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時(shí)間:2022-07-16 07:25:42
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇換熱器畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié),它們將為您的寫作提供全新的視角,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。
1、風(fēng)冷熱泵的工作原理
熱泵的供熱循環(huán)與制冷循環(huán)均系逆卡諾循環(huán),只不過在空調(diào)器的制冷系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)四通換向閥,改變冬、夏季制冷劑流動(dòng)方向來(lái)達(dá)到此目的。這樣一臺(tái)機(jī)組夏季可進(jìn)行供冷,冬季又可進(jìn)行供熱。風(fēng)冷熱泵機(jī)組是利用室內(nèi)外空氣作冷熱源,它不用冷卻水泵、冷卻水管路及冷卻塔,省去了龐大的冷卻水系統(tǒng);不占機(jī)房面積,投資省,安裝方便;冬季供暖節(jié)電,不污染環(huán)境,對(duì)環(huán)保有利;維修保養(yǎng)也方便。在水源緊張環(huán)境溫度為-5℃~43℃的地區(qū)及長(zhǎng)江流域一帶和以南的地區(qū),冬季較冷又無(wú)采暖設(shè)施的地區(qū)尤其適用。
2、工程概況
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)對(duì)象為長(zhǎng)沙市某電力局綜合調(diào)度大樓,該大樓位于長(zhǎng)沙市內(nèi),由主樓和群樓組成。其中主樓有十五層,群樓高兩層??偨ㄖ娣e13626平方米,空調(diào)面積為6112平方米。夏季最大制冷量763KW,冬季供熱量為458KW。選用兩臺(tái)風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組,
3、負(fù)荷計(jì)算
本設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算分各層各個(gè)房間各個(gè)方向進(jìn)行逐時(shí)計(jì)算,包括墻、窗等維護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算負(fù)荷、人員設(shè)備照明等的計(jì)算負(fù)荷。經(jīng)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)歸納,得出夏季所需冷量為762KW,冬季供熱量為458KW。
4、空氣處理過程
本設(shè)計(jì)采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng),風(fēng)機(jī)盤管不承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷。新風(fēng)經(jīng)處理后直接送入各個(gè)房間。
5、空調(diào)系統(tǒng)
該空調(diào)系統(tǒng)為風(fēng)冷熱泵系統(tǒng),無(wú)冷卻水系統(tǒng),與常規(guī)水冷系統(tǒng)相比,無(wú)冷卻塔、冷卻水泵的噪音,有利于環(huán)保;本設(shè)計(jì)根據(jù)初投資和運(yùn)行管理費(fèi)用的分析,最后決定采用該系統(tǒng),該系統(tǒng)簡(jiǎn)單,易操作,運(yùn)行管理費(fèi)用相對(duì)較低,是一種良好的選擇。
5.1空調(diào)水系統(tǒng)
本設(shè)計(jì)中的空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)樓層性質(zhì)和功能,分為兩個(gè)系統(tǒng)。其中,一、二層劃為系統(tǒng)一;三至十五層劃為系統(tǒng)二。各個(gè)水系統(tǒng)在水平和豎直方向上都采用同程式,這樣有利于水力平衡,減少平衡閥的投資。
5.2空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)
本設(shè)計(jì)采用分層設(shè)置水平式新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)通過從外墻開洞從外墻吸取。新風(fēng)機(jī)組在主樓是每層選用一臺(tái)。在右側(cè)的走廊引新風(fēng)。裙樓處第一層選用兩臺(tái)新風(fēng)機(jī)組,第二層選用三臺(tái)新風(fēng)機(jī)組。其一是在右側(cè)的走廊引新風(fēng),其二在庭院處引新風(fēng)到營(yíng)業(yè)大廳和會(huì)議室。在新風(fēng)機(jī)組的入口處設(shè)防火閥。
6、空調(diào)冷熱源
本設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組,這種設(shè)備夏天可供冷,冬天又可回收和利用低位熱能供熱,它無(wú)需專用鍋爐房,不污染環(huán)境,應(yīng)用靈活;是本設(shè)計(jì)對(duì)象的良好選擇。本設(shè)計(jì)中的冷熱水機(jī)組尺寸不大,水泵可內(nèi)置,節(jié)約了水泵的占地面積,更加減少了土地的投資。且本機(jī)組可以采用自動(dòng)控制,由電腦操作,方便簡(jiǎn)單。
7、機(jī)組布置
由于本設(shè)計(jì)對(duì)象為異性結(jié)構(gòu),且由群樓和主樓組成,主樓星型結(jié)構(gòu),中間受力,故本設(shè)計(jì)機(jī)組布置于群樓樓頂,供水管向上引一跟管向上給系統(tǒng)二供水,向下引一跟管給系統(tǒng)一向下供水,回水管亦然。這樣比起機(jī)組置于主樓樓頂或地下室的情形,減少了水管的投資,更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
8、結(jié)霜除霜問題
隨著節(jié)能呼聲的高漲,風(fēng)冷熱泵機(jī)組以其對(duì)水資源的節(jié)省而受到越來(lái)越多的青睞。但風(fēng)冷熱泵機(jī)組在制熱運(yùn)行時(shí),由于室外溫度低,其蒸發(fā)器表面會(huì)逐漸結(jié)霜。隨著霜層的加厚,室內(nèi)冷凝器的出水溫度和制熱能力逐漸降低。定期除霜成為保障風(fēng)冷熱泵機(jī)組正常運(yùn)行的必要步驟,也吸引了越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的除霜方法是采用四通閥換向,將室外換熱器轉(zhuǎn)換成冷凝器來(lái)進(jìn)行。故除霜所需的熱量是從室內(nèi)環(huán)境的吸熱量、室內(nèi)換熱器蓄熱量、壓縮機(jī)消耗電力和壓縮機(jī)蓄熱量這四部分熱量之和。從人體舒適性角度考慮,室內(nèi)換熱器風(fēng)扇在除霜時(shí)停止運(yùn)行。由于該除霜方式需從室內(nèi)換熱器和室內(nèi)環(huán)境吸收熱量,故存在以下缺點(diǎn):①除霜時(shí)間長(zhǎng);②因室內(nèi)風(fēng)扇停止運(yùn)行,室內(nèi)機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間吹不出熱風(fēng);③需從室內(nèi)環(huán)境取熱,室溫將降低5~6℃;④由于制熱時(shí)室外換熱器出口制冷劑可能過冷到0℃以下,換熱器下部的霜層難以除掉,造成冰層堆積,甚至還可能出現(xiàn)室外風(fēng)扇電機(jī)燒毀、扇葉損壞的現(xiàn)象。上述缺點(diǎn)使室內(nèi)環(huán)境的舒適性和設(shè)備的可靠性受到較大程度的負(fù)面影響。而熱氣旁通除霜不僅可以縮短除霜時(shí)間,改善除霜效果,而且還可以較大地改善室內(nèi)環(huán)境的舒適性。
9、風(fēng)冷熱泵的自動(dòng)控制問題
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)無(wú)冷卻水系統(tǒng),運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較少,若增加自動(dòng)控制系統(tǒng),按有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可節(jié)能20%,故風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)安裝自動(dòng)控制的話,就更加節(jié)能了。本空調(diào)系統(tǒng)為風(fēng)冷熱泵系統(tǒng),風(fēng)冷冷熱水機(jī)組布置在群房頂層,自動(dòng)控制主要對(duì)象為冷凍水泵、風(fēng)冷熱泵、補(bǔ)水箱、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組。控制原理:熱泵機(jī)組控制原理為根據(jù)供回水流量和溫差計(jì)算實(shí)際冷量或供熱量,根據(jù)該數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)對(duì)比,得出開一臺(tái)機(jī)組還是開兩臺(tái)機(jī)組;補(bǔ)給水箱則主要是進(jìn)行低水位控制,當(dāng)水位低于最低水位時(shí)報(bào)警;水泵則是控制水泵開啟狀態(tài)、手自動(dòng)狀態(tài)、故障報(bào)警;風(fēng)機(jī)盤管的控制根據(jù)各房間的需求進(jìn)行按需控制,用戶可以自己設(shè)定溫度和風(fēng)量的大小;新風(fēng)機(jī)組需控制其進(jìn)出口溫濕度、過濾網(wǎng)壓差報(bào)警。
