学文网化工设备机械基础篇1
摘 要: 本文从教学内容、教学方法、考试手段、课程设计四个方面就《化工设备机械基础》这门课的改革进行了探究。
关键词: 《化工设备机械基础》 基础教学 教学改革
随着高等教育专业的调整和改革的深入,《化工设备机械基础》课程由原来的100学时减少到64学时,在学时减少、知识点零散、工程概念多、实践性强的情况下,要提高学生的综合能力,保证教学质量和重点教学内容,培养复合型人才,就必须对传统的教学方法、教学手段与教学内容等方面作全面的改革。
一、教学内容改革
教师如果按传统的教学方法讲授,则学生很难有足够的自我思考空间,减少了他们创新思考的机会,这也对化工设备与维修技术专业的培养目标(有效地进行化工新工艺和新设备的开发)起了禁锢作用。因此组织课堂教学时,我们必须打破传统的知识体系,注重知识的横向联系,以化学工程实例为背景,提出用力学解决工程问题的思路和方法,培养学生解决工程实际问题的能力。例如:在讲解力学基础时,教师可结合化工生产中的卧式储罐、直立的塔器、搅拌反应釜中的搅拌浆等实例,提出力学模型,建立平衡方程求解,这样可让学生不断建立工程概念,培养学生理论联系实际的能力;在讲授化工设备设计内容时,应突出整体设计的概念,由筒体、封头等主要受压部件的设计、制造,到法兰、支座、垫片、人孔、手孔等零部件的选用,时刻提醒学生整体设计的思路,从而为即将进行的课程设计和以后将要进行的毕业设计积累工程设计的经验;在讲解内压容器设计时,可以将几种封头的壁厚计算一起对比,分析相应的力学模型,得出相应的计算公式,从中可省略大量冗长的推导过程,从而节省课堂时间。这样处理使学生能将理论力学、材料力学、金属材料等内容有机地联系起来,进一步强化学生应用力学知识解决工程问题的能力。本课程在教学课时大幅度减少的情况下,教学内容的精简势在必行。在精简教学内容的过程中,我们充分注意体现了以下几点。
1.内容实用,注重应用,浓缩以往课程的精华又适当补充新的前沿知识。例如:在教学内容的整改过程中,删除掉了挤压变形,将复杂应力状态与强度理论的学时减少,只简单介绍强度理论及其应用,为后续要讲的压力容器提供必要的理论基础。
2.在压力容器内容中,删除了热应力,精讲了压力容器的开孔补强计算,省略了原来复杂的不切实际的计算过程。
3.根据化工设备与维修技术专业的特点结合生产实际的需要,适当补充压力容器中的焊接结构与压力容器的使用与管理。
4.在讲解压力容器常用材料时,以实用为原则,精讲金属材料中的碳钢和合金钢,将非金属材料、铜及其合金、铝及其合金等内容作为学生自学内容。
二、教学方法改革
1.教学手段改革。
《化工设备机械基础》既包括材料力学、理论力学、金属材料等内容,又包括压力容器的强度和刚度的计算、零部件的选择,以及典型的化工设备,如换热器、反应釜等,知识点多,特别是压力容器这一篇,与工厂实际联系非常紧密,如果学生没有一定感性认识,单纯靠粉笔加黑板的授课方式在有限的时间内很难将大量的***形、表格等内容清楚地表达出来,影响教学效果。为此,我们决定开发CAI课件,利用多媒体课件,在课堂教学上,将传统讲课的二维***形变为动态的三维***形,学生可以从全方位清楚地观察设备和零部件的结构及工作原理,从而快速理解传统讲授中难以理解的内容,如法兰密封失效的过程;在讲解回转壳体的基本特性及内力分析时,运用多媒体教学,生动形象,直观准确,学生在短时间内获得大量信息,效果很好。但是,多媒体教学也存在矛盾:其一,课堂教学的灵活多样性和多媒体教学不可预见性的矛盾;其二,多媒体在演示方面的优越性和推理过程相对劣势的矛盾;其三,课堂上的情感交流和***文电视之间的矛盾。因此,在教学过程中,教师应当坚持传统教学中的合理部分,引进多媒体的现代教学手段,力求收到最好的教学效果。
2.加强实践环节,提高学生的感性认识。
