《無機材料工廠工藝設計》課程設計的改革探索

葉昌 夏清 成茵

摘 ? 要：無機材料工藝設計課程設計是無機非金屬材料工程專業一門重要的實踐教學課程，對培養學生分析和解決工程設計問題的能力起著十分重要的作用。本文就如何提高無機材料工藝設計課程設計的教學質量，從選題、指導、計算機繪圖、綜合答辯四個方面提出了教學改革的思路和措施。

關鍵詞：課程設計 ?無機材料工廠工藝設計 ?教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0222-02

課程設計是在一定目標要求下，將理論課程知識內容應用在具體的工業設計中，是高校理工科專業實踐教學體系中的組成部分，是高校培養大學生實踐能力、創新意識與創新能力的重要平臺[1-3]。《無機材料工廠工藝設計》課程設計要求學生運用先修課程《工程制圖》、《無機材料工學》、《無機材料熱工基礎及設備》，《建筑材料學》，《無機材料機械設備》等知識后，獨立完成一個無機材料生產企業的工藝及主要生產車間的設計。通過課程設計，著力培養學生工程素養和創新能力，提高分析和解決設計無機非金屬材料生產企業的工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關無機非金屬材料制品工廠工藝設計方面的知識，是對學生的應用專業知識解決實際問題的一次重要訓練[4]，同時對后續專業課程的學習、畢業設計（論文）以及今后的工作都具有重要影響。

近年來，新經濟的發展方興未艾，對無機非金屬材料工程專業人才培養提出了很大的挑戰。無機材料制品生產技術、工藝與設備也由傳統型向現代型轉變，涌現了很多新技術、新工藝與新設計方法，社會對專業工程設計人員提出了更新更高的要求，因此傳統的無機材料工藝設計課程設計教學內容和方法必須要進行改革。筆者根據多年指導無機材料工藝設計課程設計的實踐以及其他課程設計教學的相關經驗，對無機材料工藝設計課程設計的教學改革做出了初步探索。

1 ?改革的思路與措施

1.1 根據學生就業和專業方向，結合實際選題

無機材料工藝設計課程設計是我校無機非金屬材料工程專業設置的一門必修課程，以前，無機材料工藝設計課程設計基本上都選擇單一的無機材料制品生產工廠作為題目，選題和設計內容大多圍繞傳統的水泥、玻璃與陶瓷的工廠設計、生產設備及工藝流程進行，設計的題目都是教師指定給學生，沒有考慮學生所選的專業方向和就業方向，往往對部分學生因為設計題目與專業方向和以后就業的針對性不強，學生做課程設計的興趣和積極性不高。為此在改革中，我們在課程設計任務、選題和內容上在把握行業發展方向基礎上，結合近幾年本專業學生就業行業的工作實際和學生所選的專業方向，提出課程設計的題目。選取的題目要求具有針對性、先進性和多樣性，即對課程設計的題目提出了更高的要求，具體是教師給出幾個方向的題目。如：建筑工程材料方向的“混凝土攪拌站工藝設計”、“預應力高強混凝土管樁廠工藝設計”;建筑制品方向的“浮法玻璃生產線工藝設計”、“道路標線涂料工廠工藝設計”、“預應力混凝土電桿廠工藝設計”;陶瓷與裝飾材料方向的“仿古磚生產線工藝設計”、“建筑涂料工廠工藝設計”;粉體工程方向的“52.5普通硅酸鹽水泥廠原料車間工藝設計”、“52.5普通硅酸鹽水泥廠水泥粉磨車間工藝設計”;功能材料方向可根據新材料產業發展熱點，提出相應的課程設計題目，如“高性能結構陶瓷生產線工藝設計”、“先進鋰電生產線工藝設計”等。學生可根據自己就業簽約的工作性質和興趣自主選擇大題，強調學生自主創新，包括廠址的選擇、工藝流程和技術的選擇，指導教師只給出指導性意見。這樣的選題改革學生普遍比較感興趣，既滿足了教學大綱對于課程設計的要求，又與學生的專業方向和就業實際緊密聯系，提高了學生做課程設計的積極性。

1.2 精心指導，著力改變學生的設計方式

以往的課程設計往往是指導教師給定一個題目，學生按要求查閱資料，翻手冊，照搬一些參考書的知識，進行相應的理論計算和繪圖繪制，設計過程大多是紙上談兵，甚至是依葫蘆畫瓢，與當前的產業需求、工廠實際和創新基本脫鉤。因此我們改革課程設計題目的來源，要求設計的題目和內容要求都是產業前沿的，具有前瞻性，是動態的，這就需要學生在設計過程中更多的運用互聯網和大數據收集無機材料生產先進企業的信息和數據，根據真實的企業環境，采用分析、研討方式進行課程設計。這一過程具體是要求學生根據現代企業要求對課程設計的目的和背景、廠址的合理選擇、方案的可行性（包括環境評價）進行分析討論，對選用的各種工藝流程及技術方案要根據互聯網和大數據收集的信息和數據與指導教師一起進行優劣比較，充分發揮學生學習的主觀能動性，積極思考，從根本上改變過去照搬照抄的模仿型設計，提高學生的工程實踐能力和創新能力[4]。

課程設計中除了方案的中廠址選擇，生產工藝流程和技術路線確定以外，還包括產品的配方設計、工藝參數和工作制度確定，全廠物料衡算、全廠設備選型計算、堆場及儲庫（料倉）的計算，工藝布置，繪制全廠總平面布置圖和工藝布置圖，編寫設計計算說明書等幾個階段，其中，全廠物料衡算、設備選型計算、工藝布置方式都是圖紙繪制的基礎。由于學生對產品制備過程中各工序的感性認識往往不強、未涉及到生產各工序半成品合格率，雖已完成認識和生產實習，但由于不夠深入，對生產設備選型和工藝布置無從下手，因此學生在具體布置上感到繪圖困難，設計錯誤相對較多。針對此過程的學習情況，我們在課程設計前期就著重要求指導教師深入先進生產企業，了解和掌握企業的生產新技術、新工藝、新裝備，并實地拍攝相應的教學視頻，作為課程設計的教學資源。直觀的視頻資料，再經過指導教師應悉心講解指導，引導學生抓設計的重點，樹立工藝和設備整體設計的理念，使得這一階段課程設計事半功倍，課程設計質量得到了明顯的提高 。