转型视角下“化工设备机械基础”教学模式的研究

王蕾，范凤兰，陈震，刘金玉

（河北民族师范学院化学与化工学院，河北 承德 067000）

随着我国高等教育的发展，教育部出台了各项文件对高校转型改革作出了顶层设计，提出了本科高校转型发展的主要任务、推进机制，为应用型本科高校发展指明了方向。“应用型”是在新的高等教育形势下，培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才，其重点是能力的培养。

河北民族师范学院是河北省首批应用型转型试点高校之一，也是教育部学校规划建设发展中心首批全国五所“产教融合创新实验项目”基地学校。同时，“应用型”也是我们学校的办学特色之一，因此需要在新的高等教育形势下构建满足和适应经济与社会发展需要的新的学科方向、专业结构、课程体系，通过更新教学内容、教学环节、教学方法和教学手段，全面提高教学水平，培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才。这就要求我们在教学中要注重学生实践能力，培养应用型人才，从教学体系建设体现“应用”二字。

1 现状分析

“化工设备机械基础”是化学工程与工艺、制药工程、生物等专业跨专业大类课程之一，也是化工专业学生必修的专业核心课，是在“化工制图”“化工原理”“物理化学”等基础课程上进行的一次综合性训练的教学环节。本课程内容繁多，涵盖领域广泛，专业性及实践性强。

通过“化工设备机械基础”课程的学习，使学生能够将各科所学的理论知识有效地结合在一起，为后续的化工设计、全国化工设计大赛以及毕业设计打下必要的基础。

从2013 年到现在，“化工设备机械基础”课程在实施的过程中进行了不断的改革。随着人才培养方案的修订，“化工设备机械基础”课程的课时也发生了很大的变化，从刚开始的72 学时到32 学时，再到现在的32 学时+16学时（实践），课程的教学内容也进行了多次的整合与完善。

从学生的反馈来看，本课程的教学内容较多，与其他课程如“材料力学”“高等数学”等非化工专业课程的联系较大，再加上学生缺少化工厂的实践经验，因此学习起来比较困难。

2 课程建设改革与实施

2.1 教学改革

（1）课程内容改革

本课程一直以来是按照课本的知识进行讲授，由于学生没有到相关工厂进行实质有效的参观、实习，在没有具体了解设备知识的条件下，很难建立起工程意识，而在后续的“化工原理”课程设计、毕业设计以及化工设计大赛中，本课程的内容又是必不可少的，因此为了能更好地为化工设计大赛、毕业设计以及毕业后学生工作打下良好的基础，本课程在内容上以项目实训为载体，学生通过对具体化工实例的分析完成相关知识的学习；在实践过程中结合化工设计大赛的内容下发设计任务书，学生通过查阅资料，确定设计方案，完成相关设备工艺、机械设计，绘制设备装配图，并撰写设计说明书，从而锻炼学生实践能力和应用能力。

（2）细化教学目标

研究化学工程与工艺专业学生培养目标，针对培养目标中提出的应用型人才培养提出相应的能力目标；依据化学工程与工艺专业学生应有的能力目标研究本专业各个专业课程与能力目标的关系，尤其是“化工设备机械基础”课程对学生能力的培养；根据“化工设备机械基础”课程在学生能力培养中的地位和作用，制定“化工设备机械基础”课程的项目化教学模式。见表1。

表1 “化工设备机械基础”毕业要求与课程目标对应情况

（3）考核方式多样化

之前课程的考核模式较为单一，主要是以平时作业和考试成绩构成，改革后实行的是多样化考核模式，主要是增加了过程考核。改革后，平时成绩的构成主要有课堂互动、课堂检测、笔记、项目实训、课程设计等，在项目实训和设备装配图的完成中需要小组合作，从而培养学生的团队协作能力。

（4）评分标准系统化

针对考核方式制定相应的评分标准，每一部分按照标准给出成绩并将其公示，避免学生对成绩有意见的情况出现，加大了成绩的公开透明度，随时对学生起到督促的作用。学生如果发现自己某一部分成绩较低，则可以通过在另一个环节的努力提高成绩。

2.2 实施方法

本课程按照由浅入深的教学模式，先介绍化工设备材料的选择，再介绍化工容器的设计和校核，最后是典型化工设备的机械设计。在此基础上学生最终要根据一定的工艺条件完成化工设备课程设计，将理论知识与实际应用结合起来，让其能够全面深入地了解和掌握“化工原理”及“化工制图”中所学知识的真正现实作用，为后续的化工设计、全国化工设计大赛以及毕业设计打下良好的基础。

（1）理论教学

在理论知识的学习过程中，以项目实训为载体，以任务驱动的方式下发学习任务。在教学方式上，为了让学生更好地理解相关知识点，拓展知识面，可以有效利用多媒体进行教学。通过图片、视频等方式向学生展示化工设备的内部结构以及部件的工作原理，尽可能将课本上抽象的知识具体化、形象化，从而提高教学效果。在课堂教学中，利用“雨课堂”进行签到、提问、检测等互动，充分调动了学生学习的积极性，活跃了课堂气氛，也增强了学生对知识的掌握程度。由于课时有限，将课程相关延伸知识上传到“对分易”的课程资源，这样方便学生在课余时间学习。课程内容与专业技能的关系见图1。

