化工設備基礎課程教學改革的探索

吳淑晶 王金果 王遠強 門 勇 劉錫建

上海工程技術大學化學化工學院（上海 201620）

化工設備基礎課程是一門實用性很強的理論知識和生產實踐緊密結合的課程，課程涵蓋材料、設計標準和設備結構等知識，涉及內容廣泛，理論性強，學習難度高。學生接觸化工設備的機會少，對化工設備沒有感性認識，更缺乏實際生產操作經驗，導致對設備結構等知識點理解困難，學習課程內容的興趣和積極性有待提高。所以，課程面臨課時少、內容多的矛盾。怎樣把握授課內容，改革教學方法，提高學生的學習興趣，是課程教學亟需解決的問題，也迫使授課教師積極迎接挑戰，求索高效課堂。結合教學體會，從教學方法、教學內容、實踐環節等方面進行了探索。

1 教學方法的改革

教學過程中，以化學工程實例為背景[1]，提出分析問題的方法，培養學生解決實際問題的能力。例如，在講授關于化工設備或壓力容器設計相關內容時，要強調設計的整體過程。首先設計化工設備或壓力容器的筒體及封頭，再設計壓力容器法蘭等其他主要承壓部件。化工設備或壓力容器的整體框架設計好之后，選擇容器的零部件，如管法蘭及配套墊片、容器的支座、容器的人孔及手孔等，分別將容器的零部件設計好之后，整個容器設計基本完成。授課過程中，反復強調只有掌握容器設計的思路及過程，才能理解每一個章節的內容在設計時所起的作用和意義。

2 教學內容的精簡

在教學課時大幅度減少的情況下，教學內容的精簡勢在必行[2]。上海工程技術大學化學化工學院采用于2013年由大連理工大學出版社出版、刁玉瑋等編寫的《化工設備機械基礎》（第七版）作為授課教材。教學內容的精簡，主要體現在以下幾個方面：

（1）第1 章是關于化工生產中設備常用材料的內容，重點講解石油化工等領域經常使用的三大類鋼材（即碳鋼、合金鋼及不銹鋼）。對每一類鋼材的分類、牌號及性能予以重點講解，其他如非金屬材料等相關內容點到為止，留給學生作為課后自學材料。

（2）第3 章針對內壓薄壁容器的應力分析，是對第4 章內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計的鋪墊。在進行第4 章講授時，直接采用第3 章的結論，第3章內容作為學生課后自學材料。

（3）第4 章焊縫系數部分，增加壓力容器焊接接頭的分類、焊接接頭常見缺陷和焊接接頭檢查的相關內容。這些內容作為補充知識點，簡單介紹，擴大學生的知識面，有利于其對教材內容達到更深層次的理解。

（4）第6 章容器零部件中關于開孔補強方面的知識點，作為學生自學內容，沒有安排學時。總之，授課內容的精簡，應有利于學生對化工設備及壓力容器設計及應用的理解。

（5）授課時讓學生觀看與課程某些內容相關的錄像資料，使其對所學知識產生濃厚的興致。例如，在講解材料的力學性能時，接觸到了屈服點和抗拉強度等專業名詞，為了讓學生更好地理解這些知識點，組織觀看拉伸試驗的錄像。錄像中詳細介紹了拉伸各個階段涉及的專業名詞，這樣不僅節省了很多講解時間，而且使學生對知識點的理解更加深刻。

3 重視第一次課的教學

化工設備基礎授課過程中的第一次課，簡要介紹各個章節之間的聯系，如：第1 章化工設備材料及其選擇是設計時選擇材料的依據，第2 章容器設計的基本知識是設計時必須遵守的相關標準及監察規程，第3 章內壓薄壁容器的應力分析是為第4 章的學習作理論方面的鋪墊，第4 章內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計介紹內壓容器筒體與封頭的設計方法，第5 章外壓圓筒與封頭的設計介紹外壓容器筒體與封頭的設計方法，第6 章容器零部件介紹壓力容器零部件的種類和選擇方法，從第1 章到第6 章是一個化工設備或壓力容器設計的完整過程；第7章～第9 章介紹3種典型化工設備的設計方法，是對第1～6 章知識在實際設計中的合理應用。學生可以了解學習各個章節的用途及重要性。同時，向學生展示實際生產中常用到的各種設備圖片及相關視頻，以激發學生對課程內容的學習興趣。

4 課程思政內容引領課堂教學環節

在授課過程中，將課程教學內容同課程思政內容緊密結合，使課程思政內容成為課堂教學過程中的點睛之筆，彰顯立德樹人的理念[3]。例如，在講解化工設備材料和加工工藝性能時，將古代鑄劍工藝與我國現在高超的加工手段進行對比，激勵每一名受教育者都擁有愛國主義情懷，培養他們在未來工作中具有工匠精神。

5 增強理論與實踐課程的聯系

課程學習前，由于學生沒有機會到化工企業，所以對課程內容涵蓋的各種常用化工設備沒有直觀的感性認識。為了彌補學生的這個知識盲點，授課過程將理論與實踐相結合，讓學生充分理解各種設備的結構。

化學工程與工藝專業的認識實習有一部分時間是安排學生到企業參觀實習，給學生提供充分接觸各種化工設備的機會，還有一部分時間是在化學工程與工藝訓練中心進行。訓練中心的設備是化工設備基礎課程理論內容的再現。認識實習在化工設備基礎課程的同一個學期進行，且由同一個教師授課。在化學工程與工藝訓練中心實習環節，指導老師現場講解相關設備內部的構件及其特點，使學生對典型的化工設備及法蘭、管道、儀表、閥門等零部件的結構及用途有了基本認識，加深了他們對化工設備基礎課程內容的理解，效果良好[4]。

6 全方位的課程考核

在課程考核時，注重多方面、全方位的評定。課程成績由兩部分組成，平時成績占40%，期末課程論文成績占60%。平時成績具體包括：考勤占10%，課堂互動表現占20%，課程結束前的學生發表占10%。

學生要想獲得較好的平時成績，就必須重視考勤，課上積極回答問題，主動報名參加發表；教師對學生的問題回答及發表情況進行記錄，作為課程考核的原始參考資料。這一環節充分調動了學生的積極性。

期末采用課程論文的形式進行考核，授課教師提出10 個論文方向，每個方向都與課程內容緊密相關。每個班學生學號的尾號與10 個論文方向一一對應。學生的論文題目不能與大方向的題目完全相同，否則要被減分；如果學生選擇與課程內容相關但與老師給出的論文方向完全不同的題目作為自己的期末論文題目，則給予加分。

7 結語

面對科技發展的趨勢和未來對人才的要求，作為高等學校教師，應不斷探索教學改革，充分發揮學生的主觀能動性，樹立以學生為中心的教學理念，注重提高學生處理具體問題的能力，培養符合時代要求的高素質復合型人才。本文總結了教學改革實踐中的經驗，希望能對類似課程的教授起到一定的啟示作用。在后續的教學中，將繼續改革，不斷探究，提高教學質量。