《化工設備機械基礎》課程教學方法改革的若干嘗試

鄭文濤

(鹽城師范學院，江蘇 鹽城 224007)

《化工設備機械基礎》是我校應用化學專業開設的一門涉及力學、材料學、化工設備等專業知識的選修課，課時量為32課時。目前我們鹽城師范學院使用的是董大勤、高炳軍編寫的第5版教材。課程包括力學基礎、壓力容器以及典型化工設備三大篇，內容涵蓋了剛體的受力分析及平衡規律、金屬的力學性能、直梁的彎曲、化工設備常用材料以及壓力容器的應力計算等等[1]，內容豐富，涵蓋面廣。特別地，本課程具有大量的工程圖表和繁冗的計算公式。在傳統的課堂里，學生往往會感到枯燥、無趣、晦澀難懂。因此，就這一門課程而言，如何使豐富夯實但乏味晦澀的內容在32個課時內被學生學習和掌握，是擺在任課教師面前的一大難題。即：如何通過教學改革，保證和提高這一課程的教學質量成為我們亟待解決的問題。針對這一問題，筆者嘗試了多種教學方法的改革。以下是具體的教學實踐和體會。

1 聯系影視資料，激發學生興趣

興趣是最好的老師。前面提到，《化工設備機械基礎》這門課程包括很多晦澀難懂的內容，例如應力松弛、鋼材的熱處理等。對于這些內容，如果教師按照傳統的“填鴨式”教學，學生的注意力是很難集中的。于是，如何提高和激發學生興趣成為提高教學質量的關鍵。這一課程的開課時間是第3學期，即大二上學期。大二學生的年齡普遍在20～21歲，正是對古裝劇以及武俠劇感興趣的階段。以鋼材的熱處理--淬火為例，筆者嘗試聯系古裝電視劇中的打鐵過程對學生進行講解。許多學生看見過將燒紅的刀劍放到水中使其驟然冷卻的過程等相關影視作品，因此在筆者講解時，學生們很快就能夠理解淬火的概念，并且很容易想到水是一種常見的淬火劑。在強調淬火的重要性時，筆者聯系了金庸先生的《倚天屠龍記》。倚天劍和屠龍刀之所以能夠號令武林，就是因為淬火處理得好。淬火賦予刀劍以靈魂。通過這樣的講解，筆者發現課堂氣氛熱烈，學生積極發言，樂于討論，他們對淬火的理解和掌握有了顯著提升。

2 善用多媒體與繪圖軟件輔助，克服講解難度

工科理論課程與實際工業往往密切相關[2-3]。前面提到本課程涵蓋了壓力容器以及典型的化工設備等內容。這些設備在工廠里常見，但在平時生活中卻很難接觸到。然而，由于實際條件的限制，我們很難讓學生在工廠學習這些課程。學生實踐經驗不足，加上化工設備內部結構繁雜，學生只通過教師口頭講解很難準確把握這部分內容。為此，筆者提出可以充分利用多媒體輔助教學。例如，在講解容器的組成這一部分時，可以向同學們展示儲罐的3D圖片，一一講解筒體、封頭、人孔、手孔、試鏡等。此外，還可以利用autoCAD這一作圖軟件畫出儲罐。如此，學生便可知道容器每一部分的形狀以及相對大小，甚至他們還可以掌握autoCAD的作圖方法，可謂一舉兩得。再例如，在講解內壓容器的薄膜應力時，學生們很難想象出圓筒型容器所受的環向薄膜應力和徑向薄膜應力。筆者在講這一部分時，通過計算機里的模擬軟件，可以將兩種應力的方向在投影儀屏幕上形象的呈現出來。與傳統的口頭講述相比，這些講解方法更形象、具體，更容易吸引學生眼球，達到較好的教學效果。

3 與中學物理知識相結合，上位學習

第一篇力學基礎是學習掌握《化工設備機械基礎》這門課程的關鍵。與中學物理相比，這門課程所涉及的力學內容更為深入，學生接受起來比較困難。然而筆者發現，如果能將這部分內容與中學物理聯系起來，學生的接受程度則大大提升。例如，在講解平面匯交力系的概念時，如果只是單純的給學生講平面匯交力系的定義是剛體所受的所有力在一個平面內且匯交于一點，此時學生對該力系的理解只是停留在文字表面，效果很差。筆者曾經設置課堂提問讓學生判斷哪一些力系屬于

平面匯交力系，學生的回答情況并不理想。于是筆者嘗試讓學生回憶中學時學過的水平地面以及斜坡上的小木塊受力分析圖，這些小木塊的受力圖都匯交于小木塊的中心，所有力都畫在一個平面內，那么這就構成一個平面匯交力系。然后筆者再根據力的可移動性將上述概念引申，從而得出本課程涵蓋面更為廣泛的平面匯交力系。通過這種上位學習方式，學生接受平面匯交力系就變得容易得多。再例如，學習力矩時提到，單個力作用在剛體上，只會引起移動效應；若想要引起轉動效應，則必須有個支點。通過這種單純的講述，學生經常會忽視支點的重要性。于是，筆者引用了阿基米德的經典名言 “給我一個支點，我就能撬動地球！”，通過解釋這句話加深學生們對支點的認識。這句名言大多數學生在中學就已經耳熟能詳，阿基米德也是他們相對熟悉的物理學家。通過這種與中學知識聯系起來的教學方法，可以讓學生更容易掌握新的內容。

教學改革是一項艱巨的任務，需要教育界各位同仁共同為之努力。以上內容為筆者摸索出來的一點教學方法，以期獲得拋磚引玉的作用，共同為《化工設備機械基礎》這門課程的教學改革貢獻出自己的一份力量。