期刊在線(xiàn)咨詢(xún)服務(wù),立即咨詢(xún)
時(shí)間:2023-03-07 15:22:24
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇化工課程設(shè)計(jì)總結(jié),它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
以往課程設(shè)計(jì)的開(kāi)展,分別在各課程結(jié)束時(shí),作為一個(gè)總結(jié)性和綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行,不同學(xué)期、不同設(shè)計(jì)內(nèi)容、不同課程間獨(dú)立開(kāi)展,導(dǎo)致相互之間缺乏必要的聯(lián)系,學(xué)生進(jìn)行的只是局部的訓(xùn)練,缺乏一個(gè)整體的概念。比如在化工原理課程設(shè)計(jì)時(shí),學(xué)生對(duì)化工制圖、材料、設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算、各設(shè)備元件的選擇與設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)不是特別清晰,最后所得的工藝及工藝尺寸計(jì)算數(shù)據(jù)甚至被棄之一旁;而在化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)時(shí),則需要對(duì)化工工藝問(wèn)題有一個(gè)整體把握,依據(jù)計(jì)算所得工藝參數(shù)及工藝尺寸來(lái)指導(dǎo)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型,這些都要用到化工原理和化工工藝學(xué)的知識(shí)。
1.2各課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排較短,學(xué)生倉(cāng)促而就
這四門(mén)課程作為化工類(lèi)課程的重要組成,其教學(xué)內(nèi)容繁重,在課程結(jié)束時(shí)留給課程設(shè)計(jì)的時(shí)間就顯得極為有限。而每門(mén)課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)其工作量都是極大的,且對(duì)于化工類(lèi)學(xué)生來(lái)說(shuō)又都是極其重要的,是學(xué)以致用、理論結(jié)合工程實(shí)際的重要一環(huán)。在短短的1~2周的課程設(shè)計(jì)期間,教師首先要下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(布置設(shè)計(jì)任務(wù)),而后進(jìn)行設(shè)計(jì)課程的專(zhuān)題指導(dǎo)和答疑工作。接著學(xué)生要查閱、搜集相關(guān)文獻(xiàn)資料及實(shí)際工程信息,準(zhǔn)備相關(guān)化工標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)以備隨時(shí)查閱。設(shè)計(jì)期間學(xué)生要完成的工藝流程圖和主設(shè)備圖各一張、復(fù)雜設(shè)備的不同視圖、若干零件圖及一份詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(包括設(shè)計(jì)工藝核算、設(shè)備設(shè)計(jì)及各零件計(jì)算)。學(xué)生要在短期內(nèi)完成這一系列任務(wù),時(shí)間倉(cāng)促,難以對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容整體把握和系統(tǒng)思考,對(duì)于設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)考慮不周,導(dǎo)致略微改動(dòng)已有圖樣的情況有之,原圖照抄照搬情況亦有之,完全沒(méi)有達(dá)到課程設(shè)計(jì)與實(shí)際結(jié)合的訓(xùn)練目的。
1.3獨(dú)立課程設(shè)計(jì)內(nèi)容單薄,系統(tǒng)綜合性差
由于要考慮時(shí)間安排的限制,以往的課程設(shè)計(jì)會(huì)選取化工單元操作的一小部分作為設(shè)計(jì)任務(wù),以達(dá)到任務(wù)量與時(shí)間安排的匹配。這往往影響了學(xué)生對(duì)于化工生產(chǎn)過(guò)程整體性與系統(tǒng)性的掌握,在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)“一葉障目不見(jiàn)泰山”,難以加強(qiáng)學(xué)生在化工生產(chǎn)基本原理、工藝流程設(shè)計(jì)、單元操作設(shè)備及核算方法等方面的綜合素質(zhì)。以上問(wèn)題影響了實(shí)際教學(xué)效果的強(qiáng)化提高,難以達(dá)到化工課程設(shè)計(jì)學(xué)以致用、由理論入實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程、培養(yǎng)創(chuàng)新型化工人才的目的。
2整合四門(mén)課程設(shè)計(jì),設(shè)立化工專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)的可行性
2.1設(shè)立化工專(zhuān)業(yè)綜合課程的必要性
化工原理、化工設(shè)備、化工制圖和化工工藝學(xué)作為化工專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,其側(cè)重點(diǎn)不同,但在實(shí)際設(shè)計(jì)中緊密聯(lián)系?;すに噷W(xué)主要研究原料化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程和方法[4],從化工熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)的角度分析反應(yīng)原理、反應(yīng)影響因素,據(jù)此確定其工藝條件;并據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)工藝流程。化工原理則是以單元操作為對(duì)象,講述其能量傳遞、動(dòng)量傳遞、物質(zhì)傳遞的基本原理,以及其操作過(guò)程對(duì)管道、容器設(shè)備等的條件要求,為設(shè)計(jì)部門(mén)提供參考依據(jù)。這兩門(mén)課講述的是化工工藝方面的知識(shí)?;ぴO(shè)備課程的主要內(nèi)容是介紹單元操作中所用設(shè)備及其設(shè)計(jì)過(guò)程[5]、設(shè)計(jì)方法,這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)、形式、尺寸直接決定了它們是否能達(dá)到工藝設(shè)計(jì)中所要求的條件參數(shù)。也就是說(shuō)工藝設(shè)計(jì)以及工藝核算是化工設(shè)備設(shè)計(jì)的前提,化工設(shè)備設(shè)計(jì)又是保障工藝條件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),而化工制圖是化工設(shè)備設(shè)計(jì)的直接手段。首先根據(jù)化工工藝學(xué)確定生產(chǎn)工藝,再由化工原理的知識(shí)進(jìn)行選型論證后,經(jīng)過(guò)工藝核算確定設(shè)備的型號(hào),最后依據(jù)化工設(shè)備的知識(shí)并借助化工制圖的手段拿出設(shè)備圖。由此可看出,四門(mén)課程的緊密聯(lián)系及其不可分割性,完成任何一個(gè)獨(dú)立的課程設(shè)計(jì)都要交叉運(yùn)用這四門(mén)課程所學(xué)知識(shí),這就為整合四門(mén)課程設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。
2.2時(shí)間安排集中,各科教師聯(lián)合指導(dǎo),避免短板,可極大提高教學(xué)實(shí)踐效果
本校慣例,課程設(shè)計(jì)一般安排在每門(mén)課程結(jié)束之時(shí),結(jié)課考試之前,時(shí)間短而分散,各科任課老師“各自為戰(zhàn)”,如此倉(cāng)促的開(kāi)展課程設(shè)計(jì)其教學(xué)效果大打折扣。整合四門(mén)課程,設(shè)置化工綜合課程設(shè)計(jì)后,時(shí)間可由原來(lái)的2周改為6周。課程設(shè)計(jì)時(shí)間大大延長(zhǎng),學(xué)生有充足的時(shí)間和精力來(lái)認(rèn)真、從容、細(xì)致地對(duì)所學(xué)四門(mén)課程用課程設(shè)計(jì)的方式做一次有系統(tǒng)、有目的的大總結(jié),避免了學(xué)生因時(shí)間緊而倉(cāng)促開(kāi)始草草收?qǐng)龅膽?yīng)付現(xiàn)象。整合開(kāi)展化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)還便于四門(mén)課程教師開(kāi)展協(xié)同教學(xué)、互補(bǔ)教學(xué),彌補(bǔ)了化工原理、化工工藝?yán)蠋煂?duì)設(shè)備、制圖方面的不足,化工設(shè)備、制圖老師對(duì)工藝設(shè)計(jì)的生疏。在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)可及時(shí)有效地給予更專(zhuān)業(yè)、更全面的解答,極大的提高課程設(shè)計(jì)的效率和教學(xué)效果,真正地實(shí)現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中提高學(xué)生能力的目的。
2.3課程設(shè)計(jì)選題的針對(duì)性更強(qiáng),學(xué)生課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的系統(tǒng)性更強(qiáng)
整合后,課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的編寫(xiě)與下達(dá)可由四科教師共同討論,綜合考慮來(lái)完成??梢杂心康牡倪x取設(shè)計(jì)對(duì)象,對(duì)學(xué)生進(jìn)行側(cè)重訓(xùn)練;也可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用,靈活設(shè)置課題。在設(shè)計(jì)中引導(dǎo)學(xué)生深入思考,綜合考量自己所做設(shè)計(jì)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)際可行性。指導(dǎo)學(xué)生正確使用設(shè)計(jì)行業(yè)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)和資料。這可有效的避免以前課程設(shè)計(jì)選題的隨意性與設(shè)計(jì)過(guò)程的不完整性,使學(xué)生在了解生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)上,進(jìn)行塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和換熱器(泵)選型,然后立即對(duì)該塔設(shè)備和換熱器(泵)進(jìn)行強(qiáng)度校核及圖紙繪制,同時(shí)引入計(jì)算機(jī)編程、AutoCAD等軟件鍛煉學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力,使學(xué)生經(jīng)歷一次完整的化工單元操作設(shè)計(jì)的全過(guò)程,有機(jī)會(huì)將所學(xué)知識(shí)得以實(shí)際綜合應(yīng)用,為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)及走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ),并使學(xué)生深刻理解化工原理課程的工程性、實(shí)踐性和應(yīng)用價(jià)值。
2.4可協(xié)調(diào)四門(mén)課程與其它課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間及授課內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性
考慮到學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的遺忘性,有必要協(xié)調(diào)四門(mén)課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間,將四門(mén)課程調(diào)整到同一個(gè)學(xué)期來(lái)開(kāi)設(shè),在該學(xué)期結(jié)束時(shí)統(tǒng)一時(shí)間開(kāi)展課程設(shè)計(jì),這對(duì)于化工專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置來(lái)說(shuō)是完全可行的。在授課內(nèi)容上,平時(shí)的授課中可有意強(qiáng)化課程間的聯(lián)系,增強(qiáng)學(xué)生的綜合思考意識(shí)。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0?搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)49-0045-02
一、引言
