时间:2022-07-16 07:25:42
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇换热器毕业设计总结,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
1、风冷热泵的工作原理
热泵的供热循环与制冷循环均系逆卡诺循环,只不过在空调器的制冷系统中增设一个四通换向阀,改变冬、夏季制冷剂流动方向来达到此目的。这样一台机组夏季可进行供冷,冬季又可进行供热。风冷热泵机组是利用室内外空气作冷热源,它不用冷却水泵、冷却水管路及冷却塔,省去了庞大的冷却水系统;不占机房面积,投资省,安装方便;冬季供暖节电,不污染环境,对环保有利;维修保养也方便。在水源紧张环境温度为-5℃~43℃的地区及长江流域一带和以南的地区,冬季较冷又无采暖设施的地区尤其适用。
2、工程概况
本设计设计对象为长沙市某电力局综合调度大楼,该大楼位于长沙市内,由主楼和群楼组成。其中主楼有十五层,群楼高两层。总建筑面积13626平方米,空调面积为6112平方米。夏季最大制冷量763KW,冬季供热量为458KW。选用两台风冷式冷热水机组,
3、负荷计算
本设计负荷计算分各层各个房间各个方向进行逐时计算,包括墙、窗等维护结构的计算负荷、人员设备照明等的计算负荷。经计算和统计归纳,得出夏季所需冷量为762KW,冬季供热量为458KW。
4、空气处理过程
本设计采用风机盘管加独立新风系统,风机盘管不承担新风负荷。新风经处理后直接送入各个房间。
5、空调系统
该空调系统为风冷热泵系统,无冷却水系统,与常规水冷系统相比,无冷却塔、冷却水泵的噪音,有利于环保;本设计根据初投资和运行管理费用的分析,最后决定采用该系统,该系统简单,易操作,运行管理费用相对较低,是一种良好的选择。
5.1空调水系统
本设计中的空调水系统根据楼层性质和功能,分为两个系统。其中,一、二层划为系统一;三至十五层划为系统二。各个水系统在水平和竖直方向上都采用同程式,这样有利于水力平衡,减少平衡阀的投资。
5.2空调新风系统
本设计采用分层设置水平式新风系统,新风通过从外墙开洞从外墙吸取。新风机组在主楼是每层选用一台。在右侧的走廊引新风。裙楼处第一层选用两台新风机组,第二层选用三台新风机组。其一是在右侧的走廊引新风,其二在庭院处引新风到营业大厅和会议室。在新风机组的入口处设防火阀。
6、空调冷热源
本设计采用两台风冷式冷热水机组,这种设备夏天可供冷,冬天又可回收和利用低位热能供热,它无需专用锅炉房,不污染环境,应用灵活;是本设计对象的良好选择。本设计中的冷热水机组尺寸不大,水泵可内置,节约了水泵的占地面积,更加减少了土地的投资。且本机组可以采用自动控制,由电脑操作,方便简单。
7、机组布置
由于本设计对象为异性结构,且由群楼和主楼组成,主楼星型结构,中间受力,故本设计机组布置于群楼楼顶,供水管向上引一跟管向上给系统二供水,向下引一跟管给系统一向下供水,回水管亦然。这样比起机组置于主楼楼顶或地下室的情形,减少了水管的投资,更经济实惠。
8、结霜除霜问题
随着节能呼声的高涨,风冷热泵机组以其对水资源的节省而受到越来越多的青睐。但风冷热泵机组在制热运行时,由于室外温度低,其蒸发器表面会逐渐结霜。随着霜层的加厚,室内冷凝器的出水温度和制热能力逐渐降低。定期除霜成为保障风冷热泵机组正常运行的必要步骤,也吸引了越来越多的学者对其进行研究。传统的除霜方法是采用四通阀换向,将室外换热器转换成冷凝器来进行。故除霜所需的热量是从室内环境的吸热量、室内换热器蓄热量、压缩机消耗电力和压缩机蓄热量这四部分热量之和。从人体舒适性角度考虑,室内换热器风扇在除霜时停止运行。由于该除霜方式需从室内换热器和室内环境吸收热量,故存在以下缺点:①除霜时间长;②因室内风扇停止运行,室内机较长时间吹不出热风;③需从室内环境取热,室温将降低5~6℃;④由于制热时室外换热器出口制冷剂可能过冷到0℃以下,换热器下部的霜层难以除掉,造成冰层堆积,甚至还可能出现室外风扇电机烧毁、扇叶损坏的现象。上述缺点使室内环境的舒适性和设备的可靠性受到较大程度的负面影响。而热气旁通除霜不仅可以缩短除霜时间,改善除霜效果,而且还可以较大地改善室内环境的舒适性。
9、风冷热泵的自动控制问题
风冷热泵系统无冷却水系统,运行费用相对较少,若增加自动控制系统,按有关经验可节能20%,故风冷热泵系统安装自动控制的话,就更加节能了。本空调系统为风冷热泵系统,风冷冷热水机组布置在群房顶层,自动控制主要对象为冷冻水泵、风冷热泵、补水箱、风机盘管和新风机组。控制原理:热泵机组控制原理为根据供回水流量和温差计算实际冷量或供热量,根据该数据与设定的数据对比,得出开一台机组还是开两台机组;补给水箱则主要是进行低水位控制,当水位低于最低水位时报警;水泵则是控制水泵开启状态、手自动状态、故障报警;风机盘管的控制根据各房间的需求进行按需控制,用户可以自己设定温度和风量的大小;新风机组需控制其进出口温湿度、过滤网压差报警。
10、消声减振设计
由于本设计采用风冷热泵系统,机组及水泵安装在群楼屋顶,其本身的噪声影响就不是很大,电动机、水泵及风冷热泵机组安装在弹性减振基础上,在通风机和水泵的进出口设置柔性接头;管道通过墙壁时或悬吊楼板下时管道和支架要隔振,通过高噪声房间的管道要做隔声处理,避免振动或者高噪声传入管内;变风量和末端采用消声软管与风口连接,以防止其流通过调节阀时产生的噪声传入室内;空气处理机组混风处和机组出口设置静压箱,内贴消声材料;在必要的地方设置消声器或消声弯头。
11、防火排烟系统的设计
在本设计中需要放置防、排烟的部位有:防烟楼梯及楼梯间及前室消防电梯前室和合用前室,本设计主要采用自然排烟,自然排烟利用与室外相邻的窗,阳台,凹廊或专用的排烟口将室内的烟排出,自然排烟不使用动力,结构简单,运行可靠,自然排烟口的面积,一般可取地板面积的2%,排烟口设在防烟分区顶棚上或靠近顶棚的基面上。
12、保温设计
空调水管、阀门、膨胀水箱、室外膨胀管、冷凝水管等均需保温.保温材料选用橡塑闭泡福乐斯,难燃B1级.空调水管公称直径采用福乐斯,管壳厚度见下表:
