发布时间:2023-06-18 10:42:24
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的化工实践内容样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:土建;施工;优化
引文:伴随着现代科学技术、计算机软件应用、电子通信自动化控制系统的综合性快速发展,人类的综合性规划建设过程已经逐步由原来的信息化发展建设过程逐步发展为综合设计、制造、检验和销售一体化的综合性体制建设规划过程控制,保证各项信息设备的合理化采集过程控制,加强综合性系统传输采集过程控制,实现土木工程的各项材料的准确采集、功率逐步加大、传递信息量逐步增加,建立良好的土木结构发展规划控制过程,实现合理化的建设承载能力控制过程,加深有效化的分析计算管理,提高综合性的自我规划控制,实现自我项目施工建筑的分析过程管理。
1现代化土木工程的基础性结构
现代土木建筑工程中由于传统的结构功能具有一定的区别,造成系统的土建建设过程中的相关参数不同,其中声、光、电、压力、化学数据、物理编程数据等等各项内容的综合性变化,造成现代化整体结构的运行中出现不同的结构问题,从而造成土木结构的相关现代化问题。根据建筑工程中相关的土建技术进行合理化的分析,对各项施工质量问题、土建技术结构、职能施工规划耦合效果进行分析,从而保证整体现代化的综合性流动控制规划,实现良好的信息传递分析过程,加深综合性的系统控制规划,建立良好的计算职能控制过程,实现优化系统土建技术的施工内容。
2土建技术中的相关施工内容问题
因为在有关土建技术的施工中经常会出现许多的问题,为了防止因为施工隐患问题造成一系列的相关隐患,我们在根据土建施工过程中的相关进展程度时,加工控制施工中可能产生的施工工程费用,从而防止综合性的财产损失问题。为了逐步加深各项原因的控制管理,我们要对施工土建工程中相关的质量问题进行合理的控制,使施工过程中可能发生的相关影响问题得到改善,从而进一步改善相关的质量控制过程。比如,造成施工土建设计的结构出现错误的原因就是因为在施工中没有合理的设计施工图纸,从而造成计算的逻辑理论值和实际的受应力不同。通过内部的相关结构分析,直接影响整体施工建设过程中的相关工程进度就是因为土建建筑的稳定性、刚性的整体强度较差,从而无法逐步完成施工过程,因此,在施工过程中,如果要保证整体质量过程的问题控制,改善相关的施工重复率问题,完成建筑施工因素的逐步调整,就要通过对施工进度的控制,使相关的施工质量过程分析表现得以改善,对施工建筑产生的沉降、地基不匹配,承受力不足等各项问题进行技术质量分析,进一步使综合性的技术地基层面的处理控制加深。
3土建施工技术中的技术优化方案
3.1加强土建的施工结构设计智能化分析过程
为了保证整体设计过程的合理性,使综合性技术指标控制管理根据土建技术的相关技术要点加深,我们要进行合理化的技术分析,从而实现合理化的施工使用状态的有效化分解,使技术控制规划和可预见性保证合理化,进一步使土建结构的综合性维护控制加深,使构的职能化分析效果逐步改善结,在设定土建结构的检测分析过程中,要对相关的检测管理人员进行技术培训,使技术结构内部的各项技术指标的统计加快,从而提高自我认知结构分析过程控制,保证合理化的技术分析过程,保证良好的自我诊断控制问题分析,加强综合性的系统结构智能化分析过程控制。
3.2提高综合性的土木结构控制分析过程
设定合理化的综合性结构分析过程时,根据的土木结构图一定要是嵌入式的,从而使土建传感器的功能材料分析过程控制加强,合理化的分析计算机相关的应用软件和技术水平,逐步加工施工和处理实现传感器元件、检测结构和相关数据信息,制定合理化的综合性数据控制过程,系统化的分析各类数据采集和控制过程进行,进一步实现合理化的综合性元件应用过程的执行和动作控制,改善相关的动作处理过程,使整体元器件的使用效果加深。实现整体数据的有效化采集,实现快捷、系统、合理的综合性结构分析时要以智能化的机构设计过程,保证结构的有效化实施控制管理。
3.3加强结构和材料的耦合程度
在土建的结构材料上要根据材料进行功能上的智能化分析,如果实现对受力内部的有效化结构分解控制,就要通过对相关的物理形态变化过程,使土建施工的综合性材料耦合得以完善,进一步使混凝土材料控制过程保证合理化,保证合理化的导电性能分析,对综合性的导电探测应力控制过程也要加强。
4改善土建结构的优化措施
4.1加强土木结构的设计优化
为了确保整体实际的设计智能化,改善相关的经济设计研发水平,我们要根据土木结构的相关设计方向进行内容的分析,从而在技术成本上采用较为合理,并且还要对实用设计过程要制定优质的,使综合性的智能化设计规划控制管理得以保证,让各项结构的设计预测可行性得以确保,保证土木结构中相关的受力条件的预估情况,进一步对土木建设结构的职能比例分析保证,从而保证有效化的监督和管理。
4.2利用传感材料元件完善土建结构的综合性设计控制
整体土建施工建设过程的合理稳定性得以确保是进行结构比例分析时根据传感器元件的相关设计过程,从而使可靠的耐用性控制得以加强,使结构干扰问题避免出现,从而建立良好的基础结构材料的传感元件使用控制过程,使综合性的耦合效果得到保证,相关的信息采集过程也得到改善,并且自我检测和自我修复的控制过程也提高。对相关的数据进行合理化的系统分析是采用新型的智能化控制材料规划过程,为了完善整体结构的最终控制目标,我们要对综合性的材料结构位置控制加强,从而保证土建施工过程中相关的结构刚性作用力。
5结语
综上所述,对于较为复杂的建筑施工来说,应该把有效的施工管理措施贯彻落实在每个环节中,如果没有引起足够的重视,那么就极有可能造成一定的质量或者安全问题,给整个项目工程带来不可挽回的损失,所以,应该充分重视建筑施工技术管理优化措施,这是保证施工质量的有效措施。通过对土建施工过程中的相关技术问题的研究,我们对如何提高土建施工中的相关优化方法加以认识,使综合性建筑施工过程的有效化分析控制得以保证,并且还保证土建技术效果的快速提高。
参考文献
[1]李春堂.土建施工实用技术181例[J].山西科学技术出版社,2012,0401:17-118.
