礦物加工工程設(shè)計教學(xué)改革思考

石晴

（中南大學(xué) 資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410083）

摘要：《礦物加工工程設(shè)計》是礦物加工專業(yè)的主干專業(yè)課程，具有很強的實踐性與綜合性。本文分析了該課程教學(xué)過程的現(xiàn)狀與不足，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程體系、教學(xué)團隊等幾個方面進行了教學(xué)改革探討。

關(guān)鍵詞：礦物加工工程設(shè)計；教學(xué)改革；課程設(shè)置

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）13-0087-02

《礦物加工工程設(shè)計》是礦物加工專業(yè)的一門必修課。本課程要求學(xué)生掌握選礦廠設(shè)計的基本原理、基本程序和基本方法，包括流程的選擇與論證、工藝流程的計算、工藝設(shè)備的選擇與計算、工藝建筑物布置與車間配置等內(nèi)容，主要目的是為學(xué)生們將來從事選礦廠設(shè)計和現(xiàn)場生產(chǎn)管理奠定基礎(chǔ)。

選礦廠設(shè)計是為新建、擴建或改建工程進行的規(guī)劃、論證和編制成套設(shè)的計文件，是面向未來、規(guī)劃未來、開發(fā)未來的一項工作；作為工程建設(shè)的樞紐，是將先進經(jīng)驗和最新科研技術(shù)成果推廣應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，隨著選礦試驗研究、選礦工藝、設(shè)備及自動化等方面均取得了較大的技術(shù)突破，促進了選礦設(shè)計規(guī)范、設(shè)計手段與設(shè)計理念的高速發(fā)展。因此，《礦物加工工程設(shè)計》課程的教學(xué)也急需與時俱進。

一、《礦物加工工程設(shè)計》教學(xué)實踐的現(xiàn)狀

由于學(xué)校整體教學(xué)規(guī)劃和缺乏長期統(tǒng)一的規(guī)范性制度，《礦物加工工程設(shè)計》在教學(xué)實踐過程中仍存在一些不足：

1.《礦物加工工程設(shè)計》教材資料。目前，《礦物加工工程設(shè)計》的參考教材比較陳舊，大多數(shù)是上世紀(jì)的資料，且可以參考的資料較少。然而，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，選礦的新工藝與新設(shè)備不斷取得突破，現(xiàn)有的設(shè)計規(guī)范、設(shè)計思路與設(shè)計理念發(fā)生了巨大的變化，以往的設(shè)計資料明顯脫節(jié)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）設(shè)計規(guī)范的變化：從2013年1月1日起開始實施的《有色金屬選礦廠工藝設(shè)計規(guī)范》（GB50782-2012），正式取代了YSJ014-1992版的行業(yè)設(shè)計規(guī)范，增加了自磨/半自磨、高壓輥磨工藝、設(shè)備選型試驗、尾礦毒性浸出試驗、露天配置、磁選等內(nèi)容，而現(xiàn)有的教材幾乎是基于舊的行業(yè)設(shè)計規(guī)范，對新規(guī)范增加的內(nèi)容幾乎不涉及。（2）設(shè)計理念的改變：例如，傳統(tǒng)的設(shè)計理念中堅持貫徹“多碎少磨”原則，大部分教材中介紹破碎磨礦的工藝流程計算也是以傳統(tǒng)的“三段一閉路破碎+球磨流程”為主。然而，進入21世紀(jì)以來，貫徹“清潔、節(jié)能、減排”原則的碎磨流程選擇得到發(fā)展，自磨/半自磨工藝流程逐漸被國內(nèi)同行所接受，并在近年來新建的若干大中型選礦廠中得到了較為普遍的應(yīng)用，但是現(xiàn)有的教材很少涉及自磨/半自磨工藝的選擇與計算。（3）設(shè)備的更新：《礦物加工工程設(shè)計》、《課程設(shè)計》及《畢業(yè)設(shè)計》等所能收集的設(shè)備資料基本是上世紀(jì)所遺留的資料，與近年來設(shè)備技術(shù)進步與設(shè)備研究進展極不相符，采用這些資料所進行的礦物加工工程設(shè)計的課堂討論與課后實踐，都與現(xiàn)實的設(shè)計過程相差甚遠(yuǎn)。

