化工課程設(shè)計(jì)范文
時(shí)間:2023-09-27 16:47:26
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篇1
整合兩門課程設(shè)計(jì)的可行性
化工原理課程設(shè)計(jì)是對(duì)化工原理課程中學(xué)到的單元操作進(jìn)行工藝設(shè)計(jì),主要有泵、換熱器、塔、干燥器等,通常由教師提出給定生產(chǎn)任務(wù),學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料后在教師的指導(dǎo)下完成,提高了學(xué)生的工藝計(jì)算能力;化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)在化工設(shè)備設(shè)計(jì)課程結(jié)束后開設(shè),主要進(jìn)行設(shè)備的選材、強(qiáng)度及穩(wěn)度設(shè)計(jì),學(xué)生由教師指定工藝條件與參數(shù),完成設(shè)備的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和穩(wěn)度等的設(shè)計(jì),提高了學(xué)生的化工設(shè)備設(shè)計(jì)能力。兩門課程設(shè)計(jì)的開設(shè)使學(xué)生初步掌握了化工設(shè)備設(shè)計(jì)的過程與方法,幫助了學(xué)生完成從理論到實(shí)際的轉(zhuǎn)變,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力具有不可替代的作用。
為了培養(yǎng)學(xué)生的整體設(shè)計(jì)思想,需要將兩門課程設(shè)計(jì)進(jìn)行有效整合。近年來,不少教師作了將這兩門課程設(shè)計(jì)整合的嘗試,貴州工學(xué)院的何焜等給學(xué)生安排進(jìn)行了換熱器和蒸發(fā)器的工藝與設(shè)備的全設(shè)計(jì),使學(xué)生對(duì)換熱器和蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)全程、步驟與要求有了較全面的了解。南京工業(yè)大學(xué)的蔡銳等對(duì)整合兩門課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了有益的實(shí)踐。我們在學(xué)生的課程設(shè)計(jì)中安排了換熱器、精餾和吸收塔設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì),取得了較好的效果。
將兩門課程結(jié)合在一起的實(shí)踐說明了將兩門課程設(shè)計(jì)進(jìn)行整合是可行的。但在整合過程中還存在一些問題,如設(shè)計(jì)課題大多還是虛擬課題,有些常見的單元設(shè)備如蒸發(fā)器、萃取器、干燥器等的設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料不足等。
對(duì)課程設(shè)計(jì)整合的思考
課程安排要合理,化工原理與化工設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)在同一學(xué)期結(jié)束,化工原理課程設(shè)計(jì)與化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)時(shí)間的安排要銜接。兩門課程的任課老師要統(tǒng)籌考慮課程設(shè)計(jì),從選題、設(shè)計(jì)的進(jìn)行、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)等方面互相溝通協(xié)調(diào),兩門課程設(shè)計(jì)的題目相同而要求不同,在設(shè)計(jì)結(jié)果上,化工原理課程設(shè)計(jì)要求出工藝條件圖,而化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)要求出設(shè)備裝配圖。兩門課程的任課教師協(xié)調(diào)一致有利于培養(yǎng)學(xué)生的整體設(shè)計(jì)思想。
在課題的選擇上,設(shè)計(jì)課題要盡量貼近生產(chǎn)實(shí)際,最好就是化工企業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)具體單元,由于有實(shí)際的設(shè)備做參照,完成這樣的課題可以提高學(xué)生的成就感和學(xué)習(xí)的積極性。課題來源于生產(chǎn)實(shí)際的另一優(yōu)勢是有利于學(xué)生在課程設(shè)計(jì)完成后從理論的正確性、技術(shù)的可行性、操作的安全性、經(jīng)濟(jì)的合理性等方面與實(shí)際對(duì)照,幫助學(xué)生查找不足,初步樹立“優(yōu)化設(shè)計(jì)”的工程觀。
篇2
1.1將工程設(shè)計(jì)引入化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐以往的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在著題目選擇范圍窄,并且多年來一成不變的問題。例如目前各高校普遍選擇板式精餾塔設(shè)計(jì)或換熱器設(shè)計(jì)作為課程設(shè)計(jì)題目,計(jì)算步驟較為雷同,相關(guān)教材上例題較多,學(xué)生只需依葫蘆畫瓢,難以避免相互之間的抄襲現(xiàn)象,這在很大程度上抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。將工程設(shè)計(jì)引入化工原理課程設(shè)計(jì)也是該實(shí)踐教學(xué)近年來改革的一種方式。這種方式通過選擇與工廠實(shí)際和科研需要相結(jié)合的設(shè)計(jì)題目,打破了以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)框框,讓學(xué)生在真實(shí)的題目中完成課程設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)。雖然將工程設(shè)計(jì)引入化工原理課程設(shè)計(jì)提高了課程設(shè)計(jì)的難度,使學(xué)生面臨更大的挑戰(zhàn)性,但通過搜集和查閱大量的研究資料,合理確定設(shè)計(jì)方案,不斷地克服困難,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生覺得自己所設(shè)計(jì)的內(nèi)容并不是無用的。這種方式使學(xué)生通過感受工程設(shè)計(jì)工作的繁雜,發(fā)現(xiàn)自身的不足,明確了今后的努力方向。
1.2學(xué)生自主式選擇課程設(shè)計(jì)題目以往的化工原理課程設(shè)計(jì)的選題通常是教師在課前即已將學(xué)生分好組,并將準(zhǔn)備好的幾個(gè)課題分給學(xué)生,讓他們按照要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生只能聽從教師的分配,沒有自,無論對(duì)自己的課題是否感興趣都要去完成,使得很多學(xué)生抱著完成任務(wù)的態(tài)度進(jìn)行課程設(shè)計(jì),很大程度上抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。開放式的教學(xué)模式很好地解決了這一問題。指導(dǎo)教師只需要將工廠實(shí)際和科研需要地設(shè)計(jì)題目的背景、特點(diǎn)、主要思路等問題向?qū)W生交代清楚,使學(xué)生明確設(shè)計(jì)題目的意義和難度,學(xué)生自主選擇設(shè)計(jì)內(nèi)容。但需要注意的是,在課程設(shè)計(jì)真正開始之前,學(xué)生首先要提出課程設(shè)計(jì)的思路和設(shè)計(jì)方案,指導(dǎo)教師需充分預(yù)估學(xué)生所選課題的難度和工作量是否既滿足課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱的基本要求,又名副其實(shí)地能夠完成工程開發(fā)項(xiàng)目的一部分工作,同時(shí)還要考慮學(xué)生的實(shí)際水平和完成能力,保證學(xué)生在指定的時(shí)間內(nèi)提交一份完整的設(shè)計(jì)文件,既保證工作量飽滿,同時(shí)又能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的目的。
1.3學(xué)生自主安排課程設(shè)計(jì)時(shí)間以往的課程設(shè)計(jì)通常是在指導(dǎo)教師的督促下,學(xué)生被動(dòng)地坐在教室里進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)閷W(xué)生都是初次參加課程設(shè)計(jì),對(duì)課程有一個(gè)了解和熟悉的過程,往往都是設(shè)計(jì)之初摸不著頭腦,剛剛熟悉一點(diǎn)以后,設(shè)計(jì)時(shí)間馬上就要到了,還要加班加點(diǎn)甚至熬夜完成,設(shè)計(jì)結(jié)束以后,同學(xué)們普遍反映,如果再設(shè)計(jì)一次肯定會(huì)做得更好。這種現(xiàn)象造成學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)理解不深,設(shè)計(jì)結(jié)果不理想。開放式的教學(xué)模式打破這一常規(guī),采取學(xué)生自主安排課程設(shè)計(jì)時(shí)間的方式,指導(dǎo)教師只需確定最后完成時(shí)間即可。但要注意,為了保證能夠在指定時(shí)間完成設(shè)計(jì)內(nèi)容,指導(dǎo)教師需在真正的設(shè)計(jì)周開始前幾周即將學(xué)生的設(shè)計(jì)任務(wù)布置下去,并且讓學(xué)生明確自己的設(shè)計(jì)計(jì)劃,在課下有一個(gè)較長的準(zhǔn)備時(shí)間。
1.4建立自主開放式的成績評(píng)定方法對(duì)于一門課程,學(xué)生往往對(duì)成績十分關(guān)注,這不僅代表了他們對(duì)一門課程的掌握程度,教師的認(rèn)可程度,同時(shí)也反應(yīng)了自身的努力程度,因此學(xué)生十分關(guān)注成績評(píng)定的公平性。對(duì)于化工原理課程設(shè)計(jì)這門實(shí)踐性教學(xué)來說,以往的成績評(píng)定方式通常是根據(jù)學(xué)生最后上交的設(shè)計(jì)圖紙和說明書來評(píng)定,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致成績評(píng)定不夠公平公正,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,設(shè)計(jì)過程中缺乏鉆研精神,設(shè)計(jì)內(nèi)容缺少創(chuàng)新和亮點(diǎn)。開放式的成績評(píng)價(jià)模式更關(guān)注學(xué)習(xí)過程以及學(xué)生的情感、態(tài)度、行為的變化,公平公正地給予學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)目的程度的評(píng)價(jià),有效地促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。開放教學(xué)評(píng)價(jià)體系采取多個(gè)環(huán)節(jié)綜合考核,將各個(gè)環(huán)節(jié)考核比重合理分配進(jìn)行成績評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)項(xiàng)目書、平時(shí)成績(出勤率)、課堂討論、項(xiàng)目的創(chuàng)新性、答辯等權(quán)重合理分配,分配比例分別為40%、10%、10%、10%和30%。這樣就可以保證學(xué)生切實(shí)有效地按計(jì)劃進(jìn)行,實(shí)實(shí)在在地對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的各方面進(jìn)行考慮。這些指標(biāo)體系或許不能完全體現(xiàn)課程教學(xué)中學(xué)生表現(xiàn)的各個(gè)方面,但有較強(qiáng)的代表性,總體上能夠反映學(xué)生對(duì)化工設(shè)備設(shè)計(jì)思想的把握、專業(yè)知識(shí)運(yùn)用技能、創(chuàng)新能力和總體效果,使學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中能有明確的參照標(biāo)準(zhǔn)。
2改革中應(yīng)當(dāng)注意的兩個(gè)問題
2.1任課教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)水平近10年來,我國高校在校學(xué)生人數(shù)跨越式增多,而相應(yīng)的師資隊(duì)伍建設(shè)導(dǎo)致高校青年教師比例不斷擴(kuò)大,而青年教師普遍較缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),指導(dǎo)學(xué)生的能力尚要不斷提高。建立開放式的化工原理課程設(shè)計(jì)實(shí)踐課程要求有高素質(zhì)的教師,不僅要具備為培養(yǎng)高素質(zhì)人才而努力工作的高度責(zé)任感,更要盡量達(dá)到相應(yīng)的專業(yè)水平和技術(shù)水平。為學(xué)生開設(shè)開放型課程設(shè)計(jì)的教學(xué),要求教師涉及的知識(shí)面更加寬廣,在工程設(shè)計(jì)中所涉及到的各個(gè)領(lǐng)域的問題能夠全方位地指導(dǎo),主觀上要求加強(qiáng)自身的專業(yè)學(xué)習(xí),不斷積累經(jīng)驗(yàn),同時(shí)教學(xué)部門領(lǐng)導(dǎo)在客觀上應(yīng)提供多渠道、多層次、全方位的進(jìn)修機(jī)會(huì),保證開放式教學(xué)計(jì)劃的正常實(shí)施。
2.2自主開放式實(shí)踐教學(xué)的保障措施開放式實(shí)踐教學(xué)涉及到課程計(jì)劃的安排、指導(dǎo)教師工程項(xiàng)目的支持以及與企業(yè)間的良好溝通等問題,而這些教學(xué)條件不僅是建立開放式課程設(shè)計(jì)教學(xué)的前提,也是確保教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的外在因素。除此之外,建立開放式課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式,無疑使得指導(dǎo)教師工作量增加,工作時(shí)間延長。如何合理地安排指導(dǎo)教師人數(shù),如何合理考慮他們的崗位津貼,如何建立科學(xué)高效的管理體系,既是調(diào)動(dòng)教師教學(xué)積極性最現(xiàn)實(shí)的問題,也是建立開放式課程設(shè)計(jì)教學(xué)長期健康發(fā)展的基本保證。因此,學(xué)院各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視和支持是建立開放式課程設(shè)計(jì)教學(xué)的有力保障。
3初步的實(shí)踐效果
從實(shí)施效果來看,這種自主開放式的化工原理課程設(shè)計(jì)模式的建立和實(shí)施,能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和使命感大大增強(qiáng),極大提高了學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,同時(shí)理論基礎(chǔ)也得到了很好的鞏固和強(qiáng)化??偟膩碚f改革是成功的,但也存在需要改進(jìn)和完善之處,例如新的課題一般資料均不全,在設(shè)計(jì)時(shí)間有限的情況下,收集資料方面的困難成為突出的問題。這需要指導(dǎo)教師做好前期的準(zhǔn)備,掌握資料來源,給學(xué)生介紹各種設(shè)備的特點(diǎn),進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析。改革后的設(shè)計(jì)過程,對(duì)教師和學(xué)生都是一種學(xué)習(xí)過程,學(xué)生對(duì)新知識(shí)的興趣提高了,教師對(duì)教學(xué)與科研內(nèi)容的理解也加深了,充分挖掘了師生兩方面的潛力。
4結(jié)語
篇3
關(guān)鍵詞:化工原理課程設(shè)計(jì);翻轉(zhuǎn)課堂;線下課堂;課程評(píng)價(jià)
化工原理課程設(shè)計(jì)是化類專業(yè)本科學(xué)生在完成了化工原理課程學(xué)習(xí)后的一門強(qiáng)化實(shí)踐課程,主要內(nèi)容是對(duì)化工生產(chǎn)過程的單元操作進(jìn)行實(shí)踐性設(shè)計(jì)[1-2]。通過該實(shí)踐課程,不僅可以提高學(xué)生工程計(jì)算能力、解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新能力,而且還可建立學(xué)生的經(jīng)濟(jì)意識(shí),培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神[3]。因此,化工原理課程設(shè)計(jì)是工科化類專業(yè)非常重要的本科教學(xué)環(huán)節(jié)?;ぴ碚n程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)脫節(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致許多學(xué)生對(duì)要設(shè)計(jì)的單元操作計(jì)算、公式查閱、標(biāo)準(zhǔn)查閱一知半解、甚至完全脫離國標(biāo)規(guī)范。為提高化工原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,我國化工原理課程一線教師進(jìn)行了大量的探索和實(shí)踐,并已經(jīng)取得了有益的成果[4-7]。但由于歷史和現(xiàn)實(shí)原因,化工原理課程設(shè)計(jì)仍然普遍存在學(xué)生積極性不高、參與度差、設(shè)計(jì)效果差等問題[8-10],導(dǎo)致該課程的目標(biāo)達(dá)成度偏低。如何提高化工原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果,實(shí)現(xiàn)課程的目標(biāo)達(dá)成度,是高校有關(guān)老師需要解決的熱點(diǎn)問題。
1翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵及其與化工原理課程設(shè)計(jì)的融合點(diǎn)
翻轉(zhuǎn)課堂又稱“顛倒課堂”,其宗旨是將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。從2007年翻轉(zhuǎn)課堂的概念被正式提出以來,其發(fā)展勢頭如燎原之勢,迅速從美國發(fā)展到全世界,從基礎(chǔ)教育到高等教育領(lǐng)域,成為教學(xué)改革的熱點(diǎn)[11-13]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式體現(xiàn)了教育的人性化[14]。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)原則是先學(xué)后教,教師主要對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)?;ぴ碚n程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是分散設(shè)計(jì)為主,集中授課為輔,并且注重交流合作,因此翻轉(zhuǎn)課堂模式在教育人性化上與化工原理課程設(shè)計(jì)是高度融合的。翻轉(zhuǎn)課堂模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課堂中交流討論、分享知識(shí)和思路,從而激發(fā)學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性[15]?,F(xiàn)階段化工原理課程設(shè)計(jì)的主要問題之一是學(xué)生參與的積極性不高,因此采用翻轉(zhuǎn)課堂模式能較好彌補(bǔ)化工原理課程設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。再次,翻轉(zhuǎn)課堂突破了傳統(tǒng)課堂時(shí)間空間的限制,這較好克服了傳統(tǒng)化工原理課程設(shè)計(jì)課堂上教師輔導(dǎo)時(shí)間短、知識(shí)量大的矛盾?;诖耍P者嘗試在化工原理課程設(shè)計(jì)實(shí)踐課程中采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,摸索合適的教學(xué)方法和手段,以提高化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)效果,促進(jìn)教學(xué)改革,并引來他山美玉。
2翻轉(zhuǎn)課堂模式在化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中的具體實(shí)施措施
筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和化工原理課程設(shè)計(jì)的課程目標(biāo),結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)和優(yōu)勢,將化工原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程分解為以下模塊。
2.1線上教學(xué)
目前有關(guān)化工原理課程的慕課建設(shè)已經(jīng)比較普遍。為了充分利用這些資源,筆者直接引進(jìn)國內(nèi)名校的有關(guān)化工單元操作設(shè)備設(shè)計(jì)和計(jì)算在線課程作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。如在換熱器設(shè)計(jì)和精餾塔設(shè)計(jì)部分,筆者選擇了蘭州大學(xué)嚴(yán)世強(qiáng)教授在智慧樹上的開放課程《化學(xué)工程基礎(chǔ)》作為教學(xué)資源供學(xué)生學(xué)習(xí)。嚴(yán)教授授課嚴(yán)禁認(rèn)真、邏輯性強(qiáng),多媒體課件直觀形象,學(xué)生接受度高。同時(shí),筆者還選擇了天津大學(xué)在中國大學(xué)MOOC上的《化工原理》作為教學(xué)資源。該開放課程適應(yīng)性強(qiáng),可充分滿足不同專業(yè)學(xué)生的需要。此外,筆者自己還制作了有關(guān)塔設(shè)備、換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工藝計(jì)算、設(shè)備計(jì)算的動(dòng)畫視頻,并上傳至網(wǎng)絡(luò)云盤中,供學(xué)生在傳統(tǒng)課堂之前進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生可以根據(jù)自己學(xué)習(xí)能力自主制定學(xué)習(xí)計(jì)劃和進(jìn)度,反復(fù)學(xué)習(xí),加深理解,并重點(diǎn)標(biāo)識(shí)難點(diǎn)和疑問。
2.2課堂集中教學(xué)
翻轉(zhuǎn)課堂要求課中師生之間保持良好互動(dòng)。筆者在學(xué)生完成線上視頻學(xué)習(xí)后,再根據(jù)化工原理課程設(shè)計(jì)的課程目標(biāo)和知識(shí)點(diǎn),將課程內(nèi)容分解,采用基于問題為中心的教學(xué)模式。每一部分內(nèi)容都圍繞一個(gè)問題展開教學(xué),以學(xué)生討論為主,并提出解決方案[16]。如對(duì)于換熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù),筆者先將課程內(nèi)容分解為傳熱面積的估算、換熱管長及管數(shù)的計(jì)算、殼體內(nèi)徑的計(jì)算、組件的選擇、換熱器的核算和換熱器結(jié)構(gòu)幾大部分。每一部分都設(shè)置一個(gè)中心問題,并分別安排獨(dú)立一個(gè)單元時(shí)間集中講解,學(xué)生在解決迷惑后,再進(jìn)行分散討論,形成最終的解決方案,保障課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。對(duì)于學(xué)生在線上學(xué)習(xí)的個(gè)別問題,采用一對(duì)一的方式在課中解決。在精餾塔設(shè)計(jì)課程中,筆者在將課程分解為工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、機(jī)械計(jì)算、流體力學(xué)性能核算、輔助部件選型等部分。對(duì)于每一部分,筆者也都安排獨(dú)立單元時(shí)間講解,并留出充分時(shí)間由學(xué)生思考討論,在形成自己的解決方案后再進(jìn)入下一單元的學(xué)習(xí)。
2.3線下設(shè)計(jì)
在完成視頻學(xué)習(xí)、集中講解的基礎(chǔ)上,筆者給每位學(xué)生安排了內(nèi)容不同的設(shè)計(jì)任務(wù)。如針對(duì)換熱器課程設(shè)計(jì),筆者分別安排了不同原料溫度、不同冷卻溫度、不同流量、不同換熱器形式的設(shè)計(jì)任務(wù),使每位學(xué)生均有獨(dú)立任務(wù),避免相互抄襲。針對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì),筆者給每位學(xué)生布置了乙醇-水體系、正戊烷-正己烷體系的分離設(shè)計(jì)。同一體系要求產(chǎn)品純度不同、產(chǎn)量不同、精餾塔形式不同。在設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生只能互相合作,難以生搬硬套。在共性的設(shè)計(jì)問題上,要求學(xué)生分工協(xié)作,互相討論。如在精餾塔課程設(shè)計(jì)中,計(jì)算內(nèi)容涉及物料衡算、熱量衡算、相平衡關(guān)系與傳遞速率、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與附屬設(shè)備選用等,計(jì)算量大,往往涉及非線性方程組求解及非平衡級(jí)的計(jì)算,手算較難完成,因此在設(shè)計(jì)過程中要求學(xué)生采用計(jì)算機(jī)、練習(xí)使用各種計(jì)算軟件編程完成設(shè)計(jì)計(jì)算。筆者鼓勵(lì)學(xué)生之間互相幫助,必要時(shí)組成幾個(gè)計(jì)算小組共同編程完成設(shè)計(jì)計(jì)算。在制圖過程中,為培養(yǎng)學(xué)生在今后實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)能力,筆者鼓勵(lì)學(xué)生采用Aspenplus、PROII、AutoCAD軟件繪制設(shè)備圖、工藝流程圖和模擬結(jié)果。在制圖階段,筆者安排幾位已掌握AutoCAD軟件的學(xué)生在課堂上為全體學(xué)生講解該軟件的使用方法和竅門。
2.4課后評(píng)價(jià)和反思
化工原理課程設(shè)計(jì)是考查課程,目前常用的考核方法是平時(shí)表現(xiàn)+說明書+圖紙質(zhì)量+答辯。如何科學(xué)合理評(píng)價(jià)課程的學(xué)習(xí)效果,也是提高化工原理課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。在化工原理課程設(shè)計(jì)采用翻轉(zhuǎn)課堂模式,有助于建立更為科學(xué)的線上與線下相結(jié)合的考核體系。利用線上平臺(tái),可以客觀、高效反映學(xué)生線上學(xué)習(xí)的情況,為更合理評(píng)價(jià)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)提供了科學(xué)依據(jù)。同時(shí),線上平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)自我評(píng)價(jià)、生生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng),構(gòu)建多元的綜合評(píng)價(jià)體系,改革傳統(tǒng)的化工原理課程設(shè)計(jì)考核系統(tǒng)。線下評(píng)價(jià)仍然是必要的考核手段。結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂和信息化輔助教學(xué)手段的應(yīng)用,筆者增加了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力考核。如在裝配圖和流程圖繪制中,筆者鼓勵(lì)學(xué)生采用Aspenplus、PROII、AutoCAD軟件繪制。課后反思,持續(xù)改進(jìn)是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的特點(diǎn)。根據(jù)課程評(píng)價(jià)結(jié)果,學(xué)生可以反思是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果,探索原因,提升學(xué)習(xí)能力。教師也可以根據(jù)課程總的考核結(jié)果,反思課程目標(biāo)是否已經(jīng)達(dá)成,如果某一部分沒有達(dá)成,應(yīng)該從哪些方面加以完善,從而有目的的加強(qiáng)教學(xué),持續(xù)改進(jìn)教學(xué)效果。
篇4
關(guān)鍵詞:輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì);教學(xué)改革;高校
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-4107(2017)02-0027-02
“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程是一門研究與輕化工相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)過程的課程,它包括研究選擇技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的工藝路線,完成相關(guān)的化工計(jì)算和設(shè)備的選型,以及進(jìn)行科學(xué)的管道布置設(shè)計(jì)和合理的工廠布局設(shè)計(jì)等內(nèi)容,是將實(shí)驗(yàn)室研究成果轉(zhuǎn)化成工業(yè)生產(chǎn)的必經(jīng)步驟。通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練,可增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想和實(shí)事求是精神,嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)創(chuàng)新的工作作風(fēng)和基本設(shè)計(jì)技
能,提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際工程問題能力。因此,眾多高校將“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程列為教學(xué)計(jì)劃的主要內(nèi)容,是輕化工程專業(yè)的主干課程之一。
“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程涉及的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)覆蓋面廣,理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到枯燥乏味,導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果差。本文根據(jù)課程內(nèi)容和特點(diǎn)對(duì)實(shí)際教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行分析討論,并通過筆者近幾年的教學(xué)經(jīng)歷提出幾點(diǎn)改革意見。
一、“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn)
“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”是根據(jù)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)或過程設(shè)計(jì)出一個(gè)生產(chǎn)流程,并研究流程的合理性、先進(jìn)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)的可行性,再根據(jù)工藝流程及條件選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備、管道及儀表等,進(jìn)行合理的工廠布局設(shè)計(jì)以滿足生產(chǎn)的要求,工藝專業(yè)與有關(guān)非工藝專業(yè)進(jìn)行密切設(shè)計(jì)合作,最終使這個(gè)工廠建成投產(chǎn)[1]。該課程主要講授工藝流程設(shè)計(jì)、化工計(jì)算、輕化工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型、車間布置設(shè)計(jì)、管路布置設(shè)計(jì)、非工藝專業(yè)設(shè)計(jì)等內(nèi)容,其中涉及物理化學(xué)、化工原理、化工O備、化工熱力學(xué)和輕化產(chǎn)品合成與分離等相關(guān)專業(yè)知識(shí)[2]。課程內(nèi)容復(fù)雜多樣,具有知識(shí)面廣、知識(shí)點(diǎn)多,理論與實(shí)際緊密聯(lián)系的特點(diǎn),設(shè)計(jì)結(jié)果直接關(guān)系到企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益等方面。因此,“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”是一門綜合性、實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的專業(yè)課,并與國家政策、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、市場需求等領(lǐng)域密切相關(guān)。
二、“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)現(xiàn)狀
通過近幾年的實(shí)際教學(xué),筆者認(rèn)為目前在“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)過程主要存在以下問題。
(一)學(xué)時(shí)少,內(nèi)容多
教師在課堂教學(xué)時(shí)間里主要講授相關(guān)內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,與學(xué)生缺乏充分的交流互動(dòng),導(dǎo)致學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)不能理解掌握足夠的設(shè)計(jì)知識(shí),難以滿足教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)要求。
(二)方法單一
課堂上,教師從頭講到尾,多采用板書與多媒體的方式,內(nèi)容枯燥,不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率不高。
(三)理論課時(shí)多,實(shí)踐課時(shí)少
“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程是與工程實(shí)際結(jié)合最緊密的課程之一,但目前的教學(xué)安排中單純的理論課占據(jù)了絕大部分課時(shí),缺乏足夠的動(dòng)手實(shí)踐設(shè)計(jì)時(shí)間,導(dǎo)致學(xué)生無法對(duì)課程有良好認(rèn)知,在學(xué)習(xí)過程中很難做到理論聯(lián)系實(shí)際,進(jìn)而無法很好地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題,更談不上對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),難以滿足教學(xué)要求。