[2]潘全祥.土建工程技术主管实操手册[J].人民交通出版社,2006,1101:12-99.
[3]张炳华,侯昶.土建结构优化设计[J].同济大学出版社,1998,0301:21-92.
【关键词】数控加工 实训 课程 教学内容 产品化 设计 实践
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0090-02
一、数控加工实训课程教学内容产品化的背景分析
1.我国数控加工教育简介
数控加工(numerical control machining)区别于传统的机床加工技术,是运用先进的数字电子技术,控制机床进零件加工的一种技术。相较于传统机床加工,数控加工将零件切割过程以及刀具的位移等零件加工工艺,运用电子信息技术进行实施,具有高度自动化和精密性两大特点,使得零件加工生产步入了批量化、自动化、精确化以及复杂化新的阶段。数控加工技术作为一个国家机械加工技术水平的重要标志,对于机械制造加工有着深远的影响。随着我国机械制造领域的快速发展,对于数控加工领域人才(尤其是高端人才)的需求变得十分紧迫。高职以及大专院校每年为社会培养了众多的数控加工人才,但是根据以往的调查研究发现,现行的数控加工理论和实践课程体系出现了和企业需求脱节的现象,教学方法和实践操作不能有机的结合、课程的深入程度都有所欠缺。因此,加强数控加工的社会需求调查,进行全方位的理论实践改革,对于创新企业人才需求都有着深远影响。本文将从数控加工实训课程产品化方面进行研究分析,为提升数控加工教育的实践部分做出积极的参考。
2.实训课程教学内容产品化简介
从上文分析可以看出,数控加工教学包含理论课程和实训课程两方面的内容,而实训教学内容产品化,即是运用所学的理论知识,根据实训课题要求,将课题目标与企业生产“产品”的过程有效结合起来,使得学校在培养学生实践技能的同时,能够将企业高效、科学的产品生产管理模式相统一。将实训课程教学内容产品化,一方面,学生能够根据掌握的理论知识,通过严格的工艺操作步骤,进行理论知识的论证以及操作实践水平的提升;另一方面,因为学生掌握了必要的企业生产管理流程,在未来就业的时候,企业仅仅需要进行简单的培训,甚至不用培训即可进行数控加工零件生产,有效减轻了企业的用人成本,科学解决了人才培养与社会需求脱节的矛盾。除此之外,为了进一步适应企业人才发展需求,一些高等院校在实施“实训课程教学内容产品化”的时候,充分发挥校企结合优势,将数控加工教学模式进一步拓展,进一步提升了数控加工的人才“供应――需求”科学性。
二、数控加工实训课程教学内容产品化现状分析
1.数控加工实训课程与理论课程持续性结合不足
数控加工作为一门操作性较强的学科,实训课程就显得非常重要,但是作为实践操作的基础――理论课程,往往具有基础性的作用,因此在开展数控加工实训课程时,应具备一定的理论基础,保障二者的持续性。当前一些高职和大中专院校,将数控加工的理论课程与实训课程严重分节,忽视了二者的延续性,造成了彼此的持续性结合不足,理论课程的指导功能被弱化,同时实践操作也起不到进一步巩固和验证理论教学的作用,使得数控加工实训课程的有效性难以发挥。因此,如何有效保障数控加工实训课程与理论课程持续性,是其较为突出的教学问题。
2.数控加工实训课程内容设置与产品化要求有一定差距
大部分院校数控加工专业的实训课程内容设置,更多的是以加工“单件工件”主要内容,这与教学内容产品化的要求有一定的差距,“产品化”往往意味着从产品设计、产品的材料选定、产品零部件加工以及产品的组合成型等诸多工序需要完成。出现这种现象,一方面是由于数控加工理论课程学习进度造成,很难想象在缺乏完整知识体系的情况下,能够将实训课程内容产品化;另一方面与学生的学习探索欲望有关,在数控加工实训课程最初时,出于对陌生事物的好奇心以及探索欲望的驱使,学生能搞保持较高的学习劲头,然而一旦新鲜感失去,逃课、迟到、早退的情况就时有发生。可见,在数控加工实训课程内容设置时,做到与产品化要求相契合,是数控实训课程必须面对的挑战 。
3.数控加工实训教师水平与教学内容产品化要求有一定差距
要做到数控加工实训课程内容与教学内容产品化,相关的教师在具备相关的理论知识结构和娴熟的数控实践能力基础上,还应了解一定的企业生产管理,才能真正达到教学内容产品化的要求。目前,我国院校的实训教师,往往是理论课程教师兼职(也有专职的实训教师),这些教师对实训教学内容的操作都较为娴熟,但是对于企业一线产品设计、生产管理能力往往比较欠缺,这就造成了实训教学内容产品化不能很好的得以实施。另外,一些院校聘用企业一线的管理生产人员,一定程度上解决了教师水平与“产品化”教学内容的矛盾,但是这些企业人员往往不能将基础理论很好的灌输到实训教学过程中。因此,解决实训教师与教学内容产品化之间的差距问题,是数控加工实训课程重要的现状。
关键词:职业院校专业转型;实践教学体系;实践教学基地;师资队伍建设
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)23-032-02
在发展高职教育过程中,如果缺少实践教学环节,培养技术应用型人才只能是句空话,实践教学环节的成功与否,是高职教育能否真正办出成效、办出特色的关键之一。然而,长期以来,实践教学环节一直是高职教育发展过程中的一个薄弱环节,尤其由基础自然学科专业转办应用化工技术专业的实践教学环节更加薄弱,专业实践教学体系建设中存在很多困难和问题。谈谈专业转型过程中实践教学设施(基地)和师资队伍的建设两方面问题。
