《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程體系改革與探索

摘要：對《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程體系進行改革，將石墨模塊加入到《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程中，并且在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)增加石墨提純、膨脹石墨、石墨復(fù)合材料方面的實驗，認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)增加石墨企業(yè)，為區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才。結(jié)果表明，課程改革有利于提高學(xué)生的綜合能力、拓寬學(xué)生就業(yè)方向，促進高校與企業(yè)的“產(chǎn)學(xué)研”交流。

作者簡介：高麗敏（1981－），女，黑龍江哈爾濱人，講師，碩士，研究方向：無機非金屬化學(xué)工藝。

基金項目：黑龍江科技大學(xué)教學(xué)研究項目：《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程體系的改革與探索（JY14-141）；省教育廳規(guī)劃課題：大石墨背景下無機非金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實踐（GBC1213105）；黑龍江省高等教育教學(xué)改革項目：大工程背景下我省石墨深加工緊缺人才培養(yǎng)模式改革與實踐（GJZ201301060）；黑龍江省教育廳規(guī)劃項目：大類招生背景下無機非金屬專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐（GBC1214063）

《無機非金屬材料工藝學(xué)》是黑龍江科技大學(xué)無機非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)必修課。這門課程主要講授傳統(tǒng)無機非金屬材料（水泥、玻璃、陶瓷材料及耐火材料）的制備工藝原理及制品性能。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水泥、玻璃、陶瓷材料及耐火材料的制備原理、工藝流程及成產(chǎn)過程中的共性與個性，從而對無機非金屬材料的性能、生產(chǎn)流程及應(yīng)用有較全面的了解，達到能夠按照使用性能的要求來設(shè)計和制造無機材料的目標(biāo)。

目前各高校《無機非金屬材料工藝學(xué)》這門課程的主要講授內(nèi)容均為水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的制備工藝原理及制品性能，然后石墨作為無機非金屬材料，其應(yīng)用越來越廣泛，且黑龍江石墨資源豐富，因此應(yīng)該將石墨模塊的教學(xué)加入到無機非金屬材料工藝學(xué)這門課程里。

一、結(jié)合地方特色進行《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程體系改革的必要性

（一）外部環(huán)境

石墨作為一種不可再生的重要戰(zhàn)略資源，目前已引起國家有關(guān)部門的高度重視，正在采取相應(yīng)措施積極引導(dǎo)和促進我國石墨深加工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。石墨產(chǎn)業(yè)是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020）》確定的重點領(lǐng)域，屬于國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的優(yōu)先主題，符合國家產(chǎn)業(yè)、環(huán)保和能源政策。黑龍江省石墨產(chǎn)業(yè)資源豐富，在全國的石墨產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位。石墨產(chǎn)業(yè)作為石墨新材料產(chǎn)業(yè)，即將面臨著更高的發(fā)展機遇和更大的發(fā)展空間。

（二）校內(nèi)環(huán)境

我校已成為“石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟”的骨干單位，并承擔(dān)了“高純鱗片石墨提純技術(shù)與應(yīng)用”和“低硫高抗氧化性可膨脹石墨及高導(dǎo)熱柔性石墨板制備技術(shù)開發(fā)與示范”兩項課題的工藝路線和關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。在這樣的大背景下，在無機非金屬材料工藝學(xué)這門課程中增加石墨模塊的教學(xué)是非常必要的，同時在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)增加石墨提純及石墨膨脹方面的實驗，建立起與石墨研究對接的具有地方特色的無機非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)模式，培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)急需的創(chuàng)新人才，為龍江的石墨行業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟的建設(shè)服務(wù)。

（三）專業(yè)狀況

黑龍江科技大學(xué)地處黑龍江省哈爾濱市，于2007年開設(shè)無機非金屬材料科學(xué)與工程專業(yè)，專業(yè)方向主要為水泥、玻璃、陶瓷，通過幾年的辦學(xué)為中鐵、中建及硅酸鹽企業(yè)培養(yǎng)了大批優(yōu)秀的畢業(yè)生。

結(jié)合外部環(huán)境、校內(nèi)環(huán)境及專業(yè)狀況，為適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求和無機材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，2013年材料科學(xué)與工程學(xué)院決定對《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程進行改革，改革的主要內(nèi)容是將石墨模塊加入到無機非金屬材料工藝學(xué)課程中，為了鞏固理論教學(xué)效果，在實踐環(huán)節(jié)也相應(yīng)地增加了石墨方向，在技能訓(xùn)練中增加石墨提純、膨脹石墨、石墨復(fù)合材料方面的實驗，并選擇本地對口石墨生產(chǎn)企業(yè)——哈爾濱電碳廠作為實習(xí)基地，大四在石墨實習(xí)基地進行為期一周的生產(chǎn)實習(xí)。

二、課程教學(xué)改革與探索

（一）更新教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法

1.更新教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)之本，教學(xué)改革的核心就是對教學(xué)內(nèi)容的改革。專任教師應(yīng)該根據(jù)實際需要對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，刪除或增加某些教學(xué)內(nèi)容使教學(xué)內(nèi)容適應(yīng)企業(yè)對學(xué)生專業(yè)能力的需求。《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程的教學(xué)改革內(nèi)容就是在原有水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料的基礎(chǔ)上增加石墨模塊，在石墨模塊主要講授石墨產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝原理及工藝過程。因為前序課程無機非金屬材料學(xué)為32學(xué)時，無機非金屬材料工藝學(xué)課程學(xué)時為40學(xué)時，學(xué)時分配如下：水泥12學(xué)時，玻璃10學(xué)時，陶瓷12學(xué)時，耐火材料為6學(xué)時。增加石墨模塊后具體學(xué)時分配如下：水泥10學(xué)時，玻璃8學(xué)時，陶瓷10學(xué)時，石墨8學(xué)時，耐火材料為4學(xué)時。

