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關鍵詞:高職教育 課程建設 教學內容設計 教學效果
化工設備機械基礎課程是高職化工類專業學生所學的唯一涉及材料、力學、機械零件、設備等相關知識“量大面廣”的專業基礎課,涉及內容為化工類專業人才必不可少的知識結構。課程面向大多數非機專業化工類學生,是在我院設置的專業基礎課中學生人數最多的課程之一。目前,隨著專業發展的需要和改革的深入,課程學時數幾乎縮減至原來的一半(50學時左右)。為了保證教學質量、提高教學效果,著重培養學生的綜合素質和職業能力,筆者所在院校不斷加強師資隊伍和教學條件建設,對教學內容、教學方法進行了改革與實踐。
1、課程定位是基礎
化工設備機械基礎課程的定位應符合高職教育課程的特點,即具有職業性、針對性和應用性,突出“以能力培養為目標”的教育理念,考慮授課對象的實際情況,基于崗位需求,注重職業素質和能力的培養。通過校企合作進行課程建設,企業參與課程標準的制定與審核,將企業文化、行業標準直接滲透到課程建設中。通過該課程的學習,使學生掌握化工設備機械基礎知識和操作維護方法,具備基本的機械設計能力,培養學生的工程觀念,提高其分析問題和解決實際問題的能力。
2、教學內容設計是重點
教學內容是課程建設的核心,是打造精品、提升質量的先導。根據化工行業對從業人員的要求、專業培養目標、崗位職業能力的基本要求,與行業企業密切合作,完成化工崗位所需要的知識、能力、素質要求來選取《化工設備機械基礎》課程的教學內容,并為學生可持續發展奠定良好的基礎。
本課程是一門實用性極強的課程,課程內容設計打破傳統的模式,以模塊、項目取代章節。注重理論聯系實際,遵循崗位職業能力培養的基本規律,重組和整合教學內容,融知識傳授與能力培養為一體。注重教學過程的實踐性、開放性和職業性,加大實踐教學環節的比重。確定理論和實踐教學內容,將知識點、技能要求與具體工作任務聯系起來,突出知識與技能要求的崗位針對性。
教學內容設計采用“認識――深入――強化”三段式展開。
課程認識階段:主要以感性的認識為主,以參觀、圖片展示、討論等活動為手段,讓學生了解課程概論和一些淺顯的專業知識,引發學生學習該課程的興趣。例如,化工容器結構這一節內容,可以采取現場教學得到感性認識,再輔以圖片進一步了解內部結構,使學生易于接受。
課程深入階段:主要通過創設工作情境、項目實訓等多種方式,使學生在工作情境中學習專業知識,不斷鞏固上一階段對該課程建立起來的興趣,并通過項目、任務演練初步嘗試成功,增強學生學習的信心、掌握相關的專業技能。利用學院的化工實訓基地和煤化工實訓基地,讓學生在仿工廠情境化環境中學習,通過創設模擬的現場實訓教學環境,進行基于工作過程的實訓項目的訓練,強化職業技能和職業素質的培養。例如,通過閥門的認識與拆裝項目,學生以小組為單位在創設好的工作情境中學習,不僅增強了學習興趣和信心,掌握了職業技能,而且通過團隊合作鍛煉了同學們的溝通交流能力、語言表達能力和團隊協作意識。
課程強化階段:通過操作性強的項目或任務,培養學生分析、解決問題的能力,使學生逐步建立起工程概念。例如,學生在完成換熱器拆裝、試壓綜合項目中,已經對換熱器結構、性能、壓力試驗、拆裝操作規程等知識都有了較全面的學習,通過項目訓練,將理論與實踐結合起來,進一步強化職業技能,獲得相關的“工作經驗”和“工作訣竅”,培養學生綜合分析和處理實際問題的能力。在此階段,充分發揮學院化工單元操作裝置、仿真實訓、模擬工廠化情境的實訓車間以及校外實訓基地在人才培養中的重要作用,開發利用好校內外資源。
3、教學團隊建設是關鍵
化工設備機械基礎課程所涉及的理論知識面寬(包括多門學科)、實踐性強,因此對教師的要求較高,不僅要求教師具備扎實的專業功底,而且還要求教師具備相當的實踐經驗,將理論知識靈活應用到實踐當中去。我院近幾年通過骨干教師培養、雙師素質教師培養、新老教師結對子工程、兼職教師隊伍建設不斷提高教師團隊的專業技能和實踐經驗。組織專業教師參加教育部高職高專師資培訓基地培訓、行業組織的相關技術類培訓、精品課程師資培訓、相關實訓基地設備使用和教學功能開發等各級各類教師培訓。新、老教師結對子,起到了老教師“傳、幫、帶”的作用,使得新教師迅速成長,增強了教學團隊的競爭力。此外,學院不斷加強與行業企業的合作,聘請企業技術人員和能工巧匠作為兼職教師指導學生生產性實訓和實習,培養學生職業技能。通過以上舉措,大大提高了教學團隊的教學實力,為課程建設提供了強有力的支持。
4、教學條件建設是支撐
實踐性教學的重要性在高職教育中的地位日益凸顯。教學條件的建設成為課程建設的重要支撐。我院化工實訓基地集實習實訓、仿真、培訓、技能考核和科研于一體,擁有精餾、流體輸送、傳熱、干燥、吸收解析、過濾、管路拆裝、純水制備、固定床反應器、流化床反應器、釜式反應器等設備,通過教師們的努力,開發出配套的實訓項目,編制了相應的實習、實訓講義,制定出設備的操作規程和規范,為課程改革打下了良好的基礎。
我院在加大院內實訓基地建設的同時,不斷深入校企合作,與神華煤制油公司合作共建“校中廠”――煤化工教學工廠,仿現代化煤化工企業程度高、融入了企業管理文化,擁有煤制甲醇典型裝置、模擬生產、DCS自動化控制,可以進行開車、運行、停車、設備維護保養、事故判斷處理、崗位管理等實訓。為課程教學提供了可靠的保障。
5、教學方式靈活多樣
采用多媒體教學、現場教學、模型演示等教學手段,增強了教學的直觀性、生動性、互動性,大大增加了課程的信息量,便于學生理解,提高了教學效率。例如,在講授常見化工設備的過程中,組織學生到我院化工實訓基地進行現場教學,建立起感性認識后,利用多媒體教學進行深入講解,并不斷引導學生獨立思考,將同類設備進行對比分析,探索內在聯系與規律,培養學生分析問題和解決問題的能力。
采用小組討論法、案例教學法、總結歸納法、頭腦風暴法等教學方法,引導學生自主學習的積極性,鼓勵學生參與討論、分析和思考,要適時地給予學生必要的肯定。在這個教學過程中,教師不再是知識的傳播者,而是教學活動的設計者和激勵者,教學過程不是授之以“魚”應是授之以“漁”。
6、實施效果
在《化工設備機械基礎》課程的教學過程中,嘗試從課程定位、教學內容設計、教學團隊合作、教學條件的充分利用和教學方式的改革等方面入手,積極開展課程的建設與研究。實踐表明,這些措施改進和提高了該課程的教學效果,開闊了學生視野,培養了學生運用所學知識分析解決工程實際問題的能力,提高了學生的綜合素質。
基金項目:本文為2011年度高等學校科學研究項目《化工設備機械基礎課程建設研究與實踐》的部分成果(項目編號NJC11256)。
參考文獻:
[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].北京:教育科學出版社,2007.