一、实践教学体系的内容建设与基地建设
1、实践教学的内容建设
(1)专业实践教学的内容建设
①校内专业实践教学内容建设
基础化学部分实践教学内容建设,在原有化学实验设施基础上完善即可。
专业基础(课程)实验实训建设内容有:有化工制图室、化工原理(单元操作)实验、管路配件色陈列;管路、典型常用简单设备(如离心泵、通风机)安装拆卸实训;化工设备与仪表自动化实验;反应过程与设备各类反应器模型陈列;化工仿真实验实训、典型生产工艺模型等。并制定各实验、实训大纲。
专业综合实训需建设:专业综合实训一(无机、生物化工);专业综合实训二(有机、高分子化工);专业综合实训三(精细化工);教学与盈利兼顾的校办化工厂。并制定了各实验、实训大纲。
②校外专业实践教学内容建设
由于化工生产的特殊性,学生在校学习期间在校内实验实训的基础上应该定期到相应化工企业进行见习、企业实训、顶岗实习等实践过程来巩固和消化所学知识。在各阶段实习过程中的专业管理,特别是顶岗实习期间,应按在校管理制度管理。并专业管理和企业管理相配合,按顶岗实纲和毕业设计(论文)大纲圆满完成各阶段的学籍管理。
③实践教学内容与管理的调整
实践教学过程是理论教学的延伸与发展,要做好实践教学过程,实践教学内容的合理安排调整与加强管理是非常必要的。对实践教学的管理进行了调整,对实验实训和校内实训基地的管理进行改革,由原来各教研室分散管理调整为集中管理,由系安排专人全面负责管理,统一安排各类实践教学。建立向实践教学环节倾斜的激励机制,吸引高素质教师参与到实践环节的教学中;鼓励教师下厂锻炼,提高自身“双师”素质。便于各实践教学课程或环节进行纵向整合。加速专业专业转型工作的进行。
2、实践教学基地建设
(1)校内实践教学基体系建设
建设好校内实践教学基地包括基础化学(无机化学、有机化学、分析化学和物理化学)实验室建设;专业基础(课程)实验实训设施建设;专业综合实训设施建设等方面。形成完整的高职应用化工校内课程实践教学体系。
(2)校外实践教学基地建设
应于本地区大中型化工企业建立校外实践教学基地,签约承担学生见习、实训、顶岗实习实践教学过程。校外实践教学基地,主要采取校企合作的实践教学模式。要让学生在企业实习和顶岗实习过程中,能直接参与企业生产、管理的各个环节,了解现代化工企业的特点,进一步增强就业竞争力;必须逐步建立和完善校企双向推动、产学密切结合的管理运行机制,将我们的理论优势和科研优势渗透到企业之中,力争做到“双赢”。并根据企业的改革趋势优化实践教学的组织管理,改革以往企业被动接受学生实习的局面,使校外实践教学能真正收到实效。
二、实践教学师资队伍建设
1、实践教学师资队伍建设的要求
(1)要符合专业教师队伍的“双师”素质建设要求。
(2)要符合建立“工学结合”机制的要求。
(3)要符合加强校外生产实训环节的要求。
2、实践教学师资队伍的建设
(1)具有本科以上学历的中青年教师大多是研究型和学术型人才,多数是非化工专业老师,普遍缺少生产、操作、管理、服务等第一线的经历,缺乏实践意识。要求刚从学校毕业的青年教师必须到企业、行业实践训练一年以上。在经费和待遇上对到企业、行业实践训练的教师给予支持。培养既注重传授基本知识和基本技能,又注重培养实际操作能力,既能引导学生学习知识,又能指导学生实践训练的“双师型”教师队伍。
(2)为了提高青年教师的教学能力,有实践教学经验的老教师与青年教师之间以“师傅带徒弟”形式结成了多对师徒,并签订了师徒协议,以言传身教来培养青年教师尽快适应实践教学的要求。
(3)继续引进专业教师,来充实化工专业教师队伍。每学期派出一定数量专业课教师和实践指导教师到合作企业锻炼,参加教育部组织的骨干教师培训,接受新技术、新技能和学历提升教育培训,鼓励教师通过各种渠道参与行业职业技能鉴定,取得测试员、考评员等资格证,鼓励教师参加各类教研和科研交流活动。
总之,要解决专业转型建设过程中存在的问题,需进一步完善校内外实践教学基地体系建设及制度建设,进一步加强完善实践教学师资队伍建设。只有建设好满足专业要求的实验实训设施和实习基地及健全的管理制度和符合应用化工技术专业实践教学要求的师资队伍,才能完成专业转型,才能使整个实践教学过程顺利进行,才能培养出符合高职应用化工技术专业要求的高技术技能型化工人才,才能更好地为化工企业输送的合格的应用人才。
参考文献:
[1] 吴雨龙 洪 亮,张桃先,熊海燕,金学平.高职应用化工技术专业课程体系的改革与实践[J]中国职业技术教育2008(10)
