化工設備機電安全課程教學研究

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化工設備相關課程以化工設備常用原料、化工容器設計、化工管路設計、特種設備的使用與管理等為主要教學內容。隨著國家各級政府對化工企業安全生產問題的重視程度不斷提高，化工設備涉及的金屬加工設備、加工工藝、場地和電氣系統相關的輻射、靜電、高溫等不安全因素也逐漸得到重視，最終形成的“化工設備機電安全”課程是一門綜合化工設備和機電安全基礎理論知識，并在此基礎上應用于實際生產的專業課程[1-2]。化工設備機電安全是安全工程專業的核心專業課程之一，是安全工程專業綜合知識較多、學習難度較大的一門課程。

化工設備體系繁多、特點各異、涉及安全問題各不相同，該課程學科交叉性強，在要求學生掌握扎實專業知識的基礎上還對知識的應用有較高的要求。所以對于化工設備機電安全課程的教學改革十分迫切[3-4]。吳淑晶等[5]為提高學生學習興趣，并在課時減少的情況下提高教學質量，采用了重視第一次課程教學、引入課程思政內容、進行全方位課程考核等方法，充分發揮了學生的主觀能動性，樹立了以學生為中心的教學理念。石春杰等[6]通過在課程中引入案例教學，探索提升學生工程實踐能力的途徑。通過案例教學模式，不僅提高了學生的學習興趣和教學效果，還有助于教師把握課程的教學進展。徐坤山等[7]將化工設備事故案例融入日常教學中，促進了學生理論聯系實際的學習，也提高了學生的安全意識，使其在以后工作生產中不忘安全生產紅線。

1化工設備機電安全課程的特點

化工設備機電安全是安全工程專業必修課程，一般放在第5學期教授，共48學時。在專業資格考試中，機電安全相關專業知識也是“注冊安全工程師”的考試重點。而且，化工設備機械結構日益復雜，危險性也不斷提高。

1.1學科交叉性強

該課程的教學目標之一是學生要掌握各類化工設備的原理。這要求學生既要具有機械設備相關的基礎知識，又要了解化工工藝的技術需求。同時課程涉及各類機電知識：（1）金屬冷加工安全技術，包括金屬切削機床基礎知識與安全、車床安全技術、鉆床安全技術、銑床安全技術、刨床安全技術、磨床安全技術、沖壓機械的安全技術、砂輪機安全技術；（2）金屬熱加工安全技術，包括鑄造安全技術、鍛造安全技術、熱處理安全技術、焊接與切割安全技術；（3）機械制造場所安全技術，包括廠區總體布置的基本要求、廠區物流的基本要求、作業場所職業健康的通用要求、作業場所的安全標志和警示標識；（4）電氣安全基礎知識，包括用電安全技術概述、電氣事故、工業企業供配電、電氣系統及設備安全、電氣防火防爆基礎知識；（5）電擊危害與防護技術，包括觸電危害、直接接觸電擊防護、間接接觸電擊防護；（6）靜電、雷電、電磁輻射的危害及防護，包括靜電危害與防護技術、雷電危害與防護技術、電磁輻射防護技術；（7）電氣防火與防爆安全技術，包括電氣火災與爆炸的成因與條件、電氣防火與防爆的一般要求、電氣火災與爆炸的預防措施、電氣火災滅火要求、防爆電氣設備及其選擇等相關內容。需要學生在學習過程中具有化工工藝、機械設備、安全防護、燃燒包扎、職業健康、自動化等專業知識，呈現出多學科交叉的特點。

1.2對學生基礎要求較高

化工設備機電安全課程對學生的物理、化學、數學等知識要求很高。學生對化工設備的了解是建立在化學工藝、自動化等專業知識的基礎之上。化工工藝的相關基礎知識包括：（1）化工設備圖，包括化工設備圖概述、視圖的表達方法、化工設備圖的閱讀；（2）化工工藝圖，包括帶控制點工藝流程圖、設備布置圖、管路布置圖；（3）化工設備常用材料，包括金屬材料及其性能、金屬材料簡介、非金屬材料及主要性能、化工設備的腐蝕及防腐；（4）機械傳動，包括帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、常用連接件；（5）軸與軸承，包括軸、軸承、聯軸器；（6）流體輸送機械，包括泵、離心泵、特殊泵、風機、壓縮機；（7）固體物料機械，包括固體物料輸送機械、固體物料粉碎機械、固體物料篩分機械；（8）其他化工機械，包括攪拌機械、制冷機、壓（過）濾機；（9）化工反應器，包括反應器結構型式及分類、氣液相反應器、氣固相固定床催化反應器、流化床反應器、管式裂解爐；（10）化工容器，包括內壓薄壁容器、外壓容器、壓力容器的基本結構和附件、高壓容器、安全附件；（11）塔設備，包括板式塔的種類和結構、填料塔；（12）換熱設備，包括間壁式換熱器、混合式換熱器、換熱器的選用與操作；（13）干燥設備，包括回轉圓筒式干燥器、沸騰床干燥器、噴霧干燥器；（14）物料分離設備，包括旋風分離器、離心機；（15）化工管路，包括金屬管和非金屬管、管件和閥門、管路的安裝、管路的保溫（保冷）、伴熱和涂漆。同時，對于各環節的危險性評估又要求學生掌握各類安全知識，比如物體打擊、車輛傷害、機械傷害、起重傷害、觸電等。根據本科教學體系的設置情況，學生全面掌握基礎知識的難度較大。