《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程是過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課?!斑^(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)是與該課程配套的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)在教師指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)方案的分析論證、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及機(jī)械制圖等方法,為今后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。為此,怎樣搞好課程設(shè)計(jì)教學(xué),鞏固學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、全面分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,是我們應(yīng)該深入討論和研究的重要議題。
二、課程設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作
1.做好選題工作:課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)中重要的環(huán)節(jié)之一是選題,指導(dǎo)教師在確定課題時(shí)應(yīng)明確培養(yǎng)的目標(biāo)。題目要能綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)課知識(shí),通過(guò)對(duì)生產(chǎn)流程中上游工藝要求的分析,來(lái)論證過(guò)程設(shè)備的總體設(shè)計(jì)方案、確定設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的型式、并進(jìn)行主要零部件的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算,查閱相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)并編寫(xiě)相應(yīng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等,掌握過(guò)程設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟和方法等的一般設(shè)計(jì)規(guī)律,為下一年度的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ);其次,題目的深度和工作量應(yīng)當(dāng)適中,既要保證學(xué)生能盡可能多地用到所學(xué)的理論知識(shí),又要顧及到學(xué)生目前的設(shè)計(jì)水平和進(jìn)度,以確保學(xué)生能按質(zhì)、按量、按時(shí)地完成所給的設(shè)計(jì)任務(wù)。
2.及早布置設(shè)計(jì)任務(wù):雖然是在理論課程授課之后進(jìn)行課程設(shè)計(jì),但是有關(guān)課程設(shè)計(jì)的要求完全可以在理論課授課過(guò)程中穿插講授,并同時(shí)下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和指導(dǎo)書(shū),進(jìn)而改變以前先課堂教學(xué),再布置設(shè)計(jì)任務(wù),讓學(xué)生在兩周內(nèi)集中設(shè)計(jì)的教學(xué)秩序。以往教學(xué)秩序?qū)е聦W(xué)生最終不能按時(shí)完成,或雖按時(shí)完成,卻不能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。為確保學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能保質(zhì)保量地完成設(shè)計(jì)任務(wù),應(yīng)該及早讓學(xué)生清楚設(shè)計(jì)的任務(wù)。
三、設(shè)計(jì)過(guò)程嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)
1.課程設(shè)計(jì)資料管理:以往采用電子文檔形式提交計(jì)算書(shū)和圖紙,雖方便了教師對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)管理和文檔保存。但往屆學(xué)生的設(shè)計(jì)資料文檔一旦流入下屆學(xué)生手中,就會(huì)變成進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的模板。一部分學(xué)生將模板的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和圖紙中的相關(guān)數(shù)據(jù)直接修改成自己的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),根本不關(guān)心設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、所用計(jì)算公式的含義、相關(guān)規(guī)范的選用和化工制圖的規(guī)范表達(dá)等設(shè)計(jì)的基本程序。故課程設(shè)計(jì)資料不能電子化,成為桎梏學(xué)生思想的枷鎖。設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該明確計(jì)算書(shū)必須手算完成,圖紙只能采用手繪,而不允許采用專(zhuān)業(yè)軟件。
2.強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位:我們分組設(shè)計(jì)不同的題目,每5人分成一個(gè)小組,并指定小組長(zhǎng)。每組的過(guò)程設(shè)備的尺寸和材料各不相同,但總體方案是可以相互借鑒的。小組成員可在一塊查找與設(shè)計(jì)有關(guān)的書(shū)籍、資料,碰到問(wèn)題互相討論、學(xué)習(xí),先在小組里解決掉一部分設(shè)計(jì)疑問(wèn)。剩余小組中不能解決的問(wèn)題,小組總結(jié)出來(lái),教師再予以指導(dǎo),加強(qiáng)了指導(dǎo)的針對(duì)性。
3.發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用:設(shè)計(jì)全過(guò)程教師只是發(fā)揮引導(dǎo)作用,應(yīng)以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為中心。引導(dǎo)學(xué)生清楚設(shè)計(jì)步驟,提高獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力;教師不能只止步于讓學(xué)生“學(xué)會(huì)”,而是應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生“會(huì)學(xué)”;遇到疑難問(wèn)題時(shí),教師應(yīng)通過(guò)典型案例分析,形象地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)基本理論知識(shí)的理解,啟發(fā)學(xué)生的思路,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。改變以往教師全盤(pán)托出、學(xué)生依葫蘆畫(huà)瓢的傳統(tǒng)方法。
4.重視課程設(shè)計(jì)總結(jié)與提高:課程設(shè)計(jì)后期,組織學(xué)生開(kāi)一個(gè)課程設(shè)計(jì)總結(jié)交流會(huì),讓每個(gè)小組說(shuō)出自己在課程設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及解決的方法、收獲與體會(huì),設(shè)計(jì)中需進(jìn)一步完善之處,各組之間相互探討,教師作適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)。通過(guò)交流,使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的理解更加深刻,對(duì)工程設(shè)計(jì)的方法更加清晰。
四、設(shè)計(jì)時(shí)間合理安排
原課程設(shè)計(jì)安排在理論課結(jié)束后的兩周進(jìn)行,此時(shí)其他專(zhuān)業(yè)課程也即將結(jié)課,學(xué)生既要進(jìn)行高強(qiáng)度的課程設(shè)計(jì),又要分心復(fù)習(xí)其他課程的考試。急于完成設(shè)計(jì)任務(wù),沒(méi)有足夠的思考時(shí)間,甚至出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象等??紤]到同其他課程在時(shí)間上的協(xié)調(diào),我們將這門(mén)課程設(shè)計(jì)安排到第六學(xué)期所有課程考試結(jié)束后的兩周時(shí)間。
五、完善課程設(shè)計(jì)考核方法
以前主要是根據(jù)學(xué)生在設(shè)計(jì)期間的表現(xiàn),計(jì)算書(shū)和圖紙的完成情況,答辯時(shí)對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)等的掌握程度,最終給出學(xué)生的成績(jī)。這種考核方式存在一定的弊病,一方面,個(gè)別同學(xué)抄襲、甚至拷貝同組的計(jì)算書(shū)和圖紙,并經(jīng)重新整理后,版面比原創(chuàng)者編寫(xiě)的更規(guī)整;另一方面,只有兩周時(shí)間的課程設(shè)計(jì),某位學(xué)生是積極設(shè)計(jì)還是應(yīng)付差事,教師難以精確把握。會(huì)得出一些不公正的結(jié)果,使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性受到挫傷。故我們?cè)诳己酥胁捎昧艘韵略u(píng)定方式。
1.學(xué)生自評(píng)、互評(píng)和教師講評(píng)相結(jié)合:學(xué)生完成設(shè)計(jì)任務(wù)后,先自我檢查設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和圖紙,總結(jié)歸納存在的錯(cuò)誤和不理解的問(wèn)題,形成“自評(píng)”;之后隨機(jī)分配合作同學(xué),給對(duì)方的設(shè)計(jì)進(jìn)行審查,最后給出評(píng)閱意見(jiàn),形成“互評(píng)”。根據(jù)上述自評(píng)和互評(píng)情況,指導(dǎo)教師有針對(duì)性地再次檢查學(xué)生的設(shè)計(jì),找出設(shè)計(jì)中沒(méi)有掌握的知識(shí)點(diǎn),與學(xué)生進(jìn)行討論,形成“講評(píng)”。自評(píng)、互評(píng)對(duì)學(xué)生而言是一種行之有效的“自我引導(dǎo)”和“相互引導(dǎo)”方式,極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和獨(dú)立思考能力。教師講評(píng)總結(jié)設(shè)計(jì)中存在的共性問(wèn)題,并充分了解了當(dāng)前學(xué)生掌握知識(shí)的水平,為公正的評(píng)定設(shè)計(jì)成績(jī)提供參考依據(jù)。
2.將自評(píng)、互評(píng)作為成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù):評(píng)定最終成績(jī)時(shí),除依據(jù)平時(shí)表現(xiàn)、計(jì)算書(shū)、圖紙和答辯情況外,還應(yīng)將自評(píng)、互評(píng)情況也作為評(píng)分的一部分依據(jù)。指導(dǎo)教師給出自評(píng)、互評(píng)的評(píng)分規(guī)則,學(xué)生根據(jù)所給的評(píng)分規(guī)則進(jìn)行自評(píng)、互評(píng),得出具體的評(píng)分結(jié)果;教師根據(jù)評(píng)分結(jié)果給參加互評(píng)的同學(xué)加分或減分。自評(píng)時(shí)抄襲他人不知其所以然,互評(píng)時(shí)根據(jù)評(píng)分人查出問(wèn)題的多少,給自評(píng)同學(xué)減分,給評(píng)分同學(xué)加分;反之,評(píng)分人無(wú)能力查錯(cuò),則給評(píng)分同學(xué)減分。
六、結(jié)語(yǔ)
《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的目的在于激發(fā)學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)的實(shí)際能力。要想搞好課程設(shè)計(jì),必須充分發(fā)揮指導(dǎo)教師的引導(dǎo)性和學(xué)生的主動(dòng)性,做好設(shè)計(jì)前期安排、設(shè)計(jì)中期的質(zhì)量進(jìn)度控制和設(shè)計(jì)后期的考核管理工作。只有這樣才能保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量,達(dá)到最終訓(xùn)練的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]李佳,涂橋安,華潔.《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐與探索[J].科教文匯,2002,(6):36-37.
[2]潘艷秋,匡國(guó)柱,喻建良,等.化工過(guò)程與設(shè)備課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐[J].化工高等教育,2004,(2):101-102,110.