化工原理实践教学是化工原理课程体系中的重要组成部分,其中又包含了化工见习、化工原理实验及化工原理课程设计。通过这三个环节的学习,学生可以将化工原理的单元操作基本理论知识更为深入的理解和掌握。当前大部分院校化工原理实践环节的教学基本上还是围绕着化工原理理论课程开设,而化工原理的理论内容涉及面广,内涵丰富,并且在教学过程中往往“重过程、轻设备”,这就造成了学生工程观念淡薄,对设备的选择应用能力较低。同时,由于课时安排,化工原理课堂教学内容、教学时间有限,没有充分调动学生的课外学习主动性和自主性。化工见习时间安排大多集中在学期末,学生理论知识都已学完,这样虽然有助于学生理解见习过程中见到的操作要求及原理,但由于和理论教学时间上脱节,学生知识遗忘严重,见结不够深入和全面,学生不能深入的分析遇到的问题和现象,工程意识培养不足,知识收获能力提高有限。在化工原理实验中,目前国内高校实验安排大多为验证性实验,重点培养了学生设备仪器分析操作的能力,记录、分析及处理数据的能力,在综合性、研究性及创新设计实验方面严重不足,这就造成在课本上一直强调的工程观念、经济观念没有在实践中得以很好的应用,学生无法将复杂的真实设备与工艺过程与课堂理论进行联系,高等化工科技人才应具有的工程能力和素质培养没有体现。化工原理课程设计主要内容包含化工换热器、吸收塔、精馏塔以及干燥器的设计,偏重于理论计算,而与实际工厂应用偏差较大,最新的研究成果也没有得以体现。总体而言,在化工原理的实践教学过程中,学生的创新能力、工程意识及团队协作意识没有得到很好的锻炼。
2基于CDIO工程教育理念的化工原理实践教学探索
2.1化工见习与理论课程紧密结合,增强学生的工程实践能力
基于化工见习在化工专业培养中的重要地位,并与理论教学内容紧密结合,因此建议规划在不同时期分别进行3~5次化工生产企业的见习活动,每次活动侧重点不同。见习前要求学生对化工生产企业的工艺流程加以了解和认识,并对相关单元操作内容进行分析;见习过程中仔细观察实际设备及操作,认真听取工厂企业老师的讲解,积极思考问题并能提出问题;在见习结束后能够及时进行总结,写出感受。教师在课堂上针对见习中的现象和问题引导学生进行深入学习基本理论和操作。例如在西安创业水务有限公司的见习活动中,要求学生掌握污水处理的工艺流程,积极思考在污水处理过程中所涉及到的基本理论。在整个污水处理过程中,只有提升井处提供整个工艺过程中的流体流动能量,这一过程加深了学生对柏努力能量守恒深入理解;通过观察和学习,要能掌握有关泵的相关知识及操作,包括泵的选择、开启泵及关闭泵需要注意事项,泵的流量调节等;见习内容原理除了涉及流体流动及输送机械外,还涉及了非均相物系的分离,包括浮选、沉降,压滤等内容,有的内容在化工原理课本上并没有详细的讲解,但可以引导学生去进行对比分析,去构思讨论有无其他更好的处理方式或设备操作,这样既加深了对理论的掌握,又能为将来的工程设计做好准备工作。在西安热电厂见习过程中,重点对传热及蒸发的内容进行深入理解和掌握,通过预习,提出问题——如何有效的传热及节约能耗,工程经济性的原则在工厂中是如何体现的?在实践中观察实际设备的具体操作,能够对问题进行分析,并提出自己的解决方案。在南风日化见习过程中,重点要了解精细化学品生产的特点,并对搅拌过程、离心过程、干燥过程及产品分析检测、包装过程进行学习,为后期的设计性试验奠定了基础。通过这一系列的活动,架通了枯燥理论与生产实践间的桥梁,使学生认识到所学知识的重要性,同时积极思考进行创新,为将来进一步学习和工作积极准备。
2.2化工综合性、设计性实验的开发,锻炼团队协作能力,调动学习自主创新性
化工原理实验大多为验证性实验,项目组在此基础上提出了综合性实验及设计性试验要求。要求学生根据现有的实验条件及设备进行产品项目的开发,从构思产品项目、设计工艺流程,具体实施及开展操作都按照化工标准规范进行,从查阅资料、绘制流程图,实验操作、检测分析、数据处理及分析、团队协调等多个角度锻炼了学生的能力。例如针对串联流动反应器停留时间分布测定实验装置,引导学生对间歇操作产品进行设计,给出设计题目-洗涤剂生产,并提出针对反应釜如何确定该设备的最大生产能力,要求学生去完成该项目。首先查阅资料,备齐生产的基本原料,然后确定工艺路线及配方,最后进行生产操作;要确定间歇釜的最大生产能力需要测定化学反应的速率常数,即要清楚化学反应的宏观动力学方程及本征动力学方程,应用已有设备,通过电导率数值的变化来测定反应的速率,问题逐步解决。这一过程既体现了学生的自主创新性,又激发了学生的学习兴趣,加深了对理论的理解。在综合性实验方面分别进行了以下的工作,内容见表1。在综合性试验中,一方面要求学生提前做好相关准备工作,在有限的时间内合理安排实验;另一方面要求老师付出更多的时间和精力去指导;再次要求不同小组学生间进行合理的任务分解,分别在不同时间教学环节中完成,然后分组讨论给出相应的结论,这样进一步增加了学生间的交流,有助于培养团队协作能力。
2.3基于工程创新的化工原理课程设计环节
课程设计是对学生的综合能力的锻炼环节,培养学生的工程理念及写作技能,为将来的毕业论文(设计)打下基础,为进入生产企业储备技能。因此,该环节要充分调动学生的积极性,可以给定某范围或某一个生产实际问题,让学生就感兴趣的某一方面进行设计,例如在前面提到过的污水处理过程,热电厂蒸汽利用过程进行设计,设计内容包括工艺流程、主要设备及操作条件。同时,对说明书的规范给予严格要求,以便能够达到工程技术的基本要求。另外,学校领导和相关教师要了解生产,积极与企业进行合作,选题尽可能与当地一线化工生产企业结合。
3结束语
