化工设备机械基础课程设计教学改革

肖新敏+杨芳霞+武海棠

（西北农林科技大学 林学院，陕西 杨凌 712100）

摘要：化工设备机械基础课程设计是林产化工专业的一门实践技能训练课程。本文从理论教学与课程设计的结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等方面进行了探索与实践。实践表明，这些改革措施明显提高了课程设计的质量，更好地培养了学生的工程意识和工程设计能力。

关键词：化工设备机械基础；课程设计；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0113-02

化工设备机械基础是我校林产化工专业必修的一门专业基础课程，包括工程力学基础、化工设备设计基础以及机械传动三部分内容[1]，各部分相对独立，涉及到力学、材料学、化工生产过程、生产设备和机器、工程制图等内容，具有很强的综合性和实践性。其课程设计是林产化工专业在其理论课结束后以学生为主体进行的第一次实践设计课程，它起到融合几门重要专业基础理论知识、架起理论与工程实际、基础与专业技术之间桥梁的作用，是培养林产品加工工程技术人才、训练林产化工学生设计能力必不可少的环节[2]，是提高学生搜集与应用资料、绘图、运算、计算机、独立分析与思维等能力的一次实践训练[3]。目的是使学生从化工设备的理论计算、结构设计、材料及加工工艺选择到设备制造、检验和验收有一个全面的训练[4]。

一、理论教学与课程设计有机结合

按照林产化工专业的教学计划，化工设备机械基础课程理论教学在第十周结束，课程设计一般安排在第18、19周，共两周时间。除了教师集中讲解、辅导、分配设计任务和设计期间学生考核汇报及查找资料等必要的准备工作，要在8—9天时间内完成全部设计，包括总体设计方案确定、设备及附件的强度、刚度、稳定性计算和结构设计，编写设计说明书和绘制设备的零件图、装备图，比较紧张[5]。而且第18、19周又是学校的考试周，林产化工专业这段时间的考试较多，学生根本就不可能把大部分时间和精力放在课程设计上，所以可以在授课过程中就把设计任务书分配下去，让学生根据课堂进度提前按照课程设计的相关参数进行设计计算。例如，讲压力容器时，就可以让学生根据自己的设计参数确定容器内径和筒体壁厚；讲完容器封头设计就可以确定封头形式和尺寸；讲完容器零部件，就要求学生们为他们设计的容器正确选择法兰类型和具体尺寸、确定容器支座及其他容器附件；讲完带传动后，就可以确定减速器V带的截型、根数及带轮的结构尺寸；讲完齿轮传动，就可以选择齿轮材料、进行齿轮结构设计，等等。教学实践表明，把课堂授课与课程设计有机结合在一起，不仅能加强课堂讲授内容的侧重点，激发学生的学习热诚，同时学生也能有时间、有目的性地复习回顾其他先修课程和查找设计资料，为课程设计做好前期准备工作。

二、结合工程实际，建立设计题目库

以前林产化工专业的化工设备机械基础课程设计基本上是压力容器或减速器的设计。设计题目单比较单一，而且现有这两个方面的设计资料很多，学生大多按着资料上的步骤进行计算、设计及绘图就能轻而易举地完成设计任务。在整个课程设计过程中，学生独立运用所学先修课程知识、设计理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力得不到提高。课程设计的选题应紧密结合工程实际，选用生产实际中的典型题目，搜集了生产实践中的各类设计参数，建立塔器、容器、换热器、反应釜、减速器等几组设计题目的题目库。另外，课程设计选题也可以与合作的化工企业的相关设计任务相结合，根据企业需求和实际参数进行选题，直接贴近生产实际，企业可能更加注重设计方案的工艺可行性和经济效益，能提供许多计算相应生产成本的原始性资料，这样学生也能获得好的实战设计训练，使工程意识和工程设计能力得到提升[6]。同时，为照顾到学生设计计算能力以及理论知识水平的差别，设计题目又要成组具有相近性，以便学生间相互学习和帮助，提高课程设计的效率。题目设计好后，引导学生根据自己的兴趣分组、分类进行合理选题，保证一人一题，题目各不相同。确保设计只能在独立的基础上完成，初步培养学生的独立设计能力，树立正确的设计思想，掌握化工设备机械设计的基本方法和步骤，为今后从事工程设计打下良好的基础。

