过程装备与控制工程本科毕业设计探究

过程装备与控制工程本科毕业设计探究

摘要:毕业设计是高校培养人才的一个重要阶段,是培养学生工程实践能力和创新能力的关键环节。对于过程装备与控制工程本科毕业设计中存在的问题,从毕业设计选题、提高学生绘图能力、增强学生对化工设备的感性认知等几个方面进行探究和分析,提出了如何提高过程装备与控制工程本科毕业设计质量的方法和措施。

关键词:毕业设计;教学质量;过程装备

过程装备与控制工程专业的人才培养目标是,培养具备机械工程、化学工程和过程装备控制技术等方面的知识,有较强工程实践能力和技术创新意识,能从事机械、化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品及劳动安全等领域的工程设计、技术开发、生产制造、运行维护、生产管理、工程研究、专业外文文献和计算机应用等的机、化、电复合型高级应用型工程技术人才。近几年,由于石油化工、煤化工产业的扩大和技术升级,对化工装备制造的国产化要求日益增加,带来的专业人才短缺、关键技术短板日益凸显。随着该专业学生人数的增加及教学资源不均衡等因素,对学生的毕业设计质量带来了一定的影响,为了进一步提高过程装备与控制工程专业本科毕业设计的质量,本文将从该专业毕业设计中存在的问题出发,对如何解决这些问题,提出了一些建议和措施。

1过程装备与控制工程专业毕业设计中存在的问题

1.1毕业设计题目缺少工程实践背景

有些毕业设计指导教师缺少科研课题,无法做到毕业题目与科研课题相结合,有些题目是教师自拟出来的,没有实际工程背景,偏重于理论计算,缺乏生产现场的真实数据和设计条件,学生无法获得真正的工程训练。过程装备与控制工程专业的毕业设计题目,大多偏重于四大化工静设备(容器、换热器、塔器、反应器)的结构设计计算,每年都有重复题目,难度低,有些题目与课程设计雷同,学生在网上就可以找到类似的设计内容并抄袭,这不利于学生的实践能力和创新能力的培养[1]。

1.2指导教师结构不均衡,老教师指导学生人数过多

毕业指导教师的职称、学历、年龄等结构不均衡。年轻教师忙于在外读博士,或刚留校工作教学经验不足、毕业题目少,每次带不了太多的学生做毕业设计,因此,中老年教师承担了大部分的毕业设计工作,每年到分配毕业设计时,就会出现学生人数多,而能带毕业设计的教师人数短缺的问题,出现过一名教师指导10名学生做毕业设计的现象,教师还要忙于教学、科研、班主任等工作,无暇顾及这些学生的毕业设计,并且学生的毕业题目有重复现象,只是题目的参数不同而已,学生互相之间就会抄袭,毕业设计质量难以保证。

1.3学生基础知识不牢,绘图读图能力较弱

如果毕业题目涉及四大化工静设备(容器、换热器、塔器、反应器)的结构设计及计算,一般都要求学生绘制一张零号CAD装配图,这也是毕业设计很重要的内容,所以要求过程装备与控制工程专业的学生有较强的绘图和读图能力,虽然学生都学过《机械制图》和《化工制图及CAD》这两门课,但每年毕业设计中的CAD装配图的绘图质量不高,学生自己绘制的图,自己看不懂、说不清,甚至有些学生的装配图是在别人的图纸上稍作修改后完成的,未能掌握工科类学生最基本的绘制工程图样和读图技能,未达到工程应用型人才培养的目标。

1.4学生对化工设备的感性认知能力差

过程装备与控制工程专业学生应该对化工设备的内部结构、加工制造、运行过程有较深入的了解,才能在做毕业设计时,做到心中有数。学生对化工设备的感性认识主要是通过认识实习和生产实习获得,但是由于每年的这些实习环节很难保质保量完成,导致学生应掌握的本专业实践知识欠缺。这主要是对口的实习单位不好找,特别是石油化工企业不愿意接受学生的实习活动,就是接受了学生实习,出于对企业的生产安全考虑,一般就安排学生在企业里走马观花式地参观、听一听企业概况讲座、安全教育等,学生根本无法参加实际生产环节,也没机会与工厂技术人员进行深入的交流活动,更无法了解化工设备的内部结构及加工安装维护运行等方面的知识。虽然学校也有固定的生产实习单位,但与过程装备与控制工程专业密切相关的,特别是加工制造化工设备的企业很少[3]。

2提高过程装备与控制工程专业毕业设计质量的措施

基于以上毕业设计中存在的问题,为了能更好地提升学生毕业设计的水平,优化实践教学体系,提高工科教学质量,为培养学生的实践能力、创新能力和解决实际问题的能力,提高社会对工科学生的认可度,提高学生的就业率,通过分析我校本专业毕业设计中存在的问题,对毕业设计教学环节提出以下建议和改进措施。

2.1增强指导教师的工程实践经验,增加毕业题目来源

工科专业培养目标是工程技术人员,其面对的就业方向主要是工厂企业,要想培养出合格的工科毕业生,作为培养人的指导教师就应该具有丰富的工程经验和工程阅历,熟悉工厂企业的生产环节和流程。对过程装备与控制工程专业来说,指导教师要走出教室,走出学校,多到企业去,熟悉和了解石油化工企业的设备装置及生产流程各环节,与企业的工程技术人员多交流、多接触,寻找横向课题,只有这样,才能为学生的毕业设计凝练出有实际工程背景的毕业设计题目。当前,青年教师大多是经过本科硕士博士毕业后,直接留校工作,工厂实际工作经验较少,所以他们应该多利用带学生去企业参加生产实习、认识实习、毕业实习等机会,丰富自己的实践经验。还可以聘请企业工程技术人员参与毕业设计的教学环节,可以建立校外人才培养基地和国家大学生校外实践教育基地等产学研合作教育基地,构建校企合作共同选题、共同指导、共同评价的毕业设计新模式[4]。为此学校应该与企业建立固定的实习基地,通过校企双方构建工程教育基地,使教师和学生可以利用课程设计、生产实习、认识实习、毕业实习等机会,多去企业参加、观摩、参观生产环节,增加他们的工程实践经历。同时可以聘请企业技术人员来学校定期给学生作报告,介绍企业生产中的问题,与教师学生互动[5]。