2.教學(xué)手段與方法?！兜V物加工工程設(shè)計》專業(yè)面廣、實踐性強，教師對關(guān)鍵知識的講授和學(xué)生對關(guān)鍵知識的理解掌握均存在較大的難度，學(xué)生容易存在嚴(yán)重的理論脫離實際現(xiàn)象。該課程目前主要采用教師集中式教學(xué)，教師與學(xué)生主要通過“講解—接受”的模式來教學(xué)與學(xué)習(xí)，這種模式可以讓學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時間里掌握重要知識點的概念及含義，可以作為通用性理論內(nèi)容的教學(xué)模式。但是，對于流程的選擇與論證、工藝流程的計算、工藝設(shè)備的選擇與計算等這些靈活多變的內(nèi)容，僅通過單一的“講解—接受”模式，往往使學(xué)生不得其精髓，感到枯燥乏味，缺失了主動探索與獨立思考創(chuàng)新的興趣。

3.教學(xué)環(huán)節(jié)安排。礦物加工工程設(shè)計是貫穿礦物加工工程專業(yè)的一個重要綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，涉及《計算機輔助設(shè)計》、《礦物加工工程設(shè)計》、《課程設(shè)計》與《畢業(yè)設(shè)計》等。以我校為例，《計算機輔助設(shè)計》是基礎(chǔ)課，主要開設(shè)在大一或大二學(xué)年；《礦物加工工程設(shè)計》為專業(yè)課，主要開設(shè)在大三下學(xué)期；《課程設(shè)計》為實踐課，開設(shè)在大四上學(xué)期期末；《畢業(yè)設(shè)計》為大四下學(xué)期的課程。

《礦物加工工程設(shè)計》課程的內(nèi)容較多，需要合適地安排學(xué)時。以我校為例，目前該課程有40個學(xué)時，全部用于上課講授，總體上學(xué)時較為緊張，不利于安排討論、互動等教學(xué)模式，不利于學(xué)生獨立分析問題和解決問題。如工藝流程的選擇與計算涉及破碎、磨礦、選別、脫水等流程的計算與設(shè)備選擇，在擬安排10個學(xué)時內(nèi)僅僅能講授完這些工藝過程基本的計算方法與設(shè)備選擇。

4.教學(xué)與實踐。由于高校人才引進政策的影響，不少高校都存在類似的問題，即任課教師的學(xué)位高，但對課程的內(nèi)容不熟悉，沒有實際的設(shè)計經(jīng)驗，甚至沒有工程實踐經(jīng)驗，教授與指導(dǎo)學(xué)生們《礦物加工工程設(shè)計》時，只能是紙上談兵，離實際應(yīng)用較遠(yuǎn)。

二、教學(xué)改革思路

針對以上該課程在教學(xué)實踐過程中的現(xiàn)狀，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程體系、教學(xué)團隊等幾個方面進行了教學(xué)改革的探討，具體如下：

1.教學(xué)內(nèi)容改革。（1）增加反映工藝最新發(fā)展的內(nèi)容。近年來，礦物加工工程設(shè)計領(lǐng)域高速發(fā)展，這就要求我們對教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整。在設(shè)計規(guī)范方面，介紹設(shè)計規(guī)范的變化及設(shè)計理念的改變，幫助學(xué)生樹立設(shè)計規(guī)范意識；在工藝方面，增加常規(guī)碎磨流程的節(jié)能設(shè)計革新，增加自磨/半自磨的技術(shù)內(nèi)容，講授SAB、SABC、ABC等自磨/半自磨工藝特點及其適應(yīng)的礦石對象，介紹與設(shè)計密切相關(guān)的碎磨試驗方法，如：JK Tech落重試驗、標(biāo)準(zhǔn)自磨設(shè)計（SAG Design）試驗、半自磨功率指數(shù)（SPI）試驗、高壓輥磨試驗等。（2）更新設(shè)備資料。近年來，礦物加工設(shè)備逐漸趨于大型化、多樣化、細(xì)致化，為了增加授課內(nèi)容的時效性，需要更新設(shè)備資料。例如，破碎機方面，可以收集美卓與山特維特的大型破碎機設(shè)備參數(shù)，介紹大型破碎機的配置特點；振動篩方面，可以收集國內(nèi)外具有代表性的各系列振動篩的設(shè)備參數(shù)，使學(xué)生深入的了解現(xiàn)代化的設(shè)備配置與選礦廠設(shè)計，增加課程設(shè)計實踐過程中設(shè)備選擇的多樣化。（3）增加如何將理論應(yīng)用于設(shè)計實踐的內(nèi)容。理論結(jié)合實際是《礦物加工工程設(shè)計》課程的特色，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于如何開展工程設(shè)計實踐具有濃厚的興趣。因此，在教學(xué)中不斷嘗試強化學(xué)生的工程設(shè)計實踐能力，聯(lián)系工程項目管理的實例，講解工程項目管理與招投標(biāo)，使學(xué)生掌握并理解工程項目管理的基本程序；聯(lián)系項目投資實例，講解投資估算與經(jīng)濟評價方法；通過展示選礦廠設(shè)計資料、生產(chǎn)現(xiàn)場圖片和講解案例，使學(xué)生掌握并理解工程技術(shù)在實際生產(chǎn)過程的應(yīng)用，能引導(dǎo)學(xué)生以更符合實際的思維方式來解決問題。