1課程設(shè)計(jì)形式
課程設(shè)計(jì)的形式采取學(xué)生分組的方式,每個(gè)小組分配一個(gè)設(shè)計(jì)題目,各個(gè)小組的設(shè)計(jì)題目大同小異,將學(xué)生分組的目的是要求每個(gè)小組組員之間都有明確的分工,讓每個(gè)同學(xué)都能參與整個(gè)課題的設(shè)計(jì),達(dá)到真正激勵(lì)每一個(gè)同學(xué)參與的目的。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行課題分組之前,首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,了解學(xué)生的相關(guān)學(xué)習(xí)情況及個(gè)別學(xué)生在某些方面的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng),比如:繪圖或者計(jì)算方面的特長(zhǎng),這樣在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)分組時(shí),能較好搭配分組,讓學(xué)生的特長(zhǎng)得到很好的發(fā)揮。我們將一個(gè)自然班級(jí)分成5~6組,每組5~6人,小組內(nèi)成員有相應(yīng)的分工,每個(gè)小組選取一名組長(zhǎng),采取組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制,組長(zhǎng)的任務(wù)是給各個(gè)組員分配設(shè)計(jì)任務(wù),同時(shí)管理和協(xié)調(diào)小組的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。
2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容
課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要根據(jù)各門(mén)課程的特點(diǎn)和課程的培養(yǎng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)置必須符合教學(xué)大綱的要求。設(shè)計(jì)的內(nèi)容盡量選擇綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)類(lèi)題目,課程設(shè)計(jì)題目的設(shè)置要綜合考慮多門(mén)課程相關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用,還要考慮課程設(shè)計(jì)題目對(duì)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。比如:在化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程中,分配課程設(shè)計(jì)題目———反應(yīng)釜設(shè)計(jì),在該課題設(shè)計(jì)中包含了化工原理、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)、化工制圖及AutoCAD繪圖等多門(mén)課程內(nèi)容的綜合運(yùn)用;在化工制圖課程設(shè)計(jì)中,給學(xué)生分配化工模型及閥門(mén)等部件的設(shè)計(jì)及圖紙繪制,該課程設(shè)計(jì)也包含了化工制圖和計(jì)算機(jī)輔助繪圖等課程知識(shí)的運(yùn)用。因此,一個(gè)課程設(shè)計(jì)考核了學(xué)生多門(mén)課程知識(shí)的掌握情況,是對(duì)多門(mén)課程學(xué)習(xí)效果的很好的總結(jié)和應(yīng)用,對(duì)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的綜合培養(yǎng)起到了很好的作用。課程設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)置過(guò)程是通過(guò)教師下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),學(xué)生小組在組長(zhǎng)的組織下按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容,各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)間分配和完成地點(diǎn)由小組內(nèi)部協(xié)商決定,整個(gè)課程設(shè)計(jì)方式比較靈活,便于小組成員的協(xié)調(diào)合作與溝通。課程設(shè)計(jì)的評(píng)定包括學(xué)生小組提交設(shè)計(jì)成果和教師進(jìn)行課程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等部分。任務(wù)書(shū)中詳細(xì)說(shuō)明課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容;設(shè)計(jì)成果包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)答辯PPT、圖紙等內(nèi)容。
3課程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方式
學(xué)生小組完成設(shè)計(jì)題目后,除了提交設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中要求提交的設(shè)計(jì)成果外,還要準(zhǔn)備PPT進(jìn)行課程設(shè)計(jì)答辯。每個(gè)小組分配15min左右的答辯時(shí)間,首先由小組組長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)闡述,然后由教師提出問(wèn)題,小組成員進(jìn)行解答。教師根據(jù)小組設(shè)計(jì)完成情況和答辯情況綜合評(píng)定課程設(shè)計(jì)的總成績(jī)。因此,整個(gè)課程設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)方式由答辯闡述、設(shè)計(jì)完成情況和答辯表現(xiàn)三部分組成。整個(gè)課程設(shè)計(jì)答辯過(guò)程是各個(gè)設(shè)計(jì)小組展示設(shè)計(jì)成果的過(guò)程,在此過(guò)程中鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力,同時(shí)也驗(yàn)證了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。
4課程設(shè)計(jì)在期末成績(jī)中的占比
[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1005-4634(2014)04-0097-03
0 引言
化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是高等院校為化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)極其重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),同其它工科課程設(shè)計(jì)一樣,其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力[1-6]。通過(guò)課程設(shè)計(jì),還可以消除課程學(xué)習(xí)時(shí)存在的疑惑,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)點(diǎn)的理解和綜合應(yīng)用能力。具體言之,通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的以下能力:(1)查閱資料和使用工程手冊(cè)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力;(2)運(yùn)用工程思維分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力;(3)工程分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖和表達(dá)的能力;(4)良好的職業(yè)道德和團(tuán)隊(duì)合作精神。盡管課程設(shè)計(jì)的培養(yǎng)目的很明確,但是由于現(xiàn)實(shí)教學(xué)條件存在系列問(wèn)題,再加上化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)自身的特殊性,很難取得上述培養(yǎng)目標(biāo)。為了提高化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,一些學(xué)者目前已開(kāi)展了一定的研究,曾提出一些措施來(lái)改善課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量[1-6]。然而,由于問(wèn)題相對(duì)復(fù)雜,不可能徹底解決。為進(jìn)一步改善和提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,本文依據(jù)常州大學(xué)現(xiàn)有的教學(xué)條件進(jìn)行了教學(xué)改革,以確保教學(xué)目的良好地實(shí)現(xiàn)。
1 課程設(shè)計(jì)主客觀影響因素分析
1.1 課程學(xué)時(shí)短、基礎(chǔ)知識(shí)薄弱
隨著本科教學(xué)改革的不斷推進(jìn),與課程設(shè)計(jì)緊密相關(guān)的前期理論課程的學(xué)時(shí)不斷地縮減,而本課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)又紛繁復(fù)雜(如靜力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料和化工設(shè)備設(shè)計(jì)等內(nèi)容),這極大地影響了學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度。就常州大學(xué)而言,化工設(shè)備基礎(chǔ)課程由2003年的56學(xué)時(shí)到后來(lái)的48學(xué)時(shí)、40學(xué)時(shí),再到現(xiàn)在的32學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)的縮減直接導(dǎo)致課程講授內(nèi)容的刪減、部分所授內(nèi)容也不能講深講透,如工程材料部分和化工設(shè)備零部件部分各僅用2學(xué)時(shí)來(lái)講解。這直接導(dǎo)致學(xué)生前期課程基礎(chǔ)薄弱,不能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí),僅僅是為了應(yīng)付考試而死記硬背。
1.2 課程設(shè)計(jì)時(shí)間短且時(shí)間安排不合適
隨著理論課程學(xué)時(shí)的不斷縮減,課程設(shè)計(jì)時(shí)間也在不斷壓縮。常州大學(xué)化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)由2003年的2周到后來(lái)的一周半,再到現(xiàn)在的1周。在1周即5天的時(shí)間內(nèi),學(xué)生要完成一臺(tái)化工設(shè)備的設(shè)計(jì),包括設(shè)備總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料選擇、強(qiáng)度計(jì)算、零部件選擇、圖紙繪制和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě),時(shí)間極其緊張。部分學(xué)生在這短暫的時(shí)間內(nèi),甚至連借來(lái)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范都來(lái)不及翻閱。另外,化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)往往緊隨化工原理的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行,理論上講,這是非??茖W(xué)的,便于將設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系在一起,讓學(xué)生得到系統(tǒng)的訓(xùn)練。然而,弊端是由于目前課程設(shè)計(jì)的時(shí)間都非常緊張,前面化工原理課程設(shè)計(jì)如不能按時(shí)完成,往往會(huì)影響后面化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度和質(zhì)量。
1.3 參考資料稀少且陳舊
不可否認(rèn),提供全面詳細(xì)的參考資料(如各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范)對(duì)于工科學(xué)生(特別是化工設(shè)備設(shè)計(jì)相關(guān)的學(xué)生)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的保證至關(guān)重要。然而由于學(xué)生規(guī)模不斷的擴(kuò)大和科技進(jìn)步帶來(lái)參考資料的不斷更新,學(xué)校圖書(shū)館來(lái)不及更替和購(gòu)買(mǎi)新資料,導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)所需的參考資料(如各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范)嚴(yán)重短缺且陳舊。如遇到和過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)一起開(kāi)設(shè)時(shí),更加劇了參考資料的短缺程度。舊標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的使用,嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的理解和應(yīng)用能力,甚至?xí)?duì)學(xué)生將來(lái)的工作帶來(lái)不良影響。
1.4 生師比大、教師任務(wù)重
學(xué)生規(guī)模的增加進(jìn)一步擴(kuò)大了生師比,教師教學(xué)任務(wù)加重,對(duì)同一個(gè)學(xué)生的關(guān)注次數(shù)減少。由于時(shí)間短促,學(xué)生之間來(lái)不及相互討論和學(xué)習(xí),有時(shí)同一個(gè)問(wèn)題,教師需要回答數(shù)十次。教師在設(shè)計(jì)教室走一圈需要1~2小時(shí)左右。對(duì)學(xué)生關(guān)注次數(shù)的減少,直接影響了課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞。
1.5 個(gè)別學(xué)生設(shè)計(jì)態(tài)度不端正、急功近利
受社會(huì)浮躁心態(tài)和就業(yè)趨勢(shì)等因素的影響,個(gè)別學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正,他們對(duì)課程設(shè)計(jì)抱著敷衍了事的心態(tài),明知圖紙存在質(zhì)量問(wèn)題仍不予修改,急于答辯。有時(shí),甚至?xí)霈F(xiàn)抄襲問(wèn)題,內(nèi)容上文不對(duì)題。這種惡劣的學(xué)習(xí)態(tài)度嚴(yán)重影響了課程設(shè)計(jì)質(zhì)量,給預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)造成困難。
必須指出的是,上述問(wèn)題絕不是化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)獨(dú)有的問(wèn)題,其它課程設(shè)計(jì)(如機(jī)械設(shè)計(jì)和化工原理課程)同樣存在學(xué)時(shí)短、前期基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、設(shè)計(jì)資料陳舊、生師比大等問(wèn)題。為了克服上述弊端,必須給出應(yīng)對(duì)措施。
2 課程設(shè)計(jì)質(zhì)量保證措施
針對(duì)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)有教學(xué)條件存在的問(wèn)題,提出如下教學(xué)質(zhì)量保證措施,詳見(jiàn)圖1。
2.1 因時(shí)制宜、合理出題