10、消聲減振設(shè)計(jì)
由于本設(shè)計(jì)采用風(fēng)冷熱泵系統(tǒng),機(jī)組及水泵安裝在群樓屋頂,其本身的噪聲影響就不是很大,電動(dòng)機(jī)、水泵及風(fēng)冷熱泵機(jī)組安裝在彈性減振基礎(chǔ)上,在通風(fēng)機(jī)和水泵的進(jìn)出口設(shè)置柔性接頭;管道通過墻壁時(shí)或懸吊樓板下時(shí)管道和支架要隔振,通過高噪聲房間的管道要做隔聲處理,避免振動(dòng)或者高噪聲傳入管內(nèi);變風(fēng)量和末端采用消聲軟管與風(fēng)口連接,以防止其流通過調(diào)節(jié)閥時(shí)產(chǎn)生的噪聲傳入室內(nèi);空氣處理機(jī)組混風(fēng)處和機(jī)組出口設(shè)置靜壓箱,內(nèi)貼消聲材料;在必要的地方設(shè)置消聲器或消聲彎頭。
11、防火排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在本設(shè)計(jì)中需要放置防、排煙的部位有:防煙樓梯及樓梯間及前室消防電梯前室和合用前室,本設(shè)計(jì)主要采用自然排煙,自然排煙利用與室外相鄰的窗,陽(yáng)臺(tái),凹廊或?qū)S玫呐艧熆趯⑹覂?nèi)的煙排出,自然排煙不使用動(dòng)力,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,自然排煙口的面積,一般可取地板面積的2%,排煙口設(shè)在防煙分區(qū)頂棚上或靠近頂棚的基面上。
12、保溫設(shè)計(jì)
空調(diào)水管、閥門、膨脹水箱、室外膨脹管、冷凝水管等均需保溫.保溫材料選用橡塑閉泡福樂斯,難燃B1級(jí).空調(diào)水管公稱直徑采用福樂斯,管殼厚度見下表:
表11.1管道保溫厚度表公稱直徑DN15DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100DN125DN150
厚度(mm)2525272728293031313240
保溫結(jié)構(gòu)及作法按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品技術(shù)文件要求進(jìn)行施工;
13、設(shè)計(jì)體會(huì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一次全面總結(jié),要綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)熟悉和掌握國(guó)家有關(guān)的建設(shè)方針政策,聯(lián)系實(shí)際來(lái)解決工程設(shè)計(jì)問題。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì),本人明確了設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)內(nèi)容及各設(shè)計(jì)階段的目的和要求。
整個(gè)設(shè)計(jì)從負(fù)荷計(jì)算到方案比較,再由方案比較到風(fēng)、水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),把我們?cè)诖髮W(xué)中所學(xué)的所有專業(yè)知識(shí)都聯(lián)系起來(lái),應(yīng)用到《空氣調(diào)節(jié)》、《供熱工程》、《智能建筑概論》等很多我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí),還應(yīng)用到暖通專業(yè)的《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《暖通空調(diào)制圖與設(shè)計(jì)施工規(guī)范手冊(cè)》等設(shè)計(jì)規(guī)范,把我們?cè)跁旧险莆盏闹R(shí)應(yīng)用到實(shí)際工程實(shí)踐中,是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)、運(yùn)用知識(shí)的過程。當(dāng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí),才發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)知識(shí)、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力都有了很大程度的提高,體會(huì)很深。
首先,在負(fù)荷計(jì)算階段,運(yùn)用EXCEL軟件進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算速度與用人工算有太大的差別,只需幾天時(shí)間就可以計(jì)算完15層大樓的冷負(fù)荷;在用WORD進(jìn)行編輯設(shè)計(jì)說明時(shí),設(shè)置標(biāo)題就可以自動(dòng)生成目錄;在WORD中可以插入EXCEL表格,進(jìn)行計(jì)算和編輯,比在WORD中插入表格來(lái)得快多了;所以我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中應(yīng)該更加牢固地掌握WORD、EXCEL等辦公軟件,以利于改進(jìn)速度和質(zhì)量效果。
其次,方案比較時(shí)要考慮完全,在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)不僅要計(jì)算供熱制冷機(jī)組的初投資和運(yùn)行費(fèi)用,還要考慮到冷卻水泵冷卻塔等設(shè)備的投資,因?yàn)轱L(fēng)冷熱泵機(jī)組不需要冷卻水泵和冷卻塔,還要考慮到一些維修管理費(fèi)等實(shí)際因素。
在我們?cè)O(shè)計(jì)過程中,不僅要感謝老師的指導(dǎo),還要感謝一些設(shè)計(jì)院和空調(diào)公司的專業(yè)人員在我們參觀實(shí)習(xí)和講座中給我們傳授的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。他們用經(jīng)歷與時(shí)間換來(lái)的經(jīng)驗(yàn)是我們?cè)跁局兴鶎W(xué)不到的,一些實(shí)際領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與新技術(shù)的應(yīng)用更是值得我們所學(xué)的。其次,我們?cè)谠O(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該多有些創(chuàng)新,大膽的應(yīng)用新技術(shù),任何一種技術(shù)都有它的優(yōu)點(diǎn)和局限性。不可能有各方面都好的技術(shù),所以我們?cè)诮梃b前人的基礎(chǔ)上作一些定性的分析,對(duì)新技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。
再次,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中要保持認(rèn)真謙虛的態(tài)度,在風(fēng)管和水管的阻力計(jì)算時(shí)要找好局部阻力和最不利環(huán)路,這是我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)和生活道路上所必須的,這次設(shè)計(jì)就培養(yǎng)了我耐心認(rèn)真的習(xí)慣。
在繪圖過程中,本人采用CAD繪圖,使本人對(duì)CAD的運(yùn)用能力得到加強(qiáng),速度有明顯增加。
總之,通過本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì),本人覺得自己系統(tǒng)的掌握了專業(yè)課知識(shí),并可以和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)考慮問題、分析問題、解決問題的能力有了很大提高,基本可以獨(dú)立設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)。感謝老師對(duì)我設(shè)計(jì)過程中的關(guān)心和指導(dǎo),感謝專業(yè)人員的熱心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助!
