科研成果進(jìn)課堂

2023年12月14日發(fā)(作者：父母之愛的作文)

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科研成果進(jìn)課堂、進(jìn)教材、進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)依托動(dòng)力工程與工程熱物理一級學(xué)科博士點(diǎn)以及化工過程機(jī)械國家重點(diǎn)學(xué)科，在科研上具有很強(qiáng)的實(shí)力，近五年來教學(xué)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金、863、973、科技攻關(guān)以及中石化、中石油、中核總等大型企業(yè)的許多重大科研項(xiàng)目，獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級獎(jiǎng)3項(xiàng)。

著名專家學(xué)者，如長江學(xué)者涂善東教授、特聘講座教授Chris Zhang教授（加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)）、國際著名學(xué)者G C Sih教授（美國里海大學(xué)）等親自為本科生上課和開設(shè)講座。另一方面，教授和研究生導(dǎo)師嘗試將科研理念和工程案例融入課堂、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教材中，保障了全過程、多方位的科研反哺教學(xué)。如國家科技進(jìn)步獲得者王正東等教授結(jié)合項(xiàng)目指導(dǎo)本科生圓滿地完成畢業(yè)論文，大大提高了學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

1將科研理念和工程案例融入課堂教學(xué)

近年來，學(xué)院教師積極在這一方面開展了嘗試和探索，并取得了顯著的效果和成績。如：

（1）潘家禎教授組建了包括涂善東、惠虎、安源勝、王學(xué)生五位博士在內(nèi)的研究、教學(xué)團(tuán)隊(duì)，共同承擔(dān)“壓力容器設(shè)計(jì)”課程。在“壓力容器設(shè)計(jì)”課堂教學(xué)中，教師結(jié)合科研項(xiàng)目將一些典型案例及時(shí)補(bǔ)充到課堂教學(xué)中。如，教師承擔(dān)了武漢核動(dòng)力運(yùn)行研究所的《含缺陷核電蒸發(fā)器傳熱管強(qiáng)度研究》，該項(xiàng)目是為我國核電建立蒸發(fā)器傳熱管判廢標(biāo)準(zhǔn)所進(jìn)行的前期預(yù)研究工作。在該項(xiàng)研究中，教師采用了理論分析、數(shù)值模擬以及實(shí)驗(yàn)等多種手段展開了研究，提出了含缺陷蒸發(fā)器傳熱管兩級曲線評判標(biāo)準(zhǔn)，采用該方法能更有效的挖掘傳熱管的潛力，并且該方法補(bǔ)充了ASME中的相關(guān)內(nèi)容，得到企業(yè)的高度評價(jià)。此項(xiàng)研究成果在國際上著名的SMiRT 18（第18屆國際核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)會(huì)議）會(huì)議上發(fā)表，與教學(xué)內(nèi)容如何關(guān)聯(lián)，教師也專門撰寫了文章，在《第十屆全國過程裝備與控制工程專業(yè)教學(xué)研討會(huì)論文集》上發(fā)表。通過將這些科研成果及時(shí)地整理成教案，為了使同學(xué)們加深對專業(yè)知識(shí)的理解及對知識(shí)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生分析問題和解決工程實(shí)際問題的能力。

（2）王正東教授在承擔(dān)“微系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造”課程講授過程中，充分利用了研究室的微化學(xué)機(jī)械系統(tǒng)（Micro-Chemo-Mechanical System, MCMS）研究方向和微細(xì)加工方面的特色優(yōu)勢。在課堂中把一些研究成果如：微傳遞及微反應(yīng)工程、反應(yīng)表面的催化劑涂層技術(shù)、系統(tǒng)封裝技術(shù)及可靠性測試、微型化氫源系統(tǒng)、生物柴油微小型制備系統(tǒng)、全連續(xù)芯片微反應(yīng)器技術(shù)等等融入了課堂內(nèi)容。使學(xué)生有機(jī)會(huì)了解到“211工程”重點(diǎn)支持建立的微加工中心的一批先進(jìn)儀器，如光刻機(jī)、微機(jī)械加工中心、真空擴(kuò)散焊等先進(jìn)加工設(shè)備和測試儀器。