眾所周知,化工設(shè)備種類(lèi)繁多,常見(jiàn)的有塔設(shè)備、管殼式換熱器、反應(yīng)釜、立式或臥式儲(chǔ)罐等。盡管這些均可選為課程設(shè)計(jì)題目,但不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不一,計(jì)算量、繪圖量和各種技術(shù)要求差別較大。因此,選題時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以區(qū)分。在早期,當(dāng)課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)為2周時(shí),選塔設(shè)備或管殼式換熱器作為設(shè)計(jì)題目;當(dāng)學(xué)時(shí)縮為1.5周時(shí),選大型臥式液化氣(液化石油氣、液氨、液氯等)儲(chǔ)罐作為設(shè)計(jì)題目;目前學(xué)時(shí)減為1周時(shí),選立式(空氣、氮?dú)狻睔獾龋﹥?chǔ)罐作為設(shè)計(jì)題目。而且這些題目由常州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)所提供,均為真實(shí)的工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目,有真實(shí)的設(shè)備設(shè)計(jì)圖紙。這為學(xué)生了解和掌握設(shè)備設(shè)計(jì)內(nèi)涵(包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、零部件選定、技術(shù)條件撰寫(xiě)、圖紙繪制等)提供了極大的便利。
2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和計(jì)劃書(shū)的精心編制
為使學(xué)生能夠保質(zhì)保量完成課程設(shè)計(jì)任務(wù),題目選定后必須明確給出設(shè)計(jì)參數(shù)(如儲(chǔ)罐的公稱(chēng)容積、工作溫度、工作壓力、安裝地點(diǎn)、管口表等參數(shù))、設(shè)計(jì)任務(wù)(完成施工圖的繪制和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)工作)和設(shè)計(jì)步驟。圖紙繪制必須按照正式工程圖的要求來(lái)完成,圖面應(yīng)包括主視圖、管口方位圖、節(jié)點(diǎn)(或局部)放大圖、設(shè)計(jì)參數(shù)、技術(shù)要求特性表、管口表、明細(xì)欄、標(biāo)題欄等內(nèi)容;說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括封面、課程設(shè)計(jì)任務(wù)、計(jì)劃書(shū)、目錄、正文(包括設(shè)計(jì)參數(shù)確定、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其它技術(shù)說(shuō)明)、參考文獻(xiàn)和結(jié)束語(yǔ)等部分。對(duì)于立式儲(chǔ)罐,設(shè)計(jì)步驟分為以下幾步:a.明確介質(zhì)物性(密度、腐蝕性、危害程度等);b.確定設(shè)計(jì)溫度、最大操作壓力與設(shè)計(jì)壓力;c.確定總體結(jié)構(gòu)和尺寸(筒體直徑和長(zhǎng)度);d.根據(jù)工作條件和介質(zhì)特性進(jìn)行材料選擇;e.筒體與封頭的厚度設(shè)計(jì)(含壓力試驗(yàn)強(qiáng)度校核);f.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其計(jì)算;g.容器總質(zhì)量分析計(jì)算;h.附件設(shè)計(jì)(包括人孔、液位計(jì)、銘牌、接管、法蘭等);i.支座的選擇;j.繪制裝配圖草圖;k.繪制正式裝配圖;l.撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。設(shè)計(jì)進(jìn)度安排見(jiàn)表1。教師根據(jù)給定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)來(lái)檢查學(xué)生的完成情況,因此,給定詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)步驟對(duì)保證設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)質(zhì)量具有極大的幫助作用。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排
時(shí)間 周一 周二 周三 周四和周五 周六 周日
步驟 步驟a-d 步驟e-f 步驟g-i 步驟j-k 步驟l 答辯
2.3 參考資料的搜集和整理
正如前所述,提供準(zhǔn)確詳盡的參考資料對(duì)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)和理解設(shè)計(jì)內(nèi)容至關(guān)重要。有了詳盡參考資料的查閱,學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容可做到有理有據(jù)、心中有數(shù)。為了避免學(xué)校圖書(shū)館資料短缺和陳舊的弊病,教師及時(shí)在網(wǎng)上搜集課程設(shè)計(jì)所用到的最新的標(biāo)準(zhǔn)和手冊(cè)(如GB150-2011、HG20592-2009、JB/T4712-2007、TSGR0004-2009、HG/T20580(20581、20582、20583)-2011、GB/T 25198-2010、TCED41002-2000等),將其整理好轉(zhuǎn)給每位學(xué)生、并指導(dǎo)其查閱。另外,也將常用的數(shù)據(jù)(如鋼板負(fù)偏差、腐蝕裕量、焊接接頭系數(shù)、容器類(lèi)別判別表等重要數(shù)據(jù))匯編成冊(cè),印發(fā)給學(xué)生,便于其查閱。學(xué)生對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)和新手冊(cè)的使用和熟悉為其將來(lái)工作涉及到真實(shí)的工程設(shè)計(jì)奠定了一定的基礎(chǔ)。這實(shí)際上很好地促進(jìn)了課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)目的實(shí)現(xiàn)。
2.4 及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、及時(shí)更正
課程設(shè)計(jì)時(shí)間的大大縮減,極大地增加學(xué)生對(duì)教師的依賴(lài)程度。如無(wú)老師及時(shí)指導(dǎo),面對(duì)所提供的手冊(cè)學(xué)生將束手無(wú)策,不知如何使用,也就很難在短暫的時(shí)間內(nèi)對(duì)教師所提供的資料進(jìn)行逐一了解和查閱。因此,為了讓學(xué)生順利完成課程設(shè)計(jì)、少走彎路和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,從設(shè)計(jì)開(kāi)始到結(jié)束,教師應(yīng)盡可能留在教室指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì),及時(shí)解決學(xué)生提出的問(wèn)題和訂正學(xué)生存在的錯(cuò)誤。特別是圖紙繪制開(kāi)始時(shí),教師應(yīng)經(jīng)常“穿梭”在設(shè)計(jì)教室,及時(shí)發(fā)現(xiàn)圖紙上存在的問(wèn)題,及時(shí)提醒以便及時(shí)更正。這對(duì)課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高具有重大幫助。
2.5 建立合理的評(píng)價(jià)體系
為了提高學(xué)生課程設(shè)計(jì)的積極性,保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量,提出如下課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系,即:
課程設(shè)計(jì)成績(jī)=平時(shí)成績(jī)?5%+說(shuō)明書(shū)成績(jī)?5%+圖面成績(jī)?5%+答辯成績(jī)?5%
平時(shí)成績(jī)考慮學(xué)生的出勤率、提問(wèn)問(wèn)題情況和設(shè)計(jì)態(tài)度;說(shuō)明書(shū)成績(jī)考慮計(jì)算準(zhǔn)確程度、格式是否規(guī)范、內(nèi)容是否全面、書(shū)寫(xiě)是否清晰流暢;圖面成績(jī)考慮圖面整潔程度、比例是否合適、繪圖是否正確和規(guī)范、明細(xì)表以及技術(shù)特性表填寫(xiě)的規(guī)范性和完整性;答辯成績(jī)考慮對(duì)所繪圖紙和所編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的理解情況、回答問(wèn)題情況。盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,并做到公平、公正、合理評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)作品,杜絕抄襲現(xiàn)象、讓每個(gè)學(xué)生能學(xué)有所獲。
盡管化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)與其它課程設(shè)計(jì)(如機(jī)械設(shè)計(jì)和化工原理課程)具有一定的區(qū)別,如前者設(shè)計(jì)內(nèi)容多樣,所涉及的內(nèi)容(如計(jì)算參數(shù)確定、壁厚確定、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件選型、設(shè)備成型、技術(shù)要求編制等)必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行;但同屬為工科課程設(shè)計(jì),它們也具有一定的聯(lián)系,如均會(huì)涉及到工程計(jì)算和工程制圖問(wèn)題,它們的設(shè)計(jì)步驟和評(píng)價(jià)體系也類(lèi)似。因此,上述教學(xué)質(zhì)量保證措施對(duì)其它工科課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量的保證也具有一定的參考價(jià)值,相關(guān)工科課程設(shè)計(jì)也可以沿著設(shè)計(jì)步驟的精心編排、參考資料的全面收集和提供、細(xì)心的指導(dǎo)、錯(cuò)誤及時(shí)更正和評(píng)價(jià)體系的合理建立這條思路進(jìn)行。
3 結(jié)束語(yǔ)
毫無(wú)疑問(wèn),學(xué)生規(guī)模的擴(kuò)大、學(xué)時(shí)的縮減和設(shè)計(jì)資料的短缺,無(wú)疑對(duì)課程設(shè)計(jì)質(zhì)量造成嚴(yán)重困擾。為了應(yīng)對(duì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)條件存在的困難和弊病、保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量,達(dá)到課程設(shè)計(jì)開(kāi)設(shè)的目的,提出上述應(yīng)對(duì)措施,通過(guò)實(shí)踐證明,效果較好。大部分學(xué)生在說(shuō)明書(shū)結(jié)束語(yǔ)里提到“雖然設(shè)計(jì)時(shí)間短暫,但內(nèi)心充實(shí)、收獲頗豐”。作為一名教師,應(yīng)竭盡所能不讓課程設(shè)計(jì)成為一種擺設(shè),應(yīng)讓學(xué)生在短暫的時(shí)間內(nèi)領(lǐng)會(huì)工程設(shè)計(jì)的內(nèi)涵、能有所收獲,充滿(mǎn)自信地走向工作崗位。為了進(jìn)一步提高課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量,真正實(shí)現(xiàn)當(dāng)代工程教育提出的目標(biāo)和要求,讓每個(gè)學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我成長(zhǎng),這需要相關(guān)教師不斷地探索、努力和總結(jié)。
參考文獻(xiàn)
[1]江華生,陳樹(shù)大.基于CDIO模式的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革[J].化工時(shí)刊,2013,27(3):56-58.
[2]李政輝,李慶生,姚忠. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問(wèn)題與改革[J].化工高等教育,2012,(1):47-49.
[3]董俊華,趙斌,張及瑞.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革討論[J].化工高等教育,2011,(3):17-19.
0引言
《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中指出,當(dāng)前的大學(xué)畢業(yè)生存在適應(yīng)社會(huì)和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力不強(qiáng)的情況,創(chuàng)新型、實(shí)用型、復(fù)合型人才緊缺。化工設(shè)計(jì)課程目標(biāo)是將化工過(guò)程從設(shè)想變成現(xiàn)實(shí),以化學(xué)反應(yīng)過(guò)程為設(shè)計(jì)核心,以成功生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品為最終目標(biāo),該課程是培養(yǎng)化工創(chuàng)新人才重要的課程之一[1]。在這一過(guò)程中需要完成設(shè)備設(shè)計(jì)及選型,對(duì)工廠(chǎng)或車(chē)間進(jìn)行平立面布置,進(jìn)行自控設(shè)計(jì)和安全環(huán)保分析,進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)計(jì)算等,需要很多專(zhuān)業(yè)理論與之配合。然而,由于各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程存在教學(xué)內(nèi)容孤立割裂或重復(fù)雷同的弊端,致使教學(xué)效果大打折扣?;ぴO(shè)計(jì)課程群以化工專(zhuān)業(yè)核心能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)為導(dǎo)向,發(fā)揮課程的綜合效應(yīng),調(diào)動(dòng)骨干教師的積極性,促進(jìn)教學(xué)資源的優(yōu)化配置,其建設(shè)和完善具有非常迫切的需求。
1理論知識(shí)構(gòu)建—有機(jī)結(jié)合化工專(zhuān)業(yè)課內(nèi)容
在才培養(yǎng)方案中構(gòu)建了通識(shí)教育平臺(tái)、專(zhuān)識(shí)教育平臺(tái)、CDIO(構(gòu)思Conceive、設(shè)計(jì)Design、實(shí)施Implement、運(yùn)作Operate)工程教育平臺(tái)體系,建立了公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課(基礎(chǔ)課、方向課、選修課)課程模塊,在專(zhuān)業(yè)課程模塊中設(shè)置了企業(yè)嵌入課程和化工職業(yè)選修課(化工總控工理論與實(shí)踐、煤制氣工理論與實(shí)踐),搭建職業(yè)教育平臺(tái),將職業(yè)技能培養(yǎng)納入人才培養(yǎng)體系,形成專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)技能一體化的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。在課程教學(xué)中強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐性,建設(shè)化工課程群,進(jìn)行教學(xué)團(tuán)隊(duì)、課程大綱、課程內(nèi)容、課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)體系等理論課程教學(xué)資源建設(shè);建設(shè)特色專(zhuān)業(yè)教材,提升理論知識(shí)綜合水平。
2工程應(yīng)用技能提升—化工軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工設(shè)計(jì)中已成為一種必不可少的工具,貫穿于物料和熱量衡算、化工流程圖及設(shè)備裝配圖的繪制、編寫(xiě)設(shè)計(jì)文件、3D展示設(shè)計(jì)方案等化工設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)[2]。將繪圖軟件AutoCAD、流程設(shè)計(jì)軟件AspenPlus、Pro/II、三維工廠(chǎng)設(shè)計(jì)軟件pdsoft、化工計(jì)算軟件MATLAB以及基本辦公軟件MicrosoftOffice納入課程體系中,綜合鍛煉學(xué)生的計(jì)算和設(shè)計(jì)能力,提高學(xué)生工程應(yīng)用技能。
3課內(nèi)外實(shí)踐—搭建化工專(zhuān)業(yè)課實(shí)踐平臺(tái)
