工程教育认证背景下的多媒体设计与教学

陈辉 赵宇龙 顾永琴 欧雪梅 强颖怀

摘要：本文以工程教育认证为背景，在分析《水泥与混凝土工程》课程内容及特点的基础上，系统开发了20多套贴近实际的动画原理示意图，并结合实际工况以及常见的故障例举介绍了与之对应的知识要点及应对方法，力求实现理论与工程实践在课堂上的最大结合。课堂教学结果表明，贴近实际的多媒体动画模拟能够有效地缩短教学和生产实际之间的距离，对尽快提升中国工程教育水平和职业工程师能力水平具有重要的现实意义。

关键词：工程教育认证;多媒体;特点

中图分类号：G642     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）47-0237-02

2013年6月，我国工程教育成功加入《华盛顿协议》。这意味着通过工程教育专业认证的学生，可以在相关的国家或地区按照职业工程师的要求，取得工程师执业资格。这将为工程类学生走向世界提供具有国际互认质量标准的通行证，同时对尽快提升中国工程教育水平和职业工程师能力水平，实现国家新型工业化的战略目标，提升中国工程制造业总体实力和国际竞争力具有重要意义。

一、工程教育认证背景下《水泥与混凝土工程》课程的内容及特点

《水泥与混凝土工程》课程的主要内容包括水泥生产和混凝土技术两个部分。水泥生产包括硅酸盐水泥的熟料组成、生料制备、熟料的煅烧、水泥的粉磨、水泥生产中常用设备、水化硬化、硅酸盐水泥的性能、其他品种水泥等内容;混凝土部分则包括混凝土的组成材料、拌合物的性能、硬化后混凝土性能、普通混凝土的配合比设计及质量控制等。

以往的课程只注重知识点与技术理论的讲授，严重弱化了课程的工程性，忽视了“学以致用”的最终目标。而工程教育认证恰恰是为这一目标设计的，其核心要求是学生能够具备工程技术人才的基本素质。笔者认为，学以致用是理论教学的延伸，如何在现有的教学体制、环境以及手段条件下，将理论知识转化为学生的自身能力并消化吸收则是工程教育的关键所在。而多媒体课件中的动画模拟仿真则能够紧扣课程教学的主要环节，弥补由于理论教学时间过长所带来的学习滞后现象，缩短教学和生产实际的距离，有利于提高职业工程师的能力水平。

二、结合工程教育认证背景和课程特点的多媒体设计

（一）多媒体设计及知识点对应

《水泥与混凝土工程》在讲授过程中紧扣“水泥及凝胶材料的基本原理—水泥生产常用设备—水泥‘两磨一烧生产过程及水化硬化的性质—工程中混凝土拌合物的性质及配合比设计”这一知识框架，合理渗透混凝土应用及质量控制等知识要点，系统开发了硅酸盐水泥的粉磨、预均化、熟料的煅烧、冷却、立波尔窑生产工艺流程、回转窑煅烧系统、悬浮预热器的构成与功能、预分解窑、旋流式分解炉、喷腾式分解炉、沸腾式分解炉、混凝土坍落度试验、维勃稠度试验、减水剂作用机理等近20套动画原理示意图，并将这些动画原理与相关知识点及章节一一对应（如上页表1所示）。

同时，在讲解过程中通过动画展示及现场实际工况以及常见故障的结合，详细介绍了各知识要点及应对方法，力求实现理论与工程实践在课堂上的最大结合。

（二）课堂教学实例

1.立式磨。在讲解立式磨的结构时，通过动画向学生展示了粉磨机构、加压机构、驱动机构和分级机构（图1），并引导学生与之前介绍的辊压机结构原理进行比较，分析立磨产生故障的原因、主要现象和处理方法，比如，立磨大量吐渣的原因和处理方法，立磨振动过大甚至振停的原因及处理方法等。

2.熟料强制冷却。在讲解熟料的强制冷却时，结合急冷可以防止β-C2S向γ型转变、阻止方镁石晶粒长大减弱对水泥安定性的影响、提高水泥抗硫酸盐溶液侵蚀能力等知识点，通过对单筒式、多筒式、篦式、立筒式冷却机结构性能的比较，全面介绍了某厂5000吨/天熟料生产线上第四代最新型篦冷机的工作原理及结构特点（如图2）。

3.水泥混凝土和易性。在讲解水泥混凝土和易性时，以泵送混凝土、碾压混凝土为例，对和易性评价的三大标准（流动性、粘聚性、保水性）进行梳理，并就现场施工中经常出现的分层、离析、泌水、裂缝、蜂窝、麻面、狗洞等现象进行剖析，同时，与和易性评定普遍使用的坍落度法、维勃稠度法有机结合，既提高了学生的学习热情，又增加了实践知识。

4.悬浮预热器。在讲解悬浮预热器工作原理时，从悬浮预热器的换热单元开始，依次介绍了预热器的组成、功能、特点，并以洪堡型悬浮预热器为例分析了其热交换过程，重点讨论了物料和气流的走向以及旋风筒和连接管道所起的不同作用（如图3所示），便于学生理解掌握。

三、结语

课堂教学实践表明，贴近实际的多媒体动画模拟能够有效缩短教学和生产实际的距离，全程构建起素质和技能培养框架，丰富课堂教学、提高教学质量的同时，有利于提高职业工程师的能力水平。对尽快提升中国工程教育水平和职业工程师能力水平具有很强的可操作性和现实意义。

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