（3）周邵萍副教授在“狀態(tài)監(jiān)測與控制”課堂教學(xué)中，教師結(jié)合科研項(xiàng)目將一些典型案例及時(shí)補(bǔ)充到課堂教學(xué)中。教師承擔(dān)了勝利油田的YLII-4000J型煙氣輪機(jī)組振動(dòng)診斷、上海石化股份有限公司二號(hào)乙烯裝置E-GB110號(hào)風(fēng)機(jī)故障診斷、上海石化股份有限公司二號(hào)乙烯裝置EGT2140A離心泵機(jī)組的診斷、洛陽石化汽輪發(fā)電機(jī)組的故障診斷、上海石化股份有限公司二號(hào)煉油壓縮機(jī)機(jī)組振動(dòng)診斷等橫向項(xiàng)目，獲得企業(yè)的高度評價(jià)，在《動(dòng)力工程》、《華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)》、《流體機(jī)械》等核心期刊發(fā)表了相關(guān)科研論文數(shù)篇。同時(shí)，將這些科研成果及時(shí)地整理成教案，以給設(shè)備“看病”的方式講解這些案例，使得學(xué)生掌握故障機(jī)理、診斷方式、診斷手段、原因的分析、改造措施等，提高學(xué)生分析問題和解決工程實(shí)際問題的能力，見圖1。在華東理工大學(xué)名師風(fēng)范杯獲得最佳課堂教學(xué)案例獎(jiǎng)。

圖1結(jié)合案例教學(xué)的《狀態(tài)監(jiān)測與控制》課

（4）機(jī)械設(shè)計(jì)研究室安琦教授將現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)研究、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法研究、流體潤滑及密封技術(shù)研究、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究、新型摩擦材料研究與“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程有機(jī)結(jié)合。將科研輔助教學(xué)看著十分重要的工作環(huán)節(jié)，從1999年開始，每年組織開展面向生產(chǎn)實(shí)際的創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)活動(dòng)，每年參加的本科學(xué)生達(dá)到250余名，到目前為止，已經(jīng)產(chǎn)生各種應(yīng)用型專利9項(xiàng)，參加國內(nèi)外針對本科學(xué)生的創(chuàng)新比賽獲獎(jiǎng)20余項(xiàng)，為提高本科教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用。

2.2 將科研理念和工程案例融入教材

另一方面，團(tuán)隊(duì)教師積極把科研成果融入教材當(dāng)中，使得教學(xué)內(nèi)容得到及時(shí)更新。“化工容器設(shè)計(jì)”是由我院王志文、蔡仁良和王正東等編寫全國品牌教材，近年來多位教授在在原化工部全國高等學(xué)校化工設(shè)備及機(jī)械教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審定的編寫大綱而編的教材－－化工容器設(shè)計(jì)的第一版（1996年化工部優(yōu)秀教材）基礎(chǔ)上，依據(jù)編者及合作者近年來在承擔(dān)國家科技攻關(guān)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目以及大量企業(yè)科技研發(fā)項(xiàng)目的研究心得，納入了“壓力容器安全保障評估體系的平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用”上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（2004），“含缺陷結(jié)構(gòu)斷裂參量計(jì)算與斷裂評定新方法”上海市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)（2002）等研究成果，增加了壓力容器技術(shù)的新進(jìn)展、新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂及該教材在教學(xué)上使用的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行修編受到全國高校有關(guān)專業(yè)本科生教學(xué)的廣泛使用。

2.3將科研理念和工程案例融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

同時(shí)，開展了科研成果和理念融入了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試。在“壓力容器設(shè)計(jì)”課程實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)成員以培養(yǎng)學(xué)生壓力容器的安全設(shè)計(jì)知識(shí)為目標(biāo)，基于國家十五科技攻關(guān)項(xiàng)“在役重要壓力容器壽命預(yù)測與安全保障技術(shù)研究”內(nèi)容實(shí)施和研究成果，設(shè)計(jì)了容器外壓失穩(wěn)、高壓厚壁容器爆破實(shí)驗(yàn)、壓力容器應(yīng)力測試試驗(yàn)、壓力容器綜合性能實(shí)驗(yàn)等一系列內(nèi)容。重點(diǎn)是通過學(xué)生對壓力容器的典型失效模式和失效過程的掌握和認(rèn)識(shí)，增加課堂理論內(nèi)容和知識(shí)的再認(rèn)知過程。使得課程實(shí)驗(yàn)一方面與工程實(shí)際相結(jié)合，提高了學(xué)生設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)；一方面與領(lǐng)域前沿相結(jié)合，傳授壓力容器設(shè)計(jì)的最新理念和實(shí)驗(yàn)技能。

團(tuán)隊(duì)已退休的經(jīng)樹棟教授承擔(dān)的“計(jì)算機(jī)數(shù)值分析方法實(shí)驗(yàn)”則結(jié)合了過程裝備的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)安排了孔邊的應(yīng)力計(jì)算、板的撓度和應(yīng)力計(jì)算、筒體和封頭上的應(yīng)力計(jì)算、圓柱體上接管的應(yīng)力分布、溫度應(yīng)力計(jì)算和應(yīng)力線性化處理等內(nèi)容。并結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的研究成果，安排學(xué)生開展了蠕變損傷分析和基于軟件平臺(tái)的用戶子程序編制，使學(xué)生在掌握常規(guī)分析方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解接觸到先進(jìn)算法，提高了實(shí)驗(yàn)課堂的趣味性和知識(shí)性。

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