混凝土制備工藝設(shè)計(jì)教學(xué)方式改革研究

王 臣

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150001）

隨著我國(guó)土建行業(yè)的快速發(fā)展，混凝土技術(shù)也得到了快速發(fā)展。混凝土攪拌站的生產(chǎn)可滿足連續(xù)工程的建設(shè)需求，具有可靠性高、滿足環(huán)保要求的特點(diǎn)。隨著混凝土技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新工藝、自動(dòng)化技術(shù)得到快速應(yīng)用，熟練掌握專業(yè)理論和新工藝技術(shù)的人才對(duì)行業(yè)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

混凝土制備工藝設(shè)計(jì)課程作為土木專業(yè)材料制備技術(shù)培養(yǎng)的課程之一，不僅涉及材料技術(shù)、工藝設(shè)備、繪圖和環(huán)保技術(shù)等知識(shí)，而且學(xué)生對(duì)知識(shí)的有序銜接和熟練掌握存在諸多困難?；陂L(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐與研究，可以將設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)原則作為項(xiàng)目教學(xué)主線，以企業(yè)的生產(chǎn)工藝實(shí)例作為教學(xué)題材，以方案設(shè)計(jì)實(shí)踐帶動(dòng)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用。材料計(jì)算、工藝匹配、設(shè)備選型等都能夠有效提高學(xué)生對(duì)現(xiàn)代工藝原理的分析和動(dòng)手設(shè)計(jì)能力。在項(xiàng)目實(shí)踐中，學(xué)生可通過(guò)工藝設(shè)計(jì)將理論知識(shí)與實(shí)踐相碰撞。這不僅有助于培養(yǎng)創(chuàng)新型技術(shù)人才，還有利于實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的一體化教學(xué)。

1 混凝土制備工藝設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀

一般而言，實(shí)踐性教學(xué)中通常把理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相融合，并且加入實(shí)用技術(shù)培訓(xùn)的內(nèi)容，采用由理論講解到實(shí)驗(yàn)，再到參觀實(shí)習(xí)的學(xué)習(xí)方法[1]。項(xiàng)目教學(xué)法也是專業(yè)課常采用的教學(xué)模式，在教學(xué)中，該教學(xué)模式可重新構(gòu)建材料原理及性能特點(diǎn)等知識(shí)[2-4]。王立成等[5]聯(lián)合使用多重教學(xué)方法，探索以工程實(shí)踐為導(dǎo)向的教學(xué)新方法，綜合培養(yǎng)學(xué)生。秦力等[6]通過(guò)加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，優(yōu)化課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，以提升實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)效果。張季超等[7-11]通過(guò)改革課程體系模式和內(nèi)容及實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐和科技創(chuàng)新能力。而混凝土制備工藝設(shè)計(jì)課程在專業(yè)理論知識(shí)系統(tǒng)化重構(gòu)及實(shí)踐與創(chuàng)新方面仍存在不足。

改革混凝土制備工藝設(shè)計(jì)課程的基本目標(biāo)應(yīng)以提升教學(xué)指導(dǎo)效果為重點(diǎn)，重視學(xué)生能力及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，探索和改進(jìn)專業(yè)知識(shí)教授方法和能力創(chuàng)新培養(yǎng)模式，優(yōu)化課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，完善設(shè)計(jì)過(guò)程考核評(píng)價(jià)方式。通過(guò)融合現(xiàn)代教學(xué)理念和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)能力與創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。文獻(xiàn)中所體現(xiàn)的教學(xué)理念和模式，對(duì)于混凝土制備工藝設(shè)計(jì)的教學(xué)改進(jìn)具有參考和指導(dǎo)作用，但是隨著新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)和信息化的快速發(fā)展，以及現(xiàn)代教育新發(fā)展的需要，仍需進(jìn)一步探索并推進(jìn)教學(xué)綜合改革。