《化工设备机械基础》课程的大多数内容涉及化工设备的结构,因学生实践经验不足,空间想象力不强,对大多数结构很难理解。所以,在教学过程中教师必须注重理论联系实践,把教学和实践紧密结合起来。认识实习、生产实习是学生真正认识工厂、接触工厂、了解工厂各种设备的一个重要环节,属工程实践环节。传统的教学模式是实习与教学***进行,生产实习安排在《化工设备机械基础》课程结束后,实践证明这样的教学模式由于理论教学与实践教学之间存在着一定的时间错位,学生在实习时还要拿出部分时间复习理论课程,致使本来就有限的课时又浪费掉一些。因此,我们将生产实习穿插于《化工设备机械基础》的教学中,生产实习安排在学期中的第8―10周,将理论教学与实践过程真正地联系在一起,加深学生对化工设备结构的理解,培养他们对本课程的学习兴趣。
三、考试手段改革
考试是对学生学习结果的全面检验,对指导学生学习起到指挥棒的作用,应用得好,可以激发学生学习的积极性和学习潜能;应用不当,将影响学生的学习信心和学习兴趣。以前《化工设备机械基础》课程实行的是由任课老师命题的闭卷考试,不同的专业、相同专业的平行班级由于任课教师不同,试卷的难易程度、分量、考点等无法统一,导致不同专业、相同专业的平行班级考试分数相差很大,考试成绩偏低班级的学生意见很大。为此,我们对考试手段进行了大胆的改革。其一,根据不同专业的教学时数和教学大纲要求,编写了相应的试题库供其参考使用,这样,就将不同专业学生的考试标准相对统一起来,对参加考试的学生也更加公平、公正。其二,根据试卷的内容不同,考试采用开、闭卷结合的方式进行,从而避免了学生考前突击死记硬背,考后立即遗忘的情况发生;试卷命题的自由度也大为增加,使得在过去考试试卷中不敢出现的需要应用复杂公式计算的许多重要知识点可以在现在的考卷中出现,使考查的范围大大扩展;将过去对有限的知识点考查,转化到知识和能力并重的全面素质考查上来,使得考试结果更加真实可信,最后达到加强对学生平时成绩考查的目的。期末考试由于时间有限,不可能全面涉及化工设备设计的整体内容,通过平时大作业,就可以重点考查学生阅读、绘制化工设备零件***和装备***的能力。学生的平时成绩一般占课程总成绩的30%。
四、课程设计改革
课程设计是工科教学中十分重要的环节,其目的是通过课程设计,使学生对所学知识融会贯通,培养学生综合分析问题和解决工程实际问题的能力。按照教学计划要求,化工设备与维修技术专业应在《化工设备机械基础》课程讲授结束后进行为期一周的课程设计。课程设计一般安排在学期末或安排在同学期的《化工原理》课程设计一起进行。以前,这两个课程设计是相互***的,学生做完《化工设备机械基础》课程设计后再做《化工原理》课程设计,这两门课程的课程设计毫无关联。现在,我们将这两个课程设计有机结合起来进行。在完成《化工原理》课程设计后再做《化工设备机械基础》课程设计,这样使学生更能掌握化工设计的一般规律。例如精馏塔的设计,以前《化工原理》课程设计只确定精馏塔的塔板数的计算,而具体的精馏塔强度计算、零部件的选择、塔板数的布置等在《化工原理》课程设计中并没有涉及到,将这两门课的课程设计结合后,学生在《化工原理》课程设计中通过工艺计算将《化工设备机械基础》课程设计所需要的设计参数通过工艺计算计算出来;然后接着一周《化工设备机械基础》课程设计,根据《化工原理》课程设计提供的条件选择材料,进行强度计算,选择零部件,以及塔板数的布置,等等,使学生掌握非标设备设计的全过程,这样更接近工程实际,对学生的综合能力和工程素质培养都非常有益。
五、结语
在《化工设备机械基础》教学过程中,我尝试从教学内容、教学方法、考试手段、课程设计进行改革,积极探索符合该课程的教学方法,实践证明这些方法达到了如下目的。
1.提高了该课程的教学质量,将该课程的不及格率由原来的15%降到3%。
2.开阔了学生视野,培养了学生综合运用所学知识、理论联系实际、分析并解决工程实践问题的能力。
3.培养了学生工程设计计算、绘***,熟练查阅设计标准、手册、***册、规范,搜集设计所需数据的能力,为学生的毕业设计打下了良好的基础。
化工设备机械基础篇2
摘 要：化工机械设备机械基础课程是高等及高职院校石油化工专业必设的一门专业课程。该门课程的设置对于培养高校学生对化工生产的认识及熟悉未来岗位环境具有很大作用。化工设备机械基础属于理论与实践相结合的课程，强调理论与实践相结合是化工机械设备基础教学的基本原则。本文就目前高校在化工机械设备基础课程教学的现状及问题进行了分析与说明，提出了在后期教学工作中应存在的问题。
