化工設(shè)備機(jī)電安全課程教學(xué)改革探究

程家驥 王亞朋

青島科技大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院 （山東青島 266042）

化工設(shè)備相關(guān)課程以化工設(shè)備常用原料、化工容器設(shè)計(jì)、化工管路設(shè)計(jì)、特種設(shè)備的使用與管理等為主要教學(xué)內(nèi)容。隨著國家各級政府對化工企業(yè)安全生產(chǎn)問題的重視程度不斷提高，化工設(shè)備涉及的金屬加工設(shè)備、加工工藝、場地和電氣系統(tǒng)相關(guān)的輻射、靜電、高溫等不安全因素也逐漸得到重視，最終形成的“化工設(shè)備機(jī)電安全”課程是一門綜合化工設(shè)備和機(jī)電安全基礎(chǔ)理論知識，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的專業(yè)課程[1-2]。

化工設(shè)備機(jī)電安全是安全工程專業(yè)的核心專業(yè)課程之一，是安全工程專業(yè)綜合知識較多、學(xué)習(xí)難度較大的一門課程?；ぴO(shè)備體系繁多、特點(diǎn)各異、涉及安全問題各不相同，該課程學(xué)科交叉性強(qiáng)，在要求學(xué)生掌握扎實(shí)專業(yè)知識的基礎(chǔ)上還對知識的應(yīng)用有較高的要求。所以對于化工設(shè)備機(jī)電安全課程的教學(xué)改革十分迫切[3-4]。吳淑晶等[5]為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并在課時(shí)減少的情況下提高教學(xué)質(zhì)量，采用了重視第一次課程教學(xué)、引入課程思政內(nèi)容、進(jìn)行全方位課程考核等方法，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，樹立了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。石春杰等[6]通過在課程中引入案例教學(xué)，探索提升學(xué)生工程實(shí)踐能力的途徑。通過案例教學(xué)模式，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果，還有助于教師把握課程的教學(xué)進(jìn)展。徐坤山等[7]將化工設(shè)備事故案例融入日常教學(xué)中，促進(jìn)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)，也提高了學(xué)生的安全意識，使其在以后工作生產(chǎn)中不忘安全生產(chǎn)紅線。

1 化工設(shè)備機(jī)電安全課程的特點(diǎn)

化工設(shè)備機(jī)電安全是安全工程專業(yè)必修課程，一般放在第5 學(xué)期教授，共48 學(xué)時(shí)。在專業(yè)資格考試中，機(jī)電安全相關(guān)專業(yè)知識也是“注冊安全工程師”的考試重點(diǎn)。而且，化工設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，危險(xiǎn)性也不斷提高。

1.1 學(xué)科交叉性強(qiáng)

該課程的教學(xué)目標(biāo)之一是學(xué)生要掌握各類化工設(shè)備的原理。這要求學(xué)生既要具有機(jī)械設(shè)備相關(guān)的基礎(chǔ)知識，又要了解化工工藝的技術(shù)需求。同時(shí)課程涉及各類機(jī)電知識：（1）金屬冷加工安全技術(shù)，包括金屬切削機(jī)床基礎(chǔ)知識與安全、車床安全技術(shù)、鉆床安全技術(shù)、銑床安全技術(shù)、刨床安全技術(shù)、磨床安全技術(shù)、沖壓機(jī)械的安全技術(shù)、砂輪機(jī)安全技術(shù)；（2）金屬熱加工安全技術(shù)，包括鑄造安全技術(shù)、鍛造安全技術(shù)、熱處理安全技術(shù)、焊接與切割安全技術(shù)；（3）機(jī)械制造場所安全技術(shù)，包括廠區(qū)總體布置的基本要求、廠區(qū)物流的基本要求、作業(yè)場所職業(yè)健康的通用要求、作業(yè)場所的安全標(biāo)志和警示標(biāo)識；（4）電氣安全基礎(chǔ)知識，包括用電安全技術(shù)概述、電氣事故、工業(yè)企業(yè)供配電、電氣系統(tǒng)及設(shè)備安全、電氣防火防爆基礎(chǔ)知識；（5）電擊危害與防護(hù)技術(shù)，包括觸電危害、直接接觸電擊防護(hù)、間接接觸電擊防護(hù)；（6）靜電、雷電、電磁輻射的危害及防護(hù)，包括靜電危害與防護(hù)技術(shù)、雷電危害與防護(hù)技術(shù)、電磁輻射防護(hù)技術(shù)；（7）電氣防火與防爆安全技術(shù)，包括電氣火災(zāi)與爆炸的成因與條件、電氣防火與防爆的一般要求、電氣火災(zāi)與爆炸的預(yù)防措施、電氣火災(zāi)滅火要求、防爆電氣設(shè)備及其選擇等相關(guān)內(nèi)容。需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中具有化工工藝、機(jī)械設(shè)備、安全防護(hù)、燃燒包扎、職業(yè)健康、自動化等專業(yè)知識，呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。