(四)教師實(shí)踐指導(dǎo)弱
我國高校中現(xiàn)任教師很多都是研究生畢業(yè)直接進(jìn)入教學(xué)崗位,他們具有豐富的理論知識(shí),擅長科學(xué)研究,但由于他們沒有進(jìn)過企業(yè),很少參與實(shí)際工程設(shè)計(jì),因
此缺乏足夠的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)過程中遇到的問題不能及時(shí)解決,而且在教學(xué)中缺少工程思維和工程方法的傳授,使理論和實(shí)際脫節(jié)。
(五)考核方式簡單
據(jù)調(diào)研大部分學(xué)校該課程多以平時(shí)成績結(jié)合期末考試成績作為評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的指標(biāo),但由于期末考試成績占綜合評(píng)定成績的比例高達(dá)80%―90%,而該課程又具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,因此,這種單一的卷面考核方式過于片面,導(dǎo)致一些學(xué)生忽略對(duì)平時(shí)的學(xué)習(xí),在考前突擊復(fù)習(xí),以應(yīng)付期末考試,所以難以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果做出公平公正的判斷。
三、“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革的建議
針對(duì)該課程教學(xué)中目前存在的上述問題,為適應(yīng)新形勢下對(duì)輕化工程專業(yè)人才的需求,需要對(duì)該課程現(xiàn)有的教學(xué)方式進(jìn)行改革,使學(xué)生能夠?qū)⒗碚搶W(xué)習(xí)和實(shí)踐設(shè)計(jì)相結(jié)合,提高綜合設(shè)計(jì)能力。筆者根據(jù)幾年教學(xué)實(shí)踐,提出改變教學(xué)方式、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)、完善考核方式、提高教師水平等建議[3-5]。
(一)改變教學(xué)方式
“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程是一門涉及多個(gè)學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的綜合性課程,在教學(xué)中要改變傳統(tǒng)教學(xué)過程中“教師主動(dòng)教,學(xué)生被動(dòng)學(xué)”的填鴨式教學(xué)方式,應(yīng)發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,采用靈活多變的教學(xué)方式,如拋錨式、討論式、自學(xué)式等。
針對(duì)課程課時(shí)少的現(xiàn)狀,教師要合理安排時(shí)間,重視備課環(huán)節(jié),搜集典型工程設(shè)計(jì)實(shí)例,將工程實(shí)例與課堂內(nèi)容相結(jié)合,突出重點(diǎn)難點(diǎn)。筆者采用“先實(shí)例,后講解”的拋錨式教學(xué)方式,在每章開始就給出一個(gè)涉及本章內(nèi)容的實(shí)例,然后從這個(gè)例子出發(fā)逐步引出本章的理論內(nèi)容。實(shí)踐證明,這種方式明顯激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望,課堂上學(xué)生主動(dòng)尋找實(shí)例中涉及的概念或知識(shí)點(diǎn),并發(fā)現(xiàn)問題探索解決辦法,這樣就提高了課堂效率,增加了學(xué)生對(duì)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí),強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,使理論很好地與實(shí)踐結(jié)合。
(二)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)
“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,因此,加強(qiáng)實(shí)踐設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)勢在必行。筆者在學(xué)校完善課程體系建設(shè)之際,提出了增加該課程的設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)的建議并被采納。實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,筆者結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和科研項(xiàng)目,將學(xué)生分為每五人一組,每組安排一個(gè)不同的設(shè)計(jì)題目,幾乎涵蓋了“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)課程”所學(xué)全部內(nèi)容,整個(gè)設(shè)計(jì)過程分為幾個(gè)階段與理論教學(xué)穿行,使學(xué)生在“學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)”,學(xué)以致用,設(shè)計(jì)完成之后安排1―2學(xué)時(shí)進(jìn)行匯報(bào)點(diǎn)評(píng),這樣極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生分析、合作、交流、溝通的能力,真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際,收到了極佳的教學(xué)效果。
生產(chǎn)實(shí)習(xí)也是理論聯(lián)系實(shí)際的重要載體之一,是提高學(xué)生工程意識(shí)和實(shí)踐能力的重要手段。結(jié)合包頭本地實(shí)際,筆者帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入制藥、釀酒、生物質(zhì)加工等企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)。通過實(shí)習(xí),學(xué)生可以熟悉相關(guān)產(chǎn)業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)流程、工藝路線及設(shè)備等。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是學(xué)生對(duì)“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容的深化和提高,學(xué)生通過實(shí)習(xí)能夠進(jìn)一步提高其工程意識(shí)。
(三)完善考核方式
考核是教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié),通過考核可以衡量學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用能力,同時(shí)也能夠反饋教師的教學(xué)效果??己朔绞降倪x取及考核結(jié)果的好壞對(duì)學(xué)生有重要影響,在某種程度上也能夠指導(dǎo)他們的學(xué)習(xí)方
式?;凇拜p化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程具有知識(shí)多、涉及面廣和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),單一的期末理論課考試方式不能全面真實(shí)地反映學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握與應(yīng)用程度,因此往往也不能對(duì)學(xué)生成績做出公平公正的判斷。為了體現(xiàn)實(shí)踐性教學(xué)在該課程教學(xué)中的作用,培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的思想和實(shí)事求是的精神,提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的能力,筆者建議采用靈活多樣的考核方式以最大程度地提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
在實(shí)際教學(xué)過程中,筆者將該課程的考核方式確定為“平時(shí)成績+課程設(shè)計(jì)+期末考試”的形式。其中,平時(shí)成績占20%,包括出勤情況、課堂表現(xiàn)、回答問題、作業(yè)完成情況等,根據(jù)一學(xué)期情況綜合評(píng)定。課程設(shè)計(jì)占30%,根據(jù)每位學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中的表現(xiàn),小組上交的設(shè)計(jì)作品及最后報(bào)告質(zhì)量給分。期末考試占50%,采用閉卷的考核方式,主要考查學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的基本概念、原理、程序及內(nèi)容的掌握程度,根據(jù)卷面成績給分。
通過以上考核方式的改革,首先,學(xué)生的課堂表現(xiàn)更加積極認(rèn)真,更加注重平時(shí)的學(xué)習(xí),解決了為應(yīng)付期末考試而突擊背書的問題。其次,課程設(shè)計(jì)的引入,提高了學(xué)生實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)的能力,體現(xiàn)了該課程學(xué)以致用、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。最后,學(xué)生通過撰寫說明書和繪制設(shè)計(jì)圖紙,進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)相關(guān)辦公軟件和繪圖軟件的應(yīng)用,提高了他們的計(jì)算機(jī)使用能力。
(四)提高教師水平
一門課程教學(xué)效果的好壞與教師的整體水平密不可分,這一點(diǎn)對(duì)于涉及多個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程顯得尤為突出。該門課程不僅要求任課教師具有較強(qiáng)的理論水平,同時(shí)還要求其具有較強(qiáng)的動(dòng)手和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此,首先應(yīng)提高教師的理論水平,鼓勵(lì)教師繼續(xù)進(jìn)修,提高業(yè)務(wù)水平。其次,發(fā)揮老教師教學(xué)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的特長,通過傳、幫、帶的方式培養(yǎng)和提高青年教師的教學(xué)能力,建立可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。最后,采用“走出去、請(qǐng)進(jìn)來”的方式,鼓勵(lì)教師特別是具有較高學(xué)歷卻缺乏實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的青年教師,深入企業(yè)生產(chǎn)一
,參與工程設(shè)計(jì),必要時(shí)可聘請(qǐng)有豐富理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員來校參與課程教學(xué)或開展講座。
總的來說,“輕化工設(shè)備與設(shè)計(jì)”課程是一門具有較深專業(yè)理論知識(shí)和較強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐的課程,對(duì)教師業(yè)務(wù)能力要求較高。學(xué)生通過對(duì)該門課程的學(xué)習(xí),能夠鞏固專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),提高綜合應(yīng)用知識(shí)的能力和水平,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和工程意識(shí)。因此,筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷提出幾點(diǎn)建議,同時(shí)還有必要不斷地對(duì)該課程的教學(xué)進(jìn)行改革和探索,如此才能為學(xué)生走向工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),最終達(dá)到課程學(xué)習(xí)的目的。
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關(guān)鍵詞::獨(dú)立學(xué)院;化工設(shè)計(jì);教學(xué)改革
化工設(shè)計(jì)是將一個(gè)系統(tǒng)(如工廠、一個(gè)車間或一套裝置等)全部用工程制圖的方法,描繪成圖紙、表格及必要的文字說明,也就是把工藝流程、技術(shù)裝備轉(zhuǎn)化為工程語言的過程?;ぴO(shè)計(jì)是一門綜合課程,需要四大基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí),同時(shí)還必須具備化工原理、化工熱力學(xué)、化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)、化工儀表及其自動(dòng)化、化學(xué)反應(yīng)工程等各專業(yè)知識(shí),其內(nèi)容多,覆蓋面廣,實(shí)踐性極強(qiáng)。
河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院是一所工科院校,化學(xué)工程與工藝專業(yè)主要為工業(yè)分析和煤化工兩個(gè)方向,畢業(yè)生的就業(yè)方向大多以煤化工領(lǐng)域?yàn)橹鳌R虼?,將化工專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程與煤化工的知識(shí)穿插結(jié)合,加強(qiáng)化工專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)改革,能夠?yàn)榕囵B(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的煤化工應(yīng)用人才,奠定良好的基礎(chǔ)。此外,為加強(qiáng)學(xué)院的品牌建設(shè),加強(qiáng)學(xué)院化工專業(yè)畢業(yè)生的實(shí)踐能力和適應(yīng)能力,開展化工設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)改革是十分必要的。
一 獨(dú)立學(xué)院開展化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在的問題
1.目前,絕大多數(shù)高校為適應(yīng)"厚基礎(chǔ),寬口徑"的高等院校育人教育新模式的要求,將化工設(shè)計(jì)這門課定義為工程實(shí)踐類課程,但實(shí)際運(yùn)行過程中大部分高校由于專業(yè)課學(xué)時(shí)的壓縮,普遍僅為32學(xué)時(shí)[1]。高校專業(yè)課程都有一定程度的可是壓縮,造成課程學(xué)時(shí)有限,難以滿足課程教學(xué)要求。教師在授課過程中往往依照理論課程的方式來講述,條條理論多,上機(jī)練習(xí)少,仍然講授一些設(shè)計(jì)的規(guī)定,通則、物料衡算和能量衡算等內(nèi)容,使工程實(shí)踐性質(zhì)流于形式,不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),更談不上工程能力的培養(yǎng),常此以往不但影響學(xué)生工程能力的培養(yǎng),而且也不利于教師教學(xué)能力的提高。目前,許多高校對(duì)此進(jìn)行了一些改革探討。例如浙江大學(xué)吳嘉老師在講述化工設(shè)計(jì)課程時(shí),每次盡一個(gè)小時(shí)的講解,其余大多數(shù)時(shí)間讓學(xué)生設(shè)計(jì)案例,以此來推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程能力的訓(xùn)練,取得了較好的學(xué)習(xí)效果。
2.由于大多數(shù)學(xué)生高考第一志愿選擇不是化工專業(yè),而是從其它專業(yè)調(diào)劑過來,從入學(xué)時(shí)就對(duì)化工不感興趣,覺得化工廠大多在郊區(qū),工作環(huán)境差,待遇不高,有毒有害物質(zhì)比較多,比較排斥化工專業(yè)的學(xué)習(xí),許多學(xué)生覺得以后不愿從事化工行業(yè),學(xué)得好不好都無所謂,得過且過心態(tài)嚴(yán)重。加之,課程中各類規(guī)定和國家準(zhǔn)則、規(guī)范較多,內(nèi)容較為枯燥,更使得學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性較差。
3.化工設(shè)計(jì)課程具有實(shí)踐性。因此化工設(shè)計(jì)課程的教學(xué)也應(yīng)分為理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。但大部分高校都未安排課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。導(dǎo)致學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中與實(shí)際結(jié)合不夠緊密,無法對(duì)課程有良好的認(rèn)知能力。
