提高化工設(shè)備與機(jī)械在應(yīng)用型本科高校中教學(xué)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(shè)備與機(jī)械在應(yīng)用型本科高校中教學(xué)效果的探索

徐杰１，鄭建東，馮建華，楊靖

（滁州學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 滁州239000）

針對應(yīng)用型本科高校的特點(diǎn)，從實(shí)際教學(xué)出發(fā)，對化工設(shè)備與機(jī)械課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教師的工程素質(zhì)等方面進(jìn)行了改革，闡述了改革的具體做法．研究表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對知識(shí)點(diǎn)掌握的牢固程度，解決實(shí)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(shè)備與機(jī)械；教學(xué)改革；工程意識(shí)

化工設(shè)備與機(jī)械是針對化學(xué)工程與工藝、制藥工程專業(yè)的機(jī)械類必修課程．課時(shí)需求量約為90~120學(xué)時(shí)[1]．目前，還沒有專門針對化工設(shè)備與機(jī)械這門課程開發(fā)的教材．因此，滁州學(xué)院化工學(xué)院在教學(xué)時(shí)選用董大勤編寫的《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》[2]做為教材，課程內(nèi)容主要包括工程力學(xué)、典型化工設(shè)備的設(shè)計(jì)和機(jī)械傳動(dòng)三大部分．但滁州學(xué)院化工學(xué)院安排課時(shí)只有48學(xué)時(shí)．因此，如何通過教學(xué)改革，使本課程在少學(xué)時(shí)的情況下保證教學(xué)質(zhì)量，突出應(yīng)用的特點(diǎn)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(jìn)行實(shí)際調(diào)研，本著以服務(wù)地方，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的指導(dǎo)思想，對化工設(shè)備與機(jī)械的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)刪減和補(bǔ)充，對教學(xué)方法進(jìn)行了改進(jìn)，對教與學(xué)的配合方面進(jìn)行了優(yōu)化．通過積極的探索和實(shí)踐，取得了一定的成效．

1教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

1.1刪減教材內(nèi)容

滁州學(xué)院是一所以突出地方特色，培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的二類本科院校，學(xué)生的基礎(chǔ)相對較薄弱[3]．在對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，一方面考慮到工程力學(xué)和工程材料屬于機(jī)械的基礎(chǔ)知識(shí)，非機(jī)械類學(xué)生所要掌握的不是其中的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算，而是要熟悉化工設(shè)備、壓力容器、通用機(jī)械設(shè)備的組成、工作特點(diǎn)及應(yīng)用場所；另一方面，化學(xué)工程與工藝和制藥工程等專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后從事化工機(jī)械設(shè)計(jì)工作的機(jī)會(huì)相對較少．因此，在講解化工設(shè)備與機(jī)械課時(shí)刪除了教材中理論性較強(qiáng)的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)及強(qiáng)度理論、外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算、加強(qiáng)圈和外壓風(fēng)頭設(shè)計(jì)、塔設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算和機(jī)械傳動(dòng)裝置等內(nèi)容．

1.2補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容

經(jīng)過對2010級和2011級畢業(yè)的化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)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(diào)研獲知，應(yīng)用型本科高校化工類非機(jī)械本科生畢業(yè)后往往擔(dān)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(shè)備的維護(hù)和化工安全有一定要求．因此，在教學(xué)內(nèi)容上重點(diǎn)增加了化工生產(chǎn)常用圖樣，包括工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖和化工設(shè)備裝備圖以及10個(gè)識(shí)圖的實(shí)例；增加了化工設(shè)備的類型及對設(shè)備結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，如增加了加熱爐、羅茨風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)和壓縮機(jī)等設(shè)備；增加了化工常用設(shè)備的維護(hù)、化工管道涂顏色、化工安全常識(shí)和化工設(shè)備防腐簡介等知識(shí)．調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排見表1和表2．

表1　化工設(shè)備教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)

表2　化工設(shè)備與機(jī)械教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)

在理論教學(xué)過程中，可以安排3~4人一組進(jìn)行為時(shí)1~2周的課程設(shè)計(jì)．課程設(shè)計(jì)題目可以以小型攪拌反應(yīng)釜為主，作為典型的化工設(shè)備，攪拌釜的設(shè)計(jì)既能訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)備設(shè)計(jì)技能，又能加強(qiáng)學(xué)生對如筒體、封頭、夾套和人孔等化工常用零部件的認(rèn)識(shí)[3]．

2教學(xué)方法的改進(jìn)

2.1注重工程實(shí)例教學(xué)

良好的教學(xué)方法能取得事半功倍的教學(xué)效果．在教學(xué)過程中要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入研究，挖掘知識(shí)的內(nèi)涵，將書本上的知識(shí)以通俗易懂的方式講解給學(xué)生，這樣既有利于學(xué)生對知識(shí)的了解，又可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．如在講解工程力學(xué)的過程中，可以以化工原理實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)器、換熱器和化工實(shí)訓(xùn)裝置的塔器為例進(jìn)行受力分析，教師提出模型，學(xué)生進(jìn)行受力分析；在講解球形容器和圓柱形容器的優(yōu)缺點(diǎn)時(shí)，以安徽中聯(lián)能源有限公司的儲(chǔ)罐為什么多是球形的，而安徽華塑股份有限公司的儲(chǔ)罐多是圓柱形的例子進(jìn)行深入分析，得出結(jié)論，學(xué)生易于接受．

2.2注重互動(dòng)式教學(xué)