表11.1管道保温厚度表公称直径DN15DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100DN125DN150
厚度(mm)2525272728293031313240
保温结构及作法按国家有关标准及产品技术文件要求进行施工;
13、设计体会
毕业设计是大学四年学习的一次全面总结,要综合运用所学的基础理论和专业知识熟悉和掌握国家有关的建设方针政策,联系实际来解决工程设计问题。通过此次毕业设计,本人明确了设计程序、设计内容及各设计阶段的目的和要求。
整个设计从负荷计算到方案比较,再由方案比较到风、水系统的设计,把我们在大学中所学的所有专业知识都联系起来,应用到《空气调节》、《供热工程》、《智能建筑概论》等很多我们所学到的专业基础及专业知识,还应用到暖通专业的《空气调节设计手册》、《暖通空调制图与设计施工规范手册》等设计规范,把我们在书本上掌握的知识应用到实际工程实践中,是一个不断学习、运用知识的过程。当完成整个设计任务时,才发现自己的专业知识、解决问题的能力以及创新能力都有了很大程度的提高,体会很深。
首先,在负荷计算阶段,运用EXCEL软件进行负荷计算速度与用人工算有太大的差别,只需几天时间就可以计算完15层大楼的冷负荷;在用WORD进行编辑设计说明时,设置标题就可以自动生成目录;在WORD中可以插入EXCEL表格,进行计算和编辑,比在WORD中插入表格来得快多了;所以我们在以后的学习中应该更加牢固地掌握WORD、EXCEL等办公软件,以利于改进速度和质量效果。
其次,方案比较时要考虑完全,在进行经济性比较时不仅要计算供热制冷机组的初投资和运行费用,还要考虑到冷却水泵冷却塔等设备的投资,因为风冷热泵机组不需要冷却水泵和冷却塔,还要考虑到一些维修管理费等实际因素。
在我们设计过程中,不仅要感谢老师的指导,还要感谢一些设计院和空调公司的专业人员在我们参观实习和讲座中给我们传授的经验和知识。他们用经历与时间换来的经验是我们在书本中所学不到的,一些实际领域的设计与新技术的应用更是值得我们所学的。其次,我们在设计设计时应该多有些创新,大胆的应用新技术,任何一种技术都有它的优点和局限性。不可能有各方面都好的技术,所以我们在借鉴前人的基础上作一些定性的分析,对新技术进行应用。
再次,在进行设计的过程中要保持认真谦虚的态度,在风管和水管的阻力计算时要找好局部阻力和最不利环路,这是我们在以后的学习和生活道路上所必须的,这次设计就培养了我耐心认真的习惯。
在绘图过程中,本人采用CAD绘图,使本人对CAD的运用能力得到加强,速度有明显增加。
总之,通过本学期的毕业设计,本人觉得自己系统的掌握了专业课知识,并可以和实际联系起来考虑问题、分析问题、解决问题的能力有了很大提高,基本可以独立设计空调系统。感谢老师对我设计过程中的关心和指导,感谢专业人员的热心指导和同学的帮助!
参考文献
⑴《空气调节设计手册》第二版电子工业部第十设计研究院主编中国建筑工业出版社出版
⑵《空气调节》第二版赵茸义主编中国建筑工业出版社出版1996
以往课程设计的开展,分别在各课程结束时,作为一个总结性和综合性的教学环节来进行,不同学期、不同设计内容、不同课程间独立开展,导致相互之间缺乏必要的联系,学生进行的只是局部的训练,缺乏一个整体的概念。比如在化工原理课程设计时,学生对化工制图、材料、设备的强度计算、各设备元件的选择与设计及标准不是特别清晰,最后所得的工艺及工艺尺寸计算数据甚至被弃之一旁;而在化工设备课程设计时,则需要对化工工艺问题有一个整体把握,依据计算所得工艺参数及工艺尺寸来指导设备设计与选型,这些都要用到化工原理和化工工艺学的知识。
1.2各课程设计的时间安排较短,学生仓促而就
这四门课程作为化工类课程的重要组成,其教学内容繁重,在课程结束时留给课程设计的时间就显得极为有限。而每门课程设计对学生来说其工作量都是极大的,且对于化工类学生来说又都是极其重要的,是学以致用、理论结合工程实际的重要一环。在短短的1~2周的课程设计期间,教师首先要下达设计任务书(布置设计任务),而后进行设计课程的专题指导和答疑工作。接着学生要查阅、搜集相关文献资料及实际工程信息,准备相关化工标准、手册以备随时查阅。设计期间学生要完成的工艺流程图和主设备图各一张、复杂设备的不同视图、若干零件图及一份详细的设计说明书(包括设计工艺核算、设备设计及各零件计算)。学生要在短期内完成这一系列任务,时间仓促,难以对设计内容整体把握和系统思考,对于设计细节考虑不周,导致略微改动已有图样的情况有之,原图照抄照搬情况亦有之,完全没有达到课程设计与实际结合的训练目的。
1.3独立课程设计内容单薄,系统综合性差
由于要考虑时间安排的限制,以往的课程设计会选取化工单元操作的一小部分作为设计任务,以达到任务量与时间安排的匹配。这往往影响了学生对于化工生产过程整体性与系统性的掌握,在设计过程中难免会“一叶障目不见泰山”,难以加强学生在化工生产基本原理、工艺流程设计、单元操作设备及核算方法等方面的综合素质。以上问题影响了实际教学效果的强化提高,难以达到化工课程设计学以致用、由理论入实际化工生产过程、培养创新型化工人才的目的。
2整合四门课程设计,设立化工专业综合课程设计的可行性
2.1设立化工专业综合课程的必要性
化工原理、化工设备、化工制图和化工工艺学作为化工专业的重要专业基础课程,其侧重点不同,但在实际设计中紧密联系。化工工艺学主要研究原料化学反应的过程和方法[4],从化工热力学、动力学的角度分析反应原理、反应影响因素,据此确定其工艺条件;并据反应特点设计工艺流程。化工原理则是以单元操作为对象,讲述其能量传递、动量传递、物质传递的基本原理,以及其操作过程对管道、容器设备等的条件要求,为设计部门提供参考依据。这两门课讲述的是化工工艺方面的知识。化工设备课程的主要内容是介绍单元操作中所用设备及其设计过程[5]、设计方法,这些设备的结构、形式、尺寸直接决定了它们是否能达到工艺设计中所要求的条件参数。也就是说工艺设计以及工艺核算是化工设备设计的前提,化工设备设计又是保障工艺条件实现的基础,而化工制图是化工设备设计的直接手段。首先根据化工工艺学确定生产工艺,再由化工原理的知识进行选型论证后,经过工艺核算确定设备的型号,最后依据化工设备的知识并借助化工制图的手段拿出设备图。由此可看出,四门课程的紧密联系及其不可分割性,完成任何一个独立的课程设计都要交叉运用这四门课程所学知识,这就为整合四门课程设计提供了基础。
