基于工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)改革與實(shí)踐

荊楚理工學(xué)院化工與藥學(xué)院　石臘梅　張偉軍　王洪林

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基于工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)改革與實(shí)踐

荊楚理工學(xué)院化工與藥學(xué)院石臘梅張偉軍王洪林

本文針對過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)中存在的問題，從工科學(xué)生的工程能力內(nèi)涵出發(fā)，探索過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革方案。從精選課程設(shè)計(jì)內(nèi)容、成套化設(shè)計(jì)對象、加強(qiáng)計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用和建立過程考核體系和機(jī)制等四個(gè)方面實(shí)施教學(xué)改革，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

專業(yè)課程設(shè)計(jì) 工程能力 教學(xué)改革

一、過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析

1.課程設(shè)計(jì)選題脫離實(shí)際。大多數(shù)高校過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)的選題多為典型設(shè)備設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)參數(shù)多為教師直接指定，模擬參數(shù)與實(shí)際設(shè)備使用參數(shù)差別較大。學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中從不考慮參數(shù)的來源及其選擇原因，缺乏依據(jù)，不能進(jìn)行深入思考，不會(huì)運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題，設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際工程應(yīng)用相差較遠(yuǎn)。

2.選題單一，缺乏綜合性和全局性。課程設(shè)計(jì)的選題多為單個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)（如儲(chǔ)罐、換熱器等），學(xué)生不清楚設(shè)備的實(shí)際用途和在整個(gè)生產(chǎn)裝置中的地位和作用，對設(shè)備的要求缺乏全面認(rèn)識(shí)，缺乏確定部分設(shè)計(jì)參數(shù)的根據(jù)，與前后設(shè)備或機(jī)器設(shè)計(jì)脫節(jié)，缺乏綜合性和全局性，不利于工程能力的培養(yǎng)。

3.工程意識(shí)淡薄，缺乏基本的工程素養(yǎng)。課程設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí)間一般安排在課程結(jié)束后的2周內(nèi)進(jìn)行，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)既要進(jìn)行設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和復(fù)雜的強(qiáng)度計(jì)算，又要完成設(shè)備裝配圖的繪制，時(shí)間緊，任務(wù)重。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要查閱大量手冊、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，信息量大，而學(xué)生通常按照指導(dǎo)書進(jìn)行簡單模仿，沒有按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，缺乏基本的工程素養(yǎng)。同時(shí)，設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算中手工計(jì)算量大，有時(shí)還需反復(fù)計(jì)算校核，學(xué)生容易產(chǎn)生厭煩情緒，導(dǎo)致很多學(xué)生只追求完成任務(wù)而不管設(shè)計(jì)是否規(guī)范、合理和實(shí)用。

4.缺乏完善的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。課程設(shè)計(jì)存在“重結(jié)果、輕過程”的現(xiàn)象，雖然安排了設(shè)計(jì)質(zhì)疑環(huán)節(jié)，但僅憑一紙質(zhì)說明書、一張圖紙和一兩個(gè)簡單的問題難以評價(jià)學(xué)生的水平，造成學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，照參考書和網(wǎng)絡(luò)資源“畫葫蘆”的現(xiàn)象普遍存在，設(shè)計(jì)完全按指導(dǎo)書做，缺乏獨(dú)立思考和解決問題的能力，更別提具有創(chuàng)新性的思維。從課程設(shè)計(jì)的結(jié)果看，課程設(shè)計(jì)質(zhì)量較差，獨(dú)立完成的學(xué)生較少，存在較嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象。

二、過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革方案

針對過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)中存在的問題，我校從培養(yǎng)學(xué)生的工程能力角度出發(fā)，通過以下四個(gè)方面對過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革。

1.結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)精選課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。針對課程設(shè)計(jì)選題脫離實(shí)際、不利于專業(yè)知識(shí)的掌握和應(yīng)用這一問題，筆者結(jié)合本專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)精選課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，使其具有科學(xué)性和實(shí)際性，提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量。課程設(shè)計(jì)選用生產(chǎn)實(shí)習(xí)中某工程項(xiàng)目生產(chǎn)裝置為主要內(nèi)容，可以變虛擬設(shè)計(jì)為實(shí)際設(shè)計(jì)，利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。將課程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)有機(jī)結(jié)合，使實(shí)際看到、摸到的內(nèi)容與課程設(shè)計(jì)的理論計(jì)算完美結(jié)合，做到“學(xué)中看，看中學(xué)”。實(shí)際問題會(huì)激發(fā)學(xué)生的求知欲望，主動(dòng)尋求解決方法，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2.設(shè)備成套化教學(xué)。為了更有利于學(xué)生理解和認(rèn)識(shí)項(xiàng)目的整體性，教師可以將其他專業(yè)課程結(jié)合在一起，形成專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)。一方面將《化工原理》《過程流體機(jī)械》《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》聯(lián)合，形成專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)；另一方面以小組為單位變單元式設(shè)計(jì)為項(xiàng)目式和成套化設(shè)計(jì)，如“合成氨生產(chǎn)線”整個(gè)生產(chǎn)裝置各設(shè)備設(shè)計(jì)。設(shè)備成套化課程設(shè)計(jì)教學(xué)更貼近工程實(shí)際，利于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，進(jìn)一步拓寬知識(shí)面，利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。項(xiàng)目式設(shè)計(jì)以小組為單位，小組成員分工合作，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及溝通能力的培養(yǎng)。