建立和完善了三門(mén)課程設(shè)計(jì),由單學(xué)科設(shè)計(jì)組成化工設(shè)計(jì)的實(shí)踐體系。例如化工原理課程設(shè)計(jì)主要針對(duì)單元操作進(jìn)行相關(guān)的物料和熱量計(jì)算,化工儀表與自控課程設(shè)計(jì)重在對(duì)自控變量的選擇和控制方案的選擇、化工機(jī)械課程設(shè)計(jì)重在對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的校核和設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,化工過(guò)程設(shè)計(jì)偏重于裝置平立面設(shè)置及規(guī)范。建立“課程設(shè)計(jì)模塊—化工設(shè)計(jì)大賽—畢業(yè)設(shè)計(jì)”一體化、三層次的化工設(shè)計(jì)體系;建立不間斷、遞進(jìn)式的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)機(jī)制,改革實(shí)習(xí)模式,將專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)和職業(yè)教育貫穿始終;建立“仿真操作實(shí)訓(xùn)—化工綜合訓(xùn)練—生產(chǎn)實(shí)習(xí)”校內(nèi)、校外相互結(jié)合、相互促進(jìn)的實(shí)踐訓(xùn)練體系,落實(shí)以產(chǎn)品為載體的工程能力培養(yǎng)。將教師科研問(wèn)題引入,結(jié)合學(xué)生的化工實(shí)驗(yàn)、化工見(jiàn)習(xí)、化工實(shí)習(xí)以及校內(nèi)化工實(shí)訓(xùn)鍛煉環(huán)節(jié),給予學(xué)生一定的學(xué)習(xí)任務(wù),通過(guò)課題作業(yè)或報(bào)告方式進(jìn)行結(jié)果考核,引導(dǎo)學(xué)生提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的素質(zhì)能力;以全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽為切入點(diǎn),結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)造力,進(jìn)一步聯(lián)系畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,初步創(chuàng)建化工設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目化教學(xué)課題資源庫(kù)。
4授課方式—對(duì)分課堂等教學(xué)模式引入
傳統(tǒng)教學(xué)為教師講授,通過(guò)作業(yè)和課堂的提問(wèn)形式進(jìn)行復(fù)習(xí)和檢測(cè),教學(xué)方法單一[3-4]。對(duì)分課堂的操作程序包括教師課上講授(Presentation)、學(xué)生課外內(nèi)化吸收(Assimilation)和學(xué)生課上討論(Discussion)三個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)分課堂又簡(jiǎn)稱(chēng)為PAD課堂[5]。在本課程的授課過(guò)程中,通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)的引導(dǎo),將課堂交給學(xué)生,讓學(xué)生在討論過(guò)程中能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。教師將關(guān)鍵知識(shí)進(jìn)行講解,每次上課將下節(jié)課的課題布置,通過(guò)組建團(tuán)隊(duì)形式,將課題任務(wù)分解,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料查閱并總結(jié)成果,形成完整報(bào)告;課上進(jìn)行相互切磋,由團(tuán)隊(duì)演講、討論等形式展示成果,教師評(píng)分結(jié)合分學(xué)生評(píng)分進(jìn)行結(jié)果考核;最后由教師對(duì)關(guān)鍵難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行解疑答惑,拓展提高知識(shí)和能力。在這一過(guò)程中,逐步增強(qiáng)了學(xué)生的參與度,活躍了班級(jí)氣氛,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
5化工設(shè)計(jì)課程評(píng)價(jià)體系
根據(jù)化工設(shè)計(jì)課程具有綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),因此需要采用靈活的考核形式[6]。對(duì)化工設(shè)計(jì)課程的考核形式,還可采用了以下幾種方式:(1)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽,獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)及以上名次,該課程可予以免修,直接給予學(xué)分;(2)考試形式為開(kāi)卷考試,如進(jìn)行方案系統(tǒng)分析評(píng)價(jià),作某些單元系統(tǒng)的工藝或系統(tǒng)設(shè)計(jì),以考查學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果。(3)案例教學(xué),以學(xué)生為主體,學(xué)生講解設(shè)計(jì)成果,由學(xué)生進(jìn)行評(píng)分并形成總評(píng)成績(jī)。
6結(jié)論及展望
以理論教學(xué)體系為中心,以實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,通過(guò)實(shí)習(xí)體系不斷開(kāi)拓學(xué)生的視野,在工程設(shè)計(jì)體系進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練,形成了以應(yīng)用技術(shù)工程教育為目標(biāo)的化工設(shè)計(jì)課程群。學(xué)生在設(shè)計(jì)競(jìng)賽及就業(yè)方面取得了一定的成果,在后續(xù)的實(shí)踐中,需要從以下幾個(gè)方面加強(qiáng):(1)進(jìn)一步加強(qiáng)課程團(tuán)隊(duì)師資建設(shè),一方面通過(guò)學(xué)校學(xué)院方面引進(jìn)有工廠(chǎng)工程經(jīng)驗(yàn)的工程師,另一方面加強(qiáng)雙師型培訓(xùn),將教師外派進(jìn)入工廠(chǎng)、設(shè)計(jì)院進(jìn)行學(xué)習(xí)一定時(shí)間,或利用學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)過(guò)程,同時(shí)加強(qiáng)教師培訓(xùn),以提高教師自身的實(shí)踐能力。(2)課堂教學(xué)方式改革進(jìn)一步深入,以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí),發(fā)揮學(xué)生主觀學(xué)習(xí)能動(dòng)性,理論聯(lián)系實(shí)際,提高學(xué)生的應(yīng)用技能。
參考文獻(xiàn):
[1]劉俊劭,陳培珍,范榮玉,等.應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的化工設(shè)計(jì)課程群建設(shè)初[J].化工高等教育,2017,(3):50-53.
[2]張帆,彭志遠(yuǎn),張燦.現(xiàn)代化軟件在化工設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2018,44(7):171-172.
[3]王歡,單譯.應(yīng)用型高?!痘ぴO(shè)計(jì)》課程改革與實(shí)踐[J].化工教學(xué),2017,43(7):154-155.
中圖分類(lèi)號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2013)005-175-02
《化工設(shè)備基礎(chǔ)》課程是化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課,旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)際工作需要的知識(shí)、能力與素養(yǎng),比較符合培養(yǎng)復(fù)合型人才的需要。其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)壓力容器、化工管路、塔設(shè)備、換熱設(shè)備、反應(yīng)器等典型化工設(shè)備有基本了解;同時(shí)還要了解和掌握常用機(jī)械機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理;初步掌握液塔設(shè)備、換熱器以及反應(yīng)攪拌釜的基本原理與應(yīng)用等專(zhuān)業(yè)知識(shí)。隨著當(dāng)今高職教育的人才培養(yǎng)模式改革的深入,本課程由原來(lái)的72學(xué)時(shí)改為60學(xué)時(shí),在學(xué)時(shí)減少、工程概念多、知識(shí)點(diǎn)零散的前提下,針對(duì)學(xué)生的自身特點(diǎn),我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等進(jìn)行了教學(xué)改革和實(shí)踐,取得了較好的教學(xué)效果。
1 內(nèi)容精簡(jiǎn)、由淺入深、突出重點(diǎn)
教材是進(jìn)行教學(xué)的基本工具,教材所選取的內(nèi)容直接決定授課的內(nèi)容、重點(diǎn)。教材內(nèi)容的選取也是深化教學(xué)改革、促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要表現(xiàn)。為了突出教學(xué)的改革的深度,使教學(xué)內(nèi)容能夠完全是學(xué)生達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的效果,我們?cè)诮滩膬?nèi)容的選取上廣泛的聽(tīng)取了專(zhuān)家及企業(yè)相關(guān)人員的意見(jiàn),并根據(jù)我們多年經(jīng)驗(yàn)的積累,對(duì)其進(jìn)行了精簡(jiǎn),適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
根據(jù)我院化工專(zhuān)業(yè)的課程改革的需要,從選取的內(nèi)容上,我們做了重新的改革,以開(kāi)始的化工設(shè)備常用材料到化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)、壓力容器、塔設(shè)備、換熱器、攪拌反應(yīng)釜、化工管路及設(shè)備故障診斷一共七個(gè)模塊進(jìn)行教學(xué),為學(xué)生學(xué)習(xí)其它專(zhuān)業(yè)課和新的科學(xué)技術(shù)打好基礎(chǔ),為解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題和技術(shù)改造工作打好基礎(chǔ)。
2 教學(xué)方法以理論聯(lián)系實(shí)踐、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為中心
高職高專(zhuān)的教學(xué)的中心點(diǎn)是學(xué)生,以學(xué)生為主體,在教學(xué)中能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造力,通過(guò)合適的教學(xué)方法使學(xué)生達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程并且調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。積極采用了研討式、啟發(fā)式等生動(dòng)活潑的教學(xué)方法來(lái)代替過(guò)去的死板的教學(xué)方法,學(xué)習(xí)中形成一種師生共同積極思考的課堂氛圍。授課中遇到難點(diǎn)要發(fā)動(dòng)學(xué)生開(kāi)展討論, 鼓勵(lì)學(xué)生做橫向思考, 使學(xué)生養(yǎng)成總結(jié)歸納的學(xué)習(xí)方法。在研討過(guò)程中,學(xué)生思維活躍,集思廣益, 加以老師的正確指導(dǎo),學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到加強(qiáng),同時(shí)也加深了對(duì)知識(shí)的理解。
由于《化工設(shè)備基礎(chǔ)》課程中抽象知識(shí)點(diǎn)比較多,關(guān)于機(jī)械方面的學(xué)生接觸的少,對(duì)于一些工程概念缺乏感性認(rèn)識(shí),所以我們采用多媒體作為教學(xué)手段,把在課堂上用語(yǔ)言表達(dá)難以理解的知識(shí)放在圖片上、動(dòng)畫(huà)上,使教學(xué)生動(dòng)形象,準(zhǔn)確明了,使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的信息。通過(guò)實(shí)踐證明,效果非常好。
對(duì)于我們非機(jī)械類(lèi)的學(xué)生來(lái)說(shuō),視圖和空間想象能力相對(duì)較差,對(duì)某些復(fù)雜設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖看不懂或難以想象出來(lái)。為了解決這一情況,我們結(jié)合本課程的特點(diǎn),在教學(xué)中采取一系列的方法:組織學(xué)生到本系的實(shí)訓(xùn)中心進(jìn)行參觀,培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和抽象思維的結(jié)合能力,把學(xué)生帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行講解,使教學(xué)內(nèi)容實(shí)際化,讓學(xué)生真正的做到理論與實(shí)際相結(jié)合,做到知識(shí)點(diǎn)當(dāng)場(chǎng)理解消化。
3 教學(xué)手段——項(xiàng)目化教學(xué)
根據(jù)高職高專(zhuān)學(xué)生的基礎(chǔ)特點(diǎn),我們對(duì)教學(xué)手段進(jìn)行改革。由原來(lái)的純理論教學(xué)模式改為以學(xué)生為主、以教師為主導(dǎo)的項(xiàng)目化教學(xué)。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力。課程內(nèi)容既要注重體現(xiàn)化工機(jī)械基礎(chǔ)的理論性和系統(tǒng)性,又要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水平和應(yīng)達(dá)到的知識(shí)層次,在講解基礎(chǔ)理論和基本分析方法的同時(shí),適當(dāng)?shù)匾煲恍?shí)際工程分析實(shí)例。將基本原理和方法講明講透,并使基礎(chǔ)理論要限定在工程力學(xué)和容器設(shè)計(jì)的主干上,同時(shí)注重每個(gè)模塊的連接。我們把內(nèi)容一共分為五個(gè)學(xué)習(xí)情境,每個(gè)學(xué)習(xí)情境都設(shè)計(jì)了與典型工作任務(wù)結(jié)合的學(xué)習(xí)任務(wù),在教師的指導(dǎo)下,通過(guò)完成任務(wù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教師將任務(wù)、問(wèn)題布置給學(xué)生,學(xué)生帶著任務(wù)問(wèn)題深入到課程中去,針對(duì)任務(wù)通過(guò)學(xué)習(xí)、實(shí)施、實(shí)踐體驗(yàn)等環(huán)節(jié),完成任務(wù),通過(guò)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)完成所必需掌握的知識(shí)和技能,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
4.1 進(jìn)一步加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo),不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
