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摘 要：从过程设备设计的课程特点出发，针对如何进行课程教学改革，提高教学质量，提出了具体改革措施：教师应对教学内容进行合理安排，并明确各阶段教学目标，即培养学生的自学能力和实践能力；教学过程还应结合工程实践，并充分运用计算机辅助教学技术，对教学资源进行优化组合。
关键词：过程设备设计；教学改革；计算机辅助教学技术；优化教学资源
Abstract： Based on the course characteristic of the process equipment design， a series of reform methods are put forward to improve the teaching quality of the course； teachers should make reasonable planning for teaching arrangement and clarify the teaching target of each phase in cultivating the students' self-study and practice abilities； teaching resources should be closely related to engineering practice； computer assisted instruction technology should be applied in the teaching process.
Key words： process equipment design； teaching reform； CAI； optimization of teaching resources
1 课程特点及教学过程存在的问题
过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织等传统部门所必需的关键设备。过程设备设计作为国内高等学校唯一一门培养过程设备研发、制造、检验、维修的课程，其不仅是过程装备与控制工程专业的核心课程，也是一门理论性、实践性均很强的专业课程。与其他专业课程相比，该课程涉及多门学科，如工程力学、工程材料、机械设计、化工原理、焊接技术、无损检测等课程；并且还要综合其他影响因素：如设备材料的选取、设备加工方法、焊接技术及无损检测等，还要考虑设备工艺计算、强度计算、结构设计和运输环节等内容。
由于课程具有上述特点，故在实际教学过程中，不可避免地存在着一些亟待解决的问题。例如：在有限授课时间内，如何让学生消化课程内容？在课外时间，如何让学生更好地复习重要内容？如何将空洞的理论知识让学生接受？如何将课本知识同工程实践相结合等。因此，要想讲好此课程并不容易，需要对教学内容的安排进行合理规划；在教学内容上要有所取舍；在教学方法上要不拘一格；在实践训练环节中要同工程实际紧密结合。如何结合本课程的特点，通过合理安排教学内容，或者通过教学方法及手段的变化，达到提高教学质量，改善教学效果的目的，是该课程教学改革的重要任务。因此，有必要分析该课程的教学现状，并提出解决问题的方法。
2 合理安排教学内容，提高教学质量
笔者在多年的教学实践中发现了一些问题。例如：在理论授课时，因课程内容包含了标准、规范、力学、材料、设计、制造、试验、检测、零部件选型等知识，涉及设备结构的形式多种多样，设备的功能原理各不相同，如果将所有知识点事无巨细地集中在课堂上讲授，会使学生深陷某个章节的知识点里，不能体会到各知识点之间的联系，往往造成“只见树木，不见森林”的状况，这样势必会增加学生的负担，影响学习效果。在实践环节，同样会遇到一些棘手问题。例如：第五学期安排了一周时间进行认识实习，学生反映实习的效果不是很好；在第七学期安排两周的课程设计，学生普遍反映时间不够用，并且设计过程中出现的问题也没有足够的时间进行解决，对设备零、部件的选型等知识点掌握不够，这不仅会影响到课程设计进度，还会挫伤学生的积极性，对于整个实践环节的质量也将大打折扣。如何让学生系统、全面地接受知识，需要教师既要把握好高度，又要把着眼点、着力点放在知识的局部和具体问题上，让学生掌握好每个知识的背景及各知识点间的联系。因此，教师应从总体上把握好课程内容，并对教材中的知识点进行合理安排后进行讲授。