參考文獻(xiàn)
⑴《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院主編中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版
⑵《空氣調(diào)節(jié)》第二版趙茸義主編中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版1996
以往課程設(shè)計(jì)的開展,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
這四門課程作為化工類課程的重要組成,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。而每門課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生來(lái)說其工作量都是極大的,且對(duì)于化工類學(xué)生來(lái)說又都是極其重要的,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(布置設(shè)計(jì)任務(wù)),而后進(jìn)行設(shè)計(jì)課程的專題指導(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)說明書(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)過程整體性與系統(tǒng)性的掌握,在設(shè)計(jì)過程中難免會(huì)“一葉障目不見泰山”,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)過程、培養(yǎng)創(chuàng)新型化工人才的目的。
2整合四門課程設(shè)計(jì),設(shè)立化工專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)的可行性
2.1設(shè)立化工專業(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)作為化工專業(yè)的重要專業(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,以及其操作過程對(duì)管道、容器設(shè)備等的條件要求,為設(shè)計(jì)部門提供參考依據(jù)。這兩門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)用這四門課程所學(xué)知識(shí),這就為整合四門課程設(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)促的開展課程設(shè)計(jì)其教學(xué)效果大打折扣。整合四門課程,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)促開始草草收?qǐng)龅膽?yīng)付現(xiàn)象。整合開展化工類專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)還便于四門課程教師開展協(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)生遇到問題時(shí)可及時(shí)有效地給予更專業(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)書的編寫與下達(dá)可由四科教師共同討論,綜合考慮來(lái)完成。可以有目的的選取設(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)四門課程與其它課程的開設(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)四門課程的開設(shè)時(shí)間,將四門課程調(diào)整到同一個(gè)學(xué)期來(lái)開設(shè),在該學(xué)期結(jié)束時(shí)統(tǒng)一時(shí)間開展課程設(shè)計(jì),這對(duì)于化工專業(yè)的課程設(shè)置來(lái)說是完全可行的。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)。
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)33-0042-02
近些年來(lái),教育部針對(duì)教學(xué)質(zhì)量工程建設(shè),開展了系列的質(zhì)量工程項(xiàng)目,如精品課程、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、國(guó)家精品資源共享課程、特色專業(yè)以及“卓越工程師”計(jì)劃等等。教育部在2012年1月批準(zhǔn)了53個(gè)高校180個(gè)專業(yè)實(shí)施新的“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”建設(shè)項(xiàng)目――高校實(shí)施專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目。主要目的是推進(jìn)高校教育教學(xué)改革,提高教育教學(xué)質(zhì)量,結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位及學(xué)科特色,明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和建設(shè)重點(diǎn),優(yōu)化人才培養(yǎng)方案,通過自主設(shè)計(jì)建設(shè)方案,推進(jìn)培養(yǎng)模式、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、課程教材、教學(xué)方式、教學(xué)管理等專業(yè)發(fā)展重要環(huán)節(jié)的綜合改革,促進(jìn)人才培養(yǎng)水平的整體提升,形成一批特色更加鮮明的專業(yè)點(diǎn)。
專業(yè)綜合改革是為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及行業(yè)需求為導(dǎo)向,建立一個(gè)適應(yīng)自身辦學(xué)特色的專業(yè)培養(yǎng)模式,該培養(yǎng)模式要求實(shí)際操作性強(qiáng),而且能達(dá)到與企業(yè)對(duì)接,培養(yǎng)合適的專業(yè)人才。近年來(lái),一些不同的高等學(xué)?;?qū)I(yè)從自身建設(shè)出發(fā)分析專業(yè)綜合改革的特點(diǎn)。[1-4]郭曉麗[5]以教學(xué)管理角度,從打造優(yōu)良師資、強(qiáng)化制度建設(shè)、深化教學(xué)改革、加強(qiáng)檔案建設(shè)四方面進(jìn)行了論述對(duì)專業(yè)綜合改革的思考。邵霞等[6]以江蘇大學(xué)工程熱物理專業(yè)為例介紹了該專業(yè)的專業(yè)綜合改革做法。下面以鄭州輕工業(yè)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我校”)能源與動(dòng)力工程專業(yè)(制冷與低溫工程方向)在實(shí)施省級(jí)專業(yè)綜合改革項(xiàng)目中具體操作方法為對(duì)象,從人才培養(yǎng)模式、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行闡述專業(yè)綜合改革的必要性與可行性,以期對(duì)類似的專業(yè)綜合改革提供一些建設(shè)思路。
一、人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐
人才培養(yǎng)模式作為教育教學(xué)改革的核心問題,是人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì),是辦學(xué)指導(dǎo)思想和教育目標(biāo)的具體體現(xiàn),也是專業(yè)綜合改革所提出來(lái)建立面向地區(qū)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式,突出區(qū)域發(fā)展特點(diǎn),建立特色鮮明的人才培養(yǎng)模式。河南省是制冷產(chǎn)業(yè)的大省,有較多的中小型企業(yè),目前有開封空分集團(tuán)、格力電器(河南)有限公司、鄭州科林車用空調(diào)有限公司、三力制冷設(shè)備實(shí)業(yè)有限公司、河南冬宮制冷工程有限公司、鄭州中南科萊空調(diào)設(shè)備有限公司以及在商丘市民權(quán)制冷產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)等一批制冷相關(guān)企業(yè),同時(shí)河南也是冷凍食品的大省,有三全、雙匯、思念等知名企業(yè)。我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)是河南省較早的本科專業(yè),是國(guó)家級(jí)特色專業(yè)和國(guó)家級(jí)“卓越工程師計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè),有幾十年的發(fā)展過程,堅(jiān)持辦學(xué)特色,服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)。通過長(zhǎng)期的建設(shè),我校與省內(nèi)相關(guān)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)建立了良好的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系,并在相關(guān)企業(yè)建立了產(chǎn)學(xué)研合作基地和本科生教學(xué)實(shí)習(xí)、實(shí)踐基地等,每年我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)的本科生在這些企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)見習(xí)、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等培養(yǎng)。根據(jù)這些特點(diǎn),我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)建立了如圖1所示的培養(yǎng)模式。
針對(duì)剛?cè)胄5膶W(xué)生,在低年級(jí)主要學(xué)習(xí)基本的理論知識(shí)和專業(yè)技能,培養(yǎng)專業(yè)興趣,夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)。這一培養(yǎng)環(huán)節(jié)基本以理論課程講授為主,專業(yè)技能的培養(yǎng)也基本由教師承擔(dān)。針對(duì)中高年級(jí)學(xué)生,專業(yè)課將由教師和工程師共同指導(dǎo)和講授,工程師從學(xué)院簽約的共建單位引進(jìn),畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目主要從企業(yè)實(shí)際需求出發(fā),按照教學(xué)過程安排設(shè)計(jì)時(shí)間和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),達(dá)到學(xué)習(xí)和鍛煉的目的。這樣一方面能夠按照教學(xué)要求完成相應(yīng)的課程內(nèi)容和理論講授,另一方面又可以讓學(xué)生在課堂教學(xué)的同時(shí)感受到實(shí)際項(xiàng)目的特點(diǎn)和適應(yīng)的過程。
二、師資隊(duì)伍建設(shè)
