化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革

肖新敏+楊芳霞+武海棠

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

摘要：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是林產(chǎn)化工專業(yè)的一門(mén)實(shí)踐技能訓(xùn)練課程。本文從理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)的結(jié)合、題目庫(kù)建立、加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)和改革考核方式等方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐。實(shí)踐表明，這些改革措施明顯提高了課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，更好地培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力。

關(guān)鍵詞：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）52-0113-02

化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是我校林產(chǎn)化工專業(yè)必修的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，包括工程力學(xué)基礎(chǔ)、化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及機(jī)械傳動(dòng)三部分內(nèi)容[1]，各部分相對(duì)獨(dú)立，涉及到力學(xué)、材料學(xué)、化工生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)器、工程制圖等內(nèi)容，具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性。其課程設(shè)計(jì)是林產(chǎn)化工專業(yè)在其理論課結(jié)束后以學(xué)生為主體進(jìn)行的第一次實(shí)踐設(shè)計(jì)課程，它起到融合幾門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)、架起理論與工程實(shí)際、基礎(chǔ)與專業(yè)技術(shù)之間橋梁的作用，是培養(yǎng)林產(chǎn)品加工工程技術(shù)人才、訓(xùn)練林產(chǎn)化工學(xué)生設(shè)計(jì)能力必不可少的環(huán)節(jié)[2]，是提高學(xué)生搜集與應(yīng)用資料、繪圖、運(yùn)算、計(jì)算機(jī)、獨(dú)立分析與思維等能力的一次實(shí)踐訓(xùn)練[3]。目的是使學(xué)生從化工設(shè)備的理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料及加工工藝選擇到設(shè)備制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收有一個(gè)全面的訓(xùn)練[4]。

一、理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合

按照林產(chǎn)化工專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程理論教學(xué)在第十周結(jié)束，課程設(shè)計(jì)一般安排在第18、19周，共兩周時(shí)間。除了教師集中講解、輔導(dǎo)、分配設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)期間學(xué)生考核匯報(bào)及查找資料等必要的準(zhǔn)備工作，要在8—9天時(shí)間內(nèi)完成全部設(shè)計(jì)，包括總體設(shè)計(jì)方案確定、設(shè)備及附件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和繪制設(shè)備的零件圖、裝備圖，比較緊張[5]。而且第18、19周又是學(xué)校的考試周，林產(chǎn)化工專業(yè)這段時(shí)間的考試較多，學(xué)生根本就不可能把大部分時(shí)間和精力放在課程設(shè)計(jì)上，所以可以在授課過(guò)程中就把設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)分配下去，讓學(xué)生根據(jù)課堂進(jìn)度提前按照課程設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。例如，講壓力容器時(shí)，就可以讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)參數(shù)確定容器內(nèi)徑和筒體壁厚；講完容器封頭設(shè)計(jì)就可以確定封頭形式和尺寸；講完容器零部件，就要求學(xué)生們?yōu)樗麄冊(cè)O(shè)計(jì)的容器正確選擇法蘭類型和具體尺寸、確定容器支座及其他容器附件；講完帶傳動(dòng)后，就可以確定減速器V帶的截型、根數(shù)及帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸；講完齒輪傳動(dòng)，就可以選擇齒輪材料、進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，等等。教學(xué)實(shí)踐表明，把課堂授課與課程設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合在一起，不僅能加強(qiáng)課堂講授內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱誠(chéng)，同時(shí)學(xué)生也能有時(shí)間、有目的性地復(fù)習(xí)回顧其他先修課程和查找設(shè)計(jì)資料，為課程設(shè)計(jì)做好前期準(zhǔn)備工作。

二、結(jié)合工程實(shí)際，建立設(shè)計(jì)題目庫(kù)

以前林產(chǎn)化工專業(yè)的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)基本上是壓力容器或減速器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)題目單比較單一，而且現(xiàn)有這兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)資料很多，學(xué)生大多按著資料上的步驟進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)及繪圖就能輕而易舉地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)先修課程知識(shí)、設(shè)計(jì)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的知識(shí)，綜合地分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力得不到提高。課程設(shè)計(jì)的選題應(yīng)緊密結(jié)合工程實(shí)際，選用生產(chǎn)實(shí)際中的典型題目，搜集了生產(chǎn)實(shí)踐中的各類設(shè)計(jì)參數(shù)，建立塔器、容器、換熱器、反應(yīng)釜、減速器等幾組設(shè)計(jì)題目的題目庫(kù)。另外，課程設(shè)計(jì)選題也可以與合作的化工企業(yè)的相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)相結(jié)合，根據(jù)企業(yè)需求和實(shí)際參數(shù)進(jìn)行選題，直接貼近生產(chǎn)實(shí)際，企業(yè)可能更加注重設(shè)計(jì)方案的工藝可行性和經(jīng)濟(jì)效益，能提供許多計(jì)算相應(yīng)生產(chǎn)成本的原始性資料，這樣學(xué)生也能獲得好的實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使工程意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力得到提升[6]。同時(shí)，為照顧到學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算能力以及理論知識(shí)水平的差別，設(shè)計(jì)題目又要成組具有相近性，以便學(xué)生間相互學(xué)習(xí)和幫助，提高課程設(shè)計(jì)的效率。題目設(shè)計(jì)好后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的興趣分組、分類進(jìn)行合理選題，保證一人一題，題目各不相同。確保設(shè)計(jì)只能在獨(dú)立的基礎(chǔ)上完成，初步培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為今后從事工程設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

