化工机械设计基础范文

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第1篇

摘要：化工设备机械基础课程设计是林产化工专业的一门实践技能训练课程。本文从理论教学与课程设计的结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等方面进行了探索与实践。实践表明，这些改革措施明显提高了课程设计的质量，更好地培养了学生的工程意识和工程设计能力。

关键词：化工设备机械基础；课程设计；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0113-02

化工设备机械基础是我校林产化工专业必修的一门专业基础课程，包括工程力学基础、化工设备设计基础以及机械传动三部分内容[1]，各部分相对独立，涉及到力学、材料学、化工生产过程、生产设备和机器、工程制图等内容，具有很强的综合性和实践性。其课程设计是林产化工专业在其理论课结束后以学生为主体进行的第一次实践设计课程，它起到融合几门重要专业基础理论知识、架起理论与工程实际、基础与专业技术之间桥梁的作用，是培养林产品加工工程技术人才、训练林产化工学生设计能力必不可少的环节[2]，是提高学生搜集与应用资料、绘图、运算、计算机、独立分析与思维等能力的一次实践训练[3]。目的是使学生从化工设备的理论计算、结构设计、材料及加工工艺选择到设备制造、检验和验收有一个全面的训练[4]。

一、理论教学与课程设计有机结合

按照林产化工专业的教学计划，化工设备机械基础课程理论教学在第十周结束，课程设计一般安排在第18、19周，共两周时间。除了教师集中讲解、辅导、分配设计任务和设计期间学生考核汇报及查找资料等必要的准备工作，要在8―9天时间内完成全部设计，包括总体设计方案确定、设备及附件的强度、刚度、稳定性计算和结构设计，编写设计说明书和绘制设备的零件图、装备图，比较紧张[5]。而且第18、19周又是学校的考试周，林产化工专业这段时间的考试较多，学生根本就不可能把大部分时间和精力放在课程设计上，所以可以在授课过程中就把设计任务书分配下去，让学生根据课堂进度提前按照课程设计的相关参数进行设计计算。例如，讲压力容器时，就可以让学生根据自己的设计参数确定容器内径和筒体壁厚；讲完容器封头设计就可以确定封头形式和尺寸；讲完容器零部件，就要求学生们为他们设计的容器正确选择法兰类型和具体尺寸、确定容器支座及其他容器附件；讲完带传动后，就可以确定减速器V带的截型、根数及带轮的结构尺寸；讲完齿轮传动，就可以选择齿轮材料、进行齿轮结构设计，等等。教学实践表明，把课堂授课与课程设计有机结合在一起，不仅能加强课堂讲授内容的侧重点，激发学生的学习热诚，同时学生也能有时间、有目的性地复习回顾其他先修课程和查找设计资料，为课程设计做好前期准备工作。

二、结合工程实际，建立设计题目库

以前林产化工专业的化工设备机械基础课程设计基本上是压力容器或减速器的设计。设计题目单比较单一，而且现有这两个方面的设计资料很多，学生大多按着资料上的步骤进行计算、设计及绘图就能轻而易举地完成设计任务。在整个课程设计过程中，学生独立运用所学先修课程知识、设计理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力得不到提高。课程设计的选题应紧密结合工程实际，选用生产实际中的典型题目，搜集了生产实践中的各类设计参数，建立塔器、容器、换热器、反应釜、减速器等几组设计题目的题目库。另外，课程设计选题也可以与合作的化工企业的相关设计任务相结合，根据企业需求和实际参数进行选题，直接贴近生产实际，企业可能更加注重设计方案的工艺可行性和经济效益，能提供许多计算相应生产成本的原始性资料，这样学生也能获得好的实战设计训练，使工程意识和工程设计能力得到提升[6]。同时，为照顾到学生设计计算能力以及理论知识水平的差别，设计题目又要成组具有相近性，以便学生间相互学习和帮助，提高课程设计的效率。题目设计好后，引导学生根据自己的兴趣分组、分类进行合理选题，保证一人一题，题目各不相同。确保设计只能在独立的基础上完成，初步培养学生的独立设计能力，树立正确的设计思想，掌握化工设备机械设计的基本方法和步骤，为今后从事工程设计打下良好的基础。

