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浅谈玻璃热工设备课程设计教学

2019/07/12 阅读:

摘要:工程教育专业认证和卓越工程师教育培养计划,都要求加强对实践教学的重视程度。本研究以玻璃热工设备课程设计为例,分析总结目前课程设计实践教学过程中存在的问题并提出有针对性性的解决方案,包括课程设计任务的制定、课程设计考核方式、今后课程设计教学改革思考建议等方面开展教学研究,为培养出适应新时代具备较强综合素质大学生提供合适的教学方法参考。

关键词:玻璃热工设备;课程设计;教学研究

在新时代强调学生综合素质的大背景下,只注重理论知识的学习已经远远落后于社会对人才的要求。随着我国工业化水平的不断提高和产业升级速度的加快,特别是为了适应"一带一路"对无机非金属材料工程专业的需求,我们应该积极按照工程教育专业认证和卓越工程师教育培养计划,改革并完善各类课程教学,特别应加强对实践教学的重视程度[1-2]。课程设计是无机非金属材料工程本科教学中重要的实践教学环节。曾有学者指出:无机非金属材料工程课程设计应注重提高学生理论水平的同时加强对学生实践能力的培养[3]。玻璃热工设备课程设计是无机非金属材料工程专业重要的专业方向课。课程围绕玻璃工业窑炉设备,综合运用所学理论知识,通过玻璃工艺、玻璃工厂的设计计算和制图,对学生进行较全面的工程设计训练。本文以玻璃热工设备课程设计为例,分析了课程设计教学中存在的问题,并从完善教学资料,优化课程设计任务,合理设定考核评价体系,以及今后改革几点思考和建议,为培养出具有适应新时代具有较强综合素质的学生提供合适的教学方法。

1玻璃热工设备课程设计教学现状

传统的课程设计教学过程,是在教师的指导下,学生完成某一实践过程,目前,我国的各项基础设施建设仍然处于发展上升阶段,对无机非金属材料工程专业需求旺盛,但是对于无机非金属材料工程重要的方向课---玻璃热工设备相关研究和资料需要不断完善,与玻璃热工设备课程设计相关的教学资料和案例不多,缺少合适的课程设计教材,课程设计所需的资料有限,存在课程设计的选题与实际联系不够紧密的问题[4]。在以往的实践教学过程中,我们发现,由于课程设计所涉及时间比较紧,任务重,特别是部分学生对实践课程设计认识不到位,普遍存在敷衍了事的现象;学生自己动手查阅资料能力较弱,在完成课程设计过程中不能很好地发挥主观能动性,设计方案缺少适用性;课程设计的考核评价对学生整个课程设计过程考核较弱,存在部分学生突击完成课程设计任务现象。

2玻璃热工设备课程设计教学研究

2.1完善教学资料

可以通过查阅翻译外文文献,拓展丰富现有的教学资料库。收集并整理各种设计参考资料、标准、设计技术规范、设计手册、工程案例等,制定课程设计管理文件,使整个课程设计的参考资料完整化、时效化和前沿化,为学生开展课程设计提供教学参考资料库。

2.2制定课程设计任务书

玻璃热工设备课程设计任务书,是引导学生完成课程设计过程的依据,应不断完善。玻璃热工设备及其相关的先修课程是进行课程设计的基础,根据理论进行设计计算和运用CAD制图,是课程设计的基本要求。课程设计任务书涉及玻璃热工设备各部分设计,包括熔化部结构设计、作业部结构设计、小炉结构设计、蓄热室结构设计、窑体保温结构设计、烟囱结构设计、窑体耐火材料设计及窑体钢结构设计,具体内容如下。(1)熔化部结构设计:收集并熟悉设计基础资料(包括设计手册、技术规范、相关法律法规);熔化池设计,包括熔化池容量设计参数、熔窑熔化池长宽比值、池壁耐火材料选择、池深、熔化池池壁顶部至玻璃液面的距离、池底结构设计、窑坎结构设计、流液洞结构设计、燃烧空间热负荷值的计算设计、窑拱(大碹)结构设计、胸墙结构设计、空间挡墙结构设计。(2)作业部结构设计:对于不同生产工艺熔窑,应根据实际生产中产品品种差异来进行作业池结构设计、池壁、池底窑拱结构设计。包括池壁至玻璃液的距离,颜色玻璃熔窑作业池池深,无色玻璃熔窑作业池池深,窑拱中心角,拱砖厚度、胸墙高度、火焰空间结构设计等。(3)小炉结构:第一对小炉到加料口距离、最后一对小炉到流液洞墙的距离、小炉喷火口的气流速度、火焰喷射角等。(4)蓄热室结构设计:蓄热室围体结构设计,蓄热室围体的拱顶中心角、拱顶厚度、侧墙厚度、隔墙厚度设计;蓄热室格子体体积与熔化面积之比值、格子体高度、格子体内气流速度、空气蓄热室与煤气蓄热室格子体体积之比,格子体支撑拱(又称炉条碹)中心角,拱厚、宽度、支撑拱之间净距设计。(5)窑体保温结构设计:包括窑体各部位保温强度设计、窑体各部位隔热度设计、耐火砖或保温材料设计。(6)烟囱结构设计:包括烟道中废气流速设计,烟道截面高度、宽度设计,烟道布置、烟道长度、烟道爬坡角度设计,窑外烟道拱顶外表面及侧墙外表面结构设计,玻璃熔窑烟囱高度、烟囱出口直径设计。(7)玻璃熔窑耐火材料设计:玻璃熔窑中各主要部位所选用的耐火材料设计。(8)玻璃熔窑钢结构的设计:包括窑底钢结构,即主梁、次梁及支撑板之间的构造结构设计,窑体钢结构的设计,加料口池壁的钢结构设计。

