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［摘要］化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)要求與課程特點(diǎn)，我們?cè)谀毥虒W(xué)內(nèi)容、拓展教學(xué)手段、提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等方面進(jìn)行了改革，為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型化工人才做了有益的探索。

［關(guān)鍵詞］化工專業(yè)；化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)；教學(xué)改革；實(shí)踐

化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課是工科院?；瘜W(xué)工程與工藝（化工）專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是為化工專業(yè)開設(shè)的唯一一門綜合性機(jī)械類課程，包含理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬材料和化工壓力容器等諸多內(nèi)容，信息量大。以往各高校該課程的理論教學(xué)大多在90～130學(xué)時(shí)之間［1－2］。在注重“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”教學(xué)模式的背景下，尤其是隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，本課程的課時(shí)不斷受到擠壓，有些學(xué)校的理論教學(xué)時(shí)數(shù)已縮減至70～90學(xué)時(shí)［3］，而我校則將本課程壓縮到48學(xué)時(shí)。課時(shí)不斷壓縮，而學(xué)生的力學(xué)、材料及機(jī)械類知識(shí)基礎(chǔ)較弱，如果教學(xué)仍沿用以往的模式，力求面面俱到、全面鋪開，不僅教學(xué)效果會(huì)大打折扣，而且教學(xué)任務(wù)難以完成，最終不能滿足教學(xué)質(zhì)量要求。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段必須進(jìn)行改革，以保證教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求［4］。近年來，我們不斷嘗試在學(xué)時(shí)大幅減少的情況下通過教學(xué)改革來保證和提高教學(xué)質(zhì)量，取得了一定的成效。

一、緊貼專業(yè)特色，凝練教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)

化工專業(yè)要培養(yǎng)具備化學(xué)工程與工藝相關(guān)知識(shí)，能在化工、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等部門從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等工作的工程技術(shù)人才，他們學(xué)習(xí)和掌握化工設(shè)備機(jī)械相關(guān)知識(shí)相當(dāng)必要。我?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程采用董大勤主編的《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》作為教材［5］，該教材分為力學(xué)基礎(chǔ)、壓力容器和典型化工設(shè)備三個(gè)篇章，信息量大，內(nèi)容多。要在48學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到教學(xué)大綱的要求，我們必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)?；I(yè)學(xué)生并不需要全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化工機(jī)械設(shè)備相關(guān)知識(shí)，因此我們緊貼口徑寬、覆蓋面廣、應(yīng)用性強(qiáng)的專業(yè)特色，將化學(xué)反應(yīng)、化工單元操作、工藝過程等知識(shí)貫穿結(jié)合，刪減部分內(nèi)容的同時(shí)增加新的內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)，使精講與自學(xué)相結(jié)合，以期培養(yǎng)學(xué)生的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)、優(yōu)化與管理能力，使其具備獨(dú)立從事化工過程與控制工藝設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行管理、產(chǎn)品開發(fā)的能力。力學(xué)擔(dān)負(fù)著為機(jī)械工程提供理論基礎(chǔ)的重要任務(wù)。多年的教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生如果對(duì)力學(xué)的原理、方法掌握不牢，就不可能學(xué)好容器、設(shè)備部分的內(nèi)容。化工專業(yè)學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)極其薄弱，因此需要得到夯實(shí)與強(qiáng)化。由于課時(shí)的限制，這部分內(nèi)容的講解會(huì)依據(jù)以后工作中應(yīng)用程度的不同有所側(cè)重。剛體受力及其平衡分析既是難點(diǎn)也是重點(diǎn)，教師要講透，以使學(xué)生較好地掌握如何對(duì)構(gòu)件進(jìn)行受力分析，學(xué)會(huì)正確建立力學(xué)模型，并應(yīng)用平衡條件與力學(xué)定理求解。而對(duì)于四種基本變形與內(nèi)力，以拉壓、彎曲的講解為主，剪切、扭轉(zhuǎn)則做簡(jiǎn)要講解，其中部分內(nèi)容要求學(xué)生課后自學(xué)，教師以課堂提問的形式了解學(xué)生掌握的程度，解決學(xué)生自學(xué)中遇到的問題。這樣既節(jié)約了課堂時(shí)間，又提高了學(xué)生的自學(xué)能力。節(jié)省下來的時(shí)間則用來補(bǔ)充講解復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)分析及強(qiáng)度理論，因?yàn)檫@部分知識(shí)對(duì)化工設(shè)備設(shè)計(jì)而言是非常重要的。