隨著我國綜合國力的顯著增強,我國的化工行業也受到帶動而迅猛發展。化工機械設備作為化工行業的力量核心,其保養與維護管理對整個行業的發展至關重要。本文中將針對實際中普遍存在的設備故障進行分析與探討,并提出改善其管理與維護保養現狀的一些對策,這不僅有利于化工機械設備降低能耗、有效防止安全問題的發生,還將有利于企業效益的實現。
【關鍵詞】
化工機械設備;維護保養;管理
1化工機械設備普遍存在的故障
1.1腐蝕
沖蝕磨損和滲漏是化工機械設備最普遍出現的腐蝕問題。沖蝕磨損廣泛存在于航空、能源、化工機械等行業,它常常導致設備和設備零部件報廢。而滲漏現象對普遍存在于化工行業,并對其產生重大損害,它一般由設備縫隙不經檢查而使用設備或多因素同時存在而導致。
1.2疲勞損壞
疲勞損壞由交變應力造成,交變應力嚴重低于材料疲勞強度時,就會產生損壞現象。它的危害比疲勞裂紋更大,常因壓力與溫度的周期性變化產生,是一種很重大的化工機設備故障。疲勞損壞多在壓力容器和管路上發生,表現形式是裂紋。
1.3結垢
結垢這一現象也屬于化工機械設備領域比較多見的故障之一,化工機械設備結垢以后,傳熱會受到很大的影響。而且污垢的熱阻值一般也比較大,導致傳熱的效率降低。但實際工作的情況下,為了解決工作需要的熱量問題,可以采取以下方式,如增大它的傳熱面積,但這樣會導致成本提高。與此同時,垢下流體速度減慢、容量減少、腐蝕等問題也經常會由結垢所引發。總之,結垢不僅會給設備的壽命、材料性質、正常工作等都帶來不同程度的影響,還會導致企業的生產成本與耗能增大,更嚴重的還會致使安全事故產生。
2關于化工機械設備管理與維護保養的建議
2.1管理措施
(1)加強設備巡檢。
在化工機械設備的管理措施方面,可以加強巡檢力度,以便為生產的順利進行提供有效的保障。設備巡檢的時候必須按照“比、看、聽、聞、摸”的工作原則,以保證其可以達到“四不漏”的標準,具體來講是,不漏水、不漏電、不漏氣、不漏液。此外,巡檢時,還必須仔細地記錄下當時的情況,保存好記錄表等;在問題發生的時候,必須立刻向上級進行匯報并采取處理措施,爭取不發生大問題。
(2)管理工作。
在機械設備的管理上,應盡可能的去選擇高性能、高品質的油,如果有需要,還可以適當的去添加一些硫或者祿試劑等,來改善設備的效果;除此之外,還能選擇多級化的油去進行工作,采取提高設備的粘合度、減少關鍵部位的磨損、降低更換油的頻率等措施,來盡可能的去提高化工機械設備的工作效率,并減少它的能耗成本。另外,還要對機械設備進行定期檢查,看工作做的情況并認真記錄設備的時間、油的使用量等,以便及時處理設備問題。作為企業方面來講,還能夠為此設立專業機構,任命專人來具體負責情況的檢查工作,將其管理工作落實的到每一個人,更有利于管理工作的順利進行。
2.2維護保養的措施
(1)在設備維護保養的培訓工作開始之前
有很多的化工機械設備的故障問題都是由于化工設化的真正操作人員在專業技能方面不達標、操作也不規范所導致的,故而,從企業方面來看,必須定期對操作管理人員進行技能培訓與考核,以達到使得設備的操作人員專業技術水平有所提高的目的。除此之外,企業還能采用組織在一線工作的具體操作人員去參加培訓的方式,舉辦一線化工機械操作人員的專業技術交流大會,加強設備一線操作工人直接的溝通與交流,并促進其相互學習,以便實現提高企業員工具體操作能力的目的。
(2)提高對設備電器、元件的維護保養工作的重視程度。
據通常情況來看,化工生產的工作環境一般非常不好,在這種環境下化工設備電器與元件很容易受到損壞,所以,必須提高對機械設備的電器與元件維護保養工作的重視程度。這種損壞情況大多存在于電氣的控制單元,防止故障的危害加大,維護保養人員應該按時更換電氣控制元件或者在發生故障時及時的去采取維修措施。
(3)完善化工設備的維護與保養流程。
常見的化工機械設備種類非常繁雜,每種設備的工作環境狀況大多需要因地適宜,不能一概而論。故而,企業必須創辦出一套完善的維護保養體制,并加強對維護與保養技術規范方面的改進。這樣一來不同種類的設備和故障就能各自采用各自對應的維護與保養方式,達到這一點,需要設備具體的操作人員嚴格地去參照規章制度來做好設備的維護工作,維護保養工作也變得更加有效。
3結語
綜上所述,化工企業作為工業化生產的重要一環,它的運轉狀況將直接關系到整個化工行業效益的實現。所以,只有把設備的管理和維護保養做好,才能有效地提高其工作效率、延長使用壽命、保障其正常運行,并確保企業生產效益與長遠目標的實現。
作者:俞琪 單位:浙江新和成股份有限公司
參考文獻:
[1]川陸靜.化工機械設備管理及維護保養技術淺析川[J].化工管理,2015(23).
[2]鄧信立.化工機械設備管理及維護保養技術淺析[J].化工管理,2015(23).
