《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程的研究與實踐

侯嘉

（遼東學(xué)院化工與機(jī)械學(xué)院，遼寧丹東 118003）

《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》作為化學(xué)工程與工藝專業(yè)類課程，是一門工程基礎(chǔ)課，具有很強的工程性和應(yīng)用性。它以前期的大學(xué)物理、工程制圖及CAD、化工原理等課程為基礎(chǔ)，是后期化工設(shè)計和畢業(yè)綜合訓(xùn)練的基礎(chǔ)。由于該課程是一門工科綜合基礎(chǔ)課程，包含了工程力學(xué)、金屬材料、壓力容器設(shè)計等內(nèi)容，知識點零散，而且，課程包括大量的公式推導(dǎo)、理論計算、工程圖，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式會使學(xué)生感到枯燥無趣。結(jié)合課程的特點，通過開展線上+線下混合式教學(xué)[1-2]，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)的方法，改進(jìn)考核方式，對化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)行改革，目的在于增強學(xué)生的創(chuàng)新與實踐能力，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，實現(xiàn)工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下人才培養(yǎng)的目標(biāo)[3-4]。

1 《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)中存在的問題

《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程的工程概念較多，實踐性強，課程內(nèi)容涉及到材料力學(xué)、化工、機(jī)械設(shè)計等多個學(xué)科。先修課程的理論知識包括：機(jī)械制圖、大學(xué)物理、化工原理等；課程內(nèi)容包含化工生產(chǎn)中的幾大設(shè)備及各種零部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且種類多，學(xué)生缺少感性認(rèn)識，很難理解設(shè)備的構(gòu)造；而且，設(shè)計過程需要大量的理論計算，內(nèi)容抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺比較吃力[5]。

目前，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程在教學(xué)過程中還存在以下幾個問題：（1）教學(xué)方式方法陳舊。臺上講，臺下聽，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，很少參與到課堂之中，無法調(diào)動課堂氛圍，學(xué)生缺少學(xué)習(xí)興趣。（2）教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時數(shù)少，滿足不了學(xué)生的認(rèn)知能力和動手能力。（3）缺少教學(xué)互動和反饋，教師不能掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生很難取得更好的學(xué)習(xí)結(jié)果。（4）理論教學(xué)、工程實踐相脫節(jié)，學(xué)生很難獲得化工生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗。

因此，通過對《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程進(jìn)行改革與創(chuàng)新，不斷提高學(xué)生分析能力、工程意識、解決工程設(shè)計及工程問題的能力，達(dá)到工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下人才培養(yǎng)目標(biāo)[6]，提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

2 課程改革探索與實踐

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

對于非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)較弱，該教師在講授課程內(nèi)容的同時需要補充一些相關(guān)的知識點，以及現(xiàn)在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的化工設(shè)備的相關(guān)介紹，便于學(xué)生更加深入的理解。教師在課堂教學(xué)時，要注重知識點之間的聯(lián)系，以具體工程項目作為案例，提出用理論知識解決實際問題的思路和方法。比如在講授化工設(shè)備設(shè)計時，要以整體設(shè)計為思路，從容器罐體的設(shè)計到法蘭、支座、容器附件的選用，突出整體設(shè)計的概念，為后期的課程設(shè)計以及畢業(yè)綜合訓(xùn)練打好基礎(chǔ)。

在該課程的課程建設(shè)過程中，將課程思政元素融入，以培養(yǎng)學(xué)生樹立化工生產(chǎn)“安全至上，生態(tài)和諧”的意識為目標(biāo)[7]，注重提升創(chuàng)新、綠色、安全化工的職業(yè)素養(yǎng)。比如在講解“內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計”這一節(jié)時，引入某化肥廠氨合成塔發(fā)生爆炸事故，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成安全意識，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，嚴(yán)禁超過工藝規(guī)程允許范圍允許的意識，達(dá)到思政教育的效果。

2.2 教學(xué)方法的改革

2.2.1 建設(shè)課程網(wǎng)絡(luò)平臺

以《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》超星泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺課程建設(shè)為依托，實現(xiàn)課程的網(wǎng)絡(luò)共享。教師用視頻制作軟件和PPT 按照“微課”制作標(biāo)準(zhǔn)錄制課程教學(xué)視頻，時長10 ～15 分鐘。教師通過移動端或PC 端，把課程大綱、教學(xué)視頻、預(yù)習(xí)題等教學(xué)資源上傳到超星泛雅平臺（學(xué)習(xí)通）。資料庫中還包括一些優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)資源、常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。為后期化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計環(huán)節(jié)帶來了極大的方便。課程網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)不僅拓展了課堂教學(xué)內(nèi)容，而且通過增加學(xué)生和教師之間的交流與互動活躍課堂氣氛，拓展學(xué)生知識面，增加了教學(xué)效果。

