化工设备机电安全课程教学研究

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化工设备相关课程以化工设备常用原料、化工容器设计、化工管路设计、特种设备的使用与管理等为主要教学内容。随着国家各级政府对化工企业安全生产问题的重视程度不断提高，化工设备涉及的金属加工设备、加工工艺、场地和电气系统相关的辐射、静电、高温等不安全因素也逐渐得到重视，最终形成的“化工设备机电安全”课程是一门综合化工设备和机电安全基础理论知识，并在此基础上应用于实际生产的专业课程[1-2]。化工设备机电安全是安全工程专业的核心专业课程之一，是安全工程专业综合知识较多、学习难度较大的一门课程。

化工设备体系繁多、特点各异、涉及安全问题各不相同，该课程学科交叉性强，在要求学生掌握扎实专业知识的基础上还对知识的应用有较高的要求。所以对于化工设备机电安全课程的教学改革十分迫切[3-4]。吴淑晶等[5]为提高学生学习兴趣，并在课时减少的情况下提高教学质量，采用了重视第一次课程教学、引入课程思政内容、进行全方位课程考核等方法，充分发挥了学生的主观能动性，树立了以学生为中心的教学理念。石春杰等[6]通过在课程中引入案例教学，探索提升学生工程实践能力的途径。通过案例教学模式，不仅提高了学生的学习兴趣和教学效果，还有助于教师把握课程的教学进展。徐坤山等[7]将化工设备事故案例融入日常教学中，促进了学生理论联系实际的学习，也提高了学生的安全意识，使其在以后工作生产中不忘安全生产红线。

1化工设备机电安全课程的特点

化工设备机电安全是安全工程专业必修课程，一般放在第5学期教授，共48学时。在专业资格考试中，机电安全相关专业知识也是“注册安全工程师”的考试重点。而且，化工设备机械结构日益复杂，危险性也不断提高。

1.1学科交叉性强

该课程的教学目标之一是学生要掌握各类化工设备的原理。这要求学生既要具有机械设备相关的基础知识，又要了解化工工艺的技术需求。同时课程涉及各类机电知识：（1）金属冷加工安全技术，包括金属切削机床基础知识与安全、车床安全技术、钻床安全技术、铣床安全技术、刨床安全技术、磨床安全技术、冲压机械的安全技术、砂轮机安全技术；（2）金属热加工安全技术，包括铸造安全技术、锻造安全技术、热处理安全技术、焊接与切割安全技术；（3）机械制造场所安全技术，包括厂区总体布置的基本要求、厂区物流的基本要求、作业场所职业健康的通用要求、作业场所的安全标志和警示标识；（4）电气安全基础知识，包括用电安全技术概述、电气事故、工业企业供配电、电气系统及设备安全、电气防火防爆基础知识；（5）电击危害与防护技术，包括触电危害、直接接触电击防护、间接接触电击防护；（6）静电、雷电、电磁辐射的危害及防护，包括静电危害与防护技术、雷电危害与防护技术、电磁辐射防护技术；（7）电气防火与防爆安全技术，包括电气火灾与爆炸的成因与条件、电气防火与防爆的一般要求、电气火灾与爆炸的预防措施、电气火灾灭火要求、防爆电气设备及其选择等相关内容。需要学生在学习过程中具有化工工艺、机械设备、安全防护、燃烧包扎、职业健康、自动化等专业知识，呈现出多学科交叉的特点。

1.2对学生基础要求较高

化工设备机电安全课程对学生的物理、化学、数学等知识要求很高。学生对化工设备的了解是建立在化学工艺、自动化等专业知识的基础之上。化工工艺的相关基础知识包括：（1）化工设备图，包括化工设备图概述、视图的表达方法、化工设备图的阅读；（2）化工工艺图，包括带控制点工艺流程图、设备布置图、管路布置图；（3）化工设备常用材料，包括金属材料及其性能、金属材料简介、非金属材料及主要性能、化工设备的腐蚀及防腐；（4）机械传动，包括带传动、链传动、齿轮传动、常用连接件；（5）轴与轴承，包括轴、轴承、联轴器；（6）流体输送机械，包括泵、离心泵、特殊泵、风机、压缩机；（7）固体物料机械，包括固体物料输送机械、固体物料粉碎机械、固体物料筛分机械；（8）其他化工机械，包括搅拌机械、制冷机、压（过）滤机；（9）化工反应器，包括反应器结构型式及分类、气液相反应器、气固相固定床催化反应器、流化床反应器、管式裂解炉；（10）化工容器，包括内压薄壁容器、外压容器、压力容器的基本结构和附件、高压容器、安全附件；（11）塔设备，包括板式塔的种类和结构、填料塔；（12）换热设备，包括间壁式换热器、混合式换热器、换热器的选用与操作；（13）干燥设备，包括回转圆筒式干燥器、沸腾床干燥器、喷雾干燥器；（14）物料分离设备，包括旋风分离器、离心机；（15）化工管路，包括金属管和非金属管、管件和阀门、管路的安装、管路的保温（保冷）、伴热和涂漆。同时，对于各环节的危险性评估又要求学生掌握各类安全知识，比如物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电等。根据本科教学体系的设置情况，学生全面掌握基础知识的难度较大。

