粉體工程與設備課程設計教學改革探索

鄧先功，冉松林，柳東明，裴立宅，樊傳剛

(安徽工業大學 材料科學與工程學院，安徽 馬鞍山 243002)

近年來，隨著經濟的快速發展，粉體技術及粉體工業也得到了突飛猛進的發展，已被廣泛地應用于眾多工業領域。因此，粉體技術越來越受到人們的重視，粉體工業已成為一個跨專業、跨學科的綜合產業[1]。當前我國粉體工業的產值約占第一、二產業總產值的一半以上，在國民經濟中具有較為重要的戰略地位。為適應粉體工業的快速發展，培養出高端粉體工程技術人才至關重要。

粉體工程與設備課程是我校無機非金屬材料工程專業的主干課程之一，該課程培養學生系統掌握粉體技術的基本理論、基礎知識、粉體制備與處理工藝，以及粉體加工設備的原理、工藝參數和性能等知識。而粉體工程與設備課程設計是粉體工程與設備課程中實踐教學的重要環節，是在學生全面掌握粉體工程與設備課程的基本理論知識、機械設計和機械制圖后，進行課程設計的教學環節[2]。該課程使學生系統地學習粉體工程設備的選型、設備能力計算和圖紙設計，培養學生理論聯系實際、學以致用的設計思想，提高學生分析、解決實際工程問題的能力，為解決科學研究和生產中遇到的各種問題打下堅實的基礎，并為后續課程的學習做好必要的準備。

一、粉體工程與設備課程設計教學現狀

目前我校粉體工程與設備課程設計的實際內容是對輥壓式破碎機的輥系進行設計。首先，根據喂料粒度、物料與輥的摩擦系數、產能等參數，計算輥子的長度、直徑等；然后，參照企業用輥壓式破碎機的輥系圖紙，對實際所需輥系進行設計。

輥壓式破碎機的輥系是粉體加工過程中較為典型的設備部件，涵蓋了物料粉碎和機械設計等基礎知識，有利于學生全面地復習和掌握相關知識。然而，課程設計題目單一，學生在做課程設計前對輥系及其所包含的零部件的結構、作用等并不十分了解，以至于大部分學生不去積極主動思考如何進行課程設計，而只是根據自己所計算的參數對參考資料上的數據進行簡單修改，或機械式模仿，或照搬其他同學的課程設計，也不考慮理論計算數據是否與實際應用相符。學生只為完成課程設計的任務而設計，對其分析問題和解決實際工程問題的能力并無多大幫助。因此，粉體工程與設備課程設計的傳統教學模式已不能適應粉體技術和粉體工業發展的需要，很有必要進行相應的改革。

二、粉體工程與設備課程設計改革的思路與措施

(一)改革課程設計的教學方法

過去粉體工程與設備課程設計只注重理論內容的講解，而很少讓學生參與其中。如何通過實際生產中的例子，引導、啟發、調動學生學習的主動性和積極性，充分發揮學生的主體作用，適宜的教學方法十分必要。為此，一方面，教師在講解前讓學生做好粉體工程與設備課程中理論基礎知識的復習；另一方面，在理論課講解過程中，教師多引導學生來回答所學的基本理論知識，這樣不僅能加深學生對所學知識的掌握，而且可以讓學生都積極參與其中。同時，為了能更好地吸引學生的學習興趣，在講授理論知識的時，可以適當播放一些相關的教學視頻，然后讓學生自己來回答視頻中的一些基礎知識，從而改變填鴨式的傳統教學方法，啟迪引導學生主動地去學習知識。