2 混凝土制備工藝設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的內(nèi)容

學(xué)生具有良好的職業(yè)素質(zhì)、熟練的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力是企業(yè)所期待的。然而傳統(tǒng)的教學(xué)方式是先進(jìn)行專業(yè)理論知識(shí)講解，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示或驗(yàn)證性試驗(yàn)。這忽略了學(xué)生的主體性和主動(dòng)性，造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)；導(dǎo)致學(xué)生對(duì)專業(yè)理論的系統(tǒng)化理解度降低，思維模式固定，獨(dú)立思考和動(dòng)手設(shè)計(jì)能力差，缺乏專業(yè)實(shí)踐的興趣和創(chuàng)新性思維；運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題緩慢拖沓，社會(huì)適應(yīng)期過(guò)長(zhǎng)。制約學(xué)生形成全局性理論框架、理論思維的主要原因如下：（1）傳統(tǒng)方法的理論講授是將抽象較強(qiáng)的知識(shí)如原理、概念等進(jìn)行概括和總結(jié)后，再完整而有體系地在課堂進(jìn)行講授，但內(nèi)容條塊明顯、形式刻板，一定程度上限制了學(xué)生的自由思考和探索的興趣，而實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容又多以驗(yàn)證性為主，一定程度上削弱了學(xué)生的實(shí)操能力。（2）傳統(tǒng)考評(píng)的方法單一，學(xué)習(xí)主體的實(shí)際表現(xiàn)沒(méi)有得到關(guān)注，即學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性和創(chuàng)造性沒(méi)有得到充分激發(fā)。工藝設(shè)計(jì)課程是實(shí)踐性課程，如果考評(píng)僅局限于對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解和理解，則不能客觀全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)架構(gòu)的系統(tǒng)性、運(yùn)用以及創(chuàng)新能力。為此，文章從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式三個(gè)方面深入探索工藝設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革。

2.1 教學(xué)內(nèi)容

通過(guò)課程設(shè)計(jì)大綱改革，更新教學(xué)內(nèi)容。該課程學(xué)時(shí)總計(jì)2周，理論教學(xué)和指導(dǎo)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，教學(xué)內(nèi)容主要包括設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法、方案分析、工藝設(shè)備計(jì)算及繪制工藝設(shè)計(jì)圖等。

2.2 教學(xué)模式

在指導(dǎo)教學(xué)過(guò)程中，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)性、創(chuàng)新性、實(shí)用性的思維為主導(dǎo)思想，以項(xiàng)目方案分析為培訓(xùn)手段，綜合現(xiàn)代企業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向，指導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)典型工藝案例的分析與討論，在真實(shí)的工程項(xiàng)目環(huán)境下轉(zhuǎn)換學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。對(duì)于課程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，學(xué)生需要以企業(yè)家或工程師的身份進(jìn)行模擬企業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)，并通過(guò)運(yùn)用專業(yè)理論實(shí)施初步設(shè)計(jì)方案。通過(guò)研究與剖析各類實(shí)際工程案例，并查閱、收集歸納相關(guān)技術(shù)資料，可以有效強(qiáng)化學(xué)生的理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)水平，也可以提升學(xué)生的科學(xué)分析與知識(shí)綜合運(yùn)用能力，使其掌握工程師的思考方式。

通過(guò)對(duì)比教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)相結(jié)合，面向目標(biāo)的指導(dǎo)模式可有效激發(fā)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)的積極性。如現(xiàn)代化攪拌站與傳統(tǒng)攪拌站相比，在生產(chǎn)原理上存在著諸多相同點(diǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)代攪拌站是由早期機(jī)械系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，但現(xiàn)代系統(tǒng)存在很多程序控制微機(jī)系統(tǒng)，其在機(jī)械式控制的配料設(shè)備中存在著可對(duì)照的“原型”，而新系統(tǒng)的物料計(jì)量、物料檢測(cè)、數(shù)控技術(shù)更先進(jìn)，環(huán)保程度更高。因此，指導(dǎo)學(xué)生從具體項(xiàng)目案例著手，綜合考慮物料貯存系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)、物料稱量系統(tǒng)、攪拌主機(jī)和控制系統(tǒng)五大系統(tǒng)和其他附屬設(shè)施，實(shí)施項(xiàng)目設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)、合理的技術(shù)方式進(jìn)行系統(tǒng)選擇和工藝設(shè)計(jì)。