在課堂教學(xué)過程中，輔以大量的工程案例啟發(fā)學(xué)生，適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生的思維模式，采用教師與學(xué)生探討式、互動(dòng)式教學(xué)往往能活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能獲得較好的學(xué)習(xí)效果．但這要求教師課前大量收集工程案例，設(shè)置好提問環(huán)節(jié)．要注意的是學(xué)生的認(rèn)知能力是有差異的，因此，教師應(yīng)從多角度，多層次來設(shè)計(jì)課堂提問，同時(shí)教師還應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生．如在介紹填料塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，教師可以提問塔頂?shù)牡醵淖饔檬鞘裁矗凰?nèi)的液體在分布器的作用是什么；如果不安裝液體在分布器會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象．在講解鋼板卷焊壓力容器時(shí)，筒壁上的諸多縱向焊縫和環(huán)向焊縫的強(qiáng)度是否相同，為什么．學(xué)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(jié)論．

2.3注重多媒體教學(xué)

化工設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以用板書的方式敘述清楚．學(xué)生由于機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)相對薄弱，不能對某些化工設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行較好的理解，不能提出簡化的數(shù)學(xué)模型．因此，每年都進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)，以提高學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)．在教學(xué)方法上，教師可以多運(yùn)用交互式的CAI多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行教學(xué)[4]．通過圖片、動(dòng)畫和視頻等方式向?qū)W生展示化工設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分析其作用，以增強(qiáng)學(xué)生的背景知識(shí)．如在講解低碳鋼的拉伸曲線時(shí)，將實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際操作做成錄像，穿插在課堂教學(xué)過程中．實(shí)驗(yàn)中的某些關(guān)鍵點(diǎn)，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(xué)生還可以通過學(xué)院的管路拆裝實(shí)訓(xùn)裝置和化工精餾實(shí)訓(xùn)裝置等設(shè)備的訓(xùn)練，進(jìn)一步彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足．

3加強(qiáng)教師工程素質(zhì)建設(shè)

化工設(shè)備與機(jī)械是一門融入化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)、工程力學(xué)、化工常用材料和化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等多門知識(shí)點(diǎn)于一體的綜合課程，具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)用性．因此，擔(dān)任該門課程教學(xué)的教師必須具備較強(qiáng)的綜合能力和一定的工程背景[5-9]．

滁州學(xué)院承擔(dān)化工設(shè)備與機(jī)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(gè)方面加以改進(jìn)．第一，近幾年多次安排教師到企業(yè)進(jìn)行掛職鍛煉，積累工程經(jīng)驗(yàn)．同時(shí)，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(shí)踐能力和工程背景．從2010年起，先后安排理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)運(yùn)用于理論教學(xué)，積累工程案例并開展案例法教學(xué)．在豐富案例庫的同時(shí)，和企業(yè)工程人員共同講授如化工設(shè)備與機(jī)械、化工儀表及自動(dòng)化和化工在線分析等實(shí)踐性較強(qiáng)的課程．通過積極努力探索，這些課程已形成了獨(dú)特的教學(xué)方法，取得了較好的教學(xué)效果．第二，要求教師將所教授的內(nèi)容與所做的科學(xué)研究盡可能地結(jié)合，在教學(xué)過程中盡可能將學(xué)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(shí)的空閑時(shí)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(xué)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(jìn)已成功應(yīng)用于安徽金禾化工股份有限公司，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益．第三，不間斷地安排教師到高校和科研院所進(jìn)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(xué)、上海大學(xué)和安徽師范大學(xué)等高校和科研院所學(xué)習(xí)深造．同時(shí)，學(xué)院每年安排多名教師參加各類學(xué)術(shù)會(huì)議、教學(xué)論壇和各類專業(yè)培訓(xùn)等數(shù)十項(xiàng)．這都在一定程度上提高了教師的素質(zhì)，強(qiáng)化了教師的工程意識(shí)．

4結(jié)束語

通過對化工設(shè)備與機(jī)械教學(xué)內(nèi)容的刪減與補(bǔ)充，編寫了符合滁州地方特色的講義；通過引入工程實(shí)例，采用探討式和多媒體交互式教學(xué)，提升教師整體素質(zhì)，課堂教學(xué)質(zhì)量得到了顯著提高．學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和課堂的參與度明顯增強(qiáng)，教師和學(xué)生的工程意識(shí)與創(chuàng)新能力均得到了有效的鍛煉，教學(xué)效果明顯改善．

[1] 董大勤，高炳均，董俊華．化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013

[2] 李體海．談?wù)劵ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)的“教”與“學(xué)”[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(yīng)用特色”[J]．化工高等教育，2011（5）：97-99

[4] 李慧芳．提高化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)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(yīng)卓越工程師培養(yǎng)的《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革》[J]．宜賓學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，13（12）：118-120

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

[7] 張學(xué)勤，肖美添，劉勇，軍．非化工機(jī)械專業(yè)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教學(xué)體會(huì)[J]．南昌教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，32（1）：83-85

[8] 謝亞杰，江華生，韋曉燕，等．新建本科院校應(yīng)用型人才綜合實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)體系的構(gòu)建[J]．高師理科學(xué)刊，2010，30（5）：96-99

[9] 董俊華，趙斌，張及瑞．化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)教學(xué)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(zhì)量工程項(xiàng)目（2014zjjh042，2015sjjd024，2015jxtd040）；滁州學(xué)院校級教研項(xiàng)目（2014yjj017）；滁州學(xué)院校級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（2015CXXL047）

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