关键词：高等院校；化工机械；课程教学；技能改进
中***分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）08-007-01
一、前言
石油化工行业一直是促进我国经济发展的支柱产业，一直为我国经济的发展做出了巨大的贡献。随着科学的发展，越来越多的新技术不断的在实际化工生产中广泛应用。这些技术更加推动了石油化工行业自动化、智能化的发展，为实现无人化操作奠定了基础。面对这种发展趋势，化工企业对人才的需求越来越迫切。作为高等院校应注重对化工专业人才的培养，以适应化工企业不断的发展需求。化工机械设备基础课程是高等院校为培养专业化工人才所必设的一门必修主干学科，该学科的设置对学生熟悉化工生产环境、适应未来工作岗位具有很大的帮助。
二、高等院校化工机械设备基础教学现状及存在问题说明
化工设备机械基础课程是高等院校石油化工类、生物工程类专业的主干课程，该课程教学内容包括了理论力学、材料力学、化工制***、机械制***、金属材料与热处理和容器设计等课程的部分内容，内容繁多，信息量大，实践性强。学生通过本门课程的学习，要求学生熟悉常见化工生产设备类型，认识化工生产过程基本原理，掌握化工设备机械基础知识，综合合分析压力容器的性能及工艺方法并能进行一些简单化工设备的设计等[1]。完成化工设备机械基础课程的学习之后，学生应对化工生产产生感性的认识与客观的了解，并能够为以后生产技术岗位的职责有明确的认知。
化工设备机械基础课程具有其独特的特点，首先理论综合性强，内容涉及化工原理、理论力学、材料力学等知识，知识面广且分散。其次该门课程对学生逻辑思维能力要求高，例如蒸馏塔的学习中，应充分利用学生逻辑思维能力来想象内部气液交换与精馏提纯的过程及原理。再者该门课程实践性强而实际现场危险性大导致学生实践机会较少，使得学生理论与实际无法充分的融合。基于上述特点，化工设备机械基础在教学中存在一些问题。首先学校缺乏该类课程专业化教师的投入，该类课程不仅要求教师具有足够的理论教学经验而且还能够对化工生产具有清楚地认识或实际工作经验；而目前高校教师科班出身比较多，缺乏实际现场经验导致教学脱离实际较严重；其次该门课程在教学中应应注意与实验相结合，但由于实验机械较大且危险性高，部分学校未能有效安排实验内容。再者由于该类课程属于偏实践类课程，课程考核方式应多样化，而部分院校依然采用笔试的考核方式无法对学生知识进行全面考察[2]。因此，作为学校与教师，我们应该从教学内容的设置、教学方法等方面进行改进和优化，提高化工设备机械基础课程教学质量和效果。
三、关于高校化工设备机械基础课程教学改革的几点建议及方法
关于化工设备机械基础课程的教学在前面已经提到若仅局限于书本理论知识教学，不安排实践实习的机会，学生对机器、设备缺乏感性认识，使得学完后学生仍然停留在学初的状态，无法达到课程设置的目标。而为适应化工行业的发展，学生必须加强这门课程的学习。因此教师应采取适当的方式实行教学，以提高该门课程教学质量。
首先教师在实际教学过程中应注意多媒体的应用。对于推理性课程如数学等，老师通过黑板与粉笔板书和讲解来进行授课，步骤条理清晰，老师讲课轻松，学生看的明白，能够系统性的吸收新知识，培养新思维。但对于《 化工设备机械基础》由于课程本身涉及很多***标及设备内部构造等，教师板书困难，画***浪费时间且不能直观反映***示意思。如教师只对着书讲***表，很多学生会觉得枯燥无味，这样的教学效果肯定不好。若采用多媒体资源对课程讲述内容中涉及的***标进行形象的列出并做适当的引申，必然可以使学生加深对课程的理解程度，增强学生的学习效率。
其次化工设备机械基础这门课程属于理论与实践结合性很强的课程，加大课程实践学习有助于学生深入理解课程内容。目前很多高校建立的学生实践基地可供学生实验，基本满足实验要求却无法达到实践目的。如一些进行实验的小型干燥实验设备、蒸馏设备及一些小型的中试实验场所等。因此学校还应加大对社会企业的联系与合作，采用适当的机会让学生深入车间了解具体情况[3]。再者可邀请从事一线工作的化工生产技术人员开展讲座也可以起到实践教学的目的。这些人员由于其久居生产技术岗位，对车间技术管理及设备管理比较熟悉，生产经验丰富且贴合实际。采用这种方式对学生进行实践教学，同时结合教师的理论教学必然可以起到良好的教学效果。