1.3实践环节是提升教学效果的关键

化工设备机电安全课程包括化工设备常用材料、机械传动、流体输送机械、固体物料机械、化工反应器、化工管路、化工容器等内容。这些知识在课本中较为抽象，需要学生在实际生产中进行实物观察才能有更为直观的认识。在实习实践过程中，对高压、高温、危险场景的实地感受，可以提高学生的学习兴趣，强化其对于各类化工设备危险因素的理解。

2化工设备机电安全课程教学

在专业知识教学过程中以理论授课为主，辅以课堂测试、问答和小组汇报。在课堂教学过程中，通过相关化工设备模型让学生更为直观地了解所涉及的工艺和危险源。在阶段性学习结束后，让学生通过实地学习实践的方式去接触化工设备，加深学生印象的同时也让其理解安全生产的重要性。化工设备机电安全课程的教学需要以强大的师资队伍为基础，由于化工设备和机电安全两个专业之间存在一定的跨度，化工设备相关教师缺乏危险源辨识、安全防护装置和措施、安全管理方法等相关知识，安全工程专业教师在讲授化工反应器、化工管路、化工容器等内容时较为吃力，所以课程采用多位教师共同授课的方式开展，并且借助中国机电工程协会的专家资源，邀请相关领域的行业专家开展讲座教学，扩展学生的知识学习广度。由于课程的目的是培养学生的应用能力，传统的单一试卷测试不能全面地评价学生的学习效果，也不利于提高学生对知识点的应用能力。所以，化工设备机电安全课程考核以课堂表现为基础，以试卷测试为衡量标准，另外让学生随机抽取一个化工设备生产案例，分析生产过程中该设备可能涉及的危险源及防范措施。这种考核方式，既考察了学生对书本知识的学习效果，又促进了学生对知识的应用，提高了其发现问题、提出问题和解决问题的能力。

3化工设备机电安全课程改革计划

根据化工设备机电安全课程的特点和现有教学情况，应不断推动课程改革进程。3.1开展学科交叉式教学该课程应以安全工程专业教师为主导，由一名具有化工企业实践经验的教师作为主要授课教师，同时聘任一名化工设备专业的教师辅助教学。在课程大纲和教学计划制定过程中，要从安全生产的角度考虑教学内容，并且以化工生产需求为基础，在满足实际生产需求的前提下让学生学习到全面的安全知识。在课程教学过程中，与设备原理、化学反应条件等相关的内容由助教完成，主讲教师主要负责以实际生产为基础的安全知识拓展，并且把握课程整体的教学方向，以免教学内容出现割裂。

3.2设置多种多样的实习实践

该课程以实际生产设备为基础，安全相关知识较为抽象，因此在教学过程中实践实习尤为重要。由于化工企业位置较为偏僻，并且无法长时间让学生开展实习实践。为了使学生更好地理解相关基础知识，在每次化工设备教学时可以向学生展示相关的设备模型，并在学校教学实验室设置成套的生产工艺模型供教师在章节结束后开展实物教学。在课程结束后，结合考核内容，选取合适的大型国企作为实践基地，让学生对实际生产中的生产线和工厂进行了解，并完成相关考核，从而提升学习效果。还可以引入虚拟仿真技术，与课程作业相结合，将课程内容大致分为4个部分，分别是机械设备相关危险场景及对策、电气设备相关场景及对策、化工设备成套系统及常见危险源、化工设备常用组件，学生根据所设置的4个部分挑选教师发布的相关课题，在仿真模拟过程中了解化工生产的实际情况及危险的发生、发展过程。这样可在加深学生对知识理解程度的同时提高其个体创新能力。

4结语

作为安全工程的核心课程，化工设备机电安全课程具有学科交叉性强、基础知识要求高等特点。通过对化工设备机电安全课程现有教学情况的分析，提出课程改革计划，将传统的机电安全与化工设备课程进行了紧密结合，提高了学生在化工生产过程中机电安全专业知识的应用能力，为安全工程特色人才的培养提供坚实的保障。

参考文献：

[1]范培.化工专业化工设备机械基础课程教学的改革与实践[J].化学工程与装备,2020,12:339-340.

[2]郑文涛.《化工设备机械基础》课程教学方法改革的若干尝试[J].山东化工,2020,49(7):227,229.

[3]宋贤民.化工设备机械基础教学探讨[J].广东化工,2020,47(1):176,185.

[4]徐艳,陈艳,葛奉娟.浅谈基于OBE理念的《化工设备机械基础》课程的教学改革[J].山东化工,2018,47(23):173-174.

[5]吴淑晶,王金果,王远强,等.化工设备基础课程教学改革的探索[J].上海化工,2021,46(5):61-63.

[6]石春杰,秦英月,刘沐鑫.案例教学在《化工设备机械基础》中的应用[J].山东化工,2020,49(24):204-206.

[7]徐坤山,王文华,赵旗,等.基于化工爆炸事故案例的化工设备机械基础课程教学改革[J].化工高等教育,2020,37(5):68-70.

作者:程家骥 王亚朋 单位:青岛科技大学环境与安全工程学院