關鍵詞:機械技術;設備設計;重要作用
一、機械技術在化工設備設計過程中應用
化工是化學工業企業生產的主要機械設備之一,主要分為動沒箭和靜設備兩大類。現代化學一叫k生產中,化工設備不僅被廣泛應于石油等社會能源生產領域,而且在醫藥、食品、冶金、能源、交通等企業生產部門也得到了廣泛的應用,由此可見,化工設備的應用,對國民經濟的發展與社會的穩定進步都有著十分重要的作用和意義。
化工設備是為化工企業生產服務的機器設備,也是實現化工企業生產現代化、科學化的重要工具和手段之一。機械技術在化工設備的應州過程中是至關重要的,是保障化工設備穩定運行的基礎,也是全面實現化工設備性能的現代技術之一。不同的化工企業生產項目對于機械技術的要求也各不相同,機械技術不但滿足了現代化工設備的安全操作與全面使用的系統要求,也客觀促進了化工設備生產技術的發展,而且設計合理、質量優良的新型、高效化工設備,又可以有效促進化工產品質量和產量的提高,及能源消耗的大幅降低。機械技術在化工設備設計過程中應主要表現為以下兩個階段:
(一)技術設計階段
在化工設備設計過程中,其技術設計階段的主要任務是將化工設備各部分功能原理方案具體轉化為機械技術,及其零部件的合理結構設計。化工設備技術設計階段的機械技術應用,能更全面的反映化工設備設計規律合理性、科學性的具體要求,因此,通過機械技術可以對原理方案設計提出必要的修改意見,甚至否定原設計方案。化工設備的技術設計機械技術作用主要包括:確定系統的各部件的總體布置、運動的配合,計算運動與動力參數,選擇原動機等,并應考慮"人一機一環境"的合理關系;結構設計,進行零部件的結構設計,選擇材料,總裝配網,確定幾何尺寸,確定配合關系和性質等。
(二)整體計劃階段
在化工沒備的整體計劃階段,設計人員就要充分考慮到機械技術的問題。機械技術在化工設備設計整體計劃階段中的應用,所具有的作用和意義都是不容忽視的,其有效保障化工設備的穩定運行和安全生產。化工設備整體計劃階段,設計人員首先要確定化工設備的性質、用途與使用年限基石問題,并結合化工設備的造價控制、質量標準,決定化工設備的機械技術類型與應用范圍。在化工設備設計階段,設備各部分的機械性能都要尤為重視,但某一部分發現故障,都必將影響到化工生產,會帶來巨大的經濟損失。
二、機械技術在化工設備應用中的重要作用
化工設備是滿足化學工業企業相關企業生產活動進行的基本保障之一,離開了必要的化工設備,化學工業企業的發展與進步也就無從談起了。機械技術是伴隨著現代科學技術的高速發展,以及化學工業企業行業應用技術的不斷創新,而逐漸形成一個化工設備應用技術領域。機械技術在化工設備應用中具有十分重要的作用,是其他技術形式所無法替代的。機械技術存化工設備應用中的重要作用,主要表現在以下幾方面:
(一)化工設備安全運行的必要保障
化工設備并不是單一的設備,普遍與許多大中型的各類機械設備組成,以共同滿足化學工業企業生產的全方位功能需求。
(二)滿足化工生產工藝的基本要求
現代化學工業企業生產中,會普遍對于化工產品的需求量大、技術標準要求高,這就要求化工設備必須具備滿足化工生產工藝的基本性能。化工設備的各項性能都是通過機械技術來實現的,設備的機械技術是否符合生產工藝要求,將直接關系到化工產品的產量和質量等問題。現代機械技術是經對傳統化設備技術進行總結與深入探討的基礎上,結合現代化工生產工藝的實際需求,而逐步形成的科學、具體、客觀的技術類型,足以滿足化工生產工藝的基本要求,對生產工藝的發展與創新具有一定的推動作用。
(三)實現降低消耗、增力生產能的技術要求
現代化學工業企業生產中,所需消耗的能源與礦產等各類物質都比較多,是同內經濟建設中能源消耗的主要。化工設備不但要滿足化工生產的基本需求,還要通過對機械技術的不斷更新與完善,逐步實現降低消耗、增加產能的技術要求。化工設備的應用中,機械技術是各部分使用性能與穩定運行的技術保障,還可以對機械技術的科學創新,逐步優化化工設備的性能,使其真正實現降低消耗、增加萬能的化工生產技術需求。
三、如何以機械技術促進化工設備應用技術的科學發展
在化學工業企業生產中,機械技術是化工設備應用技術的基礎之一,是保障化工設備運行穩定性,以及發揮更大作用的技術保障。化工設備機械技術的不斷發展與完善,對于化工設備應用技術的科學發展具有極大的促進作用。
(一)以完善的機械技術,促進化工設備應有技術的全面發展
化工設備機械技術的完善,不僅可以有效帶動化工設備性能的全面展現,更具有促進化工設備應有技術的全面發展的作用。化工設備應用技術是全方面、立體化、多角度的,其目的是滿足化工企業生產的各項具體功能需求。機械技術施工設備應有技術的一個基點,只有適當增加現代科學技術元素的應用,才能實現機械技術在化工設備應用中的更深層作用。化工設備應用技術的全面發展,對于化工企業提高產能、降低能源消耗也是具有重要作用的。
(二)以機械技術的創新,促進化工設備應用技術的科學創新
關鍵詞 整體化教學;化工機械;工程實踐
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)09-0098-02
Teaching Exploration of Holistic Teaching Model on Chemical Mechanism Basis for Non-mechanical Engineering Specialty//Li Huifang
Abstract Chemical machinery is a comprehensive mechanical course. The paper is based on the problem existing in the process of teaching and engineering application, the concept of holistic teaching model was proposed. It sets forth in 3 ways, consists of holistic teaching content, integration on classroom teaching and curriculum design and holistic on classroom teaching and practice. The aim is to improve the understanding of the course for the students of the non-mechanical engineering speciality, and obtain the best teaching efficiency.