2.2.2 “線上+線下”混合式教學(xué)提高教學(xué)效果

課程采用“線上+線下”混合式教學(xué)模式，課前通過學(xué)習(xí)通PC 端向?qū)W生推送課程大綱、教學(xué)視頻、預(yù)習(xí)題等課程相關(guān)內(nèi)容，發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)。微課、flash 等模式和技術(shù)可以將復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備構(gòu)造分解，便于學(xué)生了解和掌握化工設(shè)備內(nèi)部的構(gòu)件，更好地理解工作原理。這樣課前學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)并完成相應(yīng)的自測題，對教學(xué)內(nèi)容有一定的了解，課前在線學(xué)習(xí)中，學(xué)生將自己的學(xué)習(xí)收獲和疑惑發(fā)布到超星泛雅平臺（學(xué)習(xí)通）的討論區(qū)進(jìn)行交流。教師通過查看后臺實時數(shù)據(jù)分析學(xué)情，根據(jù)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點，對于重點內(nèi)容適當(dāng)多安排一些課時，合理的安排授課時間。從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和深度，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

課堂教學(xué)過程中要檢查學(xué)生課前學(xué)習(xí)效果。以在線搶答或限時作答的形式，在整個過程中，教師及時給予指導(dǎo)和總結(jié)。針對學(xué)生提出的疑惑，教師及時解答并通過相應(yīng)的習(xí)題強化，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，快速分析，這樣通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)探索掌握知識點，使教學(xué)效果得到優(yōu)化。

課后教師針對每個知識點設(shè)計出對應(yīng)習(xí)題，教師通過泛雅平臺（學(xué)習(xí)通）的實時數(shù)據(jù)，進(jìn)行學(xué)情分析，了解學(xué)生要獲得什么學(xué)習(xí)結(jié)果，及時調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

2.2.3 強化實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識

《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程主要介紹化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)，由于理論教學(xué)與實踐教學(xué)相脫節(jié)，學(xué)生對化工設(shè)備的感知和認(rèn)知不強，對大多數(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)很難理解，這就大大降低了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣，被動學(xué)習(xí)。所以，教師在教學(xué)過程中需注重理論與實踐的結(jié)合，適當(dāng)增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，真正做到在“做”中“學(xué)”。比如在介紹金屬材料的基本性能時，讓學(xué)生到工廠真實的感受到圓筒制備的過程、低碳鋼拉伸試驗、沖擊試驗等，使學(xué)生真正接觸工廠，了解各種設(shè)備，加深學(xué)生對化工設(shè)備的了解，培養(yǎng)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 考核方式的改革

對于這樣一門知識點多且零散的課程，需要改變以往的考試形式。將期末考試調(diào)整為兩次過程考核，過程考核著重對所學(xué)學(xué)習(xí)知識點的考察，而期末以課程設(shè)計的形式全面考察學(xué)生的課程整體的掌握和知識點的運用。

課程設(shè)計包括設(shè)備結(jié)構(gòu)的計算、標(biāo)準(zhǔn)的查找、設(shè)備的設(shè)計、附件的選取、設(shè)備強度的計算，要完成化工設(shè)備圖紙繪制，AUTOCAD 軟件繪圖。任務(wù)多且時間緊，因此采取以下措施：第一，豐富課程設(shè)計題庫，涉及內(nèi)容廣泛，包括儲罐、攪拌式反應(yīng)釜、換熱器、塔設(shè)備等，與生產(chǎn)實際密切聯(lián)系。第二，將學(xué)生進(jìn)行分組，2 ～3 人一組，每人一題，學(xué)生之間分工合作，發(fā)揮個人的優(yōu)勢，相互配合完成設(shè)計任務(wù)，通過理論計算、查閱資料給出最優(yōu)的設(shè)計方案，教師對每組學(xué)生進(jìn)行答疑、指導(dǎo)，完善設(shè)計的步驟，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力[8]。第三，通過思維導(dǎo)圖的方式，提交最經(jīng)濟(jì)合理的方案，方案中要求學(xué)生明確設(shè)計工藝，設(shè)備結(jié)構(gòu)要求，結(jié)合理論計算，要準(zhǔn)確的將計算結(jié)果使用到附件的選取、結(jié)構(gòu)、加工和工藝要求中。

此外，超星泛雅平臺（學(xué)習(xí)通）的大數(shù)據(jù)功能，能夠以量化分?jǐn)?shù)的形式實時記錄學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況，教師時事追蹤學(xué)生對知識的掌握情況，起到學(xué)習(xí)過程監(jiān)控主導(dǎo)作用，在加強對學(xué)生過程考核，全方位綜合評價學(xué)生的同時，把理論知識和工程實踐緊密結(jié)合，更好地實現(xiàn)工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下人才培養(yǎng)目標(biāo)。

3 結(jié)語

在《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》這門課程的教學(xué)改革中，要堅持理論與實際相聯(lián)系。在課程的不斷改革和創(chuàng)新中提高學(xué)生解決實際問題。教師通過課堂和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)全過程監(jiān)控，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不斷激發(fā)主動性、調(diào)動積極性和提高創(chuàng)造性；另一方面，在教學(xué)中逐步進(jìn)行“課程以教師為中心，教學(xué)以學(xué)生為中心”的新型教學(xué)模式的探索和改革，達(dá)到工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下人才培養(yǎng)目標(biāo)，為實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用技術(shù)型人才奠定了基礎(chǔ)。