2.改進教學(xué)方法。在教學(xué)中充分利用多媒體，多媒體教學(xué)具有聲情并茂、視聽結(jié)合的特點，教師運用多媒體將無機材料的生產(chǎn)過程通過動畫的形象描述和展示，發(fā)揮多媒體形象直觀、圖片清晰、信息量大的優(yōu)勢，有利于學(xué)生對教學(xué)中的重點和難點的理解，顯著提高了課堂教學(xué)效果，同時也調(diào)動了學(xué)生的積極性，課堂教學(xué)不再是老師單純的授課，而是互動式的教學(xué)。

制作課程PPT課件的圖片及視頻均為教師去企業(yè)調(diào)研及帶學(xué)生進行生產(chǎn)實習(xí)時拍攝的，體現(xiàn)了工廠的實際生產(chǎn)過程，色彩分明、工藝流程簡單明了，使傳統(tǒng)教學(xué)中抽象的、難以理解的內(nèi)容通過視頻、圖片直觀清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，如哈爾濱電碳廠的石墨制品的生產(chǎn)流程，可以讓學(xué)生更好地掌握生產(chǎn)工藝流程。

（二）加強實踐教學(xué)以鞏固理論教學(xué)效果

1.畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的選題應(yīng)該緊密結(jié)合生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)實際和科研課題，《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程改革后，2013年畢業(yè)設(shè)計的選題增加了石墨方向，由于專業(yè)課的學(xué)習(xí)學(xué)生對石墨產(chǎn)生了濃烈的研究興趣，積極申報題目后進行文獻查詢，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計題目設(shè)計實驗方案，撰寫實驗報告，獨立完成實驗，在實驗過程中遇到問題能夠獨立的分析和解決問題，最終順利畢業(yè)。

2.技能訓(xùn)練。技能訓(xùn)練的目的是對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程改革后，技能訓(xùn)練中增加石墨方向的實驗，主要是石墨提純、膨脹石墨及石墨復(fù)合材料，在石墨方向的技能訓(xùn)練中從原料的選擇，實驗方案的確定，制備出樣品的性能及檢測整個過程都是學(xué)生自己動手完成，這種設(shè)計性的實驗培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。

3.認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)。實習(xí)可以將學(xué)生所學(xué)的理論知識和專業(yè)技能與生產(chǎn)實際更好的結(jié)合，實習(xí)過程中也培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，根據(jù)專業(yè)方向合理的安排實習(xí)是提高學(xué)生綜合能力的關(guān)鍵。無機非金屬材料工程專業(yè)設(shè)置兩次實習(xí)，認(rèn)識實習(xí)為1周，主要是對工廠及行業(yè)有個初步了解；生產(chǎn)實習(xí)4周，主要了解無機材料企業(yè)的生產(chǎn)工藝過程、生產(chǎn)原理、設(shè)備參數(shù)及企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀。

我們先后與亞泰集團哈爾濱水泥廠、北方水泥牡丹江建新水泥制品有限公司、寧安英達陶瓷有限公司、依安陶瓷廠等簽訂了實習(xí)基地協(xié)議，《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程改革后，我們又積極與哈爾濱電碳廠聯(lián)系，進行實習(xí)基地建設(shè)，在電碳廠實習(xí)期間，根據(jù)電碳廠的生產(chǎn)流程進行分組，原料到半成品一組，半成品到成品一組，之后再進行對調(diào)，這樣學(xué)生對工藝及設(shè)備的了解更深入。

三、課程改革及探索的初步成果

（一）提高學(xué)生的綜合能力

《無機非金屬材料工藝學(xué)》課程改革后，將石墨制品的制備原理及工藝加入到教學(xué)內(nèi)容中，增加了學(xué)生的知識面，同時在技能訓(xùn)練及認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)的過程中進一步對課程所學(xué)的內(nèi)容進行加深、鞏固，提高了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

（二）拓寬就業(yè)方向

原來無機非金屬材料專業(yè)學(xué)生就業(yè)方向主要為水泥廠、中鐵、中建、玻璃廠，陶瓷廠等，通過課程改革后，學(xué)生對石墨制品的生產(chǎn)工藝原理、設(shè)備及產(chǎn)品性能有了一定的了解，并且在實踐環(huán)節(jié)加以鍛煉，也看到了石墨的發(fā)展前景，一些對石墨方向感興趣的同學(xué)選擇在石墨制品公司工作，本專業(yè)2013年畢業(yè)生共56人，其中9人畢業(yè)留在了實習(xí)基地——哈爾濱電碳廠工作。

（三）促進高校與企業(yè)的“產(chǎn)學(xué)研”交流

通過實習(xí)基地建設(shè)，我們與企業(yè)的聯(lián)系更加緊密。加強了與企業(yè)科研、技術(shù)服務(wù)等方面的合作，也加快了科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的進程。企業(yè)還可以借助高校的科研技術(shù)力量解決生產(chǎn)中的實際問題，同時借助高校的宣傳提高知名度。