Key words holistic teaching; chemical machinery; engineering practice
1 引言
化工設備機械基礎是一門綜合性的機械類課程,內容幾乎涉及過程裝備與控制工程專業的全部專業基礎課和專業課[1]。由于該課程內容涉及廣泛,要真正學好這門課程,培養學生具有工程意識和創新能力,在實際教學中有一定的難度[1]。因此,應當適當變換教學思路,從課程建設體系出發,注重課程的整體化教學模式,從成套設備的整體化概念為切入點,加強在教學過程中的工程實踐,就有特別的意義。
2 目前化工機械基礎課程的教學模式
化工機械基礎課程在北京化工大學針對化工專業和材料專業的學生開設的,在編寫教材時考慮到學生對所修專業的適用性,將整本教材分成三部分:第一部分為工程力學篇,第二部分為化工設備設計基礎篇,第三部分為機械傳動篇。三部分相互獨立又相互聯系。但是關聯性不強,更像三門獨立的課程,只不過在后續的學習過程中要借用到前面的知識。這樣,學生在學習過程中總有一種不系統、凌亂的感覺。如何從培養學生工程觀點的角度更好地整合課程,優化內容,是教學改革的一個重要方向。
3 整體化教學模式的改革
所謂整體化教學模式是指在教學過程中從成套設備概念入手,將成套設備的設計理念和設計方法貫穿在所講授的教材中,從而可以在教學過程中加深對所學內容的理解,培養學生工程實踐觀點,提高其創新思維。要系統地實施整體化教學模式,必須從三個方面入手:首先是教學內容整體化;其次是課堂教學和課程設計整體化;最后是課堂教學和實踐整體化。下面就提到的三個方面具體闡述。
3.1 教學內容整體化
考慮到目前教材編排上存在的一些問題,應在教學內容和編排順序上做適當的調整。
首先,應在緒論部分將化工和材料專業常用設備提出來,指導學生理解要完成成套設備的設計需要哪些東西?哪些東西是已經知道的?哪些東西是未知的,需要在未來的學習中進一步了解和掌握的?這樣學生首先對設備就有了一個感性的認識。
其次,在工程力學的介紹過程中要經常介紹一些典型設備的力學模型,介紹這些模型是如何根據力學知識簡化的,而不是干巴巴地介紹一些與設備脫節的桿件。這樣學生會覺得他們學習的力學知識是可以解決實際問題,可以理論聯系實際的。
再次,要開發一些與成套設備相關的計算機分析軟件,展示典型化工設備模型圖片、典型化工設備及制造現場照片、現行壓力容器和化工設備的設計標準、化工設備圖示例等[2],對不宜在黑板上描述的工程實例進行現場計算和分析 [3]。
最后,要在第二篇增加成套設備設計的內容,而不是目前教材上的設計理論。這樣學生就把工程力學的知識貫穿到設備設計中,同時又熟悉了設計理論和設計標準,對以后從事相關專業是一次很好的訓練。
3.2 課堂教學和課程設計整體化
將課程設計貫穿于理論教學中[4-5],具體做法是將課程設計分解成計算和繪圖兩個步驟,其中計算步驟可以在課堂教學中完成。按照教學內容整體化的概念,在緒論部分提出課程設計的任務,課程設計的設計內容和設計過程,讓學生對課程設計有個了解,引起學生對設備設計的興趣。在第一部分工程力學介紹完后,學生根據所學力學知識,完善對設備力學模型的建立。學習化工設備設計基礎之后,學生針對設計條件選擇設備材料,確定筒體直徑和壁厚并根據工藝條件選擇相關的標準件。結合教學內容整體化中成套設備的設計,指導學生將設備設計部分的計算完成。在課程設計階段,讓學生把整個設計過程重新梳理一遍,完善設計過程,然后繪圖并整理課程設計說明書[4]。
3.3 課堂教學和實踐環節整體化
在傳統教學模式中,教學過程和實踐環節是脫節的,時間上存在一定的錯位。而化工機械基礎課程中將近有一半的知識涉及設備問題,而非機類學生直接接觸設備的機會不多,對工程問題認識上存在一些欠缺。所以必須努力為他們提供一切實習的機會,并將實習的過程穿插于教學中。將實習安排在教學中,可以將理論教學與實踐過程真正地聯系在一起,學生可以帶著課堂上問題參加實踐,或將實際的問題拿到課堂上去解決,這樣可以加深學生對化工設備結構的理解,培養他們對本課程的學習興趣[6]。
整體化教學模式在教學實踐過程中的實施正在逐步進行,相信通過這樣的改進可以進一步豐富學生的工程實踐觀點,充分發揮這門課程在后續學習中的作用,提高學生的學習積極性,改進教學效果。
參考文獻
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關鍵詞:化工制圖;內涵;學習策略
在我國近現代化工發展史上,自著名民族實業家范旭東先生創建天津塘沽堿廠,有了近百年的發展,化工產業早已成為國民經濟支柱產業。隨著科技的發展,化學工業的范圍,不但是石油化工,還有生物化工、材料化工、能源和資源化工、環境化工等新興化工行業正在快速發展,新型學科、高技術產業紛紛與化工建立了密切聯系。
按照國際公約的約定,過程工業是指以氣體、液體、粉粒體這些流程性材料為主要處理對象,通過改變物質的狀況、結構和性質來生產產品的工業,包括化肥、煉油、石油化工、制藥、染料、農藥、食品、輕工、熱電、核工業、濕法冶金、公用工程、生物工程、環境保護等工業過程。而化學工業的工藝方法和機械設備在所有這些門類中有很大的通用性,因此化工是一個非常典型的過程工業。
無論是化學工業還是過程工業,無論是其中的工藝過程還是機械設備,都必須用一定的專業圖紙進行交流。圖紙是最基本的“工程師的交流語言”,這種基本的交流“語言”,便是“化工制圖”,在大專院校和中職學校的教學過程中,就對應地有一門必修專業基礎課程――化工制圖。
一、化工制圖課程的產生
機械行業是一個古老的工業門類,其他工業門類都要使用相關機械作為實現其生產過程的基礎硬件,機械的使用相當廣泛,隨之而來的是機械圖紙的使用相當廣泛。在相關院校教學中,“機械制圖”作為一門課程出現就相當普遍。在化工工藝類專業的教學中,也必然開設機械制圖課程,因為學生今后需要接觸、了解、使用相關機械設備。到上世紀80年代后期至90年代,部分院校加強了工藝類圖紙的理論性學習和制圖教學,將工藝流程圖及化工設備圖并入制圖課程,在一般機械制圖后面加入化工制圖內容,形成具有行業特色的制圖課程,取名為“化工制圖”。
二、化工制圖課程的實施
在化工行業的專業學習中,分為各種化工工藝類專業,如有機化工、精細化工、石油煉制等,這類專業偏重工藝過程和生產操作;又有主攻化工生產中所用機械設備的專業,例如化工機械或過程設備及控制或化工過程設備等。在工程圖紙的學習上前者偏重工藝流程類圖紙,后者偏重機械設備圖紙,于是,在專業圖紙繪制的學習中,為使主要教學內容一目了然,對學生的要求更加清晰,許多院校逐步將化工制圖課程僅用于化工工藝類專業,而化工機械類專業仍然使用機械制圖。