2.2时间安排集中,各科教师联合指导,避免短板,可极大提高教学实践效果
本校惯例,课程设计一般安排在每门课程结束之时,结课考试之前,时间短而分散,各科任课老师“各自为战”,如此仓促的开展课程设计其教学效果大打折扣。整合四门课程,设置化工综合课程设计后,时间可由原来的2周改为6周。课程设计时间大大延长,学生有充足的时间和精力来认真、从容、细致地对所学四门课程用课程设计的方式做一次有系统、有目的的大总结,避免了学生因时间紧而仓促开始草草收场的应付现象。整合开展化工类专业综合课程设计还便于四门课程教师开展协同教学、互补教学,弥补了化工原理、化工工艺老师对设备、制图方面的不足,化工设备、制图老师对工艺设计的生疏。在学生遇到问题时可及时有效地给予更专业、更全面的解答,极大的提高课程设计的效率和教学效果,真正地实现在课程设计实践中提高学生能力的目的。
2.3课程设计选题的针对性更强,学生课程设计训练的系统性更强
整合后,课程设计任务书的编写与下达可由四科教师共同讨论,综合考虑来完成。可以有目的的选取设计对象,对学生进行侧重训练;也可根据实际应用,灵活设置课题。在设计中引导学生深入思考,综合考量自己所做设计的可靠性、经济性和实际可行性。指导学生正确使用设计行业的规范和标准,准确查阅设计手册和资料。这可有效的避免以前课程设计选题的随意性与设计过程的不完整性,使学生在了解生产工艺流程的基础上,进行塔设备的设计和换热器(泵)选型,然后立即对该塔设备和换热器(泵)进行强度校核及图纸绘制,同时引入计算机编程、AutoCAD等软件锻炼学生利用计算机解决问题的能力,使学生经历一次完整的化工单元操作设计的全过程,有机会将所学知识得以实际综合应用,为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实的实践基础,并使学生深刻理解化工原理课程的工程性、实践性和应用价值。
2.4可协调四门课程与其它课程的开设时间及授课内容的关联性
考虑到学生对课程知识的遗忘性,有必要协调四门课程的开设时间,将四门课程调整到同一个学期来开设,在该学期结束时统一时间开展课程设计,这对于化工专业的课程设置来说是完全可行的。在授课内容上,平时的授课中可有意强化课程间的联系,增强学生的综合思考意识。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)33-0042-02
近些年来,教育部针对教学质量工程建设,开展了系列的质量工程项目,如精品课程、教学团队、国家精品资源共享课程、特色专业以及“卓越工程师”计划等等。教育部在2012年1月批准了53个高校180个专业实施新的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”建设项目――高校实施专业综合改革试点项目。主要目的是推进高校教育教学改革,提高教育教学质量,结合学校办学定位及学科特色,明确专业培养目标和建设重点,优化人才培养方案,通过自主设计建设方案,推进培养模式、教学团队、课程教材、教学方式、教学管理等专业发展重要环节的综合改革,促进人才培养水平的整体提升,形成一批特色更加鲜明的专业点。
专业综合改革是为了适应社会经济的发展和区域经济发展以及行业需求为导向,建立一个适应自身办学特色的专业培养模式,该培养模式要求实际操作性强,而且能达到与企业对接,培养合适的专业人才。近年来,一些不同的高等学校或专业从自身建设出发分析专业综合改革的特点。[1-4]郭晓丽[5]以教学管理角度,从打造优良师资、强化制度建设、深化教学改革、加强档案建设四方面进行了论述对专业综合改革的思考。邵霞等[6]以江苏大学工程热物理专业为例介绍了该专业的专业综合改革做法。下面以郑州轻工业学院(以下简称“我校”)能源与动力工程专业(制冷与低温工程方向)在实施省级专业综合改革项目中具体操作方法为对象,从人才培养模式、师资队伍建设、实践和创新教学和毕业设计等方面进行阐述专业综合改革的必要性与可行性,以期对类似的专业综合改革提供一些建设思路。
一、人才培养模式改革与实践
人才培养模式作为教育教学改革的核心问题,是人才培养的顶层设计,是办学指导思想和教育目标的具体体现,也是专业综合改革所提出来建立面向地区发展的人才培养模式,突出区域发展特点,建立特色鲜明的人才培养模式。河南省是制冷产业的大省,有较多的中小型企业,目前有开封空分集团、格力电器(河南)有限公司、郑州科林车用空调有限公司、三力制冷设备实业有限公司、河南冬宫制冷工程有限公司、郑州中南科莱空调设备有限公司以及在商丘市民权制冷产业聚集区等一批制冷相关企业,同时河南也是冷冻食品的大省,有三全、双汇、思念等知名企业。我校能源与动力工程专业是河南省较早的本科专业,是国家级特色专业和国家级“卓越工程师计划”试点专业,有几十年的发展过程,坚持办学特色,服务地方经济。通过长期的建设,我校与省内相关企业、产业建立了良好的产学研合作关系,并在相关企业建立了产学研合作基地和本科生教学实习、实践基地等,每年我校能源与动力工程专业的本科生在这些企业进行生产见习、实习、毕业设计等培养。根据这些特点,我校能源与动力工程专业建立了如图1所示的培养模式。
针对刚入校的学生,在低年级主要学习基本的理论知识和专业技能,培养专业兴趣,夯实专业基础。这一培养环节基本以理论课程讲授为主,专业技能的培养也基本由教师承担。针对中高年级学生,专业课将由教师和工程师共同指导和讲授,工程师从学院签约的共建单位引进,毕业设计的题目主要从企业实际需求出发,按照教学过程安排设计时间和设计环节,达到学习和锻炼的目的。这样一方面能够按照教学要求完成相应的课程内容和理论讲授,另一方面又可以让学生在课堂教学的同时感受到实际项目的特点和适应的过程。
