化工设备机械基础课程思政教学案例一等奖
《化工设备机械基础》课程思政教学案例(一等奖)《化工设备机械基础》课程思政教学案例(一等奖) 一、课程简介一、课程简介 《化工设备机械基础》课程是为工科院校化学化工与制药品类专 业开设的一门专业核心课。 其主要任务是使学生通过学习掌握工程力 学的基本理论、基础知识和基本技能, 能熟练地利用物体受力平衡的 基本原理对物体进行受力分析,会建立承受拉伸(压缩)、剪切、扭 转、弯曲及简单组合变形物体的强度条件、刚度条件,具备对常用化 工设备进行机械设计与强度校核的能力。 课程注重学生的价值观引领、 创新精神培养和安全、 环保理念养成等思政目标和专业学习目标的有 机融合。使学生从力学角度建立认识世界的理性思维基础, 对具体问 题能够进行科学分析,批判和质疑,从而培养勇于探究的科学精神。 通过从装备制造业对我国创新驱动发展作用的角度出发, 激励学生积 极投身“中国制造 2025”的历史使命中去。针对化工设备易燃、易 爆、易中毒、高温、高压、腐蚀等特点,从设备的设计和运行过程中 的基本科学问题着手,着重培养学生科学、严谨、负责的职业素养。 围绕设备安全,从选材、设计、制造、安装、运行、检修等层面展开 系统学习,培养合格的化学工程师。 二、教学目标二、教学目标 (一)本讲的课程思政教学目标(一)本讲的课程思政教学目标 1.1.要求学生结合直梁弯曲知识的学习,深刻理解所学的知识对于 土木建筑、桥梁隧道、化工机械等工程的重要意义,使学生在学习过 程中逐渐对自己所学专业产生荣誉感; 同时使学生更好地将理论力学 1 专业知识和实际工程应用相联系, 培养其认真严谨的学习态度, 对未 来从事的专业和工作增加使命感和责任感。 2.2.培养学生获得知识及用所学知识解决梁构件的相关的工程实 际问题的能力(教学);同时注重学生科学思维和安全意识的培养, 全方位提升学生的科学素养和职业使命感(思政)。 (二)案例如何体现课程思政教学目标(二)案例如何体现课程思政教学目标 1.1.以多伦多大学工程院的荣誉戒指的由来为例,简介指环的来历、 其含金量及其背后的意义,时时提醒着工程师肩负的责任。 案例选取 与工程专业素养紧密衔接,不仅为学生所学理论知识找到应用出口, 提高学生理论联系实际的能力, 并通过工程案例的警示意义, 培养学 生科学、严谨、负责的职业素养。 2 2.结合化工过程各种塔、换热器、储罐等均可作为梁结构处理, 化工生产涉及的物料性质各异 (可能存在易燃、 易爆、 有毒等问题) 、 存在高温、高压环境,各种生产事故的发生与设备管理不当有直接关 系,这就更要求化学工程师掌握影响梁结构安全的关键因素, 从而在 处理设备安全问题时应具有科学思维和责任担当。 三、课程思政案例内容三、课程思政案例内容 ( (一)案例的引出(一)案例的引出(3 3 分钟)分钟) 课堂活动:课堂活动: 1.1.结合图片提问:结合图片提问: 多伦多大学工程专业毕业生特有的“吉卜林仪式”上会授予工程学 院毕业生一枚小戒指——工程师之戒。 这戒指不是金子做的,而是用 2 钢做成的。学生照相时特意把手举起来亮出自己的戒指, 以获得这枚 戒指为荣。 哪位同学听说过多伦多大学的工程戒指?它非金非银的一 个小铁环,却比金银更有价值,为什么? 2.2.学生分组讨论并回答学生分组讨论并回答 ,引出直梁弯曲的学习内容和学习意 义。 3.3.总结:总结:多伦多大学工程系享有盛誉,只有约一半学生能够最后 毕业, 戴上这枚戒指。 戒指背后是发生在魁北克大桥的两次血的教训。 