粉体工程与设备课程设计教学改革探索

邓先功，冉松林，柳东明，裴立宅，樊传刚

(安徽工业大学 材料科学与工程学院，安徽 马鞍山 243002)

近年来，随着经济的快速发展，粉体技术及粉体工业也得到了突飞猛进的发展，已被广泛地应用于众多工业领域。因此，粉体技术越来越受到人们的重视，粉体工业已成为一个跨专业、跨学科的综合产业[1]。当前我国粉体工业的产值约占第一、二产业总产值的一半以上，在国民经济中具有较为重要的战略地位。为适应粉体工业的快速发展，培养出高端粉体工程技术人才至关重要。

粉体工程与设备课程是我校无机非金属材料工程专业的主干课程之一，该课程培养学生系统掌握粉体技术的基本理论、基础知识、粉体制备与处理工艺，以及粉体加工设备的原理、工艺参数和性能等知识。而粉体工程与设备课程设计是粉体工程与设备课程中实践教学的重要环节，是在学生全面掌握粉体工程与设备课程的基本理论知识、机械设计和机械制图后，进行课程设计的教学环节[2]。该课程使学生系统地学习粉体工程设备的选型、设备能力计算和图纸设计，培养学生理论联系实际、学以致用的设计思想，提高学生分析、解决实际工程问题的能力，为解决科学研究和生产中遇到的各种问题打下坚实的基础，并为后续课程的学习做好必要的准备。

一、粉体工程与设备课程设计教学现状

目前我校粉体工程与设备课程设计的实际内容是对辊压式破碎机的辊系进行设计。首先，根据喂料粒度、物料与辊的摩擦系数、产能等参数，计算辊子的长度、直径等；然后，参照企业用辊压式破碎机的辊系图纸，对实际所需辊系进行设计。

辊压式破碎机的辊系是粉体加工过程中较为典型的设备部件，涵盖了物料粉碎和机械设计等基础知识，有利于学生全面地复习和掌握相关知识。然而，课程设计题目单一，学生在做课程设计前对辊系及其所包含的零部件的结构、作用等并不十分了解，以至于大部分学生不去积极主动思考如何进行课程设计，而只是根据自己所计算的参数对参考资料上的数据进行简单修改，或机械式模仿，或照搬其他同学的课程设计，也不考虑理论计算数据是否与实际应用相符。学生只为完成课程设计的任务而设计，对其分析问题和解决实际工程问题的能力并无多大帮助。因此，粉体工程与设备课程设计的传统教学模式已不能适应粉体技术和粉体工业发展的需要，很有必要进行相应的改革。

二、粉体工程与设备课程设计改革的思路与措施

(一)改革课程设计的教学方法

过去粉体工程与设备课程设计只注重理论内容的讲解，而很少让学生参与其中。如何通过实际生产中的例子，引导、启发、调动学生学习的主动性和积极性，充分发挥学生的主体作用，适宜的教学方法十分必要。为此，一方面，教师在讲解前让学生做好粉体工程与设备课程中理论基础知识的复习；另一方面，在理论课讲解过程中，教师多引导学生来回答所学的基本理论知识，这样不仅能加深学生对所学知识的掌握，而且可以让学生都积极参与其中。同时，为了能更好地吸引学生的学习兴趣，在讲授理论知识的时，可以适当播放一些相关的教学视频，然后让学生自己来回答视频中的一些基础知识，从而改变填鸭式的传统教学方法，启迪引导学生主动地去学习知识。

(二)加强实践环节

已有的研究结果表明，加强实践不仅是提高学生动手能力的环节，也是培养创新人才十分重要的途径[3]。完成粉体工程与设备课程设计时，学生要根据喂料粒度、物料与辊的摩擦系数、生产能力等参数计算辊子的直径、长度、转速等理论数据，但学生因没有经过生产实践，在理论数据处理时，往往完全依赖于计算所得数据，从而会使确定的尺寸会造成不经济生产。同时，学生在确定理论数据后，对辊压式破碎机的辊系进行图纸设计时，也会因未接触过辊系，对其中的结构及零部件的作用并不理解，只能按照“比着葫芦画瓢”的思路进行模仿来完成课程设计，对学生的能力提高也没有什么帮助。针对上述问题，我们从如下三方面来进行解决。

1.教师带领学生到辊压式破碎机实际生产粉体的第一线进行实践实习、参观实习和做实际调研工作，了解所用设备的结构特点、使用性能、生产能力、生产中存在的问题等，从而获得粉体加工及粉体设备的相关知识，使学生明白辊压式破碎机与粉料的物化性质、物料尺寸及实际生产工艺等密不可分，避免学生凭空进行课程设计，为学以致用的实际设计打下坚实的基础。

2.建立粉体加工设备模型，让学生拆卸和组装，以此来加深学生对粉体加工设备中各个零部件的作用了解，开阔学生的视野，拓展设计思路，使学生所设计的粉体加工设备图纸与实际应用更接近。

3.任课教师可查找辊压破碎机实际生产粉体的相关视频，以实景教学的方式在课堂上让学生认真观看粉体加工的工程案例、所用加工设备的结构、性能特点等，使学生充分了解和理解加工设备各部件的作用。

(三)改革课程设计的内容

为了提高学生的积极性、主动性及学习兴趣，加强学生独立进行课程设计的能力。从两方面对课程设计的内容进行改革：一方面，在现有课程设计内容的基础上，改变课程设计的初始条件，使每个学生所设计的内容均不完全相同，从而避免学生相互抄袭；另一方面，遵循教学计划对该环节的要求，本着有利于贯彻因材施教的原则，达到课程设计的目的，结合本院系的实际科研、实践等情况，优先选择与科研、实际实习等密切相关且具有实际应用价值的题目。这样不仅有利于学生积极主动完成课程设计，而且有利于学以致用，提高学生的成就感。

(四)改革课程设计的考核方式

粉体工程与设备课程设计不像普通的基础课程可以通过考试直接确定分数，而课程设计成绩要准确反映出学生在设计过程中的努力程度，也要能真实反映出学生所设计的成果是否正确和真实可靠。因此，正确的考核方式不仅能对学生积极完成本次课程设计起到促进作用，也会对下一门课程设计起到良好的铺垫作用。近年来，我校对该课程设计的考核方式做了改进。首先，指导教师根据每个学生课程设计中的各种表现(如回答问题的情况、出勤率、设计过程中是否认真等)来确定其平时成绩，占总成绩的20%。其次，根据学生对理论数据的计算是否正确(包括公式、步骤、数值等)确定其理论计算成绩，占总成绩的40%。最后，根据学生所设计的图纸成果进行量化打分，包括辊系的长度、直径是否与理论计算数值一致，以及各个零部件的位置、尺寸等是否正确，确定其设计成果成绩，占总成绩的40%。将平时成绩、理论计算成绩和设计成果成绩进行综合，得出每个学生的综合成绩。这样的考核方式极少造成误评，既能够反映出学生做课程设计的全部环节质量，又能促进学生学习的积极性。

三、结语

在粉体工程与设备课程设计课程教学中，通过改革教学方法使学生更加积极、主动地乐于学习理论知识和课程设计；通过加强实践环节使学生能更好的发现现有设备和工艺中存在的问题，更熟悉自己所设计的内容，能进一步提高学生分析、解决实际工程问题的能力，使所设计的成果更接近工程实际；通过改革设计内容，使课程设计与实际科研密切相关，有利于学生学以致用；通过改革考核方式，能更客观的评价学生对知识的掌握情况，提高学生学习积极性，从而提高课程教学效果。