化工課程設計范文

導語：如何才能寫好一篇化工課程設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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整合兩門課程設計的可行性

化工原理課程設計是對化工原理課程中學到的單元操作進行工藝設計，主要有泵、換熱器、塔、干燥器等，通常由教師提出給定生產任務，學生查閱文獻資料后在教師的指導下完成，提高了學生的工藝計算能力；化工設備課程設計在化工設備設計課程結束后開設，主要進行設備的選材、強度及穩度設計，學生由教師指定工藝條件與參數，完成設備的結構、強度和穩度等的設計，提高了學生的化工設備設計能力。兩門課程設計的開設使學生初步掌握了化工設備設計的過程與方法，幫助了學生完成從理論到實際的轉變，對培養學生的工程實踐能力具有不可替代的作用。

為了培養學生的整體設計思想，需要將兩門課程設計進行有效整合。近年來，不少教師作了將這兩門課程設計整合的嘗試，貴州工學院的何焜等給學生安排進行了換熱器和蒸發器的工藝與設備的全設計，使學生對換熱器和蒸發器的設計全程、步驟與要求有了較全面的了解。南京工業大學的蔡銳等對整合兩門課程設計進行了有益的實踐。我們在學生的課程設計中安排了換熱器、精餾和吸收塔設備的工藝設計和機械設計，取得了較好的效果。

將兩門課程結合在一起的實踐說明了將兩門課程設計進行整合是可行的。但在整合過程中還存在一些問題，如設計課題大多還是虛擬課題，有些常見的單元設備如蒸發器、萃取器、干燥器等的設計指導資料不足等。

對課程設計整合的思考

課程安排要合理，化工原理與化工設備設計應在同一學期結束，化工原理課程設計與化工設備課程設計時間的安排要銜接。兩門課程的任課老師要統籌考慮課程設計，從選題、設計的進行、設計的指導等方面互相溝通協調，兩門課程設計的題目相同而要求不同，在設計結果上，化工原理課程設計要求出工藝條件圖，而化工設備課程設計要求出設備裝配圖。兩門課程的任課教師協調一致有利于培養學生的整體設計思想。

在課題的選擇上，設計課題要盡量貼近生產實際，最好就是化工企業生產的一個具體單元，由于有實際的設備做參照，完成這樣的課題可以提高學生的成就感和學習的積極性。課題來源于生產實際的另一優勢是有利于學生在課程設計完成后從理論的正確性、技術的可行性、操作的安全性、經濟的合理性等方面與實際對照，幫助學生查找不足，初步樹立“優化設計”的工程觀。

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1．1將工程設計引入化工原理課程設計教學實踐以往的課程設計環節存在著題目選擇范圍窄，并且多年來一成不變的問題。例如目前各高校普遍選擇板式精餾塔設計或換熱器設計作為課程設計題目，計算步驟較為雷同，相關教材上例題較多，學生只需依葫蘆畫瓢，難以避免相互之間的抄襲現象，這在很大程度上抑制了學生的學習熱情。將工程設計引入化工原理課程設計也是該實踐教學近年來改革的一種方式。這種方式通過選擇與工廠實際和科研需要相結合的設計題目，打破了以往的傳統設計框框，讓學生在真實的題目中完成課程設計的教學任務。雖然將工程設計引入化工原理課程設計提高了課程設計的難度，使學生面臨更大的挑戰性，但通過搜集和查閱大量的研究資料，合理確定設計方案，不斷地克服困難，大大提高了學生的學習興趣，使學生覺得自己所設計的內容并不是無用的。這種方式使學生通過感受工程設計工作的繁雜，發現自身的不足，明確了今后的努力方向。

1．2學生自主式選擇課程設計題目以往的化工原理課程設計的選題通常是教師在課前即已將學生分好組，并將準備好的幾個課題分給學生，讓他們按照要求進行設計。學生只能聽從教師的分配，沒有自，無論對自己的課題是否感興趣都要去完成，使得很多學生抱著完成任務的態度進行課程設計，很大程度上抑制了學生的學習熱情。開放式的教學模式很好地解決了這一問題。指導教師只需要將工廠實際和科研需要地設計題目的背景、特點、主要思路等問題向學生交代清楚，使學生明確設計題目的意義和難度，學生自主選擇設計內容。但需要注意的是，在課程設計真正開始之前，學生首先要提出課程設計的思路和設計方案，指導教師需充分預估學生所選課題的難度和工作量是否既滿足課程設計教學大綱的基本要求，又名副其實地能夠完成工程開發項目的一部分工作，同時還要考慮學生的實際水平和完成能力，保證學生在指定的時間內提交一份完整的設計文件，既保證工作量飽滿，同時又能夠達到培養學生的目的。

1．3學生自主安排課程設計時間以往的課程設計通常是在指導教師的督促下，學生被動地坐在教室里進行設計。因為學生都是初次參加課程設計，對課程有一個了解和熟悉的過程，往往都是設計之初摸不著頭腦，剛剛熟悉一點以后，設計時間馬上就要到了，還要加班加點甚至熬夜完成，設計結束以后，同學們普遍反映，如果再設計一次肯定會做得更好。這種現象造成學生對課程設計理解不深，設計結果不理想。開放式的教學模式打破這一常規，采取學生自主安排課程設計時間的方式，指導教師只需確定最后完成時間即可。但要注意，為了保證能夠在指定時間完成設計內容，指導教師需在真正的設計周開始前幾周即將學生的設計任務布置下去，并且讓學生明確自己的設計計劃，在課下有一個較長的準備時間。

1．4建立自主開放式的成績評定方法對于一門課程，學生往往對成績十分關注，這不僅代表了他們對一門課程的掌握程度，教師的認可程度，同時也反應了自身的努力程度，因此學生十分關注成績評定的公平性。對于化工原理課程設計這門實踐性教學來說，以往的成績評定方式通常是根據學生最后上交的設計圖紙和說明書來評定，沒有統一的標準，導致成績評定不夠公平公正，難以調動學生的主觀能動性，設計過程中缺乏鉆研精神，設計內容缺少創新和亮點。開放式的成績評價模式更關注學習過程以及學生的情感、態度、行為的變化，公平公正地給予學生達到學習目的程度的評價，有效地促進學生發展。開放教學評價體系采取多個環節綜合考核，將各個環節考核比重合理分配進行成績評價。設計項目書、平時成績(出勤率)、課堂討論、項目的創新性、答辯等權重合理分配，分配比例分別為40%、10%、10%、10%和30%。這樣就可以保證學生切實有效地按計劃進行，實實在在地對設計任務的各方面進行考慮。這些指標體系或許不能完全體現課程教學中學生表現的各個方面，但有較強的代表性，總體上能夠反映學生對化工設備設計思想的把握、專業知識運用技能、創新能力和總體效果，使學生在設計過程中能有明確的參照標準。

2改革中應當注意的兩個問題

2．1任課教師的工程實踐經驗和理論知識水平近10年來，我國高校在校學生人數跨越式增多，而相應的師資隊伍建設導致高校青年教師比例不斷擴大，而青年教師普遍較缺乏工程實踐經驗，指導學生的能力尚要不斷提高。建立開放式的化工原理課程設計實踐課程要求有高素質的教師，不僅要具備為培養高素質人才而努力工作的高度責任感，更要盡量達到相應的專業水平和技術水平。為學生開設開放型課程設計的教學，要求教師涉及的知識面更加寬廣，在工程設計中所涉及到的各個領域的問題能夠全方位地指導，主觀上要求加強自身的專業學習，不斷積累經驗，同時教學部門領導在客觀上應提供多渠道、多層次、全方位的進修機會，保證開放式教學計劃的正常實施。

2．2自主開放式實踐教學的保障措施開放式實踐教學涉及到課程計劃的安排、指導教師工程項目的支持以及與企業間的良好溝通等問題，而這些教學條件不僅是建立開放式課程設計教學的前提，也是確保教學質量、激發學生學習熱情的外在因素。除此之外，建立開放式課程設計教學模式，無疑使得指導教師工作量增加，工作時間延長。如何合理地安排指導教師人數，如何合理考慮他們的崗位津貼，如何建立科學高效的管理體系，既是調動教師教學積極性最現實的問題，也是建立開放式課程設計教學長期健康發展的基本保證。因此，學院各級領導的重視和支持是建立開放式課程設計教學的有力保障。

3初步的實踐效果

從實施效果來看，這種自主開放式的化工原理課程設計模式的建立和實施，能充分調動學生的積極性，使學生的學習主動性和使命感大大增強，極大提高了學生應用理論知識解決實際問題的能力，同時理論基礎也得到了很好的鞏固和強化。總的來說改革是成功的，但也存在需要改進和完善之處，例如新的課題一般資料均不全，在設計時間有限的情況下，收集資料方面的困難成為突出的問題。這需要指導教師做好前期的準備，掌握資料來源，給學生介紹各種設備的特點，進行技術經濟指標分析。改革后的設計過程，對教師和學生都是一種學習過程，學生對新知識的興趣提高了，教師對教學與科研內容的理解也加深了，充分挖掘了師生兩方面的潛力。

4結語

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關鍵詞:化工原理課程設計;翻轉課堂;線下課堂;課程評價

化工原理課程設計是化類專業本科學生在完成了化工原理課程學習后的一門強化實踐課程，主要內容是對化工生產過程的單元操作進行實踐性設計［1－2］。通過該實踐課程，不僅可以提高學生工程計算能力、解決復雜工程問題的能力和創新能力，而且還可建立學生的經濟意識，培養團隊精神［3］。因此，化工原理課程設計是工科化類專業非常重要的本科教學環節。化工原理課程設計實踐環節與理論教學脫節現象嚴重，導致許多學生對要設計的單元操作計算、公式查閱、標準查閱一知半解、甚至完全脫離國標規范。為提高化工原理課程設計的教學質量，我國化工原理課程一線教師進行了大量的探索和實踐，并已經取得了有益的成果［4－7］。但由于歷史和現實原因，化工原理課程設計仍然普遍存在學生積極性不高、參與度差、設計效果差等問題［8－10］，導致該課程的目標達成度偏低。如何提高化工原理課程設計的教學效果，實現課程的目標達成度，是高校有關老師需要解決的熱點問題。