二、师资队伍建设
郑州轻工业学院作为教学型院校,主要是培养本科层次应用型人才。应用型人才的培养需要一批即懂专业又要懂企业产品生产、制造、设计及研发的师资队伍,因此我校于2012年出台了《郑州轻工业学院关于加强高水平工程教育师资队伍建设的若干意见》,建设目标是建设一支工程实践能力强,教学经验丰富,集教学、科研和工程开发应用为一体的专业师资队伍。各工科专业教师应具备一定年限的工程实践经历,其中部分教师应具备一定年限的企业工作经历,到2015年,各工科专业教师到企业工程岗位工作一年以上的比例达到50%以上。根据学校的总体安排,结合专业实际情况,我校能源与动力工程专业是国家级特色专业和国家级“卓越工程师计划”试点专业,学校在人才引进方面给预予了很多政策,因此要求具有博士学历的教师要去企业从事半年以上的研究开发工作或与企业合作进行产学研开发,有条件的也可以去企业进行博士后研究;同时引进在企业工作过的具有高学历人才充实专业教师队伍。近两年分别从开封空分集团和新飞电器引进高层人才2名,1名博士去广东志高空调有限公司从事博士后研究并已出站。另外有5名教师分别与郑州科林车用空调有限公司、广东中宇集团、郑州长城科工贸有限公司等企业从事产学研合作项目的研究与开发工作。通过近五年的建设,该专业的教师大部分具有从事企业产品研究开发能力,提升了专业教师的工程素养。
教师的主要职责是教书育人,近些年引进的人才都具有博士学位,知识面及水平都很高,但是如何上好一门课,做一个合格的教师,需要进一步的培养。能源与动力工程专业作为国家级特色专业,充分发挥具有丰富教学经验的老师的带头作用,对青年教师做好教学环节的培训工作。我校青年教师的培养分为4个阶段:一是入职培训。主要是由人事处组织一批学校教学名师对每年入职的青年教师进行教学集中培训。二是助课。第一学年青年教师必需助课1~2门次。三是教研室试讲。由教研室主任组织教学经验丰富的教师组成评委对其教学进行试讲,并进行点评,检查教案。四是二级学院试讲。由二级学院组织对学院的青年教师的讲课进行试讲。通过考核才能独立进行教学。在教学过程中,二级学院近五年入职的青年教师参加由二级学院组织的青年教师教学技能竞赛,并推优参加学校的教学技能竞赛。同时学校每年至少组织近五年入职的教师参加由学校定期组织的教育教学方法的培训、精品课程的师资培训等一些培训会,提升老师的教育教学水平。通过近些年来的学校、学院以及教学团队负责人的精心培养与组织,能源与动力工程教学团队2013年获得河南省优秀教学团队。
三、实践和创新教学环节
实践教学是地方工科院校人才培养中至关重要的环节,也是地方工科院校教育教学改革的着力点和重点,更要突出实践教学体系在人才培养过程中的重要性。能源与动力工程专业分别与格力电器(河南)有限公司、郑州科林车用空调有限公司、三力制冷设备实业有限公司、河南冬宫制冷工程有限公司、郑州中南科莱空调设备有限公司、郑州长城科工贸有限公司、山东小鸭零售设备有限公司、郑州凯雪冷气设备有限公司等省内外企业建立了学生实习基地,承担本科生的认知实习、生产实习和暑假实习等。安排高年级学生到生产单位进行实践,在生产第一线亲身体会工程师的工作。在这一环节,学生的学习以企业单位为主体,学校则作为配角协助企业完成对学生工程实践能力的培养。同时近几年投入近500万元,按国家标准建成了焓差实验室、压缩机综合测试实验室、换热器综合测试实验室、冷冻冷藏设备等实验室,作为本科生的实验、实训实验室。
同时在广泛建立本科生实践基地的同时,以大学生创新性实验和学科竞赛为载体,完善实践教学体系,从而确保人才培养质量的提高。近些年积级地组织学生参加各类创新大奖赛,每年学生承担的国家级、省级和校级创新实践、实训和创业类项目10余项。组织本科生参加全国节能减排大赛、机械创新大赛、河南省国家大家科技园怀科技创新大赛等,获得奖励多项。通过大赛锻炼学生的动力能力、创新能力和运用所学知识解决问题的能力。
四、毕业设计(论文)环节
毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计,能使学生综合应用所学的专业基础理论知识和专业知识,从事该专业的相关产品的设计与开发或利用所学知识从事专业相关的研究。我校能源与动力工程类本科生主要是企业相关产品的设计与开发,部分考入研究生的同学可选做毕业论文。[7,8]毕业设计的指导老师为:学校的教师或企业的高级工程师。毕业设计的题目主要是制冷设备的设计,如:制冷机组的设计、小型制冷产品的设计等。在企业从事毕业设计的同学,由企业导师与学校导师共同指导,以企业导师为主。实践表明,校企结合的毕业设计模式,充分利用企业资源,这种方式尤其适合于工科专业的学生,因此很受学生欢迎,激发了学生的学习兴趣,培养了学生解决实际问题的能力。
五、结论
专业综合改革试点是教育部正积极推进的一项教育改革工程。我校结合中原经济区建设的实际需求为出发点,以我校的实际情况,突出办学特色,结合我校能源与动力工程专业人才培养模式、师资队伍建设、实践和创新教学和毕业设计具体做法,强化专业特色,增加实践教学环节的内容和方式,以培养高素质工程技术人才为目标,开展了专业综合改革的探索和实践,提升专业教师的工程背景和增强校企结合的人才培养模式,提升学生的动手能力和解决实际问题的能力,从而培养出真正的“厚基础、宽口径、强能力、高素质的创新性人才”。
参考文献:
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[2]朱长江,何穗,徐章韬.数学与应用数学专业综合改革目标、方案与实施[J].中国大学教学,2013,(2):30-33.
[3]方波,白政民,张元敏.应用型本科电气工程及其自动化专业综合改革探索――以许昌学院为例[J].中国成人教育,2013,(14):150-152.
[4]刘全忠,王洪杰.能源与动力工程专业卓越工程师培养模式研究与实践[J].黑龙江教育学院学报,2013,32(12):40-42.
[5]郭晓丽.高等学校“专业综合改革试点”教学管理问题研究[J].中国电力教育,2012,(32):38-39.