4.獨(dú)立學(xué)院的大學(xué)生作為我國大學(xué)生的重要組成部分,既有一般大學(xué)生的共性,也有自身特點(diǎn)[2]。獨(dú)立學(xué)院的生源質(zhì)量偏低,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和自我管理能力也相對(duì)較差。特別是在綜合素質(zhì)方面,學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰凸こ虒?shí)踐能力水平與一本、二本高校相比存在較大差距。如果在化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)過程以"教師為主"傳統(tǒng)教學(xué)模式來進(jìn)行授課時(shí),會(huì)更容易導(dǎo)致學(xué)生感到課程枯燥無味,無法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性;學(xué)生僅僅是被動(dòng)的接受一些概念的理論知識(shí)來應(yīng)付考試,難以提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,因此,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果更是難上加難。
二 化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議
1.加強(qiáng)理論課程教學(xué)模式轉(zhuǎn)化,注重學(xué)生工程觀念培養(yǎng)。
化工設(shè)計(jì)的理論課程教學(xué)主要講授化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,包括工藝流程設(shè)計(jì)、物料和能量衡算、設(shè)備的選型和計(jì)算以及車間布置設(shè)計(jì)等與實(shí)踐密切相關(guān)的內(nèi)容,教授的對(duì)象是已具備較強(qiáng)能力和自學(xué)能力的高年級(jí)大學(xué)生,這些教學(xué)因素決定了在化工設(shè)計(jì)理論教學(xué)中可以采用靈活的復(fù)合式教學(xué)模式。改變傳統(tǒng)過程占主導(dǎo)地位,過于強(qiáng)調(diào)學(xué)生性接受學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,引入發(fā)現(xiàn)式、啟發(fā)式、自學(xué)式、掌握式等教學(xué)模式[3]。比如,在化工設(shè)計(jì)課程中,學(xué)習(xí)化工設(shè)備圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖的相關(guān)制圖規(guī)范條款時(shí),可給出典型的設(shè)計(jì)案例要求學(xué)生設(shè)計(jì)描
圖。通過描圖,讓學(xué)生很快的熟悉工程制圖中各個(gè)圖例和符號(hào)表示的意義,了解各類制圖規(guī)范,轉(zhuǎn)變學(xué)生被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)模式。
工程觀念是指從工程實(shí)際的角度思考問題和解決問題?;ぴO(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際非常緊密的一門課程,在教學(xué)過程中應(yīng)把書本知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際過程相結(jié)合,使學(xué)生在掌握基本理論知識(shí)的同時(shí),學(xué)會(huì)應(yīng)用理論解決實(shí)際問題。這符合工程觀念培養(yǎng)化工人才的目的。作為一門應(yīng)用學(xué)科,化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)中應(yīng)時(shí)刻重視培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念,以培養(yǎng)工程觀念為導(dǎo)向,結(jié)合化工設(shè)計(jì)課程自身綜合性特點(diǎn),在化工設(shè)計(jì)理論課程的講授中,應(yīng)充分重視設(shè)計(jì)實(shí)例與理論知識(shí)的結(jié)合。從設(shè)計(jì)實(shí)例出發(fā),結(jié)合開展課堂下的討論,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力。
2.利用現(xiàn)代化手段,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
工科學(xué)生應(yīng)該具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,而這種能力的培養(yǎng)不只是單純的學(xué)習(xí)某門課程,而是要將計(jì)算機(jī)知識(shí)真正用到解決實(shí)際問題上,更好利用現(xiàn)代化手段科學(xué)地解決專業(yè)問題[4]。計(jì)算機(jī)應(yīng)用是《化工設(shè)計(jì)》課程教授的一部分,目前,化工設(shè)計(jì)有相當(dāng)大比例的工作需要依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù),例如autocad、aspenplus、pro(ii)、smart3d等。獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生盡管基礎(chǔ)較差,但是具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力,同時(shí),在計(jì)算機(jī)操作上具有濃厚興趣。但是,在化工設(shè)計(jì)課程學(xué)時(shí)教學(xué)安排上往往忽略了計(jì)算機(jī)教學(xué)這一點(diǎn)。因此,在教學(xué)安排中應(yīng)加大計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)的比重,不僅可以提高學(xué)生動(dòng)手能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力,而且還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,促進(jìn)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和理解。例如,利用化工單元仿真模擬軟件,使學(xué)生掌握典型工藝的流程和典型設(shè)備的配置,使學(xué)生熟悉操作流程,清楚各個(gè)單元的操作原理,對(duì)實(shí)際設(shè)備有了感性的認(rèn)識(shí)。利用aspenplus、pro(ii)等軟件,使學(xué)生明確塔、換熱器等化工設(shè)備的具體構(gòu)造和應(yīng)用范圍。
3.充分利用資源 開展多方位立體化實(shí)踐教學(xué)。
學(xué)校的資源相對(duì)比較豐富例,如紙質(zhì)和電子版的圖書、專業(yè)期刊,開放式的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué),教師可通過布置設(shè)計(jì)任務(wù),使學(xué)生通過利用各類資源完成作業(yè),豐富專業(yè)知識(shí)。學(xué)校與多家煤化工企業(yè)合作,建立了化工專業(yè)實(shí)踐基地,授課教師可依據(jù)實(shí)際情況講解實(shí)際典型案例,并在課外課程實(shí)踐環(huán)節(jié)當(dāng)中,帶領(lǐng)學(xué)生從授課案例深入分析,使學(xué)生加深理解,增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力,掌握煤化工方向主要工藝設(shè)計(jì)和車間布局,為今后畢業(yè)從事煤化工專業(yè)工作奠定基礎(chǔ)。
此外,結(jié)合獨(dú)立學(xué)院學(xué)生實(shí)際情況,在課程教授過程中建議實(shí)施小組教學(xué)法和項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)[5]。小組教學(xué)法即通過將學(xué)生分成討論小組,教師布置設(shè)計(jì)任務(wù)后,小組成員通過團(tuán)隊(duì)合作,群策群力,解決實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通的能力。項(xiàng)目教學(xué)法即通過典型化工設(shè)計(jì)項(xiàng)目的分析,從項(xiàng)目的設(shè)計(jì)任務(wù)書撰寫、工藝流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算及車間布局設(shè)計(jì)等,使學(xué)生由實(shí)戰(zhàn)中掌握基礎(chǔ)知識(shí),提高學(xué)習(xí)能力。
三 結(jié)束語
通過上述方法的改革與實(shí)踐,學(xué)生能夠把化工設(shè)計(jì)理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來,達(dá)到綜合素質(zhì)提升的目的,提高了動(dòng)手能力和解決問題的能力,培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和創(chuàng)新精神,同時(shí),對(duì)授課教師素質(zhì)的提高也起到了積極的作用,促使教師不斷拓展知識(shí)面,更新和補(bǔ)充相關(guān)實(shí)際生產(chǎn)知識(shí)?;ぴO(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革還任重道遠(yuǎn),需要不斷的實(shí)踐和探索。
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篇6
關(guān)鍵詞:工作過程;精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù);課程建設(shè)
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-5727(2013)12-0089-02
高等職業(yè)教育以培養(yǎng)高端技能型人才為目標(biāo),更應(yīng)注重學(xué)生社會(huì)適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我院應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)自2003年招生以來,根據(jù)人才培養(yǎng)的需要適時(shí)開設(shè)了《精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù)》這門課程。通過近十年的建設(shè),該課程在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力及綜合實(shí)踐能力方面起到了非常重要的作用,特別是兩輪項(xiàng)目化教學(xué)改革的實(shí)施大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力、分析能力、合作能力和解決問題的能力。
課程定位
《精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù)》是應(yīng)用化工技術(shù)等相關(guān)專業(yè)重要的職業(yè)核心課程之一。通過對(duì)典型精細(xì)化工產(chǎn)品工藝路線的分析與選擇、催化劑的選擇與使用、生產(chǎn)設(shè)備的選擇、生產(chǎn)工藝流程的組織、生產(chǎn)操作及控制,生產(chǎn)異常現(xiàn)象及故障排除的形式來組織教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)核心能力、專業(yè)能力和社會(huì)能力,使其逐步成為具備較強(qiáng)實(shí)際工作能力的化工類可持續(xù)發(fā)展的高端技能型人才。
課程目標(biāo)
能力目標(biāo) 能檢索各種文獻(xiàn)資料并加以處理;能根據(jù)現(xiàn)有的資料制定出產(chǎn)品的小試方案;能運(yùn)用各種單元反應(yīng)的原理分析產(chǎn)品生產(chǎn)中的影響因素,優(yōu)化小試工藝條件;能選擇合適的藥品、輔助材料等原材料,并能對(duì)各種原材料是否合格進(jìn)行判斷;能正確進(jìn)行投料和卸料;能合理選用實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備,并安裝、調(diào)試;能根據(jù)小試方案組織實(shí)驗(yàn)室制備,并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和分析生產(chǎn)過程中的問題,提出具體的解決方案;能選擇合適設(shè)備對(duì)制備的中間產(chǎn)品、粗產(chǎn)品進(jìn)行分離提純等;能使用常規(guī)分析方法和實(shí)驗(yàn)室常用分析儀器對(duì)中間產(chǎn)品、粗產(chǎn)品、產(chǎn)品進(jìn)行檢測,實(shí)現(xiàn)對(duì)小試過程的質(zhì)量監(jiān)控;能對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的“三廢”進(jìn)行無害化處理;能正確收集和整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并能根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果對(duì)小試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行正確的判斷;能根據(jù)小試過程擬定出合理的產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)方案,并能對(duì)所設(shè)計(jì)出的方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià);能利用所學(xué)知識(shí)改進(jìn)現(xiàn)有工藝和優(yōu)化配方等。
知識(shí)目標(biāo) 熟悉檢索相關(guān)文獻(xiàn)資料的方法和途徑;掌握磺化、鹵化、還原、?;?、烷基化、氧化、縮合等單元反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理,掌握其反應(yīng)規(guī)律及特點(diǎn);理解“7S(整理、整頓、清潔、清掃、素養(yǎng)、節(jié)約、安全)管理”的內(nèi)涵,并能在實(shí)驗(yàn)過程中自覺遵守;熟悉實(shí)驗(yàn)室常見事故和應(yīng)急處理辦法等;掌握精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))室常用的設(shè)備如電動(dòng)攪拌器、加熱裝置、離心分離機(jī)、真空泵等的使用方法;熟悉過(抽)濾、蒸餾、萃取、重結(jié)晶、分餾等單元操作的原理;掌握旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、旋光分析儀、阿貝折光儀、分光光度計(jì)、熔點(diǎn)測定儀等常規(guī)分析儀器的使用方法;了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、收集與處理的方法;熟知實(shí)驗(yàn)室及企業(yè)生產(chǎn)車間防火防爆防毒害等防范方法及措施;熟悉常用精細(xì)化工過程放大的方法和原理;理解配方原則和生產(chǎn)工藝條件確定的方法;熟悉生產(chǎn)原材料的選用原則和檢測方法;熟知物料的處理方法和加料方法等。
素質(zhì)拓展目標(biāo) 通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目引領(lǐng)、工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)模式,學(xué)生具備較強(qiáng)的職業(yè)素養(yǎng),為將來在企業(yè)從事的化工操作、化學(xué)檢驗(yàn)、生產(chǎn)控制與管理等工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。具體包括以下內(nèi)容:培養(yǎng)學(xué)生信息獲取和處理能力;在項(xiàng)目實(shí)施過程中形成培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力及與人合作精神;培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約、環(huán)保、低碳、成本意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生具備安全第一、預(yù)防為主的安全意識(shí);通過“7S現(xiàn)場管理”使學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范管理的意識(shí);在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象記錄及報(bào)告書寫時(shí),體現(xiàn)出誠信、規(guī)范意識(shí)和實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng);在實(shí)訓(xùn)操作過程中培養(yǎng)學(xué)生膽大心細(xì)、愛崗敬業(yè)的工作態(tài)度;小組分工合作培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和合作意識(shí);通過項(xiàng)目匯報(bào)答辯培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力、與人溝通的能力和應(yīng)變能力;讓學(xué)生學(xué)會(huì)認(rèn)真傾聽別人談話,不隨意打斷別人說話,體現(xiàn)出尊重他人、文明禮貌的素質(zhì);培養(yǎng)實(shí)事求是、客觀公正地評(píng)價(jià)自己的能力,學(xué)會(huì)批評(píng)與自我批評(píng),具有一定的承受能力和迎接挑戰(zhàn)的意識(shí);培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合能力和綜合素質(zhì),使之能理論聯(lián)系實(shí)際,具有創(chuàng)新意識(shí)等。
課程內(nèi)容的整合
根據(jù)能力和知識(shí)目標(biāo)的要求,我們把課程內(nèi)容進(jìn)行了知識(shí)結(jié)構(gòu)的整合與重構(gòu),將原來理論知識(shí)體系下的章節(jié)內(nèi)容整合為四個(gè)項(xiàng)目,選擇了四大典型精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)過程作為載體實(shí)施教學(xué)。