1翻轉課堂的內涵及其與化工原理課程設計的融合點

翻轉課堂又稱“顛倒課堂”，其宗旨是將學習的主動權交給學生。從2007年翻轉課堂的概念被正式提出以來，其發展勢頭如燎原之勢，迅速從美國發展到全世界，從基礎教育到高等教育領域，成為教學改革的熱點［11－13］。翻轉課堂教學模式體現了教育的人性化［14］。翻轉課堂的教學原則是先學后教，教師主要對學生進行個性化輔導。化工原理課程設計的特點是分散設計為主，集中授課為輔，并且注重交流合作，因此翻轉課堂模式在教育人性化上與化工原理課程設計是高度融合的。翻轉課堂模式強調學生在課堂中交流討論、分享知識和思路，從而激發學習的積極主動性［15］。現階段化工原理課程設計的主要問題之一是學生參與的積極性不高，因此采用翻轉課堂模式能較好彌補化工原理課程設計的缺點。再次，翻轉課堂突破了傳統課堂時間空間的限制，這較好克服了傳統化工原理課程設計課堂上教師輔導時間短、知識量大的矛盾。基于此，筆者嘗試在化工原理課程設計實踐課程中采用翻轉課堂教學模式，摸索合適的教學方法和手段，以提高化工原理課程設計教學效果，促進教學改革，并引來他山美玉。

2翻轉課堂模式在化工原理課程設計教學中的具體實施措施

筆者根據多年的教學經驗和化工原理課程設計的課程目標，結合翻轉課堂的特點和優勢，將化工原理課程設計教學過程分解為以下模塊。

2.1線上教學

目前有關化工原理課程的慕課建設已經比較普遍。為了充分利用這些資源，筆者直接引進國內名校的有關化工單元操作設備設計和計算在線課程作為網絡教學資源進行線上學習。如在換熱器設計和精餾塔設計部分，筆者選擇了蘭州大學嚴世強教授在智慧樹上的開放課程《化學工程基礎》作為教學資源供學生學習。嚴教授授課嚴禁認真、邏輯性強，多媒體課件直觀形象，學生接受度高。同時，筆者還選擇了天津大學在中國大學MOOC上的《化工原理》作為教學資源。該開放課程適應性強，可充分滿足不同專業學生的需要。此外，筆者自己還制作了有關塔設備、換熱設備的結構、工藝計算、設備計算的動畫視頻，并上傳至網絡云盤中，供學生在傳統課堂之前進行學習。學生可以根據自己學習能力自主制定學習計劃和進度，反復學習，加深理解，并重點標識難點和疑問。

2.2課堂集中教學

翻轉課堂要求課中師生之間保持良好互動。筆者在學生完成線上視頻學習后，再根據化工原理課程設計的課程目標和知識點，將課程內容分解，采用基于問題為中心的教學模式。每一部分內容都圍繞一個問題展開教學，以學生討論為主，并提出解決方案［16］。如對于換熱系統的設計任務，筆者先將課程內容分解為傳熱面積的估算、換熱管長及管數的計算、殼體內徑的計算、組件的選擇、換熱器的核算和換熱器結構幾大部分。每一部分都設置一個中心問題，并分別安排獨立一個單元時間集中講解，學生在解決迷惑后，再進行分散討論，形成最終的解決方案，保障課程設計的質量。對于學生在線上學習的個別問題，采用一對一的方式在課中解決。在精餾塔設計課程中，筆者在將課程分解為工藝計算、結構計算、機械計算、流體力學性能核算、輔助部件選型等部分。對于每一部分，筆者也都安排獨立單元時間講解，并留出充分時間由學生思考討論，在形成自己的解決方案后再進入下一單元的學習。

2.3線下設計

在完成視頻學習、集中講解的基礎上，筆者給每位學生安排了內容不同的設計任務。如針對換熱器課程設計，筆者分別安排了不同原料溫度、不同冷卻溫度、不同流量、不同換熱器形式的設計任務，使每位學生均有獨立任務，避免相互抄襲。針對精餾塔的設計，筆者給每位學生布置了乙醇－水體系、正戊烷－正己烷體系的分離設計。同一體系要求產品純度不同、產量不同、精餾塔形式不同。在設計過程中，學生只能互相合作，難以生搬硬套。在共性的設計問題上，要求學生分工協作，互相討論。如在精餾塔課程設計中，計算內容涉及物料衡算、熱量衡算、相平衡關系與傳遞速率、主要設備結構設計與附屬設備選用等，計算量大，往往涉及非線性方程組求解及非平衡級的計算，手算較難完成，因此在設計過程中要求學生采用計算機、練習使用各種計算軟件編程完成設計計算。筆者鼓勵學生之間互相幫助，必要時組成幾個計算小組共同編程完成設計計算。在制圖過程中，為培養學生在今后實際工程設計中的計算機能力，筆者鼓勵學生采用Aspenplus、PROII、AutoCAD軟件繪制設備圖、工藝流程圖和模擬結果。在制圖階段，筆者安排幾位已掌握AutoCAD軟件的學生在課堂上為全體學生講解該軟件的使用方法和竅門。

2.4課后評價和反思

化工原理課程設計是考查課程，目前常用的考核方法是平時表現+說明書+圖紙質量+答辯。如何科學合理評價課程的學習效果，也是提高化工原理課程設計質量的關鍵。在化工原理課程設計采用翻轉課堂模式，有助于建立更為科學的線上與線下相結合的考核體系。利用線上平臺，可以客觀、高效反映學生線上學習的情況，為更合理評價學生的平時表現提供了科學依據。同時，線上平臺可以實現自我評價、生生互評、教師點評，構建多元的綜合評價體系，改革傳統的化工原理課程設計考核系統。線下評價仍然是必要的考核手段。結合翻轉課堂和信息化輔助教學手段的應用，筆者增加了計算機應用能力考核。如在裝配圖和流程圖繪制中，筆者鼓勵學生采用Aspenplus、PROII、AutoCAD軟件繪制。課后反思，持續改進是翻轉課堂教學的特點。根據課程評價結果，學生可以反思是否已經達到預期的學習效果，探索原因，提升學習能力。教師也可以根據課程總的考核結果，反思課程目標是否已經達成，如果某一部分沒有達成，應該從哪些方面加以完善，從而有目的的加強教學，持續改進教學效果。

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關鍵詞：輕化工設備與設計；教學改革；高校

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）02-0027-02

“輕化工設備與設計”課程是一門研究與輕化工相關的工業生產建設過程的課程，它包括研究選擇技術上可行、經濟上合理的工藝路線，完成相關的化工計算和設備的選型，以及進行科學的管道布置設計和合理的工廠布局設計等內容，是將實驗室研究成果轉化成工業生產的必經步驟。通過對該課程的學習與訓練，可增強學生的工程意識，培養學生樹立正確的設計思想和實事求是精神，嚴謹負責協調創新的工作作風和基本設計技

能，提高綜合運用所學知識分析、解決實際工程問題能力。因此，眾多高校將“輕化工設備與設計”課程列為教學計劃的主要內容，是輕化工程專業的主干課程之一。

“輕化工設備與設計”課程涉及的專業基礎知識覆蓋面廣，理論與實踐聯系緊密，學生在學習過程中感到枯燥乏味，導致學習效果差。本文根據課程內容和特點對實際教學過程中存在的問題進行分析討論，并通過筆者近幾年的教學經歷提出幾點改革意見。

一、“輕化工設備與設計”課程的特點

“輕化工設備與設計”是根據一個化學反應或過程設計出一個生產流程，并研究流程的合理性、先進性、可靠性和經濟的可行性，再根據工藝流程及條件選擇合適的生產設備、管道及儀表等，進行合理的工廠布局設計以滿足生產的要求，工藝專業與有關非工藝專業進行密切設計合作，最終使這個工廠建成投產[1]。該課程主要講授工藝流程設計、化工計算、輕化工業設備設計與選型、車間布置設計、管路布置設計、非工藝專業設計等內容，其中涉及物理化學、化工原理、化工O備、化工熱力學和輕化產品合成與分離等相關專業知識[2]。課程內容復雜多樣，具有知識面廣、知識點多，理論與實際緊密聯系的特點，設計結果直接關系到企業的產品質量、安全生產、經濟效益等方面。因此，“輕化工設備與設計”是一門綜合性、實踐性和應用性都很強的專業課，并與國家政策、行業標準、市場需求等領域密切相關。

二、“輕化工設備與設計”課程教學現狀

通過近幾年的實際教學，筆者認為目前在“輕化工設備與設計”課程的教學過程主要存在以下問題。

（一）學時少，內容多

教師在課堂教學時間里主要講授相關內容、標準和規定，與學生缺乏充分的交流互動，導致學生在短時間內不能理解掌握足夠的設計知識，難以滿足教學大綱規定的教學要求。

（二）方法單一

課堂上，教師從頭講到尾，多采用板書與多媒體的方式，內容枯燥，不能充分調動學生的興趣，學生的學習效率不高。

（三）理論課時多，實踐課時少

“輕化工設備與設計”課程是與工程實際結合最緊密的課程之一，但目前的教學安排中單純的理論課占據了絕大部分課時，缺乏足夠的動手實踐設計時間，導致學生無法對課程有良好認知，在學習過程中很難做到理論聯系實際，進而無法很好地運用所學知識解決實際設計問題，更談不上對學生工程實踐能力的培養，難以滿足教學要求。

（四）教師實踐指導弱

我國高校中現任教師很多都是研究生畢業直接進入教學崗位，他們具有豐富的理論知識，擅長科學研究，但由于他們沒有進過企業，很少參與實際工程設計，因

此缺乏足夠的實際設計經驗，對學生設計過程中遇到的問題不能及時解決，而且在教學中缺少工程思維和工程方法的傳授，使理論和實際脫節。

（五）考核方式簡單

據調研大部分學校該課程多以平時成績結合期末考試成績作為評價學生學習效果的指標，但由于期末考試成績占綜合評定成績的比例高達80%―90%，而該課程又具有較強的實踐性，因此，這種單一的卷面考核方式過于片面，導致一些學生忽略對平時的學習，在考前突擊復習，以應付期末考試，所以難以對學生的學習效果做出公平公正的判斷。