针对本课程教学内容较多的特点，要让学生更好地掌握知识要点，务必降低教学速度，不断帮助学生回忆前面所学知识；这样势必导致教学课时增多，为后续部分教学带来较大压力。若将课程内容分成三个阶段进行，不仅可以避免因理论教学周期长而导致学生学习兴趣大减等现象，还可有效地将学生学习目的明确化、课本知识具体化，逐步培养学生的自学能力和实践能力，并使“学以致用”的理念得到逐步展现。
将过程设备设计教学内容分成三个阶段进行，即教学前期的工程训练、教学中期的理论学习、教学后期的课程设计。其中，教学前期为准备阶段，教学后期为知识点的巩固阶段，教学安排改革前后内容对照表见表1。从教学安排改革前后内容对照表中，可知教学前期阶段的认识实习改为工程训练，不仅让学生提前接触到零部件的标准知识，如接管、法兰、人孔、支座等，还对第六学期过程设备设计课程的部分标准、规范等知识进行了有效补充；加上对标准、规范内容的解读，大大激发了学生的学习兴趣和动力，并为第六学期的专业主干课做好铺垫。将教学后期阶段的课程设计时间由两周改为三周，不仅可以补充最新的设计标准规范，还有较多的时间用来提问和思考，设计时间较为充分，学生反映很好。通过教改，不仅避免了教学过程中“只见树木，不见森林”现象的发生，还有利于学生对理论知识的整体把握及与工程实践的结合。
众所周知，学习过程主要是学生的认识过程，学生是学习的主体，教师的主要责任在于有计划、有目的地引导学生接受新知识。而好的教学方法应使教师和学生的思维同步与共鸣，并让学生能够自主地获得知识、得到锻炼、形成能力，这是本课程教改的成功之处，也是教学的核心所在。实践证明，合理的教学安排不仅克服了授课时间少的困难，也避免了将所有知识点都集中在授课时间内讲授所带来的设计过程不完整、设计思路不清晰等缺陷。通过对教学内容的整体把握，在教学前期阶段的工程训练，主要是对教材部分缺失内容进行合理补充，突出对设备零部件选型内容掌握的必要性，解决理论授课时面面俱到所带来的困惑。在教学后期阶段的课程设计过程中，学生的工程意识有了明显提高，对教材及标准的运用比教改前更加灵活，学生对设计所用标准及规范的学习也更加重视，从而达到了培养学生工程实际能力和激励学生主动学习的目的。 3 优化各种教学资源，强化教学效果
教学内容的调整，必然涉及教学资源的重新分配，如何利用50学时传授基础理论知识，并培养学生全面思考、分析和解决工程实际问题的能力，教学方法及教学手段的选择显得尤为重要。为了达到教学目的，我们不仅在教学安排上做了较大调整，在教学内容上也紧跟形势需要，在第一时间内对使用的标准、规范进行了更新替换。在教学手段上，不仅突破了传统多媒体教学的局限，还开发应用了与课堂教学相结合的网络版教学课件，不仅为学生提供更加灵活的学习环境，还充分利用计算机和网络等教学资源，强化了教学效果。
3.1 网络教学资源的优化
随着计算机应用的普及和网络技术的高速发展，教学资源越来越多地呈现在学生面前，面对各种资源，学生反而不知如何选择，而好的教学内容，应对教学资源合理取舍并进行优化组合，从而达到最佳教学效果。
在教材选择方面，我们使用普通高等教育“十一五”国家级规划教材，还密切联系国内外相关标准、规范，对国内最新标准实施了动态更新。在教材内容方面紧扣工程实际需要，简化了过多复杂推导内容，注重基本概念和基本方法的建立，把一些必要复杂的推导通过网络教学形式留给学生自学，不仅突破了传统课堂教学的局限，给学生更加灵活的学习方式，还充分调动了学生自主学习的积极性。对一些现行的、相当系统的、多数人一辈子都可能用不到的“专业知识”进行了删减，对一些常用的、与工程结合紧密的知识进行了重点讲授，使学生真正感觉到学有所成、学有所用、用有所依。
理论授课主要对精选内容进行讲解，重点放在教学思路的表达上，目的是使学生在有限的时间内灵活掌握知识，而多媒体幻灯片呈现的信息量毕竟有限，为方便学生理解和接受，我们从多年实习参观积攒的图片中，精选了两百余张设备制造现场照片反映设备的结构形式及特点，加深学生对设备结构及零部件等细节的理解，并采用动画形式还原不同设备的工作原理。