三、加强与生产过程的结合，提高学生的工程意识和工程设计能力

林产化工专业教学要以实际生产过程需要为总体目标，不但强调对所学专业知识的熟练掌握和应用，更加强调与生产过程的结合，强调课程教学与生产实际相结合[7]。本课程设计与工业生产设备、机器、材料及加工工艺等密切相关，因此在课程进行的第七周穿插了一周针对化工设备机械基础课程和化工仪表及自动化的工厂认识参观实习。在此实习过程中，指导教师要现场结合实际生产工艺，分析某些关键性设备在流程中的作用和具体结构，介绍这些化工设备的设计原则及注意事项，使学生了解设计与制造工艺是紧密结合不可分割的，获得设备的有关制造工艺知识，加深同学们对所学知识的理解，以便在设计过程中能灵活应用。例如，在杨凌馥稷生物科技有限公司实习时就重点为学生介绍反应釜、干燥器、再沸器、冷凝器、精馏塔、液体贮槽、气体储罐和减速器等的作用和结构，加深学生对这些设备和机器的感性认识。指导教师在指导中强化对学生工程意识的影响，使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等，以完成作为工程技术人员在设计方面所必备的基本训练。

四、改革考核方式，激发学生学习热诚

考核是课程教学中重要的内容，公正合理的考核方式是提高课程设计水平直接有效的措施。为了真实、合理地反映实际设计水平，一方面要力求设计题目、设计参数多样化，另一方面就需要加强现场答疑，增加阶段性的学生汇报和抽查考核。并建立课程设计QQ群，学生有问题可以随时讨论，老师也可在群里对一些带普遍性的问题进行指导解答，并可随时随机检查学生的设计情况和设计进度，这样学生在课程设计中出现的问题就能及时的得到指正和总结。将学生在设计过程中汇报、抽查成绩、设计说明书质量、零件图和装配图质量、答辩情况等作为主要的考核依据。另外，要求学生尽可能地使用AutoCAD绘图，强化学生计算机绘图能力。而设计说明书要求手工书写，这样可以有效避免课程设计中出现抄袭现象。这些考核方式可以在一定程度上激发学生的学习热诚，提高实践教学效果。

作为实践性和综合性非常强的化工设备机械基础课程设计是培养学生工程意识和工程设计能力的重要实践性教学环节，是林产化工专业必不可少的专业教学内容。本文提出从理论教学与课程设计的有机结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等几个方面来进行课程设计教学改革探索，以期达到课程设计训练的目的。实践表明，通过化工设备机械基础课程设计，初步树立了学生正确的设计思想，培养了积极主动的学习态度和严肃负责的工作作风，为后继工程设计的学习奠定了基础，为培养工程类应用型人才发挥了积极的作用。

参考文献：

[1]赵军，张有忱，段成红.化工设备机械基础（第二版）[M].化学工业出版社，北京，2007.

[2]李红，孙虹雁，刘利国，马方伟.化工设备机械基础课程设计改革的研究与实践[J].黑龙江教育，2008，（10）：41-42.

[3]李政x，李庆生，姚忠.化工设备机械基础课程设计教学中存在的问题与改革[J].2012，1（123）：47-50.

[4]董俊华，赵斌，张及瑞.化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J].化工高等教育，2011，3（119）：17-19.

[5]张琳.化工设备机械基础课程设计的改革[J].化工高等教育，2002，2（72）：54-55.