三、“輕化工設備與設計”課程教學改革的建議

針對該課程教學中目前存在的上述問題，為適應新形勢下對輕化工程專業人才的需求，需要對該課程現有的教學方式進行改革，使學生能夠將理論學習和實踐設計相結合，提高綜合設計能力。筆者根據幾年教學實踐，提出改變教學方式、加強實踐環節、完善考核方式、提高教師水平等建議[3-5]。

（一）改變教學方式

“輕化工設備與設計”課程是一門涉及多個學科知識領域的綜合性課程，在教學中要改變傳統教學過程中“教師主動教，學生被動學”的填鴨式教學方式，應發揮學生的主觀能動性，采用靈活多變的教學方式，如拋錨式、討論式、自學式等。

針對課程課時少的現狀，教師要合理安排時間，重視備課環節，搜集典型工程設計實例，將工程實例與課堂內容相結合，突出重點難點。筆者采用“先實例，后講解”的拋錨式教學方式，在每章開始就給出一個涉及本章內容的實例，然后從這個例子出發逐步引出本章的理論內容。實踐證明，這種方式明顯激發了學生主動學習的欲望，課堂上學生主動尋找實例中涉及的概念或知識點，并發現問題探索解決辦法，這樣就提高了課堂效率，增加了學生對知識的感性認識，強化了學生對知識的理解，使理論很好地與實踐結合。

（二）加強實踐環節

“輕化工設備與設計”課程是實踐性較強的課程，因此，加強實踐設計環節勢在必行。筆者在學校完善課程體系建設之際，提出了增加該課程的設計學時的建議并被采納。實際設計環節中，筆者結合生產實際和科研項目，將學生分為每五人一組，每組安排一個不同的設計題目，幾乎涵蓋了“輕化工設備與設計課程”所學全部內容，整個設計過程分為幾個階段與理論教學穿行，使學生在“學習中設計、設計中學習”，學以致用，設計完成之后安排1―2學時進行匯報點評，這樣極大地提高了學生的學習興趣，培養了學生分析、合作、交流、溝通的能力，真正做到了理論聯系實際，收到了極佳的教學效果。

生產實習也是理論聯系實際的重要載體之一，是提高學生工程意識和實踐能力的重要手段。結合包頭本地實際，筆者帶領學生進入制藥、釀酒、生物質加工等企業進行生產實習。通過實習，學生可以熟悉相關產業的實際生產流程、工藝路線及設備等。生產實習是學生對“輕化工設備與設計”課程內容的深化和提高，學生通過實習能夠進一步提高其工程意識。

（三）完善考核方式

考核是教學活動的重要環節，通過考核可以衡量學生對知識的掌握程度和應用能力，同時也能夠反饋教師的教學效果。考核方式的選取及考核結果的好壞對學生有重要影響，在某種程度上也能夠指導他們的學習方

式。基于“輕化工設備與設計”課程具有知識多、涉及面廣和實踐性強的特點，單一的期末理論課考試方式不能全面真實地反映學生對課程內容的掌握與應用程度，因此往往也不能對學生成績做出公平公正的判斷。為了體現實踐性教學在該課程教學中的作用，培養學生樹立正確的思想和實事求是的精神，提高學生運用所學知識分析、解決實際問題的能力，筆者建議采用靈活多樣的考核方式以最大程度地提高學生的主觀能動性。

在實際教學過程中，筆者將該課程的考核方式確定為“平時成績+課程設計+期末考試”的形式。其中，平時成績占20%，包括出勤情況、課堂表現、回答問題、作業完成情況等，根據一學期情況綜合評定。課程設計占30%，根據每位學生在設計過程中的表現，小組上交的設計作品及最后報告質量給分。期末考試占50%，采用閉卷的考核方式，主要考查學生對設計的基本概念、原理、程序及內容的掌握程度，根據卷面成績給分。

通過以上考核方式的改革，首先，學生的課堂表現更加積極認真，更加注重平時的學習，解決了為應付期末考試而突擊背書的問題。其次，課程設計的引入，提高了學生實際動手設計的能力，體現了該課程學以致用、實踐性強的特點。最后，學生通過撰寫說明書和繪制設計圖紙，進一步強化了學生對相關辦公軟件和繪圖軟件的應用，提高了他們的計算機使用能力。

（四）提高教師水平

一門課程教學效果的好壞與教師的整體水平密不可分，這一點對于涉及多個知識領域的“輕化工設備與設計”課程顯得尤為突出。該門課程不僅要求任課教師具有較強的理論水平，同時還要求其具有較強的動手和實踐經驗。因此，首先應提高教師的理論水平，鼓勵教師繼續進修，提高業務水平。其次，發揮老教師教學設計經驗豐富的特長，通過傳、幫、帶的方式培養和提高青年教師的教學能力，建立可持續發展的教學團隊。最后，采用“走出去、請進來”的方式，鼓勵教師特別是具有較高學歷卻缺乏實際設計經驗的青年教師，深入企業生產一

，參與工程設計，必要時可聘請有豐富理論與實踐經驗的設計人員來校參與課程教學或開展講座。

總的來說，“輕化工設備與設計”課程是一門具有較深專業理論知識和較強動手實踐的課程，對教師業務能力要求較高。學生通過對該門課程的學習，能夠鞏固專業基礎知識，提高綜合應用知識的能力和水平，培養其創新意識和工程意識。因此，筆者結合自己的教學經歷提出幾點建議，同時還有必要不斷地對該課程的教學進行改革和探索，如此才能為學生走向工作崗位奠定堅實基礎，最終達到課程學習的目的。

參考文獻：

[1]婁愛娟，吳志泉，吳敘美.化工設計[M].上海：華東理工 大學出版社，2002：1-21.

[2]張穎，郝東升.化工設計[M].呼和浩特：內蒙古大學出版 社，2002：9-15.

[3]陳循軍.《化工設計》課程的教學探討[J].廣東化工， 2009，（8）.

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關鍵詞：：獨立學院；化工設計；教學改革

化工設計是將一個系統（如工廠、一個車間或一套裝置等）全部用工程制圖的方法，描繪成圖紙、表格及必要的文字說明，也就是把工藝流程、技術裝備轉化為工程語言的過程。化工設計是一門綜合課程，需要四大基礎化學知識，同時還必須具備化工原理、化工熱力學、化工機械設備基礎、化工儀表及其自動化、化學反應工程等各專業知識，其內容多，覆蓋面廣，實踐性極強。

河北聯合大學輕工學院是一所工科院校，化學工程與工藝專業主要為工業分析和煤化工兩個方向，畢業生的就業方向大多以煤化工領域為主。因此，將化工專業基礎設計課程與煤化工的知識穿插結合，加強化工專業基礎設計課程建設和實踐教學改革，能夠為培養具有較強實踐能力和創新精神的煤化工應用人才，奠定良好的基礎。此外，為加強學院的品牌建設，加強學院化工專業畢業生的實踐能力和適應能力，開展化工設計課程的實踐教學改革是十分必要的。

一 獨立學院開展化工設計課程教學存在的問題

1.目前，絕大多數高校為適應"厚基礎，寬口徑"的高等院校育人教育新模式的要求，將化工設計這門課定義為工程實踐類課程，但實際運行過程中大部分高校由于專業課學時的壓縮，普遍僅為32學時[1]。高校專業課程都有一定程度的可是壓縮，造成課程學時有限，難以滿足課程教學要求。教師在授課過程中往往依照理論課程的方式來講述，條條理論多，上機練習少，仍然講授一些設計的規定，通則、物料衡算和能量衡算等內容，使工程實踐性質流于形式，不利于學生動手能力的培養，更談不上工程能力的培養，常此以往不但影響學生工程能力的培養，而且也不利于教師教學能力的提高。目前，許多高校對此進行了一些改革探討。例如浙江大學吳嘉老師在講述化工設計課程時，每次盡一個小時的講解，其余大多數時間讓學生設計案例，以此來推動學生的學習興趣和工程能力的訓練，取得了較好的學習效果。

2.由于大多數學生高考第一志愿選擇不是化工專業，而是從其它專業調劑過來，從入學時就對化工不感興趣，覺得化工廠大多在郊區，工作環境差，待遇不高，有毒有害物質比較多，比較排斥化工專業的學習，許多學生覺得以后不愿從事化工行業，學得好不好都無所謂，得過且過心態嚴重。加之，課程中各類規定和國家準則、規范較多，內容較為枯燥，更使得學生的學習積極性較差。

3.化工設計課程具有實踐性。因此化工設計課程的教學也應分為理論教學環節和實踐環節。但大部分高校都未安排課程的實踐環節。導致學生在課程學習中與實際結合不夠緊密，無法對課程有良好的認知能力。

4.獨立學院的大學生作為我國大學生的重要組成部分，既有一般大學生的共性，也有自身特點[2]。獨立學院的生源質量偏低，學生的學習能力和自我管理能力也相對較差。特別是在綜合素質方面，學生的綜合實驗能力和工程實踐能力水平與一本、二本高校相比存在較大差距。如果在化工設計課程教學過程以"教師為主"傳統教學模式來進行授課時，會更容易導致學生感到課程枯燥無味，無法發揮學生的主觀能動性；學生僅僅是被動的接受一些概念的理論知識來應付考試，難以提高學生的工程設計能力，因此，達到預期的教學效果更是難上加難。

二 化工設計課程教學改革的幾點建議

1.加強理論課程教學模式轉化，注重學生工程觀念培養。

化工設計的理論課程教學主要講授化工設計的基礎知識和基本技能，包括工藝流程設計、物料和能量衡算、設備的選型和計算以及車間布置設計等與實踐密切相關的內容，教授的對象是已具備較強能力和自學能力的高年級大學生，這些教學因素決定了在化工設計理論教學中可以采用靈活的復合式教學模式。改變傳統過程占主導地位，過于強調學生性接受學習的教學模式，引入發現式、啟發式、自學式、掌握式等教學模式[3]。比如，在化工設計課程中，學習化工設備圖、設備布置圖、管道布置圖的相關制圖規范條款時，可給出典型的設計案例要求學生設計描

