过程装备与控制工程课程改革

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一、过程装备与控制工程专业发展现状

现在国内设立过程装备与控制工程本科专业的高校110所，建有“化工过程机械”硕士点的高校30余所，设立博士点的高校14所。其中，浙江大学、北京化工大学、西安交通大学等院校本专业发展迅速，浙江大学和北京化工大学的“过程装备与控制工程”是首个国家重点学科，首批国家特色专业之一，北京化工大学还是全国“过程装备与控制工程”专业教学指导分委员会的主任单位，这几所学校都将培养具有创新精神的过程装备与控制高层次复合型人才纳入培养方案，通过系统的工程设计和控制技能以及科学研究的基本训练，使学生在掌握过程装备创新设计理论和控制方法的同时，有宽广扎实的科学知识、人文知识和良好的精神境界。与上述高校相比，长江大学过程装备与控制过程专业从2001年开始设置，没有原“化工设备与机械”专业建设的积累，起步较晚，教学、科研平台较少，学位建设薄弱。因此，需要结合自身专业特点，加快专业建设。

二、课程体系存在的主要问题

“一体两翼”是长江大学过程装备与控制过程专业人才培养模式的特色，以机械为主，工艺与控制为辅，在课程设置方面突出机械的重要地位，安排了机械专业的大部分课程，另外，增设了《机械加工工艺》、《化工原理》、《过程控制工程》等必修课程和《石油炼制工艺》、《化工计算》等选修课程。与机械大类相关专业相比，专业课程较多，而且，学校采取大学一、二年级大类培养，三、四年级分流的培养模式，专业课程全部集中在后面2年，学生学习任务重的特点尤其明显，相关课程的实验往往只能安排在课程结束或期末，造成专业课程教学和学习效果受到一定程度的影响。另外，由于缺少相关的实验平台，工艺与控制理论教学缺乏配套的实践环节，学生对相关知识的掌握只停留在表面，在后续的学习和工作中基本没有再触及这2个方面内容，导致“两翼”的专业特色被大大淡化。随着社会对毕业生技能多样化、能独挡一面的要求，该专业学生在工作岗位上往往要从事机械结构设计，同时需要对加工工艺、整套装备的工作流程、装置的自动化控制比较了解。因此，在制定教学计划，确定课程体系时，迫切需要对课程体系进行改革。

三、改革措施

紧密围绕一级学科“动力工程及工程热物理”设置专业课程，在以“机械”为主时，注重突出石油特色，同时完善热工知识体系。目前开设的《机械原理》、《机械设计》、《过程设备设计》、《过程装备成套技术》和《化工原理》等课程都涉及到机器零部件和设备，在课程安排和内容教授过程中需要注重各门课之间内容的衔接和互补，精简课程，避免知识点的重复。对于热工知识体系，工程热力学和传热学是最基本的2门专业课程。传热学侧重于3种传热方式的换热计算，是进行相关换热元件设计的基础，而热力学是一切能量变化的基础理论，偏重于压缩机、膨胀机、热泵、空调、内燃机等热力设备的热力过程分析，学习该门课程对于学生真正掌握动力设备的工作原理和热力性能非常重要。因此，在开设传热学的同时，非常有必要开设《工程热力学》课程。突出“工艺”和“控制”的两翼特点。“工艺”和“控制”作为过程装备与控制工程专业的两翼，并不是通过一到两门相关课程的理论教学就可以实现的，必须结合其他配套的实践或实验环节才能取得较好的效果。通过炼油工艺、轻烃回收等工艺的理论教学，再进行化工流程模拟练习，可以让学生在了解现有流程特点的基础上，进一步思考“为什么是这样的问题”。最后通过生产实习的现场观察，在获得感性认识的同时，加深对相关知识点的理解。自动化控制作为目前企业大部分设备都具有的功能，重视学生在校期间对控制理论知识的学习非常必要。例如，原油加热炉的设计不但需要结构设计技能，而且还需要温度、压力等控制系统的设计和实现，只有具备了机械设计和控制相关知识的人才能在设计时更好的从装置的整体结构和性能去考虑。因此，在理论教学的同时，提供机会让学生动手设计基本控制系统并加以实现，对于学生理论知识的掌握和操作技能的锻炼尤为重要，有利于学生更快地胜任工作岗位。重视生产实习环节，增加拆卸、组装设备实践内容。生产实习作为学生理论知识和实践相结合的有效途径，是工科专业必不可缺少的一个实践性环节，各高校十分重视生产实习在提高学生实际操作技能方面的重要作用。过程装备与控制工程专业作为长江大学一个与石油化工设备设计、控制系统紧密相连的特色专业，以培养具有创新精神的复合型人才为目标，更加注重学生实践动手能力的锻炼，很多的学生毕业后从事动力设备、管道的检修工作，因此，更应注重发挥生产实习的实践功能，保证学生在走出校园后可以尽快适应相关工作。但是，从这些年的生产实习组织方式、实践内容来看，以往单纯依靠学生在工厂、企业走马观花式的参观，虽然可以获得对于生产现场的感性认识，对设备加工工艺及化工炼油工艺也有较好了解，但欠缺对设备内部结构的学习，导致学生实习流于形式，学习积极性不高。另外，从已毕业学生的反馈情况来看，存在迫切希望能在专业学习过程中增加自己动手拆卸零部件以填补对典型设备内部结构认识的空白，增强工作信心。通过调研了解到，武汉工程大学过程装备专业拥有自己的设备实验基地，拆卸、组装设备是生产实习的一个重要内容。通过增设学生拆卸、测量、组装设备环节，对目前的生产实习进行改革，可以极大的丰富生产实习内容、提高学生的学习积极性。长江大学生产实习时间为4周，原计划安排在荆门炼油厂和宏图有限公司实习2周，主要是了解炼油工艺及相关设备，与该专业学生将要从事的职业有很大相关性，其他2周主要是在第四石油机械厂、江汉油田钢管厂参观零部件的加工过程，对于帮助学生了解加工工艺、机床有很大意义，但是在具体实施时，因为实习单位的生产实习安排、安全检查、设备大检修等原因，往往造成各实习内容不能按期进行，给实习安排带来较大不便。通过增设典型设备拆卸、测量实习环节，可以提高生产实习的灵活性，丰富实习内容。另外，建设校内设备实习基地，增设动力设备（泵、压缩机）和反应换热设备的拆卸、测量、组装实习环节，可以极大地提高学生的实践动手能力，为设备设计、检修奠定扎实的基础。重视科研对教学的促进作用，加快教学、科研平台建设。从事科研工作有利于教师把握先进技术和工艺的发展方向，将科研带进课堂，有利于丰富教学内容，让学生在了解科研成果的同时，更多的感受到科学工作的严谨性和严肃性，有利于学生尽早树立起对未来工作负责任的态度。科研工作离不开相关的平台，包括基础实验室、高精密测量仪器等，这些平台在满足科研的同时，也可以用于教学活动。长江大学过程装备与控制工程专业由于没有“化工设备与机械”专业的积累，与该专业相关的科研项目非常少，需要进一步加强校企合作，注重与周边化工厂、设备设计企业的联系，充分发挥各位教师所长，共同致力于某设备的开发或者改进，以此为起点，建设完成科研平台，促进学科的进一步发展。

四、结语

新的教学体系在装备专业2007级学生中得以实践，从改革前后学生的学习情况以及学生毕业后对所学知识的运用情况来看，此次改革初步取得了良好效果。

作者：张慢来 张琴 周志宏 单位：长江大学机械工程学院