2.3成绩评定

2.3.1平时成绩玻璃热工设备课程设计历时一周,在设计前的准备、设计方案的提出、设计图的绘制等若干个环节,指导教师应加强对学生参加课程设计过程指导,防止学生短期时间内突击以及敷衍完成课程设计现象。

2.3.2设计成果成绩设计图纸是学生设计成果的重要展示,也是学生整个实践周设计能力的综合体现,主要包括设计内容正确及制图规范性方面,应该作为玻璃热工设备课程设计最终成绩评定的最主要依据。

2.3.3答辩成绩答辩是学生课程设计成果的完整展示,答辩的形式应根据答辩时间及答辩学生人数灵活设置,既可以是每个学生单个答辩,也可以把学生分组,以小组的形式集体答辩。玻璃热工设备课程设计成绩评定应综合以上三个方面,其中,平时考核成绩占总成绩的20%,图纸成绩占总成绩的60%,答辩成绩占总成绩的20%。

3玻璃热工设备课程实践教学改革的几点新思路

3.1明确玻璃热工设备课程实践的目标

使学生树立正确的实践教学观。要提高玻璃热工设备课程实践教学的质量,必须首先充分调动学生的主观能动性,发挥学生主体作用。

3.2加强玻璃热工设备课程实践教学的教材建设

教材建设是玻璃热工设备课程实践教学的基础环节重要一环,现代的玻璃热工设备课程实践教学的的提升,首先是先进教材建设的推进。

3.3加强师资建设

师资队伍的建设在课程设计改革中处于主导地位,为了提高学生培训质量,各个高校应积极创造条件,通过专家讲座、学术报告等形式,不定期地从相关单位聘请一批具有丰富实践经验的工程师到学校进行学术交流,把第一线的科研成果和理念带给学生。同时这些教师能够对专业建设和教学改革提出建设性意见,既加强了学校与社会的联系,又提高了应用型人才的素质。

4结语

综上所述,玻璃热工设备课程实践教学的最终目的就是使得学生能有机会把理论知识和实践有机的结合起来,使得学生综合素质能得到提高,从而来满足社会对于高素质大学生能力的要求。因此在制定玻璃热工设备课程实践教学的环节时,一定要制定科学合理的实践方案。

参考文献

[1]平琦,朱杰.卓越计划背景下基础工程课程教学改革初探[J].大学教育,2013(24):46-47.

[2]李娜,贾方,杨瀚宇,等.我国高校实践教学改革的困境及对策[J].大学教育,2015(1):16-19.

[3]胡恩明,周健儿.一般高等院校理工科本科专业规范研究[M].北京:高等教育出版社,2008.

[4]戴丽,周美容,张雪梅.面向创新创业能力培养的实践教学研究[J].职业,2019(2):46-47.

[5]章丽萍,何绪文,张春晖,等.案例法在环境影响评价课程教学中的改革初探[J].大学教育,2013(5):67-68.

[6]袁腾,陈燕舞,汤日元,等.化学材料类专业校外实践教学体系建设[J].实验技术与管理,2019(36):39-43.

[7]周静,刘全菊,张青.新工科背景下实践教学模式的改革与构建[J].实验技术与管理,2018(35):165-176.

作者:周永生 靳盼 郭雨 郭腾 丁志杰 陈君华 汪徐春 俞浩 单位:安徽科技学院

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