第2篇

关键词：高职教育 课程建设 教学内容设计 教学效果

化工设备机械基础课程是高职化工类专业学生所学的唯一涉及材料、力学、机械零件、设备等相关知识“量大面广”的专业基础课，涉及内容为化工类专业人才必不可少的知识结构。课程面向大多数非机专业化工类学生，是在我院设置的专业基础课中学生人数最多的课程之一。目前，随着专业发展的需要和改革的深入，课程学时数几乎缩减至原来的一半（50学时左右）。为了保证教学质量、提高教学效果，着重培养学生的综合素质和职业能力，笔者所在院校不断加强师资队伍和教学条件建设，对教学内容、教学方法进行了改革与实践。

1、课程定位是基础

化工设备机械基础课程的定位应符合高职教育课程的特点，即具有职业性、针对性和应用性，突出“以能力培养为目标”的教育理念，考虑授课对象的实际情况，基于岗位需求，注重职业素质和能力的培养。通过校企合作进行课程建设，企业参与课程标准的制定与审核，将企业文化、行业标准直接渗透到课程建设中。通过该课程的学习，使学生掌握化工设备机械基础知识和操作维护方法，具备基本的机械设计能力，培养学生的工程观念，提高其分析问题和解决实际问题的能力。

2、教学内容设计是重点

教学内容是课程建设的核心，是打造精品、提升质量的先导。根据化工行业对从业人员的要求、专业培养目标、岗位职业能力的基本要求，与行业企业密切合作，完成化工岗位所需要的知识、能力、素质要求来选取《化工设备机械基础》课程的教学内容，并为学生可持续发展奠定良好的基础。

本课程是一门实用性极强的课程，课程内容设计打破传统的模式，以模块、项目取代章节。注重理论联系实际，遵循岗位职业能力培养的基本规律，重组和整合教学内容，融知识传授与能力培养为一体。注重教学过程的实践性、开放性和职业性，加大实践教学环节的比重。确定理论和实践教学内容，将知识点、技能要求与具体工作任务联系起来，突出知识与技能要求的岗位针对性。

教学内容设计采用“认识――深入――强化”三段式展开。

课程认识阶段：主要以感性的认识为主，以参观、图片展示、讨论等活动为手段，让学生了解课程概论和一些浅显的专业知识，引发学生学习该课程的兴趣。例如，化工容器结构这一节内容，可以采取现场教学得到感性认识，再辅以图片进一步了解内部结构，使学生易于接受。

课程深入阶段：主要通过创设工作情境、项目实训等多种方式，使学生在工作情境中学习专业知识，不断巩固上一阶段对该课程建立起来的兴趣，并通过项目、任务演练初步尝试成功，增强学生学习的信心、掌握相关的专业技能。利用学院的化工实训基地和煤化工实训基地，让学生在仿工厂情境化环境中学习，通过创设模拟的现场实训教学环境，进行基于工作过程的实训项目的训练，强化职业技能和职业素质的培养。例如，通过阀门的认识与拆装项目，学生以小组为单位在创设好的工作情境中学习，不仅增强了学习兴趣和信心，掌握了职业技能，而且通过团队合作锻炼了同学们的沟通交流能力、语言表达能力和团队协作意识。

课程强化阶段：通过操作性强的项目或任务，培养学生分析、解决问题的能力，使学生逐步建立起工程概念。例如，学生在完成换热器拆装、试压综合项目中，已经对换热器结构、性能、压力试验、拆装操作规程等知识都有了较全面的学习，通过项目训练，将理论与实践结合起来，进一步强化职业技能，获得相关的“工作经验”和“工作诀窍”，培养学生综合分析和处理实际问题的能力。在此阶段，充分发挥学院化工单元操作装置、仿真实训、模拟工厂化情境的实训车间以及校外实训基地在人才培养中的重要作用，开发利用好校内外资源。

3、教学团队建设是关键

化工设备机械基础课程所涉及的理论知识面宽（包括多门学科）、实践性强，因此对教师的要求较高，不仅要求教师具备扎实的专业功底，而且还要求教师具备相当的实践经验，将理论知识灵活应用到实践当中去。我院近几年通过骨干教师培养、双师素质教师培养、新老教师结对子工程、兼职教师队伍建设不断提高教师团队的专业技能和实践经验。组织专业教师参加教育部高职高专师资培训基地培训、行业组织的相关技术类培训、精品课程师资培训、相关实训基地设备使用和教学功能开发等各级各类教师培训。新、老教师结对子，起到了老教师“传、帮、带”的作用，使得新教师迅速成长，增强了教学团队的竞争力。此外，学院不断加强与行业企业的合作，聘请企业技术人员和能工巧匠作为兼职教师指导学生生产性实训和实习，培养学生职业技能。通过以上举措，大大提高了教学团队的教学实力，为课程建设提供了强有力的支持。

