化工設(shè)備機械基礎(chǔ)教學(xué)的思考

摘 要: 本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考試手段、課程設(shè)計四個方面就《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》這門課的改革進行了探究。

關(guān)鍵詞: 《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》 基礎(chǔ)教學(xué) 教學(xué)改革

隨著高等教育專業(yè)的調(diào)整和改革的深入，《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程由原來的100學(xué)時減少到64學(xué)時，在學(xué)時減少、知識點零散、工程概念多、實踐性強的情況下，要提高學(xué)生的綜合能力，保證教學(xué)質(zhì)量和重點教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)復(fù)合型人才，就必須對傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)手段與教學(xué)內(nèi)容等方面作全面的改革。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

教師如果按傳統(tǒng)的教學(xué)方法講授，則學(xué)生很難有足夠的自我思考空間，減少了他們創(chuàng)新思考的機會，這也對化工設(shè)備與維修技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)(有效地進行化工新工藝和新設(shè)備的開發(fā))起了禁錮作用。因此組織課堂教學(xué)時，我們必須打破傳統(tǒng)的知識體系，注重知識的橫向聯(lián)系，以化學(xué)工程實例為背景，提出用力學(xué)解決工程問題的思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力。例如:在講解力學(xué)基礎(chǔ)時，教師可結(jié)合化工生產(chǎn)中的臥式儲罐、直立的塔器、攪拌反應(yīng)釜中的攪拌漿等實例，提出力學(xué)模型，建立平衡方程求解，這樣可讓學(xué)生不斷建立工程概念，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力;在講授化工設(shè)備設(shè)計內(nèi)容時，應(yīng)突出整體設(shè)計的概念，由筒體、封頭等主要受壓部件的設(shè)計、制造，到法蘭、支座、墊片、人孔、手孔等零部件的選用，時刻提醒學(xué)生整體設(shè)計的思路，從而為即將進行的課程設(shè)計和以后將要進行的畢業(yè)設(shè)計積累工程設(shè)計的經(jīng)驗;在講解內(nèi)壓容器設(shè)計時，可以將幾種封頭的壁厚計算一起對比，分析相應(yīng)的力學(xué)模型，得出相應(yīng)的計算公式，從中可省略大量冗長的推導(dǎo)過程，從而節(jié)省課堂時間。這樣處理使學(xué)生能將理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬材料等內(nèi)容有機地聯(lián)系起來，進一步強化學(xué)生應(yīng)用力學(xué)知識解決工程問題的能力。本課程在教學(xué)課時大幅度減少的情況下，教學(xué)內(nèi)容的精簡勢在必行。在精簡教學(xué)內(nèi)容的過程中，我們充分注意體現(xiàn)了以下幾點。

1.內(nèi)容實用，注重應(yīng)用，濃縮以往課程的精華又適當(dāng)補充新的前沿知識。例如:在教學(xué)內(nèi)容的整改過程中，刪除掉了擠壓變形，將復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)與強度理論的學(xué)時減少，只簡單介紹強度理論及其應(yīng)用，為后續(xù)要講的壓力容器提供必要的理論基礎(chǔ)。

2.在壓力容器內(nèi)容中，刪除了熱應(yīng)力，精講了壓力容器的開孔補強計算，省略了原來復(fù)雜的不切實際的計算過程。

3.根據(jù)化工設(shè)備與維修技術(shù)專業(yè)的特點結(jié)合生產(chǎn)實際的需要，適當(dāng)補充壓力容器中的焊接結(jié)構(gòu)與壓力容器的使用與管理。

4.在講解壓力容器常用材料時，以實用為原則，精講金屬材料中的碳鋼和合金鋼，將非金屬材料、銅及其合金、鋁及其合金等內(nèi)容作為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。

二、教學(xué)方法改革

1.教學(xué)手段改革。

《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》既包括材料力學(xué)、理論力學(xué)、金屬材料等內(nèi)容，又包括壓力容器的強度和剛度的計算、零部件的選擇，以及典型的化工設(shè)備，如換熱器、反應(yīng)釜等，知識點多，特別是壓力容器這一篇，與工廠實際聯(lián)系非常緊密，如果學(xué)生沒有一定感性認(rèn)識，單純靠粉筆加黑板的授課方式在有限的時間內(nèi)很難將大量的圖形、表格等內(nèi)容清楚地表達(dá)出來，影響教學(xué)效果。為此，我們決定開發(fā)CAI課件，利用多媒體課件，在課堂教學(xué)上，將傳統(tǒng)講課的二維圖形變?yōu)閯討B(tài)的三維圖形，學(xué)生可以從全方位清楚地觀察設(shè)備和零部件的結(jié)構(gòu)及工作原理，從而快速理解傳統(tǒng)講授中難以理解的內(nèi)容，如法蘭密封失效的過程;在講解回轉(zhuǎn)殼體的基本特性及內(nèi)力分析時，運用多媒體教學(xué)，生動形象，直觀準(zhǔn)確，學(xué)生在短時間內(nèi)獲得大量信息，效果很好。但是，多媒體教學(xué)也存在矛盾:其一，課堂教學(xué)的靈活多樣性和多媒體教學(xué)不可預(yù)見性的矛盾;其二，多媒體在演示方面的優(yōu)越性和推理過程相對劣勢的矛盾;其三，課堂上的情感交流和圖文電視之間的矛盾。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)堅持傳統(tǒng)教學(xué)中的合理部分，引進多媒體的現(xiàn)代教學(xué)手段，力求收到最好的教學(xué)效果。

