增强实践 加深认识-控制工程与过程装备专业的教学改进措施
摘要：教育是一国之本，教学乃国家教育的重中之重，当前中国的教学模式仍按照传统的方式来进行，这样理论不能结合实践、是学生不能很好的理解和掌握相关知识与技能，为此本文从理解控制工程与过程装备专业的内涵出发,阐述了对本专业加强过程教学的认识,介绍了加强过程教学的一些具体措施及体会。
关键词：过程教学;过程装备与控制;实践教学
Understanding and Practice of Strengthening Process Teachingfor Process Equipment and Control
Abstract:Based on the fundamental meaning of the specialty of“process equipment and control”, the un-derstanding of strengthening process teaching has been explained. And at the same time, concrete meas-ures for that are introduced here.
Key words:Process Teaching; Process Equipment and Control; Practice Teaching
过程装备与控制工程专业是在原来的化工机械专业的基础上经过学科交叉与综合形成的一个新兴专业。本专业成立之初确立了“以过程装备为主体,以过程和控制为两翼”的专业建设方针,明确指出了该专业与原化工机械专业的重要区别,即要加强过程和控制方面的教学内容,进一步拓宽专业面,以适应市场经济的人才需求。在这个专业建设方针的指导下,经过几年的不断实践与探索,我校在原有化工机械专业的基础上逐步形成了现在的过程装备与控制工程专业。本文就如何加强本专业的过程教学谈谈我们的认识与实践。
一、深刻理解过程装备与控制工程专业内涵,加强过程教学
由原化工机械专业转变为现在过程装备与控制工程专业,拓宽了专业面,涉及更多的学科领域。如何深刻理解其专业内涵,对本专业进行恰当的定位,制订合理的专业培养方案,使本专业既不是在原化工机械专业基础上的简单扩充,也不能成为过程、装备及控制的简单综合,成了摆在过程装备与控制工程专业建设者面前必须解决的一个首要问题。已有不少论文对此进行了讨论。
可以说相对于原化工机械专业在本专业的教学中加强过程教学已形成共识。通过这几年对本专业的建设实践,我们认为如下几点对过程教学的认识是特别重要的:
(一)在本专业的教学中首先应加强过程教学
原化工机械专业主要服务于化学工业。由于化学工业是典型的过程工业之一,而将专业面扩展至整个过程工业,是从本质上去理解专业。原化工机械专业在过程教学方面欠缺较多,基本上使该专业成为一个以化工设备设计为主的单元设备工程设计专业,学生对于工艺过程了解甚少,往往对机械设备在过程中的地位和作用认识不足,学习处于一种被动地位,从而不利于提高学生适应工程实际的能力及生产实际中开拓创新的能力。过程工业以流程性物料为主要处理对象,按照一定的过程工艺将管道、机器和设备连接起来,再加上过程中对各种参数的控制,就形成了一个完整的过程装置系统,亦即形成了具有一定生产能力的流程性产品的生产系统。因此,从工业生产角度来看,过程工艺是主线,过程装备与控制是实现过程的具体手段。正因为如此,本专业教学中首先应加强过程教学,这样有利于学生加强对过程、装备及控制作为一个有机整体的认识,充分认识过程装备及过程控制在整个工艺过程中的重要性,也有利于“过程装备为主体”的专业教学。
(二)在教学的各个环节渗透过程概念
过程装备与控制工程专业相对于原化工机械专业,要加强过程教学,但并不是要增加很多过程方面的课程。教学的各个环节渗透过程的概念对于处理好“主体与两翼”的关系是很重要的。首先,新生入学的专业介绍中就要强调过程,以图文并茂的方式介绍过程工业,使同学们知晓四年本科要学什么,将来可以在何种领域从事何种工作。其次,各种专业课程的学习中都灌输过程的概念,如工程热力学中能量方程的应用、理想气体的热力过程等教学环节中,适当加入相应的过程工艺的内容,使学生感到在学习理论知识的同时有充实的工程背景,提高学习兴趣和积极性。工程流体力学、过程装备力学基础等专业基础课以及过程流体机械和过程设备设计等一系列的课程中都可适当渗透过程工艺的概念。
(三)应特别重视过程的实践教学
如果说加强过程教学并不一定要增加很多过程工艺方面的课程和学时,那么在各个实践教学环节中重视过程教学就显得特别重要。要使学生真正认识过程的重要性在于实践教学。应充分利用实践教学的机会,认真组织领导学生,使学生高效率地在各个层次的实习中认识过程、理解过程。