鄭州輕工業(yè)學(xué)院作為教學(xué)型院校,主要是培養(yǎng)本科層次應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要一批即懂專業(yè)又要懂企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、制造、設(shè)計(jì)及研發(fā)的師資隊(duì)伍,因此我校于2012年出臺(tái)了《鄭州輕工業(yè)學(xué)院關(guān)于加強(qiáng)高水平工程教育師資隊(duì)伍建設(shè)的若干意見》,建設(shè)目標(biāo)是建設(shè)一支工程實(shí)踐能力強(qiáng),教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,集教學(xué)、科研和工程開發(fā)應(yīng)用為一體的專業(yè)師資隊(duì)伍。各工科專業(yè)教師應(yīng)具備一定年限的工程實(shí)踐經(jīng)歷,其中部分教師應(yīng)具備一定年限的企業(yè)工作經(jīng)歷,到2015年,各工科專業(yè)教師到企業(yè)工程崗位工作一年以上的比例達(dá)到50%以上。根據(jù)學(xué)校的總體安排,結(jié)合專業(yè)實(shí)際情況,我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)是國(guó)家級(jí)特色專業(yè)和國(guó)家級(jí)“卓越工程師計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè),學(xué)校在人才引進(jìn)方面給預(yù)予了很多政策,因此要求具有博士學(xué)歷的教師要去企業(yè)從事半年以上的研究開發(fā)工作或與企業(yè)合作進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研開發(fā),有條件的也可以去企業(yè)進(jìn)行博士后研究;同時(shí)引進(jìn)在企業(yè)工作過的具有高學(xué)歷人才充實(shí)專業(yè)教師隊(duì)伍。近兩年分別從開封空分集團(tuán)和新飛電器引進(jìn)高層人才2名,1名博士去廣東志高空調(diào)有限公司從事博士后研究并已出站。另外有5名教師分別與鄭州科林車用空調(diào)有限公司、廣東中宇集團(tuán)、鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司等企業(yè)從事產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目的研究與開發(fā)工作。通過近五年的建設(shè),該專業(yè)的教師大部分具有從事企業(yè)產(chǎn)品研究開發(fā)能力,提升了專業(yè)教師的工程素養(yǎng)。
教師的主要職責(zé)是教書育人,近些年引進(jìn)的人才都具有博士學(xué)位,知識(shí)面及水平都很高,但是如何上好一門課,做一個(gè)合格的教師,需要進(jìn)一步的培養(yǎng)。能源與動(dòng)力工程專業(yè)作為國(guó)家級(jí)特色專業(yè),充分發(fā)揮具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師的帶頭作用,對(duì)青年教師做好教學(xué)環(huán)節(jié)的培訓(xùn)工作。我校青年教師的培養(yǎng)分為4個(gè)階段:一是入職培訓(xùn)。主要是由人事處組織一批學(xué)校教學(xué)名師對(duì)每年入職的青年教師進(jìn)行教學(xué)集中培訓(xùn)。二是助課。第一學(xué)年青年教師必需助課1~2門次。三是教研室試講。由教研室主任組織教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師組成評(píng)委對(duì)其教學(xué)進(jìn)行試講,并進(jìn)行點(diǎn)評(píng),檢查教案。四是二級(jí)學(xué)院試講。由二級(jí)學(xué)院組織對(duì)學(xué)院的青年教師的講課進(jìn)行試講。通過考核才能獨(dú)立進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)過程中,二級(jí)學(xué)院近五年入職的青年教師參加由二級(jí)學(xué)院組織的青年教師教學(xué)技能競(jìng)賽,并推優(yōu)參加學(xué)校的教學(xué)技能競(jìng)賽。同時(shí)學(xué)校每年至少組織近五年入職的教師參加由學(xué)校定期組織的教育教學(xué)方法的培訓(xùn)、精品課程的師資培訓(xùn)等一些培訓(xùn)會(huì),提升老師的教育教學(xué)水平。通過近些年來(lái)的學(xué)校、學(xué)院以及教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人的精心培養(yǎng)與組織,能源與動(dòng)力工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)2013年獲得河南省優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
三、實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)
實(shí)踐教學(xué)是地方工科院校人才培養(yǎng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),也是地方工科院校教育教學(xué)改革的著力點(diǎn)和重點(diǎn),更要突出實(shí)踐教學(xué)體系在人才培養(yǎng)過程中的重要性。能源與動(dòng)力工程專業(yè)分別與格力電器(河南)有限公司、鄭州科林車用空調(diào)有限公司、三力制冷設(shè)備實(shí)業(yè)有限公司、河南冬宮制冷工程有限公司、鄭州中南科萊空調(diào)設(shè)備有限公司、鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司、山東小鴨零售設(shè)備有限公司、鄭州凱雪冷氣設(shè)備有限公司等省內(nèi)外企業(yè)建立了學(xué)生實(shí)習(xí)基地,承擔(dān)本科生的認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和暑假實(shí)習(xí)等。安排高年級(jí)學(xué)生到生產(chǎn)單位進(jìn)行實(shí)踐,在生產(chǎn)第一線親身體會(huì)工程師的工作。在這一環(huán)節(jié),學(xué)生的學(xué)習(xí)以企業(yè)單位為主體,學(xué)校則作為配角協(xié)助企業(yè)完成對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。同時(shí)近幾年投入近500萬(wàn)元,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建成了焓差實(shí)驗(yàn)室、壓縮機(jī)綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、換熱器綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、冷凍冷藏設(shè)備等實(shí)驗(yàn)室,作為本科生的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室。
同時(shí)在廣泛建立本科生實(shí)踐基地的同時(shí),以大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和學(xué)科競(jìng)賽為載體,完善實(shí)踐教學(xué)體系,從而確保人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。近些年積級(jí)地組織學(xué)生參加各類創(chuàng)新大獎(jiǎng)賽,每年學(xué)生承擔(dān)的國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)創(chuàng)新實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目10余項(xiàng)。組織本科生參加全國(guó)節(jié)能減排大賽、機(jī)械創(chuàng)新大賽、河南省國(guó)家大家科技園懷科技創(chuàng)新大賽等,獲得獎(jiǎng)勵(lì)多項(xiàng)。通過大賽鍛煉學(xué)生的動(dòng)力能力、創(chuàng)新能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)環(huán)節(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì),能使學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí),從事該專業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)或利用所學(xué)知識(shí)從事專業(yè)相關(guān)的研究。我校能源與動(dòng)力工程類本科生主要是企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā),部分考入研究生的同學(xué)可選做畢業(yè)論文。[7,8]畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師為:學(xué)校的教師或企業(yè)的高級(jí)工程師。畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目主要是制冷設(shè)備的設(shè)計(jì),如:制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)、小型制冷產(chǎn)品的設(shè)計(jì)等。在企業(yè)從事畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué),由企業(yè)導(dǎo)師與學(xué)校導(dǎo)師共同指導(dǎo),以企業(yè)導(dǎo)師為主。實(shí)踐表明,校企結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計(jì)模式,充分利用企業(yè)資源,這種方式尤其適合于工科專業(yè)的學(xué)生,因此很受學(xué)生歡迎,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
五、結(jié)論
專業(yè)綜合改革試點(diǎn)是教育部正積極推進(jìn)的一項(xiàng)教育改革工程。我校結(jié)合中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn),以我校的實(shí)際情況,突出辦學(xué)特色,結(jié)合我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)具體做法,強(qiáng)化專業(yè)特色,增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容和方式,以培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術(shù)人才為目標(biāo),開展了專業(yè)綜合改革的探索和實(shí)踐,提升專業(yè)教師的工程背景和增強(qiáng)校企結(jié)合的人才培養(yǎng)模式,提升學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力,從而培養(yǎng)出真正的“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的創(chuàng)新性人才”。
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《化工機(jī)械制造》是高職化機(jī)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課,直接影響學(xué)生的崗位職業(yè)能力。為盡快地達(dá)成學(xué)生崗位的適應(yīng)性和熟練的職業(yè)能力,提高課程的教學(xué)效果,筆者在這門課的教學(xué)中進(jìn)行了探討。
