新工科背景下環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計的改革與探索

新工科背景下環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計的改革與探究〔〕:

摘要：為提升環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才質(zhì)量、適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)需求，開展環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計改革與探究。學(xué)生4至5人為一組，針對三廢污染處理工程某一詳細實例開展綜合設(shè)計訓(xùn)練。借助"云課堂";等信息化技術(shù)手段，學(xué)生自主查閱標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)資料；組內(nèi)學(xué)生分工合作，在工藝計算根底上，進展工藝流程圖繪制、關(guān)鍵環(huán)保設(shè)備設(shè)計校核及施工圖繪制、附屬設(shè)備及管線閥門儀表設(shè)計、經(jīng)濟性和社會性評價，繪制設(shè)備三維圖，撰寫設(shè)計說明書，制作辯論PPT并進展小組辯論。通過訓(xùn)練，進步了學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)查閱運用才能、設(shè)計計算及繪圖才能、團隊協(xié)作才能、以及綜合運用多學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的才能。相關(guān)經(jīng)歷和措施可在相近工科專業(yè)的綜合設(shè)計教學(xué)過程中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)保設(shè)備工程；專業(yè)綜合設(shè)計；本科教學(xué)

本文引用格式：孫治謙,王振波,劉兆增,等.新工科背景下環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計的改革與探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(81):57-58+120.

2022年2月以來，教育部積極推進"新工科";建立，先后形成了"復(fù)旦共識";、"天大行動";和"北京指南";。有別于傳統(tǒng)教育形式，"新工科";人才培養(yǎng)具有前瞻性、創(chuàng)新性、通寬性、穿插性、開放性和理論性的顯著特點[1-3]。中國石油大學(xué)〔華東〕環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)于2022年正式招生，迄今已有五屆畢業(yè)生。在新工科背景下，積極開展環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)形式、課程體系和理論體系的改革與探究，具有深遠的意義[4-5]。

一傳統(tǒng)專業(yè)綜合設(shè)計教學(xué)存在的問題

專業(yè)綜合設(shè)計是環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的必修課，是培養(yǎng)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)學(xué)生工程意識和環(huán)保設(shè)備設(shè)計根本才能的重要理論教學(xué)環(huán)節(jié)。課程要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，選擇三廢污染處理工程某一詳細實例進展綜合設(shè)計訓(xùn)練，使學(xué)生掌握環(huán)保工藝道路選擇及環(huán)保設(shè)備設(shè)計計算方法，全面培養(yǎng)學(xué)生查閱和運用標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料的才能、設(shè)計計算才能、繪圖才能、設(shè)計說明書的撰寫才能、團隊合作和協(xié)作才能，進步學(xué)生的創(chuàng)新意識以及獨立分析和解決復(fù)雜工程問題的才能。

然而，傳統(tǒng)的專業(yè)綜合設(shè)計教學(xué)存在以下問題：

一班一題，題目多年不變，學(xué)生大都參照往年的說明書和圖紙模板進展設(shè)計和抄圖，缺少獨立考慮和探究環(huán)節(jié)；設(shè)計內(nèi)容以設(shè)備的構(gòu)造設(shè)計為主，缺乏工藝與設(shè)備的關(guān)聯(lián)性；缺乏附屬設(shè)備、管線、閥門、儀表設(shè)計與選型環(huán)節(jié)，學(xué)生只注重設(shè)計單體設(shè)備，缺乏成套裝備設(shè)計觀；設(shè)計時所涉及的專業(yè)知識較為單一，不能到達多學(xué)科知識的綜合運用、穿插交融；學(xué)生之間、師生之間缺乏協(xié)作交流，整體教學(xué)效果不佳。

可見，傳統(tǒng)的專業(yè)綜合設(shè)計教學(xué)形式，已經(jīng)遠遠不能適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)需求。因此，開展環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計教學(xué)與考核形式的改革與探究，對于全面提升學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)查閱運用才能、設(shè)計計算及繪圖才能、團隊協(xié)作才能、綜合運用多學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的才能、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和復(fù)合型高素質(zhì)人才意義重大。

二環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計的改革與探究

〔一〕改革思路

1.變整班式教學(xué)為分組式教學(xué)，學(xué)生分組開展設(shè)計工作，組內(nèi)成員之間明確分工、協(xié)作互助，充分培養(yǎng)學(xué)生工程意識、自學(xué)才能、創(chuàng)新思維才能；進步學(xué)生運用AutoCAD、SolidWorks等現(xiàn)代工程工具進展工程繪圖的才能；培養(yǎng)學(xué)生借助信息技術(shù)工具查閱、運用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料的才能；進步學(xué)生運用所學(xué)專業(yè)知識開展方案論證與比照、準(zhǔn)確分析所提出解決方案對社會、環(huán)境、法律、經(jīng)濟等相關(guān)因素影響的才能。

革新教學(xué)形式，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用?環(huán)境工程原理?、?機械設(shè)計根底?、?工程力學(xué)?、?工程流體

力學(xué)?、?工程熱力學(xué)?、?壓力容器設(shè)計?、?泵與風(fēng)機?、?環(huán)保設(shè)備設(shè)計?、?環(huán)境工程學(xué)?等多學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的才能，促進多學(xué)科知識的穿插交融。

