張　瑞，高　娟

(桂林理工大學(xué)　材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣西　桂林　541004)

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《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》課程實(shí)踐教學(xué)改革探討

張瑞，高娟

(桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣西桂林541004)

針對(duì)當(dāng)前無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫離生產(chǎn)實(shí)踐、教學(xué)效果不佳的問題，分析了該課程增加實(shí)踐教學(xué)的重要性，探討了若干實(shí)踐教學(xué)的措施，旨在加深學(xué)生對(duì)熱工理論知識(shí)的理解和靈活運(yùn)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)質(zhì)量。

硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)方法改革

《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，所涉及的窯爐氣體力學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)原理、干燥過程與設(shè)備、燃料與燃燒等知識(shí)為無機(jī)材料工藝學(xué)提供基礎(chǔ)理論指導(dǎo)，因而也是一門基于實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)的學(xué)科。目前該課程的教學(xué)模式仍然是以較多的理論知識(shí)傳授為主，輔以少量實(shí)驗(yàn)課程，嚴(yán)重缺乏親臨生產(chǎn)一線、直觀易懂的實(shí)踐教學(xué)，已完全不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)畢業(yè)生知識(shí)儲(chǔ)備的要求。將課本的理論知識(shí)緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)該課程的實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行探討，才能轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念，達(dá)到提升學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、分析與解決問題能力的效果。

一、《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》實(shí)踐教學(xué)的必要性

目前，《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》課程教學(xué)中主要存在著學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足、部分教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備脫離生產(chǎn)實(shí)踐、教學(xué)思維方式落后等嚴(yán)重制約教學(xué)發(fā)展的問題，必須實(shí)踐新的教學(xué)方式，才能有效提升課程的教學(xué)效果。

課程所涉及的理論知識(shí)大多數(shù)是從各種公式推導(dǎo)而來的，這就要求學(xué)生必須精通數(shù)學(xué)、物理學(xué)和物理化學(xué)等相關(guān)知識(shí)。然而課堂時(shí)間有限，知識(shí)傳授的速度通常超出學(xué)生的反應(yīng)速度，由于基礎(chǔ)知識(shí)掌握不扎實(shí)或欠缺，學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容枯燥、抽象難懂，自學(xué)起來比較困難，缺乏學(xué)習(xí)的興趣，甚至有些恐懼感。因此，需要增設(shè)一些直觀易懂、以知識(shí)講述和實(shí)物演示相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生覺得課程很實(shí)用，值得他們課余花時(shí)間學(xué)習(xí)。

課程使用的教材中一部分知識(shí)點(diǎn)比較陳舊，明顯落后于當(dāng)今快速發(fā)展的生產(chǎn)實(shí)踐，特別是企業(yè)不斷技術(shù)改革使用新的硅酸鹽窯爐設(shè)備和控制手段；實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備局限性也比較大，大多是停留在材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定、煙氣成分測(cè)試、熱電偶校正等驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，不能真實(shí)反映實(shí)際的生產(chǎn)狀況，限制了對(duì)學(xué)生思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可能掌握了某些基本規(guī)律和理論，甚至可以應(yīng)用某些知識(shí)對(duì)專業(yè)問題進(jìn)行理論上的解答；但是到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)后就一無所知，無法理解生產(chǎn)一線中的很多問題，如窯爐系統(tǒng)中物料的走向、熱量的有效利用或節(jié)能的實(shí)際有效措施等，這些知識(shí)都是課本和實(shí)驗(yàn)室無法呈現(xiàn)的，需要給予學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)。

如何將這樣一門基于實(shí)踐知識(shí)的課程講好、提高學(xué)生對(duì)課程知識(shí)掌握和熟練應(yīng)用的程度，對(duì)授課教師來說也是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。目前整個(gè)課程教學(xué)絕大部分是多媒體課件傳授的理論課，考核基本上停留在書面試卷考試上，學(xué)生不能真正理解《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》在生產(chǎn)一線的重要性，缺乏實(shí)踐知識(shí)獲得與靈活運(yùn)用的視野；教師也容易產(chǎn)生教學(xué)疲勞感，缺乏更新教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)方式的動(dòng)力。只有變革現(xiàn)有的教學(xué)思維和方式，才能充分調(diào)動(dòng)師生的積極性，達(dá)到無機(jī)非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

二、實(shí)踐教學(xué)方法改革的措施

針對(duì)上述在教學(xué)過程中的問題，結(jié)合無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，作者提出一個(gè)將理論教學(xué)與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)方式，對(duì)該課程教學(xué)方法做出如下改革，以達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際、提升教學(xué)效果的目的。