課程設(shè)計(jì)是教學(xué)中的一個(gè)必不可少的實(shí)踐環(huán)節(jié),是一次對(duì)知識(shí)應(yīng)用的實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng)。其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是進(jìn)行化工工藝和化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì),目的在于,一方面通過(guò)課程設(shè)計(jì),使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)能夠達(dá)到融會(huì)貫通,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力和不斷創(chuàng)新的能力。為了使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)提前有所了解,我們根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況以及設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求,編制《化工設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》,從而提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量及規(guī)范性。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我們還可以結(jié)合《化工原理》的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行完成任務(wù)。比如,根據(jù)提供的工藝條件如何選擇材料,進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算等,使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的全過(guò)程有所掌握,使課程設(shè)計(jì)更加接近實(shí)際,有利于提高學(xué)生綜合能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。另一方面,通過(guò)課程設(shè)計(jì),學(xué)生能夠根據(jù)相關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)等設(shè)計(jì)資料進(jìn)行規(guī)范化的設(shè)計(jì),使課程設(shè)計(jì)更加實(shí)際化。
4.2 校外化工企業(yè)的定向?qū)嵙?xí)
為了提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),由于我們學(xué)院的地理位置具有優(yōu)越性,我們組織學(xué)生到校外的化工企業(yè)進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。在實(shí)習(xí)過(guò)程中,通過(guò)工人的詳細(xì)講解生產(chǎn)流程以及設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使學(xué)生對(duì)各種化工設(shè)備的名稱(chēng)、結(jié)構(gòu)、原理以及用途等形成最基礎(chǔ)的了解,更有助于學(xué)生把課堂所掌握的理論知識(shí)與實(shí)習(xí)中所見(jiàn)所聞的實(shí)際充分的結(jié)合起來(lái),能夠把書(shū)本的知識(shí)得到實(shí)際應(yīng)用,加深了對(duì)知識(shí)的理解,更能讓學(xué)生對(duì)本課程逐步增加學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí),使學(xué)生接觸企業(yè),了解化工工廠(chǎng),走近崗位,能夠提前做好參加工作的準(zhǔn)備。通過(guò)實(shí)習(xí),掌握一些重要設(shè)備的常規(guī)操作要領(lǐng),了解安全注意事項(xiàng),提高工程思想,初步達(dá)到職業(yè)化的要求。
5 考核方式的改革
考核是我們對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的全面測(cè)試。我們對(duì)學(xué)生的考核主要通過(guò)三個(gè)方面進(jìn)行:平時(shí)成績(jī)、課程設(shè)計(jì)成績(jī)和筆試成績(jī)。其中平時(shí)成績(jī)占30%,包括學(xué)生的出勤情況、課上參與情況以及針對(duì)教師布置的任務(wù)是否按要求完成以及完成的效果;課程設(shè)計(jì)成績(jī)占30%,包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的書(shū)寫(xiě)情況、設(shè)計(jì)內(nèi)容完成情況以及最終設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的正確性;筆試成績(jī)占40%,我們采用閉卷的方式進(jìn)行考核,重點(diǎn)是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的測(cè)試,適當(dāng)?shù)脑黾右恍├碚撏茖?dǎo),不僅可以強(qiáng)化了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí),也適當(dāng)?shù)奶岣吡嗣}的范圍,更加擴(kuò)充知識(shí)范圍,能夠使學(xué)生的筆試成績(jī)充分的反應(yīng)出對(duì)基本知識(shí)的掌握程度。
6 課程改革的實(shí)施效果
《化工設(shè)備基礎(chǔ)》課程經(jīng)過(guò)了課程建設(shè)與改革,課程建設(shè)組成員針對(duì)該課程及本院學(xué)生的特點(diǎn),嘗試從教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和綜合課程設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了改革,積極探索符合該課程特點(diǎn)的教學(xué)方法。經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明,改革之后對(duì)提高本課程的教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題能力都起到了很大的作用,為學(xué)生后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)鋪路,同時(shí)也提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
一、精選課程內(nèi)容,完善課程體系建設(shè)
《化工設(shè)計(jì)》是一門(mén)綜合性課程,涉及的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)范圍廣,它要求學(xué)生具備四大基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的同時(shí),必須掌握《化工原理》、《化工儀表及自動(dòng)化》、《化工熱力學(xué)》、《化工工藝學(xué)》、《化工分離工程》和《化學(xué)反應(yīng)工程》等課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。鑒于課程內(nèi)容的豐富性、復(fù)雜性與教學(xué)學(xué)時(shí)限制的矛盾,選擇一本合適的教材并結(jié)合本校教學(xué)實(shí)際對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整顯得尤為重要??紤]到我校《化工設(shè)計(jì)》理論課只有2個(gè)學(xué)分,選擇教育部高等學(xué)?;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦教材――李國(guó)庭等編著、化學(xué)工業(yè)出版社出版的《化工設(shè)計(jì)概論》作為本課程教學(xué)的教材。在具體的教學(xué)內(nèi)容上還要結(jié)合相關(guān)課程(如《化工原理》、《化工原理課程設(shè)計(jì)》和《化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析》等)的講授情況進(jìn)行選擇和取舍。例如,對(duì)《化工原理》和《化工原理課程設(shè)計(jì)》等課程已重點(diǎn)講授的化工設(shè)備(如換熱器、精餾塔、過(guò)濾機(jī)等)的設(shè)計(jì)與選型僅做簡(jiǎn)單介紹,而化工設(shè)計(jì)概算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)這部分內(nèi)容由于與《化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析》課程重合,則由學(xué)生自學(xué)。相反,對(duì)教材中未專(zhuān)門(mén)提及的固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)則加以補(bǔ)充介紹。為了滿(mǎn)足工程教育認(rèn)證的要求,在《化工設(shè)計(jì)》相關(guān)的課程體系建設(shè)方面,在大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)《化工原理一》、《化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析》、《化工儀表與自動(dòng)化》、《化工熱力學(xué)》、《計(jì)算機(jī)在化工中的應(yīng)用》等課程;在大三下學(xué)期開(kāi)設(shè)《化工原理二》、《化工分離工程》、《化學(xué)反應(yīng)工程》、《化工過(guò)程分析與合成》、《化工安全與環(huán)?!返日n程;在大四上學(xué)期開(kāi)設(shè)《化工設(shè)計(jì)》和《化工過(guò)程課程設(shè)計(jì)》課程;在大四下學(xué)期開(kāi)設(shè)《畢業(yè)設(shè)計(jì)》。其中,《化工設(shè)計(jì)》課程進(jìn)行化工設(shè)計(jì)程序、化工設(shè)備選型和計(jì)算、車(chē)間設(shè)計(jì)、非工藝專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)和施工圖設(shè)計(jì)等內(nèi)容的教學(xué),側(cè)重于與化工設(shè)計(jì)相關(guān)的理論知識(shí)的串聯(lián)與綜合。而《化工過(guò)程課程設(shè)計(jì)》和《畢業(yè)設(shè)計(jì)》,則更為強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性,學(xué)生將綜合運(yùn)用學(xué)到的知識(shí),利用計(jì)算機(jī)軟件完成一個(gè)具體的、完整的化工設(shè)計(jì)任務(wù)。
二、改善課堂教學(xué)形式,加強(qiáng)教師和學(xué)生的交流及學(xué)生之間的交流
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)通常采用“教師講、學(xué)生聽(tīng)”這種模式,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性,不利于學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、社會(huì)適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。我校在《化工設(shè)計(jì)》課程教學(xué)過(guò)程中,根據(jù)教學(xué)進(jìn)度,在可行性研究和工藝路線(xiàn)選擇等環(huán)節(jié),擬定若干個(gè)不同的題目,學(xué)生5人為一組,選擇一個(gè)題目并圍繞各主題進(jìn)行資料查找、分析與討論。工作完成后,各小組通過(guò)PPT展示介紹本組的設(shè)計(jì)工作,其他同學(xué)積極參加討論,分析該工藝過(guò)程的優(yōu)缺點(diǎn)并提出改進(jìn)意見(jiàn),最后由任課教師進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)這種教學(xué)形式,較大程度地提高了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,增強(qiáng)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,學(xué)生的工程實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力也得到了鍛煉和提高。
三、強(qiáng)化計(jì)算機(jī)在化工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
當(dāng)前,計(jì)算機(jī)在化工設(shè)計(jì)中已成為一種不可或缺的基本工具。在化工設(shè)計(jì)過(guò)程中,工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)、設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算、3D工廠(chǎng)設(shè)計(jì)、工藝流程圖的繪制均離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。我校在《計(jì)算機(jī)在化工中的應(yīng)用》課程中重點(diǎn)介紹運(yùn)用AutoCAD軟件進(jìn)行工藝流程圖的設(shè)計(jì)、運(yùn)用Excel軟件進(jìn)行化工過(guò)程的物料衡算和能量衡算、運(yùn)用ASPEN Plus進(jìn)行流程模擬。而利用CADWorx軟件進(jìn)行3D工廠(chǎng)設(shè)計(jì)則是在參加全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽以及《化工過(guò)程課程設(shè)計(jì)》中得到實(shí)際應(yīng)用。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)23-0072-02
“集散控制系統(tǒng)”是一類(lèi)分散控制、集中管理的共用控制、共用顯示的開(kāi)放的儀表計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),綜合了計(jì)算機(jī)、通信、顯示與控制等(4C)技術(shù),并隨4C技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。自20世紀(jì)70年代中期第一套集散控制系統(tǒng)誕生以來(lái),已在國(guó)內(nèi)外工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。[1]“集散控制系統(tǒng)”是自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)(尤其是熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè))的核心專(zhuān)業(yè)課,其教學(xué)分為課程教學(xué)與課程設(shè)計(jì)教學(xué)兩部分。從系統(tǒng)科學(xué)視野來(lái)看,課程教學(xué)與課程設(shè)計(jì)教學(xué)是DCS教學(xué)體系中的兩大元素,相互作用形成有機(jī)結(jié)構(gòu),根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)整體性原理,1+1>2,即整體功能大于兩元素功能之和,[2]因此要提高“集散控制系統(tǒng)”教學(xué)效果有以下兩個(gè)途徑:一是分別改進(jìn)課程教學(xué)體系與課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系;二是加強(qiáng)兩者的相互作用,形成有機(jī)結(jié)構(gòu),派生出更多新功能,從而提升教學(xué)效果。為了培養(yǎng)符合新形勢(shì)下發(fā)電行業(yè)對(duì)熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)要求,本文以長(zhǎng)沙理工大學(xué)熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)為例,探討了“集散控制系統(tǒng)”教學(xué)體系的改革。
一、“集散控制系統(tǒng)”課程教學(xué)體系改革
1.修訂教學(xué)大綱
教學(xué)大綱是課程的教學(xué)綱要。經(jīng)過(guò)課程教研組多次討論,結(jié)合熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的最新培養(yǎng)計(jì)劃,依據(jù)拓寬基礎(chǔ)、加強(qiáng)素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)思路修訂了“集散控制系統(tǒng)”的教學(xué)大綱,進(jìn)一步明確了“集散控制系統(tǒng)”在整個(gè)專(zhuān)業(yè)課程體系中的地位和作用,指出了教學(xué)目標(biāo)與期望值,規(guī)定了基本教學(xué)任務(wù)和要求。
2.編寫(xiě)教案講義
