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        磁電分選技術(shù)發(fā)展史思政教學(xué)的情境設(shè)計(jì)

        2022-06-18 09:41:30史長(zhǎng)亮謝玉娟趙繼芬程敢聶彥合鄧小偉
        科學(xué)咨詢 2022年9期
        關(guān)鍵詞:情境課程設(shè)計(jì)

        史長(zhǎng)亮,謝玉娟,趙繼芬,程敢,聶彥合,鄧小偉

        (河南理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,河南焦作 454003)

        教育教學(xué)全過(guò)程需實(shí)現(xiàn)“全程育人、全方位育人”的理念已在全國(guó)高校范圍推廣,其實(shí)施載點(diǎn)是以立德樹(shù)人的思政教育為中心環(huán)節(jié)。思政教育在工學(xué)、文學(xué)、理學(xué)等大類學(xué)科課程體系中的融入貫穿已由教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實(shí)施綱要》等文件明確提出,實(shí)現(xiàn)思想政治教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)統(tǒng)一,深入推進(jìn)課程思政建設(shè),著力提升育人質(zhì)量;由此對(duì)所依托課程傳授的知識(shí)體系的凝練、對(duì)思想政治資源的充分挖掘,尤其對(duì)及全方位育人環(huán)境的構(gòu)建顯得尤為重要[1]。

        情境設(shè)計(jì)的關(guān)注源于德國(guó)科學(xué)家對(duì)15g 鹽攝入手段的更新,最終將其放入一碗美味可口的湯中可以被大家接受下咽。情境之于知識(shí),猶如湯之于鹽,情境設(shè)計(jì)作為新型教學(xué)手段,可以對(duì)授課內(nèi)容形象化、生動(dòng)化,引起學(xué)生的興趣激發(fā)、情感共鳴,最大程度降低學(xué)生的厭學(xué)、吸收效果差的現(xiàn)象,從而可以更好地落實(shí)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。

        目前各高校正積極地分類推進(jìn)課程思政建設(shè),磁電分選技術(shù)作為工科類礦物加工工程專業(yè)的核心課程在國(guó)內(nèi)建設(shè)正起步。本文將探索更多適于磁電分選技術(shù)課程的情景教育模式,巧妙依托情境式案例設(shè)計(jì)教學(xué)體系,最終有力推動(dòng)思政與專業(yè)教學(xué)形成育人合力,讓礦物加工專業(yè)學(xué)生更加堅(jiān)定理想信念,達(dá)到適應(yīng)于礦物加工卓越工程師高水平人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

        一、課程介紹

        磁電分選技術(shù)課程為礦物加工工程學(xué)科的專業(yè)必修課,授課內(nèi)容以磁電物理基礎(chǔ)-磁電分選設(shè)備-磁電分選工藝為核心,為礦物加工學(xué)生培養(yǎng)磁電選礦實(shí)踐所需的基礎(chǔ)知識(shí),具備服務(wù)鐵礦、錳礦、有色礦山等現(xiàn)場(chǎng)能力。如何在授課開(kāi)始做到“激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主動(dòng)性”、“凸顯核心知識(shí)點(diǎn)及難點(diǎn)”、“引導(dǎo)學(xué)生對(duì)技術(shù)的思考”三位一體遞進(jìn)式的學(xué)習(xí)效果顯得尤為重要。該課程的緒論內(nèi)容重點(diǎn)講述了磁電分選技術(shù)發(fā)展史過(guò)程中涌現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的多元化、代表人物的貢獻(xiàn)度、典型企業(yè)創(chuàng)新貢獻(xiàn)度,以此內(nèi)容為主線,深入挖掘、巧妙設(shè)計(jì)多種情境,讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)學(xué)有所用、學(xué)以致用的意義[2]。

        二、課程思政教學(xué)情境設(shè)計(jì)

        (一)情境設(shè)計(jì)內(nèi)容

        磁電分選技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程的情境設(shè)計(jì)需重點(diǎn)權(quán)衡學(xué)生的專業(yè)背景以及學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性能否激發(fā)。本文前期調(diào)研總結(jié)了2017 級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的問(wèn)題現(xiàn)狀,如下所述:

        1.學(xué)生缺乏系統(tǒng)的創(chuàng)新意識(shí)、問(wèn)題導(dǎo)向及創(chuàng)新點(diǎn)的挖掘欠缺;

        2.學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣不高,尤其是對(duì)于冰冷設(shè)備的理解不到位,只是僵硬地對(duì)于結(jié)構(gòu)、分選原理的認(rèn)知;

        3.學(xué)生因考研及工作需求,對(duì)于某些行業(yè)大咖的現(xiàn)狀及發(fā)展前景比較感興趣;

