《粉體工程》重點(diǎn)課程建設(shè)的探索與實(shí)踐

張小珍 江瑜華 常啟兵

摘要：《粉體工程》是景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院無機(jī)非金屬材料專業(yè)主干專業(yè)課程之一。我校《粉體工程》課程組結(jié)合相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，從《粉體工程》課程定位與特色、課程體系與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)及教學(xué)方法與手段改革等幾個(gè)方面對(duì)《粉體工程》重點(diǎn)課程的建設(shè)進(jìn)行了探索與實(shí)踐，總結(jié)了課程建設(shè)過程中的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。通過《粉體工程》重點(diǎn)課程的建設(shè)與教學(xué)改革，注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課程教學(xué)質(zhì)量得到顯著提高。

關(guān)鍵詞：粉體工程；重點(diǎn)課程建設(shè)；教學(xué)改革；無機(jī)非金屬材料專業(yè)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）50-0121-02

一、《粉體工程》課程定位與特色

粉體工程是一門新興的多學(xué)科交叉的綜合性技術(shù)科學(xué)。它既與化學(xué)、物理、力學(xué)、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科相關(guān)，又與工程應(yīng)用廣泛相連，眾多行業(yè)和部門都直接或間接地運(yùn)用這一學(xué)科的知識(shí)。《粉體工程》課程主要講述顆粒和粉狀物料的性質(zhì)及加工、處理技術(shù)，在為無機(jī)非金屬專業(yè)學(xué)生構(gòu)筑合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)方面起著不可替代的作用。因此，我校一直以來將《粉體工程》課程作為一門重要的專業(yè)課納入無機(jī)非金屬材料專業(yè)課程體系中。本課程主要以無機(jī)材料工業(yè)生產(chǎn)過程及研究中帶有普遍性及共同性的內(nèi)容為主，介紹粉體工程的基本理論和原理、粉體制備與處理工藝及裝備技術(shù)，使學(xué)生掌握粉體堆積、流動(dòng)、力學(xué)等基本特性，粉體的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)，氣固二相流的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，掌握粉體操作處理過程等設(shè)備過程原理、特性參數(shù)與性能等知識(shí)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備寬厚的粉體基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成獨(dú)立自學(xué)獲得更深層次的粉體知識(shí)的能力及從粉體過程工程的角度，正確地掌握和合理地運(yùn)用實(shí)現(xiàn)加工要求的工藝及設(shè)備技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決粉體工程實(shí)際問題的能力及研究開發(fā)的初步能力，特別是培養(yǎng)學(xué)生具備從粉體出發(fā)，進(jìn)行材料設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)和制備的思維與能力。

二、課程體系與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

《粉體工程》課程涉及的是一門跨學(xué)科、跨技術(shù)的交叉性強(qiáng)的綜合性學(xué)科，涉及的知識(shí)面廣、基本概念多且抽象，既有不少基礎(chǔ)理論，又涉及眾多工程應(yīng)用領(lǐng)域。但目前我校無機(jī)非金屬材料專業(yè)《粉體工程》課程學(xué)時(shí)數(shù)僅有30學(xué)時(shí)，按常規(guī)教學(xué)很難保證課程教學(xué)的系統(tǒng)性和完整性。為此，課程組首先針對(duì)專業(yè)特色與培養(yǎng)目標(biāo)要求，特別是卓越工程師人才教育培養(yǎng)目標(biāo)要求，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理選擇和調(diào)整，突出無機(jī)非金屬材料專業(yè)背景的工科學(xué)生所必須掌握的、與粉體工程學(xué)科密切相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)理論與知識(shí)。主要包括：顆粒幾何特性與表征、顆粒的堆積結(jié)構(gòu)與致密堆積、粉體力學(xué)與流變特性、顆粒流體力學(xué)、無機(jī)非金屬粉體的物理特性與粉體的表面物理化學(xué)性質(zhì)、粉體的制備及其加工處理技術(shù)與設(shè)備等。其中粉體加工處理技術(shù)及設(shè)備部分主要講述無機(jī)非金屬粉體生產(chǎn)加工中涉及的粉碎、球磨、分級(jí)、分離、均化、造粒等單元操作過程及設(shè)備的工作原理、構(gòu)造、操作過程與控制、運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化等方面知識(shí)，這些知識(shí)偏重于實(shí)踐應(yīng)用。對(duì)粉體合成制備方法部分，只涉及無機(jī)非金屬粉體材料的制備，并且考慮到在《先進(jìn)陶瓷工藝學(xué)》、《材料化學(xué)》等相關(guān)課程中對(duì)各種主要制備方法及其過程已有詳細(xì)的論述，本課程對(duì)此部分內(nèi)容主要采用案例教學(xué)方法，以最新的具體制備實(shí)例，講授各種常用的合成方法在粉體制備中的影響因素、優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比和適用范圍等，以期加深學(xué)生對(duì)各種方法的理解和強(qiáng)化應(yīng)用能力。還把具有特殊功能的納米粉體材料制備內(nèi)容引入課程教學(xué)中，以反映本學(xué)科領(lǐng)域中的最新科技成果。

