過程裝備與控制工程課程改革論文

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一、過程裝備與控制工程專業發展現狀

過程裝備與控制工程課程改革論文

現在國內設立過程裝備與控制工程本科專業的高校110所,建有“化工過程機械”碩士點的高校30餘所,設立博士點的高校14所。其中,浙江大學、北京化工大學、西安交通大學等院校本專業發展迅速,浙江大學和北京化工大學的“過程裝備與控制工程”是首個國家重點學科,首批國家特色專業之一,北京化工大學還是全國“過程裝備與控制工程”專業教學指導分委員會的主任單位,這幾所學校都將培養具有創新精神的過程裝備與控制高層次複合型人才納入培養方案,通過系統的工程設計和控制技能以及科學研究的基本訓練,使學生在掌握過程裝備創新設計理論和控制方法的同時,有寬廣紮實的科學知識、人文知識和良好的精神境界。與上述高校相比,長江大學過程裝備與控制過程專業從2001年開始設定,沒有原“化工裝置與機械”專業建設的積累,起步較晚,教學、科研平臺較少,學位建設薄弱。因此,需要結合自身專業特點,加快專業建設。

二、課程體系存在的主要問題

“一體兩翼”是長江大學過程裝備與控制過程專業人才培養模式的特色,以機械為主,工藝與控制為輔,在課程設定方面突出機械的重要地位,安排了機械專業的大部分課程,另外,增設了《機械加工工藝》、《化工原理》、《過程控制工程》等必修課程和《石油煉製工藝》、《化工計算》等選修課程。與機械大類相關專業相比,專業課程較多,而且,學校採取大學一、二年級大類培養,三、四年級分流的培養模式,專業課程全部集中在後面2年,學生學習任務重的特點尤其明顯,相關課程的實驗往往只能安排在課程結束或期末,造成專業課程教學和學習效果受到一定程度的影響。另外,由於缺少相關的實驗平臺,工藝與控制理論教學缺乏配套的實踐環節,學生對相關知識的掌握只停留在表面,在後續的學習和工作中基本沒有再觸及這2個方面內容,導致“兩翼”的專業特色被大大淡化。隨著社會對畢業生技能多樣化、能獨擋一面的要求,該專業學生在工作崗位上往往要從事機械結構設計,同時需要對加工工藝、整套裝備的工作流程、裝置的自動化控制比較瞭解。因此,在制定教學計劃,確定課程體系時,迫切需要對課程體系進行改革。