为给学生更多的自主学习时间，弥补课程学时少的不足，我们还充分利用校园教学资源进行网络教学。网络教学是学生根据自己的特点和需求选择性地在线学习，是一种完全自助式的学习，没有时间和地域限制，学生不仅可以自主安排学习时间，还可充分利用各种教学资源，在宽松的学习环境中学习。网络教学减轻学生同教师间的交流压力，激发了学生的学习兴趣。
网络教学平台不仅对教学资源进行了优化组合，还具有信息量大的特点，主要涵盖授课课件、教学视频库、图形库、习题库、参考文献库、工程案例以及师生交流空间共七种教学资源。网络教学平台的建立大大强化了教学效果，受到学生的一致好评。
3.2 加强实践能力的锻炼
过程设备设计作为一门与工程实际密切相关的课程，其对应的各个实践环节都很重要。实践是培养学生实践能力、综合能力、工程素质和基本技能的重要途径。教改后的实践内容有专业实验、工程训练、课程设计、专业实习、毕业设计五部分。
专业实验的开设，不仅可以用于验证教材中的理论成果，还可以锻炼学生的动手能力和实践能力，有利于学生工程实践概念的建立。通过教改，提出了开放性实验室建设，实施后取得了良好效果，学生对实验的兴趣有增无减。
由于理论授课是将重点放在教学思路的表达上，而对于设备内、外部所涉及的结构，因在平时生活中很难见到，如果将较多的零部件标准及其结构等内容放在理论课中讲授，往往事倍功半，达不到理想的效果。为避免讲授时理论内容过于集中所带来的不足，我们对教学计划进行调整，将第五学期的认识实习替换为工程训练。工程训练主要是对法兰、接管、人孔、手孔、支座等标准件进行初步了解，并使用多年实习参观积攒并反映设备常见结构的设备现场照片帮助学生理解消化。通过对教改前后两届学生的实习报告和工程训练作业对比，发现工程训练比认识实习效果好，主要表现为学生通过工程训练所掌握的内容更深刻，并且学生也更乐意接受工程训练这种“图文并茂”的授课方式。
课程设计在理论课结束后的第六学期进行，为避免课程设计时间的不足，将课程设计时间由两周改成三周，让学生有更多的时间思考及提问，不仅培养了学生综合利用所学专业知识解决工程设计问题的能力，也促进了其理论同实践知识的融合。
专业实习是不可缺少的实践性教学环节，其目的是加深学生对过程设备结构及工作原理的理解，起到巩固所学专业知识和强化专业技能的作用。将专业实习安排在第七学期期末，与第七学期开始进行的毕业设计相结合，学生实习实际上是带着具体设计任务及问题去现场学习。学校还分别同江西江联能源环保公司、江西联动锅炉能源环保有限公司、江西国药有限责任公司等建立了长期的实习伙伴关系。除了学校还灵活调整实习方式，对实习方式的表现形式也更加灵活，如果实习单位需要，学生可以根据自己的求职意向，留在实习单位工作，其毕业设计可以在实习单位完成。这样，不仅可以把学生毕业设计同生产实践结合起来，还使其学会了同生产技术人员进行交流，并提高了其解决实际工程技术问题的能力，达到了专业实习的目的。
毕业设计作为全面检验教学质量的实践环节，不仅考核了学生掌握专业知识的深度，还锻炼了学生解决实际问题的能力。通过对教学内容的重新安排及教学资源的优化组合，学生综合运用所学的各种理论知识和技能的能力明显增强，毕业设计论文及图纸的质量明显提高，达到了提升教学质量的目标。
4 结束语
针对过程设备设计课程的特点及教学中存在的问题，笔者主要从教学内容的合理安排及教学资源的优化组合两大方面进行了探讨。通过理论讲授与实践训练以及多媒体与网络教学相结合的方式，激发学生学习兴趣，经实践检验，学生的自学能力和实践能力均得到提高，达到了提高教学效果及教学质量的目的。
参考文献
[1] 钱才富，段成红，王维民，何亚东，郑秀英，姜广峰.以专业认证引领专业建设[J].化工高等教育，2012（2）：4-8.
[2] 钱才富，段成红，于洪杰，戴凌汉，金广林，蔡纪宁，王奎升，高金吉.重视教学效果 锤炼精品课程[J].化工高等教育，2006（2）：23-26.
[3] 郑津洋，李磊，陈勇军.网络版《过程设备设计》多媒体课件[M].第二版.北京：化学工业出版社，2006.
[4] 李美求.《过程设备设计》教学与生产实习的结合探讨[J].长江大学学报，2011（9）：130-131.
[5] 杨兴华，王吉岱，胡效东.过程设备设计课程教学改革的探索与实践[J].化工高等教育，2009（2）：44-46.