再者化工设备机械基础教学应采取合适的考核方式，注重实践环节在实际考核中的比例设置。目前部分学校采用了化工课程设计的考核方式辅助学生加强考核。同时也加大了课堂考核力度及笔试考核难度。学校采用这样的方式实现了对学生综合考核的目的，更加适应学生综合发展的要求，对提高学生创新能力起到很大作用；再者采用这种考核方式能够迫使学生重视平时学习的重要性，避免考前猛学带来的负担。
四、结语
化工设备机械基础属于石油化工类专业学生所修的主干课程之一，其重要性不亚于化工原理等课程。由于该类课程实践性强，教师在实际教课教学中应注重理论与实践相结合的方式；同时应加大多媒体资源及网路知识的应用，使得学生能够形象的掌握更多的化工设备知识；并且教师应采取多种考核方式相结合的考核方式实现对学生的全面考核，使得化工设备机械基础这门课程教学达到预期的目标，实现课程学习的真正价值。
参考文献：
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化工设备机械基础篇3
（西北农林科技大学 林学院，陕西 杨凌 712100）
摘要：化工设备机械基础课程设计是林产化工专业的一门实践技能训练课程。本文从理论教学与课程设计的结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等方面进行了探索与实践。实践表明，这些改革措施明显提高了课程设计的质量，更好地培养了学生的工程意识和工程设计能力。
关键词：化工设备机械基础；课程设计；教学改革
中***分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0113-02
化工设备机械基础是我校林产化工专业必修的一门专业基础课程，包括工程力学基础、化工设备设计基础以及机械传动三部分内容[1]，各部分相对***，涉及到力学、材料学、化工生产过程、生产设备和机器、工程制***等内容，具有很强的综合性和实践性。其课程设计是林产化工专业在其理论课结束后以学生为主体进行的第一次实践设计课程，它起到融合几门重要专业基础理论知识、架起理论与工程实际、基础与专业技术之间桥梁的作用，是培养林产品加工工程技术人才、训练林产化工学生设计能力必不可少的环节[2]，是提高学生搜集与应用资料、绘***、运算、计算机、***分析与思维等能力的一次实践训练[3]。目的是使学生从化工设备的理论计算、结构设计、材料及加工工艺选择到设备制造、检验和验收有一个全面的训练[4]。
一、理论教学与课程设计有机结合
按照林产化工专业的教学计划，化工设备机械基础课程理论教学在第十周结束，课程设计一般安排在第18、19周，共两周时间。除了教师集中讲解、辅导、分配设计任务和设计期间学生考核汇报及查找资料等必要的准备工作，要在8―9天时间内完成全部设计，包括总体设计方案确定、设备及附件的强度、刚度、稳定性计算和结构设计，编写设计说明书和绘制设备的零件***、装备***，比较紧张[5]。而且第18、19周又是学校的考试周，林产化工专业这段时间的考试较多，学生根本就不可能把大部分时间和精力放在课程设计上，所以可以在授课过程中就把设计任务书分配下去，让学生根据课堂进度提前按照课程设计的相关参数进行设计计算。例如，讲压力容器时，就可以让学生根据自己的设计参数确定容器内径和筒体壁厚；讲完容器封头设计就可以确定封头形式和尺寸；讲完容器零部件，就要求学生们为他们设计的容器正确选择法兰类型和具体尺寸、确定容器支座及其他容器附件；讲完带传动后，就可以确定减速器V带的截型、根数及带轮的结构尺寸；讲完齿轮传动，就可以选择齿轮材料、进行齿轮结构设计，等等。教学实践表明，把课堂授课与课程设计有机结合在一起，不仅能加强课堂讲授内容的侧重点，激发学生的学习热诚，同时学生也能有时间、有目的性地复习回顾其他先修课程和查找设计资料，为课程设计做好前期准备工作。
二、结合工程实际，建立设计题目库