这枚工程师之戒特意被设计成残骸般的扭曲形状, 规定必须戴在工程 师工作手的小拇指上。使工程师们在握笔描绘图纸,为一个工程勾划 线条、开列数据、标注文字时,小拇指首先就有“受硌”的感觉,显 示它的存在, 进而提醒执笔者意识自己的每个细小举措都将影响深远, 作为工程师重大责任。 这枚戒指代表着工程师的责任、 义务以及谦卑, 提醒他们永远不要忘记历史的教训与耻辱,不做“豆腐渣”工 程。 (二)案例内容(二)案例内容(8 8 分钟)分钟) 1.1.授课内容:授课内容: 1 1)) 提出课程目标:提出课程目标: 如果一直杆在通过杆的轴线的一个纵向平面内 受到力偶或垂直于轴线的外力(即横向力)作用,杆的轴向就变成一 条曲线,这种变形称为弯曲变形。发生弯曲变形的构件叫做梁。 2 2)) 本章要解决的核心问题是:本章要解决的核心问题是: 发生梁在外力的作用下会不会被破 坏,即强度问题; 以及梁在外力作用下的变形是否超出许可,即刚度 问题。 而解决这两个问题的根本思路和解决直杆拉压变形问题是类似 3 的。以构件的“载荷——变形——内力——应力——强度条件 (刚度 条件)”为认识直梁弯曲的逻辑顺序, 建立本章的学习目标和重点学 习内容,并逐步掌握对直梁弯曲问题进行分析解决的根本方法。 课程 目标:能根据梁的受力,对梁的变形进行分析,从正应力的合力矩角 度理解弯矩的意义。 3 3)思政目标:)思政目标: a a、、 将理论力学专业知识和实际工程应用相联系, 培养其认真严谨 的学习态度,对未来从事的专业和工作增加使命感和责任感。 b b、、 培养学生科学思维和安全意识, 全方位提升学生的科学和职 业素养。 ②②课课前前测测::你认为魁北克大桥发生垮塌的根本原因是什 么? ③问题引导式分析:③问题引导式分析:从梁的变形看梁上的内力分析一下如图所示 简支梁的变形。在梁上取两相邻截面a1b1c1d1 和 a2b2c2d2,并画三 条纵向线 m1m2,n1n2,O1O2,其中 O1O2 画在梁的 1/2 高度处。 梁承受外力 P 及支反力 YA=YB 后,变形如下: 4 c c、、 课堂讨论:课堂讨论: 中性轴以上和中性轴以下的纵向纤维发生什么变化? (2 分钟后选人回答) 4 4)分析讲解:)分析讲解: A A、、梁的所有纵向纤维由直变弯,而且 mlm2 缩短,n1 n2 伸长, O1O2 长度未变。 这说明梁的上半部受到纵向压缩, 下半部受到纵向拉 伸,而且离 O1O2 越远的纵向线,它们被压缩或被拉伸的程度也越大; B B、、梁的横向线 alb1 与 a2b2 由互相平行变为不再平行,这说明 所取的这两个相邻的截面与发生了相对转动。 证是由于梁的一系列相 邻横截面之间都发生了绕各自中性轴的相对转动, 所以才导致了梁的 由直变弯,以及梁的纵向纤维有了伸长和缩短。 为了暴露使梁纵向纤维发生长度变化的拉伸和压缩应力,我们假 想将梁沿 a1b1c1d1 平面截开。在截开截面的两侧分别作用着正应力 σ。 中性轴以上的压应力和中性轴以下的拉应力对中性轴构成一个 合力矩。 5 5)) 元素融入:元素融入: 以构件的“载荷——变形——内力——应力——强 度条件”为认识直梁弯曲的逻辑顺序, 使学生明确本节课学习目标在 5 整个直梁弯曲学习中的地位和作用,引起其对重点学习内容的关注, 进一步采用问题引导的方式逐步深入学习分析解决问题的根本方法。 6 6)) 思政元素始终作为“暗线”贯穿始终。思政元素始终作为“暗线”贯穿始终。 鉴于上述魁北克大桥问 题的发生,结合课程内容和学生的知识积累,采用探究法,抽丝剥茧 指出问题出现的根本原因, 从而使学生对梁的