教案是教師實(shí)施教學(xué)計(jì)劃與組織課程教學(xué)的方案,即為教學(xué)程序。課程教研組在教學(xué)中選用過(guò)兩種參考教材,所選課程教材內(nèi)容比較全面。但是由于集散控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展,所選教材的部分內(nèi)容已跟不上技術(shù)的更新發(fā)展。為此,根據(jù)最新修訂的教學(xué)大綱,參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)火力發(fā)電機(jī)組最新技術(shù)和集散控制系統(tǒng)相關(guān)教材,結(jié)合課程組近幾年形成的教學(xué)與科研成果,編寫(xiě)了“集散控制系統(tǒng)”課程的教案與內(nèi)部講義。
3.更新教學(xué)內(nèi)容
“集散控制系統(tǒng)”課程的內(nèi)容涉及到熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的幾乎所有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程及專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)。隨著集散控制系統(tǒng)的迅速發(fā)展,知識(shí)與技術(shù)日新月異,要適應(yīng)社會(huì)發(fā)展與需求,就必須在教學(xué)過(guò)程中關(guān)注新型集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì),[5]比較各廠(chǎng)家產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn),更新教師的知識(shí)體系。課程教學(xué)結(jié)束后召開(kāi)總結(jié)討論會(huì),根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及教學(xué)過(guò)程中反饋的信息,反思教學(xué)內(nèi)容編排的合理性與先進(jìn)性,推陳出新,保持教學(xué)內(nèi)容的前沿性。同時(shí)要做到內(nèi)容的開(kāi)放式,注意銜接其他專(zhuān)業(yè)課程相關(guān)內(nèi)容,將檢測(cè)技術(shù)與控制儀表、熱工過(guò)程控制系統(tǒng)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、智能控制技術(shù)與控制系統(tǒng)仿真技術(shù)等課程相關(guān)知識(shí)融入到具體的集散控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中,從而提高學(xué)生集散控制系統(tǒng)的分析與綜合能力。
4.改進(jìn)教學(xué)方法與教學(xué)方式
針對(duì)具有不同特點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn),采取不同的教學(xué)方式方法。在對(duì)集散控制系統(tǒng)的基本概念與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí),結(jié)合PPT、Flash等多媒體課件,以講授為主、討論為輔開(kāi)展課堂教學(xué),盡量活躍課程氣氛,把知識(shí)點(diǎn)講解的淺顯易懂,做到重點(diǎn)難點(diǎn)突出,在關(guān)鍵處設(shè)置問(wèn)題,啟發(fā)學(xué)生思考。針對(duì)算法組態(tài)與人機(jī)界面內(nèi)容,需要實(shí)踐動(dòng)手的較多,考慮到實(shí)驗(yàn)課時(shí)的有限性,安排學(xué)生自己安裝好組態(tài)王與DCS教學(xué)仿真軟件,課堂教師結(jié)合實(shí)例一邊講解一邊示范,學(xué)生一邊聽(tīng)講一邊學(xué)習(xí)組態(tài)。在講授數(shù)據(jù)通信時(shí),結(jié)合某電廠(chǎng)科研課題,分析與DCS通信遇到的問(wèn)題及其解決方案,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。積極探索開(kāi)發(fā)并充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),為學(xué)生提供靈活自主的第二課堂,拓寬了學(xué)生的視野,改善了師生的交流途徑。[3]
5.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
“集散控制系統(tǒng)”課程的所有實(shí)驗(yàn)都在集散控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教室進(jìn)行,以前由實(shí)驗(yàn)室教師單獨(dú)承擔(dān),為了實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的無(wú)縫對(duì)接,現(xiàn)由實(shí)驗(yàn)室教師與任課教師聯(lián)合承擔(dān),共同編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)書(shū),指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。根據(jù)集散控制系統(tǒng)教學(xué)大綱,由于教學(xué)時(shí)間的限制,安排學(xué)生利用課外時(shí)間進(jìn)行六個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),在和利時(shí)MACS系統(tǒng)上開(kāi)設(shè)了四個(gè)設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn),[4]包括一階單容水箱對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)、單容水箱液位PID控制實(shí)驗(yàn)、雙容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及煤燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
二、“集散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)體系改革
“集散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”是熱工自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)繼“集散控制系統(tǒng)”課程之后一個(gè)至關(guān)重要的工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是將書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際運(yùn)用能力的關(guān)鍵步驟,其學(xué)時(shí)為兩周。其目的在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的集散控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,進(jìn)一步發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與工程實(shí)踐能力,即加深學(xué)生對(duì)熱工自動(dòng)化工作的認(rèn)識(shí),提升畢業(yè)入職后的工作能力。這里主要從教學(xué)大綱、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)、課程設(shè)計(jì)選題、指導(dǎo)教師的團(tuán)隊(duì)化等方面探索“集散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)體系的改革。
1.教學(xué)大綱修訂
根據(jù)熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案,在修訂“集散控制系統(tǒng)”教學(xué)大綱的同時(shí),修訂“集散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)大綱。修訂過(guò)程中,密切聯(lián)系“集散控制系統(tǒng)”知識(shí)點(diǎn),明確課程設(shè)計(jì)目的是力爭(zhēng)全面應(yīng)用課程所學(xué)知識(shí)進(jìn)行現(xiàn)代電廠(chǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),使得學(xué)生熟練掌握集散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與基本技能。大綱規(guī)定了設(shè)計(jì)的基本要求、設(shè)計(jì)時(shí)間、選題原則、考核方式。
2.課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)與選題優(yōu)化
“集散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”主要圍繞當(dāng)前火力發(fā)電廠(chǎng)主流容量機(jī)組的鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),給出了爐膛壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、燃燒過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、除氧器水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、除氧器壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、汽包水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與磨煤機(jī)解耦控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等八個(gè)設(shè)計(jì)課題。且這些題目會(huì)根據(jù)電廠(chǎng)自動(dòng)化的發(fā)展適時(shí)更新,盡量遴選能激發(fā)學(xué)生興趣具有挑戰(zhàn)性或前沿性的課題。一般安排5~7名學(xué)生為一課題小組,要求各小組選出一名學(xué)生任組長(zhǎng),將課題設(shè)計(jì)分解成若干部分,小組成員分工協(xié)作。各小組分別完成總體方案設(shè)計(jì)、硬件選型、確定軟件需求、組態(tài)圖設(shè)計(jì)、SAMA圖繪制、算法組態(tài)、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和答辯等任務(wù),進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)合作精神及創(chuàng)新能力。
3.指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)探索
課程設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中要體現(xiàn)素質(zhì)教育的實(shí)施,必須強(qiáng)化指導(dǎo)教師的主導(dǎo)作用。因而,組建一個(gè)優(yōu)秀的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)勢(shì)在必行。指導(dǎo)教師必須有豐富的DCS設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)電廠(chǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域有解決實(shí)際問(wèn)題的工作積累,富有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神,更應(yīng)具備高度的責(zé)任心。加強(qiáng)“集散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)建設(shè),一方面組織任課教師與試驗(yàn)指導(dǎo)教師到電廠(chǎng)進(jìn)行工程化培訓(xùn),主要目的在于豐富教師的集散控制系統(tǒng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);另一方面聘請(qǐng)實(shí)習(xí)基地或有合作關(guān)系的電廠(chǎng)中的熱工自動(dòng)化工程師擔(dān)任輔助指導(dǎo)教師。同時(shí)注重青年教師科研能力的培養(yǎng),通過(guò)參與相關(guān)科研項(xiàng)目,把科研成果凝練成案例指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課程設(shè)計(jì)。[5]指導(dǎo)教師中既有理論功底深厚的任課教師、實(shí)驗(yàn)知識(shí)豐富的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師,又有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的熱工自動(dòng)化工程師,從而逐步組建一支奮發(fā)有為的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)。
三、強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)教學(xué)與專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的聯(lián)系
“集散控制系統(tǒng)”教學(xué)主要圍繞培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力而展開(kāi)。因而“集散控制系統(tǒng)”課程教學(xué)必須與“集散控制系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)教學(xué)有機(jī)融合。在課程教學(xué)階段,根據(jù)課程教研小組統(tǒng)一安排,把“集散控制系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)的題目及設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)下發(fā)給學(xué)生,從而使得課程教學(xué)基本圍繞課程設(shè)計(jì)進(jìn)行。在原本枯燥的專(zhuān)業(yè)課教學(xué)中引進(jìn)了類(lèi)似“案例教學(xué)”的方式,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的針對(duì)性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與目的,使理論與實(shí)踐能夠適時(shí)地統(tǒng)一起來(lái),提高了教學(xué)效果。[6]因此,學(xué)生在理論教學(xué)階段即可基本完成“集散控制系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)的建模與算法設(shè)計(jì)部分內(nèi)容,大大節(jié)省了課程設(shè)計(jì)時(shí)間,讓學(xué)生騰出寬裕的時(shí)間挖掘創(chuàng)造性設(shè)計(jì)潛能。通過(guò)強(qiáng)化“集散控制系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系與專(zhuān)業(yè)課教學(xué)體系的聯(lián)系,不僅可以使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相得益彰,也促進(jìn)了集散控制系統(tǒng)教學(xué)效果的提升。
四、總結(jié)
在近幾年的教學(xué)過(guò)程中,課程教研小組對(duì)“集散控制系統(tǒng)”教學(xué)體系改革進(jìn)行了探索。通過(guò)集散控制系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課程及其課程設(shè)計(jì)教學(xué),加深了學(xué)生對(duì)集散控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)理論知識(shí)的整體認(rèn)識(shí),理論知識(shí)和工程實(shí)踐實(shí)現(xiàn)了有機(jī)融合,提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力與團(tuán)隊(duì)精神,提升了整體教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]羅永剛.“集散控制系統(tǒng)”教學(xué)改革和實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育,
2013,(11):54-55.
[2]宋燕.系統(tǒng)科學(xué)視域下的課堂教學(xué)改革探討[J].廣西教育,2010,
(5):19-20.
[3]王軼卿,張,趙英凱.“集散控制系統(tǒng)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育,2009,(1):92-93.
