[粉体工程]重点课程建设的探索与实践

　　摘要：《粉体工程》是景德镇陶瓷学院无机非金属材料专业主干专业课程之一。我校《粉体工程》课程组结合相关专业人才培养目标要求，从《粉体工程》课程定位与特色、课程体系与教学内容设计、实践环节、教学团队建设及教学方法与手段改革等几个方面对《粉体工程》重点课程的建设进行了探索与实践，总结了课程建设过程中的经验体会。通过《粉体工程》重点课程的建设与教学改革，注重学生学习能力、工程实践能力与创新能力的培养，课程教学质量得到显著提高。

　　关键词：粉体工程；重点课程建设；教学改革；无机非金属材料专业

　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0121-02

　　一、《粉体工程》课程定位与特色

　　粉体工程是一门新兴的多学科交叉的综合性技术科学。它既与化学、物理、力学、数学等基础学科相关，又与工程应用广泛相连，众多行业和部门都直接或间接地运用这一学科的知识。《粉体工程》课程主要讲述颗粒和粉状物料的性质及加工、处理技术，在为无机非金属专业学生构筑合理的知识结构、培养学生的综合素质方面起着不可替代的作用。因此，我校一直以来将《粉体工程》课程作为一门重要的专业课纳入无机非金属材料专业课程体系中。本课程主要以无机材料工业生产过程及研究中带有普遍性及共同性的内容为主，介绍粉体工程的基本理论和原理、粉体制备与处理工艺及装备技术，使学生掌握粉体堆积、流动、力学等基本特性，粉体的机械力化学效应，气固二相流的基本理论、基础知识，掌握粉体操作处理过程等设备过程原理、特性参数与性能等知识。通过本课程的学习，使学生具备宽厚的粉体基础知识的同时，逐步掌握科学的学习方法，养成独立自学获得更深层次的粉体知识的能力及从粉体过程工程的角度，正确地掌握和合理地运用实现加工要求的工艺及设备技术，培养学生分析、解决粉体工程实际问题的能力及研究开发的初步能力，特别是培养学生具备从粉体出发，进行材料设计、研究、开发和制备的思维与能力。

　　二、课程体系与教学内容设计

　　《粉体工程》课程涉及的是一门跨学科、跨技术的交叉性强的综合性学科，涉及的知识面广、基本概念多且抽象，既有不少基础理论，又涉及众多工程应用领域。但目前我校无机非金属材料专业《粉体工程》课程学时数仅有30学时，按常规教学很难保证课程教学的系统性和完整性。为此，课程组首先针对专业特色与培养目标要求，特别是卓越工程师人才教育培养目标要求，对课程的教学内容进行合理选择和调整，突出无机非金属材料专业背景的工科学生所必须掌握的、与粉体工程学科密切相关的专业基础理论与知识。主要包括：颗粒几何特性与表征、颗粒的堆积结构与致密堆积、粉体力学与流变特性、颗粒流体力学、无机非金属粉体的物理特性与粉体的表面物理化学性质、粉体的制备及其加工处理技术与设备等。其中粉体加工处理技术及设备部分主要讲述无机非金属粉体生产加工中涉及的粉碎、球磨、分级、分离、均化、造粒等单元操作过程及设备的工作原理、构造、操作过程与控制、运行参数优化等方面知识，这些知识偏重于实践应用。对粉体合成制备方法部分，只涉及无机非金属粉体材料的制备，并且考虑到在《先进陶瓷工艺学》、《材料化学》等相关课程中对各种主要制备方法及其过程已有详细的论述，本课程对此部分内容主要采用案例教学方法，以最新的具体制备实例，讲授各种常用的合成方法在粉体制备中的影响因素、优缺点对比和适用范围等，以期加深学生对各种方法的理解和强化应用能力。还把具有特殊功能的纳米粉体材料制备内容引入课程教学中，以反映本学科领域中的最新科技成果。

　　三、实践环节

　　以往教学中由于《粉体工程》课程课时少未安排实践教学环节，不利于本专业学生实践应用能力的培养和创新能力的提高。针对这一不足，课程组在本课程建设中基于学校中试基地具备的平台条件，增设了“陶瓷原料粉体粒径表征”和“陶瓷原料湿法球磨试验”等实践性教学环节。让学生亲自动手操作，采用不同方法对粉体粒径等进行表征，分析不同方法获得结果的差异，加深了学生对各种表征方法原理及其适用条件的理解，使学生更好地掌握了各种方法的应用。让学生分组利用滚筒球磨机进行陶瓷原料的湿法球磨试验，改变球磨机的工作参数，测定球磨后原料粒度分布，据此判断工作参数是否合理、球磨过程是否正常，要求学生根据测定的结果提出优化改进方案。通过增加实践性教学环节，使学生能更好地从粉体过程工程的层面，正确、合理地运用粉体材料制备工艺和设备的基础理论和知识，更有利于具有良好工程技术能力、创新能力及综合素质高的卓越工程师人才的教育培养。