圖。通過描圖，讓學生很快的熟悉工程制圖中各個圖例和符號表示的意義，了解各類制圖規范，轉變學生被動接受的學習模式。

工程觀念是指從工程實際的角度思考問題和解決問題。化工設計是理論聯系實際非常緊密的一門課程，在教學過程中應把書本知識與生產實際過程相結合，使學生在掌握基本理論知識的同時，學會應用理論解決實際問題。這符合工程觀念培養化工人才的目的。作為一門應用學科，化工設計課程教學中應時刻重視培養學生的工程觀念，以培養工程觀念為導向，結合化工設計課程自身綜合性特點，在化工設計理論課程的講授中，應充分重視設計實例與理論知識的結合。從設計實例出發，結合開展課堂下的討論，激發學生的學習積極性，增強學生實際應用能力。

2.利用現代化手段，培養學生理論聯系實際的能力。

工科學生應該具備一定的計算機應用能力，而這種能力的培養不只是單純的學習某門課程，而是要將計算機知識真正用到解決實際問題上，更好利用現代化手段科學地解決專業問題[4]。計算機應用是《化工設計》課程教授的一部分，目前，化工設計有相當大比例的工作需要依賴于計算機技術，例如autocad、aspenplus、pro（ii）、smart3d等。獨立學院的學生盡管基礎較差，但是具有較強的動手能力，同時，在計算機操作上具有濃厚興趣。但是，在化工設計課程學時教學安排上往往忽略了計算機教學這一點。因此，在教學安排中應加大計算機軟件教學的比重，不僅可以提高學生動手能力和理論聯系實際的能力，而且還可以調動學生學習的積極性，促進基礎知識的掌握和理解。例如，利用化工單元仿真模擬軟件，使學生掌握典型工藝的流程和典型設備的配置，使學生熟悉操作流程，清楚各個單元的操作原理，對實際設備有了感性的認識。利用aspenplus、pro（ii）等軟件，使學生明確塔、換熱器等化工設備的具體構造和應用范圍。

3.充分利用資源 開展多方位立體化實踐教學。

學校的資源相對比較豐富例，如紙質和電子版的圖書、專業期刊，開放式的網絡課程教學，教師可通過布置設計任務，使學生通過利用各類資源完成作業，豐富專業知識。學校與多家煤化工企業合作，建立了化工專業實踐基地，授課教師可依據實際情況講解實際典型案例，并在課外課程實踐環節當中，帶領學生從授課案例深入分析，使學生加深理解，增強學生理論聯系實踐能力，掌握煤化工方向主要工藝設計和車間布局，為今后畢業從事煤化工專業工作奠定基礎。

此外，結合獨立學院學生實際情況，在課程教授過程中建議實施小組教學法和項目教學法進行教學[5]。小組教學法即通過將學生分成討論小組，教師布置設計任務后，小組成員通過團隊合作，群策群力，解決實際問題，培養學生團隊協作和溝通的能力。項目教學法即通過典型化工設計項目的分析，從項目的設計任務書撰寫、工藝流程設計、工藝計算及車間布局設計等，使學生由實戰中掌握基礎知識，提高學習能力。

三 結束語

通過上述方法的改革與實踐，學生能夠把化工設計理論知識與實際生產知識有機結合起來，達到綜合素質提升的目的，提高了動手能力和解決問題的能力，培養了團結協作精神和創新精神，同時，對授課教師素質的提高也起到了積極的作用，促使教師不斷拓展知識面，更新和補充相關實際生產知識。化工設計課程的教學改革還任重道遠，需要不斷的實踐和探索。

參考文獻

[1] 韓生，高峰.淺談化工設計課程教學改革[j].廣州化工，2010.38（12）：262-263.

[2] 張艷，郭正虹，程捷.獨立學院化工課程設計實踐教學改革[j].廣州化工，2011.39（11）：158-160.

[3] 劉輝，葉紅齊.化工設計類課程教學改革的幾點措施[j].高校論壇，2008，6（3）.

篇6

關鍵詞：工作過程；精細化工生產技術；課程建設

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）12-0089-02

高等職業教育以培養高端技能型人才為目標，更應注重學生社會適應能力和創新能力的培養。我院應用化工技術專業自2003年招生以來，根據人才培養的需要適時開設了《精細化工生產技術》這門課程。通過近十年的建設，該課程在培養學生的動手能力、創造能力及綜合實踐能力方面起到了非常重要的作用，特別是兩輪項目化教學改革的實施大大提高了學生學習的積極性和主動性，培養和鍛煉了學生的實踐能力、分析能力、合作能力和解決問題的能力。

課程定位

《精細化工生產技術》是應用化工技術等相關專業重要的職業核心課程之一。通過對典型精細化工產品工藝路線的分析與選擇、催化劑的選擇與使用、生產設備的選擇、生產工藝流程的組織、生產操作及控制，生產異常現象及故障排除的形式來組織教學，培養學生的職業核心能力、專業能力和社會能力，使其逐步成為具備較強實際工作能力的化工類可持續發展的高端技能型人才。

課程目標

能力目標 能檢索各種文獻資料并加以處理；能根據現有的資料制定出產品的小試方案；能運用各種單元反應的原理分析產品生產中的影響因素，優化小試工藝條件；能選擇合適的藥品、輔助材料等原材料，并能對各種原材料是否合格進行判斷；能正確進行投料和卸料；能合理選用實驗室的儀器設備，并安裝、調試；能根據小試方案組織實驗室制備，并能及時發現和分析生產過程中的問題，提出具體的解決方案；能選擇合適設備對制備的中間產品、粗產品進行分離提純等；能使用常規分析方法和實驗室常用分析儀器對中間產品、粗產品、產品進行檢測，實現對小試過程的質量監控；能對實驗過程中產生的“三廢”進行無害化處理；能正確收集和整理實驗數據，并能根據數據處理結果對小試實驗進行正確的判斷；能根據小試過程擬定出合理的產品工業化生產方案，并能對所設計出的方案進行綜合評價；能利用所學知識改進現有工藝和優化配方等。

知識目標 熟悉檢索相關文獻資料的方法和途徑；掌握磺化、鹵化、還原、酰基化、烷基化、氧化、縮合等單元反應的反應機理，掌握其反應規律及特點；理解“7S（整理、整頓、清潔、清掃、素養、節約、安全）管理”的內涵，并能在實驗過程中自覺遵守；熟悉實驗室常見事故和應急處理辦法等；掌握精細化工實驗（實訓）室常用的設備如電動攪拌器、加熱裝置、離心分離機、真空泵等的使用方法；熟悉過（抽）濾、蒸餾、萃取、重結晶、分餾等單元操作的原理；掌握旋轉粘度計、旋光分析儀、阿貝折光儀、分光光度計、熔點測定儀等常規分析儀器的使用方法；了解實驗數據的記錄、收集與處理的方法；熟知實驗室及企業生產車間防火防爆防毒害等防范方法及措施；熟悉常用精細化工過程放大的方法和原理；理解配方原則和生產工藝條件確定的方法；熟悉生產原材料的選用原則和檢測方法；熟知物料的處理方法和加料方法等。

素質拓展目標 通過任務驅動、項目引領、工作過程系統化的教學模式，學生具備較強的職業素養，為將來在企業從事的化工操作、化學檢驗、生產控制與管理等工作崗位打下堅實的基礎。具體包括以下內容：培養學生信息獲取和處理能力；在項目實施過程中形成培養學生的自學能力及與人合作精神；培養學生節約、環保、低碳、成本意識；培養學生具備安全第一、預防為主的安全意識；通過“7S現場管理”使學生養成規范管理的意識；在實驗數據、現象記錄及報告書寫時，體現出誠信、規范意識和實事求是、科學嚴謹的工作作風；在實訓操作過程中培養學生膽大心細、愛崗敬業的工作態度；小組分工合作培養學生的團隊精神和合作意識；通過項目匯報答辯培養學生的語言表達能力、與人溝通的能力和應變能力；讓學生學會認真傾聽別人談話，不隨意打斷別人說話，體現出尊重他人、文明禮貌的素質；培養實事求是、客觀公正地評價自己的能力，學會批評與自我批評，具有一定的承受能力和迎接挑戰的意識；培養和提高學生的綜合能力和綜合素質，使之能理論聯系實際，具有創新意識等。

課程內容的整合

根據能力和知識目標的要求，我們把課程內容進行了知識結構的整合與重構，將原來理論知識體系下的章節內容整合為四個項目，選擇了四大典型精細化學品的生產過程作為載體實施教學。

項目一：表面活性劑——十二烷基苯磺酸鈉的生產。通過項目實施，學生掌握表面活性劑的特點及分類，化學結構與性能，學會認識與選擇原料，掌握磺化工藝特點及常用磺化工藝，能夠根據工藝選擇合適的生產設備及條件控制，制備出產品并進行必要的質量檢測。項目二：增塑劑——鄰苯二甲酸二丁酯的生產。通過項目學習，學生了解合成材料助劑的分類、常用助劑品種及典型產品（鄰苯二甲酸酯類增塑劑）的合成原理，學會認識與選擇原料，確定合成路線，掌握酯化反應基本原理，選擇合適的酯化工藝并根據工藝正確選擇生產設備及設備條件控制，制備出產品并進行必要的質量檢測。項目三：食品抗氧劑——丁基羥基茴香醚的生產。通過項目實施，學生掌握食品添加劑的特點及分類，常用食品添加劑的作用原理及合成工藝，學會認識與選擇原料，確定綠色合成路線，掌握工藝特點并能夠根據工藝選擇合適的生產設備及條件控制，制備出產品并進行必要的質量檢測。項目四：乳膠涂料的生產。通過項目學習，學生了解涂料的定義、組成及分類，熟悉常見涂料的品種及乳膠涂料的配制方法，掌握乳液聚合的基本原理及工藝方法，學會認識配方各種原料的性質與作用，合理選擇生產設備及設備條件控制，制備出產品并進行必要的質量檢測等。

