精细化工专业化工设备机械基础课程教学改革研究

樊凯奇

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南 郑州　450002 )



•化工教育•

精细化工专业化工设备机械基础课程教学改革研究

樊凯奇

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南 郑州450002 )

为满足现代精细化工行业的需求，培养应用创新型人才，针对精细化工专业的发展趋势与培养目标，结合化工设备机械基础课程应用性强的特点，分别从精选课程内容、改革教学方法、改进考核方式等方面对课程教学改革进行探索。通过相应的改革措施构建启迪式教学模式，进而提高学生的自主学习能力、化学工程设计能力及创新意识，培养学生解决实际工程问题的能力，取得了良好的教学效果。

化工设备机械基础 ； 教学改革 ； 精细化工专业

化工设备机械基础是精细化工专业的必修课。通过学习该课程，可以使精细化工专业的学生了解和掌握化工设备的选材要求及化工设备的设计计算方法，提高学生对现代化工的基本认识，满足后续的有关化工生产岗位的需求，为毕业后的稳定就业奠定基础。课程主要内容包括：力学、金属材料学、低压容器设计及选型、设备强度及稳定性校核等方面的知识[1]。该课程有如下教学特点：①内容涉及面广。学生需具有材料学、机械制图、化学工艺设计、化工原理等先修课程的基础知识。②设备及零部件种类多，且结构复杂。在课堂教学中需配以大量的实物模型。③涉及大量的公式推导及理论计算，内容抽象，学生学习起来感觉比较吃力。

随着科技的发展和新技术的应用，精细化工行业逐渐涌现了以特色精细化学品、表面活性剂和医药化学品为代表的前沿性研究课题。

1　突显应用，改革教学内容

1.1结合精细化工特点，改革教学内容

精细化工专业化工设备机械基础课程需重点讲解夹套式反应釜、搅拌器等精细化工常见设备的设计方法及设计内容。首先，以薄膜应力理论为基础，精讲外压容器设计、内压薄壁容器设计计算，同时注重与实践相结合，尽量省略繁杂的理论公式推导，强化工程设计思路及经验公式的实际应用，培养学生解决实际问题的能力。其次，在讲解外压容器壁厚与容器封头壁厚的设计计算时，例举圆柱形、球形、标准椭圆形、圆锥形封头的计算公式，进而将其进行对比分析，利用直观的特定系数，并结合实际的工程设备壁厚计算结果，培养学生实际的工程设计理念。另外，在讲解内压和外压薄壁容器的设计时，重点突出各个设备的设计流程与设计原则，例如压力容器设计包括主要受压部件(筒体、封头等)的设计以及零部件的选用(法兰、支座、垫片、人孔和手孔等)。最后，通过分析具体的工程设计案例，强调设备设计所参考的规范化标准，使学生认识到在以后工作中遵守相应规范的重要性。通过教学实践表明，这样即可以突出教学重点又可以兼顾精细化工专业学生的创新能力培养要求。

1.2注重理论联系实际，提高专业技能

化工设备机械基础课程教学与生产实践联系密切，内容比较抽象，学习起来难免枯燥。为此，在教学中分析一些典型化工设备的开发思路；适时增加行业知名企业的介绍；剖析一些社会事件，如：某化工企业反应釜爆炸事故及管道泄漏事故等。这些改革措施可以培养学生学习专业知识的兴趣，整体把握典型精细化工设备的设计要求以及认识精细化工专业发展的前景。另一方面，在专业课程实习中，安排学生到公司实习，学生可以更直观地了解课程中所涉及的精细化工设备产品与制备工艺。通过具体的实习和实践环节，学生可以更好地将理论与实际相结合，培养学生的创新意识。此外，为了对课堂教学进行补充，开阔学生视野，还搜集了一些知名药物和化妆品企业的先进设备资料，以完善教学内容。