        4.學(xué)生對(duì)于非煤礦產(chǎn)資源的了解度不夠;

        5.“雙碳”戰(zhàn)略下課程知識(shí)體系與低碳技術(shù)的關(guān)聯(lián)度認(rèn)識(shí)不夠。

        基于此,本文圍繞磁電分選技術(shù)發(fā)展史,以學(xué)生的思政教育為核心目標(biāo),設(shè)計(jì)了多種教學(xué)情境,包括創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)、中國(guó)品牌技術(shù)、業(yè)內(nèi)行家故事、技術(shù)的多元化應(yīng)用、助力“雙碳”戰(zhàn)略,配合課程內(nèi)容的穿插進(jìn)行思政烘托。文中設(shè)計(jì)的情境設(shè)計(jì)內(nèi)容及擬達(dá)到的效果對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

        表1 情境設(shè)計(jì)內(nèi)容及預(yù)期效果

        (二)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)”情境設(shè)計(jì)

        磁電分選技術(shù)發(fā)展從17 世紀(jì)利用手提永久性磁鐵從錫石和其他稀有金屬精礦中除鐵開(kāi)始,經(jīng)歷了輥式/帶式磁選機(jī)、筒式磁選機(jī),直至20 世紀(jì)初,市場(chǎng)上的磁選機(jī)存在:分選空間小、處理能力低、適用于大塊強(qiáng)磁性礦物的技術(shù)特點(diǎn),以致國(guó)內(nèi)鋼鐵快速發(fā)展時(shí)期,對(duì)于占比較大的弱磁性赤鐵礦分選,其粉狀資源堆積無(wú)法處理,造成資源浪費(fèi)。設(shè)計(jì)第一個(gè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)-瓊斯磁選機(jī)的研發(fā)(20 世紀(jì)60 年代),講述該磁選機(jī)的發(fā)明者瓊斯在無(wú)意間感受到了齒板在磁場(chǎng)空間可以產(chǎn)生足夠高的磁場(chǎng)梯度,且形成的磁場(chǎng)力足以分選弱磁性粉體,同時(shí),多層齒板的布置可以有效增大處理量,從而推動(dòng)磁選技術(shù)的發(fā)展;而瓊斯發(fā)現(xiàn)的齒板現(xiàn)在稱為聚磁介質(zhì)且一直在做結(jié)構(gòu)、布置方式、充填率等創(chuàng)新,也正是出現(xiàn)了聚磁介質(zhì),弱磁性粉體才得以處理。然而,隨著聚磁介質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)使用,細(xì)粒物料的堵塞問(wèn)題對(duì)選礦工作者產(chǎn)生了極大干擾,分選效率降低。設(shè)計(jì)第二個(gè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)-SLON 磁選機(jī)的研發(fā)(20世紀(jì)80 年代),講述熊大和博士如何在實(shí)驗(yàn)室將脈動(dòng)水流引入分選過(guò)程,從而解決細(xì)粒堵塞以及如何依靠該創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)業(yè)成功的案例[3]。

        輥式磁選機(jī)經(jīng)歷了第一代磁滑輪(CT 型)、第二代永磁筒式磁選機(jī)(CTG 型),根據(jù)工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況,現(xiàn)有輥式磁選機(jī)出現(xiàn)磁鏈夾雜工程問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和磁系布置方式上進(jìn)行思考,將磁輥設(shè)計(jì)成多輥類型,將拋出方式修改為逆重力吸出方式,將環(huán)形磁系設(shè)計(jì)為多塊拼接磁系類型,依據(jù)具體工況選擇合適的布置方式等,從而選擇性價(jià)比較好的最優(yōu)方案。基于此,順勢(shì)引出北科大李教授做的新型輥式機(jī)、河南理工大學(xué)自主研發(fā)的輥式磁選機(jī)以及山東華特推出的平板式磁選機(jī)等新型結(jié)構(gòu)類型,讓學(xué)生學(xué)有所悟、知其然、創(chuàng)新思維解決問(wèn)題,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生從機(jī)電、信控專業(yè)方向進(jìn)行通盤考慮、合作,在不同的領(lǐng)域盡自己最大的努力優(yōu)化磁選設(shè)備,在保證效率的同時(shí)也保證裝置可實(shí)現(xiàn)的最大可能性[4]。

        通過(guò)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)技術(shù)的情境設(shè)計(jì),讓學(xué)生感受到在技術(shù)發(fā)展到一定瓶頸期,如果能夠積極思考,尊重技術(shù)規(guī)律,保持創(chuàng)新發(fā)展理念及技術(shù)傳承意識(shí),可以解決技術(shù)問(wèn)題,從而為國(guó)家作出積極貢獻(xiàn)。