三、實(shí)踐環(huán)節(jié)

以往教學(xué)中由于《粉體工程》課程課時(shí)少未安排實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，不利于本專業(yè)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。針對(duì)這一不足，課程組在本課程建設(shè)中基于學(xué)校中試基地具備的平臺(tái)條件，增設(shè)了“陶瓷原料粉體粒徑表征”和“陶瓷原料濕法球磨試驗(yàn)”等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，采用不同方法對(duì)粉體粒徑等進(jìn)行表征，分析不同方法獲得結(jié)果的差異，加深了學(xué)生對(duì)各種表征方法原理及其適用條件的理解，使學(xué)生更好地掌握了各種方法的應(yīng)用。讓學(xué)生分組利用滾筒球磨機(jī)進(jìn)行陶瓷原料的濕法球磨試驗(yàn)，改變球磨機(jī)的工作參數(shù)，測(cè)定球磨后原料粒度分布，據(jù)此判斷工作參數(shù)是否合理、球磨過程是否正常，要求學(xué)生根據(jù)測(cè)定的結(jié)果提出優(yōu)化改進(jìn)方案。通過增加實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能更好地從粉體過程工程的層面，正確、合理地運(yùn)用粉體材料制備工藝和設(shè)備的基礎(chǔ)理論和知識(shí)，更有利于具有良好工程技術(shù)能力、創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)高的卓越工程師人才的教育培養(yǎng)。

四、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

《粉體工程》課程涉及的知識(shí)面廣、學(xué)科交叉性強(qiáng)，這對(duì)教師提出了更高的要求。為此，在學(xué)院的支持下，通過人才引進(jìn)和師資培訓(xùn)等方式吸納了5名相關(guān)學(xué)科專業(yè)背景的優(yōu)秀教師組成了梯隊(duì)結(jié)構(gòu)合理的課程組，其中有教授1名（省級(jí)學(xué)科帶頭人）、副教授3名（省杰出青年人才）、講師2名，3人具有海外留學(xué)背景。他們都取得博士學(xué)位，為教學(xué)科研一線教師，特別是都與行業(yè)相關(guān)企業(yè)開展了較多產(chǎn)、學(xué)、研合作，有豐富教學(xué)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較高的學(xué)術(shù)理論水平。高水平的教師是課程高質(zhì)量的根本保證，課程組教師能把握課程相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，講授內(nèi)容能反映最新的科學(xué)技術(shù)成果，教學(xué)過程貫穿創(chuàng)新方法和科學(xué)思維，大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。本重點(diǎn)課程建設(shè)中注重科研和教學(xué)的緊密結(jié)合，將教師的科研實(shí)踐融入教學(xué)中，使課程講解深入淺出，同時(shí)積極鼓勵(lì)學(xué)生提前參與到涉及粉體材料制備、改性、應(yīng)用和性能相關(guān)科研活動(dòng)中，把課堂中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到創(chuàng)新能力培養(yǎng)上，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、動(dòng)手實(shí)踐。潛移默化中培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和工程實(shí)踐及初步研究開發(fā)能力，獲得了良好的教學(xué)效果。課程組還通過定時(shí)開展教研活動(dòng)、公開教學(xué)和同行評(píng)價(jià)、學(xué)生意見反饋等方法不斷改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)效果。