項(xiàng)目一:表面活性劑——十二烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)。通過項(xiàng)目實(shí)施,學(xué)生掌握表面活性劑的特點(diǎn)及分類,化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能,學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)與選擇原料,掌握磺化工藝特點(diǎn)及常用磺化工藝,能夠根據(jù)工藝選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備及條件控制,制備出產(chǎn)品并進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測。項(xiàng)目二:增塑劑——鄰苯二甲酸二丁酯的生產(chǎn)。通過項(xiàng)目學(xué)習(xí),學(xué)生了解合成材料助劑的分類、常用助劑品種及典型產(chǎn)品(鄰苯二甲酸酯類增塑劑)的合成原理,學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)與選擇原料,確定合成路線,掌握酯化反應(yīng)基本原理,選擇合適的酯化工藝并根據(jù)工藝正確選擇生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)備條件控制,制備出產(chǎn)品并進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測。項(xiàng)目三:食品抗氧劑——丁基羥基茴香醚的生產(chǎn)。通過項(xiàng)目實(shí)施,學(xué)生掌握食品添加劑的特點(diǎn)及分類,常用食品添加劑的作用原理及合成工藝,學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)與選擇原料,確定綠色合成路線,掌握工藝特點(diǎn)并能夠根據(jù)工藝選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備及條件控制,制備出產(chǎn)品并進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測。項(xiàng)目四:乳膠涂料的生產(chǎn)。通過項(xiàng)目學(xué)習(xí),學(xué)生了解涂料的定義、組成及分類,熟悉常見涂料的品種及乳膠涂料的配制方法,掌握乳液聚合的基本原理及工藝方法,學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)配方各種原料的性質(zhì)與作用,合理選擇生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)備條件控制,制備出產(chǎn)品并進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測等。
教學(xué)組織實(shí)施
本課程是基于工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計(jì),教學(xué)組織與實(shí)施也應(yīng)區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。在教學(xué)過程中我們以“研究性學(xué)習(xí)”的教育理念來指導(dǎo)和組織本課程的教學(xué),以學(xué)生為教學(xué)主體,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,給出生產(chǎn)任務(wù),以典型精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)引導(dǎo)學(xué)生課堂理論學(xué)習(xí),課程的系統(tǒng)性與講課的發(fā)散性兼顧,讓學(xué)生充分領(lǐng)略到精細(xì)化工領(lǐng)域的生機(jī)與活力。
必要的理論知識(shí)講解 基于工作過程的項(xiàng)目化課程教學(xué)實(shí)施注重學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)和技能水平的提升,但并不能因此忽略理論知識(shí)的學(xué)習(xí),因?yàn)轫?xiàng)目的實(shí)施需要必要的理論知識(shí)支撐。但理論知識(shí)講什么內(nèi)容、怎么講、講多長時(shí)間等問題需要教師認(rèn)真思考。項(xiàng)目實(shí)施過程中所涉及的最主要內(nèi)容、核心工藝及學(xué)生自己難以自學(xué)的內(nèi)容等需要教師在課堂上認(rèn)真講解。筆者在《精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù)》項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施過程中,將每一個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中所需要的知識(shí)點(diǎn)一一列舉出來,篩選出最核心內(nèi)容、學(xué)生不易掌握的內(nèi)容及典型工藝在課堂上講解,以利于學(xué)生順利完成整個(gè)項(xiàng)目。例如,項(xiàng)目一“十二烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)”,我們將表面活性劑的結(jié)構(gòu)、磺化工藝原理及常用的磺化工藝及特點(diǎn)介紹給學(xué)生,其余內(nèi)容要求學(xué)生自學(xué),在“必需、夠用”原則的指導(dǎo)下進(jìn)行集中理論講解,為項(xiàng)目的完成奠定了基礎(chǔ)。
重視學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng) 傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以實(shí)驗(yàn)教材為中心的套管式教學(xué),不能給學(xué)生更多動(dòng)手機(jī)會(huì)和動(dòng)腦時(shí)間。采用項(xiàng)目化教學(xué),學(xué)生不再拘泥于實(shí)驗(yàn)教材,通過廣泛查閱資料,優(yōu)選工藝制定小試方案,并以小試方案為依據(jù),組織實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品制備,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制備過程優(yōu)化工藝條件,選擇合適的工藝、合理的設(shè)備給出產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)方案。
凸顯教學(xué)中學(xué)生的主體地位 學(xué)生參與度高是項(xiàng)目化教學(xué)改革的一大特色。在項(xiàng)目實(shí)施的每個(gè)階段須要學(xué)生向教師及其他人分別展示自己的作業(yè)、產(chǎn)品、方案等。我們在教學(xué)過程中安排學(xué)生將項(xiàng)目小試方案、制備出的產(chǎn)品、工業(yè)化生產(chǎn)方案等進(jìn)行介紹和展示。匯報(bào)過程也是學(xué)習(xí)過程,學(xué)生在匯報(bào)時(shí)允許其他人評(píng)論并提出不同意見,通過思想的碰觸,經(jīng)常能夠迸發(fā)出很多新觀念、新方法,更有一些書本上不曾涉及的內(nèi)容,需要教師和學(xué)生共同學(xué)習(xí)解決。
建立科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)體系 科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系有利于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高,有利于提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。本課程主要考核學(xué)生的工作態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及完成任務(wù)的質(zhì)量、數(shù)量,采用產(chǎn)品評(píng)價(jià)制,以平時(shí)項(xiàng)目考核為主,期末理論考試為輔的考核方法。將考核評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)為兩部分:過程性評(píng)價(jià)+終結(jié)性評(píng)價(jià),期中過程性評(píng)價(jià)分為教師評(píng)價(jià)(課堂匯報(bào)+實(shí)訓(xùn)操作+項(xiàng)目完成報(bào)告)、小組評(píng)價(jià)及自我評(píng)價(jià);終結(jié)性評(píng)價(jià)包含自主項(xiàng)目評(píng)價(jià)及知識(shí)考核(考試)兩部分,與傳統(tǒng)的一張?jiān)嚲矶ǔ煽兊目己朔绞较啾雀雍侠怼?/p>
《精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù)》以典型精細(xì)化工產(chǎn)品為載體,呈現(xiàn)真實(shí)的生產(chǎn)過程。教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和自學(xué)能力。學(xué)生的學(xué)習(xí)目的性更強(qiáng),積極性更高,通過小組內(nèi)的分工與合作加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力、辦公軟件應(yīng)用能力、工程技術(shù)能力、語言表達(dá)能力、應(yīng)變能力、自我探究能力和實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力均得到了很大程度的提高。通過畢業(yè)生反饋發(fā)現(xiàn),學(xué)生到企業(yè)后上手快,能適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要,并為學(xué)生將來的可持續(xù)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。總之,項(xiàng)目化教學(xué)改革中需要進(jìn)行不斷創(chuàng)新與總結(jié),善于發(fā)現(xiàn)、思考、解決問題并將研究成果應(yīng)用到教學(xué)過程中,從而全面提升教育教學(xué)質(zhì)量。
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篇7
Abstract: The optimization design is the problem that should be considered in the design of equipment. Based on value engineering, this article discuss the value as the evaluation criterion of the device reliability optimization design.
關(guān)鍵詞: 價(jià)值工程;設(shè)備;可靠性;設(shè)計(jì)
Key words: value engineering;equipment;reliability;design
中圖分類號(hào):TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2013)36-0056-03
1 概述
1.1 價(jià)值工程的基本式
一般考慮經(jīng)濟(jì)效益時(shí),凈效益是效益與成本之差,功能隱含在凈效益之中,這樣在追求凈效益最大化中,可能使功能處于不恰當(dāng)?shù)牡匚弧?/p>
價(jià)值工程與傳統(tǒng)提高凈效益的活動(dòng)的主要不同在于,將這種關(guān)系定義為[1-2]:
V=■(1)
式中:F為功能,C為成本,V為價(jià)值。
式(1)是價(jià)值工程的基本式。
價(jià)值工程的基本式的一般應(yīng)用是:對(duì)研究對(duì)象,先通過專家打分得到F和C評(píng)分值或某種方式取得它們價(jià)值量,再轉(zhuǎn)為0-1上的無量綱值,最后算出V。如果V等于或趨于1,認(rèn)為研究對(duì)象處于比較合適的狀態(tài),不采取行動(dòng),否則要采取對(duì)應(yīng)的行動(dòng)。價(jià)值工程也可以用在方案評(píng)價(jià)選優(yōu)上。面對(duì)不同的方案,在滿足需求的前提下,以價(jià)值V作為分析指標(biāo),進(jìn)行方案選優(yōu)[3-5]。實(shí)踐上,視功能為利益型的指標(biāo)、成本為損失型的指標(biāo),價(jià)值工程將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
1.2 基于價(jià)值工程的設(shè)備可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)
視設(shè)備設(shè)計(jì)方案的可靠性為功能,該方案在壽命周期上的費(fèi)用現(xiàn)值為費(fèi)用,以對(duì)應(yīng)的價(jià)值為分析指標(biāo)評(píng)價(jià)設(shè)備之間的優(yōu)劣。
可靠性是設(shè)備使用和設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要指標(biāo),是設(shè)備設(shè)計(jì)者和使用者關(guān)注的重點(diǎn)之一,從而設(shè)備可靠性成為一個(gè)需要進(jìn)行充分研究的領(lǐng)域。因此視可靠性為功能有其重要的實(shí)踐背景。為方便,以下稱基于價(jià)值工程的設(shè)備可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)為設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)。
2 設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)模型
2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
2.1.1 設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案
設(shè)Ai為第i個(gè)設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案,m為方案的
個(gè)數(shù)。
2.1.2 可靠性數(shù)據(jù)
可靠性數(shù)據(jù)是計(jì)算設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案可靠性的必要數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)的給出形式不一,如可以以賦權(quán)圖的形式給出數(shù)據(jù),也可以以圖、表結(jié)合的形式給出數(shù)據(jù)。
2.1.3 費(fèi)用數(shù)據(jù)
費(fèi)用數(shù)據(jù)由各設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案壽命周期上的費(fèi)用現(xiàn)金流量和基準(zhǔn)折現(xiàn)率組成。
2.1.3.1 費(fèi)用現(xiàn)金流量
取n為各設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案的共同壽命周期。
方案Ai在壽命周期第t費(fèi)用為:
c■■ t=0,1,…,n;i=1,2,…,m(2)
2.1.3.2 基準(zhǔn)折現(xiàn)率?;鶞?zhǔn)折現(xiàn)率為:
i■=i■ 評(píng)價(jià)層次為財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)i■ 評(píng)價(jià)層次為國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)(3)
式中:i■為財(cái)務(wù)基準(zhǔn)折現(xiàn)率,i■為社會(huì)折現(xiàn)率。
2.1.4 方案可行條件
方案可行條件是對(duì)設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案可行與否的約束,其中至少包含設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案的可靠性可行
條件。
2.2 分析指標(biāo)計(jì)算
2.2.1 功能計(jì)算
Ai的功能按下式計(jì)算:
F■=■ i=1,2,…,m(4)
式中:pi為Ai的可靠性,據(jù)對(duì)應(yīng)的可靠性數(shù)據(jù)算出。
2.2.2 成本計(jì)算
先計(jì)算費(fèi)用現(xiàn)值,再確定成本。
方案Ai的費(fèi)用現(xiàn)值為:
PCi(i0)=■c■■(P/F,i0,n)(5)
方案Ai的成本按下式計(jì)算:
Ci=■ i=1,2,…,m(6)
2.2.3 價(jià)值計(jì)算
方案Ai的價(jià)值為:
Vi=■ i=1,2,…,m(7)
2.3 方案優(yōu)劣評(píng)價(jià)準(zhǔn)則
按價(jià)值最大準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)選優(yōu):
V■=■V■(8)
式中:i*對(duì)應(yīng)最優(yōu)方案A■。
2.4 確定實(shí)施的設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案
實(shí)施的設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案是可行且可靠性盡可能大的設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案。
