《化工设备机械基础》课程的研究与实践

侯嘉

摘要：化工设备机械基础是一门综合性、应用性很强的课程。根据本专业学生的特点，结合岗位需求，开展线上+线下混合式教学改革，修订教学内容，改进教学的方法，完善考核方式，对化工设备机械基础教学进行改革，从而提高学生学习兴趣，培养了解决问题的能力，同时提高学生的创新力、创造力、现场应变力，达到工程认证标准下人才培养目标。

关键词：化工设备机械基础;混合式教学;教学改革

中图分类号：TQ051文献标识码：A   文章编号：1003-2177（2020）19-0070-02

《化工设备机械基础》作为化学工程与工艺专业类课程，是一门工程基础课，具有很强的工程性和应用性。它以前期的大学物理、工程制图及CAD、化工原理等课程为基础，是后期化工设计和毕业综合训练的基础。由于该课程是一门工科综合基础课程，包含了工程力学、金属材料、压力容器设计等内容，知识点零散，而且，课程包括大量的公式推导、理论计算、工程图，传统的课堂教学方式会使学生感到枯燥无趣。结合课程的特点，通过开展线上+线下混合式教学[1-2]，调整教学内容，改革教学的方法，改进考核方式，对化工设备机械基础教学进行改革，目的在于增强学生的创新与实践能力，以培养学生的综合能力，实现工程认证标准下人才培养的目标[3-4]。

1 《化工设备机械基础》课程教学中存在的问题

《化工设备机械基础》课程的工程概念较多，实践性强，课程内容涉及到材料力学、化工、机械设计等多个学科。先修课程的理论知识包括：机械制图、大学物理、化工原理等;课程内容包含化工生产中的几大设备及各种零部件，结构复杂且种类多，学生缺少感性认识，很难理解设备的构造;而且，设计过程需要大量的理论计算，内容抽象，学生学习起来感觉比较吃力[5]。

目前，《化工设备机械基础》课程在教学过程中还存在以下几个问题：（1）教学方式方法陈旧。台上讲，台下听，学生被动学习，很少参与到课堂之中，无法调动课堂氛围，学生缺少学习兴趣。（2）教学内容多，学时数少，满足不了学生的认知能力和动手能力。（3）缺少教学互动和反馈，教师不能掌握学生的学习过程，学生很难取得更好的学习结果。（4）理论教学、工程实践相脱节，学生很难获得化工生产的实践经验。

因此，通过对《化工设备机械基础》课程进行改革与创新，不断提高学生分析能力、工程意识、解决工程设计及工程问题的能力，达到工程认证标准下人才培养目标[6]，提升教学效果和教学质量。

2 课程改革探索与实践

2.1 教学内容的改革

对于非机械类专业学生的机械基础较弱，该教师在讲授课程内容的同时需要补充一些相关的知识点，以及现在实际生产中应用的化工设备的相关介绍，便于学生更加深入的理解。教师在课堂教学时，要注重知识点之间的联系，以具体工程项目作为案例，提出用理论知识解决实际问题的思路和方法。比如在讲授化工设备设计时，要以整体设计为思路，从容器罐体的设计到法兰、支座、容器附件的选用，突出整体设计的概念，为后期的课程设计以及毕业综合训练打好基础。

在该课程的课程建设过程中，将课程思政元素融入，以培养学生树立化工生产“安全至上，生态和谐”的意识为目标[7]，注重提升创新、绿色、安全化工的职业素养。比如在讲解“内压薄壁圆筒和球壳设计”这一节时，引入某化肥厂氨合成塔发生爆炸事故，培养学生养成安全意识，严格按照技术规范进行操作，严禁超过工艺规程允许范围允许的意识，达到思政教育的效果。

2.2 教学方法的改革

2.2.1 建设课程网络平台

以《化工设备机械基础》超星泛雅网络平台课程建设为依托，实现课程的网络共享。教师用视频制作软件和PPT按照“微课”制作标准录制课程教学视频，时长10～15分钟。教师通过移动端或PC端，把课程大纲、教学视频、预习题等教学资源上传到超星泛雅平台（学习通）。资料库中还包括一些优质的网络资源、常用的标准规范等。为后期化工设备机械基础课程设计环节带来了极大的方便。课程网络平台的建设不仅拓展了课堂教学内容，而且通过增加学生和教师之间的交流与互动活跃课堂气氛，拓展学生知识面，增加了教学效果。

2.2.2 “线上+线下”混合式教学提高教学效果

课程采用“线上+线下”混合式教学模式，课前通过学习通PC端向学生推送课程大纲、教学视频、预习题等课程相关内容，发布课前学习任务。微课、flash等模式和技术可以将复杂的机械设备构造分解，便于学生了解和掌握化工设备内部的构件，更好地理解工作原理。这样课前学生可以自主学习并完成相应的自测题，对教学内容有一定的了解，课前在线学习中，学生将自己的学习收获和疑惑发布到超星泛雅平台（学习通）的讨论区进行交流。教师通过查看后台实时数据分析学情，根据学生课前自主学习情况，及时调整课堂教学内容的侧重点，对于重点内容适当多安排一些课时，合理的安排授课时间。从而提高学生学习的参与度和深度，实现教学目标。

