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摘要:
《熱工基礎與設備》課程設計是無機非金屬材料工程專業重要的實踐教學環節。在面向卓越工程師教育培養計劃要求下的目標，分析了現有課程設計存在的問題及不足。通過發揮指導老師的作用，改變教學模式，拓展設計內容，劃分設計小組，以及綜合評定課程設計成績等措施與實踐，從而達到課程設計教學改革的效果，以期為面向“卓越工程師教育培養計劃”培養的專業課程設計教學內容的改革探索提供參考。
關鍵詞:
卓越工程師;熱工基礎與設備;課程設計;教學改革
《熱工基礎與設備》課程設計是無機非金屬材料專業學生重要實踐教學環節，其教學目的是培養學生具有熱工設備設計能力，也是“卓越工程師教育培養計劃”中培養學生工程技術素質的實踐環節［1］。因此，本文按照“卓越工程師教育培養計劃”的總體要求，對《熱工基礎與設備》課程設計的教學內容進行了相應的改革與探索。首先從分析現有課程設計存在的問題及不足，提出課程設計改革的措施與實踐，培養學生的工程設計創新意識與創新技能為目標，實現較理想的教學效果，以期為面向“卓越工程師教育培養計劃”培養的專業課程設計教學內容的改革探索提供參考。
1《熱工基礎與設備》課程設計存在的問題
無機非金屬材料專業的《熱工基礎與設備》課程設計目前普遍采用回轉烘干機械設備作為設計對象，設計題目多為回轉烘干機選型及干燥工藝流程設計。這主要是因為回轉烘干機及干燥工藝過程的設計基本涵蓋了《熱工基礎與設備》理論課程的主要內容［2］。目前，從《熱工基礎與設備》課程設計教學效果來看，還有以下問題:(1)學生缺乏對《熱工基礎與設備》課程設計的重視，學習狀態不好，認為只要按照老師給定的計算步驟就能完成課程設計任務，草草了事，是一種被動的學習狀態。一旦在設計中出現難題，不去主動查閱文獻資料，尋找解決問題的途徑，而是依賴指導老師的解答，導致教學效果不理想。(2)一些學生基礎較差。部分學生在《熱工基礎與設備》課程內容的考試中還沒有及格，對先修課程的基本要求都還沒有達到，開展課程設計，必然存在綜合應用能力較差，無法進行創新設計。還有就是，學生在大學一年級時就完成了機械制圖課程，疏于訓練，導致一些學生在繪圖等方面都存在困難，出現圖紙不規范、質量不高等問題。(3)課程設計完成時間安排較短。通常是《熱工基礎與設備》教學課程上完后，就安排一周的時間要求學生完成設計資料的查詢，設備選型計算，繪圖，編制課程設計說明書?？梢?，學生是在較短的時間內完成指定任務，難以達到較理想的教學效果。(4)設計與實踐脫離，學生缺乏對工程知識和設計理念的掌握。這主要表現在學生對回轉烘干機各部件、燃燒室、收塵設備、管道布置等缺乏工程認識。學生在進行課程設計時，易出現照抄文獻中設計資料，課程設計敷衍了事，難以達到預期的教學效果和目的。(5)設計內容單一。課程設計題目多是回轉烘干機及干燥工藝流程設計，僅有的差別是規模大小的不同。學生多參照以往的文獻資料及設計模板進行抄襲式設計，難以達到培養學生具有熱工設備設計能力的教學目的，這與“卓越工程師教育培養計劃”的培養目標相悖。
2《熱工基礎與設備》課程設計改革與探索
2.1發揮指導老師的作用
原有的《熱工基礎與設備》課程設計，僅是讓學生簡單地按照要求完成課程設計任務內容，沒有充分發揮指導老師的作用。指導老師應按照“卓越工程師教育培養計劃”的要求來指導學生的課程設計，使學生知道，要成為一名卓越工程師，我們不僅要學習理論基礎知識，還要將所學知識應用到分析和解決實際的工程問題。由于學生是初次接觸到工程設計問題，很有可能不知道該如何入手工作，因此，指導老師要做好引導工作，在設計開始的第一天，把學生的主動性和積極性充分調動起來。同時，為了使學生能有組織性和紀律性，指導老師嚴格按照課程設計教學大綱及評定成績標準，嚴把各設計時間節點的質量關，讓學生重視課程設計的每一個環節。在課程設計指導過程中，要針對學生所面臨的問題，有耐心地講解，引導學生從工程實際出發，讓學生了解到工程設計的計算結果不存在標準答案，而要看計算結果是否合理，設備選型是否正確等。在課程設計答辯過程中，要有針對性地對學生的設計說明書及圖紙進行提問，培養學生的工程意識，增強分析問題和解決問題的能力，從而達到較好的教學效果。
2.2改變教學模式及拓展設計內容