《化工机械制造》是高职化机专业的一门重要的专业课,直接影响学生的岗位职业能力。为尽快地达成学生岗位的适应性和熟练的职业能力,提高课程的教学效果,笔者在这门课的教学中进行了探讨。
职业能力目标的建立
《化工机械制造》课程的主要任务是通过典型机器零件和化工设备制造工艺的学习,培养学生能够根据一套图纸及技术要求拟定工艺路线和方案。本课程职业关键能力是建立在识图能力(尺寸、公差、热处理、焊接、检验、标准等技术要求)基础上的机器零件加工工艺的编制能力和化工设备制造工艺的编制能力;为了更好地实现这两大核心职业技能,还需进一步拓展其他能力如焊接工艺、无损检测工艺能力等。
课程教学与职业能力要求紧密结合,教学内容模块化
模块化教学所谓模块化教学方法,即将教学内容分成几个独立的模块进行讲授,然后选择几个大型的综合作业,将这些模块联系起来,达到本课程的教学目的。
模块建立首先根据本课程的职业能力目标将课程分解为三大模块作业(如下图),以极具典型的结构,将每一模块内容分解成若干子模块,通过一系列子模块的工艺过程分析训练,抓住工艺编制的分析思路和一般模式,培养和强化学生的基本职业技能。
子模块间构建联系和区别子模块虽然内容不同,但目标任务相同,都是工艺的编制,因此工艺分析的基本步骤相同,通过一系列单元步骤使各子模块联系起来。每个子模块在遵循一般工艺规律的同时,又具有其结构和技术要求的特殊性。如此建立模块图,目标、任务明确,可以将复杂的工艺问题简单化,同时有利于各子模块间横向的比较和分析,把握工艺重点难点的处理。学习目的明确,层次分明,有利于学生分析能力提高和职业创新能力的培养。
以工程案例为主线,组织模块教学让学生直接面对某一个机器零件或某一台设备,从图纸技术要求出发,分析和实施工作的全过程。学生由始至终接触一项工作的全过程,有利于培养学生的综合应用能力和对未来职业岗位的适应性,不再茫然无知和缩手缩脚,更能适应岗位的要求,而且工作任务明确,学生对此较感兴趣、表现积极和主动。但对教师来说任务却更艰巨,因为这完全打破了教材的体系,以往教材追求知识的系统性和完整性,总是先基础理论后专业实践,现在必须让基础理论和专业实践有机结合,基础理论和知识点的介绍穿插在解决工程问题过程中,教学中以因需施教为原则,学以致用为出发点。化机制造课程是一门知识点杂而乱的交叉学科,涉及许多学科知识如机械制图、金属材料与热处理、公差配合、化工机械结构原理、机械加工及设备、工程标准规范等,这就要求教师具备较全面的知识和对知识融会贯通的能力以及较强的专业实践能力。
教学方法多样化
课堂传授辅以现代教学手段如多媒体、录像教学等《化工机械制造》课程中零件的加工制造过程具有较强的直
观性,要求诸多不同结构零件,有示意图甚至有实物零件,否则十分抽象难懂又枯燥,教师即便知识再渊博也是纸上谈兵,学生毫无兴趣。以往教师只能靠黑板画图、挂图或是投影,清晰度差,且图量有限,又浪费了大量宝贵的课堂时间。而多媒体、现场录像一幅幅生动的零件示意图和结构图,信息量大,图示清晰,可使学生与零件近距离接触,结构和制造过程直观,进一步加深学生对教学内容的认识和理解。
专题报告会教学一方面通过学院聘请的企业有实践经验的工程师讲座、报告,介绍工厂应用实践和最新科研动态,另一方面关注教师专业能力培养和锻炼,输送专业课教师深入一线参与生产实践活动,积累新知识、新技术、新工艺补充到教学内容中去或是以专题讲座的形式拓展学生的前沿知识,让学生了解本行业的发展动态,树立远大的目标理想,积极贮备和积累知识,以更大的热情投入到本课程的学习中。
实习实训基地现场观摩教学现场观摩这一实践环节必不可少,它是对课堂教学的验证和深化。学生通过现场如换热器制造过程的参观,抽象的工序过程变得直观具体,这让他们对每一道工序建立起感性认识,是理论与实践有机的结合,可大大地提高教学效果。
导学法教学专业课教师的导学法教学是很重要的,虽然零件、设备的结构复杂多样,技术要求千差万别,但却是有规律可循的。可以通过图表的方法指导学生学习和掌握一般规律,通过对比分析,突出重点难点的处理。此外,教师应留出时间和问题让学生思考。授之以渔而不是授之以鱼,让学生学会学习,主动参与到课堂教学中,改变长期以来教师一言堂、学生被动接受的局面。如机器零件制造工艺部分,教学中可以通过分析其中一二个零件,从而引入其他零件的加工;可以让不同的学生走上讲台,从结构图和技术要求出发,沿着基本工艺路线,逐一分析,最终拟定正确可行的工艺路线,有利于培养学生的应用能力。
讨论式课堂教学专业课是非常灵活的,解决问题的途径往往有很多,如连杆大头剖分工序的安排,是安排在精加工大小头孔之后还是之前呢?通过课堂讨论,找出最佳路径,同时拓展了学生的思维。对于重点难点的处理,鼓励学生进行讨论、辩论,发表不同的观点,课堂气氛活跃,学生大胆发言,在动口、动脑的同时锻炼了能力,弘扬了创新精神。
建立课程考核环节
职业能力考核环节是本课程改革的一个关键以往考核以试卷形式,只能考核学生的基础理论和技能技巧的记忆能力;而本课程则更加注重分析、应用、组织、解决、创新等多方面能力。通过布置大型综合作业,比如化工机械专业可选择加工、铆焊工艺为一体的化工设备如列管式换热器等,联系本课程训练的知识和技能,方法和步骤,以小组为单元,最后完成给定设备的制造工艺。
关键词:工程热力学;传热学;新能源;教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0176-02
能源是现代社会赖以生存和发展的物质基础,是国民经济和社会发展的先决条件。新能源专业的毕业生,肩负着为国家能源发展贡献力量的重要责任。为达到培养专业知识面广、基本功扎实和创新能力强的本科人才的目标,作为新能源专业非常重要的必修课――《工程热力学》和《传热学》的课程设计和教学方法探索就显得尤为重要[1,2]。此前的相关文献中报道了《工程热力学》和《传热学》教学的优秀经验[3-6]。本文在此教学经验的基础上,对热工课程的教学内容和教学方法进行优化和探索,以更好地提高学生的创新精神和创新思维。
一、教学内容的优化
教学内容的优化和精选是教学改革的关键。作为专业必修课,在学时有限的情况下,如何最大程度地讲授最有价值的知识点成为教学的关键。