2.2提高学生的绘制装配图和读图能力

工程制图是过程装备与控制工程专业学生必备的专业技能,学生毕业进入企业工作,还是继续深造,工程制图能力都至关重要。我院过程装备与控制工程专业在大一第一学期就开设《机械制图》,大三第一学期开设《化工制图及CAD》,该专业每年的化工设备类毕业设计,都要求绘制一张零号装配图,但学生绘制的装配图都很不规范,或绘制好的图不会阅读。2.2.1提高学生的尺规绘图技能。我院大一第一学期上的《机械制图》共80学时,主要是教师在课堂面授,学生平时做习题集上的习题,由于条件有限,学生没有绘制零号图纸装配图的机会。虽然毕业设计要求绘制化工设备图是用CAD软件绘制,但学生应该加强平时的尺规绘图技能,熟悉国家制图规范,熟练掌握绘制设备装配图的步骤和方法,图纸是设计思想的体现,一定要准确无误,图面要清晰,按制图标准、规范绘制,因此在平时上课期间,应该多让学生做大作业,提高学生的空间想象能力和动手绘图能力,为CAD绘图打下基础。2.2.2提供绘图室及绘图工具。我院目前没有专用的绘图室、绘图板、丁字尺等教学资源,学生没有经过系统的尺规绘图训练,很难在电脑上用CAD软件绘制出完整的工程图样。为此,应该把机械制图的80学时分出16学时,专门用于在绘图室绘制装配图的训练。这需要从实验室建设经费中拿出一部分资金,配置绘图室、绘图板、丁字尺等教学资源。2.2.3强化学生的CAD软件绘图水平。我院开设的《化工制图与CAD》课程因上机课时较少,学生没能全面熟练掌握CAD绘图技能,导致在毕业设计时,学生一般都无法绘制出高质量的CAD装配图。另外学院机房座位有限、CAD软件版本较低、机房平时不向学生开放等也限制了学生利用课余时间练习计算机绘图。建议利用新疆大学建设新校区的机会,增加化工学院机房的面积和座位数,购置正版且版本与教材匹配的CAD软件,课余时间机房应该向本院学生开放。同时,在课程设计环节中,要求学生的设计图纸也用计算机绘制完成,增加《化工制图与CAD》课程的上机课时数,用实验室建设资金购置CAD图纸打印设备,还应该鼓励学生获得全国“CAD绘图师资格证书”。

2.3以经验丰富的中老年教师带领青年教师为解决有些老教师指导学生人数过多,刚入职的青年教师教学经验不足、带不了学生做毕业设计的问题,老教师们就要用他们多年带毕业设计的丰富经验,帮助和培养青年教师短时间内走上独立带毕业设计的道路。第一年,老教师与青年教师一同带毕业设计,青年教师以第二指导教师的身份参与毕业设计指导工作,老教师应该从选题、签发任务书、过程指导、中期检查、答辩等环节上,认真仔细传授经验及应该注意的问题,帮助青年教师掌握整个毕业设计环节的全部工作程序。因此,在这一阶段老教师既要带学生毕业设计,又要带好和培养青年教师。第二年,让青年教师独立带毕业设计,在这个阶段,首先,老教师要审核青年教师拟定的毕业题目,然后,放手让青年教师独立完成整个指导工作,如青年教师遇到问题,老教师仍然要鼎力相助。这样,通过老教师的传帮带作用,可以使青年教师迅速成长起来,独当一面,以缓解老教师指导学生人数过多的问题[6]。

2.4完善健全实习基地,提高学生对化工设备的感性认识

2.4.1完善校内实训基地。我院现有一间化工动设备拆装实验室,主要有各种小型泵、压缩机实物,并有部分过程设备主要零部件供学生拆装、测绘。但由于实验室面积有限,还不能放置较大型的化工静设备,学生对这些设备的认知仍然停留在书本上的介绍,为了改善这一情况,建议增大拆装实验室面积,购置一些企业闲置的化工静设备,让学生全面了解四大化工设备的内部结构、工作原理、组装方式等,提高学生的感性认识、实践能力、创新能力。2.4.2健全校外实习基地。校外实习基地是培养学生创新能力和实践能力的重要场所,是学生了解社会和企业、接触实际生产的纽带和桥梁。近几年,我院也建立了较稳定的校外实习基地,但大多是石油化工生产型企业,如化肥厂、炼油厂等,学生只能看到设备的外形和生产线,而不能看到设备的内部结构,更不知道设备是如何制造出来的。为此,应该找一些真正加工制造化工设备的厂家,如锅炉制造厂、压力容器制造厂等,让学生亲眼目睹化工设备是如何从下料、切割、焊接、组装、测试等各个环节完成的。

3结语

毕业设计是学生四年学习过程的最后一关,是提高学生综合素质、培养学生创新意识和创新能力的重要教学过程。毕业设计是一个系统工程,只要教师和学生抱着积极和认真负责的精神,在思想上高度重视,把握好毕业设计各环节,就会提升过程装备与控制工程毕业设计质量,培养出高质量的实践性人才[7]。

作者:努兰·苏力坦汗 张亚新 陈丽娟 魏博 单位:新疆大学化工学院