《化工设备基础》课程的教学改革

摘 要：《化工设备基础》是高职院校化工专业的必修课,近几年理论课时逐步被压缩,再加之学生缺乏工程概念,使得《化工设备基础》课程的教学过程显示出了一些问题.在分析教学现状和不足之后,提出了课程的教学改革措施.

关 键 词：《化工设备基础》；多媒体；课程设计；实践教学；课堂教学

中图分类号：G642.0一、《化工设备基础》课程发展的历史沿革

《化工设备基础》课程是为化学工程与工艺专业本科生及应用化工技术专科生开设的一门专业基础课.该课程的目的是强化化工类专业学生的机械知识和设计能力.

早在上世纪70年代末,有院校就开设了《化工设备基础》课程.当时化工部教育司曾组织大专院校、设计与产业部门进行讨论,认定化工工程与工艺专业学生应具有化工制图基础、材料力学、机械传动、化工设备材料、化工设备设计及典型化工机械介绍等基础理论知识.因此《化工设备基础》课程包含了化工制图基础、材料力学、机械传动、化工设备材料、化工设备设计及典型化工机械介绍等诸多内容.

到了80年代中期,随着我国高等教育的发展,以及各专业分类步入正规,有些院校将《化工设备基础》课程中的部分内容,如化工制图基础、材料力学、机械传动归纳到基础课中,并单独设课,因此原来《化工设备基础》课程的内容、教学体系已经不能适应教学需要.为此对原教学大纲进行了修改,《化工设备基础》课程重点讲授化工材料与设备设计内容,并可配合相应的课程设计.同时,组织编写了与修改后教学大纲相适应的教材,为化学工程与工艺专业人才的培养奠定了基础.

到90年代后期,随着科学技术的发展及专业的调整以及教学体系的改革,化学工程与工艺专业修订了教学计划,将以往的《工程力学》和《化工设备基础》的内容进行了整合,删除了重叠的部分,增加了化工用非金属材料和化工设备防腐的内容,并加强了容器设计基础部分.落实了加强基础知识教育,扩大了学生知识面的教学方案.但此时,多数学校一直将此课程作为选修课.

到本世纪初,面对21世纪的社会发展,各个专业领域不断拓宽,学科间相互渗透,对本科生及专科生的要求越来越高.根据原国家教委《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》中的《化工类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践》项目成果,在“厚基础,宽专业”的教学指导方针下,明确了《化工设备基础》课程作为化工类本科生和专科生必修课的地位.《化工设备基础》为了适应培养跨世纪高级化工专业人才的需要,以“面向21世纪的教学内容和课程体系改革”为主导思想,以“面向21世纪对化工类专门人才的知识、能力、综合素质培养目标”为宗旨,贯彻“加强基础,拓宽专业知识,联系实际,提高能力,便于自学”的原则,将授课内容定位于以传授基础理论和基本分析方法为重点.课程内容既要注重体现化工设备基础的理论性和系统性,又要结合本科生和专科生的实际水平和应达到的知识层次.基础理论要限定在工程力学和容器设计的主干上,即对工程力学和容器设计要做全面细致地介绍,具有代表性的容器设计过程可选取设备.该课程的目的是使学生具备基本工程力学的知识,了解化工设备的选材要求及常用材料的特性,了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程及典型设备的结构设计与计算,强化化工类专业本科生和专科生对化工设备的机械知识和设计能力.

二、高职院校《化工设备基础》的教学现状及存在的问题

很多高职化工专业开设了《化工设备基础》一课,由于高职教育要求培养技术型人才,所以学校加大了实训课程的力度,而理论课程的学时数逐步被压缩,从而多次修订教学大纲,虽然在实践教学效果方面取得了较大进步,但是仍存在一些问题.

1.理论课时少,与关联课程脱节.近几年,在《化工设备基础》一课上给予的理论课时数为30～40课时,选择的是由高安全主编的高职高专“十二五”规划教材.由于已经考虑到高职学生重在应用的培养,所以教材已经在很大程度上删减了力学方面的众多知识点.基本上包括三大部分：化工材料、容器设计、化工设备.但是因为理论课时数较少,一般情况只能停留在前两部分的介绍,对于化工设备一块往往就是基础认识,而与原本的设备设计有所违背.与先开设的《化工原理》、《化学反应过程》等课程完全脱节,没有形成一个完整的课程群.