為了增強學生對回轉烘干機及干燥工藝流程的認識，指導教師可以先組織學生查詢相關工廠設計資料。有條件的話，也可以組織學生去工廠進行實地考察，開展回轉烘干機工藝流程方案的討論，使學生了解到工藝流程與所烘干的物料種類不同而定。順流式回轉烘干機適用于初水分高并允許強烈脫水及對溫度敏感的物料，如粘土、礦渣、煤等，而逆流式回轉烘干機適用于終水分要求很低而又不能強烈脫水的物料或對溫度不敏感的物料，如砂子、石子等。然后學生再根據課程設計任務書中給定的物料要求，烘干水分等條件，提出設計方案，對設計方案進行論證后，確定為本次課程設計的方案。《熱工基礎與設備》課程設計的題目可以拓展到玻璃窯爐的工藝設備設計，陶瓷坯體烘干工藝設計、流化床干燥工藝設計等等。學生可根據自己的興趣進行選題，從而充分調動學生的學習興趣，培養學生解決工程實際問題的能力。
2.3劃分設計小組
劃分設計小組可培養學生之間的團隊協作精神。傳統的課程設計教學主要是學生單獨按時完成課程設計任務，存在以下缺點:一是時間有限，每個學生都將重復一部分設計內容，而在創新上沒有較多的時間進行思考。二是學生遇到設計問題時，同學之間沒有討論及交流的意識，學生之間也不會形成團隊合作精神。指導老師可以給每一個學生布置一個設計題目，然后按設計內容相近的學生組成設計小組(2～3人)。這既保持每位同學在設計任務上的相對獨立性，又可讓學生根據設計任務自行分解任務，明確組員之間的設計任務，營造團結協作的學習氛圍。
2.4手工及計算機作圖的應用
目前，CAD應用技術已廣泛應用于各工程領域及機械設備的作圖［3］。熟練掌握CAD技術已成為卓越工程師必須具備的基本技能。運用計算機作圖不僅可以使學生掌握CAD技術的應用，減少學生繪圖的工作量，而且又能將更多的時間和精力用在工藝流程方案的選擇以及設備選型等設計工作上。手工繪圖是檢驗學生的基本功和工程素質的重要手段，在一定程度上又可避免同學之間相互復制的現象。因此，在繪圖過程中，要求學生用手工繪制一部分機械設備圖，其余部分圖紙則用計算機繪制。采用手工及計算機作圖，這可以兼顧培養學生手工繪圖及計算機作圖的綜合應用能力。
2.5調整課程設計時間
課程設計在時間及內容安排上進行適當的調整，讓學生更加有效地去完成課程設計任務［4］。根據《熱工基礎與設備》理論課的特點，在學期的中后期，即在學習干燥過程與設備章節的理論部分時，可將設計任務書先下達給學生，讓學生帶著設計任務進行理論課的學習，這樣將對設計中遇到的工藝方案選擇、計算公式運用、設備選型等有深刻的認識。適當地把原來的課程設計時間由1周調整為2周，延長學生設計時間，指導教師對學生有更多的指導及答疑時間，從而保證《熱工基礎與設備》課程設計達到教學效果。
2.6綜合評定課程設計成績
課程設計成績評定是實踐教學的重要環節，也是對學生在設計過程中所做出的勞動進行一個評價［5］。指導教師要做到對學生在設計中所取得成績的肯定，也指出學生在設計中還存在的不足之處，不能單一地只給出一個總體分數，讓學生不知道自己今后在哪些方面還有待于進一步鍛煉和加強學習。根據《熱工基礎與設備》課程設計的特點。評定標準主要包括四個方面:平時成績20%、圖紙質量30%、設計說明書40%，以及答辯情況10%。由于課程設計講求設計方案、結構設計等的合理性，在成績評定標準中增加了學生對設計說明書答辯情況的評定，可避免一些學生在設計過程不認真、抄襲等現象的發生。
3結語
《熱工基礎與設備》課程設計是培養面向“卓越工程師教育培養計劃”的化工材料類卓越工程師的重要實踐教學環節。通過課程設計的改革嘗試，提高了學生對課程設計的主觀能動性，增強了學生的設計創新及工程意識，培養學生團隊協作精神以及分析解決工程實踐能力，為學生下一階段的畢業設計打下了夯實的基礎，取得了良好的效果。
作者：楊林 單位：貴州大學化學與化工學院
參考文獻
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［2］殷仕龍，趙俊鋒，王旭紅.熱工課程設計教學模式研究和改革［J］．教育教學論壇，2016，37(9):209－210.
［3］王忠祥.加強CAD教學，培養學生的計算機應用能力［J］．中國輕工教育，1999(4):30－31.
［4］張瑞，高娟.《硅酸鹽熱工基礎及設備》課程實踐教學改革探討［J］．高教論壇，2016，8(8):31－33.
［5］唐克巖.基于卓越工程師培養的機械設計基礎課程設計教學改革［J］．中國現代教育裝備，2015(3):53－55.