三、化工制圖課程的主要內容和適用專業
化工制圖產生后,內容幾乎沒有變化,主要包含以下部分:(1)機械制圖基礎;(2)通用表達方法;(3)機械零件圖;(4)裝配圖;(5)化工工藝圖;(6)化工設備圖。其實,不論是化工工藝類專業還是化工機械類專業,都需要學習化工制圖中的六部分內容,不同之處在于化工工藝類專業更需要重點學習和掌握化工工藝圖的內容,化工機械類專業更需要掌握機械零件圖、裝配圖和化工設備圖。因此,化工制圖的教學內容是普遍適用于化工工藝類和化工機械類專業的。
盡管如此,一些院校的化工機械類專業選擇機械制圖課程,而不選擇化工制圖課程,自有其道理。理由是:化工設備圖紙是很專業的內容,高年級學習到化工機械結構原理或化工設備等課程后才涉及到,而機械制圖是工科類學生通用的專業基礎類課程,按長期以來的學期課程制當然安排在不同的課程中學習比較適宜。
但是,上述道理并非無懈可擊。就機械制圖課程來說,在專業學習之初,就將專業所涉及的所有圖紙內容全部灌輸給學生,在學生還不具備工程材料、機械制造加工與使用等經驗和能力之前,就把零件圖、裝配圖的所有內容教給學生,其實是不便于形成學生的專業能力的,特別是公差配合、形位公差等技術要求。如果說在精英教育年代這樣教學是可行的,那么在當今大眾化教育年代,特別是對于培養在一線工作的技術、技能型人才為目標的職業教育來說,必須考慮調整教學模式和教學內容,以利于形成學生的職業能力。
四、職業教育中化工制圖的學習策略探析
隨著職業教育改革的理論和實踐的發展,我們已經將關注點指向了制圖課程,已經從教學理念、模式、內容、方法等多層面探索和實踐一線技術技能型人才的有效培養途徑。在就業導向下,基于重在培養完成職業崗位工作任務的能力的教學改革思想引導下,我們對制圖類課程、制圖課程與職業能力的形成之間的關系等有了進一步的思考。打破學期課程制,將機械制圖或化工制圖與其它專業課程的相關內容結合,以利于形成完成崗位工作任務的能力為目標,組合成若干學習模塊,將傳統的制圖教學內容貫穿于專業學習的過程之中,是比較適宜的思路和策略選擇。例如,將學習內容化分為制圖基礎模塊,機械零件加工制造及其圖紙模塊,機械裝配使用及裝配圖模塊,化工生產過程與工藝圖模塊,化工設備和化工設備圖模塊,等等。
零件加工模塊的學習目標是能按圖加工,能測繪零件,形成完整的零件圖,能選擇適宜的技術要求。機械安裝模塊的學習目標是讀懂圖紙要求,能按圖正確裝配并能良好使用,能由零件圖拼畫裝配圖或測繪裝配圖,選擇和制定裝配圖的技術要求。化工工藝圖模塊的學習目標是了解典型化工生產過程,讀懂和繪制化工設備圖,了解圖中設備的制造加工工藝以及質量檢驗。
各模塊的學習按條件盡可能采用實例教學、項目教學;以基本形成專業能力為準則,可適當靈活地安排各模塊所需學習時間。各不同專業都應按專業能力要求的不同安排各模塊的取舍和學習時間。
計算機繪圖是一項專項能力,也是現階段中高職機械類專業學生可選擇的不錯的就業崗位之一。因此機械類專業學生在校學習期間,每學期均應結合以上各模塊的學習應用計算機繪圖技術,逐步形成較為熟練的繪圖能力。
關鍵詞:化工設備;常見故障;成因分析;維護管理
一、化工設備的常見故障及其成因
1.安裝初期故障
設備安裝初期雖然有相關部門驗收,然而從安裝到投入使用中可能存在一些問題需要經過一段時間才能表現出來。設備本身的質量問題包括設備的設計結構和性能,零部件的加工精細程度,材料的優劣選擇,組裝過程中的誤差,以及現場安裝人員對設備、工藝的熟悉程度都會有影響。例如:部分化工設備產品設計不合理,實際生產中無法有效適應產品加工需要,導致實際使用條件和原規劃使用條件之間存在較大差距,設備運行時容易因超載零件所受應力過高或應力集中而突破強度、剛度、穩定性等許用條件,造成設備故障。另外,由于是生產線安裝,不同廠家的產品質量參差不齊,且存在相互配合的適應性問題。這些都是因為設備而產生故障的因素。工藝因素包括:工藝安排不合理會對設備造成很大的損傷。因為布局不合理,可能在工作中出現磨損而加快故障的發生。有時候因工藝排定不合理也會改變設備的性能和工作環境。安裝初期由于工作人員的不熟練也會出現一些操作失誤等都會影響到機器的使用。
2.運行過程故障
化工設備運行過程中,零部件通過一段時間的磨合,一些初期故障已經逐步排除,然而,設備運行過程中仍然可能出現一些新的問題。此時設備故障易發生在易損件或未及時更換的零部件上,因每臺設備所有靜、動零部件的密封、軸承等磨損件都具有使用周期和壽命,運行中的中期設備已逐步接近部分零部件的疲勞周期。經過計劃檢修或隨機更換的零部件,仍有不配套,尚處在磨合期的問題,因此導致設備故障或故障隱患。以上故障現象中,值得注意的是,除故障發生的自身原因以外,人為因素占有較大的比例。建立必要的運行檔案和維修臺帳,科學的計劃維修周期將各類故障原因消除在萌芽期,保證長期安全穩定的運行系統是安全生產的關鍵要素。
3.使用后期故障
化工設備在長時間使用運轉后,會進入到故障多發期,一方面,化工設備經過多年運行和多頻次大、中、修的過程,零配件換件較多,如果檢修水平跟不上或檢測手段缺乏,加之主體周期性的運行磨損,設備已不能達到設計出力的水平,另一方面長期處于運行狀態下的設備,各部位間隙和損耗,即使是不常維修的零件,也因老化和疲勞而降低運行效率。這期間綜合效能的降低,除磨損、老化現象凸顯以外,機器各方面不確定的故障現象也多處發生,維修頻率、耗材成本不斷增加,甚至將考慮大修、更新或報廢。
二、各階段化工設備常見故障的成因分析
1.設備本身原因
化工設備運行過程中,因為安裝不到位、檢修不及時、不足等各種因素以及受跳動、壓力、沖擊等力的影響,造成配合部件形成硬碰硬的沖擊,因金屬材質強度較高,退讓性較差,所以經常造成部件尺寸超差、裂紋、斷開等現象,長期的運行必然造成間隙不斷增大,從而出現了磨損現象。同時,眾多設備運行過程中不可避免的經受物料或者物料中堅硬顆粒長期沖擊沖刷,如管道、殼體、葉輪、攪拌設備等,從而造成設備器械的磨損,加劇了磨損的程度,對設備維護和設備壽命產生了影響。
2.滲漏腐蝕原因