通過(guò)對(duì)比選擇系統(tǒng)，使學(xué)生體驗(yàn)如下新技術(shù)系統(tǒng)工作的特點(diǎn)：（1）主機(jī)系統(tǒng)能連續(xù)平穩(wěn)工作，效率高、產(chǎn)量高；（2）高精度配料，采用數(shù)控技術(shù)精確投放各物料；（3）系統(tǒng)可靠，控制系統(tǒng)采用傳感器加計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)集中管理，有效降低故障率；（4）保障生產(chǎn)率，采用坍落度監(jiān)視系統(tǒng)，可有效保障混凝土施工，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；（5）收塵系統(tǒng)、新式集中除塵系統(tǒng)除塵效果好，可有效避免主機(jī)內(nèi)形成過(guò)高負(fù)壓，進(jìn)而影響物料計(jì)量精度等。

根據(jù)學(xué)生興趣等個(gè)性化因素，采取一人一項(xiàng)目的方式，供學(xué)生自由選擇項(xiàng)目。項(xiàng)目與對(duì)比教學(xué)以師生互動(dòng)為前提，是雙向、平等的交流。由于典型方案涉及現(xiàn)實(shí)企業(yè)或設(shè)計(jì)方案，具備應(yīng)用背景和生產(chǎn)的真實(shí)環(huán)境，因此學(xué)生可通過(guò)分析典型工程方案，設(shè)計(jì)出初設(shè)方案，然后匯報(bào)分析結(jié)果和方案并以組為單位進(jìn)行討論，再逐步完善方案直到完成方案。通過(guò)分析與討論，學(xué)生可學(xué)習(xí)并內(nèi)化方案中的豐富知識(shí)，與消極認(rèn)知、機(jī)械理解抽象的理論相比，教學(xué)法有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教學(xué)法不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的全局性思維，還可為實(shí)踐的運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。

2.3 考核方式

課程建立了既重視結(jié)果又重視過(guò)程的評(píng)價(jià)體系，過(guò)程性考評(píng)可以有效提高評(píng)價(jià)的科學(xué)性，以此適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思維特點(diǎn)，并體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體地位的教學(xué)規(guī)律。教學(xué)過(guò)程以工程實(shí)例分析與討論為引導(dǎo)，可充分開拓學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。教師一對(duì)一指導(dǎo)學(xué)生的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，輔助小組討論，采用連續(xù)的、與學(xué)習(xí)過(guò)程相互交融的評(píng)價(jià)，這種師生之間、學(xué)生之間的互動(dòng)與合作，有利于學(xué)生的發(fā)展。課程分?jǐn)?shù)設(shè)置為百分制，課程考核成績(jī)主要分為四部分：（1）案例分析、項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)（20%）；（2）資料收集、理論知識(shí)綜合運(yùn)用程度，如工藝計(jì)算、設(shè)備計(jì)算與選型的科學(xué)性（30%）；（3）設(shè)計(jì)方案考核，如繪圖質(zhì)量、場(chǎng)地布局、工藝流程、輸運(yùn)、環(huán)保等的合理性（30%）；（4）整個(gè)課程過(guò)程中平時(shí)的多維、多元、方法多樣的表現(xiàn)，如討論中提出建設(shè)性的意見(jiàn)，對(duì)其他方案的點(diǎn)評(píng)等（20%）。過(guò)程性考評(píng)采用多種考評(píng)方式，實(shí)現(xiàn)考評(píng)主體的多元化，對(duì)學(xué)習(xí)質(zhì)量的考評(píng)層次更高也更深入，較好地體現(xiàn)了考評(píng)的客觀性和科學(xué)性。

3 結(jié)束語(yǔ)

混凝土應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，雖然不同建設(shè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和性能要求存在差異，但從材料理論、工藝到生產(chǎn)實(shí)踐的人才培養(yǎng)過(guò)程仍對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展具有重要意義。此課程的教學(xué)采取以工程方案分析為引導(dǎo)，對(duì)比教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)為實(shí)踐操作和過(guò)程性考評(píng)相結(jié)合的教學(xué)方法，基于專業(yè)理論知識(shí)建立以真實(shí)方案為牽引的實(shí)踐過(guò)程，使學(xué)生完成方案設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝、設(shè)置機(jī)械設(shè)備參數(shù)等，使設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性、科學(xué)性的效果。在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和專業(yè)綜合素質(zhì)得到鍛煉和提升，工程實(shí)踐的興趣得到有效激發(fā)。理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法受到學(xué)生的認(rèn)同，收到了事半功倍的教學(xué)效果。