热工类课程由《工程热力学》和《传热学》两门课组成。《工程热力学》按热力学基本概念、热力学第一定律、理想气体的性质与过程、热力学第二定律与熵、气体动力循环、水蒸气、蒸汽动力循环、制冷循环、理想混合气体和湿空气、实际气体的性质等内容分为若干章节;《传热学》按照传热基本概念、稳态热传导、非稳态热传导、对流换热、热辐射及辐射换热、传热过程与换热器等分为若干章节。由于新能源科学与工程专业属于新兴产业专业,学科领域广泛,涉及能源类(如生物质能、太阳能、风能)、化工类(如基础化学、物理化学、新能源材料)、力学类(如工程力学、流体力学)等多门课程和领域。
在实际的教学过程中,教学内容必须有所侧重,应充分考虑到不与新能源科学与工程专业开设的其他相关课程的知识点产生重复。另外由于《工程热力学》和《传热学》课程难度较大,在教学过程中要讲清课程中的要点和基础知识。可以以“基本原理―公式推导―影响因素―实际应用”为主线介绍该课的有关知识,建立每章知识结构图,让学生清楚该门课程的知识体系结构。对重点的热力学第一和第二定律进行原理介绍,仔细推导相关公式,让学生夯实基础,使学生在进一步的学习中不会混淆概念,相对轻松地应对课程。此外,注重理论与实践相结合,例如介绍空调在夏天与冬天的工作原理、冰箱开门对室内的影响,积极引导学生利用热力学定律进行分析,增加课程的趣味性以提高学生的创新能力。通过优选教学内容,使教学内容始终能反映本学科的专业特点和学术水平,加强学生对后续专业方向的把握。
二、教学方法的探索
(一)以创新性地教带动创新性地学
科学技术是第一生产力。要想发展经济,需要加大科研力度、提高科技含量。这已被证明是一种行之有效的道路。与此对应的是,要促进教学质量、提高教学效率,必须加大教学与科研的力度、提高教学与科研互动水平。在当今大力发展科学技术的大背景下,如何提高身为未来科学技术发展主力军的大学生的学习热情和创新能力,成为目前高校教学的难题和重点。传统的直白讲课和搜集各种习题以供学生练习只会让课程变得生硬和枯燥,导致学生的学习效率和学习热情越来越低,甚至出现了普遍的抄袭作业和迟到早退等不良现象。为了改变这些不良现象,就需要在教学手段上进行创新。教师通过对平时科研工作成果的再学习,并结合对教材的研究,创造性地运用某些方法,使学生对重要问题达到本质上的领悟。在这种途径中,教师的创新思维方式以及从中体现的一言一行,让学生耳濡目染、潜移默化,对带动学生进行创新学习、开发创新思维起到积极的作用。
例如,在进行《传热学》教学时,学生往往对传热的基本概念,尤其是二维与三维的导热理论及方程很难理解。一般地教学方式是,教师在黑板上进行微观导热原理推导,得出一维傅里叶导热定律和二维三维傅里叶导热定律,并给出几个常用的导热方程。这种教学方式中,推导过程比较晦涩,给出的方程也较为难懂,学生们很可能只会死记硬背,不能灵活运用。针对以上问题,笔者建议将导热理论与生活问题相结合,或者采取数学建模的方法,将导热方程与实践相结合,选取最适合该问题的模型,以达到课程有趣生动、富有创新性,激发学生们的创新思维。以创新性地“教”带动创新性地“学”,学生收获的不仅仅是知识点,更是如何去发现问题、解决问题的实际能力,为以后在新能源科学与工程专业领域的探索中打下良好基础。
(二)板书教学与多媒体辅助教学相结合
多媒体技术以其图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的呈现使课堂教学达到了全新的境界。在《传热学》的讲授中,一维的传热理论和公式很好理解和应用,但二维与三维牵扯到微观传热理论,以至于推导过程较为复杂,传热方程较为抽象难懂。因此需要教师精心准备多媒体课件,通过动态描绘各向同性材料的微观传热过程,让学生理解不同形状材料在具有不同位置的热源时如何进行热传导。通过绘制动态的卡诺循环过程,使学生深入理解热力学第二定律,并理解第二类永动机无法制成的原因。同时需要注意的是,对于工程热力学和传热学,由于信息量大、内容广,过多地依赖多媒体教学可能会让学生在短时间内难以消化,因此在教学中对于难度较大的基础理论部分和原理的学习,板书不可缺少,使学生能够有充分时间紧跟老师的思维去理解每一个知识点。
(三)课程教学与科研活动相结合
教师可以将全班学生分为若干调研小组,每五个人为一组,选择新能源与热工基础理论相结合的课题,通过查找国内外科技文献,调研总结新能源专业前沿知识,形成调研报告,锻炼学生阅读科技文献的能力,提前为毕业设计的开展奠定基础。各小组也可以参与指导教师的科研项目,在实验室做一些力所能及的科研活动,并通过文献调研,形成工程热力学和传热学知识系统。课程结束时,各小组以PPT形式向全班同学作汇报,授课老师根据报告提出问题,该组同学进行即时答辩,考查学生对相关知识点的掌握情况。
三、课程考核方式的探索
工程热力学和传热学覆盖面广、知识点多,应该采取灵活多样的考核办法。在成绩的评定方式上,可以设定了四项考核内容,第一部分是学生考勤、课堂互动表现和课堂笔记,通过此部分的考核,提高学生的听课注意力,锻炼学生提炼课程重点内容的能力;第二部分是根据每个小组的调研报告、PPT展示、答辩情况打分,锻炼学生的团队合作能力、口头表达能力和应变能力;第三部分是每节课结束前的思考题,采取加分方式,鼓励学生积极思考;第四部分是传统的期末考试,考试内容为课程讲授的基本内容,专业性强的理论部分强调定性了解,让学生对热工基础有个整体的认识。
随着新能源科学领域的不断发展,热工基础理论散发出强大的活力。根据新能源科学与工程专业特点,教师还需要在教学过程中,不断探索教学方法和考核方式,不断优化课程内容,提升教学质量,使课程教学体系更加科学合理,更好地适应社会对新能源科学与工程专业人才的需求。
参考文献:
[1]陈登宇.新能源科学与工程专业人才培养模式研究[J].科教文汇(下旬刊),2015,(1):61-62.
[2]登宇.新能源科学与工程专业(生物质能方向)人才培养探索[J].课程教育研究,2015,(1):236-237.
[3]武和全,姚永腾.对“工程热力学及传热学”课程教学的几点思考[J].科教导刊(下旬),2015,(4):90-91.