(二)加強實踐環節

已有的研究結果表明，加強實踐不僅是提高學生動手能力的環節，也是培養創新人才十分重要的途徑[3]。完成粉體工程與設備課程設計時，學生要根據喂料粒度、物料與輥的摩擦系數、生產能力等參數計算輥子的直徑、長度、轉速等理論數據，但學生因沒有經過生產實踐，在理論數據處理時，往往完全依賴于計算所得數據，從而會使確定的尺寸會造成不經濟生產。同時，學生在確定理論數據后，對輥壓式破碎機的輥系進行圖紙設計時，也會因未接觸過輥系，對其中的結構及零部件的作用并不理解，只能按照“比著葫蘆畫瓢”的思路進行模仿來完成課程設計，對學生的能力提高也沒有什么幫助。針對上述問題，我們從如下三方面來進行解決。

1.教師帶領學生到輥壓式破碎機實際生產粉體的第一線進行實踐實習、參觀實習和做實際調研工作，了解所用設備的結構特點、使用性能、生產能力、生產中存在的問題等，從而獲得粉體加工及粉體設備的相關知識，使學生明白輥壓式破碎機與粉料的物化性質、物料尺寸及實際生產工藝等密不可分，避免學生憑空進行課程設計，為學以致用的實際設計打下堅實的基礎。

2.建立粉體加工設備模型，讓學生拆卸和組裝，以此來加深學生對粉體加工設備中各個零部件的作用了解，開闊學生的視野，拓展設計思路，使學生所設計的粉體加工設備圖紙與實際應用更接近。

3.任課教師可查找輥壓破碎機實際生產粉體的相關視頻，以實景教學的方式在課堂上讓學生認真觀看粉體加工的工程案例、所用加工設備的結構、性能特點等，使學生充分了解和理解加工設備各部件的作用。

(三)改革課程設計的內容

為了提高學生的積極性、主動性及學習興趣，加強學生獨立進行課程設計的能力。從兩方面對課程設計的內容進行改革：一方面，在現有課程設計內容的基礎上，改變課程設計的初始條件，使每個學生所設計的內容均不完全相同，從而避免學生相互抄襲；另一方面，遵循教學計劃對該環節的要求，本著有利于貫徹因材施教的原則，達到課程設計的目的，結合本院系的實際科研、實踐等情況，優先選擇與科研、實際實習等密切相關且具有實際應用價值的題目。這樣不僅有利于學生積極主動完成課程設計，而且有利于學以致用，提高學生的成就感。

(四)改革課程設計的考核方式

粉體工程與設備課程設計不像普通的基礎課程可以通過考試直接確定分數，而課程設計成績要準確反映出學生在設計過程中的努力程度，也要能真實反映出學生所設計的成果是否正確和真實可靠。因此，正確的考核方式不僅能對學生積極完成本次課程設計起到促進作用，也會對下一門課程設計起到良好的鋪墊作用。近年來，我校對該課程設計的考核方式做了改進。首先，指導教師根據每個學生課程設計中的各種表現(如回答問題的情況、出勤率、設計過程中是否認真等)來確定其平時成績，占總成績的20%。其次，根據學生對理論數據的計算是否正確(包括公式、步驟、數值等)確定其理論計算成績，占總成績的40%。最后，根據學生所設計的圖紙成果進行量化打分，包括輥系的長度、直徑是否與理論計算數值一致，以及各個零部件的位置、尺寸等是否正確，確定其設計成果成績，占總成績的40%。將平時成績、理論計算成績和設計成果成績進行綜合，得出每個學生的綜合成績。這樣的考核方式極少造成誤評，既能夠反映出學生做課程設計的全部環節質量，又能促進學生學習的積極性。

三、結語

在粉體工程與設備課程設計課程教學中，通過改革教學方法使學生更加積極、主動地樂于學習理論知識和課程設計；通過加強實踐環節使學生能更好的發現現有設備和工藝中存在的問題，更熟悉自己所設計的內容，能進一步提高學生分析、解決實際工程問題的能力，使所設計的成果更接近工程實際；通過改革設計內容，使課程設計與實際科研密切相關，有利于學生學以致用；通過改革考核方式，能更客觀的評價學生對知識的掌握情況，提高學生學習積極性，從而提高課程教學效果。