教學組織實施

本課程是基于工作過程系統化的課程設計，教學組織與實施也應區別于傳統的教學模式。在教學過程中我們以“研究性學習”的教育理念來指導和組織本課程的教學，以學生為教學主體，調動學生的學習積極性，給出生產任務，以典型精細化學品的生產引導學生課堂理論學習，課程的系統性與講課的發散性兼顧，讓學生充分領略到精細化工領域的生機與活力。

必要的理論知識講解 基于工作過程的項目化課程教學實施注重學生職業能力的培養和技能水平的提升，但并不能因此忽略理論知識的學習，因為項目的實施需要必要的理論知識支撐。但理論知識講什么內容、怎么講、講多長時間等問題需要教師認真思考。項目實施過程中所涉及的最主要內容、核心工藝及學生自己難以自學的內容等需要教師在課堂上認真講解。筆者在《精細化工生產技術》項目化教學實施過程中，將每一個項目實施過程中所需要的知識點一一列舉出來，篩選出最核心內容、學生不易掌握的內容及典型工藝在課堂上講解，以利于學生順利完成整個項目。例如，項目一“十二烷基苯磺酸鈉的生產”，我們將表面活性劑的結構、磺化工藝原理及常用的磺化工藝及特點介紹給學生，其余內容要求學生自學，在“必需、夠用”原則的指導下進行集中理論講解，為項目的完成奠定了基礎。

重視學生實踐動手能力的培養 傳統的教學方式是以實驗教材為中心的套管式教學，不能給學生更多動手機會和動腦時間。采用項目化教學，學生不再拘泥于實驗教材，通過廣泛查閱資料，優選工藝制定小試方案，并以小試方案為依據，組織實驗室產品制備，根據實驗室制備過程優化工藝條件，選擇合適的工藝、合理的設備給出產品的工業化生產方案。

凸顯教學中學生的主體地位 學生參與度高是項目化教學改革的一大特色。在項目實施的每個階段須要學生向教師及其他人分別展示自己的作業、產品、方案等。我們在教學過程中安排學生將項目小試方案、制備出的產品、工業化生產方案等進行介紹和展示。匯報過程也是學習過程，學生在匯報時允許其他人評論并提出不同意見，通過思想的碰觸，經常能夠迸發出很多新觀念、新方法，更有一些書本上不曾涉及的內容，需要教師和學生共同學習解決。

建立科學合理的考核評價體系 科學的考核評價體系有利于學生學習積極性的提高，有利于提高教學效果、提升教學質量。本課程主要考核學生的工作態度和團隊協作精神及完成任務的質量、數量，采用產品評價制，以平時項目考核為主，期末理論考試為輔的考核方法。將考核評價設計為兩部分：過程性評價+終結性評價，期中過程性評價分為教師評價（課堂匯報+實訓操作+項目完成報告）、小組評價及自我評價；終結性評價包含自主項目評價及知識考核（考試）兩部分，與傳統的一張試卷定成績的考核方式相比更加合理。

《精細化工生產技術》以典型精細化工產品為載體，呈現真實的生產過程。教學中強化學生理論聯系實際的能力和自學能力。學生的學習目的性更強，積極性更高，通過小組內的分工與合作加強了學生的團隊精神。學生的文獻檢索能力、辦公軟件應用能力、工程技術能力、語言表達能力、應變能力、自我探究能力和實驗技術能力均得到了很大程度的提高。通過畢業生反饋發現，學生到企業后上手快，能適應生產技術發展的需要，并為學生將來的可持續發展打下良好的基礎。總之，項目化教學改革中需要進行不斷創新與總結，善于發現、思考、解決問題并將研究成果應用到教學過程中，從而全面提升教育教學質量。

參考文獻：

[1]姜大源，熊熙，尹洪.工作過程導向的高職課程開發探索與實踐[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]吳雨龍.多元化教學方法提升高職課程教學質量——以《精細化工生產技術》課程教學為例[J].廣西輕工業，2009（6）.

[3]陳群.基于工作過程的高職精細化學品生產技術專業課程體系構建[J].職業技術，2010（7）.

[4]姚小平.《精細化工生產技術》教學改革探索與實踐[J].廣西輕工業，2011（1）.

[5]徐懷春，劉俊，趙寧東.有機化學及實驗精品課程建設研究[J].廣東化工，2012（12）.

[6]許金星，畢浩娟.“IC版圖設計及應用”課程項目化教學總結[J].中國對外貿易（英文版），2012（4）.

[7]朱曙光.高職《數字測圖》項目化課程的實施總結與思考[J].科技信息，2010（21）.

[8]陳小中.高職課程項目化實施教學效果分析與總結[J].福建電腦，2011（5）.

篇7

Abstract： The optimization design is the problem that should be considered in the design of equipment. Based on value engineering， this article discuss the value as the evaluation criterion of the device reliability optimization design.

關鍵詞： 價值工程；設備；可靠性；設計

Key words： value engineering；equipment；reliability；design

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）36-0056-03

1 概述

1.1 價值工程的基本式

一般考慮經濟效益時，凈效益是效益與成本之差，功能隱含在凈效益之中，這樣在追求凈效益最大化中，可能使功能處于不恰當的地位。

價值工程與傳統提高凈效益的活動的主要不同在于，將這種關系定義為[1-2]：

V=■（1）

式中：F為功能，C為成本，V為價值。

式（1）是價值工程的基本式。

價值工程的基本式的一般應用是：對研究對象，先通過專家打分得到F和C評分值或某種方式取得它們價值量，再轉為0-1上的無量綱值，最后算出V。如果V等于或趨于1，認為研究對象處于比較合適的狀態，不采取行動，否則要采取對應的行動。價值工程也可以用在方案評價選優上。面對不同的方案，在滿足需求的前提下，以價值V作為分析指標，進行方案選優[3-5]。實踐上，視功能為利益型的指標、成本為損失型的指標，價值工程將會得到更廣泛的應用。

1.2 基于價值工程的設備可靠性優化設計

視設備設計方案的可靠性為功能，該方案在壽命周期上的費用現值為費用，以對應的價值為分析指標評價設備之間的優劣。

可靠性是設備使用和設計中的一個重要指標，是設備設計者和使用者關注的重點之一，從而設備可靠性成為一個需要進行充分研究的領域。因此視可靠性為功能有其重要的實踐背景。為方便，以下稱基于價值工程的設備可靠性優化設計為設備可靠性設計。

2 設備可靠性設計模型

2.1 基礎數據

2.1.1 設備可靠性設計方案

設Ai為第i個設備可靠性設計方案，m為方案的

個數。

2.1.2 可靠性數據

可靠性數據是計算設備可靠性設計方案可靠性的必要數據。這種數據的給出形式不一，如可以以賦權圖的形式給出數據，也可以以圖、表結合的形式給出數據。

2.1.3 費用數據

費用數據由各設備可靠性設計方案壽命周期上的費用現金流量和基準折現率組成。

2.1.3.1 費用現金流量

取n為各設備可靠性設計方案的共同壽命周期。

方案Ai在壽命周期第t費用為：

c■■ t=0，1，…，n；i=1，2，…，m（2）

2.1.3.2 基準折現率。基準折現率為：

i■=i■ 評價層次為財務評價i■ 評價層次為國民經濟評價（3）

式中：i■為財務基準折現率，i■為社會折現率。

2.1.4 方案可行條件

方案可行條件是對設備可靠性設計方案可行與否的約束，其中至少包含設備可靠性設計方案的可靠性可行

條件。

2.2 分析指標計算

2.2.1 功能計算

Ai的功能按下式計算：

F■=■ i=1，2，…，m（4）

式中：pi為Ai的可靠性，據對應的可靠性數據算出。

2.2.2 成本計算

先計算費用現值，再確定成本。

方案Ai的費用現值為：

PCi（i0）=■c■■（P/F，i0，n）（5）

方案Ai的成本按下式計算：

Ci=■ i=1，2，…，m（6）

2.2.3 價值計算

方案Ai的價值為：

Vi=■ i=1，2，…，m（7）

2.3 方案優劣評價準則

按價值最大準則進行評價選優：

V■=■V■（8）

式中：i*對應最優方案A■。

2.4 確定實施的設備可靠性設計方案

實施的設備可靠性設計方案是可行且可靠性盡可能大的設備可靠性設計方案。

如果沒有可行的設備可靠性設計方案且必須進行設備可靠性方案設計，應進行設備可靠性設計方案的再設計、重新核定設置設備可靠性設計方案的方案可行條件，進行設備可靠性設計方案再評價，直至獲得可行設備可靠性設計方案為止；否則，放棄實施設備可靠性設計方案的確定。