2.教學(xué)方法改革。教學(xué)過程強調(diào)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自學(xué)能力，強調(diào)團隊分工協(xié)作與應(yīng)用所學(xué)知識解決實際工程問題，并在實際工程項目中有所創(chuàng)新。首先，需要讓教師與學(xué)生明確該課程在整個專業(yè)課程體系中的地位及該課程能解決的具體實際問題。其次，應(yīng)在教學(xué)過程中引入專題研討，采用啟發(fā)式教學(xué)，每一階段以工程問題啟發(fā)專題開始，以工程實踐問題考核。

3.課程體系改革。（1）增強課程間的連貫性。在礦物加工專業(yè)的課程體系規(guī)劃時，應(yīng)該考慮基礎(chǔ)課、專業(yè)課與實踐課之間的聯(lián)系。如將計算機輔助設(shè)計中的制圖規(guī)范、AUTO CAD的課時移至《礦物加工設(shè)計》中，將《礦物加工設(shè)計》與《課程設(shè)計》安排在同一學(xué)期內(nèi)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有連貫性，更加有利于學(xué)生掌握知識要點與相關(guān)技能。（2）增加專業(yè)基礎(chǔ)課。以我校為例，目前沒有開設(shè)專門的選礦設(shè)備課程，在《礦物加工工程設(shè)計》課程教學(xué)上發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對于設(shè)備的基本構(gòu)成及功能比較生疏，對于各種設(shè)備的用途及配置也比較生疏，這不利于學(xué)生理解掌握流程技術(shù)、設(shè)備的計算與選擇等重點內(nèi)容。（3）補充部分三維立體的選修課。三維工廠設(shè)計管理系統(tǒng)軟件可用于高效地設(shè)計和管理工廠的各專業(yè)元素，憑借實時的可視化模型、精確的尺寸控制、多專業(yè)協(xié)同設(shè)計及碰撞檢查等方面的巨大優(yōu)勢，使得工廠設(shè)計變得更加直觀和精確可靠。選礦廠是建筑、結(jié)構(gòu)、管道、電氣、工藝設(shè)備等大量元素的集合，隨著三維設(shè)計軟件的發(fā)展，工程項目采用全新的協(xié)同三維設(shè)計模式已成為工程設(shè)計發(fā)展的趨勢。

4.教學(xué)團隊建設(shè)?！兜V物加工工程設(shè)計》是實踐性很強的專業(yè)課，承擔(dān)該課程的教師應(yīng)該具有相關(guān)的工程設(shè)計經(jīng)驗，需要構(gòu)建相關(guān)的教學(xué)團隊。以我校為例，目前承擔(dān)該專業(yè)課的教師具有副高級以上職稱，由具有設(shè)計單位工作經(jīng)驗的教師與年輕教師組成教學(xué)團隊，通過“傳、幫、帶”幫助年輕教師掌握課程內(nèi)容，并要求所有年輕教師進行工程設(shè)計方面的培訓(xùn)，以強化年輕老師的工程實踐經(jīng)驗。

三、結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，礦物加工工藝、設(shè)備取得了長足的進步，促進了選礦設(shè)計規(guī)范、設(shè)計手段與設(shè)計理念的不斷革新。作為典型的工程專業(yè)，礦物加工的專業(yè)課也應(yīng)與時俱進。通過教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法改革、課程體系改革與教學(xué)團隊建設(shè)，進一步提高礦物加工工程設(shè)計的課程質(zhì)量，是全面提升礦物加工專業(yè)畢業(yè)生素質(zhì)和能力的重要組成部分，也是促進畢業(yè)生適應(yīng)社會發(fā)展變化的基礎(chǔ)。