儲存在生產裝置容器內的大量原料及化學產品與容器金屬本身反應而造成腐蝕,以及在流體輸送過程中對材料造成沖蝕。在一些生產操作中,腐蝕和沖蝕同時發生。金屬表面與周圍介質發生化學和電化學作用而遭受破壞。腐蝕在化工廠從來就是一個十分重要的問題。從化工生產過程看,腐蝕問題大致可以分為來自原料組分的腐蝕、生產過程中來自化學劑的腐蝕及環境的腐蝕。滲漏是由于零件質地疏松或存在肉眼看不見的縫隙,液體或氣體在壓力作用下向外流動的現象。出現滲漏的原因多為安裝焊接不嚴密、介質腐蝕、磕碰、焊縫沙眼、密閉系統壓力過大等,有時出現滲漏是多種因素的共同影響,因此必須有針對性的解決滲漏問題,否則將會造成材料浪費、有毒物質的外泄甚至影響生產和危害公共安全等不利影響。
3.疲勞裂紋原因
針對轉動機械,尤其是在往復運動的部件上存在的非常普遍。更嚴重的疲勞損壞,通常發生在管路及壓力容器上,是周期性變換的溫度和壓力導致的。機械的疲勞損壞,一般開始在金屬的表面以裂紋出現,逐漸發展到帶有應力交變,起初比較緩慢,以后發展越來越快,最后導致裂紋迅速擴展以至造成設備或其零部件損壞。
4.密封失效原因
化工設備和管路上存在大量密封點,在壓力、溫度、磨蝕的聯合作用下,隨著時間的延續,容易出現泄漏問題。例如機械密封的失效由于摩擦使得密封機構出現過熱,沖洗液中的雜質含量多,密封環的損壞等都會造成化工設備的泄漏而無法正常工作。
三、化工設備常見故障的維護管理策略
針對化工設備的維護管理,從技術層面來說,其要求維護管理人員必須掌握各類機電設備的原理、結構、運行條件、性能,各類測試技術,信號處理技術,監測診斷技術,信息組織管理技術和計算機軟硬件技術等多學科的綜合技術,因此可以說其是復雜的動態系統,要根據各種信息作出決策,進行總體平衡,從而達到從規劃、實施、監測、信息反饋、分析到總結歸檔的全過程管理。而技術的實施需要全面人才的管理做基礎,通過一個完整的組織機構做保障,才能實現維修科學化、費用經濟化。同時設備診斷技術必須在設備壽命周期的全過程中發揮作用。如果僅僅是在設備壽命周期的全過程中的某一個特定時間,或只抓住某一個特定的故障和異常,就想作出對癥的診斷是困難的,或者不能取得實質性的效果。因此,要依據設備的綜合管理理論,把設備的全過程作為診斷技術的應用范圍有效的預防與維修的技術手段是設備狀態經常保持良好的基本條件。
此外,還要對設備各個部件進行狀態監測,用科學的方法掌握機器的狀態,根據生產需要制定錯時維修計劃,如機械狀態的基本物理量(力、位移、振動、噪聲、溫度、壓力和流量等)的監測,狀態特征參數變化的有效診斷,機器發生振動和機械損傷時的原因分析和處理措施、振源判斷、故障防治,機械零部件使用期間的可靠性分析和剩余壽命的評估等,都屬于機器故障診斷的范疇和管理手段。
總之,化工設備是化工企業的生產之本,作為維護管理人員應制定科學的設備管理機制,熟練掌握維護管理知識,及時發現故障、排除故障,確保化工設備的安全穩定運行,從而提高企業的生產效率和經濟效益。
參考文獻:
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[3]張碧波.設備狀態檢測與故障診斷[M].化學工業出版社 2011.
關鍵詞:過程設備機械基礎;教學目標;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)42-0020-02
一、引言
過程工業屬于流程性工業,單臺設備是無法發揮作用的,而必須將多種設備通過管道將其連接起來形成裝備才能生產出合格的產品。同時區別于一般機械設備,過程設備內的工作環境通常具有高溫、高壓和強腐蝕性的特點,設備的安全運行是至關重要的,一臺過程設備一旦出現事故就會影響到整個系統、整個工廠以至整座城市。因此,從事設備維修的技術人員就應該掌握與過程設備相關的知識,這些知識包括工程力學、機械傳動、壓力容器、過程設備和壓力管道等內容。[1]而《過程設備機械基礎》就是有關上述知識的課程,但是課程的重要性與學生學習的被動性往往產生了很大的矛盾,因此,如何把握教學內容,改進教學方法,就成了本課程亟待解決的問題。本文從教學內容、課程特點、學生生源等方面進行了分析,在教學目標、教學手段及考核方式上對課程進行了一些改革。
二、教學現狀及問題
1.教學內容多,涉及面廣。《過程設備機械基礎》課程與靜力學、材料力學、金屬學、化工容器與設備和機械傳動知識聯系緊密,具有涉及內容多、范圍廣等特點,如果按部就班的按照課本內容講解,很難在有限的教學學時內使學生對化工設備有深入的理解與全面的把握。因此,必須對授課內容進行精選,深入講解并分析總結。[2]
2.理論性強。比如工程力學部分,對強度計算和剛度計算公式;壓力容器部分有關內壓、外壓薄壁容器的設計計算,都涉及理論推導和繁瑣計算。雖然這些知識有助于很好地去分析解決工程實際問題,但是由于學生底子較差,在學習時遇到的難度也可想而知,極大地影響了學生的學習積極性,也使學生對以后課程的學習產生了很大的畏難情緒。
3.教學目標不明確。雖然課程是《過程設備機械基礎》,強調的是過程設備,實際內容除了機械基礎,加上了過程設備的相關知識。這就造成課程與專業的契合點不突出,缺乏側重點,知識點之間也無連貫性,不符合目前高職高專的培養目標,使學生的學習存在很大的盲目性,降低了學生對該課程的重視程度,極大地影響了授課效果。
4.教學內容需要及時更新。隨著化工科學技術的快速發展,化工設備技術不斷發展和改進,教材內容的更新落后于生產技術革新的步伐。如在過程設備零部件及典型設備部分,教材給出的都是基本知識、標準零部件和典型設備,而目前企業采用的是改進后的設備,這就需要在授課過程中及時調整授課內容,剔除已淘汰或不常用的,加入學科的最新發展。
5.學生生源參差不齊。學生生源質量的參差不齊,也是困擾我們的一個難題。基礎好的學生接受能力強,還能較快掌握所學知識,而基礎差的學生常常就會因為聽不懂索性自己就放任自流。教師在整個教學過程中都在試圖平衡這種關系,難度很大。
6.教學過程缺乏直觀性。由于該課程特有的性質,工程性的特點很強,學生從來沒有接觸過這些內容,比如壓力容器、齒輪、軸承、聯軸器等,這些內容的講授,如果能為其提供配套的實物模型尤為重要。學校雖然有設備,但缺乏針對性。
三、教學改革與實踐