1.2 對學(xué)生基礎(chǔ)要求較高

化工設(shè)備機(jī)電安全課程對學(xué)生的物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等知識要求很高。學(xué)生對化工設(shè)備的了解是建立在化學(xué)工藝、自動化等專業(yè)知識的基礎(chǔ)之上?；すに嚨南嚓P(guān)基礎(chǔ)知識包括：（1）化工設(shè)備圖，包括化工設(shè)備圖概述、視圖的表達(dá)方法、化工設(shè)備圖的閱讀；（2）化工工藝圖，包括帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管路布置圖；（3）化工設(shè)備常用材料，包括金屬材料及其性能、金屬材料簡介、非金屬材料及主要性能、化工設(shè)備的腐蝕及防腐；（4）機(jī)械傳動，包括帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、常用連接件；（5）軸與軸承，包括軸、軸承、聯(lián)軸器；（6）流體輸送機(jī)械，包括泵、離心泵、特殊泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)；（7）固體物料機(jī)械，包括固體物料輸送機(jī)械、固體物料粉碎機(jī)械、固體物料篩分機(jī)械；（8）其他化工機(jī)械，包括攪拌機(jī)械、制冷機(jī)、壓（過）濾機(jī)；（9）化工反應(yīng)器，包括反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型式及分類、氣液相反應(yīng)器、氣固相固定床催化反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、管式裂解爐；（10）化工容器，包括內(nèi)壓薄壁容器、外壓容器、壓力容器的基本結(jié)構(gòu)和附件、高壓容器、安全附件；（11）塔設(shè)備，包括板式塔的種類和結(jié)構(gòu)、填料塔；（12）換熱設(shè)備，包括間壁式換熱器、混合式換熱器、換熱器的選用與操作；（13）干燥設(shè)備，包括回轉(zhuǎn)圓筒式干燥器、沸騰床干燥器、噴霧干燥器；（14）物料分離設(shè)備，包括旋風(fēng)分離器、離心機(jī)；（15）化工管路，包括金屬管和非金屬管、管件和閥門、管路的安裝、管路的保溫（保冷）、伴熱和涂漆。同時(shí)，對于各環(huán)節(jié)的危險(xiǎn)性評估又要求學(xué)生掌握各類安全知識，比如物體打擊、車輛傷害、機(jī)械傷害、起重傷害、觸電等。根據(jù)本科教學(xué)體系的設(shè)置情況，學(xué)生全面掌握基礎(chǔ)知識的難度較大。

1.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)是提升教學(xué)效果的關(guān)鍵

化工設(shè)備機(jī)電安全課程包括化工設(shè)備常用材料、機(jī)械傳動、流體輸送機(jī)械、固體物料機(jī)械、化工反應(yīng)器、化工管路、化工容器等內(nèi)容。這些知識在課本中較為抽象，需要學(xué)生在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行實(shí)物觀察才能有更為直觀的認(rèn)識。在實(shí)習(xí)實(shí)踐過程中，對高壓、高溫、危險(xiǎn)場景的實(shí)地感受，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化其對于各類化工設(shè)備危險(xiǎn)因素的理解。

2 化工設(shè)備機(jī)電安全課程教學(xué)

在專業(yè)知識教學(xué)過程中以理論授課為主，輔以課堂測試、問答和小組匯報(bào)。在課堂教學(xué)過程中，通過相關(guān)化工設(shè)備模型讓學(xué)生更為直觀地了解所涉及的工藝和危險(xiǎn)源。在階段性學(xué)習(xí)結(jié)束后，讓學(xué)生通過實(shí)地學(xué)習(xí)實(shí)踐的方式去接觸化工設(shè)備，加深學(xué)生印象的同時(shí)也讓其理解安全生產(chǎn)的重要性。

化工設(shè)備機(jī)電安全課程的教學(xué)需要以強(qiáng)大的師資隊(duì)伍為基礎(chǔ)，由于化工設(shè)備和機(jī)電安全兩個(gè)專業(yè)之間存在一定的跨度，化工設(shè)備相關(guān)教師缺乏危險(xiǎn)源辨識、安全防護(hù)裝置和措施、安全管理方法等相關(guān)知識，安全工程專業(yè)教師在講授化工反應(yīng)器、化工管路、化工容器等內(nèi)容時(shí)較為吃力，所以課程采用多位教師共同授課的方式開展，并且借助中國機(jī)電工程協(xié)會的專家資源，邀請相關(guān)領(lǐng)域的行業(yè)專家開展講座教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生的知識學(xué)習(xí)廣度。

