化工设备基础课程设计教学质量保证措施

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[摘 要]课程设计教学质量的保证对于培养学生工程实践能力具有重要的意义.详细分析了化工设备基础课程设计现有教学条件存在的问题,并针对现存问题提出了具体的教学质量保证措施.这些措施对其它类工科课程设计质量的保证也具有一定的借鉴作用.

[关 键 词]化工设备基础；课程设计；教学质量；保证措施

[中图分类号]G642.0[文献标志码]A[文章编号]1005-4634（2014）04-0097-03

0引言

化工设备基础课程设计是高等院校为化工类专业学生开设的一门极其重要的实践性教学环节,同其它工科课程设计一样,其目的在于培养学生的工程素养和综合运用所学知识解决工程实际问题的能力[1-6].通过课程设计,还可以消除课程学习时存在的疑惑,强化学生对该课程知识点的理解和综合应用能力.具体言之,通过课程设计培养学生的以下能力：（1）查阅资料和使用工程手册及标准规范的能力；（2）运用工程思维分析和解决实际问题的能力；（3）工程分析、设计、计算、制图和表达的能力；（4）良好的职业道德和团队合作精神.尽管课程设计的培养目的很明确,但是由于现实教学条件存在系列问题,再加上化工设备基础课程设计自身的特殊性,很难取得上述培养目标.为了提高化工设备基础课程设计的教学质量,一些学者目前已开展了一定的研究,曾提出一些措施来改善课程设计的质量[1-6].然而,由于问题相对复杂,不可能彻底解决.为进一步改善和提高课程设计的教学质量,本文依据常州大学现有的教学条件进行了教学改革,以确保教学目的良好地实现.

1课程设计主客观影响因素分析

1.1课程学时短、基础知识薄弱

随着本科教学改革的不断推进,与课程设计紧密相关的前期理论课程的学时不断地缩减,而本课程所涉及的知识点又纷繁复杂（如静力学、材料力学、工程材料和化工设备设计等内容）,这极大地影响了学生对本课程知识点的理解和掌握程度.就常州大学而言,化工设备基础课程由2003年的56学时到后来的48学时、40学时,再到现在的32学时,学时的缩减直接导致课程讲授内容的删减、部分所授内容也不能讲深讲透,如工程材料部分和化工设备零部件部分各仅用2学时来讲解.这直接导致学生前期课程基础薄弱,不能灵活运用所学知识,仅仅是为了应付考试而死记硬背.

1.2课程设计时间短且时间安排不合适

随着理论课程学时的不断缩减,课程设计时间也在不断压缩.常州大学化工设备基础课程设计学时由2003年的2周到后来的一周半,再到现在的1周.在1周即5天的时间内,学生要完成一台化工设备的设计,包括设备总体结构的设计、材料选择、强度计算、零部件选择、图纸绘制和设计说明书的编写,时间极其紧张.部分学生在这短暂的时间内,甚至连借来的设计手册和规范都来不及翻阅.另外,化工设备基础课程设计往往紧随化工原理的课程设计进行,理论上讲,这是非常科学的,便于将设备的工艺设计和结构及强度设计紧密联系在一起,让学生得到系统的训练.然而,弊端是由于目前课程设计的时间都非常紧张,前面化工原理课程设计如不能按时完成,往往会影响后面化工设备基础课程设计的进度和质量.

1.3参考资料稀少且陈旧

不可否认,提供全面详细的参考资料（如各种设计手册和标准规范）对于工科学生（特别是化工设备设计相关的学生）课程设计和毕业设计质量的保证至关重要.然而由于学生规模不断的扩大和科技进步带来参考资料的不断更新,学校图书馆来不及更替和购买新资料,导致课程设计所需的参考资料（如各种设计手册和标准规范）严重短缺且陈旧.如遇到和过程装备与控制工程专业学生毕业设计一起开设时,更加剧了参考资料的短缺程度.旧标准和规范的使用,严重影响学生对现有知识的理解和应用能力,甚至会对学生将来的工作带来不良影响.

1.4生师比大、教师任务重

学生规模的增加进一步扩大了生师比,教师教学任务加重,对同一个学生的关注次数减少.由于时间短促,学生之间来不及相互讨论和学习,有时同一个问题,教师需要回答数十次.教师在设计教室走一圈需要1～2小时左右.对学生关注次数的减少,直接影响了课程设计质量的好坏.

1.5个别学生设计态度不端正、急功近利

受社会浮躁心态和就业趋势等因素的影响,个别学生学习态度不端正,他们对课程设计抱着敷衍了事的心态,明知图纸存在质量问题仍不予修改,急于答辩.有时,甚至会出现抄袭问题,内容上文不对题.这种恶劣的学习态度严重影响了课程设计质量,给预期培养目标的实现造成困难.

必须指出的是,上述问题绝不是化工设备基础课程设计独有的问题,其它课程设计（如机械设计和化工原理课程）同样存在学时短、前期基础知识薄弱、设计资料陈旧、生师比大等问题.为了克服上述弊端,必须给出应对措施.

2课程设计质量保证措施

针对课程设计现有教学条件存在的问题,提出如下教学质量保证措施,详见图1.

2.1因时制宜、合理出题

众所周知,化工设备种类繁多,常见的有塔设备、管壳式换热器、反应釜、立式或卧式储罐等.尽管这些均可选为课程设计题目,但不同的设备结构复杂程度不一,计算量、绘图量和各种技术要求差别较大.因此,选题时应根据实际情况加以区分.在早期,当课程设计学时为2周时,选塔设备或管壳式换热器作为设计题目；当学时缩为1.5周时,选大型卧式液化气（液化石油气、液氨、液氯等）储罐作为设计题目；目前学时减为1周时,选立式（空气、氮气、氨气等）储罐作为设计题目.而且这些题目由常州大学化工设备设计所提供,均为真实的工程设计项目,有真实的设备设计图纸.这为学生了解和掌握设备设计内涵（包括结构设计、材料选择、零部件选定、技术条件撰写、图纸绘制等）提供了极大的便利.