目前普通理工科院校食品工程原理课程设计的教学过程中普遍存在一些问题,从教师的方面上看,在课程设计的实际教学过程中,部分教师流于照本宣科,一贯使用基于化工原理的案例或例题,虽然一般都能做到一人一题,但大多数以变换产量为主,能体现设计性、综合性和创造性的课程设计题目欠缺。不能有效地体现食品工业的普通特点,而持续印有化工原理的烙迹[2]。从学生层面来看,由于食品工程原理本身课程知识点多,公式复杂难懂,涉及众多其他学科知识,学生都觉得难学,仅仅看一遍、学一遍是无法理解与掌握的。有时就会造成了学生的厌学情绪。另外,从教材方面来看,目前大多能够查到的课程设计书籍都是化工原理的课程设计案例,而专门的食品工程原理课程设计的专业书籍书非常少,这在一定程度上也增加了难度。以上问题都是摆在教学工作者面前的难题,根据多年的教学经验,我们摸索了一些规律,提出几点建议,主要针对普通理工科院校的食品工程原理课程设计,但教学往往是触类旁通的,相信对其他课程的课程设计教学也会有所裨益。
2改进措施
2.1做好课程设计总体介绍工作
一般来说,食品工程原理课程设计是学生们第一次接触课程设计,他们对设计的概念、深度及内容都可以说是一无所知。在这样的情形下,做好课程设计的事先介绍工作就显得的尤为重要。强调课程设计的重要性、下发任务书及布置题目、设计书及CAD绘图的规范等多方面内容,虽然这些问题在认真阅读规范的基础上可以完全弄明白,但还是需要重点强调。例如设计书的文本格式问题,看似这只不过是一个小问题,但是事实上如果没有一个事先的规定及强调,学生们上交的整个设计书就会小问题颇多,教师们就要花费大量时间修改,造成时间与精力上的浪费。这个问题同样还体现在图纸的绘制上,因为大多开设食品工程原理的时间都在大二,学生们已经修过工程制图课程,但是面对较复杂的CAD图,显然这些训练还是不够的,所以,我们在开设食品工程原理课程之前都会建议学生们提前学习AutoCAD软件,否则想在短短1~2周内完成设计书的同时,还要绘制图纸是相当困难的。
2.2合理确定课程设计题目
合理是结果,怎样选题、选什么题目是关键。目前,普通理工科院校的食品工程原理的课程设计要求做到一人一题,但事实上在确定题目时,大多数是同样的设计,以变换设备处理量为主,而且一贯使用基于化工原理的案例或例题,学生照搬网络上的现成例子或者是化工原理设计书的例子,不断的套用公式,照搬照抄,课程设计的抄袭现象很严重。面对这样的问题,我们需要的是能体现设计性、综合性和创造性的课程设计题目,能够有效地体现食品工业的普遍特点,需要以工程实践为基础进行选题。例如将物料设定成不同的食品原料,剔除食品工业中不普遍使用的设备设计等,增加新技术的设备题目的设计如膜分离技术、离子交换树脂等设备的设计。另外,一般的课程设计都是简单的单个单元操作设备的设计如换热器、喷雾干燥塔等,而这样的题目设定不能体现整个食品工艺流程的特点。因此可以考虑多个学生为一组设计一套工艺生产线中的不同设备,构成整体食品工艺流程的方法,增加学生的对多个单元操作的理解与掌握。以设计团队为核心,完成一个生产线的设计,每个学生设计本人的设备用到的数据可能是来自上一位同学的计算结果,同时自己的设计结果也影响着下一个设备的设计,这在很大程度上提高了学生的学习兴趣,使学生觉得自己所设计的内容并不是无用的。虽然将工艺流程中不同设备的设计引入提高了课程设计的难度,使学生面临更大的挑战性,但通过搜集和查阅大量的研究资料,合理确定设计方案,不断地克服困难,使学生通过感受工程设计工作的繁杂,也正好达到了课程设计的目标。同时,这样的选题方式也可与教师的科研相结合,使题目更贴近实际,切实调动了学生的积极性。
2.3强化绘图软件的应用
设计要与工厂实际和科研需求相结合,引导学生不管是课程设计的绘图,还是认知实习、生产实习、毕业设计等都需要采用AutoCAD软件绘图。使学生掌握图幅设置、比例及线型选取、文字编辑、尺寸标注以及设备、仪表、管件表示等绘图技能,同时提高计算机水平,以适应今后实际工程设计的需要。在绘图的环节中,不仅能培养学生熟练的使用绘图软件,更重要的是锻炼他们严谨的学习与工作态度,真正的沉下心来,一点一点的钻研,是一次综合的学习与锻炼。学生在进行课程设计之前基本已经学过工程制图的课程,但大多数都是以手绘制图为主,即使是有计算机绘图的内容也只是占了比较少的部分,要想在食品工程原理课程设计中采用AutoCAD软件绘图完成难度较大的图纸是相当困难的。所以我们建议学生在之前就要学习软件或者考取AutoCAD证书,不仅能保证课程设计的顺利开展,也能让学生们多一门技能。
2.4加强教师的辅导及学生的讨论
由于之前没有接受过工程训练,不具备工程的观点,不会使用工程手册及工程上的实际经验数据,所以提出的设备不合理、不规范。设计书与图纸也会有许多一题,这就要求教师认真指导与批改,合理确定评分的标准,积极与学生沟通。通过学生答辩来进行一对一的交流,在此过程中能让教师更好的发现学生的问题,加以纠正。不能简单的根据学生最后上交的设计图纸和说明书来评定,导致成绩评定不够公平公正,难以调动学生的主观能动性。有学生曾向教师反映过,第一次做课程设计时自己真的很认真与努力的完成所有的任务,但是却没有在老师那里得到反馈,让他觉得自己认真做这个没有什么用,以致于后来的设计都是以对付的心态来完成。因此,教师认真的对待食品工程原理设与有对学生意识的进行工程素质的培训,是教师在整个课程设计指导中应该发挥的最大作用。另外,学生间的讨论也是整个课程设计过程中必不可少的一个环节,加强学生的讨论与交流、,互相帮助、互相鼓励都将会成为学习的动力。在课程设计的1~2周时间内,组织学生在绘图室进行集中讨论与学习,学生有问题可以及时与同学交流或者向老师请教,这一做法在课程设计过程中收到了良好的效果。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)22-0205-02