2.学生的感性认识少,工程概念难建立.学生对化工产品的认知较容易,而对化工厂的认知就比较难了.一般化工厂都会远离市中心,远离普通人的视野.所以对于学习化工的学生来说,提起化工厂中的种种危险,大家只能从化学品本身的理论危害性去理解,因为他们很少见过工厂里面化学品是如何运用的,因此对于一台设备的认识就更困难了,单纯在理论知识中对于设备的形容,很难在学生脑子中形成完整的概念.

3.高职院校中《化工设备基础》缺乏课程设计的要求.在很多的本科院校,一般在学期末或者毕业时都会加入课程设计一块内容,目的是给学生搭起“学”与“用”之间的桥梁.虽然学生在课堂上系统学习了有关化工设备的理论知识,但是在工程设计时却不知如何应用.而课程设计是一个复杂的学用结合的过程,他可以让学生体会到通过多门课程的学习,然后去解决一个工程问题的乐趣,而且也会让部分同学对书本知识无用的看法有所改观,反而认为自己学得太少、太肤浅.但在大多高职院校中对于《化工设备基础》的课程设计还是很少的.

三、《化工设备基础》的教学改革措施

1.精心组织课堂教学,采用多媒体教学手段,提高教学效果.目前使用的教材中包括的三部分内容彼此相对独立,内容较多,因此在组织课堂教学时应该注重知识的横向联系,以化工工程实例为背景,提出工程概念.比如在讲解“化工材料”时,可以结合实际应用中化工厂材料的选择讲解.在讲解“化工设备设计”的时候,应该从容器筒体、封头讲到法兰、支座、人孔、手孔等零部件的选择及设计,突出化工设备整体的设计.由于《化工设备基础》课程有大量的数据图表和结构示意图,利用多媒体教学可以直观的为学生分析讲授,节约时间,提高教学效率.例如在讲解“化工设备”时,由于学生没有见过工厂中的设备,为了可以使学生形成基本的设备概念,我们可以通过工厂实际设备的照片以及形象的三维动画多方面展示化工设备,并且通过设备素材库的应用,让学生很好地掌握化工设备基本工作原理和作用.2.明确认识实习和生产实习的作用,将理论教学和实践教学紧密联系起来.《化工设备基础》课程中涉及的很多设备,由于学生没有实践经验,所以对于设备的结构情况很难理解.而学生的认识实习和生产实习是有机会接触工厂中设备的一个重要环节.传统的教学模式是将教学和实习分别独立进行的,理论教学之后很长时间才会进行实习,所以使得学生所学的理论知识在短时间内没有被应用,当再接触时或许早已忘记理论教学中的内容,还得花时间和精力重新学习.这种时间上的错位,导致理论教学和实践教学的效果都下降.因此,我们应该将认识实习安排在学期初,在学习《化工设备基础》一课之前,由教师将课程中的典型化工设备结构、性质进行讲解,使得学生对于典型的化工设备有个基本的认识,做好上课前的准备.生产实习应该穿插于课程理论教学当中,安排在学期中,将理论教学和实践教学真正联系起来,加深学生对于化工设备的理解,培养他们的学习兴趣,提高教学效率.

3.尝试开设《化工设备基础》的课程设计,加强课课间的联系.课程设计是工科教学中的重要部分,它可以使学生将所学知识融会贯通,培养学生综合分析问题和解决问题的能力.《化工原理》、《化工制图》都是在学习《化工设备基础》之前单独开出的课程,所以有必要在学习完《化工设备基础》课程之后,留出一周的时间做一个课程设计,运用以上三门课程所学内容,先根据实际生产需要,设计生产工艺参数,包括温度、压力、时间等.然后再进一步确定生产设备的材料、容积大小、内部结构及相关零部件.最后通过化工制图完成一个设备的设计.这样既可以提高学生主动解决问题的积极性,而且也让他们体会到所学知识的连贯性,还培养了他们的工程概念,为以后走入工作岗位奠定基础,树立自信.

四、结语

综上所述,《化工设备基础》是一门化工专业学生必学的专业课.在有限的理论教学过程中,加强多媒体教学可以形象生动的为学生展示没有见过的化工设备,使课堂教学效率提高；推进实践教学的开展,彻底剔除传统的理论教学与实践教学的时间错位现象,将理论与实践紧密结合起来；通过课程设计可以培养学生的独立运用所学知识解决生产实际问题的能力,培养学生的工程素质.