[6] 林清宇.过程设备设计课程的教学改革[J].广西大学学报：自然科学版，2006，31（6）：12-14.
关键词：过程设备设计；教学改革；计算机辅助教学技术；优化教学资源
Abstract： Based on the course characteristic of the process equipment design， a series of reform methods are put forward to improve the teaching quality of the course； teachers should make reasonable planning for teaching arrangement and clarify the teaching target of each phase in cultivating the students' self-study and practice abilities； teaching resources should be closely related to engineering practice； computer assisted instruction technology should be applied in the teaching process.
Key words： process equipment design； teaching reform； CAI； optimization of teaching resources
1 课程特点及教学过程存在的问题
过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织等传统部门所必需的关键设备。过程设备设计作为国内高等学校唯一一门培养过程设备研发、制造、检验、维修的课程，其不仅是过程装备与控制工程专业的核心课程，也是一门理论性、实践性均很强的专业课程。与其他专业课程相比，该课程涉及多门学科，如工程力学、工程材料、机械设计、化工原理、焊接技术、无损检测等课程；并且还要综合其他影响因素：如设备材料的选取、设备加工方法、焊接技术及无损检测等，还要考虑设备工艺计算、强度计算、结构设计和运输环节等内容。
由于课程具有上述特点，故在实际教学过程中，不可避免地存在着一些亟待解决的问题。例如：在有限授课时间内，如何让学生消化课程内容？在课外时间，如何让学生更好地复习重要内容？如何将空洞的理论知识让学生接受？如何将课本知识同工程实践相结合等。因此，要想讲好此课程并不容易，需要对教学内容的安排进行合理规划；在教学内容上要有所取舍；在教学方法上要不拘一格；在实践训练环节中要同工程实际紧密结合。如何结合本课程的特点，通过合理安排教学内容，或者通过教学方法及手段的变化，达到提高教学质量，改善教学效果的目的，是该课程教学改革的重要任务。因此，有必要分析该课程的教学现状，并提出解决问题的方法。
2 合理安排教学内容，提高教学质量
笔者在多年的教学实践中发现了一些问题。例如：在理论授课时，因课程内容包含了标准、规范、力学、材料、设计、制造、试验、检测、零部件选型等知识，涉及设备结构的形式多种多样，设备的功能原理各不相同，如果将所有知识点事无巨细地集中在课堂上讲授，会使学生深陷某个章节的知识点里，不能体会到各知识点之间的联系，往往造成“只见树木，不见森林”的状况，这样势必会增加学生的负担，影响学习效果。在实践环节，同样会遇到一些棘手问题。例如：第五学期安排了一周时间进行认识实习，学生反映实习的效果不是很好；在第七学期安排两周的课程设计，学生普遍反映时间不够用，并且设计过程中出现的问题也没有足够的时间进行解决，对设备零、部件的选型等知识点掌握不够，这不仅会影响到课程设计进度，还会挫伤学生的积极性，对于整个实践环节的质量也将大打折扣。如何让学生系统、全面地接受知识，需要教师既要把握好高度，又要把着眼点、着力点放在知识的局部和具体问题上，让学生掌握好每个知识的背景及各知识点间的联系。因此，教师应从总体上把握好课程内容，并对教材中的知识点进行合理安排后进行讲授。