3 計算示例

3.1 基礎數據

3.1.1 設備可靠性設計方案

設有A1和A2兩個設備可靠性設計方案，設備部件間相互獨立，其結構示意圖如圖1所示。

圖1中a、b、c和d為設備部件。

3.1.2 可靠性數據

3.1.2.1 可靠性約定

可靠性約定如表1所示。

3.1.2.2 各設備部件的工作概率

各設備部件的工作概率示于表2中。

一個可靠性約定對應兩個設備可靠性設計方案的項目方案。

分別以A1，k和A2，k代表可靠性約定（k）下的兩個項目方案。

3.1.3 費用數據

3.1.3.1 壽命周期

A1和A2的壽命周期均為10年。

3.1.3.2 費用現金流量

費用現金流量如表3所示。

3.1.3.3 基準折現率

基準折現率i0=ic=10%。

3.1.4 方案可行條件

設備可靠性設計方案可靠性基準值為0.888，無其它設備可靠性設計方案可行條件。

3.2 分析指標計算

3.2.1 功能計算

3.2.1.1 設備可靠性設計方案可靠性

可靠性計算中的兩個基本的設備要素關聯形式是串聯和并聯。圖1中b、c、d和e是并聯關系，a與它們串聯。

為便于計算，設置0-1變量如下：

x■=1 t工作0 t不工作 t=b，c，d，e（9）

這樣，根據（1）的約定，構造向量（xb，xc，xd，xe），它描述b、c、d和e這些并聯設備要素的工作狀態。

以pi（x）代表設備方案i并聯設備要素b、c、d和e中有x個工作的概率，則

pi（x）■ ■ [x■p■■+（1-x■）（1-p■■）

i=1，2；x=0，1，2，3，4（10）

又以p■■代表設備可靠性設計方案Ai，x在設備可靠性約定（x）下的可靠性，則

p■■=p■■1-■p■（t） i=1，2；x=1，2，3，4（11）

可靠性計算結果見表4。

3.2.1.2 設備可靠性設計方案功能

按式⑷計算各項目方案的的功能，結果示于表5中。

3.2.2 成本計算

3.2.2.1 費用現值

按式（5）計算各項目方案的費用現值，結果示于表

6中。

3.2.2.2 成本計算

按式（6）計算各項目方案的成本，結果示于表7中。

3.2.2.3 價值計算

按式（7）計算各項目方案的價值，結果示于表8中。

3.3 確定實施的設備可靠性設計方案

3.3.1 確定可行項目方案

根據方案可行條件得如下可行項目方案：

可靠性約定（1）和可靠性約定（2）下的項目方案均為可行方案，可靠性約定（3）和可靠性約定（4）下的項目方案均為不可行方案。

3.3.2 確定實施的項目方案

可行項目方案進入方案選優。

某種可靠性約定下的實施方案是對應的可行方案按式（8）確定出來的最優方案。

可靠性約定（1）下的最優方案為A1，1，可靠性約定（2）下的最優方案為A1，2，可靠性約定（3）和可靠性約定（4）下無實施方案。

4 小結

①在價值工程原理下討論設備的可靠性優化設計，是設備可靠性優化設計值得關注的一個方向，它與概率論、運籌學等學科密切相關，進行適當的交叉研究有助于形成較為合理的實施方法。

②可以對設備展開基于價值工程的可靠性優化設計，也可以對設備的若干部件展開基于價值工程的可靠性優化設計。

③可以在價值工程原理下，通過包含設備可靠性目標的多目標分析確定實施設備方案。

④注意相關數據的統計，為后續基于價值工程的設備可靠性分析服務。

⑤可靠性約定是設備可靠性優化設計中的重要因素，它既是計算設備可靠性設計項目方案可靠性的依據之一，也是形成設備可靠性設計項目方案的要素。

參考文獻：

[1]袁春陽.價值工程[M].北京：煤炭工業出版社，1985：3.

[2]路希逵等.價值工程[M].哈爾濱：哈爾濱船舶工程學院出版社，1993：2.

[3]劉新寶等.價值工程在軍用汽車選型中的應用[J].系統理論與實踐，2002（5）：132-137.

[4]婁近水.基于價值工程的電廠安裝起重機優化選型研究施工技術[J].2013（10）：65-68.

[5]熊源晨等.基于價值工程的主題公園項目選址決策模型研究[J].工程管理學報，2012，26（5）：28-33.

[6]許鵬輝等.機械工程可靠性優化設計[J].林業機械與木工設備，2012，40（1）.

篇8

通信工程專業相關聯專業課程可構建成四個課程集群，即“通信電子線路設計與制作”課程集群，“通信軟件設計與實現”課程集群，“信息與信號處理”課程集群，“現代通信技術”課程集群，做到每個課程集群內橫成層次，縱成序列。通過課程集群的建設，讓學生能夠循序漸進地獲得專業知識和專業技能的培養，建立完整有序的知識結構。

關鍵詞：

課程建設;教學內容;課程體系;教學改革

現代科學技術迅猛發展，邊緣學科和新興分支學科不斷涌現，特別是學科之間相互交叉、滲透、融合和大范圍雜交愈加頻繁，傳統上孤立、分裂的學科正在更高層次上走向綜合化和整體化。高校陳舊的教學內容及其結構體系已無法適應時代的要求，教學內容的整體化已成為時代的迫切要求[1]。課程集群是將教學計劃中具有相互影響、互動、有序的相關課程，進行重新規劃、設計、構建的整合性課程的有機集群。近年來，很多學校進行了課程集群建設，但其效果不如人意，究其原因，一是將課程集群理解為相關課程的簡單集合，課程集群內部缺乏條理和層級，合而不和；二是課程集群缺乏相應的整合型實驗或實訓課程，導致學生仍然只是學到了支離破碎的知識，無法構建完整的知識體系，也缺乏對應課程集群的實踐能力。針對上述問題，本文以湖南第一師范學院為例，圍繞“層次化”培養思路和“工程化”教育理念，探討了通信工程專業課程集群建設的思路。

一、以層次化培養思路構建課程結構框架

在每個課程集群內，各門課程應該具有一定的層次，遵循從易到難，從知識到技能的規律來構建課程集群的課程結構框架。否則，集群內的課程將會層次不清、功能不明，課程集群將成為相關課程簡單的堆積。基于“寬口徑、厚基礎、強能力、求創新”的教育理念，將通信工程專業學習的課程分為通識教育、專業教育、綜合教育及創新教育4個層次。

（一）通識教育層通識教育層包括人文科學、文化素質，體育健康，數學、物理、計算機類基礎性課程等。

（二）專業教育層專業教育層包括專業理論基礎知識和對應的實驗、實訓課程，是學生掌握專業知識、培養基本實踐能力，構建專業知識結構的重要環節。

（三）能力培養層能力培養層包括第二課堂、學科競賽、企業實訓等，實現學生個性化學習的目的。能力培養層主要是培養學生綜合運用所學知識解決問題的能力。

（四）創新教育層創新教育層包括理論及實踐教學中的創新環節、學術與科研活動。每個專業課程集群內都有專業教育層、能力培養層和創新教育層，做到每個課程集群都能自成體系，從而使得學生能夠循序漸進地獲得專業知識和專業技能的培養。

二、以工程化教育理念構建課程結構框架

現代高等工程教育應樹立“工程化”教育理念。從本質上講，科學技術是一種知識形態的、潛在的生產力，只有通過工程研究、設計、制造、施工等一系列的綜合創造和創新才能轉化為現實的、直接的生產力，才能實現其社會價值[2-3]。在傳統的教學中，教師是按照知識體系結構來組織課程內容的。而在實際工程開發中，開發人員是以“設計———仿真———試做———調試”的路線來進行研發工作的。因此，傳統的以知識為本位，以教學過程為主線，以教師為中心，以教材內容為主題的課程系統結構已經不適合“工程化”的教育理念。畢業生到了工作崗位后，在經歷一個較長的適應期后，才能熟悉和掌握職業活動的技術路線。因此，在課程集群內部課程結構框架構建中，需要打破傳統思維，突破以知識為本文的課程結構構建思路，構建以能力為本位，以職業活動為主線，以學習者為中心，以工程項目為主題的課程結構框架。在宏觀課程結構采取建構模式，中觀課程結構采取以職業能力為中心的課程模塊，微觀課程結構以職業活動過程為主線的項目課程為主。所構建的課程結構框架如圖1所示。圖1所示的課程體系結構框架綜合了“層次化”培養思路和“工程化”教育理念。首先，課程體系以知識模塊課程為起始，配合以對應多門知識模塊課程的綜合基礎實踐課程。通過知識模塊課程的學習，奠定學生的專業理論知識基礎。隨后，通過能力模塊課程及對應的綜合專業實踐課程的學習，培養學生的動手能力和工程素養。最后，每個課程集群以一門校外工程化實訓課程為結束，讓學生了解熟悉職業過程，更好更快適應社會對高級工程技術人才的要求。

三、通信工程專業課程集群建設

基于上述思路，將通信工程專業相關聯專業課程構建成四個課程集群，即“通信電子線路設計與制作”課程集群，“通信軟件設計與實現”課程集群，“信息與信號處理”課程集群，“現代通信技術”課程集群，如圖2所示：

四、課程集群化建設的制度探討

在構建好課程集群后，還需要進行以下工作：

（1）課程集群負責人的選拔和日常管理每個課程集群都應該配備一個具有較強實踐動手能力和工程素養的集群負責人，在日常教學管理、教研教改中起到帶頭人的作用。傳統的教學管理模式中，專業建設的負責人為系主任或者教研室主任。但一個專業內部往往有多個學科方向，彼此之間既相互關聯又存在特性。很難有一個教師的知識結構和能力能夠包含整個專業體系。而將學科建設的責任部分劃歸給課程集群負責人后，能夠更好地有針對性地完成學科建設和教研教改任務[4]。

（2）課程集群的實踐實訓平臺建設“工程化”的教育理念需要對應的實踐實訓平臺來支撐。“工程化”實踐實訓平臺是以“設計———仿真———試做———調試”為主線構建的，這就要求打破傳統的一門課程一個實驗室的構建方案，逼真模擬實際工程開發過程，探索全新的工程化實踐實訓平臺的構建。未來的實踐實訓平臺，可能是一個小型化的工廠或者一個小型化的研發中心[85。同時，要與企業聯合構建校外實踐實訓平臺，鼓勵教師與科技人員承接大型的工程項目，一方面使學校最新的科研成果能應用于企業界和工程界，另一方面能培養一支具有“工程化”能力和素質的教師隊伍，通過科研工作反過來促進“工程化”教學的深入。

參考文獻：

[1]吳中江,黃成亮.應用型人才內涵及應用型本科人才培養[J].高等工程教育研究,2014(2):66-70.

[2]吳添祖,鮑健強.現代工程教育思想:從“專業化”到“工程化”———兼論地方工業大學教育模式的選擇[J].高等工程教育研究,1998(1):23-29.

[3]王傳忠,楊玉春,何秀蘭,等.工程化：高等工程教育的戰略選擇[J].沈陽工業大學學報,2011(23):122-124.

[4]張偉娟,鄧翠華.課程負責人制與課程建設芻議[J].佳木斯教育學院學報,2014(2):213.

