化工装备产品样本在专业教学中的应用探索_张笑然.pdf

2022 年 第 12 期 化学工程与装备 2022 年 12 月 Chemical Engineering&Equipment 335 化工装备产品样本在专业教学中的应用探索化工装备产品样本在专业教学中的应用探索1616 张笑然，郭延红，万 鹏，曹振恒（延安大学化学与化工学院，陕西 延安 716000）摘摘 要要：对现实化工生产装备缺乏全面和系统的了解，是化工专业毕业生适应企业生产环境的主要障碍。化工装备产品样本资源是展示本行业技术装备水平的重要窗口，具备在教学中应用的潜力。本文探索了此类资源教学应用的方式，并根据资源库建设以及教学应用的经验，探讨了此类资源在专业教学中的作用和意义。关键词：关键词：化工装备；产品样本；专业教学 基金项目：基金项目：延安大学教学改革研究项目“化工装备产品样本资源平台的构建及在实践性课程教学中的应用探索”，YDJGYB19-19；延安大学博士教师科研启动项目“新型生物反应器的研制与分析及在发酵产衣康酸菌株选育中的应用”，YDBK2018-58 化学工程与工艺专业毕业生的工程素养和工程实践能力是检验本专业学生培养质量的核心指标。教育部积极推进的新工科建设，十分注重专业教学内容与现实工业领域的紧密结合1，并在新工科建设“天大行动”中提出了引入“产业和技术的最新发展”，建成“满足行业发展需要的课程和教材资源”的行动指南2。工业装备是一项技术实现工程化、规模化和产业化的基础，也是学生对化工专业的认知从书本知识的层次上升到现实生产实践层次的显著“瓶颈”之一。特别是在“工业 4.0”、“中国制造 2025”的时代背景下，化工行业的新装备层出不穷，自动化、信息化、智能化水平不断提高，高校亟需为学生搭建一个持续更新，紧跟行业前沿，能够反映生产一线装备实际情况的系统化的新型学习资源平台。1 1 化工装备产品样本的特性及其教学应用价值化工装备产品样本的特性及其教学应用价值 产品样本（Product catalogue），是指生产商或销售商为推介产品或宣传企业形象而制作的书面或电子资料3,4，有产品目录、样册、广告、企业名录等多种类别3。纸质样本主要通过行业展会、书籍和期刊插页等形式传播；电子样本可用通用搜索引擎或专业数据库检索获取5。样本通常包含装备的工作原理、用途、性能、主要技术指标等深层次的技术信息，形式灵活多样，图文并茂，信息可靠，是化工企业选购装备的重要依据，在化工专业教学中也具有重要的应用价值。首先，样本中的装备信息直观、形象、易读，教学效果将优于传统的示意图。例如苏尔寿集团（）、浙江扬子江泵业有限公司（www.yzj.cc）等企业样本中的化工泵彩色三维渲染图、爆炸图和实物照片等，是对化工原理、流体输送机械等课程内容的良好阐释与补充。其次，样本中的装备产品种类丰富，覆盖面宽。例如瑞典拉尔森公司（）专用于输送高纤维含量淀粉浆的 GLF 型离心泵，以及专用于输送富含泡沫淀粉浆的 GLSD 型离心泵。再次，样本也是化工行业发展状况的窗口。例如浙江新创兴科技有限公司（）的“高效旋转精馏机”，重庆中创鼎新智能化节能技术有限公司（）的“EPET 外源动力强化换热系统”等新型装备，都能在产品样本中得以展示。总之，规模化、系统化的产品样本库将成为传统教材中装备知识的有力补充，在专业教学中发挥重要作用。然而，将装备产品样本用于化工专业教学的工作，目前国内外仅见少量报道，主要涉及样本的收集整理方法，及其作为教学补充资料的初步应用6,7，尚未见规模化建库和系统性应用的报道。2 2 化工装备产品样本在教学中的应用模式初探化工装备产品样本在教学中的应用模式初探 样本库的建设，应具备系统性、综合性的特征，库容量应有较大规模。样本来源以展会为主，同时综合利用其他媒介广泛收集。样本的分类，应更贴近生产实践，例如化工工艺设计手册8对于单元设备的分类方法。此外，样本库的持续更新是其可用性的关键前提，管理者应密切关注行业动向，及时补充新资源。