對(duì)于化工專業(yè)，本課程圍繞化工壓力容器部分展開，教材中共包含材料與零部件、薄殼理論、內(nèi)外壓容器、焊接結(jié)構(gòu)等九章內(nèi)容。我們圍繞容器設(shè)計(jì)與應(yīng)用這一核心對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，主要包含容器結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)參數(shù)的確定、強(qiáng)度計(jì)算、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防腐措施和常用標(biāo)準(zhǔn)零部件的選擇等。教學(xué)中對(duì)薄殼理論及其公式的推導(dǎo)不做講解，對(duì)壓力容器常用材料的性能僅從應(yīng)用的角度出發(fā)進(jìn)行適當(dāng)介紹，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何正確選用這些材料即可，而對(duì)金屬晶體結(jié)構(gòu)、鐵碳合金等原本屬于機(jī)械類課程的內(nèi)容則不講授，從而突出內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)與在用壓力容器的強(qiáng)度校核這一重點(diǎn)。我們對(duì)從事化工相關(guān)行業(yè)工作的畢業(yè)生進(jìn)行過調(diào)查，得知這部分知識(shí)用得較多?；すに囶悓W(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了化工原理、化工工藝設(shè)計(jì)課程，了解了工藝條件的提出及換熱器、精餾塔的總體結(jié)構(gòu)、工藝操作原理等，因此本課程教學(xué)中不再講授這部分內(nèi)容。而對(duì)于典型化工設(shè)備部分，我們則選擇其中一種設(shè)備，僅花少量時(shí)間講授如何從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上滿足工藝要求和從強(qiáng)度剛度上符合安全要求。教學(xué)內(nèi)容體系改革從根本上消除了以往面面俱到、海量式灌輸，什么都抓、什么都抓不住的弊端，有利于學(xué)生抓住重點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率，學(xué)到實(shí)用知識(shí)。

二、彰顯課程重要性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

在化工專業(yè)課程體系中，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是一門考查課，因此學(xué)生不像對(duì)物理化學(xué)、化工原理、反應(yīng)工程等考試科目那樣重視，學(xué)習(xí)起來亦顯得被動(dòng)。針對(duì)這一普遍存在的現(xiàn)象，我們?cè)谑谡n過程中始終注重彰顯本課程的重要性。

1．第一節(jié)課上，我們從現(xiàn)代化工企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，結(jié)合化學(xué)工程與工藝專業(yè)的特點(diǎn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到任何工藝過程的實(shí)現(xiàn)都離不開化工容器設(shè)備?；瘜W(xué)反應(yīng)、分離提取等單元操作過程都是在一定的溫度、壓力等工藝條件下進(jìn)行的，而設(shè)備合理的工藝結(jié)構(gòu)、可操作性、安全可靠性等就是滿足這些工藝條件、保證工藝過程得以實(shí)施的前提。因此，學(xué)生必須具備扎實(shí)的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)。

2．我們從壓力容器應(yīng)用的廣泛性、操作的復(fù)雜性、安全高要求等特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外典型的化工生產(chǎn)安全事故案例分析，讓學(xué)生從慘痛的教訓(xùn)中提高社會(huì)責(zé)任感，深刻認(rèn)識(shí)到本課程的重要性，即本課程不僅對(duì)將來從事研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理等工作極其重要，而且有助于保護(hù)自身安全、避免人身傷亡事故。3．在學(xué)習(xí)、應(yīng)用《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》《鋼制壓力容器》等規(guī)程、規(guī)定的過程中，我們讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化工機(jī)械是種特殊行業(yè)，其設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、管理都要嚴(yán)格依從國(guó)家相關(guān)規(guī)程、規(guī)定，無論哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題（如因設(shè)計(jì)問題造成事故），設(shè)計(jì)者都要承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。這樣的講解有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)本課程的重要性。