《化工原理》是化学工程与工艺专业的必修专业课程之一,理论课之后国内大部分高校的本科人才培养计划中安排了实践教学环节――《化工原理》课程设计。我们学校的化学工程与工艺专业培养计划也如此。《化工原理》课程设计是培养化工专业学生综合运用所学的理论知识,树立正确的设计思想,解决常规化工设计中一些实际问题的一项重要的实践教学。其出发点是通过课程设计提高学生搜集资料、查阅文献、计算机辅助绘图、分析与思考解决实际生产问题等能力。笔者从事了3届的课程设计教学,从中总结了许多宝贵的经验和教学方法,以期提高教学效果。现将笔者的教学体会作一介绍。
一、课程设计题目应具有普遍性、代表性
我校化学工程与工艺专业的《化工原理》课程设计一般为二周时间。课程设计基本要求是通过这一设计过程使每个学生都受到一定程度的训练,使将来在不同岗位就业的学生都能受益,都能解决这类工程的实际问题,并可以举一反三。所以课程设计的选题需要我们指导老师慎重,尽量选择化工行业中最普遍且最具代表性的单元操作进行设计。根据以往的教学的经验,题目的选取应从以下几个方面考虑:
1.课程设计题目尽可能接近实际生产,截取现有的某化工项目中的某一操作单元为设计模型,比如某合成氨厂的传热单元的设计,流体输送过程中离心泵的设计,管壳式换热器等等。这样学生在课程设计过程中有参照体系,不至于出现不合理的偏差。
2.课程设计题目应该围绕着常见的化工操作单元进行展开,比如我们都知道在讲授《化工原理》理论知识时其中的单元操作有流体输送、传热、精馏、吸收、萃取等等。一个课程设计题目应该包括2~3个常见的单元操作,从而实现某一简单的化工任务。
3.课程设计题目中涉及的物质尽可能常见易得。因为完成虚拟的生产任务过程中需要这些物质的物性参数进行核算,常见易得的物质能够降低学生在查阅参数方面的工作量。比如,如果我们设计分离任务尽量选择苯-甲苯,或甲醇-水等这样的体系,因为这些混合体系的参数大部分工具书能够查到。
4.《化工原理》课程设计题目选择还要兼顾后续的《化工机械设备》设计。根据我校的本科人才培养计划,紧接《化工原理》课程设计是《化工机械设备》设计。这两次的教学实践紧密衔接,互相补充。《化工原理》课程设计的侧重点为工艺流程及流程参数的确定、主要设备及管线的布线及选择,而《化工机械设备》设计侧重点为典型设备的选型、设备的结构、材质的选用及操作参数范围的确定等。所以《化工原理》课程设计题目设置时保证每个题目中包含2~3个典型设备,以备学生后续的《化工机械设备》课程设计。
二、指导教师对学生的进行积极指导
根据多年的教学经验发现,大部分学生接触到课程设计课题题目的时候,犹如身置茫茫大海中,不知该如何开始。此时,我们指导教师的积极指导就起着相当重要的作用。指导教师的指导犹如指路明灯,为学生拨开疑雾,给学生指明方向,让学生知道如何顺利完成接下来的课程设计。
1.积极引导学生查阅资料,培养学生的工程思维。指导教师首先讲解一个完整的课程设计应该包括哪些主要内容,涉及哪些参数计算及相关文献查阅,怎样做才能更好地完成这些内容。指导学生学会正确使用标准和规范,从工艺和设备全方位考虑设计问题。“万事开头难”,学生克服了开始之初的茫然后在老师指引下很快进入角色。在设计过程中指导老师鼓励学生多做深层次思考,综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性,培养学生的工程思维和创新能力。
2.引导学生利用计算机软件辅助课程设计。计算机软件的发展,为各行各业的发展提供了便利。现如今的《化工原理》课程设计的要求和十几年前比有了很大的提高。所以设计的过程中不可避免地应用计算机对操作参数的计算、设备的绘制、工艺流程的绘制。这就要求学生在课程设计前就应该熟悉部分专业软件的学习如Chemoffice,AutoCAD,Mat Lab,Aspen Plus。考虑到后续的课程设计,《化工原理》理论授课的过程中授课老师要求学生课余学习课程涉及的相关软件,部分课后习题作业要求学生编程计算,比如精馏塔塔板的逐板计算法。经过一个学期的理论结合实际的学习后,大部分学生对相关计算机软件有了了解。进入课程设计阶段,指导老师引导学生把学过的软件应用到课程设计中。计算机软件辅助课程设计可以起到事半功倍的效果,帮助学生顺利完成课程设计。
3.培养学生的团队合作能力。在《化工原理》课程设计过程中,学生是以分组的形式进行的,每组4~5人,并任命一名品学兼优的学生为组长。为了方便工作的进行,组长根据组员的特长进行适当的分工,比如有的同学负责查阅资料,编辑文档,有的同学编程计算,有的同学负责绘图。但是这并不意味着每个人的工作是独立的,课程设计的工作一环扣一环,相互关联,需要全组同学发挥出自己的特长,相互帮助,齐心协力合作完成。设计过程中每个同学都有自己的个性和特色,难免在处理一些问题的时候产生分歧。对同一个问题产生分歧的时候,作为指导老师要求大家采取公开讨论的方法,相互倾听对方的意见,然后对比各种方法,最后选择最适合本设计的最佳方法。通过课程设计,团队中的每一位成员都经历了一次合作锻炼,团队合作能力得到提高,这也是课程设计的另一宝贵收获。
4.撰写正规的课程设计说明书。为了达到锻炼的目的,我们在设计之初就要求每组学生按着设计院或者设计公司的标准,编制一份正规的设计说明书。说明书主要包括三大部分:设计的文字说明书、设计项目的流程图、2~3个关键设备的剖视图(A3图纸)。课程设计结束时,每一个小组课程设计说明书都要装订成册,之所以这样要求,其目的是锻炼学生严谨的工作态度。
三、鼓励表现突出的团队参加设计比赛
结合现今高等教育的培养计划,国内化工学会每年都组织大型的化工类的课程设计大赛,参赛对象来自全国各大高校的化工专业。根据这一情况,我们指导老师从设计之初就鼓励学生争取把自己优秀的作品展示给化工领域的专家和同龄人。到目前为止,我们指导的课程设计至少已经有三届学生参加过了国家级的设计大赛,并获得了奖项。这说明课程设计是对学生独立思考能力的一次综合训练。
《化工原理》课程设计中,学生不仅认识到了“扎实的基础理论知识,良好的工程设计思维”的重要性,也从中学习到了“理论与实际融会贯通”的精髓。从老师的角度来看课程设计不仅培养了学生综合运用知识的能力,同时也为学生后续专业课程的学习、生产实践及毕业设计打下了良好的基础。
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