三、加强与生产过程的结合，提高学生的工程意识和工程设计能力

林产化工专业教学要以实际生产过程需要为总体目标，不但强调对所学专业知识的熟练掌握和应用，更加强调与生产过程的结合，强调课程教学与生产实际相结合[7]。本课程设计与工业生产设备、机器、材料及加工工艺等密切相关，因此在课程进行的第七周穿插了一周针对化工设备机械基础课程和化工仪表及自动化的工厂认识参观实习。在此实习过程中，指导教师要现场结合实际生产工艺，分析某些关键性设备在流程中的作用和具体结构，介绍这些化工设备的设计原则及注意事项，使学生了解设计与制造工艺是紧密结合不可分割的，获得设备的有关制造工艺知识，加深同学们对所学知识的理解，以便在设计过程中能灵活应用。例如，在杨凌馥稷生物科技有限公司实习时就重点为学生介绍反应釜、干燥器、再沸器、冷凝器、精馏塔、液体贮槽、气体储罐和减速器等的作用和结构，加深学生对这些设备和机器的感性认识。指导教师在指导中强化对学生工程意识的影响，使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等，以完成作为工程技术人员在设计方面所必备的基本训练。

四、改革考核方式，激发学生学习热诚

考核是课程教学中重要的内容，公正合理的考核方式是提高课程设计水平直接有效的措施。为了真实、合理地反映实际设计水平，一方面要力求设计题目、设计参数多样化，另一方面就需要加强现场答疑，增加阶段性的学生汇报和抽查考核。并建立课程设计QQ群，学生有问题可以随时讨论，老师也可在群里对一些带普遍性的问题进行指导解答，并可随时随机检查学生的设计情况和设计进度，这样学生在课程设计中出现的问题就能及时的得到指正和总结。将学生在设计过程中汇报、抽查成绩、设计说明书质量、零件图和装配图质量、答辩情况等作为主要的考核依据。另外，要求学生尽可能地使用AutoCAD绘图，强化学生计算机绘图能力。而设计说明书要求手工书写，这样可以有效避免课程设计中出现抄袭现象。这些考核方式可以在一定程度上激发学生的学习热诚，提高实践教学效果。

作为实践性和综合性非常强的化工设备机械基础课程设计是培养学生工程意识和工程设计能力的重要实践性教学环节，是林产化工专业必不可少的专业教学内容。本文提出从理论教学与课程设计的有机结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等几个方面来进行课程设计教学改革探索，以期达到课程设计训练的目的。实践表明，通过化工设备机械基础课程设计，初步树立了学生正确的设计思想，培养了积极主动的学习态度和严肃负责的工作作风，为后继工程设计的学习奠定了基础，为培养工程类应用型人才发挥了积极的作用。

参考文献：

[1]赵军，张有忱，段成红.化工设备机械基础（第二版）[M].化学工业出版社，北京，2007.

[2]李红，孙虹雁，刘利国，马方伟.化工设备机械基础课程设计改革的研究与实践[J].黑龙江教育，2008，（10）：41-42.

[3]李政輝，李庆生，姚忠.化工设备机械基础课程设计教学中存在的问题与改革[J].2012，1（123）：47-50.

[4]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（119）：17-19.

[5]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（72）：54-55.

[6]刘龙飞，邱竹，王百军.化工原理课程设计教学改革与实践[J].化工时刊，2010，（10）：61-62.

[7]杨基和，王车礼.化学工程与工艺专业“大工程观”课程体系的构建[J].江苏工业学院学报，2007，8（3）：100-102.