三、加強(qiáng)與生產(chǎn)過(guò)程的結(jié)合，提高學(xué)生的工程意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力

林產(chǎn)化工專業(yè)教學(xué)要以實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程需要為總體目標(biāo)，不但強(qiáng)調(diào)對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的熟練掌握和應(yīng)用，更加強(qiáng)調(diào)與生產(chǎn)過(guò)程的結(jié)合，強(qiáng)調(diào)課程教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合[7]。本課程設(shè)計(jì)與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器、材料及加工工藝等密切相關(guān)，因此在課程進(jìn)行的第七周穿插了一周針對(duì)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程和化工儀表及自動(dòng)化的工廠認(rèn)識(shí)參觀實(shí)習(xí)。在此實(shí)習(xí)過(guò)程中，指導(dǎo)教師要現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝，分析某些關(guān)鍵性設(shè)備在流程中的作用和具體結(jié)構(gòu)，介紹這些化工設(shè)備的設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)，使學(xué)生了解設(shè)計(jì)與制造工藝是緊密結(jié)合不可分割的，獲得設(shè)備的有關(guān)制造工藝知識(shí)，加深同學(xué)們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，以便在設(shè)計(jì)過(guò)程中能靈活應(yīng)用。例如，在楊凌馥稷生物科技有限公司實(shí)習(xí)時(shí)就重點(diǎn)為學(xué)生介紹反應(yīng)釜、干燥器、再沸器、冷凝器、精餾塔、液體貯槽、氣體儲(chǔ)罐和減速器等的作用和結(jié)構(gòu)，加深學(xué)生對(duì)這些設(shè)備和機(jī)器的感性認(rèn)識(shí)。指導(dǎo)教師在指導(dǎo)中強(qiáng)化對(duì)學(xué)生工程意識(shí)的影響，使學(xué)生能夠熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，如有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)、規(guī)范等，以完成作為工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)方面所必備的基本訓(xùn)練。

四、改革考核方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱誠(chéng)

考核是課程教學(xué)中重要的內(nèi)容，公正合理的考核方式是提高課程設(shè)計(jì)水平直接有效的措施。為了真實(shí)、合理地反映實(shí)際設(shè)計(jì)水平，一方面要力求設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)參數(shù)多樣化，另一方面就需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)答疑，增加階段性的學(xué)生匯報(bào)和抽查考核。并建立課程設(shè)計(jì)QQ群，學(xué)生有問(wèn)題可以隨時(shí)討論，老師也可在群里對(duì)一些帶普遍性的問(wèn)題進(jìn)行指導(dǎo)解答，并可隨時(shí)隨機(jī)檢查學(xué)生的設(shè)計(jì)情況和設(shè)計(jì)進(jìn)度，這樣學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題就能及時(shí)的得到指正和總結(jié)。將學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中匯報(bào)、抽查成績(jī)、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)質(zhì)量、零件圖和裝配圖質(zhì)量、答辯情況等作為主要的考核依據(jù)。另外，要求學(xué)生盡可能地使用AutoCAD繪圖，強(qiáng)化學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖能力。而設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求手工書(shū)寫(xiě)，這樣可以有效避免課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。這些考核方式可以在一定程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱誠(chéng)，提高實(shí)踐教學(xué)效果。

作為實(shí)踐性和綜合性非常強(qiáng)的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是林產(chǎn)化工專業(yè)必不可少的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。本文提出從理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合、題目庫(kù)建立、加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)和改革考核方式等幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索，以期達(dá)到課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的目的。實(shí)踐表明，通過(guò)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，初步樹(shù)立了學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)了積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度和嚴(yán)肅負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，為后繼工程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，為培養(yǎng)工程類應(yīng)用型人才發(fā)揮了積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙軍，張有忱，段成紅.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第二版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社，北京，2007.

[2]李紅，孫虹雁，劉利國(guó)，馬方偉.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)改革的研究與實(shí)踐[J].黑龍江教育，2008，（10）：41-42.

[3]李政輝，李慶生，姚忠.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問(wèn)題與改革[J].2012，1（123）：47-50.

[4]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（119）：17-19.

[5]張琳.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的改革[J].化工高等教育，2002，2（72）：54-55.

[6]劉龍飛，邱竹，王百軍.化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].化工時(shí)刊，2010，（10）：61-62.

[7]楊基和，王車(chē)禮.化學(xué)工程與工藝專業(yè)“大工程觀”課程體系的構(gòu)建[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，8（3）：100-102.