1.3追踪学科前沿，反映最新成果

在董大勤等编著的《化工设备机械基础》中，所讲述的基本概念、基本理论和基本方法都是非常经典的，同时其也注重与生产实用方面紧密结合，符合行业规范的要求，但该书内容相对陈旧(2004年出版)。随着精细化工行业的迅速发展，相关的设备技术不断发展和改进。因此，为了缩小生产实践与课程学习的差距，在课堂教学中需及时更新教学内容，补充学科前沿的研究成果。例如，在讲解化工容器设计部分时，针对高压、强腐、超低温容器的应用案例分析，引入新型高性能复合材料的相关知识，突出教学内容的时效性和新颖性，从而培养学生的创新意识。此外，通过聘请工厂的高级工程师、设备设计工程师来我校进行专题讲座，提高学生学习兴趣，使学生把握最新的科学技术与生产工艺，紧跟科技发展步伐。通过学生—工厂这种面对面的交流，可以开阔视野，培养学生的创新意识。

2　化零为整，改革教学手段

2.1项目带动教学，发挥学生的主观能动性

传统教学模式中，教师讲什么，学生学什么，并没有发挥学生的主观能动性，导致学生缺乏独立思考能力[2]。作者提出以项目带动教学，进而培养学生的主观能动性。例如教师可以首先拟好课题，并要求学生在课下查阅相关资料。此时，学生在进入课堂之前就会带着问题来，具有针对性地听讲，使学生从传统的被动学习变为提出问题、主动思考、主动学习，知识更加系统、连贯。这样在课题讲解过程中，学生将所学的相关知识应用到课题中，实现了教学目标。另外，鼓励学生参加开放项目、大学生创新创业大赛等，在项目中锻炼学生的动手能力，训练学生的工程基本技能和基本素质，提高学生学习兴趣与创新能力，增强其学习的自主性，扩大知识视野。

2.2实践教学，培养学生的观察能力

化工设备机械基础是一门实践性很强的课程，由于缺乏实践经验，导致学生们对精细化工设备的工程结构、工作原理等难以理解。因此，在教学过程中安排学生参观学习就近的工厂、建筑机构、污水处理厂、玻璃厂等与化工相关的企业，这样有利于学生进一步消化、补充和巩固已学到的专业理论，进而将学到的理论知识运用到实际生产中，使学生对所学专业有更全面的认识，促进学生理论与实践相结合，锻炼学生专业工作能力。另外，在课堂教学中可以将各类化工设备及附件的图片和模型引进来，如封头、液面计、反应釜、鞍座、换热器、储罐等，通过实物辅助的理论教学，取得了显著的教学效果。

3　多措并举，改革考核方式

传统的课程考核方式是以期末考试卷面成绩为主。这种评价方式在一定程度上仅强调对书本知识的记忆和理解，不利于学生个性化和创新能力的培养。因此，作者认为课程的考核及评价方式需综合性评价学生成绩。具体的措施是将各个项按不同权重加权求和(其中包括：平时考核、期末成绩、小组项目等)。平时考核主要包括学生的出勤率(10%)、课堂表现(10%)、平时作业(10%)等情况，期末考试成绩的权重为50%，在体现学生理论水平与综合能力的基础上，增加分析题比重，额外增加综合题，减少客观题，注重理论基础和实际应用相结合。课堂小组讨论项目的权重为20%，考察学生构思产品、设计产品时的能力，该能力具体体现在该产品的创新性及实用性，要求多个评委现场打分，进而综合评价学生的创新能力。

4　结语

化工设备机械基础课程作为精细化工专业专业课程之一，课题组成员针对该课程特点，尝试从教学内容、教学手段和考试方式进行了一些行之有效的教学改革，对培养学生主观能动性、增强学生解决实际工程问题的能力都有明显的效果，为培养本专业学生的工程设计能力、工程实践能力与工程创新能力打下一个良好基础。当前，开发利用具有特殊用途的精细化学品成为国际前沿课题。因此，通过教师不断深入地对化工设备机械基础课程进行教学改革，可以为我国精细化工行业培养优秀的专业人才。

[1]张琳.化工设备机械基础课程设计的改革[J].化工高等教育,2002(2):54- 55.

[2]李永红.非化工设备专业化工设备机械基础课程的教法探讨[J].辽宁高职学报,2002(2):39- 40.

1003-3467(2016)07-0058-02

2016-05-09

河南省科技攻关项目(152102210358)；河南省高等学校重点科研项目计划(16A530010)。

樊凯奇(1985-)，男，讲师，研究方向是化工工艺，电话：15638238515。

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