職業(yè)能力目標(biāo)的建立
《化工機(jī)械制造》課程的主要任務(wù)是通過典型機(jī)器零件和化工設(shè)備制造工藝的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)一套圖紙及技術(shù)要求擬定工藝路線和方案。本課程職業(yè)關(guān)鍵能力是建立在識(shí)圖能力(尺寸、公差、熱處理、焊接、檢驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)要求)基礎(chǔ)上的機(jī)器零件加工工藝的編制能力和化工設(shè)備制造工藝的編制能力;為了更好地實(shí)現(xiàn)這兩大核心職業(yè)技能,還需進(jìn)一步拓展其他能力如焊接工藝、無(wú)損檢測(cè)工藝能力等。
課程教學(xué)與職業(yè)能力要求緊密結(jié)合,教學(xué)內(nèi)容模塊化
模塊化教學(xué)所謂模塊化教學(xué)方法,即將教學(xué)內(nèi)容分成幾個(gè)獨(dú)立的模塊進(jìn)行講授,然后選擇幾個(gè)大型的綜合作業(yè),將這些模塊聯(lián)系起來(lái),達(dá)到本課程的教學(xué)目的。
模塊建立首先根據(jù)本課程的職業(yè)能力目標(biāo)將課程分解為三大模塊作業(yè)(如下圖),以極具典型的結(jié)構(gòu),將每一模塊內(nèi)容分解成若干子模塊,通過一系列子模塊的工藝過程分析訓(xùn)練,抓住工藝編制的分析思路和一般模式,培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生的基本職業(yè)技能。
子模塊間構(gòu)建聯(lián)系和區(qū)別子模塊雖然內(nèi)容不同,但目標(biāo)任務(wù)相同,都是工藝的編制,因此工藝分析的基本步驟相同,通過一系列單元步驟使各子模塊聯(lián)系起來(lái)。每個(gè)子模塊在遵循一般工藝規(guī)律的同時(shí),又具有其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求的特殊性。如此建立模塊圖,目標(biāo)、任務(wù)明確,可以將復(fù)雜的工藝問題簡(jiǎn)單化,同時(shí)有利于各子模塊間橫向的比較和分析,把握工藝重點(diǎn)難點(diǎn)的處理。學(xué)習(xí)目的明確,層次分明,有利于學(xué)生分析能力提高和職業(yè)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
以工程案例為主線,組織模塊教學(xué)讓學(xué)生直接面對(duì)某一個(gè)機(jī)器零件或某一臺(tái)設(shè)備,從圖紙技術(shù)要求出發(fā),分析和實(shí)施工作的全過程。學(xué)生由始至終接觸一項(xiàng)工作的全過程,有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和對(duì)未來(lái)職業(yè)崗位的適應(yīng)性,不再茫然無(wú)知和縮手縮腳,更能適應(yīng)崗位的要求,而且工作任務(wù)明確,學(xué)生對(duì)此較感興趣、表現(xiàn)積極和主動(dòng)。但對(duì)教師來(lái)說任務(wù)卻更艱巨,因?yàn)檫@完全打破了教材的體系,以往教材追求知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性,總是先基礎(chǔ)理論后專業(yè)實(shí)踐,現(xiàn)在必須讓基礎(chǔ)理論和專業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,基礎(chǔ)理論和知識(shí)點(diǎn)的介紹穿插在解決工程問題過程中,教學(xué)中以因需施教為原則,學(xué)以致用為出發(fā)點(diǎn)?;瘷C(jī)制造課程是一門知識(shí)點(diǎn)雜而亂的交叉學(xué)科,涉及許多學(xué)科知識(shí)如機(jī)械制圖、金屬材料與熱處理、公差配合、化工機(jī)械結(jié)構(gòu)原理、機(jī)械加工及設(shè)備、工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等,這就要求教師具備較全面的知識(shí)和對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通的能力以及較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐能力。
教學(xué)方法多樣化
課堂傳授輔以現(xiàn)代教學(xué)手段如多媒體、錄像教學(xué)等《化工機(jī)械制造》課程中零件的加工制造過程具有較強(qiáng)的直
觀性,要求諸多不同結(jié)構(gòu)零件,有示意圖甚至有實(shí)物零件,否則十分抽象難懂又枯燥,教師即便知識(shí)再淵博也是紙上談兵,學(xué)生毫無(wú)興趣。以往教師只能靠黑板畫圖、掛圖或是投影,清晰度差,且圖量有限,又浪費(fèi)了大量寶貴的課堂時(shí)間。而多媒體、現(xiàn)場(chǎng)錄像一幅幅生動(dòng)的零件示意圖和結(jié)構(gòu)圖,信息量大,圖示清晰,可使學(xué)生與零件近距離接觸,結(jié)構(gòu)和制造過程直觀,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解。
專題報(bào)告會(huì)教學(xué)一方面通過學(xué)院聘請(qǐng)的企業(yè)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師講座、報(bào)告,介紹工廠應(yīng)用實(shí)踐和最新科研動(dòng)態(tài),另一方面關(guān)注教師專業(yè)能力培養(yǎng)和鍛煉,輸送專業(yè)課教師深入一線參與生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng),積累新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中去或是以專題講座的形式拓展學(xué)生的前沿知識(shí),讓學(xué)生了解本行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài),樹立遠(yuǎn)大的目標(biāo)理想,積極貯備和積累知識(shí),以更大的熱情投入到本課程的學(xué)習(xí)中。
實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)場(chǎng)觀摩教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)觀摩這一實(shí)踐環(huán)節(jié)必不可少,它是對(duì)課堂教學(xué)的驗(yàn)證和深化。學(xué)生通過現(xiàn)場(chǎng)如換熱器制造過程的參觀,抽象的工序過程變得直觀具體,這讓他們對(duì)每一道工序建立起感性認(rèn)識(shí),是理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合,可大大地提高教學(xué)效果。
導(dǎo)學(xué)法教學(xué)專業(yè)課教師的導(dǎo)學(xué)法教學(xué)是很重要的,雖然零件、設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣,技術(shù)要求千差萬(wàn)別,但卻是有規(guī)律可循的??梢酝ㄟ^圖表的方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握一般規(guī)律,通過對(duì)比分析,突出重點(diǎn)難點(diǎn)的處理。此外,教師應(yīng)留出時(shí)間和問題讓學(xué)生思考。授之以漁而不是授之以魚,讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),主動(dòng)參與到課堂教學(xué)中,改變長(zhǎng)期以來(lái)教師一言堂、學(xué)生被動(dòng)接受的局面。如機(jī)器零件制造工藝部分,教學(xué)中可以通過分析其中一二個(gè)零件,從而引入其他零件的加工;可以讓不同的學(xué)生走上講臺(tái),從結(jié)構(gòu)圖和技術(shù)要求出發(fā),沿著基本工藝路線,逐一分析,最終擬定正確可行的工藝路線,有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。
討論式課堂教學(xué)專業(yè)課是非常靈活的,解決問題的途徑往往有很多,如連桿大頭剖分工序的安排,是安排在精加工大小頭孔之后還是之前呢?通過課堂討論,找出最佳路徑,同時(shí)拓展了學(xué)生的思維。對(duì)于重點(diǎn)難點(diǎn)的處理,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行討論、辯論,發(fā)表不同的觀點(diǎn),課堂氣氛活躍,學(xué)生大膽發(fā)言,在動(dòng)口、動(dòng)腦的同時(shí)鍛煉了能力,弘揚(yáng)了創(chuàng)新精神。
建立課程考核環(huán)節(jié)
職業(yè)能力考核環(huán)節(jié)是本課程改革的一個(gè)關(guān)鍵以往考核以試卷形式,只能考核學(xué)生的基礎(chǔ)理論和技能技巧的記憶能力;而本課程則更加注重分析、應(yīng)用、組織、解決、創(chuàng)新等多方面能力。通過布置大型綜合作業(yè),比如化工機(jī)械專業(yè)可選擇加工、鉚焊工藝為一體的化工設(shè)備如列管式換熱器等,聯(lián)系本課程訓(xùn)練的知識(shí)和技能,方法和步驟,以小組為單元,最后完成給定設(shè)備的制造工藝。
關(guān)鍵詞:工程熱力學(xué);傳熱學(xué);新能源;教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)52-0176-02
能源是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的先決條件。新能源專業(yè)的畢業(yè)生,肩負(fù)著為國(guó)家能源發(fā)展貢獻(xiàn)力量的重要責(zé)任。為達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)面廣、基本功扎實(shí)和創(chuàng)新能力強(qiáng)的本科人才的目標(biāo),作為新能源專業(yè)非常重要的必修課――《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》的課程設(shè)計(jì)和教學(xué)方法探索就顯得尤為重要[1,2]。此前的相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道了《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》教學(xué)的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)[3-6]。本文在此教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)熱工課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化和探索,以更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維。
一、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和精選是教學(xué)改革的關(guān)鍵。作為專業(yè)必修課,在學(xué)時(shí)有限的情況下,如何最大程度地講授最有價(jià)值的知識(shí)點(diǎn)成為教學(xué)的關(guān)鍵。