五、教學(xué)方法與手段改革

在《粉體工程》課程教學(xué)中，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果，我們遵循以“突出知識(shí)應(yīng)用性為中心”的原則，以問題為中心，使內(nèi)容由淺入深，啟發(fā)引導(dǎo)，重點(diǎn)突出，注重多學(xué)科的滲透性和聯(lián)系性。采用了以講授法為主（結(jié)合課件和演示動(dòng)畫講授），同時(shí)輔以啟發(fā)法和演示法等相結(jié)合的教學(xué)方法。課堂講授是一種基本教學(xué)方法，以理論和知識(shí)性內(nèi)容為主，講原理講方法，重在知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)。采用啟發(fā)式教學(xué)，與學(xué)生互動(dòng)，讓學(xué)生參與，促使學(xué)生自主思考，加深對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的印象，把書本上理論知識(shí)和實(shí)際事物聯(lián)系起來，形成正確而深刻的概念。通過演示動(dòng)畫，能提供一些粉體處理加工相關(guān)設(shè)備工作過程和原理的動(dòng)態(tài)操作短片，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，集中學(xué)生的注意力，使學(xué)生更容易理解和掌握粉體加工過程及相關(guān)原理。

六、評(píng)價(jià)考核方式

《粉體工程》課程教學(xué)的最終目的不是簡單地讓學(xué)生死記相關(guān)概念、原理或方法及過程，而是要求他們能應(yīng)用學(xué)到的專業(yè)知識(shí)和技能去解決工程實(shí)際問題，因此單純采用傳統(tǒng)的閉卷考試來評(píng)價(jià)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果并不合理。為此，課程組積以教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，積極探索了以素質(zhì)教育為核心的《粉體工程》重點(diǎn)課程考核模式，積極探索不同的考核評(píng)價(jià)方法。采用的考核管理措施主要有：（1）加強(qiáng)了課程試題庫的建設(shè)和完善，除理論知識(shí)題外，增大實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)的題目比例，注重對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力的考核。建立了引導(dǎo)學(xué)生重實(shí)踐、重應(yīng)用，在提高解決實(shí)際問題能力上多下功夫的成績?cè)u(píng)價(jià)體系。（2）建立了網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)，試行網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試，將網(wǎng)絡(luò)測(cè)試過程貫穿于平時(shí)學(xué)習(xí)過程。（3）結(jié)合課程特點(diǎn)和專業(yè)特色，設(shè)定10個(gè)主題供學(xué)生選擇，以專業(yè)論文撰寫闡述解決方案的方式進(jìn)行考核，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動(dòng)性，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生查閱、總結(jié)文獻(xiàn)資料和解決問題的能力，更有利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。（4）課程總成績由平時(shí)成績加期末筆試成績組成，增加了平時(shí)成績比例（40%～60%），平時(shí)成績主要由平時(shí)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試情況、課堂回答問題及出勤情況決定，期末筆試可以閉卷或開卷等多種形式進(jìn)行。

七、結(jié)語

通過近幾年來《粉體工程》重點(diǎn)課程的建設(shè)與教學(xué)改革，課程教學(xué)質(zhì)量得到顯著提高，體現(xiàn)了重點(diǎn)課程的特色性和高的教學(xué)水平。本課程建設(shè)與教學(xué)改革充分運(yùn)用了現(xiàn)代教育思想和教學(xué)規(guī)律，符合科學(xué)性和先進(jìn)性的原則，合理運(yùn)用了現(xiàn)代教學(xué)方法與教學(xué)手段來有效提高教學(xué)效果，具有示范作用。實(shí)踐表明，為切實(shí)提高學(xué)生在粉體工程領(lǐng)域的知識(shí)水平和實(shí)踐創(chuàng)新能力，必須系統(tǒng)完整地進(jìn)行課程建設(shè)，根據(jù)專業(yè)特色優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，按教學(xué)規(guī)律合理組織教學(xué)，靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，并不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和及時(shí)調(diào)整教學(xué)思路。但本課程在實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)條件建設(shè)方面還存在不足，有待在今后不斷完善，以便為我國應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)做出更大的成績。

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