3.加強過程考核，對學(xué)生的設(shè)計進度和教學(xué)效果進展實時評價反響，及時優(yōu)化教學(xué)方法；增加小組辯論環(huán)節(jié)，強化學(xué)生的溝通交流、語言表達和思辯才能，進步學(xué)生的團隊合作和協(xié)作才能。

〔二〕學(xué)生分組與選題

教師結(jié)合自身科研經(jīng)歷，針對三廢污染處理工程某一詳細實例擬定題目，如"電脫鹽污水除油多管式旋流器設(shè)計";、"重油催化車間濕法脫硫系統(tǒng)設(shè)計";、"煉化企業(yè)污水處理車間加壓溶氣氣浮系統(tǒng)設(shè)計";等。為確保分組公平性，學(xué)生按照學(xué)業(yè)成績蛇形排序、分組，4至5人為一組，每組設(shè)組長一名。不同組的設(shè)計題目不同、所設(shè)計的環(huán)保設(shè)備類型不同；同組成員的設(shè)計題目一樣、工藝參數(shù)不同，所設(shè)計的環(huán)保設(shè)備類型一樣、規(guī)格尺寸不同，既便于同組成員的合作交流，又能保證組內(nèi)每位成員的設(shè)備設(shè)計過程可以相對獨立的完成。

〔三〕教學(xué)形式

環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計共4周，共分三個階段，詳細的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)詳見表1。

第一階段〔約0.5周〕：教師主講，說明專業(yè)綜合設(shè)計的根本要求、課程目的、考核要點、紀律要求；針對專業(yè)綜合設(shè)計原那么、設(shè)計根據(jù)、設(shè)計步驟、主要設(shè)計內(nèi)容、主要設(shè)備及選擇、圖紙構(gòu)成及制圖要求、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和方法等進展專題講座，為學(xué)生順利開展設(shè)計工作奠定根底。

第二階段〔約3周〕：學(xué)生以小組為單位，組內(nèi)成員之間明確分工，在教師指導(dǎo)下，根據(jù)給定的設(shè)計選題和設(shè)計任務(wù)書，完成工藝方案分析比擬、工藝設(shè)計及計算、工藝流程及設(shè)備選型、環(huán)保設(shè)備設(shè)計及校核、附屬設(shè)備/管線/閥門/儀表選型、施工圖的繪制與技術(shù)要求的編寫、經(jīng)濟性和社會性評價以及設(shè)備三維圖建模。設(shè)計過程中，要求學(xué)生借助"云課堂";等信息化技術(shù)手段，自主查閱標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)資料，組內(nèi)成員充分討論、合作互助、共同完成設(shè)計任務(wù)。

第三階段〔約0.5周〕：各組成員撰寫、完善綜合設(shè)計說明書；各組在組長組織協(xié)調(diào)下，制作辯論PPT并進展辯論。

〔四〕考核方式

采用多手段結(jié)合的考核方式，加大過程考核力度，更加全面的反映學(xué)生在綜合設(shè)計期間的表現(xiàn)。成績組成包括：平時表現(xiàn)〔包括出勤、小組討論和交流、師生交流、周進度階段考核、組內(nèi)自評等，占總成績的30%〕；圖紙質(zhì)量〔包括圖紙標(biāo)準(zhǔn)性、圖紙工作量、設(shè)備三維模型準(zhǔn)確性等，占總成績的30%〕；設(shè)計說明書質(zhì)量〔包括說明書撰寫標(biāo)準(zhǔn)性、計算準(zhǔn)確性、評價分析正確性等，占總成績的20%〕；小組辯論〔包括辯論PPT的制作、辯論陳述、答復(fù)以下問題情況等，占總成績的20%〕。

通過上述改革與理論，環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計教學(xué)質(zhì)量得以大幅度提升，學(xué)生的工程意識、自學(xué)才能、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的查閱和運用技能、工程繪圖才能、團隊協(xié)作才能、綜合運用多學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的才能得到了顯著進步。

三結(jié)語

在新工科人才培養(yǎng)的背景下，開展環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)綜合設(shè)計改革與探究，變整班式教學(xué)為分組式教學(xué)，組內(nèi)成員充分討論、合作互助，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大幅進步；革新教學(xué)形式，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的才能，促進多學(xué)科知識的穿插交融；加強過程考核，對學(xué)生的設(shè)計進度和教學(xué)效果進展實時評價反響，及時優(yōu)化教學(xué)方法；采用平時表現(xiàn)、圖紙質(zhì)量、說明書質(zhì)量以及小組辯論的多維度考核方式，更加全面、客觀的反映學(xué)生在綜合設(shè)計期間的表現(xiàn)。上述改革與理論成效顯著，相關(guān)經(jīng)歷和措施可在相近工科專業(yè)的專業(yè)綜合設(shè)計教學(xué)過程中借鑒，具有重要的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻

【1】肖榮輝,王愛景,孔佩伊.新工科建立背景下"三創(chuàng)";教育體系構(gòu)建與施行[J].教育探究,2022(2):69-73.

【2】劉吉臻,翟亞軍,荀振芳.新工科和新工科建立的內(nèi)涵解析兼論行業(yè)特色型大學(xué)的新工科建立[J].高等工程教育研究，2022(3):21-28.

【3】彭慧春,李繼清,宋曉漓.新工科背景下