熱工類課程由《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》兩門課組成。《工程熱力學(xué)》按熱力學(xué)基本概念、熱力學(xué)第一定律、理想氣體的性質(zhì)與過程、熱力學(xué)第二定律與熵、氣體動(dòng)力循環(huán)、水蒸氣、蒸汽動(dòng)力循環(huán)、制冷循環(huán)、理想混合氣體和濕空氣、實(shí)際氣體的性質(zhì)等內(nèi)容分為若干章節(jié);《傳熱學(xué)》按照傳熱基本概念、穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱、熱輻射及輻射換熱、傳熱過程與換熱器等分為若干章節(jié)。由于新能源科學(xué)與工程專業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)專業(yè),學(xué)科領(lǐng)域廣泛,涉及能源類(如生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能)、化工類(如基礎(chǔ)化學(xué)、物理化學(xué)、新能源材料)、力學(xué)類(如工程力學(xué)、流體力學(xué))等多門課程和領(lǐng)域。
在實(shí)際的教學(xué)過程中,教學(xué)內(nèi)容必須有所側(cè)重,應(yīng)充分考慮到不與新能源科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的其他相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生重復(fù)。另外由于《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程難度較大,在教學(xué)過程中要講清課程中的要點(diǎn)和基礎(chǔ)知識(shí)。可以以“基本原理―公式推導(dǎo)―影響因素―實(shí)際應(yīng)用”為主線介紹該課的有關(guān)知識(shí),建立每章知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,讓學(xué)生清楚該門課程的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。對(duì)重點(diǎn)的熱力學(xué)第一和第二定律進(jìn)行原理介紹,仔細(xì)推導(dǎo)相關(guān)公式,讓學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ),使學(xué)生在進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中不會(huì)混淆概念,相對(duì)輕松地應(yīng)對(duì)課程。此外,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,例如介紹空調(diào)在夏天與冬天的工作原理、冰箱開門對(duì)室內(nèi)的影響,積極引導(dǎo)學(xué)生利用熱力學(xué)定律進(jìn)行分析,增加課程的趣味性以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容始終能反映本學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)術(shù)水平,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)方向的把握。
二、教學(xué)方法的探索
(一)以創(chuàng)新性地教帶動(dòng)創(chuàng)新性地學(xué)
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。要想發(fā)展經(jīng)濟(jì),需要加大科研力度、提高科技含量。這已被證明是一種行之有效的道路。與此對(duì)應(yīng)的是,要促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效率,必須加大教學(xué)與科研的力度、提高教學(xué)與科研互動(dòng)水平。在當(dāng)今大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)的大背景下,如何提高身為未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展主力軍的大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新能力,成為目前高校教學(xué)的難題和重點(diǎn)。傳統(tǒng)的直白講課和搜集各種習(xí)題以供學(xué)生練習(xí)只會(huì)讓課程變得生硬和枯燥,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)熱情越來(lái)越低,甚至出現(xiàn)了普遍的抄襲作業(yè)和遲到早退等不良現(xiàn)象。為了改變這些不良現(xiàn)象,就需要在教學(xué)手段上進(jìn)行創(chuàng)新。教師通過對(duì)平時(shí)科研工作成果的再學(xué)習(xí),并結(jié)合對(duì)教材的研究,創(chuàng)造性地運(yùn)用某些方法,使學(xué)生對(duì)重要問題達(dá)到本質(zhì)上的領(lǐng)悟。在這種途徑中,教師的創(chuàng)新思維方式以及從中體現(xiàn)的一言一行,讓學(xué)生耳濡目染、潛移默化,對(duì)帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新學(xué)習(xí)、開發(fā)創(chuàng)新思維起到積極的作用。
例如,在進(jìn)行《傳熱學(xué)》教學(xué)時(shí),學(xué)生往往對(duì)傳熱的基本概念,尤其是二維與三維的導(dǎo)熱理論及方程很難理解。一般地教學(xué)方式是,教師在黑板上進(jìn)行微觀導(dǎo)熱原理推導(dǎo),得出一維傅里葉導(dǎo)熱定律和二維三維傅里葉導(dǎo)熱定律,并給出幾個(gè)常用的導(dǎo)熱方程。這種教學(xué)方式中,推導(dǎo)過程比較晦澀,給出的方程也較為難懂,學(xué)生們很可能只會(huì)死記硬背,不能靈活運(yùn)用。針對(duì)以上問題,筆者建議將導(dǎo)熱理論與生活問題相結(jié)合,或者采取數(shù)學(xué)建模的方法,將導(dǎo)熱方程與實(shí)踐相結(jié)合,選取最適合該問題的模型,以達(dá)到課程有趣生動(dòng)、富有創(chuàng)新性,激發(fā)學(xué)生們的創(chuàng)新思維。以創(chuàng)新性地“教”帶動(dòng)創(chuàng)新性地“學(xué)”,學(xué)生收獲的不僅僅是知識(shí)點(diǎn),更是如何去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實(shí)際能力,為以后在新能源科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域的探索中打下良好基礎(chǔ)。
(二)板書教學(xué)與多媒體輔助教學(xué)相結(jié)合
多媒體技術(shù)以其圖文并茂、聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜的呈現(xiàn)使課堂教學(xué)達(dá)到了全新的境界。在《傳熱學(xué)》的講授中,一維的傳熱理論和公式很好理解和應(yīng)用,但二維與三維牽扯到微觀傳熱理論,以至于推導(dǎo)過程較為復(fù)雜,傳熱方程較為抽象難懂。因此需要教師精心準(zhǔn)備多媒體課件,通過動(dòng)態(tài)描繪各向同性材料的微觀傳熱過程,讓學(xué)生理解不同形狀材料在具有不同位置的熱源時(shí)如何進(jìn)行熱傳導(dǎo)。通過繪制動(dòng)態(tài)的卡諾循環(huán)過程,使學(xué)生深入理解熱力學(xué)第二定律,并理解第二類永動(dòng)機(jī)無(wú)法制成的原因。同時(shí)需要注意的是,對(duì)于工程熱力學(xué)和傳熱學(xué),由于信息量大、內(nèi)容廣,過多地依賴多媒體教學(xué)可能會(huì)讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)難以消化,因此在教學(xué)中對(duì)于難度較大的基礎(chǔ)理論部分和原理的學(xué)習(xí),板書不可缺少,使學(xué)生能夠有充分時(shí)間緊跟老師的思維去理解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
(三)課程教學(xué)與科研活動(dòng)相結(jié)合
教師可以將全班學(xué)生分為若干調(diào)研小組,每五個(gè)人為一組,選擇新能源與熱工基礎(chǔ)理論相結(jié)合的課題,通過查找國(guó)內(nèi)外科技文獻(xiàn),調(diào)研總結(jié)新能源專業(yè)前沿知識(shí),形成調(diào)研報(bào)告,鍛煉學(xué)生閱讀科技文獻(xiàn)的能力,提前為畢業(yè)設(shè)計(jì)的開展奠定基礎(chǔ)。各小組也可以參與指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目,在實(shí)驗(yàn)室做一些力所能及的科研活動(dòng),并通過文獻(xiàn)調(diào)研,形成工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)知識(shí)系統(tǒng)。課程結(jié)束時(shí),各小組以PPT形式向全班同學(xué)作匯報(bào),授課老師根據(jù)報(bào)告提出問題,該組同學(xué)進(jìn)行即時(shí)答辯,考查學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。
三、課程考核方式的探索
工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)覆蓋面廣、知識(shí)點(diǎn)多,應(yīng)該采取靈活多樣的考核辦法。在成績(jī)的評(píng)定方式上,可以設(shè)定了四項(xiàng)考核內(nèi)容,第一部分是學(xué)生考勤、課堂互動(dòng)表現(xiàn)和課堂筆記,通過此部分的考核,提高學(xué)生的聽課注意力,鍛煉學(xué)生提煉課程重點(diǎn)內(nèi)容的能力;第二部分是根據(jù)每個(gè)小組的調(diào)研報(bào)告、PPT展示、答辯情況打分,鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、口頭表達(dá)能力和應(yīng)變能力;第三部分是每節(jié)課結(jié)束前的思考題,采取加分方式,鼓勵(lì)學(xué)生積極思考;第四部分是傳統(tǒng)的期末考試,考試內(nèi)容為課程講授的基本內(nèi)容,專業(yè)性強(qiáng)的理論部分強(qiáng)調(diào)定性了解,讓學(xué)生對(duì)熱工基礎(chǔ)有個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。
隨著新能源科學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展,熱工基礎(chǔ)理論散發(fā)出強(qiáng)大的活力。根據(jù)新能源科學(xué)與工程專業(yè)特點(diǎn),教師還需要在教學(xué)過程中,不斷探索教學(xué)方法和考核方式,不斷優(yōu)化課程內(nèi)容,提升教學(xué)質(zhì)量,使課程教學(xué)體系更加科學(xué)合理,更好地適應(yīng)社會(huì)對(duì)新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才的需求。