4．對(duì)于考查科目，學(xué)生普遍不重視，成績(jī)好的學(xué)生將精力投入考研科目，基礎(chǔ)差的學(xué)生也不愿多花時(shí)間學(xué)習(xí)本課程，少數(shù)學(xué)生甚至想“蒙混過關(guān)”。另外，學(xué)校現(xiàn)行的一些規(guī)定存在不合理的地方，如一門課程考試或考查不及格后，學(xué)生可以重修三次、補(bǔ)考三次，離校后還可重修、補(bǔ)考。學(xué)生每重修、補(bǔ)考一次，教師都得出卷、評(píng)分、登分、打印、裝訂、存檔，工作量大幅增加。為了解決這一問題，我們除了反復(fù)重申課堂學(xué)習(xí)的重要性，還在授課過程中進(jìn)行了幾次模擬測(cè)試，及時(shí)讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況。對(duì)于極少數(shù)經(jīng)反復(fù)教育仍無改進(jìn)的學(xué)生，我們嚴(yán)格要求，不放寬條件。另外，我們采取多種手段激發(fā)學(xué)生的求知欲望，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)主動(dòng)性，結(jié)合工程實(shí)例與生活現(xiàn)象進(jìn)行講解。如寒冷的冬天，室外自來水管為何常破裂，而管子里的冰不破碎？教師提出問題，讓學(xué)生思考，然后通過開展課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用強(qiáng)度理論進(jìn)行分析，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生提出問題。這樣一來，學(xué)生實(shí)實(shí)在在體會(huì)到了課程知識(shí)的用處，從而提高了學(xué)習(xí)興趣和積極性?！岸喙荦R下”起到了很好的作用，幾年下來，不及格率穩(wěn)步下降，重修、補(bǔ)考者也越來越少。

三、拓展教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，但學(xué)生不僅力學(xué)理論基礎(chǔ)薄弱，而且對(duì)工程尤其對(duì)化工機(jī)械設(shè)備缺乏感性認(rèn)識(shí)，僅靠課堂講授難以收到理想的教學(xué)效果。因此，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中努力拓展教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。

1．充分利用實(shí)踐環(huán)節(jié)開辟校外課堂

化工專業(yè)的實(shí)踐性很強(qiáng)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)在培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神方面具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的作用［6］。本課程的學(xué)習(xí)是學(xué)生獲得感性認(rèn)知的重要機(jī)會(huì)，對(duì)于加深學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)理論的理解、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力是不可缺失的，對(duì)教師而言是提高教學(xué)效果的校外課堂。由于安全責(zé)任、生產(chǎn)效益等主客觀條件的限制，以往這類實(shí)踐教育都成為走馬燈式的參觀［7］。為了從根本上避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)變?yōu)檎n堂，我們經(jīng)過近十年的不懈努力，建立了十多個(gè)穩(wěn)定的實(shí)踐教學(xué)基地，包括南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司、如東洋口化工園區(qū)等。我們聘請(qǐng)企業(yè)的生產(chǎn)管理人員和工程技術(shù)人員作為兼職教師，結(jié)合生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)裝置與過程控制，現(xiàn)場(chǎng)講解化工設(shè)備工藝原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、操作運(yùn)行要求等。任課老師則配合企業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)講解，有針對(duì)性地提出一些問題讓學(xué)生思考，并撰寫一篇報(bào)告。報(bào)告中要就上述問題，提出解決方法或思路，并給出合理化建議。教師組織學(xué)生開展專題討論，將學(xué)生在整個(gè)實(shí)習(xí)過程中的表現(xiàn)（包括報(bào)告質(zhì)量與解決問題的能力）作為課程成績(jī)?cè)u(píng)定的重要依據(jù)之一，并提高其權(quán)重。在實(shí)習(xí)過程中，我們積極和企業(yè)協(xié)商，在保證安全的前提下，讓學(xué)生近距離觀察各種化工設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，允許學(xué)生拍攝相關(guān)設(shè)備的照片和視頻。這樣既給了學(xué)生壓力，也給了其動(dòng)力，大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，收到了良好的教學(xué)效果。

2．充分利用網(wǎng)絡(luò)資源開展教學(xué)

如今網(wǎng)絡(luò)資源十分豐富，可以成為好的教學(xué)材料。有的概念和原理比較難懂，講解起來很枯燥，如安全閥、爆破膜如何運(yùn)作，不僅用粉筆加黑板難以表述清楚，即使下廠實(shí)習(xí)也很難碰到。我們利用網(wǎng)絡(luò)收集視頻或制作動(dòng)畫演示給學(xué)生看，取得了事半功倍的效果。對(duì)于一些設(shè)備裝置和零部件，我們讓學(xué)生自己上網(wǎng)搜索圖片、視頻，不僅節(jié)約了時(shí)間，緩解了課程內(nèi)容多而課時(shí)少的矛盾，而且調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握更加全面、深入，教學(xué)效果顯著。近幾年來，我們對(duì)化工專業(yè)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)進(jìn)行了改革，取得了一定的成效。希望我們的改革與實(shí)踐能起到拋磚引玉的作用。隨著高等教育改革的深入，課程教學(xué)改革將是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，需要我們與時(shí)俱進(jìn)，不斷探索。

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作者:景曉輝 丁欣宇 王樹清 高崇 單位:南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院