1.3實踐環節是提升教學效果的關鍵

化工設備機電安全課程包括化工設備常用材料、機械傳動、流體輸送機械、固體物料機械、化工反應器、化工管路、化工容器等內容。這些知識在課本中較為抽象，需要學生在實際生產中進行實物觀察才能有更為直觀的認識。在實習實踐過程中，對高壓、高溫、危險場景的實地感受，可以提高學生的學習興趣，強化其對于各類化工設備危險因素的理解。

2化工設備機電安全課程教學

在專業知識教學過程中以理論授課為主，輔以課堂測試、問答和小組匯報。在課堂教學過程中，通過相關化工設備模型讓學生更為直觀地了解所涉及的工藝和危險源。在階段性學習結束后，讓學生通過實地學習實踐的方式去接觸化工設備，加深學生印象的同時也讓其理解安全生產的重要性。化工設備機電安全課程的教學需要以強大的師資隊伍為基礎，由于化工設備和機電安全兩個專業之間存在一定的跨度，化工設備相關教師缺乏危險源辨識、安全防護裝置和措施、安全管理方法等相關知識，安全工程專業教師在講授化工反應器、化工管路、化工容器等內容時較為吃力，所以課程采用多位教師共同授課的方式開展，并且借助中國機電工程協會的專家資源，邀請相關領域的行業專家開展講座教學，擴展學生的知識學習廣度。由于課程的目的是培養學生的應用能力，傳統的單一試卷測試不能全面地評價學生的學習效果，也不利于提高學生對知識點的應用能力。所以，化工設備機電安全課程考核以課堂表現為基礎，以試卷測試為衡量標準，另外讓學生隨機抽取一個化工設備生產案例，分析生產過程中該設備可能涉及的危險源及防范措施。這種考核方式，既考察了學生對書本知識的學習效果，又促進了學生對知識的應用，提高了其發現問題、提出問題和解決問題的能力。

3化工設備機電安全課程改革計劃

根據化工設備機電安全課程的特點和現有教學情況，應不斷推動課程改革進程。3.1開展學科交叉式教學該課程應以安全工程專業教師為主導，由一名具有化工企業實踐經驗的教師作為主要授課教師，同時聘任一名化工設備專業的教師輔助教學。在課程大綱和教學計劃制定過程中，要從安全生產的角度考慮教學內容，并且以化工生產需求為基礎，在滿足實際生產需求的前提下讓學生學習到全面的安全知識。在課程教學過程中，與設備原理、化學反應條件等相關的內容由助教完成，主講教師主要負責以實際生產為基礎的安全知識拓展，并且把握課程整體的教學方向，以免教學內容出現割裂。

3.2設置多種多樣的實習實踐

該課程以實際生產設備為基礎，安全相關知識較為抽象，因此在教學過程中實踐實習尤為重要。由于化工企業位置較為偏僻，并且無法長時間讓學生開展實習實踐。為了使學生更好地理解相關基礎知識，在每次化工設備教學時可以向學生展示相關的設備模型，并在學校教學實驗室設置成套的生產工藝模型供教師在章節結束后開展實物教學。在課程結束后，結合考核內容，選取合適的大型國企作為實踐基地，讓學生對實際生產中的生產線和工廠進行了解，并完成相關考核，從而提升學習效果。還可以引入虛擬仿真技術，與課程作業相結合，將課程內容大致分為4個部分，分別是機械設備相關危險場景及對策、電氣設備相關場景及對策、化工設備成套系統及常見危險源、化工設備常用組件，學生根據所設置的4個部分挑選教師發布的相關課題，在仿真模擬過程中了解化工生產的實際情況及危險的發生、發展過程。這樣可在加深學生對知識理解程度的同時提高其個體創新能力。

4結語

作為安全工程的核心課程，化工設備機電安全課程具有學科交叉性強、基礎知識要求高等特點。通過對化工設備機電安全課程現有教學情況的分析，提出課程改革計劃，將傳統的機電安全與化工設備課程進行了緊密結合，提高了學生在化工生產過程中機電安全專業知識的應用能力，為安全工程特色人才的培養提供堅實的保障。

參考文獻：

[1]范培.化工專業化工設備機械基礎課程教學的改革與實踐[J].化學工程與裝備,2020,12:339-340.

[2]鄭文濤.《化工設備機械基礎》課程教學方法改革的若干嘗試[J].山東化工,2020,49(7):227,229.

[3]宋賢民.化工設備機械基礎教學探討[J].廣東化工,2020,47(1):176,185.

[4]徐艷,陳艷,葛奉娟.淺談基于OBE理念的《化工設備機械基礎》課程的教學改革[J].山東化工,2018,47(23):173-174.

[5]吳淑晶,王金果,王遠強,等.化工設備基礎課程教學改革的探索[J].上海化工,2021,46(5):61-63.

[6]石春杰,秦英月,劉沐鑫.案例教學在《化工設備機械基礎》中的應用[J].山東化工,2020,49(24):204-206.

[7]徐坤山,王文華,趙旗,等.基于化工爆炸事故案例的化工設備機械基礎課程教學改革[J].化工高等教育,2020,37(5):68-70.

作者:程家驥 王亞朋 單位:青島科技大學環境與安全工程學院