化工設(shè)備基礎(chǔ)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(shù)大學化學化工學院（上海 201620）

化工設(shè)備基礎(chǔ)課程是一門實用性很強的理論知識和生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合的課程，課程涵蓋材料、設(shè)計標準和設(shè)備結(jié)構(gòu)等知識，涉及內(nèi)容廣泛，理論性強，學習難度高。學生接觸化工設(shè)備的機會少，對化工設(shè)備沒有感性認識，更缺乏實際生產(chǎn)操作經(jīng)驗，導致對設(shè)備結(jié)構(gòu)等知識點理解困難，學習課程內(nèi)容的興趣和積極性有待提高。所以，課程面臨課時少、內(nèi)容多的矛盾。怎樣把握授課內(nèi)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(zhàn)，求索高效課堂。結(jié)合教學體會，從教學方法、教學內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)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(yǎng)學生解決實際問題的能力。例如，在講授關(guān)于化工設(shè)備或壓力容器設(shè)計相關(guān)內(nèi)容時，要強調(diào)設(shè)計的整體過程。首先設(shè)計化工設(shè)備或壓力容器的筒體及封頭，再設(shè)計壓力容器法蘭等其他主要承壓部件。化工設(shè)備或壓力容器的整體框架設(shè)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(shè)計好之后，整個容器設(shè)計基本完成。授課過程中，反復強調(diào)只有掌握容器設(shè)計的思路及過程，才能理解每一個章節(jié)的內(nèi)容在設(shè)計時所起的作用和意義。

2 教學內(nèi)容的精簡

在教學課時大幅度減少的情況下，教學內(nèi)容的精簡勢在必行[2]。上海工程技術(shù)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(shè)備機械基礎(chǔ)》（第七版）作為授課教材。教學內(nèi)容的精簡，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）第1 章是關(guān)于化工生產(chǎn)中設(shè)備常用材料的內(nèi)容，重點講解石油化工等領(lǐng)域經(jīng)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(guān)內(nèi)容點到為止，留給學生作為課后自學材料。

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

（3）第4 章焊縫系數(shù)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(guān)內(nèi)容。這些內(nèi)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(nèi)容達到更深層次的理解。

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

（5）授課時讓學生觀看與課程某些內(nèi)容相關(guān)的錄像資料，使其對所學知識產(chǎn)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(yè)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(yè)名詞，這樣不僅節(jié)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(shè)備基礎(chǔ)授課過程中的第一次課，簡要介紹各個章節(jié)之間的聯(lián)系，如：第1 章化工設(shè)備材料及其選擇是設(shè)計時選擇材料的依據(jù)，第2 章容器設(shè)計的基本知識是設(shè)計時必須遵守的相關(guān)標準及監(jiān)察規(guī)程，第3 章內(nèi)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(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強度設(shè)計介紹內(nèi)壓容器筒體與封頭的設(shè)計方法，第5 章外壓圓筒與封頭的設(shè)計介紹外壓容器筒體與封頭的設(shè)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(shè)備或壓力容器設(shè)計的完整過程；第7章～第9 章介紹3種典型化工設(shè)備的設(shè)計方法，是對第1～6 章知識在實際設(shè)計中的合理應用。學生可以了解學習各個章節(jié)的用途及重要性。同時，向?qū)W生展示實際生產(chǎn)中常用到的各種設(shè)備圖片及相關(guān)視頻，以激發(fā)學生對課程內(nèi)容的學習興趣。

4 課程思政內(nèi)容引領(lǐng)課堂教學環(huán)節(jié)

在授課過程中，將課程教學內(nèi)容同課程思政內(nèi)容緊密結(jié)合，使課程思政內(nèi)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(shè)備材料和加工工藝性能時，將古代鑄劍工藝與我國現(xiàn)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(yǎng)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(lián)系

課程學習前，由于學生沒有機會到化工企業(yè)，所以對課程內(nèi)容涵蓋的各種常用化工設(shè)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(jié)合，讓學生充分理解各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

化學工程與工藝專業(yè)的認識實習有一部分時間是安排學生到企業(yè)參觀實習，給學生提供充分接觸各種化工設(shè)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(shè)備是化工設(shè)備基礎(chǔ)課程理論內(nèi)容的再現(xiàn)。認識實習在化工設(shè)備基礎(chǔ)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(huán)節(jié)，指導老師現(xiàn)場講解相關(guān)設(shè)備內(nèi)部的構(gòu)件及其特點，使學生對典型的化工設(shè)備及法蘭、管道、儀表、閥門等零部件的結(jié)構(gòu)及用途有了基本認識，加深了他們對化工設(shè)備基礎(chǔ)課程內(nèi)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(xiàn)占20%，課程結(jié)束前的學生發(fā)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(fā)表；教師對學生的問題回答及發(fā)表情況進行記錄，作為課程考核的原始參考資料。這一環(huán)節(jié)充分調(diào)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(nèi)容緊密相關(guān)。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(nèi)容相關(guān)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(jié)語

面對科技發(fā)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(fā)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(yǎng)符合時代要求的高素質(zhì)復合型人才。本文總結(jié)了教學改革實踐中的經(jīng)驗，希望能對類似課程的教授起到一定的啟示作用。在后續(xù)的教學中，將繼續(xù)改革，不斷探究，提高教學質(zhì)量。