2.2设计任务书和计划书的精心编制为使学生能够保质保量完成课程设计任务,题目选定后必须明确给出设计参数（如储罐的公称容积、工作温度、工作压力、安装地点、管口表等参数）、设计任务（完成施工图的绘制和设计说明书的撰写工作）和设计步骤.图纸绘制必须按照正式工程图的要求来完成,图面应包括主视图、管口方位图、节点（或局部）放大图、设计参数、技术要求特性表、管口表、明细栏、标题栏等内容；说明书应包括封面、课程设计任务、计划书、目录、正文（包括设计参数确定、强度设计、材料选择、结构设计及其它技术说明）、参考文献和结束语等部分.对于立式储罐,设计步骤分为以下几步：a.明确介质物性（密度、腐蚀性、危害程度等）；b.确定设计温度、最大操作压力与设计压力；c.确定总体结构和尺寸（筒体直径和长度）；d.根据工作条件和介质特性进行材料选择；e.筒体与封头的厚度设计（含压力试验强度校核）；f.开孔补强结构设计及其计算；g.容器总质量分析计算；h.附件设计（包括人孔、液位计、铭牌、接管、法兰等）；i.支座的选择；j.绘制装配图草图；k.绘制正式装配图；l.撰写设计说明书.设计进度安排见表1.教师根据给定的时间节点来检查学生的完成情况,因此,给定详细设计任务和设计步骤对保证设计进度和设计质量具有极大的帮助作用.

表1设计进度安排

时间周一周二周三周四和周五周六周日

步骤步骤a-d步骤e-f步骤g-i步骤j-k步骤l答辩

2.3参考资料的搜集和整理

正如前所述,提供准确详尽的参考资料对学生完成课程设计和理解设计内容至关重要.有了详尽参考资料的查阅,学生对设计内容可做到有理有据、心中有数.为了避免学校图书馆资料短缺和陈旧的弊病,教师及时在网上搜集课程设计所用到的最新发布的标准和手册（如GB150-2011、HG20592-2009、JB/T4712-2007、TSGR0004-2009、HG/T20580（20581、20582、20583）-2011、GB/T25198-2010、TCED41002-2000等）,将其整理好转给每位学生、并指导其查阅.另外,也将常用的数据（如钢板负偏差、腐蚀裕量、焊接接头系数、容器类别判别表等重要数据）汇编成册,印发给学生,便于其查阅.学生对新标准和新手册的使用和熟悉为其将来工作涉及到真实的工程设计奠定了一定的基础.这实际上很好地促进了课程设计培养目的实现.

2.4及时发现错误、及时更正

课程设计时间的大大缩减,极大地增加学生对教师的依赖程度.如无老师及时指导,面对所提供的手册学生将束手无策,不知如何使用,也就很难在短暂的时间内对教师所提供的资料进行逐一了解和查阅.因此,为了让学生顺利完成课程设计、少走弯路和提高设计质量,从设计开始到结束,教师应尽可能留在教室指导学生课程设计,及时解决学生提出的问题和订正学生存在的错误.特别是图纸绘制开始时,教师应经常“穿梭”在设计教室,及时发现图纸上存在的问题,及时提醒以便及时更正.这对课程设计质量的提高具有重大帮助.

2.5建立合理的评价体系

为了提高学生课程设计的积极性,保证课程设计质量,提出如下课程设计成绩评价体系,即：

课程设计成绩等于平时成绩?5%+说明书成绩?5%+图面成绩?5%+答辩成绩?5%

平时成绩考虑学生的出勤率、提问问题情况和设计态度；说明书成绩考虑计算准确程度、格式是否规范、内容是否全面、书写是否清晰流畅；图面成绩考虑图面整洁程度、比例是否合适、绘图是否正确和规范、明细表以及技术特性表填写的规范性和完整性；答辩成绩考虑对所绘图纸和所编写说明书的理解情况、回答问题情况.尽可能调动学生学习的积极性,并做到公平、公正、合理评价每个学生的设计作品,杜绝抄袭现象、让每个学生能学有所获.

尽管化工设备基础课程设计与其它课程设计（如机械设计和化工原理课程）具有一定的区别,如前者设计内容多样,所涉及的内容（如计算参数确定、壁厚确定、材料选择、结构设计、零部件选型、设备成型、技术要求编制等）必须按照国家标准严格进行；但同属为工科课程设计,它们也具有一定的联系,如均会涉及到工程计算和工程制图问题,它们的设计步骤和评价体系也类似.因此,上述教学质量保证措施对其它工科课程设计教学质量的保证也具有一定的参考价值,相关工科课程设计也可以沿着设计步骤的精心编排、参考资料的全面收集和提供、细心的指导、错误及时更正和评价体系的合理建立这条思路进行.

3结束语

毫无疑问,学生规模的扩大、学时的缩减和设计资料的短缺,无疑对课程设计质量造成严重困扰.为了应对课程设计教学条件存在的困难和弊病、保证课程设计质量,达到课程设计开设的目的,提出上述应对措施,通过实践证明,效果较好.大部分学生在说明书结束语里提到“虽然设计时间短暂,但内心充实、收获颇丰”.作为一名教师,应竭尽所能不让课程设计成为一种摆设,应让学生在短暂的时间内领会工程设计的内涵、能有所收获,充满自信地走向

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