2課程設(shè)計(jì)組織與實(shí)施
我校環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)共有兩個(gè)班,課程設(shè)計(jì)分為四個(gè)大組,15人一組,每組由一名教師指導(dǎo),承擔(dān)一套裝置的工程分析專(zhuān)題。課程組在已經(jīng)完成的石油石化項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書(shū)中,選取了10套典型裝置的工程分析章節(jié),經(jīng)統(tǒng)一整理后設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)題庫(kù)供課程設(shè)計(jì)使用。在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始之前,首先由指導(dǎo)教師進(jìn)行石油石化類(lèi)項(xiàng)目環(huán)評(píng)內(nèi)容及要點(diǎn)的講座,對(duì)即將進(jìn)行設(shè)計(jì)的幾套裝置的主要特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,對(duì)課程設(shè)計(jì)中可能涉及的問(wèn)題予以提醒和澄清,從而使學(xué)生們掌握石油石化項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程分析專(zhuān)題的編制格式及要點(diǎn),在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠做到有的放矢。然后由指導(dǎo)教師給學(xué)生發(fā)放相關(guān)裝置的可行性研究報(bào)告,并布置前期工作要求:(1)查閱相關(guān)法律法規(guī)、環(huán)評(píng)導(dǎo)則及標(biāo)準(zhǔn),列出工程分析專(zhuān)題所需的各項(xiàng)內(nèi)容;(2)熟悉AutoCAD繪圖軟件的用法;參考裝置的可行性研究報(bào)告,熟悉裝置的工藝原理、工藝流程、污染源及污染物;(3)查閱石油石化裝置物料平衡、硫平衡、水平衡的計(jì)算方法;(4)查閱石油石化裝置涉及的污染治理措施。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,各組每隔兩天進(jìn)行一次集體討論和答疑,在討論過(guò)程中,指導(dǎo)教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生把自己在課程設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題、解決的方法、收獲體會(huì)以及不完善之處及時(shí)進(jìn)行總結(jié),同時(shí)教師利用提問(wèn)等方式,及時(shí)掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)展和存在的問(wèn)題。最終上交的課程設(shè)計(jì)成果包括裝置的工程分析專(zhuān)題報(bào)告和應(yīng)用AutoCAD軟件繪制的裝置工藝流程及污染源位置圖。工程分析專(zhuān)題報(bào)告的具體內(nèi)容包括:(1)裝置規(guī)模及組成;(2)原料及產(chǎn)品方案;(3)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析(一圖一表);(4)污染源源強(qiáng)分析與核算過(guò)程;(5)裝置平衡性分析(物料平衡、硫平衡和水平衡);(6)裝置的污染源、污染物及治理措施。
3課程設(shè)計(jì)過(guò)程中需要進(jìn)一步完善的問(wèn)題
3.1加強(qiáng)學(xué)生的讀圖能力和繪圖能力
裝置的可行性研究報(bào)告中給出的是裝置的工程設(shè)計(jì)工藝流程圖,而環(huán)評(píng)報(bào)告中需要的是裝置的工藝流程及污染源位置圖,重點(diǎn)關(guān)注工藝過(guò)程中產(chǎn)生污染物的具體部位、污染物的種類(lèi)和數(shù)量。這就需要學(xué)生首先會(huì)讀圖,把工程設(shè)計(jì)工藝流程圖中的設(shè)備及物料進(jìn)出情況摸清,然后將流程進(jìn)行相應(yīng)簡(jiǎn)化,突出污染源分布情況,同時(shí)要保證流程的完整性,最后應(yīng)用AutoCAD軟件完成裝置的工藝流程及污染源位置圖。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),有些同學(xué)在讀圖方面存在一定困難,而有些同學(xué)對(duì)AutoCAD繪圖軟件操作不熟練,繪圖速度較慢。因此需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生讀圖能力的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力,使學(xué)生具有較強(qiáng)的構(gòu)思草圖的能力,同時(shí)應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生掌握AutoCAD軟件繪圖的基礎(chǔ)知識(shí),這樣才能保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。
3.2培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力和創(chuàng)新的能力
學(xué)生查閱文獻(xiàn)的過(guò)程中,不僅要高質(zhì)量地完成老師布置的任務(wù),還應(yīng)拓展與課程設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)面,提高自身的綜合素質(zhì),這不僅需要學(xué)生自己的努力,也需要指導(dǎo)教師的配合。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極查閱資料和復(fù)習(xí)有關(guān)教科書(shū),學(xué)會(huì)正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力。設(shè)計(jì)過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生多做深層次思考,綜合考慮環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性,強(qiáng)化學(xué)生綜合和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時(shí),學(xué)生過(guò)于依賴(lài)互聯(lián)網(wǎng),對(duì)信息的來(lái)源往往缺乏考證,指導(dǎo)教師應(yīng)加強(qiáng)這方面的督導(dǎo),要強(qiáng)調(diào)信息的權(quán)威性。
3.3保證課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定的公平性
由于課程設(shè)計(jì)每組參與同學(xué)較多,指導(dǎo)老師有限,設(shè)計(jì)內(nèi)容相同,造成部分同學(xué)以逸待勞,提交的課程設(shè)計(jì)報(bào)告和繪圖存在抄襲現(xiàn)象。針對(duì)此問(wèn)題,指導(dǎo)教師應(yīng)合理分配學(xué)生的任務(wù),保證任務(wù)的交叉性和獨(dú)特性;應(yīng)完善課程管理,根據(jù)學(xué)生討論發(fā)言情況、文獻(xiàn)查閱情況等,加大平時(shí)成績(jī)所占比例,同時(shí)在課程設(shè)計(jì)完成后增加答辯環(huán)節(jié),每組學(xué)生需要面向兩位以上指導(dǎo)教師組成的評(píng)審小組進(jìn)行匯報(bào)和答辯,從而斷絕環(huán)評(píng)報(bào)告的抄襲現(xiàn)象,保證課程設(shè)計(jì)成績(jī)的公平性。
2基于CDIO工程教育理念的化工原理實(shí)踐教學(xué)探索
2.1化工見(jiàn)習(xí)與理論課程緊密結(jié)合,增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力
基于化工見(jiàn)習(xí)在化工專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的重要地位,并與理論教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合,因此建議規(guī)劃在不同時(shí)期分別進(jìn)行3~5次化工生產(chǎn)企業(yè)的見(jiàn)習(xí)活動(dòng),每次活動(dòng)側(cè)重點(diǎn)不同。見(jiàn)習(xí)前要求學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)企業(yè)的工藝流程加以了解和認(rèn)識(shí),并對(duì)相關(guān)單元操作內(nèi)容進(jìn)行分析;見(jiàn)習(xí)過(guò)程中仔細(xì)觀察實(shí)際設(shè)備及操作,認(rèn)真聽(tīng)取工廠(chǎng)企業(yè)老師的講解,積極思考問(wèn)題并能提出問(wèn)題;在見(jiàn)習(xí)結(jié)束后能夠及時(shí)進(jìn)行總結(jié),寫(xiě)出感受。教師在課堂上針對(duì)見(jiàn)習(xí)中的現(xiàn)象和問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)基本理論和操作。例如在西安創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司的見(jiàn)習(xí)活動(dòng)中,要求學(xué)生掌握污水處理的工藝流程,積極思考在污水處理過(guò)程中所涉及到的基本理論。在整個(gè)污水處理過(guò)程中,只有提升井處提供整個(gè)工藝過(guò)程中的流體流動(dòng)能量,這一過(guò)程加深了學(xué)生對(duì)柏努力能量守恒深入理解;通過(guò)觀察和學(xué)習(xí),要能掌握有關(guān)泵的相關(guān)知識(shí)及操作,包括泵的選擇、開(kāi)啟泵及關(guān)閉泵需要注意事項(xiàng),泵的流量調(diào)節(jié)等;見(jiàn)習(xí)內(nèi)容原理除了涉及流體流動(dòng)及輸送機(jī)械外,還涉及了非均相物系的分離,包括浮選、沉降,壓濾等內(nèi)容,有的內(nèi)容在化工原理課本上并沒(méi)有詳細(xì)的講解,但可以引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行對(duì)比分析,去構(gòu)思討論有無(wú)其他更好的處理方式或設(shè)備操作,這樣既加深了對(duì)理論的掌握,又能為將來(lái)的工程設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備工作。在西安熱電廠(chǎng)見(jiàn)習(xí)過(guò)程中,重點(diǎn)對(duì)傳熱及蒸發(fā)的內(nèi)容進(jìn)行深入理解和掌握,通過(guò)預(yù)習(xí),提出問(wèn)題——如何有效的傳熱及節(jié)約能耗,工程經(jīng)濟(jì)性的原則在工廠(chǎng)中是如何體現(xiàn)的?在實(shí)踐中觀察實(shí)際設(shè)備的具體操作,能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行分析,并提出自己的解決方案。在南風(fēng)日化見(jiàn)習(xí)過(guò)程中,重點(diǎn)要了解精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)的特點(diǎn),并對(duì)攪拌過(guò)程、離心過(guò)程、干燥過(guò)程及產(chǎn)品分析檢測(cè)、包裝過(guò)程進(jìn)行學(xué)習(xí),為后期的設(shè)計(jì)性試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)這一系列的活動(dòng),架通了枯燥理論與生產(chǎn)實(shí)踐間的橋梁,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)的重要性,同時(shí)積極思考進(jìn)行創(chuàng)新,為將來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作積極準(zhǔn)備。
2.2化工綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā),鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)自主創(chuàng)新性
化工原理實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),項(xiàng)目組在此基礎(chǔ)上提出了綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性試驗(yàn)要求。要求學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品項(xiàng)目的開(kāi)發(fā),從構(gòu)思產(chǎn)品項(xiàng)目、設(shè)計(jì)工藝流程,具體實(shí)施及開(kāi)展操作都按照化工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行,從查閱資料、繪制流程圖,實(shí)驗(yàn)操作、檢測(cè)分析、數(shù)據(jù)處理及分析、團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)等多個(gè)角度鍛煉了學(xué)生的能力。例如針對(duì)串聯(lián)流動(dòng)反應(yīng)器停留時(shí)間分布測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)間歇操作產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì),給出設(shè)計(jì)題目-洗滌劑生產(chǎn),并提出針對(duì)反應(yīng)釜如何確定該設(shè)備的最大生產(chǎn)能力,要求學(xué)生去完成該項(xiàng)目。首先查閱資料,備齊生產(chǎn)的基本原料,然后確定工藝路線(xiàn)及配方,最后進(jìn)行生產(chǎn)操作;要確定間歇釜的最大生產(chǎn)能力需要測(cè)定化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù),即要清楚化學(xué)反應(yīng)的宏觀動(dòng)力學(xué)方程及本征動(dòng)力學(xué)方程,應(yīng)用已有設(shè)備,通過(guò)電導(dǎo)率數(shù)值的變化來(lái)測(cè)定反應(yīng)的速率,問(wèn)題逐步解決。這一過(guò)程既體現(xiàn)了學(xué)生的自主創(chuàng)新性,又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深了對(duì)理論的理解。在綜合性實(shí)驗(yàn)方面分別進(jìn)行了以下的工作,內(nèi)容見(jiàn)表1。在綜合性試驗(yàn)中,一方面要求學(xué)生提前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作,在有限的時(shí)間內(nèi)合理安排實(shí)驗(yàn);另一方面要求老師付出更多的時(shí)間和精力去指導(dǎo);再次要求不同小組學(xué)生間進(jìn)行合理的任務(wù)分解,分別在不同時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)中完成,然后分組討論給出相應(yīng)的結(jié)論,這樣進(jìn)一步增加了學(xué)生間的交流,有助于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
2.3基于工程創(chuàng)新的化工原理課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生的綜合能力的鍛煉環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的工程理念及寫(xiě)作技能,為將來(lái)的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))打下基礎(chǔ),為進(jìn)入生產(chǎn)企業(yè)儲(chǔ)備技能。因此,該環(huán)節(jié)要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,可以給定某范圍或某一個(gè)生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生就感興趣的某一方面進(jìn)行設(shè)計(jì),例如在前面提到過(guò)的污水處理過(guò)程,熱電廠(chǎng)蒸汽利用過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容包括工藝流程、主要設(shè)備及操作條件。同時(shí),對(duì)說(shuō)明書(shū)的規(guī)范給予嚴(yán)格要求,以便能夠達(dá)到工程技術(shù)的基本要求。另外,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)教師要了解生產(chǎn),積極與企業(yè)進(jìn)行合作,選題盡可能與當(dāng)?shù)匾痪€(xiàn)化工生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合。