以任务教学为导向，以项目为载体，将知识点进行整合，将每个项目拆分为多个任务，在教学进行中随着任务的完成进行相关知识点的学习，最终完成每一个具体的项目实训。课程实施如图2所示，从项目一到项目五难度逐渐增加，在学习新知识的同时也是对前面知识的消化。理论教学中采用雨课堂和对分课堂结合的方式进行，通过自主学习学生写出“亮考帮”，在课堂上通过小组讨论对知识进一步吸收。由于学生并未去过真正的化工企业，在课程教学中，学生对化工设备的理解并不是很透彻，结合学校实验实训设备，在现场对具体设备的构造进行讲解，有利于学生对知识点的掌握及后期设计的完成。

图1 课程内容与专业技能的关系

图2 课程的实施

（2）实践教学

“化工设备机械基础”课程设计是培养化工专业人才不可或缺的重要环节，目的是使学生的理论知识如材料选择、设备机械设计等得到全面训练。通过课程设计主要考核学生对理论知识的掌握及灵活运用。在设计说明书考核中主要设置考核点为三部分：图纸部分（35分）+设计部分（50分）+文字编辑（15分），此部分占最终课程设计部分的70%，其余30%为个人答辩。整个考核过程如下：

①以开放式下发设计任务（即学生领到的设计任务不同），通过分析工艺条件选出合适材料，并对设备进行计算、选型、校核，提高学生理论联系实际、分析问题、解决问题的能力；②整理设计文件，绘制设备装配图，提高学生在文字表达、绘图等方面的能力；③通过化工设计大赛对某些实际问题进行多方面的考虑，并绘出设备装配图，培养学生的工程创新意识以及初步学习现代化工设计的方法；④在学生完成上述任务的过程中，按照提前设置的考核方案对学生进行相应的考量，给出成绩。

课程设计虽然只有16 学时，但它是理论与实践的桥梁，也是必不可少的教学环节。课程设计不仅可以应用理论，验证理论，更重要的是体现了理论与实践的结合，学生在理解掌握知识的前提下，能够提高应用知识解决问题的能力。在课程设计的考核过程中，学生除了需要提交作业，还需要回答自己所提交文档及图纸的相关问题。答辩环节主要是考察学生对自己设计任务的理解，同时也锻炼了学生的沟通能力和表达能力。

从最终学生提交的作业来看（满分100 分，平均分74分），对于设计过程，大部分学生都能按照要求完成，但是图纸中问题较多，绘制的设备装配图存在问题比较大，图纸的绘制综合了化工制图等课程的知识，这反映出学生在知识迁移以及综合运用上存在一些不足，在后期的教学中可以加强设计过程的教学，比如设置过程考核节点环节，虽然这样会加大老师的工作量，但有利于学生对设计的理解，也能减少部分学生浑水摸鱼蒙混过关的现象。

2.3 课程改革与实施初步效果

“化工设备机械基础”课程建设改革与实施是以我校2017级和2018级化学工程与工艺专业学生为受体展开的，对2016 级、2017 级和2018 级化学工程与工艺专业学生的最终成绩进行比较，结果如表2所示。

表2 “化工设备机械基础”期末成绩分布表

从“化工设备机械基础”期末成绩分布来看，2016级学生的不及格率为7.8%，2017 级和2018 级分别降为7.5%和5.2%。60~79 分段，2016 级为72%，2017 级为76%，2018级相比下降到了50%，但值得可喜的是2018级高分段人数比例增幅明显，相比16级的19%，18级高分占比人数为45%，增长了26%。2017 级高分人数与2016级相比稍有下降，这可能是因为初步改革后，增加了实践考核，学生知识应用上存在一定的不足，经过一年的思考与探索，在2018级实施过程中，这种不足就得到了明显的改善。这说明“化工设备机械基础”课程教学模式取得了一定的效果，在以任务教学为导向，以项目为载体的教学模式下，学生取得了一定的成就感，从而有了学习的积极性，最终也就具备了把课程知识点联系并应用的能力，学生分析问题、解决问题的能力也就得到了提高。

3 结束语

“化工设备机械基础”是化工类专业学生的一门专业核心课。在当前“转型”形势下，在培养化工类应用型人才中起着至关重要的作用。在理论知识的学习过程中，以项目实训为载体，以任务驱动的方式下发学习任务，提高了学生分析问题、解决问题的能力。在教学方式上，借助多媒体，结合“雨课堂”“对分易”等平台，拓展了学生的知识面，提高了学生学习的积极性和主动性。注重实践考核环节，完善考核方式，加强了学生解决实际问题的能力，增强了学生综合运用理论知识的能力和工程设计创新能力，以适应现代社会对工程人才培养的需求。