提高化工设备与机械在应用型本科高校中教学效果的探索

徐杰１，郑建东，冯建华，杨靖



提高化工设备与机械在应用型本科高校中教学效果的探索

徐杰１，郑建东，冯建华，杨靖

（滁州学院 材料与化学工程学院，安徽 滁州239000）

针对应用型本科高校的特点，从实际教学出发，对化工设备与机械课程的教学方法、教学内容、教学模式和教师的工程素质等方面进行了改革，阐述了改革的具体做法．研究表明，学生的学习积极性，对知识点掌握的牢固程度，解决实际问题的能力和自主创新能力均得到了明显提高．

化工设备与机械；教学改革；工程意识

化工设备与机械是针对化学工程与工艺、制药工程专业的机械类必修课程．课时需求量约为90~120学时[1]．目前，还没有专门针对化工设备与机械这门课程开发的教材．因此，滁州学院化工学院在教学时选用董大勤编写的《化工设备机械基础》[2]做为教材，课程内容主要包括工程力学、典型化工设备的设计和机械传动三大部分．但滁州学院化工学院安排课时只有48学时．因此，如何通过教学改革，使本课程在少学时的情况下保证教学质量，突出应用的特点是任课教师必须解决的问题．近几年，通过对滁州市部分化工企业进行实际调研，本着以服务地方，培养应用型人才的指导思想，对化工设备与机械的教学内容进行了适当删减和补充，对教学方法进行了改进，对教与学的配合方面进行了优化．通过积极的探索和实践，取得了一定的成效．

1教学内容的优化

1.1删减教材内容

滁州学院是一所以突出地方特色，培养应用型人才为主的二类本科院校，学生的基础相对较薄弱[3]．在对教学内容进行优化时，一方面考虑到工程力学和工程材料属于机械的基础知识，非机械类学生所要掌握的不是其中的设计理论和计算，而是要熟悉化工设备、压力容器、通用机械设备的组成、工作特点及应用场所；另一方面，化学工程与工艺和制药工程等专业的学生毕业后从事化工机械设计工作的机会相对较少．因此，在讲解化工设备与机械课时删除了教材中理论性较强的复杂应力状态及强度理论、外压圆筒的设计计算、加强圈和外压风头设计、塔设备的强度计算和机械传动装置等内容．

1.2补充教学内容

经过对2010级和2011级毕业的化学工程与工艺专业的学生和安徽华塑股份有限公司、安徽金禾股份有限公司及安徽中联能源股份有限公司等化工企业的调研获知，应用型本科高校化工类非机械本科生毕业后往往担任化工企业的一线操作工、化工巡检工、化工物料检测员、化工中控室操作员、化工安全管理人员和化工流程分析员等职位．这些职位对化工工艺和流程、化工设备的维护和化工安全有一定要求．因此，在教学内容上重点增加了化工生产常用图样，包括工艺流程图、设备布置图、管道布置图和化工设备装备图以及10个识图的实例；增加了化工设备的类型及对设备结构的认识，如增加了加热炉、罗茨风机、空压机和压缩机等设备；增加了化工常用设备的维护、化工管道涂颜色、化工安全常识和化工设备防腐简介等知识．调整后的教学内容及学时安排见表1和表2．

表1　化工设备教学内容及学时

表2　化工设备与机械教学内容及学时

在理论教学过程中，可以安排3~4人一组进行为时1~2周的课程设计．课程设计题目可以以小型搅拌反应釜为主，作为典型的化工设备，搅拌釜的设计既能训练学生的设备设计技能，又能加强学生对如筒体、封头、夹套和人孔等化工常用零部件的认识[3]．

2教学方法的改进

2.1注重工程实例教学

良好的教学方法能取得事半功倍的教学效果．在教学过程中要对教学内容进行深入研究，挖掘知识的内涵，将书本上的知识以通俗易懂的方式讲解给学生，这样既有利于学生对知识的了解，又可以激发学生的学习兴趣．如在讲解工程力学的过程中，可以以化工原理实验室的反应器、换热器和化工实训装置的塔器为例进行受力分析，教师提出模型，学生进行受力分析；在讲解球形容器和圆柱形容器的优缺点时，以安徽中联能源有限公司的储罐为什么多是球形的，而安徽华塑股份有限公司的储罐多是圆柱形的例子进行深入分析，得出结论，学生易于接受．

2.2注重互动式教学

在课堂教学过程中，辅以大量的工程案例启发学生，适当地引导学生的思维模式，采用教师与学生探讨式、互动式教学往往能活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣，能获得较好的学习效果．但这要求教师课前大量收集工程案例，设置好提问环节．要注意的是学生的认知能力是有差异的，因此，教师应从多角度，多层次来设计课堂提问，同时教师还应及时引导启发学生．如在介绍填料塔的内部结构时，教师可以提问塔顶的吊耳的作用是什么；塔内的液体在分布器的作用是什么；如果不安装液体在分布器会产生什么现象．在讲解钢板卷焊压力容器时，筒壁上的诸多纵向焊缝和环向焊缝的强度是否相同，为什么．学生对这些问题经过讨论后，基本上能够有统一的、正确的结论．