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目前普通理工科院校食品工程原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中普遍存在一些問題,從教師的方面上看,在課程設(shè)計(jì)的實(shí)際教學(xué)過程中,部分教師流于照本宣科,一貫使用基于化工原理的案例或例題,雖然一般都能做到一人一題,但大多數(shù)以變換產(chǎn)量為主,能體現(xiàn)設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)造性的課程設(shè)計(jì)題目欠缺。不能有效地體現(xiàn)食品工業(yè)的普通特點(diǎn),而持續(xù)印有化工原理的烙跡[2]。從學(xué)生層面來(lái)看,由于食品工程原理本身課程知識(shí)點(diǎn)多,公式復(fù)雜難懂,涉及眾多其他學(xué)科知識(shí),學(xué)生都覺得難學(xué),僅僅看一遍、學(xué)一遍是無(wú)法理解與掌握的。有時(shí)就會(huì)造成了學(xué)生的厭學(xué)情緒。另外,從教材方面來(lái)看,目前大多能夠查到的課程設(shè)計(jì)書籍都是化工原理的課程設(shè)計(jì)案例,而專門的食品工程原理課程設(shè)計(jì)的專業(yè)書籍書非常少,這在一定程度上也增加了難度。以上問題都是擺在教學(xué)工作者面前的難題,根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),我們摸索了一些規(guī)律,提出幾點(diǎn)建議,主要針對(duì)普通理工科院校的食品工程原理課程設(shè)計(jì),但教學(xué)往往是觸類旁通的,相信對(duì)其他課程的課程設(shè)計(jì)教學(xué)也會(huì)有所裨益。
2改進(jìn)措施
2.1做好課程設(shè)計(jì)總體介紹工作
一般來(lái)說,食品工程原理課程設(shè)計(jì)是學(xué)生們第一次接觸課程設(shè)計(jì),他們對(duì)設(shè)計(jì)的概念、深度及內(nèi)容都可以說是一無(wú)所知。在這樣的情形下,做好課程設(shè)計(jì)的事先介紹工作就顯得的尤為重要。強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計(jì)的重要性、下發(fā)任務(wù)書及布置題目、設(shè)計(jì)書及CAD繪圖的規(guī)范等多方面內(nèi)容,雖然這些問題在認(rèn)真閱讀規(guī)范的基礎(chǔ)上可以完全弄明白,但還是需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。例如設(shè)計(jì)書的文本格式問題,看似這只不過是一個(gè)小問題,但是事實(shí)上如果沒有一個(gè)事先的規(guī)定及強(qiáng)調(diào),學(xué)生們上交的整個(gè)設(shè)計(jì)書就會(huì)小問題頗多,教師們就要花費(fèi)大量時(shí)間修改,造成時(shí)間與精力上的浪費(fèi)。這個(gè)問題同樣還體現(xiàn)在圖紙的繪制上,因?yàn)榇蠖嚅_設(shè)食品工程原理的時(shí)間都在大二,學(xué)生們已經(jīng)修過工程制圖課程,但是面對(duì)較復(fù)雜的CAD圖,顯然這些訓(xùn)練還是不夠的,所以,我們?cè)陂_設(shè)食品工程原理課程之前都會(huì)建議學(xué)生們提前學(xué)習(xí)AutoCAD軟件,否則想在短短1~2周內(nèi)完成設(shè)計(jì)書的同時(shí),還要繪制圖紙是相當(dāng)困難的。
2.2合理確定課程設(shè)計(jì)題目
合理是結(jié)果,怎樣選題、選什么題目是關(guān)鍵。目前,普通理工科院校的食品工程原理的課程設(shè)計(jì)要求做到一人一題,但事實(shí)上在確定題目時(shí),大多數(shù)是同樣的設(shè)計(jì),以變換設(shè)備處理量為主,而且一貫使用基于化工原理的案例或例題,學(xué)生照搬網(wǎng)絡(luò)上的現(xiàn)成例子或者是化工原理設(shè)計(jì)書的例子,不斷的套用公式,照搬照抄,課程設(shè)計(jì)的抄襲現(xiàn)象很嚴(yán)重。面對(duì)這樣的問題,我們需要的是能體現(xiàn)設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)造性的課程設(shè)計(jì)題目,能夠有效地體現(xiàn)食品工業(yè)的普遍特點(diǎn),需要以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)進(jìn)行選題。例如將物料設(shè)定成不同的食品原料,剔除食品工業(yè)中不普遍使用的設(shè)備設(shè)計(jì)等,增加新技術(shù)的設(shè)備題目的設(shè)計(jì)如膜分離技術(shù)、離子交換樹脂等設(shè)備的設(shè)計(jì)。另外,一般的課程設(shè)計(jì)都是簡(jiǎn)單的單個(gè)單元操作設(shè)備的設(shè)計(jì)如換熱器、噴霧干燥塔等,而這樣的題目設(shè)定不能體現(xiàn)整個(gè)食品工藝流程的特點(diǎn)。因此可以考慮多個(gè)學(xué)生為一組設(shè)計(jì)一套工藝生產(chǎn)線中的不同設(shè)備,構(gòu)成整體食品工藝流程的方法,增加學(xué)生的對(duì)多個(gè)單元操作的理解與掌握。以設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為核心,完成一個(gè)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì),每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)本人的設(shè)備用到的數(shù)據(jù)可能是來(lái)自上一位同學(xué)的計(jì)算結(jié)果,同時(shí)自己的設(shè)計(jì)結(jié)果也影響著下一個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì),這在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生覺得自己所設(shè)計(jì)的內(nèi)容并不是無(wú)用的。雖然將工藝流程中不同設(shè)備的設(shè)計(jì)引入提高了課程設(shè)計(jì)的難度,使學(xué)生面臨更大的挑戰(zhàn)性,但通過搜集和查閱大量的研究資料,合理確定設(shè)計(jì)方案,不斷地克服困難,使學(xué)生通過感受工程設(shè)計(jì)工作的繁雜,也正好達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)。同時(shí),這樣的選題方式也可與教師的科研相結(jié)合,使題目更貼近實(shí)際,切實(shí)調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。
2.3強(qiáng)化繪圖軟件的應(yīng)用
設(shè)計(jì)要與工廠實(shí)際和科研需求相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生不管是課程設(shè)計(jì)的繪圖,還是認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等都需要采用AutoCAD軟件繪圖。使學(xué)生掌握?qǐng)D幅設(shè)置、比例及線型選取、文字編輯、尺寸標(biāo)注以及設(shè)備、儀表、管件表示等繪圖技能,同時(shí)提高計(jì)算機(jī)水平,以適應(yīng)今后實(shí)際工程設(shè)計(jì)的需要。在繪圖的環(huán)節(jié)中,不僅能培養(yǎng)學(xué)生熟練的使用繪圖軟件,更重要的是鍛煉他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)與工作態(tài)度,真正的沉下心來(lái),一點(diǎn)一點(diǎn)的鉆研,是一次綜合的學(xué)習(xí)與鍛煉。學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前基本已經(jīng)學(xué)過工程制圖的課程,但大多數(shù)都是以手繪制圖為主,即使是有計(jì)算機(jī)繪圖的內(nèi)容也只是占了比較少的部分,要想在食品工程原理課程設(shè)計(jì)中采用AutoCAD軟件繪圖完成難度較大的圖紙是相當(dāng)困難的。所以我們建議學(xué)生在之前就要學(xué)習(xí)軟件或者考取AutoCAD證書,不僅能保證課程設(shè)計(jì)的順利開展,也能讓學(xué)生們多一門技能。
2.4加強(qiáng)教師的輔導(dǎo)及學(xué)生的討論
由于之前沒有接受過工程訓(xùn)練,不具備工程的觀點(diǎn),不會(huì)使用工程手冊(cè)及工程上的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),所以提出的設(shè)備不合理、不規(guī)范。設(shè)計(jì)書與圖紙也會(huì)有許多一題,這就要求教師認(rèn)真指導(dǎo)與批改,合理確定評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn),積極與學(xué)生溝通。通過學(xué)生答辯來(lái)進(jìn)行一對(duì)一的交流,在此過程中能讓教師更好的發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題,加以糾正。不能簡(jiǎn)單的根據(jù)學(xué)生最后上交的設(shè)計(jì)圖紙和說明書來(lái)評(píng)定,導(dǎo)致成績(jī)?cè)u(píng)定不夠公平公正,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。有學(xué)生曾向教師反映過,第一次做課程設(shè)計(jì)時(shí)自己真的很認(rèn)真與努力的完成所有的任務(wù),但是卻沒有在老師那里得到反饋,讓他覺得自己認(rèn)真做這個(gè)沒有什么用,以致于后來(lái)的設(shè)計(jì)都是以對(duì)付的心態(tài)來(lái)完成。因此,教師認(rèn)真的對(duì)待食品工程原理設(shè)與有對(duì)學(xué)生意識(shí)的進(jìn)行工程素質(zhì)的培訓(xùn),是教師在整個(gè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)中應(yīng)該發(fā)揮的最大作用。另外,學(xué)生間的討論也是整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),加強(qiáng)學(xué)生的討論與交流、,互相幫助、互相鼓勵(lì)都將會(huì)成為學(xué)習(xí)的動(dòng)力。在課程設(shè)計(jì)的1~2周時(shí)間內(nèi),組織學(xué)生在繪圖室進(jìn)行集中討論與學(xué)習(xí),學(xué)生有問題可以及時(shí)與同學(xué)交流或者向老師請(qǐng)教,這一做法在課程設(shè)計(jì)過程中收到了良好的效果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)22-0205-02
《化工原理》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的必修專業(yè)課程之一,理論課之后國(guó)內(nèi)大部分高校的本科人才培養(yǎng)計(jì)劃中安排了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)――《化工原理》課程設(shè)計(jì)。我們學(xué)校的化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃也如此?!痘ぴ怼氛n程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí),樹立正確的設(shè)計(jì)思想,解決常規(guī)化工設(shè)計(jì)中一些實(shí)際問題的一項(xiàng)重要的實(shí)踐教學(xué)。其出發(fā)點(diǎn)是通過課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生搜集資料、查閱文獻(xiàn)、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、分析與思考解決實(shí)際生產(chǎn)問題等能力。筆者從事了3屆的課程設(shè)計(jì)教學(xué),從中總結(jié)了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)方法,以期提高教學(xué)效果?,F(xiàn)將筆者的教學(xué)體會(huì)作一介紹。