4、教学条件建设是支撑

实践性教学的重要性在高职教育中的地位日益凸显。教学条件的建设成为课程建设的重要支撑。我院化工实训基地集实习实训、仿真、培训、技能考核和科研于一体，拥有精馏、流体输送、传热、干燥、吸收解析、过滤、管路拆装、纯水制备、固定床反应器、流化床反应器、釜式反应器等设备，通过教师们的努力，开发出配套的实训项目，编制了相应的实习、实训讲义，制定出设备的操作规程和规范，为课程改革打下了良好的基础。

我院在加大院内实训基地建设的同时，不断深入校企合作，与神华煤制油公司合作共建“校中厂”――煤化工教学工厂，仿现代化煤化工企业程度高、融入了企业管理文化，拥有煤制甲醇典型装置、模拟生产、DCS自动化控制，可以进行开车、运行、停车、设备维护保养、事故判断处理、岗位管理等实训。为课程教学提供了可靠的保障。

5、教学方式灵活多样

采用多媒体教学、现场教学、模型演示等教学手段，增强了教学的直观性、生动性、互动性，大大增加了课程的信息量，便于学生理解，提高了教学效率。例如，在讲授常见化工设备的过程中，组织学生到我院化工实训基地进行现场教学，建立起感性认识后，利用多媒体教学进行深入讲解，并不断引导学生独立思考，将同类设备进行对比分析，探索内在联系与规律，培养学生分析问题和解决问题的能力。

采用小组讨论法、案例教学法、总结归纳法、头脑风暴法等教学方法，引导学生自主学习的积极性，鼓励学生参与讨论、分析和思考，要适时地给予学生必要的肯定。在这个教学过程中，教师不再是知识的传播者，而是教学活动的设计者和激励者，教学过程不是授之以“鱼”应是授之以“渔”。

6、实施效果

在《化工设备机械基础》课程的教学过程中，尝试从课程定位、教学内容设计、教学团队合作、教学条件的充分利用和教学方式的改革等方面入手，积极开展课程的建设与研究。实践表明，这些措施改进和提高了该课程的教学效果，开阔了学生视野，培养了学生运用所学知识分析解决工程实际问题的能力，提高了学生的综合素质。

基金项目：本文为2011年度高等学校科学研究项目《化工设备机械基础课程建设研究与实践》的部分成果（项目编号NJC11256）。

参考文献：

[1]姜大源．职业教育学研究新论[M]．北京：教育科学出版社，2007．

第3篇

关键词：化工设备机械基础；教学方法；任务驱动教学法；综合职业能力

俗话说：“教学有法，教无定法。”教学的课程、教师自身专业能力和业务素质、学生特点和培养目标、教学资源配置等不同，教学方法的选择和效果会有很大差异。

一、教学方法及其选择

教学方法是为实现既定的教学目标，在教学过程中师生共同活动时所采用的一系列办法和措施。其中包括：以教为主的教学方法，如讲述教学法、演示教学法、练习教学法；以学为主的教学方法，如自主学习教学法、合作学习教学法、探究学习教学法；教与学并重的教学方法，如角色扮演教学法、讨论教学法、问题教学法等。

一般来讲，教学方法的选择要综合考虑以下几个方面。

1.分析教学内容

2.确定教学目标

3.了解学生的特征

4.了解教师自身的特征

5.认识和利用教学资源

6.确定教学组织形式

7.选择适宜的教学媒体

二、化工设备机械基础课程教学方法

该课程是石油化工专业的必修专业课程。主要学习化工装置中主要设备的结构、功能；机械传动的一般知识；化工设备的维护、维修与管理；化工材料、化工腐蚀与防护等内容。

一般来说，课程内容涉及两大类知识：一类是涉及事实、概念以及规律、原理方面的“陈述性知识”，如，换热设备主要类型和结构、塔设备主要构件的结构、传动系统的组成等；另一类是涉及经验以及策略方面的“过程性知识”，如，多级筛板精馏塔精馏提纯酒精的操作过程以及维护塔设备；用薄板式换热器冷却热麦汁并对设备进行适当清洗维护。