针对本课程教学内容较多的特点，要让学生更好地掌握知识要点，务必降低教学速度，不断帮助学生回忆前面所学知识；这样势必导致教学课时增多，为后续部分教学带来较大压力。若将课程内容分成三个阶段进行，不仅可以避免因理论教学周期长而导致学生学习兴趣大减等现象，还可有效地将学生学习目的明确化、课本知识具体化，逐步培养学生的自学能力和实践能力，并使“学以致用”的理念得到逐步展现。
将过程设备设计教学内容分成三个阶段进行，即教学前期的工程训练、教学中期的理论学习、教学后期的课程设计。其中，教学前期为准备阶段，教学后期为知识点的巩固阶段，教学安排改革前后内容对照表见表1。从教学安排改革前后内容对照表中，可知教学前期阶段的认识实习改为工程训练，不仅让学生提前接触到零部件的标准知识，如接管、法兰、人孔、支座等，还对第六学期过程设备设计课程的部分标准、规范等知识进行了有效补充；加上对标准、规范内容的解读，大大激发了学生的学习兴趣和动力，并为第六学期的专业主干课做好铺垫。将教学后期阶段的课程设计时间由两周改为三周，不仅可以补充最新的设计标准规范，还有较多的时间用来提问和思考，设计时间较为充分，学生反映很好。通过教改，不仅避免了教学过程中“只见树木，不见森林”现象的发生，还有利于学生对理论知识的整体把握及与工程实践的结合。
众所周知，学习过程主要是学生的认识过程，学生是学习的主体，教师的主要责任在于有计划、有目的地引导学生接受新知识。而好的教学方法应使教师和学生的思维同步与共鸣，并让学生能够自主地获得知识、得到锻炼、形成能力，这是本课程教改的成功之处，也是教学的核心所在。实践证明，合理的教学安排不仅克服了授课时间少的困难，也避免了将所有知识点都集中在授课时间内讲授所带来的设计过程不完整、设计思路不清晰等缺陷。通过对教学内容的整体把握，在教学前期阶段的工程训练，主要是对教材部分缺失内容进行合理补充，突出对设备零部件选型内容掌握的必要性，解决理论授课时面面俱到所带来的困惑。在教学后期阶段的课程设计过程中，学生的工程意识有了明显提高，对教材及标准的运用比教改前更加灵活，学生对设计所用标准及规范的学习也更加重视，从而达到了培养学生工程实际能力和激励学生主动学习的目的。 3 优化各种教学资源，强化教学效果
教学内容的调整，必然涉及教学资源的重新分配，如何利用50学时传授基础理论知识，并培养学生全面思考、分析和解决工程实际问题的能力，教学方法及教学手段的选择显得尤为重要。为了达到教学目的，我们不仅在教学安排上做了较大调整，在教学内容上也紧跟形势需要，在第一时间内对使用的标准、规范进行了更新替换。在教学手段上，不仅突破了传统多媒体教学的局限，还开发应用了与课堂教学相结合的网络版教学课件，不仅为学生提供更加灵活的学习环境，还充分利用计算机和网络等教学资源，强化了教学效果。
3.1 网络教学资源的优化
随着计算机应用的普及和网络技术的高速发展，教学资源越来越多地呈现在学生面前，面对各种资源，学生反而不知如何选择，而好的教学内容，应对教学资源合理取舍并进行优化组合，从而达到最佳教学效果。
在教材选择方面，我们使用普通高等教育“十一五”国家级规划教材，还密切联系国内外相关标准、规范，对国内最新标准实施了动态更新。在教材内容方面紧扣工程实际需要，简化了过多复杂推导内容，注重基本概念和基本方法的建立，把一些必要复杂的推导通过网络教学形式留给学生自学，不仅突破了传统课堂教学的局限，给学生更加灵活的学习方式，还充分调动了学生自主学习的积极性。对一些现行的、相当系统的、多数人一辈子都可能用不到的“专业知识”进行了删减，对一些常用的、与工程结合紧密的知识进行了重点讲授，使学生真正感觉到学有所成、学有所用、用有所依。
理论授课主要对精选内容进行讲解，重点放在教学思路的表达上，目的是使学生在有限的时间内灵活掌握知识，而多媒体幻灯片呈现的信息量毕竟有限，为方便学生理解和接受，我们从多年实习参观积攒的图片中，精选了两百余张设备制造现场照片反映设备的结构形式及特点，加深学生对设备结构及零部件等细节的理解，并采用动画形式还原不同设备的工作原理。
为给学生更多的自主学习时间，弥补课程学时少的不足，我们还充分利用校园教学资源进行网络教学。网络教学是学生根据自己的特点和需求选择性地在线学习，是一种完全自助式的学习，没有时间和地域限制，学生不仅可以自主安排学习时间，还可充分利用各种教学资源，在宽松的学习环境中学习。网络教学减轻学生同教师间的交流压力，激发了学生的学习兴趣。
