǎn)品特色與應用特色”[J]．化工高等教育，2011（5）：97-99

[4] 李慧芳．提高化工設備機械基礎課程教學效果的思考[J]．中國現(xiàn)代教育裝備，2011（15）：92-93

[5] 張燕，尚書勇．適應卓越工程師培養(yǎng)的《化工設備機械基礎課程教學改革》[J]．宜賓學院學報，2013，13（12）：118-120

[6] 林立，聶偉安，曾永林，等．二本院校化工設備機械基礎的教學思考[J]．廣州化工，2014（12）：245-246

[7] 張學勤，肖美添，劉勇，軍．非化工機械專業(yè)《化工設備機械基礎》教學體會[J]．南昌教育學院學報，2014，32（1）：83-85

[8] 謝亞杰，江華生，韋曉燕，等．新建本科院校應用型人才綜合實驗技能培養(yǎng)體系的構建[J]．高師理科學刊，2010，30（5）：96-99

[9] 董俊華，趙斌，張及瑞．化工設備機械基礎課程設計教學改革探討[J]．化工高等教育，2011（3）：17-19

Exploring teaching effectiveness on chemical equipment and machinery in applied universities and colleges of undergraduate

XU Jie，ZHENG Jian-dong，F(xiàn)ENG Jian-hua，YANG Jing

（School of Material Science and Chemical Engineering，Chuzhou University，Chuzhou 239000，China）

According to the characteristics of chemical equipment and machinery in applied universities and colleges of undergraduate，have made perseverance reform in the teaching approach such as teaching contents and pattern，classroom teaching quality，and teacher′s engineering quality，etc．It is proved that these methods are effective to increase the student′s interest and the ability in solving practical problems after a good master of the knowledge. Student′s innovative ability have greatly enhanced.

chemical equipment and machinery；teaching reform；engineering consciousness

1007-9831（2016）02-0108-03

H319. 3∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.02.032

2015-10-16

安徽省質量工程項目（2014zjjh042，2015sjjd024，2015jxtd040）；滁州學院校級教研項目（2014yjj017）；滁州學院校級大學生創(chuàng)業(yè)項目（2015CXXL047）

徐杰（1987-），男，湖北荊州人，助教，碩士，主要從事化工設備與機械方面的研究．E-mail：chemmath1@163.com