2.3注重多媒体教学

化工设备结构复杂，难以用板书的方式叙述清楚．学生由于机械基础知识相对薄弱，不能对某些化工设备的内部结构进行较好的理解，不能提出简化的数学模型．因此，每年都进行认知实习，以提高学生对所学知识的感性认识．在教学方法上，教师可以多运用交互式的CAI多媒体教学软件进行教学[4]．通过图片、动画和视频等方式向学生展示化工设备的内部结构，分析其作用，以增强学生的背景知识．如在讲解低碳钢的拉伸曲线时，将实验室的实际操作做成录像，穿插在课堂教学过程中．实验中的某些关键点，可以采用放大等显示方式，尽可能地把抽象的理论具体化、形象化．另外，学生还可以通过学院的管路拆装实训装置和化工精馏实训装置等设备的训练，进一步弥补理论教学的不足．

3加强教师工程素质建设

化工设备与机械是一门融入化工设备基础知识、工程力学、化工常用材料和化工设备设计基础等多门知识点于一体的综合课程，具有较强的综合性和实用性．因此，担任该门课程教学的教师必须具备较强的综合能力和一定的工程背景[5-9]．

滁州学院承担化工设备与机械这门课的教师工程背景相对缺乏，为了克服这样的弊端，主要从三个方面加以改进．第一，近几年多次安排教师到企业进行挂职锻炼，积累工程经验．同时，与多家化工企业开展广泛的合作，在合作的过程中提升教师的实践能力和工程背景．从2010年起，先后安排理论教学及实验教学教师到各企业轮流挂职锻炼，并要求教师将挂职过程中所获得的工程知识运用于理论教学，积累工程案例并开展案例法教学．在丰富案例库的同时，和企业工程人员共同讲授如化工设备与机械、化工仪表及自动化和化工在线分析等实践性较强的课程．通过积极努力探索，这些课程已形成了独特的教学方法，取得了较好的教学效果．第二，要求教师将所教授的内容与所做的科学研究尽可能地结合，在教学过程中尽可能将学科前沿展现出来．自2010年以来，先后安排了多名教授、博士利用暑假和平时的空闲时间深入企业，了解企业所需；和企业合作，共同解决企业在生产过程中遇到的某些问题．由学院化工研究所所长薛连海教授研发的乙基麦芽酚合成中水解工艺的改进已成功应用于安徽金禾化工股份有限公司，取得了较好的经济效益．第三，不间断地安排教师到高校和科研院所进修，开拓教师的视野，提高教师分析和解决问题的能力．自2010年以来，先后安排多名教师到中国科技大学、上海大学和安徽师范大学等高校和科研院所学习深造．同时，学院每年安排多名教师参加各类学术会议、教学论坛和各类专业培训等数十项．这都在一定程度上提高了教师的素质，强化了教师的工程意识．

4结束语

通过对化工设备与机械教学内容的删减与补充，编写了符合滁州地方特色的讲义；通过引入工程实例，采用探讨式和多媒体交互式教学，提升教师整体素质，课堂教学质量得到了显著提高．学生学习的热情和课堂的参与度明显增强，教师和学生的工程意识与创新能力均得到了有效的锻炼，教学效果明显改善．

[1] 董大勤，高炳均，董俊华．化工设备机械基础[M]．北京：化学工业出版社，2013

[2] 李体海．谈谈化工设备机械基础的“教”与“学”[J]．化工高等教育，2010（2）：84-87

[3] 蔡晓君，刘湘晨，郭炜，等．在特色教材编写中突出“专业特色、产品特色与应用特色”[J]．化工高等教育，2011（5）：97-99

[4] 李慧芳．提高化工设备机械基础课程教学效果的思考[J]．中国现代教育装备，2011（15）：92-93

[5] 张燕，尚书勇．适应卓越工程师培养的《化工设备机械基础课程教学改革》[J]．宜宾学院学报，2013，13（12）：118-120

[6] 林立，聂伟安，曾永林，等．二本院校化工设备机械基础的教学思考[J]．广州化工，2014（12）：245-246

[7] 张学勤，肖美添，刘勇，军．非化工机械专业《化工设备机械基础》教学体会[J]．南昌教育学院学报，2014，32（1）：83-85

[8] 谢亚杰，江华生，韦晓燕，等．新建本科院校应用型人才综合实验技能培养体系的构建[J]．高师理科学刊，2010，30（5）：96-99

[9] 董俊华，赵斌，张及瑞．化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J]．化工高等教育，2011（3）：17-19

Exploring teaching effectiveness on chemical equipment and machinery in applied universities and colleges of undergraduate

XU Jie，ZHENG Jian-dong，FENG Jian-hua，YANG Jing

（School of Material Science and Chemical Engineering，Chuzhou University，Chuzhou 239000，China）

According to the characteristics of chemical equipment and machinery in applied universities and colleges of undergraduate，have made perseverance reform in the teaching approach such as teaching contents and pattern，classroom teaching quality，and teacher′s engineering quality，etc．It is proved that these methods are effective to increase the student′s interest and the ability in solving practical problems after a good master of the knowledge. Student′s innovative ability have greatly enhanced.

chemical equipment and machinery；teaching reform；engineering consciousness

1007-9831（2016）02-0108-03

H319. 3∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.02.032

2015-10-16

安徽省质量工程项目（2014zjjh042，2015sjjd024，2015jxtd040）；滁州学院校级教研项目（2014yjj017）；滁州学院校级大学生创业项目（2015CXXL047）

徐杰（1987-），男，湖北荆州人，助教，硕士，主要从事化工设备与机械方面的研究．E-mail：chemmath1@163.com