三、改革措施

緊密圍繞一級學科“動力工程及工程熱物理”設定專業課程,在以“機械”為主時,注重突出石油特色,同時完善熱工知識體系。目前開設的`《機械原理》、《機械設計》、《過程裝置設計》、《過程裝備成套技術》和《化工原理》等課程都涉及到機器零部件和裝置,在課程安排和內容教授過程中需要注重各門課之間內容的銜接和互補,精簡課程,避免知識點的重複。對於熱工知識體系,工程熱力學和傳熱學是最基本的2門專業課程。傳熱學側重於3種傳熱方式的換熱計算,是進行相關換熱元件設計的基礎,而熱力學是一切能量變化的基礎理論,偏重於壓縮機、膨脹機、熱泵、空調、內燃機等熱力裝置的熱力過程分析,學習該門課程對於學生真正掌握動力裝置的工作原理和熱力效能非常重要。因此,在開設傳熱學的同時,非常有必要開設《工程熱力學》課程。突出“工藝”和“控制”的兩翼特點。“工藝”和“控制”作為過程裝備與控制工程專業的兩翼,並不是通過一到兩門相關課程的理論教學就可以實現的,必須結合其他配套的實踐或實驗環節才能取得較好的效果。通過煉油工藝、輕烴回收等工藝的理論教學,再進行化工流程模擬練習,可以讓學生在瞭解現有流程特點的基礎上,進一步思考“為什麼是這樣的問題”。最後通過生產實習的現場觀察,在獲得感性認識的同時,加深對相關知識點的理解。自動化控制作為目前企業大部分裝置都具有的功能,重視學生在校期間對控制理論知識的學習非常必要。例如,原油加熱爐的設計不但需要結構設計技能,而且還需要溫度、壓力等控制系統的設計和實現,只有具備了機械設計和控制相關知識的人才能在設計時更好的從裝置的整體結構和效能去考慮。因此,在理論教學的同時,提供機會讓學生動手設計基本控制系統並加以實現,對於學生理論知識的掌握和操作技能的鍛鍊尤為重要,有利於學生更快地勝任工作崗位。重視生產實習環節,增加拆卸、組裝裝置實踐內容。生產實習作為學生理論知識和實踐相結合的有效途徑,是工科專業必不可缺少的一個實踐性環節,各高校十分重視生產實習在提高學生實際操作技能方面的重要作用。過程裝備與控制工程專業作為長江大學一個與石油化工裝置設計、控制系統緊密相連的特色專業,以培養具有創新精神的複合型人才為目標,更加註重學生實踐動手能力的鍛鍊,很多的學生畢業後從事動力裝置、管道的檢修工作,因此,更應注重發揮生產實習的實踐功能,保證學生在走出校園後可以儘快適應相關工作。但是,從這些年的生產實習組織方式、實踐內容來看,以往單純依靠學生在工廠、企業走馬觀花式的參觀,雖然可以獲得對於生產現場的感性認識,對裝置加工工藝及化工煉油工藝也有較好了解,但欠缺對裝置內部結構的學習,導致學生實習流於形式,學習積極性不高。另外,從已畢業學生的反饋情況來看,存在迫切希望能在專業學習過程中增加自己動手拆卸零部件以填補對典型裝置內部結構認識的空白,增強工作信心。通過調研瞭解到,武漢工程大學過程裝備專業擁有自己的裝置實驗基地,拆卸、組裝裝置是生產實習的一個重要內容。通過增設學生拆卸、測量、組裝裝置環節,對目前的生產實習進行改革,可以極大的豐富生產實習內容、提高學生的學習積極性。長江大學生產實習時間為4周,原計劃安排在荊門煉油廠和巨集圖有限公司實習2周,主要是瞭解煉油工藝及相關裝置,與該專業學生將要從事的職業有很大相關性,其他2周主要是在第四石油機械廠、江漢油田鋼管廠參觀零部件的加工過程,對於幫助學生了解加工工藝、機床有很大意義,但是在具體實施時,因為實習單位的生產實習安排、安全檢查、裝置大檢修等原因,往往造成各實習內容不能按期進行,給實習安排帶來較大不便。通過增設典型裝置拆卸、測量實習環節,可以提高生產實習的靈活性,豐富實習內容。另外,建設校內裝置實習基地,增設動力裝置(泵、壓縮機)和反應換熱裝置的拆卸、測量、組裝實習環節,可以極大地提高學生的實踐動手能力,為裝置設計、檢修奠定紮實的基礎。重視科研對教學的促進作用,加快教學、科研平臺建設。從事科研工作有利於教師把握先進技術和工藝的發展方向,將科研帶進課堂,有利於豐富教學內容,讓學生在瞭解科研成果的同時,更多的感受到科學工作的嚴謹性和嚴肅性,有利於學生儘早樹立起對未來工作負責任的態度。科研工作離不開相關的平臺,包括基礎實驗室、高精密測量儀器等,這些平臺在滿足科研的同時,也可以用於教學活動。長江大學過程裝備與控制工程專業由於沒有“化工裝置與機械”專業的積累,與該專業相關的科研專案非常少,需要進一步加強校企合作,注重與周邊化工廠、裝置設計企業的聯絡,充分發揮各位教師所長,共同致力於某裝置的開發或者改進,以此為起點,建設完成科研平臺,促進學科的進一步發展。

四、結語

新的教學體系在裝備專業2007級學生中得以實踐,從改革前後學生的學習情況以及學生畢業後對所學知識的運用情況來看,此次改革初步取得了良好效果。