2.加強實踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的感性認(rèn)識。

《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程的大多數(shù)內(nèi)容涉及化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)，因?qū)W生實踐經(jīng)驗不足，空間想象力不強，對大多數(shù)結(jié)構(gòu)很難理解。所以，在教學(xué)過程中教師必須注重理論聯(lián)系實踐，把教學(xué)和實踐緊密結(jié)合起來。認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)是學(xué)生真正認(rèn)識工廠、接觸工廠、了解工廠各種設(shè)備的一個重要環(huán)節(jié)，屬工程實踐環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是實習(xí)與教學(xué)獨立進行，生產(chǎn)實習(xí)安排在《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程結(jié)束后，實踐證明這樣的教學(xué)模式由于理論教學(xué)與實踐教學(xué)之間存在著一定的時間錯位，學(xué)生在實習(xí)時還要拿出部分時間復(fù)習(xí)理論課程，致使本來就有限的課時又浪費掉一些。因此，我們將生產(chǎn)實習(xí)穿插于《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》的教學(xué)中，生產(chǎn)實習(xí)安排在學(xué)期中的第8—10周，將理論教學(xué)與實踐過程真正地聯(lián)系在一起，加深學(xué)生對化工設(shè)備結(jié)構(gòu)的理解，培養(yǎng)他們對本課程的學(xué)習(xí)興趣。

三、考試手段改革

考試是對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的全面檢驗，對指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)起到指揮棒的作用，應(yīng)用得好，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)潛能;應(yīng)用不當(dāng)，將影響學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)興趣。以前《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程實行的是由任課老師命題的閉卷考試，不同的專業(yè)、相同專業(yè)的平行班級由于任課教師不同，試卷的難易程度、分量、考查重點等無法統(tǒng)一，導(dǎo)致不同專業(yè)、相同專業(yè)的平行班級考試分?jǐn)?shù)相差很大，考試成績偏低班級的學(xué)生意見很大。為此，我們對考試手段進行了大膽的改革。其一，根據(jù)不同專業(yè)的教學(xué)時數(shù)和教學(xué)大綱要求，編寫了相應(yīng)的試題庫供其參考使用，這樣，就將不同專業(yè)學(xué)生的考試標(biāo)準(zhǔn)相對統(tǒng)一起來，對參加考試的學(xué)生也更加公平、公正。其二，根據(jù)試卷的內(nèi)容不同，考試采用開、閉卷結(jié)合的方式進行，從而避免了學(xué)生考前突擊死記硬背，考后立即遺忘的情況發(fā)生;試卷命題的自由度也大為增加，使得在過去考試試卷中不敢出現(xiàn)的需要應(yīng)用復(fù)雜公式計算的許多重要知識點可以在現(xiàn)在的考卷中出現(xiàn)，使考查的范圍大大擴展;將過去對有限的知識點考查，轉(zhuǎn)化到知識和能力并重的全面素質(zhì)考查上來，使得考試結(jié)果更加真實可信，最后達(dá)到加強對學(xué)生平時成績考查的目的。期末考試由于時間有限，不可能全面涉及化工設(shè)備設(shè)計的整體內(nèi)容，通過平時大作業(yè)，就可以重點考查學(xué)生閱讀、繪制化工設(shè)備零件圖和裝備圖的能力。學(xué)生的平時成績一般占課程總成績的30%。

四、課程設(shè)計改革

課程設(shè)計是工科教學(xué)中十分重要的環(huán)節(jié)，其目的是通過課程設(shè)計，使學(xué)生對所學(xué)知識融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決工程實際問題的能力。按照教學(xué)計劃要求，化工設(shè)備與維修技術(shù)專業(yè)應(yīng)在《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程講授結(jié)束后進行為期一周的課程設(shè)計。課程設(shè)計一般安排在學(xué)期末或安排在同學(xué)期的《化工原理》課程設(shè)計一起進行。以前，這兩個課程設(shè)計是相互獨立的，學(xué)生做完《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計后再做《化工原理》課程設(shè)計，這兩門課程的課程設(shè)計毫無關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在，我們將這兩個課程設(shè)計有機結(jié)合起來進行。在完成《化工原理》課程設(shè)計后再做《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計，這樣使學(xué)生更能掌握化工設(shè)計的一般規(guī)律。例如精餾塔的設(shè)計，以前《化工原理》課程設(shè)計只確定精餾塔的塔板數(shù)的計算，而具體的精餾塔強度計算、零部件的選擇、塔板數(shù)的布置等在《化工原理》課程設(shè)計中并沒有涉及到，將這兩門課的課程設(shè)計結(jié)合后，學(xué)生在《化工原理》課程設(shè)計中通過工藝計算將《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計所需要的設(shè)計參數(shù)通過工藝計算計算出來;然后接著一周《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計，根據(jù)《化工原理》課程設(shè)計提供的條件選擇材料，進行強度計算，選擇零部件，以及塔板數(shù)的布置，等等，使學(xué)生掌握非標(biāo)設(shè)備設(shè)計的全過程，這樣更接近工程實際，對學(xué)生的綜合能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)都非常有益。

五、結(jié)語

在《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》教學(xué)過程中，我嘗試從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考試手段、課程設(shè)計進行改革，積極探索符合該課程的教學(xué)方法，實踐證明這些方法達(dá)到了如下目的。

1.提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量，將該課程的不及格率由原來的15%降到3%。

2.開闊了學(xué)生視野，培養(yǎng)了學(xué)生綜合運用所學(xué)知識、理論聯(lián)系實際、分析并解決工程實踐問題的能力。

3.培養(yǎng)了學(xué)生工程設(shè)計計算、繪圖，熟練查閱設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊、規(guī)范，搜集設(shè)計所需數(shù)據(jù)的能力，為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。