化工设备基础课程教学改革的探索

吴淑晶 王金果 王远强 门 勇 刘锡建

上海工程技术大学化学化工学院（上海 201620）

化工设备基础课程是一门实用性很强的理论知识和生产实践紧密结合的课程，课程涵盖材料、设计标准和设备结构等知识，涉及内容广泛，理论性强，学习难度高。学生接触化工设备的机会少，对化工设备没有感性认识，更缺乏实际生产操作经验，导致对设备结构等知识点理解困难，学习课程内容的兴趣和积极性有待提高。所以，课程面临课时少、内容多的矛盾。怎样把握授课内容，改革教学方法，提高学生的学习兴趣，是课程教学亟需解决的问题，也迫使授课教师积极迎接挑战，求索高效课堂。结合教学体会，从教学方法、教学内容、实践环节等方面进行了探索。

1 教学方法的改革

教学过程中，以化学工程实例为背景[1]，提出分析问题的方法，培养学生解决实际问题的能力。例如，在讲授关于化工设备或压力容器设计相关内容时，要强调设计的整体过程。首先设计化工设备或压力容器的筒体及封头，再设计压力容器法兰等其他主要承压部件。化工设备或压力容器的整体框架设计好之后，选择容器的零部件，如管法兰及配套垫片、容器的支座、容器的人孔及手孔等，分别将容器的零部件设计好之后，整个容器设计基本完成。授课过程中，反复强调只有掌握容器设计的思路及过程，才能理解每一个章节的内容在设计时所起的作用和意义。

2 教学内容的精简

在教学课时大幅度减少的情况下，教学内容的精简势在必行[2]。上海工程技术大学化学化工学院采用于2013年由大连理工大学出版社出版、刁玉玮等编写的《化工设备机械基础》（第七版）作为授课教材。教学内容的精简，主要体现在以下几个方面：

（1）第1 章是关于化工生产中设备常用材料的内容，重点讲解石油化工等领域经常使用的三大类钢材（即碳钢、合金钢及不锈钢）。对每一类钢材的分类、牌号及性能予以重点讲解，其他如非金属材料等相关内容点到为止，留给学生作为课后自学材料。

（2）第3 章针对内压薄壁容器的应力分析，是对第4 章内压薄壁圆筒与封头的强度设计的铺垫。在进行第4 章讲授时，直接采用第3 章的结论，第3章内容作为学生课后自学材料。

（3）第4 章焊缝系数部分，增加压力容器焊接接头的分类、焊接接头常见缺陷和焊接接头检查的相关内容。这些内容作为补充知识点，简单介绍，扩大学生的知识面，有利于其对教材内容达到更深层次的理解。

（4）第6 章容器零部件中关于开孔补强方面的知识点，作为学生自学内容，没有安排学时。总之，授课内容的精简，应有利于学生对化工设备及压力容器设计及应用的理解。

（5）授课时让学生观看与课程某些内容相关的录像资料，使其对所学知识产生浓厚的兴致。例如，在讲解材料的力学性能时，接触到了屈服点和抗拉强度等专业名词，为了让学生更好地理解这些知识点，组织观看拉伸试验的录像。录像中详细介绍了拉伸各个阶段涉及的专业名词，这样不仅节省了很多讲解时间，而且使学生对知识点的理解更加深刻。

3 重视第一次课的教学

化工设备基础授课过程中的第一次课，简要介绍各个章节之间的联系，如：第1 章化工设备材料及其选择是设计时选择材料的依据，第2 章容器设计的基本知识是设计时必须遵守的相关标准及监察规程，第3 章内压薄壁容器的应力分析是为第4 章的学习作理论方面的铺垫，第4 章内压薄壁圆筒与封头的强度设计介绍内压容器筒体与封头的设计方法，第5 章外压圆筒与封头的设计介绍外压容器筒体与封头的设计方法，第6 章容器零部件介绍压力容器零部件的种类和选择方法，从第1 章到第6 章是一个化工设备或压力容器设计的完整过程；第7章～第9 章介绍3种典型化工设备的设计方法，是对第1～6 章知识在实际设计中的合理应用。学生可以了解学习各个章节的用途及重要性。同时，向学生展示实际生产中常用到的各种设备图片及相关视频，以激发学生对课程内容的学习兴趣。

4 课程思政内容引领课堂教学环节

在授课过程中，将课程教学内容同课程思政内容紧密结合，使课程思政内容成为课堂教学过程中的点睛之笔，彰显立德树人的理念[3]。例如，在讲解化工设备材料和加工工艺性能时，将古代铸剑工艺与我国现在高超的加工手段进行对比，激励每一名受教育者都拥有爱国主义情怀，培养他们在未来工作中具有工匠精神。

5 增强理论与实践课程的联系

课程学习前，由于学生没有机会到化工企业，所以对课程内容涵盖的各种常用化工设备没有直观的感性认识。为了弥补学生的这个知识盲点，授课过程将理论与实践相结合，让学生充分理解各种设备的结构。

化学工程与工艺专业的认识实习有一部分时间是安排学生到企业参观实习，给学生提供充分接触各种化工设备的机会，还有一部分时间是在化学工程与工艺训练中心进行。训练中心的设备是化工设备基础课程理论内容的再现。认识实习在化工设备基础课程的同一个学期进行，且由同一个教师授课。在化学工程与工艺训练中心实习环节，指导老师现场讲解相关设备内部的构件及其特点，使学生对典型的化工设备及法兰、管道、仪表、阀门等零部件的结构及用途有了基本认识，加深了他们对化工设备基础课程内容的理解，效果良好[4]。

6 全方位的课程考核

在课程考核时，注重多方面、全方位的评定。课程成绩由两部分组成，平时成绩占40%，期末课程论文成绩占60%。平时成绩具体包括：考勤占10%，课堂互动表现占20%，课程结束前的学生发表占10%。

学生要想获得较好的平时成绩，就必须重视考勤，课上积极回答问题，主动报名参加发表；教师对学生的问题回答及发表情况进行记录，作为课程考核的原始参考资料。这一环节充分调动了学生的积极性。

期末采用课程论文的形式进行考核，授课教师提出10 个论文方向，每个方向都与课程内容紧密相关。每个班学生学号的尾号与10 个论文方向一一对应。学生的论文题目不能与大方向的题目完全相同，否则要被减分；如果学生选择与课程内容相关但与老师给出的论文方向完全不同的题目作为自己的期末论文题目，则给予加分。

7 结语

面对科技发展的趋势和未来对人才的要求，作为高等学校教师，应不断探索教学改革，充分发挥学生的主观能动性，树立以学生为中心的教学理念，注重提高学生处理具体问题的能力，培养符合时代要求的高素质复合型人才。本文总结了教学改革实践中的经验，希望能对类似课程的教授起到一定的启示作用。在后续的教学中，将继续改革，不断探究，提高教学质量。