《化工设备机械基础》课程教学方法改革的若干尝试

郑文涛

(盐城师范学院，江苏 盐城 224007)

《化工设备机械基础》是我校应用化学专业开设的一门涉及力学、材料学、化工设备等专业知识的选修课，课时量为32课时。目前我们盐城师范学院使用的是董大勤、高炳军编写的第5版教材。课程包括力学基础、压力容器以及典型化工设备三大篇，内容涵盖了刚体的受力分析及平衡规律、金属的力学性能、直梁的弯曲、化工设备常用材料以及压力容器的应力计算等等[1]，内容丰富，涵盖面广。特别地，本课程具有大量的工程图表和繁冗的计算公式。在传统的课堂里，学生往往会感到枯燥、无趣、晦涩难懂。因此，就这一门课程而言，如何使丰富夯实但乏味晦涩的内容在32个课时内被学生学习和掌握，是摆在任课教师面前的一大难题。即：如何通过教学改革，保证和提高这一课程的教学质量成为我们亟待解决的问题。针对这一问题，笔者尝试了多种教学方法的改革。以下是具体的教学实践和体会。

1 联系影视资料，激发学生兴趣

兴趣是最好的老师。前面提到，《化工设备机械基础》这门课程包括很多晦涩难懂的内容，例如应力松弛、钢材的热处理等。对于这些内容，如果教师按照传统的“填鸭式”教学，学生的注意力是很难集中的。于是，如何提高和激发学生兴趣成为提高教学质量的关键。这一课程的开课时间是第3学期，即大二上学期。大二学生的年龄普遍在20～21岁，正是对古装剧以及武侠剧感兴趣的阶段。以钢材的热处理--淬火为例，笔者尝试联系古装电视剧中的打铁过程对学生进行讲解。许多学生看见过将烧红的刀剑放到水中使其骤然冷却的过程等相关影视作品，因此在笔者讲解时，学生们很快就能够理解淬火的概念，并且很容易想到水是一种常见的淬火剂。在强调淬火的重要性时，笔者联系了金庸先生的《倚天屠龙记》。倚天剑和屠龙刀之所以能够号令武林，就是因为淬火处理得好。淬火赋予刀剑以灵魂。通过这样的讲解，笔者发现课堂气氛热烈，学生积极发言，乐于讨论，他们对淬火的理解和掌握有了显著提升。

2 善用多媒体与绘图软件辅助，克服讲解难度

工科理论课程与实际工业往往密切相关[2-3]。前面提到本课程涵盖了压力容器以及典型的化工设备等内容。这些设备在工厂里常见，但在平时生活中却很难接触到。然而，由于实际条件的限制，我们很难让学生在工厂学习这些课程。学生实践经验不足，加上化工设备内部结构繁杂，学生只通过教师口头讲解很难准确把握这部分内容。为此，笔者提出可以充分利用多媒体辅助教学。例如，在讲解容器的组成这一部分时，可以向同学们展示储罐的3D图片，一一讲解筒体、封头、人孔、手孔、试镜等。此外，还可以利用autoCAD这一作图软件画出储罐。如此，学生便可知道容器每一部分的形状以及相对大小，甚至他们还可以掌握autoCAD的作图方法，可谓一举两得。再例如，在讲解内压容器的薄膜应力时，学生们很难想象出圆筒型容器所受的环向薄膜应力和径向薄膜应力。笔者在讲这一部分时，通过计算机里的模拟软件，可以将两种应力的方向在投影仪屏幕上形象的呈现出来。与传统的口头讲述相比，这些讲解方法更形象、具体，更容易吸引学生眼球，达到较好的教学效果。

3 与中学物理知识相结合，上位学习

第一篇力学基础是学习掌握《化工设备机械基础》这门课程的关键。与中学物理相比，这门课程所涉及的力学内容更为深入，学生接受起来比较困难。然而笔者发现，如果能将这部分内容与中学物理联系起来，学生的接受程度则大大提升。例如，在讲解平面汇交力系的概念时，如果只是单纯的给学生讲平面汇交力系的定义是刚体所受的所有力在一个平面内且汇交于一点，此时学生对该力系的理解只是停留在文字表面，效果很差。笔者曾经设置课堂提问让学生判断哪一些力系属于

平面汇交力系，学生的回答情况并不理想。于是笔者尝试让学生回忆中学时学过的水平地面以及斜坡上的小木块受力分析图，这些小木块的受力图都汇交于小木块的中心，所有力都画在一个平面内，那么这就构成一个平面汇交力系。然后笔者再根据力的可移动性将上述概念引申，从而得出本课程涵盖面更为广泛的平面汇交力系。通过这种上位学习方式，学生接受平面汇交力系就变得容易得多。再例如，学习力矩时提到，单个力作用在刚体上，只会引起移动效应；若想要引起转动效应，则必须有个支点。通过这种单纯的讲述，学生经常会忽视支点的重要性。于是，笔者引用了阿基米德的经典名言 “给我一个支点，我就能撬动地球！”，通过解释这句话加深学生们对支点的认识。这句名言大多数学生在中学就已经耳熟能详，阿基米德也是他们相对熟悉的物理学家。通过这种与中学知识联系起来的教学方法，可以让学生更容易掌握新的内容。

教学改革是一项艰巨的任务，需要教育界各位同仁共同为之努力。以上内容为笔者摸索出来的一点教学方法，以期获得抛砖引玉的作用，共同为《化工设备机械基础》这门课程的教学改革贡献出自己的一份力量。