由于課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，傳統(tǒng)的單一試卷測試不能全面地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也不利于提高學(xué)生對知識點(diǎn)的應(yīng)用能力。所以，化工設(shè)備機(jī)電安全課程考核以課堂表現(xiàn)為基礎(chǔ)，以試卷測試為衡量標(biāo)準(zhǔn)，另外讓學(xué)生隨機(jī)抽取一個(gè)化工設(shè)備生產(chǎn)案例，分析生產(chǎn)過程中該設(shè)備可能涉及的危險(xiǎn)源及防范措施。這種考核方式，既考察了學(xué)生對書本知識的學(xué)習(xí)效果，又促進(jìn)了學(xué)生對知識的應(yīng)用，提高了其發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力。

3 化工設(shè)備機(jī)電安全課程改革計(jì)劃

根據(jù)化工設(shè)備機(jī)電安全課程的特點(diǎn)和現(xiàn)有教學(xué)情況，應(yīng)不斷推動課程改革進(jìn)程。

3.1 開展學(xué)科交叉式教學(xué)

該課程應(yīng)以安全工程專業(yè)教師為主導(dǎo)，由一名具有化工企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師作為主要授課教師，同時(shí)聘任一名化工設(shè)備專業(yè)的教師輔助教學(xué)。在課程大綱和教學(xué)計(jì)劃制定過程中，要從安全生產(chǎn)的角度考慮教學(xué)內(nèi)容，并且以化工生產(chǎn)需求為基礎(chǔ)，在滿足實(shí)際生產(chǎn)需求的前提下讓學(xué)生學(xué)習(xí)到全面的安全知識。在課程教學(xué)過程中，與設(shè)備原理、化學(xué)反應(yīng)條件等相關(guān)的內(nèi)容由助教完成，主講教師主要負(fù)責(zé)以實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)的安全知識拓展，并且把握課程整體的教學(xué)方向，以免教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)割裂。

3.2 設(shè)置多種多樣的實(shí)習(xí)實(shí)踐

該課程以實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備為基礎(chǔ)，安全相關(guān)知識較為抽象，因此在教學(xué)過程中實(shí)踐實(shí)習(xí)尤為重要。由于化工企業(yè)位置較為偏僻，并且無法長時(shí)間讓學(xué)生開展實(shí)習(xí)實(shí)踐。為了使學(xué)生更好地理解相關(guān)基礎(chǔ)知識，在每次化工設(shè)備教學(xué)時(shí)可以向?qū)W生展示相關(guān)的設(shè)備模型，并在學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置成套的生產(chǎn)工藝模型供教師在章節(jié)結(jié)束后開展實(shí)物教學(xué)。在課程結(jié)束后，結(jié)合考核內(nèi)容，選取合適的大型國企作為實(shí)踐基地，讓學(xué)生對實(shí)際生產(chǎn)中的生產(chǎn)線和工廠進(jìn)行了解，并完成相關(guān)考核，從而提升學(xué)習(xí)效果。還可以引入虛擬仿真技術(shù)，與課程作業(yè)相結(jié)合，將課程內(nèi)容大致分為4 個(gè)部分，分別是機(jī)械設(shè)備相關(guān)危險(xiǎn)場景及對策、電氣設(shè)備相關(guān)場景及對策、化工設(shè)備成套系統(tǒng)及常見危險(xiǎn)源、化工設(shè)備常用組件，學(xué)生根據(jù)所設(shè)置的4 個(gè)部分挑選教師發(fā)布的相關(guān)課題，在仿真模擬過程中了解化工生產(chǎn)的實(shí)際情況及危險(xiǎn)的發(fā)生、發(fā)展過程。這樣可在加深學(xué)生對知識理解程度的同時(shí)提高其個(gè)體創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語

作為安全工程的核心課程，化工設(shè)備機(jī)電安全課程具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、基礎(chǔ)知識要求高等特點(diǎn)。通過對化工設(shè)備機(jī)電安全課程現(xiàn)有教學(xué)情況的分析，提出課程改革計(jì)劃，將傳統(tǒng)的機(jī)電安全與化工設(shè)備課程進(jìn)行了緊密結(jié)合，提高了學(xué)生在化工生產(chǎn)過程中機(jī)電安全專業(yè)知識的應(yīng)用能力，為安全工程特色人才的培養(yǎng)提供堅(jiān)實(shí)的保障。