        (三)“中國(guó)品牌技術(shù)”情境設(shè)計(jì)

        國(guó)內(nèi)鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展過(guò)程中,對(duì)鐵礦資源的需求量與日俱增。我國(guó)鐵礦資源的整體特點(diǎn)呈現(xiàn)了“貧、細(xì)、雜”的特點(diǎn),可利用原生鐵礦量少,難以滿足鋼鐵需求。一段時(shí)間內(nèi),國(guó)內(nèi)只能從國(guó)外進(jìn)口鐵礦資源,然而國(guó)外的鐵礦資源主要集中在澳大利亞等企業(yè),形成資源壟斷。設(shè)計(jì)中國(guó)品牌技術(shù)-鐵礦高效磁選技術(shù),優(yōu)化鐵礦選礦工藝,提高入爐品位,消除技術(shù)壁壘,使我國(guó)的鐵礦選礦技術(shù)引領(lǐng)世界,如近幾年韓躍新提出的流態(tài)化閃速磁化焙燒工藝,將極大提高赤鐵礦、褐鐵礦等資源利用率,現(xiàn)在已經(jīng)推廣國(guó)外,該情境的烘托足以引領(lǐng)學(xué)生樹(shù)立家國(guó)情懷、民族意識(shí)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)。同時(shí),對(duì)于鐵礦資源的補(bǔ)給,含鐵固廢也是很好的資源,如鋼渣、鋅窯渣等。設(shè)計(jì)中國(guó)品牌技術(shù)-固廢資源化高效磁選技術(shù),通過(guò)基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用,設(shè)計(jì)出可供優(yōu)選的分選工藝,在固廢處理及鐵礦資源補(bǔ)給兩者兼顧,做綠水青山的踐行者。

        (四)“業(yè)內(nèi)行家故事”情境設(shè)計(jì)

        在介紹磁電選技術(shù)發(fā)展歷程中,以磁電基礎(chǔ)理論解析、聚磁介質(zhì)設(shè)計(jì)、磁鏈問(wèn)題剖析、磁化焙燒技術(shù)、磁電選實(shí)踐等熱點(diǎn)技術(shù)為大背景,重點(diǎn)搜集了各行中做出突出貢獻(xiàn)的行家學(xué)者、企事業(yè)單位。情境設(shè)計(jì)1:國(guó)內(nèi)某高校教師如何將研發(fā)產(chǎn)品服務(wù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,經(jīng)歷的艱難困苦對(duì)于我們的啟發(fā);情境設(shè)計(jì)2:國(guó)外麻省理工物理學(xué)博士如何將磁電技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于坑口電廠燃煤凈化,行業(yè)的轉(zhuǎn)變他如何腳踏實(shí)地一步一步干起來(lái);情境設(shè)計(jì)3:某磁電公司從創(chuàng)業(yè)初期到行內(nèi)領(lǐng)軍,如何正確認(rèn)識(shí)及對(duì)待磁選行業(yè)的問(wèn)題及機(jī)遇,企業(yè)不斷交叉創(chuàng)新,研發(fā)永磁彈射技術(shù)、電磁驅(qū)動(dòng)人工造浪技術(shù)、醫(yī)用核磁儀用于服務(wù)社會(huì)發(fā)展,為人民謀幸福。通過(guò)介紹學(xué)者們一些鮮為人知的原始想法、做法和獨(dú)特的人格魅力,讓學(xué)生了解、分析、思考,引領(lǐng)學(xué)生樹(shù)立干一行愛(ài)一行、腳踏實(shí)地、為人民服務(wù)的思政理念。

        (五)“技術(shù)多元化應(yīng)用”情境設(shè)計(jì)

        磁電利用在日常生活中隨處可見(jiàn),在工業(yè)生產(chǎn)中更是必不可少的存在。我國(guó)礦產(chǎn)資源情況三大特點(diǎn):貧、細(xì)、雜,決定了在選礦中選別和回收是必要的,如金屬礦石的選別、重介質(zhì)選礦中介質(zhì)的回收、非金屬礦物原料中除去含鐵雜質(zhì)、排除鐵物保護(hù)破碎機(jī)和其他設(shè)備、和冶煉生產(chǎn)的鋼渣中回收廢鋼等,都是磁電選礦技術(shù)的應(yīng)用。磁電選別技術(shù)是有共通性的,即在需要區(qū)分的兩種或兩種以上的混合物中,至少有一種是帶有磁性的,或者通過(guò)感應(yīng)檢測(cè)進(jìn)行區(qū)分。一種技術(shù)不應(yīng)該只能用在一個(gè)領(lǐng)域,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行思考,發(fā)現(xiàn)至少在食品檢測(cè)中,磁電選別技術(shù)也能有一席之地。如粉體達(dá)標(biāo)檢測(cè),就能夠利用磁電選別技術(shù)去除有害雜質(zhì);水果蔬菜果體檢測(cè),可根據(jù)果肉中特定的元素含量來(lái)確定果體的品質(zhì),又或者通過(guò)感應(yīng)確定重量是否達(dá)標(biāo)等。作為工科類專業(yè)的學(xué)生,應(yīng)當(dāng)明白所學(xué)的知識(shí)、所掌握的技能都是要解決實(shí)際問(wèn)題的,不能只拘泥于單一的思維模式,要學(xué)會(huì)開(kāi)拓思路,才能為社會(huì)作出更多的貢獻(xiàn)[5]。

