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【教研随笔】紧密联系生产实践 深化课堂教学改革

化学与环境工程系   王金副教授
  《化工设备机械基础》是应用化学等化学类专业的一门专业课程,该课程与生产实践联系紧密,工程性强。我在讲授时,依托挂职锻炼期间的生产实践,有效调整课堂教学内容,并大力推行案例和翻转教学法的应用,取得了很好的效果。
  一、在教学内容上,增加了学生工作岗位所需求教学内容,减少了设计和推导教学内容。
  1. 增加了企业中常用设备材料的力学性能和化学性能参数工具手册。在企业中每一种设备的铭牌上都标有材料的型号,因此岗位要求学生掌握各种化工设备的综合性能。增加的性能参数均来自企业的工具手册,在教学内容中结合生产实例讲解材料性能。这样有利于学生在工作岗位中将书本中不同材料的性能知识应用在工艺操作和设备维护中,使课堂知识更容易应用到企业中。
  2. 增加了内外压容器的维修和维护。如增加了压力容器中的关键零部件——安全阀的构造和维护内容。尽管这部分内容在课本中没有,但是任何一个化工企业都会用到,并且有较高的安全性要求。通过查阅专业压力容器的操作维护的教材,并结合企业中的实例,在现有的教学中增加了内压容器的防腐和保养,外压容器的操作和维护,安全阀的维护和保养,以及由于操作不当造成后果等教学内容。 
  3. 增加了常用容器零部件的规格和性能规律内容。学生进入企业后接触各种型号和规格的容器零部件,要求学生根据零件的规格熟悉零件的性能。但是目前的教材中只有性能规律的介绍,没有常用的零部件的规格和型号,学生不认识常用的零件型号,对其性能的掌握达不到岗位需求。为了便于今后学生进入企业查阅容器的型号,了解其性能,在教学中增加了容器零的工具手册,结合生产实例介绍其规格和性能规律。
  4. 增加了设备的操作内容。例如在现代的企业中反应釜的打料,卸料,温度控制主要通过中央控制完成。因此学生走上工作岗位也需要进行中央控制操作。在教学中增加反应釜的操作控制知识,将企业的工艺控制面和生产实际结合融入到教学中,使学生掌握反应釜的控制操作。
  5. 减少设备的设计内容。我校学生进入化工设计院的极少,他们的工作岗位主要在企业的生产一线,因此减少了设备的设计内容。例如反应釜容积的设计,加热面积的核算等等。
  二、在教学方法上,引入了案例式教学和讨论式教学,便于学生掌握设备相关的知识点。
  1. 通过分析企业中的生产事故案例,融入相应的操作知识,让学生在案例中掌握知识点。在教学中为了让学生掌握外压容器的操作和维护知识,在外压容器中引入了容器被压瘪的工程案例,如:在设备、管理做水压测试的过程中,由于设备水压测试小组与管道水压测试小组沟通不善,在设备做完水压测试之后,没有将顶部的通气阀、盲板拆除,造成管道水压测试小组在做测试中造成罐体瘪塌。通过较多“容器被压瘪”案例的分析得出造成设备失稳的原因,总结外压容器的操作要点。
  2. 将知识点放到企业的工作环境中学习。学生在课堂中很难接触到企业的设备维护操作。例如,为了让学生掌握换热器的拆卸和清洗操作,播放企业的拆卸和清洗操作的视频以及拆卸换热器的图片,展示工程师的操作心得体会。通过介绍工程师的生产经验,使学生在课堂中也能学习到企业工程师的生产经验。
  3. 在教学中引入了讨论式教学。将企业中遇到的问题引入课堂,让同学们展开讨论,得出较好的解决办法。例如,企业使用00Cr17Ni14Mo2腐蚀性较强的材料,请同学们讨论有没有价格低又耐盐酸腐蚀的金属可以替代?学生讨论结果及老师点评:
  (1)可以考虑四氟或衬氟材料(最高耐温已达到200℃)为接液材料,外面加一个铸铁外壳即可。点评:能耐腐蚀,但是加热时四氟或衬氟材料导热性差,不合要求。
  (2)耐盐酸比较好的是钛合金。点评:能耐腐蚀,导热性好,但是价格很贵。
  (3)铜很耐盐酸腐蚀,并且导热性能良好,价格便宜。点评:铜的焊接是相当困难的,容易产生裂纹。
  (4)盐酸工业中,应用最广泛的应该是石墨材料(非金属材料)。点评:从HCl合成到吸收及尾气处理全部采用石墨设备,耐腐蚀性很好,同时石墨的换热效果好,价格便宜。
  4.在教学中采用案例分析和启发式教学。把在工作岗位中遇到的生产操作事故,如将配套20吨烧碱项目,新建了3只3000m3的碱罐,在制作完毕后进行盛水试验,由于水量很大,工作人员嫌放水太慢,将所有的放净阀、出料阀打开,导致第二天3只贮罐全吸瘪了的案例引入课堂,让学生分析具体原因,总结操作要点,锻炼学生应用知识的分析能力,让学生做到举一反三。
  三、在教学手段中采用微视频、“互联网+”。
  1. 在教学内容中增加具体的操作微视频,使学生深入了解企业的生产操作程序。
  2. 建立化工设备学习群,将微视频、常用的工具手册等学习资料上传到群共享中,既方便学生在课堂上随时用手机查看,也便于学生课后随时学习和再次查阅。及时发布企业中的生产问题、先进的生产技术,供学生讨论。
  3. 利用互联网中的专业化工论坛使学生了解企业的生产案例和事故,掌握企业生产一线的资料。
  四、在考核中增加赴企业考核和企业出题的环节。
  为了让课本中的知识能有效地应用到工作岗位上,将需要现场操作和维护设备的部分放在企业进行考核;并由企业出题,考核学生掌握生产中关键安全设备的结构、维护及其正常使用的能力,分析和解决生产问题的能力。
(责编:任丽琼)


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