样本库在理论课教学中，适合作为经典教材的补充，利用样本中的实物照片、彩色渲染图、视频动画等内容，加深学生对现实装备的理解，同时也可利用样本信息拓展学生的知识面。可以由教师讲解，也可由学生课前自学并在课上探讨。在实践性教学环节和化工设计竞赛中，可引导学生从样本库中选取节能、环保、技术先进的新型设备，以强化学生的相应理念。在实验教学中，化工装备样本对于所用教学设备的结构与功能的教学也有积极作用。样本库还具有拓展功能，例如可为机械工程、工业自动化等其他工科专业的教学提供支持。鉴于其广告属性，也可用于市场营销专业的教学。此外，样本库也可为企业界提供设备选型和采购的便利，有助于促进校企交流合作。需要注意的是，在使用化工装备产品样本作为教学资源时，应充分尊重企业的知识产权，指导教师应严格审查，严教学与改革教学与改革 DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.121336 张笑然：化工装备产品样本在专业教学中的应用探索 禁违反学术规范的行为。此外，在学生对样本信息进行参阅和引用时，指导教师还需帮助学生辨识其中的广告性语言，避免在学生作品中出现带有商业色彩的评述。3 3 化工装备产品样本资源平台的建设及其教学应用的初化工装备产品样本资源平台的建设及其教学应用的初步实践步实践 本团队在延安大学化学与化工学院初步建设了“化工装备产品样本资源平台”。样本主要来源为 2019 第十一届上海国际石油和化工技术装备展览会，2019 第七届上海国际生物发酵产品与技术装备展览会，2021 中国环博会（上海）和 2021 中国国际制药机械展览会（青岛）等行业展会，总收藏数 1100 余册，其中展会来源占 90%以上。平台以纸质样本上架展示为主，电子样本和音像资料为辅（图 1）。平台还将二维码标签和条码扫描仪用于样本的管理，以提高管理效率。另外，为强化学生的安全、环保与节能意识，平台设置专柜着重展示。样本分类参考 化工工艺设计手册8，并根据实际教学需要增补、调整，已涵盖 26 个大类。图图 1 1 化工装备产品样本资源平台化工装备产品样本资源平台 为提高平台资源的针对性，向本校化工、能源化工两个专业的三、四年级本科生发放调查问卷合计 224 份，量化统计学生了解现实化工装备信息的需求。结果显示（图 2），学生对于课上学习过的设备（常规反应设备、换热设备、精馏设备等）了解意愿较高，但对行业中大量应用，课程中较少涉及的设备（搪玻璃反应器、微反应器、工业色谱、水力旋流器）了解意愿较低。可见，学生视野的拓展，兴趣的培养，求新意识的建立，都需要引导和启发，教师需要主动向学生渗透现实装备的信息。此外，学生对安全设施与装备、环保装备的了解意愿都较高，这说明平时教学中向学生传递的安全、环保知识和理念已初见成效。问卷方式为不记名投票，其中三年级 124 人（黑色），四年级 100 人（灰色）。每类装备限选一项：“非常需要”记5 分，“有用但非必需”记 3 分，“不需要”记 0 分。纵坐标为该组学生给分均值，横坐标为类别号：1，釜式反应器；2，管式反应器；3，固定床反应器；4，流化床反应器；5，微反应器；6，生物反应器；7，搪玻璃反应器；8，搅拌设备；9，精馏设备；10，吸收设备；11，萃取设备；12，换热设备；13，真空设备；14，阀门；15，化工仪表；16，节能新型设备；17，蒸发设备；18，工业色谱；19，过滤设备；20，工业离心机；21，膜分离设备；22，气液分离设备；23，液液分离设备；24，旋风（液）分离器；25，储罐与容器；26，干燥设备；27，泵；28，压缩与膨胀设备；29，固体物料设备；30，管件与管材；31，安全设施与装备；32，环保装备。0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.01 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132学生了解意愿分值学生了解意愿分值装备类别编号装备类别编号 图图 2 2 学生对化工装备了解意愿的调查结果学生对化工装备了解意愿的调查结果 本平台自启动建设以来，已为三届毕业设计和“全国大学生化工设计竞赛”提供支撑，学生从样本库中选取了微反应器、磁悬浮压缩机、陶瓷膜过滤装置、节能型发酵培养基连消装置、三效蒸发器、渗透汽化膜装置、模拟移动床色谱等多种新型设备，提升了作品质量。