网络教学平台不仅对教学资源进行了优化组合，还具有信息量大的特点，主要涵盖授课课件、教学视频库、图形库、习题库、参考文献库、工程案例以及师生交流空间共七种教学资源。网络教学平台的建立大大强化了教学效果，受到学生的一致好评。
3.2 加强实践能力的锻炼
过程设备设计作为一门与工程实际密切相关的课程，其对应的各个实践环节都很重要。实践是培养学生实践能力、综合能力、工程素质和基本技能的重要途径。教改后的实践内容有专业实验、工程训练、课程设计、专业实习、毕业设计五部分。
专业实验的开设，不仅可以用于验证教材中的理论成果，还可以锻炼学生的动手能力和实践能力，有利于学生工程实践概念的建立。通过教改，提出了开放性实验室建设，实施后取得了良好效果，学生对实验的兴趣有增无减。
由于理论授课是将重点放在教学思路的表达上，而对于设备内、外部所涉及的结构，因在平时生活中很难见到，如果将较多的零部件标准及其结构等内容放在理论课中讲授，往往事倍功半，达不到理想的效果。为避免讲授时理论内容过于集中所带来的不足，我们对教学计划进行调整，将第五学期的认识实习替换为工程训练。工程训练主要是对法兰、接管、人孔、手孔、支座等标准件进行初步了解，并使用多年实习参观积攒并反映设备常见结构的设备现场照片帮助学生理解消化。通过对教改前后两届学生的实习报告和工程训练作业对比，发现工程训练比认识实习效果好，主要表现为学生通过工程训练所掌握的内容更深刻，并且学生也更乐意接受工程训练这种“图文并茂”的授课方式。
课程设计在理论课结束后的第六学期进行，为避免课程设计时间的不足，将课程设计时间由两周改成三周，让学生有更多的时间思考及提问，不仅培养了学生综合利用所学专业知识解决工程设计问题的能力，也促进了其理论同实践知识的融合。
专业实习是不可缺少的实践性教学环节，其目的是加深学生对过程设备结构及工作原理的理解，起到巩固所学专业知识和强化专业技能的作用。将专业实习安排在第七学期期末，与第七学期开始进行的毕业设计相结合，学生实习实际上是带着具体设计任务及问题去现场学习。学校还分别同江西江联能源环保公司、江西联动锅炉能源环保有限公司、江西国药有限责任公司等建立了长期的实习伙伴关系。除了学校还灵活调整实习方式，对实习方式的表现形式也更加灵活，如果实习单位需要，学生可以根据自己的求职意向，留在实习单位工作，其毕业设计可以在实习单位完成。这样，不仅可以把学生毕业设计同生产实践结合起来，还使其学会了同生产技术人员进行交流，并提高了其解决实际工程技术问题的能力，达到了专业实习的目的。
毕业设计作为全面检验教学质量的实践环节，不仅考核了学生掌握专业知识的深度，还锻炼了学生解决实际问题的能力。通过对教学内容的重新安排及教学资源的优化组合，学生综合运用所学的各种理论知识和技能的能力明显增强，毕业设计论文及图纸的质量明显提高，达到了提升教学质量的目标。
4 结束语
针对过程设备设计课程的特点及教学中存在的问题，笔者主要从教学内容的合理安排及教学资源的优化组合两大方面进行了探讨。通过理论讲授与实践训练以及多媒体与网络教学相结合的方式，激发学生学习兴趣，经实践检验，学生的自学能力和实践能力均得到提高，达到了提高教学效果及教学质量的目的。
参考文献
[1] 钱才富，段成红，王维民，何亚东，郑秀英，姜广峰.以专业认证引领专业建设[J].化工高等教育，2012（2）：4-8.
[2] 钱才富，段成红，于洪杰，戴凌汉，金广林，蔡纪宁，王奎升，高金吉.重视教学效果 锤炼精品课程[J].化工高等教育，2006（2）：23-26.
[3] 郑津洋，李磊，陈勇军.网络版《过程设备设计》多媒体课件[M].第二版.北京：化学工业出版社，2006.
[4] 李美求.《过程设备设计》教学与生产实习的结合探讨[J].长江大学学报，2011（9）：130-131.
[5] 杨兴华，王吉岱，胡效东.过程设备设计课程教学改革的探索与实践[J].化工高等教育，2009（2）：44-46.
[6] 林清宇.过程设备设计课程的教学改革[J].广西大学学报：自然科学版，2006，31（6）：12-14.