二、加强过程教学的具体措施
(一)要求教师丰富过程工艺方面的知识,以适应过程装备及控制工程专业的教学要求 我校过程装备与控制工程专业的教学力量主要由原化工机械教研室和化工仪表及自动化教研室的教师组成。这些教师大部分只具有一些粗浅的过程工艺方面的知识,难以适应过程装备及控制工程专业的教学要求。因此,大部分教师需要丰富过程工艺方面的知识。
(二)保证有适当数量的过程教学的课堂教学学时
过程教学除了要渗透于各个相关专业基础及专业课中之外,还应保证有适当数量的课堂教学学时,具体地说,我们采取了如下一些措施:
1.开设“工业化学”课,重点讲授化工生产中典型的无机工艺和有机工艺过程。
2.“过程装备CAD”的教学中,要求学生熟练掌握各种工艺物料流程图和带控制点的工艺流程图的绘制。
3.“过程装备成套技术”的教学中,以工艺过程为主线,带动过程装备及过程控制的教学,从产品的开发,工艺路线的确定及相关设备设计、管道设计、系统控制方案的确定等方面来加强过程工艺相关知识,使学生建立一个大工程的概念。
(三)保证过程教学的实践教学环节
实践教学对本专业加强过程教学尤为重要。过程教学的效果主要取决于实践教学环节。为此,我们将过程教学贯穿于认识实习、生产实习及整个毕业环节中,将过程教学逐步深化。认识实习在校内进行,采用工艺过程的仿真软件进行教学,可以说是工艺过程概念的入门性实践教学环节。生产实习是在化工原理及工业化学课程结束之后,上专业课之前在校外生产厂进行的一次实践性教学。选择生产规模较大、生产工艺较为先进以及管理水平较高的企业作为实习场所,对学生深刻理解过程工业,增强感性认识,提高专业的服务意识和责任意识具有重要意义。
毕业环节包括毕业实习和毕业设计(论文)。毕业环节是大学本科实践教育的最重要一环,是本科课堂理论知识综合应用的教学环节,也是对学生进行工程师基本技能全面训练的教学环节,其教学质量的高低对于学生毕业后能否尽快适应工程实际的要求,能否成为一名合格的工程技术人员是至关重要的。过程装备与控制工程专业与原化工机械专业相比,毕业环节加强过程教学是重要的区别。如何在毕业环节将过程与装备有机地结合起来是专业转轨面临的一个重要问题。经过几年的实践,对于毕业环节加强过程教学,我们认为应做好以下几点:
1.做好毕业设计的选题工作
过程装备与控制工程专业的培养目标是为过程工业输送能够进行过程装备设计、开发和运行维护的工程技术人员。因此,本专业在毕业环节仍以作毕业设计为好,这样更有利于对学生进行工程师技能的全面训练。以前化工机械专业时期毕业设计题目一般为某一单体设备的设计,而对于过程装备与控制工程专业来说,仍然延续以前的这种选题模式显然不能满足现在本专业的教学目标。为此,我们要求毕业设计要加入过程工艺方面的内容,要保证过程工艺方面设计的时间。毕业设计题目要求从具体的工程实际中去找。
2.在毕业实习中重点加强过程工艺的实习
为了加强过程与装备紧密相关,二者为一有机整体的概念,毕业实习并不能简单地看作是为毕业设计收集资料,而应是一次将过程工艺、过程装备及过程控制有机结合起来的全面实习,是对本科课堂理论教学的全面实践。毕业实习是学生对于过程工艺知识全面升华的阶段。在实习过程中,以工艺为主线展开实习,通过了解工艺过程中要解决的各种问题就可以将实习深入进行下去,进而再去理解具体的单元设备的结构及对各种参数的控制。
3.毕业实习之前要精心准备
教师首先要根据毕业设计课题的要求选定合适的实习场所,对于实际的过程工艺要有较为清晰的理解。这样就可以将学生进行适当分组。由于实习时间较短,要求每组学生针对某一工段进行详细实习,即要全面理解实习工段带控制点的工艺流程(管道仪表流程)。实习结束回校之后每组同学协作完成实习工段过程工艺方面的设计以及该工段主要的单元设备设计。为使在较短的时间内取得更好的实习效果,教师实习前对实习的内容、实习的要求等要进行详细布置,使学生明确实习任务,明确如何进行实习,从而在实习中自主实习。在下厂之前,学生要对实际实习企业的过程工艺原理进行全面的理解,在对过程工艺原理有透彻理解的基础上,去理解某一产品生产的工艺过程,将实习过程真正变成理论与实践相结合的过程。这几年我们选取的实习场所为化肥生产企业,主要实习对象为合成氨的生产。每一位学生须全面理解合成氨的生产工艺,到现场去摸清主要工艺物料管线。对于每组学生重点实习的工段,学生不仅要了解主物料管线,还要了解辅助物料管线,开停车管线,能量的回收与利用管线,获取温度、压力、介质成分等各种参数进出各单元设备的数据,了解对各种参数(温度、压力、流量、液位、物料成分等)测量和调节控制的方法和技术