1.加強思想教育,激發學習興趣。一是加強專業思想的教育,比如在緒論,以及后續的課程中不斷滲入有關化工設備維修技術的前景展望、發展狀況、本行業與其他行業的區別和優勢、行業特點及就業范圍、就業前景等內容,使學生從大方向上清楚自己的發展方向,確立學習的目的性。二是加強與學生日常的溝通,比如,有些學生可能是調劑來的、有些是父母的意愿、有些根本就不了解專業,這樣的學生從心底不會喜歡或不會對專業感興趣,沒有學習的熱情,極大地影響了授課效果。因此,課后積極與這些學生談心、溝通,使之明白即使我們走了一條我們不喜歡的道路,但是在找到適合的、自己喜歡的道路之前,還得腳踏實地地走好現在的路。只有做好現在,才有可能有未來。
2.明晰教學目標。由于該課程針對的是化工設備維修技術專業的學生,所需的主要是化工設備的維修角度所需的知識。因此,我們把教學重點放在了培養學生運用這些理論知識解決實際問題的能力,弱化了公式的推導過程,強化如何通過公式解決實際問題。例如,把工程力學中桿件受力分析部分與桿件變形融合在一起,只講需要的;而桿件的幾種變形,簡化了各公式的推導,重點講解公式的應用及如何提高桿件強度的措施等;機械傳動等教學內容,只做簡要的、概述性的介紹,具體內容由學生閱讀學習,并提出一些問題供學生分析思考。這樣可以將教師的重點講授與學生的閱讀學習相配合,實現教師的“教”與學生的“學”相輔相成,有助于提高學生的學習興趣[2]。
3.多種教學方式同時采用。在教學方式上,一是為了提高授課的效果,另外也是為了提高學生的學習興趣。我們采用了多種的教學方式:多媒體教學,這是目前廣為使用的一種教學手段。它能以很少的學時盡可能多地給學生展示各種圖片、立體模型,增加直觀性,彌補黑板教學的不足。我們在網上下載一些運動機構,如帶傳動、齒輪傳動等播放給學生觀看,加深學生對機械傳動運動特點的理解;下載化工設備內部工作情況,使學生能更好地理解其工作原理,彌補實訓車間無法直視設備內部操作情況。其次,實訓車間教學,也是我們教學改革的一種方式。例如,在講解化工設備結構及零部件時,在實訓車間學生可以零距離接觸這些設備,并且就書本上的標準零部件與實際安裝在設備上的零部件進行比對;還可以動手拆裝設備,加深設備結構認識。期間,對學生分組,先讓學生自己拆裝,記下拆卸和裝配過程,然后組與組之間進行討論、評分,最后教師總結歸納。只要動手拆裝一遍之后,學生都能很流利地說出該設備的結構及工作原理。我們的學生不太喜歡課堂教學,動手操作卻興趣盎然,這樣課堂氣氛被調動起來,學生的學習積極性也增加了不少,教學效果也大大提高了。
4.改革考核方式。在考核的方法上,采用過程性考核和期末考核,理論考核和實踐考核相結合。每完成一個訓練就進行一次考核,考核內容和方式視具體章節內容而定。比如壓力容器部分,會有理論考核、也有現場考核,現場考核主要考察學生對壓力容器零部件的名稱、結構、用途的掌握程度。
四、結語
化工行業是一個國家綜合國力和國際競爭力的重要體現。雖然我國近年來化工行業取得了較大發展,但高級操作維修人員始終都有一定缺口。如何培養具有高素質高技能的專業技術人員,是職業技術教育的長期目標。《過程設備機械基礎》是一門專業基礎課,涵蓋諸多行業的基本知識,是進一步培養具有高級技術人才的必備基礎。所以,加強《過程設備機械基礎》課程的改革探索,對提升教學質量和水平非常重要。我們近幾年對“過程設備機械基礎”課程教學的一些改革和體會,取得了一些成績,但還需要不斷地探討和改進,才能與時俱進,才能培養緊跟時展的高素質人才。
參考文獻:
近些年,隨著我國經濟的快速發展,科學技術的不斷進步,化工生產逐漸成為促進我國經濟增長的主要產業之一,企業應對化工設備做定期的保養與維護,以確保企業生產能夠長期穩步進行,并延長化工設備的使用年限。本文主要對化工機械設備的管理與維修保養技術進行深入的分析與探討。
關鍵詞:
化工機械設備;維修保養;管理技術
化工企業在生產時,需要將原材料進行加工、處理,并將化學反應產物分離和精制等,這一過程中所用到的機器和設備被統稱為化工機械設備。目前,我國化工產業涉獵范圍較大,化工機械設備的管理質量與維修保養技術直接關系著化工生產[1]。但在實際的生產過程中化工機械設備仍然存在諸多問題,嚴重影響企業的發展和生產效益。因此,化工機械設備的管理尤為重要,只有對化工設備進行定期的保養與維護,才能保證企業生產效益。
1化工機械設備管理類別
1.1設備防腐蝕管理
大部分化工原料都具有極大的腐蝕性,因而,企業在管理化工設備時,應充分關注防腐蝕問題。在進行生產時,由于溫差變化大,設備常常出現干濕交替、水汽凝結等現象,導致生產設備嚴重腐蝕,增加了設備的保養成本,給企業帶來一定的經濟壓力。因此,企業應時刻關注設備防腐蝕管理,以確保設備的正常運行。化工設備在使用期間,企業管理人員應進行定期檢測,一旦發現腐蝕情況,立即采取有效措施,盡量減小設備的腐蝕程度。
1.2設備安全管理
化工機械的安全管理尤為重要,是確保企業經濟發展的重要因素,所以,要求設備操作者必須掌握專業的操作技能,運用合理的操作技術,避免因操作不當導致事故的發生[2]。與此同時,作為一名合格的設備安全管理者,必須時刻牢記安全生產,絕不能為提高產量而不顧及員工安危。因此,企業應本著安全生產的理念,為員工進行安全培訓,強化其安全意識,對已經發生的事故進行全面記錄,汲取教訓、規避風險,用科學的方式合理生產。
1.3管理
(1)劑的選擇。劑的選擇要以符合設備的工作條件為前提,所選擇的油要保證設備的所有零件都能夠正常運轉。另外,應根據劑的保存條件合理存放,在對設備進行加注時,必須按照規定操作,并做好記錄工作。(2)機構的責任。組織機構通常包括:供應部、機動部及檢驗部等,有些部門是專門設立的,有些部門則是原有的,但對于設備的工作都具有一定責任[3]。其中機動部門負責編排手冊、制定合理、有效的制度、進行全面監督等;供應部主要負責油的采購、制定購油計劃、將廢棄油品進行回收再生等;檢驗部負責油的檢測工作;這些部門之間相互配合,在做好本職工作的基礎上互相監督,以保證機械設備的安全運作。
2化工機械設備的維修與保養
2.1重視化工設備的維修工作
在我國各大化工企業中,尤其注重機械設備的維修與保養工作。目前,維修工作包括計劃維修和日常維修兩種。其中計劃維修是指在發現設備出現故障后,盡快進行維修與解決,確保企業正常生產。日常維修是指企業安排專業人員定期檢修與維護設備[4]。化工生產本身潛在多種不安全因素,因此,維修人員應充分重視機械維修的重要性,在維修過程中制定可行、合理的安全技術措施,在化工生產過程中,要求機械設備的所有要求都要達標,絕不允許任何的疏忽和紕漏,在日常檢修時,不能單單檢查儀表。例如:在維修機械閥門時,有很多注意事項,但最主要的一點就是查看閥桿部位是否泄漏,還應檢測閥門的流速是否正常等,以保障維修過程能夠安全、有序的進行。