        (六)助力“雙碳戰(zhàn)略”情境設(shè)計(jì)

        面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中二氧化碳超標(biāo)排放造成的環(huán)境及生態(tài)壓力,以習(xí)近平總書記為核心的黨中央提出中國(guó)將實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略,即:2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在2021 年的政府工作報(bào)告中,“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”被列為重點(diǎn)任務(wù)之一,加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展也被列入“十四五”發(fā)展規(guī)劃之中。“雙碳”戰(zhàn)略是造福人類、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的客觀需要。近年來(lái),在“雙碳”戰(zhàn)略的大背景下,結(jié)合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人才的要求,該課程不斷完善培養(yǎng)目標(biāo),設(shè)置的課程體系進(jìn)一步凸顯地礦學(xué)科特色,主動(dòng)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的新要求,引領(lǐng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)、強(qiáng)化實(shí)踐能力。

        同時(shí),在磁電技術(shù)實(shí)踐中,凸顯現(xiàn)有礦產(chǎn)資源的固廢排放與污染、占用大量土地資源揚(yáng)塵污染、土壤荒漠化、鹽堿化,將重點(diǎn)提升至環(huán)境問(wèn)題導(dǎo)致的區(qū)域和諧危機(jī)日益突出。面對(duì)大面積裸露廢棄地,水、土、氣、地質(zhì)等環(huán)境問(wèn)題接踵而至,讓學(xué)生意識(shí)到:“磁電技術(shù)體系?干什么?怎么干?”,如何更好地助力加快建設(shè)《中國(guó)制造2025》明確要求的大幅提升工業(yè)綠色化、生態(tài)化、低碳化水平的“綠色經(jīng)濟(jì)”步伐。

        (七)情境設(shè)計(jì)效果考量

        該課程重點(diǎn)將通過(guò)“可操作性”層面,建立與達(dá)到效果相對(duì)應(yīng)的考核內(nèi)容和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),用于證明課程思政目標(biāo)的達(dá)成,量化評(píng)價(jià)表見(jiàn)表2。

        表2 量化評(píng)價(jià)表

        三、結(jié)束語(yǔ)

        本文以磁電分選技術(shù)發(fā)展過(guò)程中展現(xiàn)的技術(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)、技術(shù)服務(wù)時(shí)效性、行業(yè)典型的人和事等脈絡(luò)為基點(diǎn),通過(guò)深入挖掘、巧妙設(shè)計(jì),形成了多種教學(xué)情境,在授課過(guò)程中,有機(jī)地將知識(shí)點(diǎn)與情境內(nèi)容結(jié)合,讓學(xué)生迸發(fā)創(chuàng)新思維火花的過(guò)程,培養(yǎng)他們批判思考、實(shí)事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度,同時(shí)也讓他們懂得現(xiàn)在國(guó)內(nèi)磁電選技術(shù)的引領(lǐng)是無(wú)數(shù)科學(xué)家的研究成果和高尚人格的集中體現(xiàn),最重要的無(wú)形中為學(xué)生樹(shù)立干一行愛(ài)一行、腳踏實(shí)地、為人民服務(wù)的思政理念,熏陶了他們樹(shù)立家國(guó)情懷、民族意識(shí)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)。最終通過(guò)打造思政教學(xué)情境,配合教學(xué)知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生真正喜歡本課程,達(dá)到現(xiàn)有工科專業(yè)立德樹(shù)人的基本培養(yǎng)目標(biāo)體系。同時(shí)利用磁電技術(shù)積極主動(dòng)采取有效措施,綜合利用資源優(yōu)勢(shì)的同時(shí),堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、選礦與環(huán)境協(xié)同發(fā)展的原則,建設(shè)環(huán)境友好、生態(tài)和諧、經(jīng)濟(jì)可行的綠色礦山,真正實(shí)現(xiàn)礦業(yè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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