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關鍵詞：城鄉規劃；三年級設計課程；“職研教融合”；改革研究；河南理工大學

中圖分類號：G642.3

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）09025104

1 引言

國務院學位委員會辦公室、教育部2011年4月印發了《學位授予和人才培養學科目錄（2011年）》，將城鄉規劃學從原建筑學一級學科中拆分出來，標志著城鄉規劃學被正式提升為新的一級學科[1]。雖然城鄉規劃專業屬于工科門類，但是涉及的知識體系眾多，專業課程涉及工學（建筑學、風景園林、交通運輸工程、測繪科學與技術、土木工程）、理學（生態學、環境科學與工程、統計學、地理類、應用數學）、藝術學（設計學、美術學），以及社會科學（經濟學、社會學、政治學、法學、歷史學、管理學、心理學、哲學）等學科門類[2]。城鄉規劃專業設計類課程作為城鄉規劃專業的核心課程綜合了上述學科門類的相關知識，但是目前《高等學校城市規劃專業本科指導性專業規范》對于城鄉規劃設計類課程的教學組織沒有提出明確的規定，因此不同學校針對自己的辦學特色進行了學科定位和課程設置。

我國城鄉規劃專業多為五年制辦學，不少學校都是以三年級作為專業的過渡期，從之前的建筑學知識的學習轉向城鄉規劃專業的學習，因此研究三年級的規劃設計課程是很有必要的。為了提高河南理工大學建筑與藝術設計學院城鄉規劃專業的辦學質量，進一步做好城鄉規劃專業的本科教學工作，確定城鄉規劃專業的辦學特色，需要進行設計類課程的改革。當前社會對城鄉規劃專業的要求發生了一定的改變，城鄉規劃專業乃至整個行業都處在大轉型時期，未來的規劃方法和方式會和現有的規劃體系有很大變革，從粗放式的追求量的規劃轉向精細化的強調質的規劃，教育體系要靈活變革來適應未來的發展要求。

本文以河南理工大學城鄉規劃專業已畢業的學生為研究對象，從“職研教融合”的角度出發來探索一般工科院校城鄉規劃專業三年級設計課程的改革研究，其中“職”指的是學生就職，“研”指的是學生考研，“教”指的是本科課程教學。

2 河南理工大學城鄉規劃專業辦學現狀

2.1 辦學簡介

河南理工大學城市規劃專業成立于2005年，學制為5年，畢業發工學學士學位證。當時所在學院為土木學院，2008年并入建筑與藝術設計學院，2013年更名為城鄉規劃專業。該專業的前身是測繪學院建立于1993年的城鎮規劃專科專業。城鄉規劃專業學生主要學習建筑設計、城市規劃與設計、城市生態與環境保護、風景園林規劃與設計、城市市政工程規劃、城市規劃管理、區域規劃等的基礎理論和基本技能，接受建筑設計及城市規劃設計等基本訓練，掌握建筑設計、城市規劃、城市設計和城市規劃管理的基本能力。

河南理工大學測繪學院資源環境與城鄉規劃管理系成立于2005年，設置有人文地理學與城鄉規劃本科專業，學制四年，畢業發理學學士學位證。該專業的前身是建立于1993年的城鎮規劃專科專業。2001年秋季開始面向全國招收資源環境與城鄉規劃管理專業本科生，學制四年。資源環境與城鄉規劃管理系承擔自然資源學、自然地理學、經濟地理學、區域規劃、村鎮規劃、生態環境規劃等教學工作，致力于培養具備堅實的地理科學基礎和開闊的城市與區域經濟視野，較強的空間分析和綜合信息處理能力，從事資源環境評價、城鄉規劃管理，以及村鎮旅游規劃設計等領域的管理與技術復合型人才。

從上述介紹來看，河南理工大學城鄉規劃專業和資源環境與城鄉規劃管理專業的前身都是建立于1993年的城鎮規劃專科專業，目前這兩大專業分別屬于不同的學院，培養目標也不盡相同。盡管兩個專業在本科教學的課程設置上有一部分重合，但是城鄉規劃專業不等同于人文地理學與城鄉規劃專業，在專業定位和課程設置中避免出現雷同的現象，而設計類課程就是兩大專業在教學過程中最主要的區別。根據筆者對于我國城鄉規劃專業通過評估的42所院校的調研，城鄉規劃專業所在學院有眾多模式，其中建筑與城規學院模式所占比重最大，這說明了建筑學和城鄉規劃兩大專業齊頭并進發展勢頭強勁，建筑學院模式緊跟其后，也說明了城鄉規劃專業對于建筑學的基礎依托。

2.2 學生就職狀況

2.2.1 已畢業學生就職總體狀況

筆者對已畢業的130名學生進行了統計，除了12人信息不明之外，發現就業狀況總體良好（06級學生沒有信息反饋，11級學生由于剛畢業信息還不完善）（表1）。其中轉行人數12人，占到統計人數的9.2%，從事規劃以及建筑行業的人數共計106人，所在的撾恢饕集中在城市規劃設計有限公司、建筑設計有限公司、規劃管理局以及景觀設計院等。從學生就職的狀況可以為城鄉規劃專業設計類課程的培養目標提供借鑒。

2.2.2 已畢業學生從事的項目類型

筆者對已畢業但仍然從事規劃行業的85名學生接觸的物質空間類的規劃項目類型進行了匯總，具體內容詳見表2。

根據已畢業學生從事的項目類型，可以為城鄉規劃專業設計類課程體系提供一定的依據。

2.2.3 已畢業學生對于培養能力的建議

在設計能力方面首先應該掌握各個功能區的做法，如居住區、商業中心、站前區、濱水區、CBD、倉儲區、物流園區、交通樞紐等，多參觀，多思考。其次設計前應仔細研究地塊所在城市或地區的基礎資料，了解其文化內涵，提煉其城市特色，融入設計中，讓作品主題更鮮明，更有靈魂。再次應熟悉相關規范，關注規劃前沿，與時俱進。最近國家新出的政策要多了解，如開放式社區、花園城市、美麗鄉村、大數據獲取及處理等。

在表達能力方面平時多加強手繪的練習，練習空間尺度和建筑尺度的把握，提升方案能力。并且要精通各種軟件，包括CAD、PS、SU、GIS、AI、INDESIGN、COREDRAW、OFFIC辦公軟件等，并且要掌握與外界和甲方的溝通和斡旋技巧。

2.3 學生考研狀況

2.3.1 考研錄取率分析

河南理工大學城鄉規劃專業7年來考研錄取率呈現波動狀態，在2014年達到低谷，2016年達到高峰，總體考研率為17.5%，具體內容見表3。

2.3.2 快題題目分析

快題設計是規劃設計的一種快速表達形式，是在一個很短的時間內完成規劃設計從文字的要求到圖形的表達。無論是研究生入學考試還是工作選拔測試，都可能采用規劃快題設計的形式。研究生初試考快題的高校有東南大學、重慶大學、哈爾濱工業大學、沈陽建筑大學、安徽建筑大學、廣州大學、湖南大學、蘇州科技學院、天津大學、深圳大學、北京建筑工程學院、清華大學、西建大、南京大學、西南交通大學等16所高校。研究生復試考快題的高校有西北大學、北京大學、山東建筑大學、武漢大學、浙江大學、重慶大學、華南理工大學、華中科技大學、中南大學、南京工業大學、廣州大學等11所高校。

快題設計測試中一般多考修建性詳細規劃和城市設計，此類快題在考試測試中更容易操作。具體類型包括：居住區規劃設計、中心區規劃設計（商業中心規劃設計、文化娛樂中心規劃設計、行政中心規劃設計）、濱水區規劃設計、舊城改造規劃設計、旅游區規劃設計（一般會有山地）、公園景觀（城市廣場）規劃設計、步行街規劃設計（一般是歷史街道）、大學校園規劃、中學校園規劃、產業園區規劃、辦公園區規劃、物流園區規劃、城市總體規劃等。近5年來部分高校（上述16所高校）城鄉規劃專業快題題目類型詳見表4。

3 三年級規劃設計課程改革研究

城市規劃專業在學科設置上升為一級學科后，城市規劃專業涵蓋的范圍更寬更廣，不同院校背景的城市規劃專業也在日漸摸索中形成了各自的專業特色[3]。不論城鄉規劃專業如何發展，其核心是不變的，即以城鄉物質空間為核心。河南理工大學建筑與藝術設計學院城鄉規劃專業是以土建類學科為背景，以設計類課程作為專業核心課程，以物質空間規劃為主，同時強調對多種能力的培養，逐步形成具有豫西北地域特色的教學與科研方向。

河南理工大學建筑與藝術設計學院城鄉規劃專業在前三學期和建筑學專業實行建筑大類招生、大類培養，到二年級下學期進行專業的選擇（建筑學專業和城鄉規劃專業）。因此城鄉規劃專業五年的設計類課程為從大一的建筑設計基礎、到大二的建筑設計、大三和大四的城市規劃與設計以及大五的畢業設計。城鄉規劃專業是一門實踐性很強的學科，城市規劃設計系列課程作為城鄉規劃專業最重要的核心課程，是理論聯系實際的重要環節[4]。三年級是城鄉規劃專業系統的由建筑類知識向城鄉規劃類知識的轉換，因此這個階段學生在思想上、方法上、認知上會有很大的不同，筆者從已畢業學生的就職狀況和考研狀況綜合考慮，從下述幾個方面進行教學方面的改革研究[5～8]。

3.1 教學內容改革

三年級城市規劃與設計課程以物質規劃和形態規劃為主，同時強調相關知識體系的結合。在教學內容上和二年級下學期的最后一個建筑設計相銜接，從單體建筑設計過渡到群體建筑設計，再過渡到對整體空間環境的綜合設計。以修建性詳細規劃設計和城市設計為主，每個學期兩個設計，每個課程設計56學時，具體內容見表5。

3.2 培養能力改革

城市規劃與設計課程不能僅僅只是訓練學生的繪圖水平，應從多方面進行能力的提升，筆者認為，三年級的規劃設計課程可以從設計能力、表達能力、交流溝通能力和綜合能力四個方面進行綜合改革，具體內容詳見表7。