在生物化工、化学反应工程实验等课程教学中，也利用平台的样本资源加深了学生对现实装备的认识，对提高学生的工程素养发挥了积极作用。例如，笔者在教学实验“膜分离制备纯水”中，将卷式膜组件的样本资料用于膜组件结构和管道流程的讲授，为促进学生理解设备的复杂结构提供支撑，收到了理想的教学效果（图 3）。图图 3.3.用于教学的卷式膜组件照片用于教学的卷式膜组件照片 （拍摄于 2019 第七届上海国际生物发酵产品 与技术装备展览会）在后续的教学应用中，本团队将持续充实样本库，并在本专业毕业生和设计竞赛参赛队中全面推广使用本平台资源，对平台资源进行更深入的挖掘和归纳，提炼更多对专业课教学有价值的信息，逐步实现 （下转第（下转第 334334 页）页）334 周资凯：大庆市环境空气污染特性分析 举报或向环境民事法院起诉施害企业或个人。4.2.3 预警机制构建 地方政府有必要注重环境污染预警机制构建，对重污染日预警给予充分重视，制定应急管理预案，适时演练，一旦需要迅速启运，以便极端环境事故发生后能迅速介入处置。强化重度污染以上级别的环境污染事件公众预警，为此，可以将相关知识、技能提供给公众，引导公众一方面合理规避污染物伤害，另一方面全面监管重度污染情况。4.2.4 政策实施与监管机制完善 政府主管机构应全面履行环保职能，注重地方环保制度体系设计与完善，强化重点排污单位监控，促其加大环境治理投入，保持生产与环保同步推进。基于政策宣教持续培育公众环保理念与意识养成，倡导低碳绿色环保生活、学习和工作模式。5 5 结结 论论 本研究全面分析了大庆市2015年2020年间大气质量变化发展趋势及环境污染物的时间变化特征，明确了当地空气污染的首要污染物。大庆市生态环境空气条件质量一直保持处于稳中、向好的发展趋势，这与近年多以来大庆市政府深入推进我市空气污染综合防治升级工作的战略重点和引导人民干部群众更加迫切地注重清洁低碳绿色环境资源保护的生产方式息息相关。参考文献参考文献 1 王宇霞.长治市 2021 年第三季度环境空气污染特征分析J.山西化工,2022,42(01):261-263.2 王浙锋,傅雄,陈志诚.环境空气污染监测点的布设研究J.绿色环保建材,2021(10):41-42.3 王梦璇.石家庄市大气环境 VOCs 污染特性分析与控制对策研究D.河北科技大学,2019.4 孔佩慧,周治君,Galliano A,等.严重空气污染环境下颗粒物在人毛发表面粘附及其对毛发表面特性的影响J.中华皮肤科杂志,2018,51(01):81-82.5 郭霄,李彦鹏,张燕茹.西安市校园室内环境空气细菌和真菌的污染特性/2013 中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)C.2013:1358-1363.（上接第（上接第 336336 页）页）_ 收录资源的动态化、系统化，使用方式的多样化，管理模式的开放、友好，为提高教学质量提供持续支撑。参考文献参考文献 1 教育部高等教育司.关于开展新工科研究与实践的通知（教高司函20176 号）A/OL.2017.http:/ 肖焕忠.图书馆开展产品样本资料搜集和利用的可行性分析J.情报杂志,2007,26(4):151-153.4 刘莉.浅谈高校图书馆的产品样本情报J.哈尔滨学院学报,1998(4):152-153.5 重庆尚唯信息技术有限公司.尚唯全球产品样本数据库OL.2021.http:/ 刘天军.产品样本在机械设计课程教学中的应用J.常州工学院学报,2002,15(4):82-84.7 宗凤英.高校馆应重视产品样本的收集管理J.津图学刊,1996(3):91-92.8 中石化上海工程有限公司.化工工艺设计手