首先,化工设计可以培养学生的专业综合思考能力。化工设计是化工专业综合性最强的课程,需要学生集成化工原理、化学反应工程、有机化学、物理化学、无机化学、化工热力学、化工设备、化工仪表与自动化及化工技术经济等众多课程知识。在学习化工设计的过程中,把各学科知识融会贯通联系起来。如化工设计中设计产品生产工艺,就把无机化学,物理化学,有机化学联系起来,而对工艺流程进行物料衡算和能量衡算则要充分利用化工原理、反应工程、化工原理,化工热力学等课程的内容。通过化工设计的课程的学习,培养提高学生对化工各专业课程知识点的综合理解能力。第二,化工设计可以培养学生的创新能力。进行一个化工过程的设计是一项全面而系统的探索过程。通过设计的规范训练,使学生了解科研创新或者工程创新的过程和方法,学会利用网络资源、文献检索及数据调研,通过实验设计或者工艺设计,了解实际化工过程的流程和发现工程生产中的问题,分析并解决问题[3]。第三,化工设计可以培养学生的实践能力。学生经过大学理论课程的学习和实验课程的锻炼,具备了初步的动手能力。但是很多学生在大二、三年时还不知道化工这个专业要做什么,学这些课程是为什么,有什么用。这是因为在前面各个单一的课程学习过程中,这些理论知识和实践能力没有综合起来,因此通过化工设计课程的学习,一方面可以使学生具有学习化工设计方面的能力,另外一方面则可以使学生具有将所学的理论知识运用于实际生产和工艺设计的能力。
2培养化工卓越工程师的《化工设计》课程改革
2.1优化课程内容,提高学生学习兴趣化工设计这门课程的传统教学模式为采用板书及幻灯片课件播放等对知识进行讲解,本课程涉及的知识比较复杂,课程内容与实际联系紧密,学生由于缺乏实际工程概念以及对课程知识点缺乏认识,所以不能深刻理解这门课的重要意义,也失去学习本门课程的主观积极性[4]。学生平时课堂上不能完全投入到听课中,期末时则只能靠考前的突击复习应付考试。这样的教学效果欠佳,在本门课的教授过程中需采用更丰富的教学内容。在备课过程中不仅要鼓励教师将文字、声音、图像、动画等多种媒体组合在一起,这些直观的信息可以提高学生的学习兴趣和效率。另外利用CAI(计算机辅助教学)备课直观、生动的特点,可以使学生直观、深刻的认识反应器的基本模型(包括全混流、平推流、置换流)、化工厂车间的布置图、化工厂三维管道模型等内容,克服学生实际工程经验缺乏的缺点。此外,还可以利用卓越工程师培养计划合作企业的资源,在学生认识实习、生产实训实习等实习中认识实际生产装置,并聘请的企业中工程师对实际生产过程进行讲解,使学生真实了解到工厂的工艺流程及设计、优化的思路。此外,理论教学过程中讲解知识点时引入一些经典的实际生产案例,且让学生课前先查阅资料,课堂中进行考察,提高学生的学习效果;而且可以在教学过程中,与全国大学生化工设计竞赛联系起来,通过教师讲解获奖的作品,或是让学生分析评价各个作品的优缺点。在分析评价过程中,教师总结作品中与课程相关知识点并进行分析,拉近理论与实际化工设计中的距离,加深学生对相关知识点的理解能力;在课程讲解的过程中也可以联系教师的实际科研项目,提高学生理论与实际结合的实践能力,使学生了解利用课程的知识对社会创造的经济及社会效益,提高对本课程的兴趣。
2.2更新教学方法,加强化工设计软件的学习在目前的化工设计行业中,计算机的应用几乎贯穿化工工艺开发和设计的全过程,计算机软件辅助化工设计已成为基本的手段。因此,辅助化工设计专业软件成为化工设计人员必须掌握的工具,如AutoCAD可进行流程图(PFD和PID)、设备装配图、车间布置图和全厂总图的绘制等。另外,化工设计涉及的化工过程分析与流程模拟及优化,换热网路设计等问题都具有过程复杂、计算量大等特点,计算机软件成为主要的辅助工具。如用于大型通用流程模拟设计的AspenPlus、ProcessII软件,能对工艺过程进行严格的能量和物料计算,通过过程模拟,计算主要物料的流量、组成与性质;也可用于工艺流程的优化和全厂系统能量的优化配置和综合利用,进行相应的经济技术指标的衡算。另外还有PDMS软件,可通过建立三维模型,真实的模拟和显示正在设计中的化工装置布置和建设情况,从而发现所设计的工厂在设计、配管和布置等过程中可能出现的问题,在化工厂动工前的设计阶段提前解决潜在问题,到达规避施工风险和提高设计质量的目的[5]。因此,为了提高学生的计算能力、分析能力和解决实际工程问题的能力,使学生在毕业后走向工作岗位时能尽快适应工作环境,化工设计课程应安排安排一定学时的上机教学,在软件教学过程中通过化工过程模拟软件提供的对工程设备、流程进行分析、改进以及再合成的环境,激发学生大胆探索和创新的兴趣,使学生获得创新实践能力与流程设计能力的训练。
2.3考核方式和考核内容的改革化工设计课程传统的考核方式为“期末考试成绩+平时课堂成绩”确定学生最终成绩[6]。但本课程具有的学科综合性强、与生产实践的结合紧密、涉及化工设计软件多等特点,使得传统的考核方式没有取得好的效果。大多数学生平时上课没有完全投入到听课中,只靠期末考前的突击复习来应付考试。即使通过了期末考试,也没有理解课程的意义、掌握课程涉及的知识点和培养出化工设计能力。因此,对课程的考核方式和内容可以进行一定程度上的改进。如对学生的考核应在各个教学环节过程中进行,包括上机考核、课堂讨论评分、工厂实习现场考核、期末试卷成绩几个部分。另外期末考试试卷的内容中,不应仅包括基本概念、基本理论知识,还要与工程实际联系紧密,要有围绕工厂实际数据的题目,还应有开放式的题目,给学生以充分发挥的空间,使学生能够真正地理解和掌握设计相关的知识点,而不是仅仅记住,这对培养合格的卓越工程师也是至关重要的。
3结论
关键词:化工仪表及自动化;教学;实效性