一、課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)具有普遍性、代表性
我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)的《化工原理》課程設(shè)計(jì)一般為二周時(shí)間。課程設(shè)計(jì)基本要求是通過這一設(shè)計(jì)過程使每個(gè)學(xué)生都受到一定程度的訓(xùn)練,使將來(lái)在不同崗位就業(yè)的學(xué)生都能受益,都能解決這類工程的實(shí)際問題,并可以舉一反三。所以課程設(shè)計(jì)的選題需要我們指導(dǎo)老師慎重,盡量選擇化工行業(yè)中最普遍且最具代表性的單元操作進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)以往的教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),題目的選取應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:
1.課程設(shè)計(jì)題目盡可能接近實(shí)際生產(chǎn),截取現(xiàn)有的某化工項(xiàng)目中的某一操作單元為設(shè)計(jì)模型,比如某合成氨廠的傳熱單元的設(shè)計(jì),流體輸送過程中離心泵的設(shè)計(jì),管殼式換熱器等等。這樣學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中有參照體系,不至于出現(xiàn)不合理的偏差。
2.課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)該圍繞著常見的化工操作單元進(jìn)行展開,比如我們都知道在講授《化工原理》理論知識(shí)時(shí)其中的單元操作有流體輸送、傳熱、精餾、吸收、萃取等等。一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)該包括2~3個(gè)常見的單元操作,從而實(shí)現(xiàn)某一簡(jiǎn)單的化工任務(wù)。
3.課程設(shè)計(jì)題目中涉及的物質(zhì)盡可能常見易得。因?yàn)橥瓿商摂M的生產(chǎn)任務(wù)過程中需要這些物質(zhì)的物性參數(shù)進(jìn)行核算,常見易得的物質(zhì)能夠降低學(xué)生在查閱參數(shù)方面的工作量。比如,如果我們?cè)O(shè)計(jì)分離任務(wù)盡量選擇苯-甲苯,或甲醇-水等這樣的體系,因?yàn)檫@些混合體系的參數(shù)大部分工具書能夠查到。
4.《化工原理》課程設(shè)計(jì)題目選擇還要兼顧后續(xù)的《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)。根據(jù)我校的本科人才培養(yǎng)計(jì)劃,緊接《化工原理》課程設(shè)計(jì)是《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)。這兩次的教學(xué)實(shí)踐緊密銜接,互相補(bǔ)充?!痘ぴ怼氛n程設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)為工藝流程及流程參數(shù)的確定、主要設(shè)備及管線的布線及選擇,而《化工機(jī)械設(shè)備》設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)為典型設(shè)備的選型、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的選用及操作參數(shù)范圍的確定等。所以《化工原理》課程設(shè)計(jì)題目設(shè)置時(shí)保證每個(gè)題目中包含2~3個(gè)典型設(shè)備,以備學(xué)生后續(xù)的《化工機(jī)械設(shè)備》課程設(shè)計(jì)。
二、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的進(jìn)行積極指導(dǎo)
根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生接觸到課程設(shè)計(jì)課題題目的時(shí)候,猶如身置茫茫大海中,不知該如何開始。此時(shí),我們指導(dǎo)教師的積極指導(dǎo)就起著相當(dāng)重要的作用。指導(dǎo)教師的指導(dǎo)猶如指路明燈,為學(xué)生撥開疑霧,給學(xué)生指明方向,讓學(xué)生知道如何順利完成接下來(lái)的課程設(shè)計(jì)。
1.積極引導(dǎo)學(xué)生查閱資料,培養(yǎng)學(xué)生的工程思維。指導(dǎo)教師首先講解一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)應(yīng)該包括哪些主要內(nèi)容,涉及哪些參數(shù)計(jì)算及相關(guān)文獻(xiàn)查閱,怎樣做才能更好地完成這些內(nèi)容。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,從工藝和設(shè)備全方位考慮設(shè)計(jì)問題?!叭f(wàn)事開頭難”,學(xué)生克服了開始之初的茫然后在老師指引下很快進(jìn)入角色。在設(shè)計(jì)過程中指導(dǎo)老師鼓勵(lì)學(xué)生多做深層次思考,綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全可靠性和先進(jìn)性,培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和創(chuàng)新能力。
2.引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件輔助課程設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展,為各行各業(yè)的發(fā)展提供了便利。現(xiàn)如今的《化工原理》課程設(shè)計(jì)的要求和十幾年前比有了很大的提高。所以設(shè)計(jì)的過程中不可避免地應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)操作參數(shù)的計(jì)算、設(shè)備的繪制、工藝流程的繪制。這就要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)前就應(yīng)該熟悉部分專業(yè)軟件的學(xué)習(xí)如Chemoffice,AutoCAD,Mat Lab,Aspen Plus。考慮到后續(xù)的課程設(shè)計(jì),《化工原理》理論授課的過程中授課老師要求學(xué)生課余學(xué)習(xí)課程涉及的相關(guān)軟件,部分課后習(xí)題作業(yè)要求學(xué)生編程計(jì)算,比如精餾塔塔板的逐板計(jì)算法。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的理論結(jié)合實(shí)際的學(xué)習(xí)后,大部分學(xué)生對(duì)相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件有了了解。進(jìn)入課程設(shè)計(jì)階段,指導(dǎo)老師引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)過的軟件應(yīng)用到課程設(shè)計(jì)中。計(jì)算機(jī)軟件輔助課程設(shè)計(jì)可以起到事半功倍的效果,幫助學(xué)生順利完成課程設(shè)計(jì)。
3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。在《化工原理》課程設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生是以分組的形式進(jìn)行的,每組4~5人,并任命一名品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生為組長(zhǎng)。為了方便工作的進(jìn)行,組長(zhǎng)根據(jù)組員的特長(zhǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆止?,比如有的同學(xué)負(fù)責(zé)查閱資料,編輯文檔,有的同學(xué)編程計(jì)算,有的同學(xué)負(fù)責(zé)繪圖。但是這并不意味著每個(gè)人的工作是獨(dú)立的,課程設(shè)計(jì)的工作一環(huán)扣一環(huán),相互關(guān)聯(lián),需要全組同學(xué)發(fā)揮出自己的特長(zhǎng),相互幫助,齊心協(xié)力合作完成。設(shè)計(jì)過程中每個(gè)同學(xué)都有自己的個(gè)性和特色,難免在處理一些問題的時(shí)候產(chǎn)生分歧。對(duì)同一個(gè)問題產(chǎn)生分歧的時(shí)候,作為指導(dǎo)老師要求大家采取公開討論的方法,相互傾聽對(duì)方的意見,然后對(duì)比各種方法,最后選擇最適合本設(shè)計(jì)的最佳方法。通過課程設(shè)計(jì),團(tuán)隊(duì)中的每一位成員都經(jīng)歷了一次合作鍛煉,團(tuán)隊(duì)合作能力得到提高,這也是課程設(shè)計(jì)的另一寶貴收獲。
4.撰寫正規(guī)的課程設(shè)計(jì)說明書。為了達(dá)到鍛煉的目的,我們?cè)谠O(shè)計(jì)之初就要求每組學(xué)生按著設(shè)計(jì)院或者設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn),編制一份正規(guī)的設(shè)計(jì)說明書。說明書主要包括三大部分:設(shè)計(jì)的文字說明書、設(shè)計(jì)項(xiàng)目的流程圖、2~3個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的剖視圖(A3圖紙)。課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí),每一個(gè)小組課程設(shè)計(jì)說明書都要裝訂成冊(cè),之所以這樣要求,其目的是鍛煉學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。
三、鼓勵(lì)表現(xiàn)突出的團(tuán)隊(duì)參加設(shè)計(jì)比賽
結(jié)合現(xiàn)今高等教育的培養(yǎng)計(jì)劃,國(guó)內(nèi)化工學(xué)會(huì)每年都組織大型的化工類的課程設(shè)計(jì)大賽,參賽對(duì)象來(lái)自全國(guó)各大高校的化工專業(yè)。根據(jù)這一情況,我們指導(dǎo)老師從設(shè)計(jì)之初就鼓勵(lì)學(xué)生爭(zhēng)取把自己優(yōu)秀的作品展示給化工領(lǐng)域的專家和同齡人。到目前為止,我們指導(dǎo)的課程設(shè)計(jì)至少已經(jīng)有三屆學(xué)生參加過了國(guó)家級(jí)的設(shè)計(jì)大賽,并獲得了獎(jiǎng)項(xiàng)。這說明課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考能力的一次綜合訓(xùn)練。
《化工原理》課程設(shè)計(jì)中,學(xué)生不僅認(rèn)識(shí)到了“扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),良好的工程設(shè)計(jì)思維”的重要性,也從中學(xué)習(xí)到了“理論與實(shí)際融會(huì)貫通”的精髓。從老師的角度來(lái)看課程設(shè)計(jì)不僅培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,同時(shí)也為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):