1. 認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)過程中傳授基本理論

《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》課程一般開設(shè)在大三上學(xué)期，是學(xué)生初次接觸到的專業(yè)課程之一。如果專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)是從課本上各種枯燥的理論和公式開始，必然會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，甚至降低對(duì)專業(yè)的認(rèn)可度，因此一般會(huì)安排學(xué)生到企業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分，它是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐技能和創(chuàng)新精神的第二課堂。通過為期兩周硅酸鹽工業(yè)(水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料、粉體制備等)生產(chǎn)流水線的直觀接觸和了解，學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的性質(zhì)、內(nèi)容及其在工程技術(shù)領(lǐng)域中的地位建立感性認(rèn)識(shí)，鞏固和加深理解所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。然而實(shí)際的教學(xué)情況往往很容易偏離目標(biāo)，學(xué)生到達(dá)生產(chǎn)一線后通常是眼花繚亂，跟隨企業(yè)工程師的講解，稀里糊涂地熟悉了一下生產(chǎn)流程，對(duì)將來就業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境有了一個(gè)直觀的印象，其他的細(xì)節(jié)基本上從未留心過。正所謂“外行人看熱鬧，內(nèi)行人看門道”，課程授課教師要把握好這個(gè)實(shí)踐教學(xué)的機(jī)會(huì)，結(jié)合《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》的理論知識(shí)對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)一一講解，使學(xué)生初步建立起該課程的知識(shí)框架：認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)一般從原料倉開始，學(xué)生會(huì)接觸到各種工質(zhì)(生產(chǎn)原料、燃料等)、存儲(chǔ)及干燥設(shè)備，這時(shí)授課教師就可以結(jié)合教學(xué)大綱，重點(diǎn)向?qū)W生介紹當(dāng)前國(guó)內(nèi)外企業(yè)主流燃料的分類、性質(zhì)、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)標(biāo)、ISO體系)及相關(guān)的燃燒技術(shù)，講授物料干燥的原理、方法及相關(guān)設(shè)備、流程設(shè)計(jì)等；到達(dá)生產(chǎn)車間以后，學(xué)生會(huì)接觸到各式的硅酸鹽窯爐和管道設(shè)備，授課教師可以結(jié)合硅酸鹽制品的生產(chǎn)流程，重點(diǎn)向?qū)W生介紹傳熱、傳質(zhì)的原理以及窯爐氣體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。這樣既避免了課本純理論知識(shí)的枯燥，引發(fā)學(xué)生的探索興趣，又可以督促學(xué)生用心了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀況，注意相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，為課程的學(xué)習(xí)提前打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2. 課堂教學(xué)結(jié)合實(shí)習(xí)經(jīng)歷

《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》課程的內(nèi)容涵蓋整個(gè)硅酸鹽熱工系統(tǒng)所有的理論知識(shí)點(diǎn)，包括熱能的傳遞機(jī)制、質(zhì)量的傳遞機(jī)制及流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在課堂講授時(shí)生動(dòng)形象的多媒體課件只能展示設(shè)備的構(gòu)造，理論知識(shí)仍然枯燥又抽象，學(xué)生很容易感到疲累，學(xué)習(xí)興致不高，課堂教學(xué)效果不理想。教師授課時(shí)可以將認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的錄像片段、日常生活中的典型案例等運(yùn)用到對(duì)應(yīng)理論知識(shí)的講解中，有針對(duì)性地提問生產(chǎn)企業(yè)這樣做的原因、該措施包含哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用等，學(xué)生就會(huì)容易地聯(lián)系到實(shí)地考察經(jīng)歷或生活經(jīng)驗(yàn)而集中精神思考，加深相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。例如，在講述“窯爐氣體力學(xué)”相關(guān)知識(shí)時(shí)可以提出問題：為什么工廠中的煙囪要建那么高，甚至有些還要增加引風(fēng)機(jī)？授課教師可以展示認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)時(shí)所拍攝的不同生產(chǎn)企業(yè)的煙囪照片，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生回想自家廚房是如何排煙的。又如在講述“傳熱原理”時(shí)，授課教師可以展示正常工作窯爐設(shè)備的照片或錄像，提問學(xué)生這些熱工設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，并引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系日常生活中做飯、取暖等場(chǎng)景。學(xué)生對(duì)自身經(jīng)歷一般比較感興趣，反響熱烈，等到討論結(jié)束、抽點(diǎn)個(gè)別學(xué)生回答問題后，授課教師歸納學(xué)生意見并講述相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生就能很好地理解記憶并融會(huì)貫通。同時(shí)，在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行解題訓(xùn)練，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)發(fā)散思維，然后和學(xué)生一起分析討論，講解所考察知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，從而達(dá)到鞏固理論知識(shí)、舉一反三的效果。此外，將課程知識(shí)點(diǎn)和實(shí)習(xí)錄像結(jié)合起來制作成微課，既可以豐富教學(xué)手段，又能讓學(xué)生在課余隨時(shí)學(xué)習(xí)，使學(xué)生從依賴課本的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動(dòng)的自我學(xué)習(xí)。

3. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐

實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)需要改變以老師講解、指導(dǎo)、演示為主，學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的設(shè)定步驟操作、觀察記錄預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的被動(dòng)型教學(xué)現(xiàn)狀，增設(shè)模擬生產(chǎn)實(shí)踐的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)更加明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模杂X做好就業(yè)前的“練兵”。授課教師要充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，鼓?lì)他們真正成為實(shí)驗(yàn)的主體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求自行設(shè)計(jì)或選擇實(shí)驗(yàn)方案，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，歸納、分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象與結(jié)果，將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)過程融為一體，提升熱工系統(tǒng)與設(shè)備的評(píng)價(jià)與分析能力。例如，在以往的“熱電偶校正”實(shí)驗(yàn)中學(xué)生只學(xué)會(huì)測(cè)量原理和儀器操作，感覺其實(shí)用性不明顯，通常實(shí)驗(yàn)的熱情不足；授課教師可將其拓展為“窯爐設(shè)計(jì)與測(cè)試”，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)、動(dòng)手組裝馬弗爐，然后控制加熱溫度，使用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶檢測(cè)馬弗爐內(nèi)的溫度均勻性和校正未知熱電偶。又如工廠中通常采用重油、天然氣或煤轉(zhuǎn)氣作為燃料，學(xué)生會(huì)覺得“使用氧彈量熱儀測(cè)定煤的燃燒”實(shí)驗(yàn)基本上與生產(chǎn)一線脫節(jié)；盡管煤的燃燒值測(cè)定有重要用途，但授課教師可將實(shí)驗(yàn)的測(cè)試對(duì)象改為重油，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)、配制油水混合物模擬工業(yè)生產(chǎn)中的燃料，找出獲得最大燃燒值對(duì)應(yīng)的油水配比。諸如此類，將實(shí)驗(yàn)設(shè)置得更貼近實(shí)際生產(chǎn)一線，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，活學(xué)活用課本知識(shí)，扎實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)技能。

4. 考核學(xué)生綜合能力

合理的課程考核方式能夠顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)教學(xué)效果的快速提升。必須改革以往理論成績(jī)占70%，課堂情況、作業(yè)和到課率占30%的考核方式，實(shí)驗(yàn)操作和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)兩部分內(nèi)容也需要在最終成績(jī)中有所體現(xiàn)。試卷考查學(xué)生理論知識(shí)的掌握水平及綜合運(yùn)用能力，考試成績(jī)占60%；課堂情況、作業(yè)和到課率考查學(xué)生的課程參與度，平時(shí)成績(jī)占15%；實(shí)驗(yàn)操作考查學(xué)生設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、分析及解決問題能力，考核成績(jī)占15%；認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)考查學(xué)生分析熱工設(shè)備的工作狀況、查找改進(jìn)設(shè)備措施等實(shí)習(xí)過程中的能力表現(xiàn)，考核成績(jī)占10%。其中，實(shí)驗(yàn)操作和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)成績(jī)可由小組組長(zhǎng)和指導(dǎo)教師共同打分來完成。通過全方位的考核，促進(jìn)學(xué)生解決硅酸鹽熱工實(shí)際問題能力的培養(yǎng)，達(dá)到生產(chǎn)一線的人才要求。

三、結(jié)語

針對(duì)《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》課程教學(xué)過程中存在的學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足、教材和實(shí)驗(yàn)設(shè)備脫離生產(chǎn)實(shí)踐、教師教學(xué)思維方式落后等問題，提出對(duì)目前教學(xué)方法改革的一條新思路，即課程講授、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、成績(jī)考核與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)方法。通過將理論知識(shí)聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐的教學(xué)方法改革，充分調(diào)動(dòng)師生的教學(xué)積極性，顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其真正掌握《硅酸鹽熱工基礎(chǔ)及設(shè)備》課程的基本知識(shí)并能夠靈活運(yùn)用以解決實(shí)際生產(chǎn)的難題。

(責(zé)任編輯：夏璐)

Discussion on the Practice Teaching Reform in the Course of “Silicate Thermal Engineering Foundation and Equipment”

ZHANG Rui，GAO Juan

(Guilin University of Technology，Guilin 541004，China)

With regard to the problems existed in the course of “silicate thermal engineering foundation and equipment” offered for the major of inorganic non metal material and engineering，such as the separation of theoretical and experimental teaching from production practice，the poor teaching effect，the importance of practice teaching is analyzed，and some measures to practice teaching is also explored，in order to enhance the students’ understanding and flexible application of the silicate thermal engineering theory，as well as improve their learning interests and cultivating quality.

silicate thermal engineering foundation and equipment；practice teaching；teaching method reform

G642.4

A

1671-9719(2016)8-0031-03

張瑞(1986-)，男，湖北棗陽人，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)椴牧峡茖W(xué)與工程。

2016-05-12

2016-06-02

廣西學(xué)位與研究生教育改革和發(fā)展專項(xiàng)課題“材料工程碩士產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)教育模式創(chuàng)新探索”(JGY2014079)。