随着时代的进步,我国的化工行业正逐步趋于规范化、规模化、产业化、信息化的方向发展。化工技术要求就必然提高,通过学习化工仪表及自动化这一课程,让学生熟练掌握化工生产中的相关技术知识,以不断培养出新型化工人才。基于此,笔者作出一下的分析及建议。
一、利用多媒体技术进行课堂教学,提高化工仪表及自动化教学的实效性
为达到当代教育技术要求的需要,满足当代教学手段的改革需求。在化工仪表及自动化课堂教学中,应利用多媒体技术制作化工仪表的计算机辅助教育课件,利用课件中包括的大量音频、视频、图画、动画,把传统教学中难以理解的原理和仪表结构借助媒体清晰形象地展示给学生,从而增强教学内容的实效性,加大授课信息量,留给学生深刻的印象,让学生始终处于积极活动状态,激发学生学习的兴趣,提高化工教学的效果。比如制作三维动画把传统教学中难以演示的仪表结构进行动态的展示;又如把化工车间内的实际操作过程和操作系统拍成MV进行播放,强调多媒体技术进行化工仪表及自动化课堂教学的实用性。
二、根据教学内容选择适当教学方法, 提高化工仪表及自动化教学的实效性
化工仪表及自动化教学内容的选择应视课程本身具有的系统性,以纵向思维面对课程体系,确立教学目标,进行学习单元设计。在教学过程中既要降低理论要求,注重仪表的结构、选用方法及工作原理的讲解,也要增强教学内容的实效性,降低微观分析力度,注重仪表的特点及其如何的应用。
基于提高化工仪表及自动化课堂教学实效性的分析,除利用多媒体技术外,还应视教学内容确定教学方式。例如,教师在进行压力仪表的讲解时,教师应拿出化工企业中发生的真实事例,让学生通过小组的形式开展课堂讨论,对于得出的结论,应要求学生说明原因。这比教师单一的灌输知识效果要好很多。
在课堂教学方面,根据不同的教学内容运用大量的实例教学法和多媒体教学法等先进教学方法,以优化课堂教学,讲学生由被动转为主动的学习方式,从而提高课堂教学效果。
三、加大实验实践力度,提高化工仪表及自动化教学的实效性
加大实验实践力度是与理论教学完美搭配的重环节。在化工仪表及自动化教学过程中,具有很强的实践性、应用性,缺乏实验实践力度将导致教学质量不健全。目前我国很多学校存在着实验条件有限的尴尬境地,为应对这一缺陷,可以从以下几个方面逐步改善:一是在目前条件下尽可能的开设实验课;二是把课程和学生的事项有机结合,加快布置学习任务,让学生在车间实习熟悉各检测仪表结构和控制系统。三是多去车间将各检仪表、控制系统和操作流程拍成MV展示给学生,提高学生的感觉度。四是定期布置作业,可以要求学生去有关五金商店参观,借助网络、阅读相关报刊杂志了解有关仪表市场行情,多写仪表论文,切忌勿滥宜精等。
四、实施案例教学法,提高化工仪表及自动化教学的实效性
充分利用学校特色资源,实施案例教学法,往往会达到事半功倍的效果。例如某校建有化工作中试车间,该校利用这一特色资源中的典型生产装置实施案例教学法,针对反应釜温度记录仪的选择、安装、调试和维护等要求学生利用所学知识进行实际操作,这样不仅体现出专业课具有的教学针对性,也提高了专业课教学的实效性。
五、开设虚拟仿真系统,提高化工仪表及自动化教学的实效性
由于化工仪表及自动化教学具有较强的实践性,例如化工仪表的参数调整,就需要经过反复多次的调整。但在教学过程中,初学者几乎没有机会动手实践操作。开设教学实验虚拟仿真系统,是为了使学生全面了解、掌握自动化的基础实验过程、设备和操作系统以及其操作的基本流程。通过计算机进行动态虚拟模拟,从而得到与真实实验效果一致的结果。另外,利用虚拟模拟技术,在计算机上创建与现场实际操作一致的环境,可以让学生在计算机虚拟模拟现场操作,通过实验,得出与实际操作过程一致的实验结果,很好的解决初学者不能实际操作的窘境。
六、深入生产车间实践操作,提高化工仪表及自动化教学的实效性
化工仪表与自动化教学主要是根据化工生产的四大参数(温度、流量、物位和压力)进行讲解,在了解生产的工艺过程的同时必须了解工艺控制指标和控制过程,这也是化工仪表与自动化在实践上的应用,达到理论与实践的完美结合。对于工艺人员与仪表人员来说,都要熟悉工艺过程,了解工艺流程、主要设备的功能、控制指标和要求;熟悉控制方案,熟悉各控制方案的构成。对于仪表人员还应该熟悉各种自动化工具的工作原理和结构,掌握调校技术。
因此,学生在校内系统的学完理论知识和进行与模拟了真实环境的仿真系统外,那就得必须系统学习自动化实践知识,让学生到操作现场参观、操作是必不可少的环节。所以,学生深入生产车间实践操作,让学生更深入了解自动化操作在化工操作中的重要地位与作用。
七、组建课外活动兴趣小组,提高化工仪表及自动化教学的实效性
课外活动兴趣小组就是把那些对仪表有兴趣的同生组织起来,教师以自己已经完成的或正在进行的科研项目、学习难题,给同学们设置学习进度,并定期交流。通过搭建课外活动兴趣小组活动平台,将组织学生更多的参加一些有意义的跟仪表相关的活动,帮助学生合理策划和规划学习,延伸对课程的理解和掌握。
总之,在化工仪表及自动化教学过程中,采用上述措施能明确教学目的、有效整合教学内容。通过采用多种教学方式,能极大的激发学生的学习兴趣,使得他们在实际操作过程中积极寻求解答问题的办法,打牢基础知识,将理论与实践先结合,以不断提高自身的实践操作能力。
参考文献:
[1]刘其海,周新华,尹国强.化工仪表及自动化课程特色教学方法探讨[J].广东化工, 2011,(02) .