2.2化工機械設備的保養
(1)化工機械設備應做好例行保養工作。工作人員必須定時為機械設備進行檢查與保養,對設備進行實時監控,定期清理擦拭,保證設備能夠正常運轉。如在保養時發現問題,應及時匯報與解決。另外,對機械的功能和設備零部件也應該例行檢查,避免因保養不當造成的設備損壞。(2)化工機械設備分為一級保養與二級保養。一級保養是指每隔一個月對機械設備進行一次保養,在保證機械設備的所有零部件都能夠正常運轉的基礎上,一個月做一次保養。在保養工作結束后,還需要進行整體的驗收,并有專門人員記錄。在對機械設備進行保養時,工作人員必須制定合理、有效的保養計劃,排除機械故障,發現問題要盡快的予以解決,防止意外事故的發生。二級保養與一級保養的時間不同,簡單來說就是每隔一年進行一次保養工作。在對機械設備進行二次保養時,工作人員應按照計劃將設備主要零部件拆卸,清理后再具體檢查。如發現哪個零件磨損嚴重,則需要重新安裝新的零件。還應檢查水箱和油箱,并對其進行排污與清洗等。待所有工作結束后,要對機械設備的各個部位進行調試,確保其精準度。
3結語
綜上,化工企業的安全管理工作尤為重要,企業應運用合理、可行的管理制度,并定期做好機械設備的維修與保養工作,發現問題,及時解決,最大限度的減少機械設備的磨損程度,避免事故的發生,保證化工企業能夠安全、有效的生產,將企業生產效益最大化,進而推動我國經濟的快速增長。
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關鍵詞:化工機械檢修;多媒體;虛擬仿真
中圖分類號:TP391.9
在化工行業中,多媒體技術主要用于解決化學工藝中的特定問題,化工機械檢修問題幾乎沒有涉及。企業中依然是“師傅帶徒弟”的模式,學校授課模式主要是“填鴨式”的課堂講授、理論結合少部分實踐教學。但這些學習方式都存在著投入大、損耗大、效率低、周期長、維護困難、危險性等特點。目前,化工企業90%的工人都是畢業于職業院校,為了減輕企業的培訓負擔、提高職院校畢業生的就業率,研究利用多媒體技術分析實現化工機械檢修是非常有必要的。
1 國內外研究現狀
2005年,喬向東分析研究采用VRML建立常見的化工機械零部件模型,模型數據存儲在網絡數據庫中,然后根據化工機械設備的設計要求合成化工設備模型[1]。
2006年,羅一鳴,劉有智,袁志國等采用Visual Basic作為開發平臺,以某化工企業的生產現場為模型,建立了一套化工場景漫游系統,輔助化工原理或化工工藝課程的教學[2]。
2010年,廖孫啟,張蕾,龔福忠等人采用VRML建立化工設備虛擬模型和場景,開發了網絡版化工原理仿真實驗軟件[3]。
2011年,李和香用3Dmax、Cult3D、Dream Weaver、Flash等研制《離心泵的檢修與安裝》課件。
以上研究的共同特點是都應用了多媒體技術中的虛擬現實技術,開發虛擬仿真軟件,但研究領域都不屬于化工機械檢修。通過調研,用多媒體技術開發化工機械檢修項目是非常有必要的:為學習者提供探索性學習情景;提供一種三維立體化表現方式;提供逼真、安全的虛擬操作環境;大大節約教育培訓成本。
2 需求分析
2.1 虛擬仿真實訓軟件是化工檢修企業人員提高自身素質的重要工具
化工機械設備的檢修永不可能實現全自動化,高素質的操作人員對于企業安全保障尤為重要。目前,化工企業中,主要采用化工仿真培訓方式,仿真系統操作界面以二維圖像為主,缺乏真實感。隨著多媒體技術的迅速發展,三維虛擬仿真在逐步實現,大大拉近了虛擬和真實的距離。
2.2 虛擬仿真是在校學生訓練專業技能的重要工具
隨著招生規模的擴大,職業院校實訓場地越發不足,而且許多新型設備學校根本無力購置,使得學生還沒有走出校門就與社會脫軌。雖然部分院校建有校外實訓基地,但學生去校外實訓基地實習,也只是參觀,不讓進入生產線操作。開發虛擬仿真實訓軟件,將在一定程度上還解決資金短缺的問題,而且也能提高教學質量,調動學生的學習積極性。
2.3 化工機械檢修項目特點適合運用多媒體技術開發
為了讓學生畢業就能就業,目前化工機械檢修類課程教學均以典型化工設備維修任務為載體,以學生為主體,使學生在完成工作任務的同時正確掌握化工設備維護與檢修的基本知識和基本技能,掌握典型化工設備維修原則和技術措施,熟練使用常見的維修工具,識別化工生產中設備常見的故障三現象,了解其發生原因以及一般解決辦法,達到職業資格的要求。同時,培養學生具有誠實、守信、肯干、敬業、善于與人溝通和合作的職業品質,具有分析問題和解決問題的能力。
3 化工機械檢修項目設計
項目設計遵循“以崗位需求為核心,以工作過程為導向,以工作任務為基礎,以實踐帶理論為模式,以真實的工作為依托,以學生為中心,以自主學習為切入點,以多元評價為手段,以興趣小組活動為載體”的原則,在工作流程中的各個環節突出不同的能力要素,然后根據不同的能力要素,設計圖像、聲音、動畫等資料。
3.1 依據應用化工技術專業崗位需要,進行工作任務分析
根據化工行業所從事的四大崗位群,確定應用化工技術專業所涉及的三大核心崗位(化工設備操作、化工原料及產品分析、化工生產管理)。對核心崗位進行剖析,確定學生培養目標。
3.2 根據工作任務的要求,設計教學項目
根據化工檢修領域的職業崗位群任職要求,參照企業工作過程,將典型設備檢修維護任務轉化為學習領域,再將學習領域轉化為項目。設計項目時充分考慮了河南省地區經濟狀況、企業類型和學校辦學條件。根據專業需求和企業具體情況,學習相關項目。靈活組合知識點滿足不同職業技術崗位需求,項目具有較強的可操作性,充分體現了職業性、實踐性和開放性的要求。
3.3 以工作任務為基礎,整合教學內容
根據“以職業能力為主線,以典型的企業項目為載體,以真實的檢修環境為依托,以完整的檢修過程為行動體系”[4]的設計要求,本課程以培養典型化工設備維護與檢修能力和相關的崗位能力為基本目標,緊緊圍繞典型企業項目完成的需求來設計實訓項目。每個項目都包括:工作任務單、技能單、作業單及任務考核單,各個環節的教學質量標準明確。在教學方式上,按“4單”要求完成工作任務,均采用集中與分組訓練相結合,集體輔導與個別指導相結合的方式,最后進行學習評價。
4 仿真實訓軟件設計
以“換熱器拆裝與試壓”項目為例,總體框架設計如圖1。
圖1 “換熱器拆裝與試壓”項目仿真軟件框架結構設計
4.1 基于Flash的二維動畫設計