　　四、教学团队建设

　　《粉体工程》课程涉及的知识面广、学科交叉性强，这对教师提出了更高的要求。为此，在学院的支持下，通过人才引进和师资培训等方式吸纳了5名相关学科专业背景的优秀教师组成了梯队结构合理的课程组，其中有教授1名（省级学科带头人）、副教授3名（省杰出青年人才）、讲师2名，3人具有海外留学背景。他们都取得博士学位，为教学科研一线教师，特别是都与行业相关企业开展了较多产、学、研合作，有丰富教学、实践经验和较高的学术理论水平。高水平的教师是课程高质量的根本保证，课程组教师能把握课程相关学科领域的最新发展动态，讲授内容能反映最新的科学技术成果，教学过程贯穿创新方法和科学思维，大大激发了学生的求知欲和学习兴趣。本重点课程建设中注重科研和教学的紧密结合，将教师的科研实践融入教学中，使课程讲解深入浅出，同时积极鼓励学生提前参与到涉及粉体材料制备、改性、应用和性能相关科研活动中，把课堂中学到的知识应用到创新能力培养上，引导学生主动思考、动手实践。潜移默化中培养了学生的学习能力和工程实践及初步研究开发能力，获得了良好的教学效果。课程组还通过定时开展教研活动、公开教学和同行评价、学生意见反馈等方法不断改进教学方法和教学效果。

　　五、教学方法与手段改革

　　在《粉体工程》课程教学中，为激发学生学习积极性，提高教学效果，我们遵循以“突出知识应用性为中心”的原则，以问题为中心，使内容由浅入深，启发引导，重点突出，注重多学科的渗透性和联系性。采用了以讲授法为主（结合课件和演示动画讲授），同时辅以启发法和演示法等相结合的教学方法。课堂讲授是一种基本教学方法，以理论和知识性内容为主，讲原理讲方法，重在知识点的教学。采用启发式教学，与学生互动，让学生参与，促使学生自主思考，加深对学习对象的印象，把书本上理论知识和实际事物联系起来，形成正确而深刻的概念。通过演示动画，能提供一些粉体处理加工相关设备工作过程和原理的动态操作短片，增强学生的学习兴趣，集中学生的注意力，使学生更容易理解和掌握粉体加工过程及相关原理。 　　六、评价考核方式

　　《粉体工程》课程教学的最终目的不是简单地让学生死记相关概念、原理或方法及过程，而是要求他们能应用学到的专业知识和技能去解决工程实际问题，因此单纯采用传统的闭卷考试来评价检验学习效果并不合理。为此，课程组积以教学大纲为基础，积极探索了以素质教育为核心的《粉体工程》重点课程考核模式，积极探索不同的考核评价方法。采用的考核管理措施主要有：（1）加强了课程试题库的建设和完善，除理论知识题外，增大实践应用性强的题目比例，注重对学生知识运用能力的考核。建立了引导学生重实践、重应用，在提高解决实际问题能力上多下功夫的成绩评价体系。（2）建立了网络考试平台，试行网络化测试，将网络测试过程贯穿于平时学习过程。（3）结合课程特点和专业特色，设定10个主题供学生选择，以专业论文撰写阐述解决方案的方式进行考核，激发学生学习的自主性和能动性，锻炼和培养学生查阅、总结文献资料和解决问题的能力，更有利于创新性人才的培养。（4）课程总成绩由平时成绩加期末笔试成绩组成，增加了平时成绩比例（40%～60%），平时成绩主要由平时网络测试情况、课堂回答问题及出勤情况决定，期末笔试可以闭卷或开卷等多种形式进行。

　　七、结语

　　通过近几年来《粉体工程》重点课程的建设与教学改革，课程教学质量得到显著提高，体现了重点课程的特色性和高的教学水平。本课程建设与教学改革充分运用了现代教育思想和教学规律，符合科学性和先进性的原则，合理运用了现代教学方法与教学手段来有效提高教学效果，具有示范作用。实践表明，为切实提高学生在粉体工程领域的知识水平和实践创新能力，必须系统完整地进行课程建设，根据专业特色优化设计教学内容，加强教学团队建设，按教学规律合理组织教学，灵活应用各种教学方法，并不断总结教学经验和及时调整教学思路。但本课程在实践性环节教学条件建设方面还存在不足，有待在今后不断完善，以便为我国应用型创新人才培养做出更大的成绩。

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