课堂教学过程中要检查学生课前学习效果。以在线抢答或限时作答的形式，在整个过程中，教师及时给予指导和总结。针对学生提出的疑惑，教师及时解答并通过相应的习题强化，引导学生积极思考，快速分析，这样通过学生的自主学习探索掌握知识点，使教学效果得到优化。

课后教师针对每个知识点设计出对应習题，教师通过泛雅平台（学习通）的实时数据，进行学情分析，了解学生要获得什么学习结果，及时调整课堂教学内容的侧重点，实现教学目标。

2.2.3 强化实践能力，培养学生的感性认识

《化工设备机械基础》课程主要介绍化工设备的结构，由于理论教学与实践教学相脱节，学生对化工设备的感知和认知不强，对大多数的设备结构很难理解，这就大大降低了学生对课程的学习兴趣，被动学习。所以，教师在教学过程中需注重理论与实践的结合，适当增加实践教学环节，真正做到在“做”中“学”。比如在介绍金属材料的基本性能时，让学生到工厂真实的感受到圆筒制备的过程、低碳钢拉伸试验、冲击试验等，使学生真正接触工厂，了解各种设备，加深学生对化工设备的了解，培养学生对课程的学习兴趣。

2.3 考核方式的改革

对于这样一门知识点多且零散的课程，需要改变以往的考试形式。将期末考试调整为两次过程考核，过程考核着重对所学学习知识点的考察，而期末以课程设计的形式全面考察学生的课程整体的掌握和知识点的运用。

课程设计包括设备结构的计算、标准的查找、设备的设计、附件的选取、设备强度的计算，要完成化工设备图纸绘制，AUTOCAD软件绘图。任务多且时间紧，因此采取以下措施：第一，丰富课程设计题库，涉及内容广泛，包括储罐、搅拌式反应釜、换热器、塔设备等，与生产实际密切联系。第二，将学生进行分组，2～3人一组，每人一题，学生之间分工合作，发挥个人的优势，相互配合完成设计任务，通过理论计算、查阅资料给出最优的设计方案，教师对每组学生进行答疑、指导，完善设计的步骤，提高学生分析问题、解决问题的能力[8]。第三，通过思维导图的方式，提交最经济合理的方案，方案中要求学生明确设计工艺，设备结构要求，结合理论计算，要准确的将计算结果使用到附件的选取、结构、加工和工艺要求中。

此外，超星泛雅平台（学习通）的大数据功能，能够以量化分数的形式实时记录学生在线学习情况，教师时事追踪学生对知识的掌握情况，起到学习过程监控主导作用，在加强对学生过程考核，全方位综合评价学生的同时，把理论知识和工程实践紧密结合，更好地实现工程认证标准下人才培养目标。

3 结语

在《化工设备机械基础》这门课程的教学改革中，要坚持理论与实际相联系。在课程的不断改革和创新中提高学生解决实际问题。教师通过课堂和网络进行教学全过程监控，使学生的学习兴趣不断激发主动性、调动积极性和提高创造性;另一方面，在教学中逐步进行“课程以教师为中心，教学以学生为中心”的新型教学模式的探索和改革，达到工程认证标准下人才培养目标，为实现培养高素质应用技术型人才奠定了基础。

参考文献

[1]孙福才，季东军，刘晓春.基于“智慧树”平台的线上线下混合教学模式研究：以“自动化生产线安装与调试”课程为例[J].无线互联科技，2020，17（1）：103-104.

[2]郑红娟，程巧换，徐善弘，等.《高分子物理》课程的混合式教学模式初探[J].山东化工，2020，49（2）：176+178.

[3]杜春霖，刘彦韬，张芳.基于工程认证视域下的化工过程控制实验教学改革与实践[J].山东化工，2020，49（4）：209+211.

[4]罗玉梅，杨明君，王斌，等.工程认证理念引导下课程混合式教学模式的构建[J].教育现代化，2019，6（84）：165-166.

[5]樊凯奇.精细化工专业化工设备机械基础课程教学改革研究[J].河南化工，2016，33（7）：58-59.

[6]谷德银，刘作华.化工设备機械基础课程教学改革与探索[J].广东化工，2020，47（2）：179.

[7]李琴，张治坤，陈慧玲.化工设备教学中课程思政建设的探索与实践[J].化工设计通讯，2020，46（11）：106-107.

[8]周文.化工设备机械基础课程教学改革研究[J].化工管理，2017（35）：38.

（责编：杨梅）