3.3 教學過程改革

3.3.1 O計課流程安排

設計課程要特別重視過程控制，上課紀律應當加強，防止學生最終只交一套圖紙的情況發生。嚴格把控每一個過程環節，一草和二草按照時間交圖或匯報，并注重點評。設計課中的集中授課與點評時間應均勻分布在設計過程的每個階段。并且要注重設計課和實際的結合，要強調實地調研的重要性。具體可以細分為1+1+2+2+1模式，即第一周的開題、調研階段，第二周的匯報、點評階段，第三、四周的一草、點評階段，第五、六周的二草、點評階段，第七周的三草、點評階段，并且一定要有為期一周的課程設計周，在這一周里學生可以專心的表現最終成果。

上學期：開題――實地調研――資料搜集――規劃先例分析（以快題的形式，注重手繪能力的提高）――資料搜集――方案生成（師生互動）――一草（交一草草圖）――二草（交二草草圖）――三草（生生互動）――出圖、制作手工模型――評圖、評模型――展覽――制作圖集、刻錄光盤――歸檔。

下學期：開題――實地調研――資料搜集――規劃先例匯報（以ppt匯報的形式，鍛煉學生的口頭表達能力）――資料搜集――方案生成（師生互動）――一草（師生互動）――二草（交二草草圖）――三草（生生互動）――出圖、制作機器模型――評圖、評模型――展覽――制作圖集、刻錄光盤――歸檔。

3.3.2 設計課過程監控

為了嚴格把控學生上設計課的紀律，端正學習態度，應做好平時階段的考勤工作，平時成績結合學生上設計課的出勤率以及遲到情況分別對待，并努力控制好上課的學習效率。

為了強化學生課程設計的過程性，避免最終熬夜突擊畫圖交圖的狀況，每個設計過程中間要求交草圖，草圖要求進行簡單的排版，要有設計思路分析、手繪草圖、設計說明、總平面設計等內容。并且嚴格要求調研報告、調研匯報、成果匯報、模型制作等的成果質量[9～10]。

課程設計結束要求上交正式的設計圖紙，正圖要求嚴格按照任務書要求來完成，要有認真的排版、分析圖、總平面圖、效果圖、意向圖等。

3.3.3 設計師進課堂

考慮到城鄉規劃專業的學科特點，設計課在教學過程中可以引進一些設計院的工作模式，例如設計師教學、設計師答疑、設計師評審等環節。

城市規劃與設計專業三年級課程建議邀請有豐富經驗的規劃設計師或規劃局工作人員參與其中，建議邀請至課堂的規劃設計師或規劃局工作人員針對規劃行業發展行情、規劃設計方法、規劃評審過程、規劃局工作職責等做專門講座。

4 結語

作為一般工科院校的城鄉規劃專業，在專業定位、辦學特色、設計課程的資源獲取等方面不能一味地模仿和學習“老八校”類的城鄉規劃專業。應從行業需求的角度考慮確定適合非“建筑老八校”類城鄉規劃專業的設計課程教學內容，豐富設計課類型，重視建筑與規劃設計方法的指導，加強對外交流。并積極探索學院和規劃設計院、建筑設計院和兄弟院校合作辦學的途徑。

參考文獻：

[1]徐煜輝，孫國春.重慶大學城鄉規劃學科教學體系創新與改革探索[J].規劃師，2012，28（9）：11～16.

[2]高等學校城鄉規劃學科專業指導委員會，高等學校城鄉規劃本科指導性專業規范（2013年版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[3]李 婧，王 冷.基于城市空間設計思維的案例教學實踐[J].華中建筑，2016（4）：176～180.

[4]梁振然.產教融合背景下城市規劃設計課程教學改革探討[J].高等建筑教育，2016，25（5）：93～96.

[5]王浩鈺.城鄉規劃專業建筑設計課程教學探索[J].高等建筑教育，2015（6）.

[6]申潔，王麗娜，邵 俊.城鄉規劃學專業建筑設計課程教學思考[J]. 高等建筑教育，2016（6）.

[7]楊梅煥，陳秋計.資源環境與城鄉規劃管理專業景觀設計課程教學法探討[J].陜西教育（高教版） ，2012（2）.

[8]李 洋，崔 俏，劉葉城.鄉規劃專業快速設計課程改革研究[J].江西建材，2016（24）.

[9]唐 樂.城鄉規劃專業快速設計系列課程教學改革與探索[J].延安職業技術學院學報，2014（5）.

[10]韓秀茹，燕 華.城鄉規劃專業研究性教學改革的探索與實踐--以青海大學城鄉規劃專業《景觀規劃與設計》課程為例[J].科技創新導報，2014（36）.

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1可靠性設計及其發展

為了了解可靠性設計技術，我們必須首先了解什么是產品的可靠性。可靠性的經典定義是“：產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的能力。”定義中的“產品”是作為單位研究和分別試驗對象的任何元件、器件、設備或系統，甚至可以把人的作用也包括進去。在產品設計中，應用可靠性的理論和技術、根據需要和可能、優先考慮可靠性要求。在滿足性能、費用、時間等條件下，使設計的產品具有滿意的可靠性要求，這就是產品的可靠性設計。可靠性設計不僅涉及傳統設計技術，而且還與系統工程、價值工程、環境工程、工程心理學、質量控制技術和計算機技術等密切相關。因此，它是一個多學科、多技術相融合的新興技術。它不但應用于產品的設計過程，而且還廣泛應用于產品的制造生產、試驗、使用、維護、管理等各個環節。因此，這項新興技術在軍工、航空、航天、電子、機械等工業領域得到廣泛的應用。

1.1可靠性的發展史

人類從開始研究可靠性技術至今，大約經歷了60余年的歷史。研究其發展過程，可歸納為初期研究、形成發展和進一步國際化三個階段。

（1）初期研究階段（20 世紀 30～40 年代）：二次世界大戰爆發后，美國參戰的飛機、軍艦等重要軍事裝備常因故障貽誤戰機，為此軍事裝備的可靠性問題逐漸引起了人們的關注，開始著手研究如何避免和減少這些“意外”事故的發生并最早提出了產品的定量可靠性問題。接著美國、德國的專家針對飛機、v-ⅱ火箭誘導裝置的可靠性又提出了相應的指標。1942 年美國麻省理工學院的一個研究室對真空管的可靠性進行了相當深入的研究。所有這些都表明可靠性研究已進入了定量研究的初期階段。

（2）形成發展階段（20 世紀 50～60 年代）：在這一時期，世界上一些工業發達的國家，如美國、前蘇聯、原西德、日本等對可靠性開始了有組織的研究工作，并取得了許多重要成果，基本上確定了可靠性研究的理論基礎和研究方向，使可靠性研究進入了一個新的發展階

段。這一時期，研究范圍不斷擴大，從電子產品擴展到機械產品，從軍工產品擴展到民用產品，可本文由收集整理靠性技術進一步完善，理論研究不斷深入，為可靠性設計技術的進一步國際化奠定了基礎。

（3）國際化階段（20 世紀 70 年代后）：隨著可靠性技術的不斷發展和廣泛應用，其優越性越來越受到世界各國的高度重視，并相繼投入了大量的人力物力開展這項研究工作。各種國際學術會議的召開、國際可靠性和可維護性技術委員會的成立，標志著可靠性設計技術已經進入了國際化時代。

1.2我國可靠性研究現狀

我國對可靠性的研究起步較晚，直到 20 世紀 80年代才得到了較快發展，個別行業還成立了可靠性學術組織，開展了對可靠性技術人才的培養，制定了一系列的可靠性標準。但從總體來看，理論研究較多，實際應用較少，與工業發達國家相比還有較大差距。

2可靠性設計在機械中的應用

產品的可靠性貫穿于其整個壽命周期，目前機械工程設計中的可靠性設計主要應用在產品的設計、制造、使用和維修等方面。

2.1 機械產品的設計

機械產品設計包括整機產品設計及其零部件設計。對整機產品可將其作為一個系統進行設計，設計的方式主要有以下兩種：第一種方式是根據零部件的可靠性預測結果，計算產品系統的可靠性指標，這就是系統的可靠性預測，其結果只要滿足指標要求即可，如果不能滿足要求就要按第二種方式進行設計；第二種方式是對零部件進行可靠性分配，即把系統指標分配到各個零部件上，可靠性分配方法主要有等分配法、再分配法、比例分配法和綜合評分分配法四種。零部件設計時，應盡量采用標準件或質量成熟的零件，一般零部件可按類比法設計，重要的零件按概率法設計，對一些關鍵零部件還應進行可靠性試驗。對產品的可靠性應進行評審、修改、再評審、再修改，直到滿足指標要求為止。另外，還要進行人機系統的設計，這方面主要包括操作性和適應性設計。

2.2 制造過程可靠性設計

制造過程的可靠性設計是保證產品質量的關鍵，除了要選用可靠性好的先進加工設備和工藝裝備外，重點是對工藝方案和工藝流程的設計。產品的工藝流程相當于一個系統，每一個工藝方案或工序相當于一個子系統。每一個子系統的可靠度設計都要綜合考慮設備、工藝裝備、工藝材料及操作人員的素質等因素，確定出合理的子系統可靠度指標，然后按子系統之間的關系（串聯、并聯或混聯）得出系統的預測可靠度（如自動線、流水線等的設計）。

2.3使用維修的可靠性設計

產品以可靠性為中心維修應采用邏輯分析決斷法，科學地制定維修內容和優選維修方式，合理確定使用期，以控制機械設備使用的可靠性。機械產品的可維修性與可靠性一樣，其是機械設備本身的一個可靠性指標。在對產品進行可靠性設計時就要考慮其維修性，使設計的產品在使用過程中做到故障易發現、易檢查、易修復，力求防患于未然。對產品進行維修性設計時要以最低的費用來維護和提高設備的可靠性水平，盡量減少排除故障所用的維修時間。因此，要在可靠性理論的基礎上制定合理、經濟的維修規則，采用先進的故障診斷技術和合理的維修方式（如視情維修方法、監控事后維修方法），使用標準的維修工具及設備，提高維修人員的技術水平，使機械維修工作進一步走向科學化和現代化。