如果沒有可行的設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案且必須進(jìn)行設(shè)備可靠性方案設(shè)計(jì),應(yīng)進(jìn)行設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案的再設(shè)計(jì)、重新核定設(shè)置設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案的方案可行條件,進(jìn)行設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案再評(píng)價(jià),直至獲得可行設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案為止;否則,放棄實(shí)施設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案的確定。
3 計(jì)算示例
3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
3.1.1 設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案
設(shè)有A1和A2兩個(gè)設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案,設(shè)備部件間相互獨(dú)立,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1中a、b、c和d為設(shè)備部件。
3.1.2 可靠性數(shù)據(jù)
3.1.2.1 可靠性約定
可靠性約定如表1所示。
3.1.2.2 各設(shè)備部件的工作概率
各設(shè)備部件的工作概率示于表2中。
一個(gè)可靠性約定對(duì)應(yīng)兩個(gè)設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案的項(xiàng)目方案。
分別以A1,k和A2,k代表可靠性約定(k)下的兩個(gè)項(xiàng)目方案。
3.1.3 費(fèi)用數(shù)據(jù)
3.1.3.1 壽命周期
A1和A2的壽命周期均為10年。
3.1.3.2 費(fèi)用現(xiàn)金流量
費(fèi)用現(xiàn)金流量如表3所示。
3.1.3.3 基準(zhǔn)折現(xiàn)率
基準(zhǔn)折現(xiàn)率i0=ic=10%。
3.1.4 方案可行條件
設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案可靠性基準(zhǔn)值為0.888,無其它設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案可行條件。
3.2 分析指標(biāo)計(jì)算
3.2.1 功能計(jì)算
3.2.1.1 設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案可靠性
可靠性計(jì)算中的兩個(gè)基本的設(shè)備要素關(guān)聯(lián)形式是串聯(lián)和并聯(lián)。圖1中b、c、d和e是并聯(lián)關(guān)系,a與它們串聯(lián)。
為便于計(jì)算,設(shè)置0-1變量如下:
x■=1 t工作0 t不工作 t=b,c,d,e(9)
這樣,根據(jù)(1)的約定,構(gòu)造向量(xb,xc,xd,xe),它描述b、c、d和e這些并聯(lián)設(shè)備要素的工作狀態(tài)。
以pi(x)代表設(shè)備方案i并聯(lián)設(shè)備要素b、c、d和e中有x個(gè)工作的概率,則
pi(x)■ ■ [x■p■■+(1-x■)(1-p■■)
i=1,2;x=0,1,2,3,4(10)
又以p■■代表設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案Ai,x在設(shè)備可靠性約定(x)下的可靠性,則
p■■=p■■1-■p■(t) i=1,2;x=1,2,3,4(11)
可靠性計(jì)算結(jié)果見表4。
3.2.1.2 設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案功能
按式⑷計(jì)算各項(xiàng)目方案的的功能,結(jié)果示于表5中。
3.2.2 成本計(jì)算
3.2.2.1 費(fèi)用現(xiàn)值
按式(5)計(jì)算各項(xiàng)目方案的費(fèi)用現(xiàn)值,結(jié)果示于表
6中。
3.2.2.2 成本計(jì)算
按式(6)計(jì)算各項(xiàng)目方案的成本,結(jié)果示于表7中。
3.2.2.3 價(jià)值計(jì)算
按式(7)計(jì)算各項(xiàng)目方案的價(jià)值,結(jié)果示于表8中。
3.3 確定實(shí)施的設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)方案
3.3.1 確定可行項(xiàng)目方案
根據(jù)方案可行條件得如下可行項(xiàng)目方案:
可靠性約定(1)和可靠性約定(2)下的項(xiàng)目方案均為可行方案,可靠性約定(3)和可靠性約定(4)下的項(xiàng)目方案均為不可行方案。
3.3.2 確定實(shí)施的項(xiàng)目方案
可行項(xiàng)目方案進(jìn)入方案選優(yōu)。
某種可靠性約定下的實(shí)施方案是對(duì)應(yīng)的可行方案按式(8)確定出來的最優(yōu)方案。
可靠性約定(1)下的最優(yōu)方案為A1,1,可靠性約定(2)下的最優(yōu)方案為A1,2,可靠性約定(3)和可靠性約定(4)下無實(shí)施方案。
4 小結(jié)
①在價(jià)值工程原理下討論設(shè)備的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),是設(shè)備可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)值得關(guān)注的一個(gè)方向,它與概率論、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科密切相關(guān),進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕徊嫜芯坑兄谛纬奢^為合理的實(shí)施方法。
②可以對(duì)設(shè)備展開基于價(jià)值工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),也可以對(duì)設(shè)備的若干部件展開基于價(jià)值工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。
③可以在價(jià)值工程原理下,通過包含設(shè)備可靠性目標(biāo)的多目標(biāo)分析確定實(shí)施設(shè)備方案。
④注意相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),為后續(xù)基于價(jià)值工程的設(shè)備可靠性分析服務(wù)。
⑤可靠性約定是設(shè)備可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中的重要因素,它既是計(jì)算設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案可靠性的依據(jù)之一,也是形成設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案的要素。
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篇8
通信工程專業(yè)相關(guān)聯(lián)專業(yè)課程可構(gòu)建成四個(gè)課程集群,即“通信電子線路設(shè)計(jì)與制作”課程集群,“通信軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課程集群,“信息與信號(hào)處理”課程集群,“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程集群,做到每個(gè)課程集群內(nèi)橫成層次,縱成序列。通過課程集群的建設(shè),讓學(xué)生能夠循序漸進(jìn)地獲得專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的培養(yǎng),建立完整有序的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:
課程建設(shè);教學(xué)內(nèi)容;課程體系;教學(xué)改革
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,邊緣學(xué)科和新興分支學(xué)科不斷涌現(xiàn),特別是學(xué)科之間相互交叉、滲透、融合和大范圍雜交愈加頻繁,傳統(tǒng)上孤立、分裂的學(xué)科正在更高層次上走向綜合化和整體化。高校陳舊的教學(xué)內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)體系已無法適應(yīng)時(shí)代的要求,教學(xué)內(nèi)容的整體化已成為時(shí)代的迫切要求[1]。課程集群是將教學(xué)計(jì)劃中具有相互影響、互動(dòng)、有序的相關(guān)課程,進(jìn)行重新規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)建的整合性課程的有機(jī)集群。近年來,很多學(xué)校進(jìn)行了課程集群建設(shè),但其效果不如人意,究其原因,一是將課程集群理解為相關(guān)課程的簡單集合,課程集群內(nèi)部缺乏條理和層級(jí),合而不和;二是課程集群缺乏相應(yīng)的整合型實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)課程,導(dǎo)致學(xué)生仍然只是學(xué)到了支離破碎的知識(shí),無法構(gòu)建完整的知識(shí)體系,也缺乏對(duì)應(yīng)課程集群的實(shí)踐能力。針對(duì)上述問題,本文以湖南第一師范學(xué)院為例,圍繞“層次化”培養(yǎng)思路和“工程化”教育理念,探討了通信工程專業(yè)課程集群建設(shè)的思路。
一、以層次化培養(yǎng)思路構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)框架
在每個(gè)課程集群內(nèi),各門課程應(yīng)該具有一定的層次,遵循從易到難,從知識(shí)到技能的規(guī)律來構(gòu)建課程集群的課程結(jié)構(gòu)框架。否則,集群內(nèi)的課程將會(huì)層次不清、功能不明,課程集群將成為相關(guān)課程簡單的堆積?;凇皩捒趶?、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、求創(chuàng)新”的教育理念,將通信工程專業(yè)學(xué)習(xí)的課程分為通識(shí)教育、專業(yè)教育、綜合教育及創(chuàng)新教育4個(gè)層次。
(一)通識(shí)教育層通識(shí)教育層包括人文科學(xué)、文化素質(zhì),體育健康,數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)類基礎(chǔ)性課程等。
(二)專業(yè)教育層專業(yè)教育層包括專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程,是學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)基本實(shí)踐能力,構(gòu)建專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)。
(三)能力培養(yǎng)層能力培養(yǎng)層包括第二課堂、學(xué)科競賽、企業(yè)實(shí)訓(xùn)等,實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的目的。能力培養(yǎng)層主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。
(四)創(chuàng)新教育層創(chuàng)新教育層包括理論及實(shí)踐教學(xué)中的創(chuàng)新環(huán)節(jié)、學(xué)術(shù)與科研活動(dòng)。每個(gè)專業(yè)課程集群內(nèi)都有專業(yè)教育層、能力培養(yǎng)層和創(chuàng)新教育層,做到每個(gè)課程集群都能自成體系,從而使得學(xué)生能夠循序漸進(jìn)地獲得專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的培養(yǎng)。
二、以工程化教育理念構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)框架
現(xiàn)代高等工程教育應(yīng)樹立“工程化”教育理念。從本質(zhì)上講,科學(xué)技術(shù)是一種知識(shí)形態(tài)的、潛在的生產(chǎn)力,只有通過工程研究、設(shè)計(jì)、制造、施工等一系列的綜合創(chuàng)造和創(chuàng)新才能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的、直接的生產(chǎn)力,才能實(shí)現(xiàn)其社會(huì)價(jià)值[2-3]。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師是按照知識(shí)體系結(jié)構(gòu)來組織課程內(nèi)容的。而在實(shí)際工程開發(fā)中,開發(fā)人員是以“設(shè)計(jì)———仿真———試做———調(diào)試”的路線來進(jìn)行研發(fā)工作的。因此,傳統(tǒng)的以知識(shí)為本位,以教學(xué)過程為主線,以教師為中心,以教材內(nèi)容為主題的課程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適合“工程化”的教育理念。畢業(yè)生到了工作崗位后,在經(jīng)歷一個(gè)較長的適應(yīng)期后,才能熟悉和掌握職業(yè)活動(dòng)的技術(shù)路線。因此,在課程集群內(nèi)部課程結(jié)構(gòu)框架構(gòu)建中,需要打破傳統(tǒng)思維,突破以知識(shí)為本文的課程結(jié)構(gòu)構(gòu)建思路,構(gòu)建以能力為本位,以職業(yè)活動(dòng)為主線,以學(xué)習(xí)者為中心,以工程項(xiàng)目為主題的課程結(jié)構(gòu)框架。在宏觀課程結(jié)構(gòu)采取建構(gòu)模式,中觀課程結(jié)構(gòu)采取以職業(yè)能力為中心的課程模塊,微觀課程結(jié)構(gòu)以職業(yè)活動(dòng)過程為主線的項(xiàng)目課程為主。所構(gòu)建的課程結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。圖1所示的課程體系結(jié)構(gòu)框架綜合了“層次化”培養(yǎng)思路和“工程化”教育理念。首先,課程體系以知識(shí)模塊課程為起始,配合以對(duì)應(yīng)多門知識(shí)模塊課程的綜合基礎(chǔ)實(shí)踐課程。通過知識(shí)模塊課程的學(xué)習(xí),奠定學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)基礎(chǔ)。隨后,通過能力模塊課程及對(duì)應(yīng)的綜合專業(yè)實(shí)踐課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和工程素養(yǎng)。最后,每個(gè)課程集群以一門校外工程化實(shí)訓(xùn)課程為結(jié)束,讓學(xué)生了解熟悉職業(yè)過程,更好更快適應(yīng)社會(huì)對(duì)高級(jí)工程技術(shù)人才的要求。
三、通信工程專業(yè)課程集群建設(shè)
基于上述思路,將通信工程專業(yè)相關(guān)聯(lián)專業(yè)課程構(gòu)建成四個(gè)課程集群,即“通信電子線路設(shè)計(jì)與制作”課程集群,“通信軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”課程集群,“信息與信號(hào)處理”課程集群,“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程集群,如圖2所示:
四、課程集群化建設(shè)的制度探討
在構(gòu)建好課程集群后,還需要進(jìn)行以下工作:
(1)課程集群負(fù)責(zé)人的選拔和日常管理每個(gè)課程集群都應(yīng)該配備一個(gè)具有較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力和工程素養(yǎng)的集群負(fù)責(zé)人,在日常教學(xué)管理、教研教改中起到帶頭人的作用。傳統(tǒng)的教學(xué)管理模式中,專業(yè)建設(shè)的負(fù)責(zé)人為系主任或者教研室主任。但一個(gè)專業(yè)內(nèi)部往往有多個(gè)學(xué)科方向,彼此之間既相互關(guān)聯(lián)又存在特性。很難有一個(gè)教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力能夠包含整個(gè)專業(yè)體系。而將學(xué)科建設(shè)的責(zé)任部分劃歸給課程集群負(fù)責(zé)人后,能夠更好地有針對(duì)性地完成學(xué)科建設(shè)和教研教改任務(wù)[4]。
(2)課程集群的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)“工程化”的教育理念需要對(duì)應(yīng)的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái)來支撐?!肮こ袒睂?shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是以“設(shè)計(jì)———仿真———試做———調(diào)試”為主線構(gòu)建的,這就要求打破傳統(tǒng)的一門課程一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建方案,逼真模擬實(shí)際工程開發(fā)過程,探索全新的工程化實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的構(gòu)建。未來的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái),可能是一個(gè)小型化的工廠或者一個(gè)小型化的研發(fā)中心[85。同時(shí),要與企業(yè)聯(lián)合構(gòu)建校外實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái),鼓勵(lì)教師與科技人員承接大型的工程項(xiàng)目,一方面使學(xué)校最新的科研成果能應(yīng)用于企業(yè)界和工程界,另一方面能培養(yǎng)一支具有“工程化”能力和素質(zhì)的教師隊(duì)伍,通過科研工作反過來促進(jìn)“工程化”教學(xué)的深入。