[关键词]化工设备机械基础;课程改革;教学质量
《化工设备机械基础》是我校化学工程与工艺专业一门综合性的机械类基础课,它涉及多个学科,主要侧重化工机械设备的基本原理和实际工业应用[1-3]。通过学习该课程,可使学生了解和掌握中低压容器的设计标准和规范,包括中低压力容器的结构、材质以及应力分析,了解和熟悉管壳式换热器、搅拌反应器、填料吸收塔、减压精馏塔的结构设计和工作原理,在化工工艺课程的学习过程中认知这些化工机械设备的实际应用与操作方法;了解和掌握化工过程机械设备的基本原理,增加学生对化工机械设备工业应用的认知,培养学生在实际化工生产中善于分析和解决问题的能力,并能应用最新的化工设备设计规范和标准对化工工艺过程中的机械设备进行基本的选型,初步建立起完整的化工设备机械设计思想。本课程的知识点零散、工程概念多、实践性强,要想突出教学重点、提高教学效果、保障教学质量、培养出拔尖的应用型人才,则须注重课程教学的改革与创新。
1课程教学中存在的问题
《化工设备机械基础》课程内容涉及到化工、机械设计、材料力学等多个学科,传统教学方式存在一定的不足,例如教学内容陈旧;教学方式单调,缺乏对学生的引导;理论教学与工程实践联系不紧密;学生工程伦理意识薄弱等问题。因此,为了提高学生分析能力、工程意识、解决工程设计及工程问题的能力,培养出新工科背景下拔尖的应用型人才,有必要进行《化工设备机械基础》课程的改革与创新。
2课程改革探索
2.1教学内容及时更新。随着化工过程工业的进步与发展,教师在授课过程中应该结合现在实际生产中应用的先进化工设备介绍课程中的知识点。例如,在机械传动章节中可以引入新型齿轮传动、主动磁轴承等原有课程内容缺乏的新知识[4-5]。通过调研最新的文献资料,保证教材中知识点的及时更新,使课程内容跟上化工过程工业的快速发展,使学生们了解和熟悉化工机械装备结构设计的更新换代过程。这样既能够打开学生们的视野,也能使学生们了解和熟悉化工过程工业中的新工艺、新技术以及新装备。同时,能够调动学生们学习的积极性,提高学生们的学习兴趣和热情。2.2教学方式的革新。教师在教学过程中需要结合现代教学手段,通过视频动画将复杂的机械设备构造分解,让学生们能够较好了解和掌握化工机械设备内部的构件,更好地理解化工机械设备的工作原理和操作方法。此外,除开课堂教学以外,可让学生们通过在线课程或者微课对教学内容进行进一步的学习理解。同时,可采用对分课堂,将学生们分组,在让每组学生提出组内同学没弄明白的问题,让其它组弄明白问题的同学进行解答,使学生们主动能够参与课堂教学,诱导学生们进行思考,激发学生们的探索求知欲。2.3感性认识的培养。由于学生们缺乏化工生产的工程实践,加之学生们对化工机械设备的感性认识比较薄弱,这无疑加大了教学的难度,降低了学生们对课程的学习兴趣,教学质量也得不到保障。因此,在本课程教学过程中,教师需要注重学生们对化工机械设备感性认知的启发和培养。同时,教师还需注意理论联系实际,适当增加一些化工过程工业中的生产实例,这样不仅能引发学生们的思考,还能调动学生们学习的主观能动性。2.4实践能力的强化。教师需注意增加实践教学环节,让学生们能够有机会参加工程实践,做到在“做”中“学”。教师需要充分利用我校化工原理实验室中的化工机械设备,如化工原理实验室的填料吸收塔、套管换热器、减压精馏塔、板框压滤机以及干燥设备等,可以结合化工原理实验教学进行讲解。同时,可结合学生们的生产实习,对学生们讲解化工实际生产过程中所遇到的化工机械设备,使学生们理论联系实际,在感性认识的基础上,对课程内容进行理解消化,掌握化工机械设备的操作原理及应用范围。
【关键词】AspenPlus 化工原理 辅助教学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0162-02
化工原理教学是我国高等学校中化工类高校教学设计中的重要环节,该门课程属于工程学科范畴,与工程实践和具体应用联系紧密。同时,该课程涉及诸多化工过程的原理及单元操作,具有理论性强、概念多、数学公式复杂及实用性强等特点。如何在教学过程中合理使用各种辅助教学软件帮助本科生理解并掌握化工原理的知识点,是高校化工教学工作者一直研究的课题。AspenPlus软件是美国麻省理工学院于20世界70年代开发的大型化工流程及模拟软件,自推出以来就占据世界性大型化工标准流程模拟软件的重要地位,已经成为大型化工企业研发新工艺的首选模拟软件。同时,也是相关化工高校教学环境中的必要教学辅助工具。该软件能够广泛模拟流体输送、精馏、吸收及化工反应等绝大多数化工生产过程。具有计算简单、模拟精确、可视化程度高、应用范围广的特点。
利用AspenPlus软件的工程模拟及设计计算功能,结合化工原理的教学特点,辅助化工原理的课堂教学和课下设计训练,对教学效果提升具有良好的促进作用。在课堂教学过程中,通过先提出化工单元操作问题,讲解解决问题方法,学生进行解题训练,在AspenPlus软件中模拟等环节,可以提高学生学习兴趣,提高计算和设计两种能力,为解决实际工业问题打下基础。通过教学改革研究,在化工原理教学过程中辅以AspenPlus软件的应用,提高了教学效果,具体的教学效果可以从以下方面体现。
一、单元操作可视化,提高学习理解能力