以前林产化工专业的化工设备机械基础课程设计基本上是压力容器或减速器的设计。设计题目单比较单一，而且现有这两个方面的设计资料很多，学生大多按着资料上的步骤进行计算、设计及绘***就能轻而易举地完成设计任务。在整个课程设计过程中，学生***运用所学先修课程知识、设计理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力得不到提高。课程设计的选题应紧密结合工程实际，选用生产实际中的典型题目，搜集了生产实践中的各类设计参数，建立塔器、容器、换热器、反应釜、减速器等几组设计题目的题目库。另外，课程设计选题也可以与合作的化工企业的相关设计任务相结合，根据企业需求和实际参数进行选题，直接贴近生产实际，企业可能更加注重设计方案的工艺可行性和经济效益，能提供许多计算相应生产成本的原始性资料，这样学生也能获得好的实战设计训练，使工程意识和工程设计能力得到提升[6]。同时，为照顾到学生设计计算能力以及理论知识水平的差别，设计题目又要成组具有相近性，以便学生间相互学习和帮助，提高课程设计的效率。题目设计好后，引导学生根据自己的兴趣分组、分类进行合理选题，保证一人一题，题目各不相同。确保设计只能在***的基础上完成，初步培养学生的***设计能力，树立正确的设计思想，掌握化工设备机械设计的基本方法和步骤，为今后从事工程设计打下良好的基础。
三、加强与生产过程的结合，提高学生的工程意识和工程设计能力
林产化工专业教学要以实际生产过程需要为总体目标，不但强调对所学专业知识的熟练掌握和应用，更加强调与生产过程的结合，强调课程教学与生产实际相结合[7]。本课程设计与工业生产设备、机器、材料及加工工艺等密切相关，因此在课程进行的第七周穿插了一周针对化工设备机械基础课程和化工仪表及自动化的工厂认识参观实习。在此实习过程中，指导教师要现场结合实际生产工艺，分析某些关键性设备在流程中的作用和具体结构，介绍这些化工设备的设计原则及注意事项，使学生了解设计与制造工艺是紧密结合不可分割的，获得设备的有关制造工艺知识，加深同学们对所学知识的理解，以便在设计过程中能灵活应用。例如，在杨凌馥稷生物科技有限公司实习时就重点为学生介绍反应釜、干燥器、再沸器、冷凝器、精馏塔、液体贮槽、气体储罐和减速器等的作用和结构，加深学生对这些设备和机器的感性认识。指导教师在指导中强化对学生工程意识的影响，使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关国家标准、手册、***册、规范等，以完成作为工程技术人员在设计方面所必备的基本训练。
四、改革考核方式，激发学生学习热诚
考核是课程教学中重要的内容，公正合理的考核方式是提高课程设计水平直接有效的措施。为了真实、合理地反映实际设计水平，一方面要力求设计题目、设计参数多样化，另一方面就需要加强现场答疑，增加阶段性的学生汇报和抽查考核。并建立课程设计QQ群，学生有问题可以随时讨论，老师也可在群里对一些带普遍性的问题进行指导解答，并可随时随机检查学生的设计情况和设计进度，这样学生在课程设计中出现的问题就能及时的得到指正和总结。将学生在设计过程中汇报、抽查成绩、设计说明书质量、零件***和装配***质量、答辩情况等作为主要的考核依据。另外，要求学生尽可能地使用AutoCAD绘***，强化学生计算机绘***能力。而设计说明书要求手工书写，这样可以有效避免课程设计中出现抄袭现象。这些考核方式可以在一定程度上激发学生的学习热诚，提高实践教学效果。
作为实践性和综合性非常强的化工设备机械基础课程设计是培养学生工程意识和工程设计能力的重要实践性教学环节，是林产化工专业必不可少的专业教学内容。本文提出从理论教学与课程设计的有机结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等几个方面来进行课程设计教学改革探索，以期达到课程设计训练的目的。实践表明，通过化工设备机械基础课程设计，初步树立了学生正确的设计思想，培养了积极主动的学习态度和严肃负责的工作作风，为后继工程设计的学习奠定了基础，为培养工程类应用型人才发挥了积极的作用。
参考文献：
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