过程装备的工程材料课程教学探讨

2022-02-25 好文

  过程装备工程材料课程作为工程装备和控制工程专业的必修基础课,主要讲解过控专业的材料理论和工程技术,由于其在内容方面与传统的机械专业比较相似,专业的特性不太突出,使得教学内容的作用与价值有限。因此,探讨工程装备工程材料课程的教学内容,对提高其课堂教学质有着积极的意义。

  1紧扣专业知识特点,构建专业知识体系

  虽然过程装备工程材料课程的教学内容主要为机械类,但是其多涉及到压力、高低温和腐蚀等工艺情况,在材料应用方面和传统的机械制造有很多不同之处。例如在过程装备工程材料课程中,讲解了黑色金属在机械零部件、腐蚀工况与压力容器等工况下的应用;在复合材料、有色金属、高分子与陶瓷等性能与应用方面,过程装备工程材料课程着重强调其用材特殊性,如高分子材料的耐腐蚀性等。在机械制造中,着重讲解了工艺设计与工件选材,以及不同工程材料在行业中的应用,如化工行业等。过控专业知识体系与传统的机械专业并不相同,过控专业教学主线主要为压力管道、耐腐蚀构建、耐温构件与压力壳体等,而传统的机械专业教学主要为机械部件的用钢,如果在过程装备工程材料课程的教学采用机械专业知识的框架结构,学生无法建立过程装备工程材料课程的知识框架,也不利于课程选择正确教学材料。过控专业的课堂教学内容与教学大纲需要摆脱机械专业的框架束缚,紧扣过控专业的特点,帮助学生构建专业知识体系。由于工程材料主要应用于过程装备,所以在机械零部件的用钢方面,需要突出化工机械零部件的重要性,而轴承和弹簧钢不是重点,过程装备的用钢框架应以耐腐蚀、高低温和压力壳体的用钢等为主构成框架。材料性能也需要强调过控专业特点,如耐腐蚀、耐高温及焊接性能等,以便于学生更好地理解与掌握。过程装备工程材料课程的教学内容复杂且分散,名词与概念术语较多,课时也有限,所以在教学内容的组织上需要构建完善的体系框架,以免使学生感觉主次不分,课程的系统性不强。教师可以依据材料共性与特性、基础与应用之间关系,合理构建体系框架。例如在讲解高分子材料时,教师需要先讲解其使用时的共性,如刚度、温度上限、强度与耐腐蚀上比钢铁较低;讲解不同的`高分子材料时,需要着重突出材料特性,如PA耐磨特点,以及F4、PP与PVC温度时的使用上限等。

  2紧扣专业课程特点,掌握基础理论知识

  过程装备工程材料课程与机械设计、机械制造和材料力学等课程在教学内容上有部分重叠,例如与材料力学课程中的拉伸实验等存在重叠情况;与机械制造中工艺性能存在重叠情况等。这些课程中包含的工程材料教学内容主要有如下特点:

  ①每个课程中的工程材料无法自成体系,只重点讲解与专业有关的内容;

  ②工程材料的教学知识深度与广度有限,只是从课程对象需要的材料性能出发,并没有进行材料学方面的讲述,学生无法真正理解;

  ③材料性能与应用对象的特性结合比较紧密,学生比较容易理解。为了平衡好过程装备工程材料课程与其他课程之间的关系,起到其应有的作用,教师需要在教学中做好三个方面的工作:其一,构建过程装备工程材料教材基本框架,帮助学生明确教学内容与基础知识,将各专业课程中分散的知识有机结合起来。其二,教师需要在工程材料教学中把握专业特点,注重基础知识与材料理论的讲解,帮助学生真正选择教学内容时的本意,为学生的后续学习打下坚实的基础。例如对于压力壳体的用钢需要满足低碳要求的原因,教师需要指导学生从过程装备和材料学等不同角度进行分析,而不仅仅只是让学生了解压力壳体的化学成分、性能与用钢牌号。教师通过这样的讲解,既可以突出工程材料专业的特性,又可以帮助学生更好掌握基础知识,提升学生学习的兴趣。其三,教师需要注重工程材料与其应用对象之间的相互结合。在过控专业的课程体系中,工程材料主要是为其他的课程提供工程材料方面的知识,以便可以帮助学生实现按照机械设备的化工工艺、设备型式及规格等,合理选择工程材料,并通过对材料性能的分析,实现整机设计的目的。学生只有在进行工程材料的学习时,了解其应用对象,并把握应用对象与课程之间交叉的程度,才能真正明确工程材料方面的问题,并做好材料工程与后继课程的深入学习。

  3结束语

  总之,在过程装备工程材料课程的教学中,教师只有打破机械专业的用材体系,构建过程装备工程材料课程用材的体系框架,注重突出过程装备工程材料课程的专业特性,让学生明白材料性能与材料选择的关系,并注重课程与工程材料的应用对象相互结合,才能真正让学生明白按照标准与经验选材的原因,为学生后续专业课深入学习工程材料方面知识打下良好的基础。

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