3.利用現(xiàn)代化技術(shù)手段。SW6由全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站組織有關(guān)單位開發(fā)而成，以GB150、GB151、GB12337、JB4710及JB4731等一系列與壓力容器、化工過程設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為計(jì)算模型的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，成為設(shè)備設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)、方案比較、在役設(shè)備強(qiáng)度評定等工作不可缺少的重要工具。實(shí)踐證明，引入過程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算軟件SW6參與課程設(shè)計(jì)可以簡化強(qiáng)度計(jì)算工作量（如管板的計(jì)算、鞍座的強(qiáng)度校核和塔設(shè)備的強(qiáng)度校核等），脫離“依葫蘆畫瓢”的手工計(jì)算模式，將有限的時(shí)間放在查閱各種設(shè)計(jì)手冊、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊等設(shè)計(jì)技術(shù)資料上，使學(xué)生更注重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。使用SW6參與課程設(shè)計(jì)還能理順設(shè)計(jì)思路，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性和可靠性，強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)，提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量。Auto CAD是當(dāng)今最流行的二維繪圖軟件，廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、影視制作等重大領(lǐng)域。課程設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)繪圖輔助軟件Auto CAD更有利于學(xué)生的設(shè)計(jì)和修改。設(shè)計(jì)不可能一蹴而就，前期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題可能在后期繪制施工圖紙才發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)中使用軟件操作可以縮減設(shè)計(jì)時(shí)間。綜合運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段培養(yǎng)學(xué)生查閱各種設(shè)計(jì)手冊、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊等設(shè)計(jì)技術(shù)電子資料的能力，培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編制設(shè)計(jì)說明書等基本技能，完成作為工程技術(shù)人員必備的基本訓(xùn)練。

4.調(diào)整課程設(shè)計(jì)評價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)全面過程監(jiān)督考核機(jī)制。對課程設(shè)計(jì)存在“重結(jié)果、輕過程”現(xiàn)象，筆者調(diào)整課程設(shè)計(jì)評價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)全面過程監(jiān)督考核機(jī)制。首先，建立完善的過程監(jiān)控制度，督促學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)校教室緊張，而過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)需要到圖書館和互聯(lián)網(wǎng)上查閱大量的標(biāo)準(zhǔn)和資料，設(shè)計(jì)期間不能安排固定教室，筆者要求學(xué)生每天在規(guī)定的時(shí)間拿設(shè)計(jì)草稿找指導(dǎo)教師簽到，這樣既能保證學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，又能方便指導(dǎo)教師了解每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)情況，找出問題并及時(shí)更正，根據(jù)設(shè)計(jì)質(zhì)量給出平時(shí)成績。其次，為了保證設(shè)備設(shè)備施工圖紙的質(zhì)量，筆者要求學(xué)生完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)后先手工繪制設(shè)計(jì)草圖，找出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題后再用Auto CAD繪制化工設(shè)備裝配圖樣。最后，為了分辨學(xué)生是否全程參與設(shè)計(jì)任務(wù)，是否掌握過程設(shè)備設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，我們組織學(xué)生進(jìn)行答辯。答辯要求學(xué)生先簡單陳述本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路和方法、使用的標(biāo)準(zhǔn)和手冊、遇到的問題和解決方法等，再由指導(dǎo)教師對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)疑，這樣既可以考查學(xué)生是否全程參與整個(gè)設(shè)計(jì)過程，考查學(xué)生對設(shè)計(jì)過程的掌握程度，還可以引導(dǎo)學(xué)生從工程實(shí)際的角度思考和解決問題。教師根據(jù)學(xué)生的答辯陳述是否清晰間接、回答問題是否準(zhǔn)確完整給定成績。成績評定方式由原來只看最終圖紙和設(shè)計(jì)說明書的方法變?yōu)槿^程監(jiān)督考核評定機(jī)制，課程設(shè)計(jì)總成績由設(shè)計(jì)說明書（20 %）、SW6程序文件（10%）、圖紙（30 %）、平時(shí)成績（20 %）和答辯（20%）五部分綜合評定，督促并保證學(xué)生參與整個(gè)設(shè)計(jì)過程，培養(yǎng)并考核學(xué)生的綜合能力。

通過調(diào)整課程設(shè)計(jì)評價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)全面過程監(jiān)督考核機(jī)制，有效避免蒙混過關(guān)、渾水摸魚現(xiàn)象，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

三、結(jié)束語

過程設(shè)備專業(yè)課程設(shè)計(jì)中結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)精選課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，以某個(gè)過程生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)裝置為設(shè)計(jì)對象，變單個(gè)設(shè)計(jì)為項(xiàng)目式設(shè)計(jì)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，建立過程監(jiān)督考核評定機(jī)制等策略，學(xué)生在綜合運(yùn)用專業(yè)理論知識(shí)解決過程設(shè)備設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題，達(dá)到課程設(shè)計(jì)的目的。通過解決專業(yè)課程設(shè)計(jì)中的問題，學(xué)生可以提高分析和解決過程設(shè)備實(shí)際問題的能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，顯著提高課程設(shè)計(jì)教學(xué)效果。

［1］蔡 銳，周劍秋.化工原理和化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)兩門課程設(shè)計(jì)結(jié)合的思考與實(shí)踐［J］.高等化工教育，2010

［2］孫 主.化工設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算中常見問題的解決辦法及優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.瀘天化科技，2013

ISSN2095-6711/Z01-2016-06-00018