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篇9
關(guān)鍵詞:城鄉(xiāng)規(guī)劃;三年級(jí)設(shè)計(jì)課程;“職研教融合”;改革研究;河南理工大學(xué)
中圖分類號(hào):G642.3
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):16749944(2017)09025104
1 引言
國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)辦公室、教育部2011年4月印發(fā)了《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄(2011年)》,將城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)從原建筑學(xué)一級(jí)學(xué)科中拆分出來,標(biāo)志著城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)被正式提升為新的一級(jí)學(xué)科[1]。雖然城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)屬于工科門類,但是涉及的知識(shí)體系眾多,專業(yè)課程涉及工學(xué)(建筑學(xué)、風(fēng)景園林、交通運(yùn)輸工程、測繪科學(xué)與技術(shù)、土木工程)、理學(xué)(生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程、統(tǒng)計(jì)學(xué)、地理類、應(yīng)用數(shù)學(xué))、藝術(shù)學(xué)(設(shè)計(jì)學(xué)、美術(shù)學(xué)),以及社會(huì)科學(xué)(經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、政治學(xué)、法學(xué)、歷史學(xué)、管理學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué))等學(xué)科門類[2]。城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)設(shè)計(jì)類課程作為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的核心課程綜合了上述學(xué)科門類的相關(guān)知識(shí),但是目前《高等學(xué)校城市規(guī)劃專業(yè)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》對(duì)于城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)組織沒有提出明確的規(guī)定,因此不同學(xué)校針對(duì)自己的辦學(xué)特色進(jìn)行了學(xué)科定位和課程設(shè)置。
我國城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)多為五年制辦學(xué),不少學(xué)校都是以三年級(jí)作為專業(yè)的過渡期,從之前的建筑學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的學(xué)習(xí),因此研究三年級(jí)的規(guī)劃設(shè)計(jì)課程是很有必要的。為了提高河南理工大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的辦學(xué)質(zhì)量,進(jìn)一步做好城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的本科教學(xué)工作,確定城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的辦學(xué)特色,需要進(jìn)行設(shè)計(jì)類課程的改革。當(dāng)前社會(huì)對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的要求發(fā)生了一定的改變,城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)都處在大轉(zhuǎn)型時(shí)期,未來的規(guī)劃方法和方式會(huì)和現(xiàn)有的規(guī)劃體系有很大變革,從粗放式的追求量的規(guī)劃轉(zhuǎn)向精細(xì)化的強(qiáng)調(diào)質(zhì)的規(guī)劃,教育體系要靈活變革來適應(yīng)未來的發(fā)展要求。
本文以河南理工大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)已畢業(yè)的學(xué)生為研究對(duì)象,從“職研教融合”的角度出發(fā)來探索一般工科院校城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)三年級(jí)設(shè)計(jì)課程的改革研究,其中“職”指的是學(xué)生就職,“研”指的是學(xué)生考研,“教”指的是本科課程教學(xué)。
2 河南理工大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)辦學(xué)現(xiàn)狀
2.1 辦學(xué)簡介
河南理工大學(xué)城市規(guī)劃專業(yè)成立于2005年,學(xué)制為5年,畢業(yè)發(fā)工學(xué)學(xué)士學(xué)位證。當(dāng)時(shí)所在學(xué)院為土木學(xué)院,2008年并入建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,2013年更名為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)。該專業(yè)的前身是測繪學(xué)院建立于1993年的城鎮(zhèn)規(guī)劃??茖I(yè)。城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)、城市生態(tài)與環(huán)境保護(hù)、風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)、城市市政工程規(guī)劃、城市規(guī)劃管理、區(qū)域規(guī)劃等的基礎(chǔ)理論和基本技能,接受建筑設(shè)計(jì)及城市規(guī)劃設(shè)計(jì)等基本訓(xùn)練,掌握建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、城市設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃管理的基本能力。
河南理工大學(xué)測繪學(xué)院資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理系成立于2005年,設(shè)置有人文地理學(xué)與城鄉(xiāng)規(guī)劃本科專業(yè),學(xué)制四年,畢業(yè)發(fā)理學(xué)學(xué)士學(xué)位證。該專業(yè)的前身是建立于1993年的城鎮(zhèn)規(guī)劃??茖I(yè)。2001年秋季開始面向全國招收資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)本科生,學(xué)制四年。資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理系承擔(dān)自然資源學(xué)、自然地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、區(qū)域規(guī)劃、村鎮(zhèn)規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境規(guī)劃等教學(xué)工作,致力于培養(yǎng)具備堅(jiān)實(shí)的地理科學(xué)基礎(chǔ)和開闊的城市與區(qū)域經(jīng)濟(jì)視野,較強(qiáng)的空間分析和綜合信息處理能力,從事資源環(huán)境評(píng)價(jià)、城鄉(xiāng)規(guī)劃管理,以及村鎮(zhèn)旅游規(guī)劃設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的管理與技術(shù)復(fù)合型人才。
從上述介紹來看,河南理工大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)和資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)的前身都是建立于1993年的城鎮(zhèn)規(guī)劃??茖I(yè),目前這兩大專業(yè)分別屬于不同的學(xué)院,培養(yǎng)目標(biāo)也不盡相同。盡管兩個(gè)專業(yè)在本科教學(xué)的課程設(shè)置上有一部分重合,但是城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)不等同于人文地理學(xué)與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè),在專業(yè)定位和課程設(shè)置中避免出現(xiàn)雷同的現(xiàn)象,而設(shè)計(jì)類課程就是兩大專業(yè)在教學(xué)過程中最主要的區(qū)別。根據(jù)筆者對(duì)于我國城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)通過評(píng)估的42所院校的調(diào)研,城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)所在學(xué)院有眾多模式,其中建筑與城規(guī)學(xué)院模式所占比重最大,這說明了建筑學(xué)和城鄉(xiāng)規(guī)劃兩大專業(yè)齊頭并進(jìn)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,建筑學(xué)院模式緊跟其后,也說明了城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)對(duì)于建筑學(xué)的基礎(chǔ)依托。
2.2 學(xué)生就職狀況
2.2.1 已畢業(yè)學(xué)生就職總體狀況
筆者對(duì)已畢業(yè)的130名學(xué)生進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),除了12人信息不明之外,發(fā)現(xiàn)就業(yè)狀況總體良好(06級(jí)學(xué)生沒有信息反饋,11級(jí)學(xué)生由于剛畢業(yè)信息還不完善)(表1)。其中轉(zhuǎn)行人數(shù)12人,占到統(tǒng)計(jì)人數(shù)的9.2%,從事規(guī)劃以及建筑行業(yè)的人數(shù)共計(jì)106人,所在的撾恢饕集中在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司、建筑設(shè)計(jì)有限公司、規(guī)劃管理局以及景觀設(shè)計(jì)院等。從學(xué)生就職的狀況可以為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)設(shè)計(jì)類課程的培養(yǎng)目標(biāo)提供借鑒。
2.2.2 已畢業(yè)學(xué)生從事的項(xiàng)目類型
筆者對(duì)已畢業(yè)但仍然從事規(guī)劃行業(yè)的85名學(xué)生接觸的物質(zhì)空間類的規(guī)劃項(xiàng)目類型進(jìn)行了匯總,具體內(nèi)容詳見表2。
根據(jù)已畢業(yè)學(xué)生從事的項(xiàng)目類型,可以為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)設(shè)計(jì)類課程體系提供一定的依據(jù)。
2.2.3 已畢業(yè)學(xué)生對(duì)于培養(yǎng)能力的建議
在設(shè)計(jì)能力方面首先應(yīng)該掌握各個(gè)功能區(qū)的做法,如居住區(qū)、商業(yè)中心、站前區(qū)、濱水區(qū)、CBD、倉儲(chǔ)區(qū)、物流園區(qū)、交通樞紐等,多參觀,多思考。其次設(shè)計(jì)前應(yīng)仔細(xì)研究地塊所在城市或地區(qū)的基礎(chǔ)資料,了解其文化內(nèi)涵,提煉其城市特色,融入設(shè)計(jì)中,讓作品主題更鮮明,更有靈魂。再次應(yīng)熟悉相關(guān)規(guī)范,關(guān)注規(guī)劃前沿,與時(shí)俱進(jìn)。最近國家新出的政策要多了解,如開放式社區(qū)、花園城市、美麗鄉(xiāng)村、大數(shù)據(jù)獲取及處理等。
在表達(dá)能力方面平時(shí)多加強(qiáng)手繪的練習(xí),練習(xí)空間尺度和建筑尺度的把握,提升方案能力。并且要精通各種軟件,包括CAD、PS、SU、GIS、AI、INDESIGN、COREDRAW、OFFIC辦公軟件等,并且要掌握與外界和甲方的溝通和斡旋技巧。
2.3 學(xué)生考研狀況
2.3.1 考研錄取率分析
河南理工大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)7年來考研錄取率呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài),在2014年達(dá)到低谷,2016年達(dá)到高峰,總體考研率為17.5%,具體內(nèi)容見表3。
2.3.2 快題題目分析
快題設(shè)計(jì)是規(guī)劃設(shè)計(jì)的一種快速表達(dá)形式,是在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)劃設(shè)計(jì)從文字的要求到圖形的表達(dá)。無論是研究生入學(xué)考試還是工作選拔測試,都可能采用規(guī)劃快題設(shè)計(jì)的形式。研究生初試考快題的高校有東南大學(xué)、重慶大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、沈陽建筑大學(xué)、安徽建筑大學(xué)、廣州大學(xué)、湖南大學(xué)、蘇州科技學(xué)院、天津大學(xué)、深圳大學(xué)、北京建筑工程學(xué)院、清華大學(xué)、西建大、南京大學(xué)、西南交通大學(xué)等16所高校。研究生復(fù)試考快題的高校有西北大學(xué)、北京大學(xué)、山東建筑大學(xué)、武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、重慶大學(xué)、華南理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、中南大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、廣州大學(xué)等11所高校。
快題設(shè)計(jì)測試中一般多考修建性詳細(xì)規(guī)劃和城市設(shè)計(jì),此類快題在考試測試中更容易操作。具體類型包括:居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、中心區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)(商業(yè)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)、文化娛樂中心規(guī)劃設(shè)計(jì)、行政中心規(guī)劃設(shè)計(jì))、濱水區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、舊城改造規(guī)劃設(shè)計(jì)、旅游區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)(一般會(huì)有山地)、公園景觀(城市廣場)規(guī)劃設(shè)計(jì)、步行街規(guī)劃設(shè)計(jì)(一般是歷史街道)、大學(xué)校園規(guī)劃、中學(xué)校園規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃、辦公園區(qū)規(guī)劃、物流園區(qū)規(guī)劃、城市總體規(guī)劃等。近5年來部分高校(上述16所高校)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)快題題目類型詳見表4。
3 三年級(jí)規(guī)劃設(shè)計(jì)課程改革研究
城市規(guī)劃專業(yè)在學(xué)科設(shè)置上升為一級(jí)學(xué)科后,城市規(guī)劃專業(yè)涵蓋的范圍更寬更廣,不同院校背景的城市規(guī)劃專業(yè)也在日漸摸索中形成了各自的專業(yè)特色[3]。不論城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)如何發(fā)展,其核心是不變的,即以城鄉(xiāng)物質(zhì)空間為核心。河南理工大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)是以土建類學(xué)科為背景,以設(shè)計(jì)類課程作為專業(yè)核心課程,以物質(zhì)空間規(guī)劃為主,同時(shí)強(qiáng)調(diào)對(duì)多種能力的培養(yǎng),逐步形成具有豫西北地域特色的教學(xué)與科研方向。