化工原理来源于美国麻省理工学院于1913年开设的“Unit Operations of Chemical Engineering ”。单元操作(Unit Operation)是化工原理课程设计的核心,授课内容也是围绕单元操作进行的模块化教学。但学生对单元操作概念的理解十分局限,认为是简单化工设备的组合形成的具有不同功能的过程,对其操作机理和数学过程理解有限。AspenPlus软件中的“单元模块”与“单元操作”的理念基本一致,都是将具有共同特点的操作单元独立出来进行数学建模,来理解和解决过程操作的实际问题。以化工原理教学中的传热一章为例,本章要求学生掌握传热的基本原理及计算方法、学会进行传热的数学模型求解。因此在教学中可以利用AspenPlus软件中提供的7种换热器模型进行传热过程基本原理的讲解,同时在计算中先利用AspenPlus软件进行换热过程求解,然后根据计算结果分析所利用的数学模型,并讲解数学模型。图1为AspenPlus软件中提供的2种常见的换热器模型。了解换热器传热原理后,可以提出如下问题:用20℃、60000kg/h的水冷却200℃、10000kg/h的化工产品(其中苯、苯乙烯、水、乙苯的质量百分含量依次为50%、20%、10%和20%,则在热交换过程中的传热量和换热面积为多少?利用AspenPlus软件中的Heater模型进行模拟计算,模拟结果为:传热量为436421cal/s,换热面积为20.2m2。引导学生分析计算结果的理论依据,并讲解数学模型,使学生能够融汇贯通,对概念上的传热过程有了具体形式上的认识和理解。化工原理课程教学中,诸如吸收、精馏、解吸等单元操作均可以采用以上方法进行辅助教学,提高学生学习兴趣和理解能力。
二、“三传”讲解模型化,提高工程素质
化工原理的教学过程本质上讲就是利用单元操作进行“质量传递、热量传递和动量传递”(简称三传)的理论介绍。“三传”包含很多操作过程,讲解复杂,学生也很难理解。在辅助教学过程中,利用AspenPlus软件架构了一个化工企业常见的甲醇-水精馏操作过程,具体精馏模型图和精馏操作模块流程连接图见图2和图3。通过具体模型化的精馏操作,来分别讲述工厂实践中的三传过程,使学生能够较快理解和掌握这一理论基础。同时,采用工厂实际案例来进行教学,利用AspenPlus模拟软件把化工原理教学中的复杂传递过程利用模型来模拟,并模拟出化工生产真实状态过程,不仅对学生提高学习主动性有帮助,而且促进学生提高解决工程问题的能力,对课堂教学过程起到了很好的补充作用。同时在工科化工专业的学习中,需要对化工原理讲授的课程内容进行工程训练,化工原理课程设计就是针对化工原理进行的工程训练。传统设计内容由于混合物的物化性质难于查找,而且在设计中所有的计算过程完全依靠学生自行计算,如果出现错误则所做计算就需要重新进行,学生的设计兴趣不浓。同时为减少设计压力,常采用简单的二元物系如甲醇-水或者甲苯-苯体系进行设计,这样造成工程训练水平下降,达不到设计的目的。而将AspenPlus软件应用与化工原理的辅助设计过程中,不但能够有效提高学生的工程训练水平,同时提高了学生的设计能力,巩固了所学的课程知识。
三、“创新”意识及先进技术课堂化,为未来发展打基础
化工专业的学生未来的发展方向主要是围绕着化工领域的相关生产和科研活动展开的,同时需要进行工程化的学习和训练。工作后必然要涉及到工程设计和工厂生产的相关内容,而在学校的学习过程中,恰恰缺少的就是这部分的训练,给学生较早适应工作造成阻碍,同时也是学校教学与工程实践脱轨的现实。AspenPlus软件集成了目前全球先进的化工生产过程所涉及的所有生产过程和数学模型,尤其是其生产过程可是进行产前设计模拟,为实际生产过程提供极其珍贵的参考资料。此外,其外带的用户设计模块为进行先进生产过程的创新设计提供了空间,这样也为进行创新性教学研究提供了辅助作用。化工原理是一门实践性很强的课程,要求能熟练掌握各种单元操作及其相关设备的原理,必然离不开实践和创新性思维。除带领学生参观化工厂对工艺过程有初步了解外,还可以利用AspenPlus软件中的工艺流程模拟在实习前就对化工工艺有系统认识,同时还可以利用软件中全面的设备及单元操作来熟悉化工单元操作及设备,开拓学生的创新空间。把学生从书本知识理解中解放出来,使其投入到工程实践训练中,这样的教学改革过程必然能提高学生的总体工程实践能力,为其在未来行业发展中奠定基础。
四、“以赛代练”精英化,培养化工专业人才
全国大学生化工设计竞赛是专门针对高校化工专业学生开展的以技能训练和能力培养为目标,选拔优秀化工专业人才的一项专业竞赛。化工设计竞赛是在学生已经具有较好专业基础知识和AspenPlus软件操作能力的基础上进行的,所选课题均为前沿性的课题,不仅可以作为教学课题,而且可以作为科研课题进行研究,培养学生的创新能力和科研能力。设计的广度也有一定要求,不仅要进行生产过程的模拟,而且要对过程结构和操作条件进行优化,对生产工艺进行技术经济分析等。化工设计竞赛涉及内容广泛,且以工程训练为主,化工原理的教学内容在化工设计竞赛中应用最为广泛。竞赛中的设计软件模拟部分要求必须采用AspenPlus软件进行,化工专业本科生在系统掌握化工原理教学内容的同时辅以流程模拟软件进行比赛,同时竞赛训练不但提高了对化工原理及其他化工专业课的理解程度,同时也能提高自身的工程设计及工程实践能力。同时参加化工设计竞赛并完成比赛且获奖的学生是本专业的优秀设计类学生,这样的学生恰恰是化工厂及设计单位所需的专业人才。通过竞赛培养化工专业精英人才,为社会塑造实用性和创新能力兼备的综合人才,是高等学校未来转型及专业设置和人才培养的一个主流方向。
五、结论
化工原理是由理论到工程实践过程中具有承上启下作用的过渡课程,因此,突出该课程的工程特色,开展创新教育和工程训练,对适应新时期高等学校教学理念创新和培养具有工程实践能力的专业人才具有重要意义,也是时代的客观需求。AspenPlus软件为代表的化工专业计算机教育和专业基础教育的有益结合,不但提供了一种新颖的教学方法和教育手段,也为培养适应现代化专业发展需求的人才提供了新的平台。但需强调的是,在化工专业教学中,基础教学过程仍是化工人才培养的基础,辅以AspenPlus软件进行教学设计是为了提高素质教育的效果和提升综合教学水平提升,不能因化工软件的参与而削弱了基础知识和基本技能的培养。在掌握基本化工原理知识和基本工程设计能力的基础上,借助AspenPlus软件这一高效化工软件,为化工原理的教学和综合人才培养加油助力,培养出更多更优秀的化工专业人才,提高我国化工专业的整体发展水平。
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