对于前者，可以适当采取提示型教学法，如，讲解、叙述、呈示静态的教学手段，如挂图、模型等。通过讲述提示课程内容，学生接受并内化这些内容。提示型教学法的教育价值在一定条件下具有其他教学方法、手段所不可替代的教育功能，可以在短时间内传授大量理论知识。但是对于后者“过程性知识”采用提示型教学法就显得抽象和枯燥了。目前，职业教育对象的学习自觉性和自制力比较薄弱，教学目标应着重培养学生的综合职业能力。

下面结合化工设备机械基础中化工管道与阀门章节的教学，谈谈任务驱动教学法及其实践运用。

1.任务驱动教学法的概念

任务驱动教学法是基于建构主义学习理论的一种教学方法，教师把一学期或一堂课要完成的教学内容设计成一个或多个具体的任务，让学生通过完成一个个具体的任务，掌握教学内容，达到教学目标。它强调学生在真实情景的任务驱动下，在探究完成任务或解决问题的过程中，在自主和协作的环境中，在讨论和会话的氛围中进行操作学习活动。

2.结合“化工管道拆装”的任务驱动，完成化工管道与阀门的教学

任务驱动法的教学过程是以教师为主导，以学生为主体的双主模式的教学。任务驱动教学法大致可分为五个阶段。

第一阶段，教师主要是提出具体任务：按图“施工”——铺设管道，包含管、泵、阀及流量计等的安装连接。明确要求：美观、操作方便、连接严密无渗漏。

这一阶段的特点是教师主要进行方法上的指导，还可结合实际应用做一些启发性的提问：如连接方向、安装步骤等，使学生知道从哪里入手做。这一阶段的关键是教师引而不发，充分调动学生的操作欲望和好奇心。

第二阶段，以学生具体操作为主。在教师引导后，很多学生已经跃跃欲试了。教师可以根据实际情况，将学生分成若干个小组，引入小组之间的竞争，这样促进小组内互相讨论、互相帮助。这时候，教师应留给学生充足的操作时间，让学生大胆去试，使他们在使用中体会、感受和领悟。

这时，学生充分调动各种感官，发挥动手能力、交流合作能力、协调能力等。这个阶段在时间上可占整个教学进度的一半左右，在教学进程中是一个紧张的期。

第三阶段，交流讨论期，对于施工完成后的管道进行水压试漏实验，主要是教师查漏补缺。

引导学生口述自己的安装步骤，阐述连接件组装的步骤等。引导学生思考问题，如，是否注意到截止阀上的箭头方向；阀门操作盘（柄）朝向是否便于操作；闸阀与截止阀在管道中的位置能否互换；管法连接采用的法兰由哪几部分构成的，分析漏点的原因、交流安装法兰的技巧等。

这一阶段的特点是教师点评为辅，尽可能开展一些热门问题的讨论，让学生在思路上得到一些启发。看一看其他组同学是如何完成的，在方法技巧上和自己有什么不同。在教学节奏上给学生一个放松的时间。

第四阶段，巩固调整期。在热门问题的讨论之后，学生又会涌起再度调整的欲望。讨论交流后再进行改进、完善。

第五阶段，总结期。在完成实际情形的具体任务之后，进行课堂小结和知识点回顾，梳理应该掌握的理论知识点，以达成知识目标。

3.任务驱动教学法的作用

任务驱动教学法使学生学习的目标更明确、具体，有助于学生更容易地掌握专业知识。在课堂教学中学生学习的积极性高、气氛活跃，既培养了学生自主动手的能力，又培养了学生交流合作的能力和团队协作精神。

现在倡导的“国家核心技能”包含：与人交流、数字应用、信息处理、与人合作、自我学习、解决问题、创造革新、应用外语等模块。只有采取合适的教学方法，才能让中职学生在校期间更加全面协调地发展。

参考文献：

［1］朝辉.教学论.北京：清华大学出版社，2010.