河南理工大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)在前三學(xué)期和建筑學(xué)專業(yè)實(shí)行建筑大類招生、大類培養(yǎng),到二年級(jí)下學(xué)期進(jìn)行專業(yè)的選擇(建筑學(xué)專業(yè)和城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè))。因此城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)五年的設(shè)計(jì)類課程為從大一的建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、到大二的建筑設(shè)計(jì)、大三和大四的城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)以及大五的畢業(yè)設(shè)計(jì)。城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,城市規(guī)劃設(shè)計(jì)系列課程作為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)最重要的核心課程,是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)[4]。三年級(jí)是城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)系統(tǒng)的由建筑類知識(shí)向城鄉(xiāng)規(guī)劃類知識(shí)的轉(zhuǎn)換,因此這個(gè)階段學(xué)生在思想上、方法上、認(rèn)知上會(huì)有很大的不同,筆者從已畢業(yè)學(xué)生的就職狀況和考研狀況綜合考慮,從下述幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)方面的改革研究[5~8]。
3.1 教學(xué)內(nèi)容改革
三年級(jí)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程以物質(zhì)規(guī)劃和形態(tài)規(guī)劃為主,同時(shí)強(qiáng)調(diào)相關(guān)知識(shí)體系的結(jié)合。在教學(xué)內(nèi)容上和二年級(jí)下學(xué)期的最后一個(gè)建筑設(shè)計(jì)相銜接,從單體建筑設(shè)計(jì)過渡到群體建筑設(shè)計(jì),再過渡到對(duì)整體空間環(huán)境的綜合設(shè)計(jì)。以修建性詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)和城市設(shè)計(jì)為主,每個(gè)學(xué)期兩個(gè)設(shè)計(jì),每個(gè)課程設(shè)計(jì)56學(xué)時(shí),具體內(nèi)容見表5。
3.2 培養(yǎng)能力改革
城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程不能僅僅只是訓(xùn)練學(xué)生的繪圖水平,應(yīng)從多方面進(jìn)行能力的提升,筆者認(rèn)為,三年級(jí)的規(guī)劃設(shè)計(jì)課程可以從設(shè)計(jì)能力、表達(dá)能力、交流溝通能力和綜合能力四個(gè)方面進(jìn)行綜合改革,具體內(nèi)容詳見表7。
3.3 教學(xué)過程改革
3.3.1 O計(jì)課流程安排
設(shè)計(jì)課程要特別重視過程控制,上課紀(jì)律應(yīng)當(dāng)加強(qiáng),防止學(xué)生最終只交一套圖紙的情況發(fā)生。嚴(yán)格把控每一個(gè)過程環(huán)節(jié),一草和二草按照時(shí)間交圖或匯報(bào),并注重點(diǎn)評(píng)。設(shè)計(jì)課中的集中授課與點(diǎn)評(píng)時(shí)間應(yīng)均勻分布在設(shè)計(jì)過程的每個(gè)階段。并且要注重設(shè)計(jì)課和實(shí)際的結(jié)合,要強(qiáng)調(diào)實(shí)地調(diào)研的重要性。具體可以細(xì)分為1+1+2+2+1模式,即第一周的開題、調(diào)研階段,第二周的匯報(bào)、點(diǎn)評(píng)階段,第三、四周的一草、點(diǎn)評(píng)階段,第五、六周的二草、點(diǎn)評(píng)階段,第七周的三草、點(diǎn)評(píng)階段,并且一定要有為期一周的課程設(shè)計(jì)周,在這一周里學(xué)生可以專心的表現(xiàn)最終成果。
上學(xué)期:開題――實(shí)地調(diào)研――資料搜集――規(guī)劃先例分析(以快題的形式,注重手繪能力的提高)――資料搜集――方案生成(師生互動(dòng))――一草(交一草草圖)――二草(交二草草圖)――三草(生生互動(dòng))――出圖、制作手工模型――評(píng)圖、評(píng)模型――展覽――制作圖集、刻錄光盤――歸檔。
下學(xué)期:開題――實(shí)地調(diào)研――資料搜集――規(guī)劃先例匯報(bào)(以ppt匯報(bào)的形式,鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力)――資料搜集――方案生成(師生互動(dòng))――一草(師生互動(dòng))――二草(交二草草圖)――三草(生生互動(dòng))――出圖、制作機(jī)器模型――評(píng)圖、評(píng)模型――展覽――制作圖集、刻錄光盤――歸檔。
3.3.2 設(shè)計(jì)課過程監(jiān)控
為了嚴(yán)格把控學(xué)生上設(shè)計(jì)課的紀(jì)律,端正學(xué)習(xí)態(tài)度,應(yīng)做好平時(shí)階段的考勤工作,平時(shí)成績結(jié)合學(xué)生上設(shè)計(jì)課的出勤率以及遲到情況分別對(duì)待,并努力控制好上課的學(xué)習(xí)效率。
為了強(qiáng)化學(xué)生課程設(shè)計(jì)的過程性,避免最終熬夜突擊畫圖交圖的狀況,每個(gè)設(shè)計(jì)過程中間要求交草圖,草圖要求進(jìn)行簡單的排版,要有設(shè)計(jì)思路分析、手繪草圖、設(shè)計(jì)說明、總平面設(shè)計(jì)等內(nèi)容。并且嚴(yán)格要求調(diào)研報(bào)告、調(diào)研匯報(bào)、成果匯報(bào)、模型制作等的成果質(zhì)量[9~10]。
課程設(shè)計(jì)結(jié)束要求上交正式的設(shè)計(jì)圖紙,正圖要求嚴(yán)格按照任務(wù)書要求來完成,要有認(rèn)真的排版、分析圖、總平面圖、效果圖、意向圖等。
3.3.3 設(shè)計(jì)師進(jìn)課堂
考慮到城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn),設(shè)計(jì)課在教學(xué)過程中可以引進(jìn)一些設(shè)計(jì)院的工作模式,例如設(shè)計(jì)師教學(xué)、設(shè)計(jì)師答疑、設(shè)計(jì)師評(píng)審等環(huán)節(jié)。
城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)專業(yè)三年級(jí)課程建議邀請(qǐng)有豐富經(jīng)驗(yàn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)師或規(guī)劃局工作人員參與其中,建議邀請(qǐng)至課堂的規(guī)劃設(shè)計(jì)師或規(guī)劃局工作人員針對(duì)規(guī)劃行業(yè)發(fā)展行情、規(guī)劃設(shè)計(jì)方法、規(guī)劃評(píng)審過程、規(guī)劃局工作職責(zé)等做專門講座。
4 結(jié)語
作為一般工科院校的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè),在專業(yè)定位、辦學(xué)特色、設(shè)計(jì)課程的資源獲取等方面不能一味地模仿和學(xué)習(xí)“老八校”類的城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)。應(yīng)從行業(yè)需求的角度考慮確定適合非“建筑老八?!鳖惓青l(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容,豐富設(shè)計(jì)課類型,重視建筑與規(guī)劃設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo),加強(qiáng)對(duì)外交流。并積極探索學(xué)院和規(guī)劃設(shè)計(jì)院、建筑設(shè)計(jì)院和兄弟院校合作辦學(xué)的途徑。
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篇10
1可靠性設(shè)計(jì)及其發(fā)展
為了了解可靠性設(shè)計(jì)技術(shù),我們必須首先了解什么是產(chǎn)品的可靠性??煽啃缘慕?jīng)典定義是“:產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。”定義中的“產(chǎn)品”是作為單位研究和分別試驗(yàn)對(duì)象的任何元件、器件、設(shè)備或系統(tǒng),甚至可以把人的作用也包括進(jìn)去。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,應(yīng)用可靠性的理論和技術(shù)、根據(jù)需要和可能、優(yōu)先考慮可靠性要求。在滿足性能、費(fèi)用、時(shí)間等條件下,使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有滿意的可靠性要求,這就是產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)??煽啃栽O(shè)計(jì)不僅涉及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù),而且還與系統(tǒng)工程、價(jià)值工程、環(huán)境工程、工程心理學(xué)、質(zhì)量控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等密切相關(guān)。因此,它是一個(gè)多學(xué)科、多技術(shù)相融合的新興技術(shù)。它不但應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程,而且還廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的制造生產(chǎn)、試驗(yàn)、使用、維護(hù)、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)。因此,這項(xiàng)新興技術(shù)在軍工、航空、航天、電子、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
1.1可靠性的發(fā)展史
人類從開始研究可靠性技術(shù)至今,大約經(jīng)歷了60余年的歷史。研究其發(fā)展過程,可歸納為初期研究、形成發(fā)展和進(jìn)一步國際化三個(gè)階段。
(1)初期研究階段(20 世紀(jì) 30~40 年代):二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,美國參戰(zhàn)的飛機(jī)、軍艦等重要軍事裝備常因故障貽誤戰(zhàn)機(jī),為此軍事裝備的可靠性問題逐漸引起了人們的關(guān)注,開始著手研究如何避免和減少這些“意外”事故的發(fā)生并最早提出了產(chǎn)品的定量可靠性問題。接著美國、德國的專家針對(duì)飛機(jī)、v-ⅱ火箭誘導(dǎo)裝置的可靠性又提出了相應(yīng)的指標(biāo)。1942 年美國麻省理工學(xué)院的一個(gè)研究室對(duì)真空管的可靠性進(jìn)行了相當(dāng)深入的研究。所有這些都表明可靠性研究已進(jìn)入了定量研究的初期階段。
(2)形成發(fā)展階段(20 世紀(jì) 50~60 年代):在這一時(shí)期,世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,如美國、前蘇聯(lián)、原西德、日本等對(duì)可靠性開始了有組織的研究工作,并取得了許多重要成果,基本上確定了可靠性研究的理論基礎(chǔ)和研究方向,使可靠性研究進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階
段。這一時(shí)期,研究范圍不斷擴(kuò)大,從電子產(chǎn)品擴(kuò)展到機(jī)械產(chǎn)品,從軍工產(chǎn)品擴(kuò)展到民用產(chǎn)品,可本文由收集整理靠性技術(shù)進(jìn)一步完善,理論研究不斷深入,為可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)一步國際化奠定了基礎(chǔ)。
(3)國際化階段(20 世紀(jì) 70 年代后):隨著可靠性技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用,其優(yōu)越性越來越受到世界各國的高度重視,并相繼投入了大量的人力物力開展這項(xiàng)研究工作。各種國際學(xué)術(shù)會(huì)議的召開、國際可靠性和可維護(hù)性技術(shù)委員會(huì)的成立,標(biāo)志著可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了國際化時(shí)代。
1.2我國可靠性研究現(xiàn)狀
我國對(duì)可靠性的研究起步較晚,直到 20 世紀(jì) 80年代才得到了較快發(fā)展,個(gè)別行業(yè)還成立了可靠性學(xué)術(shù)組織,開展了對(duì)可靠性技術(shù)人才的培養(yǎng),制定了一系列的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。但從總體來看,理論研究較多,實(shí)際應(yīng)用較少,與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。
2可靠性設(shè)計(jì)在機(jī)械中的應(yīng)用
產(chǎn)品的可靠性貫穿于其整個(gè)壽命周期,目前機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的可靠性設(shè)計(jì)主要應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用和維修等方面。
2.1 機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)
機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括整機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其零部件設(shè)計(jì)。對(duì)整機(jī)產(chǎn)品可將其作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的方式主要有以下兩種:第一種方式是根據(jù)零部件的可靠性預(yù)測結(jié)果,計(jì)算產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性指標(biāo),這就是系統(tǒng)的可靠性預(yù)測,其結(jié)果只要滿足指標(biāo)要求即可,如果不能滿足要求就要按第二種方式進(jìn)行設(shè)計(jì);第二種方式是對(duì)零部件進(jìn)行可靠性分配,即把系統(tǒng)指標(biāo)分配到各個(gè)零部件上,可靠性分配方法主要有等分配法、再分配法、比例分配法和綜合評(píng)分分配法四種。零部件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件或質(zhì)量成熟的零件,一般零部件可按類比法設(shè)計(jì),重要的零件按概率法設(shè)計(jì),對(duì)一些關(guān)鍵零部件還應(yīng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。對(duì)產(chǎn)品的可靠性應(yīng)進(jìn)行評(píng)審、修改、再評(píng)審、再修改,直到滿足指標(biāo)要求為止。另外,還要進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),這方面主要包括操作性和適應(yīng)性設(shè)計(jì)。
2.2 制造過程可靠性設(shè)計(jì)
制造過程的可靠性設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,除了要選用可靠性好的先進(jìn)加工設(shè)備和工藝裝備外,重點(diǎn)是對(duì)工藝方案和工藝流程的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的工藝流程相當(dāng)于一個(gè)系統(tǒng),每一個(gè)工藝方案或工序相當(dāng)于一個(gè)子系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)的可靠度設(shè)計(jì)都要綜合考慮設(shè)備、工藝裝備、工藝材料及操作人員的素質(zhì)等因素,確定出合理的子系統(tǒng)可靠度指標(biāo),然后按子系統(tǒng)之間的關(guān)系(串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián))得出系統(tǒng)的預(yù)測可靠度(如自動(dòng)線、流水線等的設(shè)計(jì))。
2.3使用維修的可靠性設(shè)計(jì)
產(chǎn)品以可靠性為中心維修應(yīng)采用邏輯分析決斷法,科學(xué)地制定維修內(nèi)容和優(yōu)選維修方式,合理確定使用期,以控制機(jī)械設(shè)備使用的可靠性。機(jī)械產(chǎn)品的可維修性與可靠性一樣,其是機(jī)械設(shè)備本身的一個(gè)可靠性指標(biāo)。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮其維修性,使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在使用過程中做到故障易發(fā)現(xiàn)、易檢查、易修復(fù),力求防患于未然。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行維修性設(shè)計(jì)時(shí)要以最低的費(fèi)用來維護(hù)和提高設(shè)備的可靠性水平,盡量減少排除故障所用的維修時(shí)間。因此,要在可靠性理論的基礎(chǔ)上制定合理、經(jīng)濟(jì)的維修規(guī)則,采用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)和合理的維修方式(如視情維修方法、監(jiān)控事后維修方法),使用標(biāo)準(zhǔn)的維修工具及設(shè)備,提高維修人員的技術(shù)水平,使機(jī)械維修工作進(jìn)一步走向科學(xué)化和現(xiàn)代化。
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