“过程装备基础”课程教学的探讨

常静华　朱孝钦

（昆明理工大学化学工程学院　云南昆明　650500）

“过程装备基础”是高等工科院校化学工程与工艺、能源化工、轻化工程、食品科学与工程、生物工程和制药工程等工艺类专业的重要专业基础课程之一。该课程涉及内容广泛、信息量大、工程性强，是工艺类专业唯一的一门学习机械类基础知识的课程，包括过程装备力学基础、工程材料、机械设计基础、压力容器及压力管道、过程设备概论五部分内容^［1］。该课程对于培养具有扎实的基础理论和工程能力的实用型人才有非常明显的作用，为此，我们非常重视该课程的教学工作，在组织该课程的教学时，重点讲解过程装备相关的基本知识，使学生掌握过程装备的基本结构、基本理论和设计方法，了解有关标准、规范和手册的应用，具备过程装备工程设计的初步能力。

“过程装备基础”课程的理论教学学时原来一般是80学时左右，然而，近年来随着高等工科院校教学改革的不断深入，该课程的教学学时现在减少为32～64学时。针对于现在该课程的教学学时大幅度减少的情况下，就如何优化课程教学内容、改进课程教学方法、组织课堂教学和开展相关的实践教学等方面，我们进行了一系列的探索与实践。

1　精选教学内容

“过程装备基础”课程的内容非常广泛，在有限的教学学时之内进行教学，就需要精选教学内容，并且遵循由浅入深、循序渐进、重点突出、强化学生工程应用能力培养的原则进行选择。根据不同工艺类专业的培养目标和课程要求，我们开设了不同课时的教学模块，分别为64、48和32个学时，不同学时的教学内容侧重点亦有所不同。

（1）过程装备力学基础部分内容的重点是讲解构件受力分析及约束力求解、内力分析、杆件的强度和刚度计算等内容，其中64学时教学模块的教学重点是杆件拉压、剪切、扭转和弯曲时的强度和刚度计算；48学时教学模块的教学重点是杆件拉压和弯曲变形；32学时教学模块的教学重点是杆件拉压的分析。

（2）工程材料部分以实用为原则，重点讲授过程装备用金属材料部分，非金属材料和复合材料作为学生自学内容，这主要是考虑到学生在金工实习时已学习过金属材料加工及热处理方面的知识，所以本部分的教学着重介绍过程装备所用钢材的特点、分类、牌号及选用等与工程实践结合的内容。

（3）由于机械设计基础包括螺纹连接、带传动及链传动、齿轮传动及蜗杆传动、轴与轴承、轮系及减速器等内容，该部分在64学时和48学时的教学模块中均作为了解性内容进行讲解，需要学生了解常用结构的工作原理、结构特点、应用场合、技术规范、选用等基础知识，对于32学时的教学模块则是属于学生自学的内容。

（4）压力容器及压力管道是“过程装备基础”课程的核心内容，教学重点是压力容器的总体结构认知及压力容器的设计，其中各零部件的结构和作用、设计参数的确定和通用零部件的选择均需要重点讲授，突出与工程实际应用相关的设计过程，而所涉及的主要设计公式的理论推导则只讲推导思路。压力容器部分的知识点多、工程概念和所涉及到的相关国家标准和规范也较多，教学过程中需要注重压力容器设计的系统性，把最新的标准规范贯穿到相应的章节中。

2　根据课程特点精心制作多媒体课件

考虑到“过程装备基础”课程的授课对象多半是工艺类专业的二年级学生，大多数学生对工程实际的过程装备接触较少，对于过程装备的基本结构普遍缺乏感性认识，为了提高学生的学习兴趣，增强该课程的教学效果，我们根据该课程特点和学生实际制作多媒体课件，将大量动画、三维立体图、工程应用图片、实际生产视频等学生感兴趣的内容融入到各章节中，具体的作法如下。

（1）在过程装备力学基础部分采用了大量的动画和图片，使学生能够对抽象的力学知识易于理解和掌握，同时将具体设备的实际受力情况与相关的力学模型相结合，将所学力学知识与工程实际应用紧密结合，这样就极大地提高了学生的学习兴趣和主动性，同时也便于学生熟练掌握和应用。

（2）在压力容器及压力管道部分的多媒体课件信息量更大，首先给学生展示压力容器结构及其主要零部件的大量工程实际图片，让学生对压力容器有大体的认知；其次将介绍压力容器的制造过程，通过观看相关视频了解压力容器的制造程序（包括筒体卷制、封头冲压成型、筒体和封头焊接、开孔、法兰与接管焊接等），通过视频和图片的学习，学生对即将学习的压力容器结构及其时间有了较为全面的了解，对后续的学习帮助性很大，也极大激发了学生对压力容器学习甚至研究的兴趣。随后根据教材体系介绍各部分的学习内容，逐步学习压力容器及压力管道的相关知识。

（3）对于其他部分的多媒体课件制作，也是根据课程内容特点进行。这样，利用先进的教学手段，不仅是单位教学学时的教学信息量增加较多，能够在较少的课时内完成更多的教学内容，而且通过课件的形象化、生动性和趣味性大大激发学生的学习主动性和积极性，加深对所学内容的理解，从而提高该课程的教学质量和教学效果。

3　精心组织课堂教学

课堂教学是课程教学重要的一环，因此，为了搞好“过程装备基础”课程的教学，我们也是精心组织课堂教学，方法也比较灵活的，例如，一是在课堂上注意采用灵活的多种教学形式（如启发式、参与式和讨论式等），充分调动学生的学习热情和积极性，使学生在轻松、愉快的气氛中学习；二是除了多媒体课件进行教学之外，还通过教学模型、教学图片等进行教学；三是对于每一篇教学内容学习完之后，都组织学生分析、讨论，从而使学生能够理解和掌握该篇教学内容的重点、难点，培养学生的学习能力和分析解决问题的能力。

4　注重实践教学环节与理论教学的紧密结合

该课程是一门实践性和技能性较强的课程，需要将所学理论知识和生产实践紧密结合。因此，除了课堂的理论教学之外，还需要结合课程教学开展相应的实践教学环节，主要是实验教学、课程设计和工厂实习等。其中，实验教学包含内压薄壁容器应力测定、外压容器失稳两个实验，学生通过这两个实验必定会加深对内压容器和外压容器的基本结构和受力特征的理解；课程设计是以具有明确工程应用背景的某种单元操作设备作为设计题目，目的是使学生从过程设备的选材、结构设计、强度计算到设备的制造、检验和验收有一个全面的训练^［2］，课程设计时间为两周，安排在课程结束之后进行，根据给定条件设计出一个满足工艺要求、强度和刚度足够的单元操作设备，并绘制出装配图和零部件图；工厂实习则是使学生对实际的操作单元和过程装备有感性认识，为后面的课程继续学习奠定良好的基础。

“过程装备基础”课程是一门理论性和实践性结合非常紧密的一门专业基础课程，我们结合课程教学进行了一系列的探索与实践，取得初步的成效。今后，我们仍将继续努力，采取措施切实搞好该课程的教学，不断深化该课程的教学改革，力争使该课程的教学质量和教学效果能够得到进一步的提升。

参考文献

［1］　朱孝钦，刘俊明.过程装备基础［M］.第二版.北京：化学工业出版社，2011.

［2］　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）：17-19，108.

［3］　张锡兰，毛立群.浅谈化工设备机械基础课程的教学改革［J］.化工高等教育，2007（5）：9-10，35.