基于“新工科”建设的水泥工艺学课程教学改革与实践

茹晓红 ， 阳勇福 ， 王玉江

(洛阳理工学院 材料科学与工程学院 ， 河南 洛阳 471023)

“新工科”是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的我国工程教育改革方向[1]。加强工程意识与工匠精神的培养，树立以系统性、实践性、创新性为本质的大工程观教育范式理念，引入工程伦理教育，将其与工程意识和工匠精神有机融合，由重视工程技术教育改为重视工程系统教育，使学生不囿于被割裂的知识习得，而是系统能力掌握，成为工程教育综合改革的重要组成部分[2]。水泥工艺学课程为洛阳理工学院无机非金属材料工程专业的一门特色课程，学好本课程对于无机非金属材料类水泥混凝土专业方向学生工程能力的培养具有重要的意义。

1 水泥工艺学课程教学存在的主要问题

1.1 课程安排不当，教学内容与生产实践联系不够导致理解难度增大

本门课程对于无机非金属材料专业水泥混凝土方向专业学生来讲，是一门非常重要的专业课程，是后续混凝土学、水泥性能检测、水泥生产技术与设备、水泥厂工艺设计、毕业设计(论文)等专业课程的基础，具有明显的职业取向性。

课程理论性和实践性都较强，由于本门课程安排在第5学期，学生刚刚接触到材料科学基础、材料工程基础、材料测试分析方法等先修的专业基础课，对于课程中所需要用到的基础理论、基本方法尚在学习中，增大了课程中有关熟料煅烧、水化硬化等理论的理解难度。同时，课程内容理论性和实践性都较强，学生缺少专业实践经验，课程部分内容与行业企业生产联系不够紧密，导致学习的难度加大，并影响了后续课程的学习效果。

1.2 教学模式陈旧，学生学习缺乏热情，与工程师培养目标脱节

尽管现在的教学已由原来的课本板书教学转变为PPT多媒体教学，然而并没有从根本体现“新工科”教育的多角度、全方位的特征。首先，教学内容拘泥于课本，基本原理和工艺仍大多数停留在概念上。例如，原燃料尤其是工业废弃物在水泥生产中相关应用资料不够系统丰富，水泥水化硬化理论与应用性能联系不够紧密，使得课程不够生动；其次，还是以教师主动式传授，学生被动式接受为主，没有把“教”的重心向“学”的重心转移，不符合工科“以学生为中心”的理念，由于PPT的信息量更大，使得学生思维疲倦，导致听课不认真，兴趣下降，课堂多现“低头族”；最后就是相关课程融合不够，水泥性能检测课程与水泥工艺学课程教学内容衔接不够紧密，没有充分发挥实践课程的作用。

1.3 课程考核方法不当

本课程依旧采用传统的期末闭卷考核方法对学生进行考核，平时成绩占比20%，且期末试卷题目综合性不强，重知识轻能力，这就可能导致部分学生平时上课不认真、考前突击背知识点，相关工艺问题理论的理解应用深度不够，难以达到检验学生水平、培养学生理论联系实际综合分析复杂问题等工程能力和工程素养的目的。

2 水泥工艺学课程改革探索

2.1 修改培养方案和教学大纲

根据“新工科”和工程认证要求，在新版培养方案中，将水泥工艺学安排在了第6学期。此时，学生已经具有了材料科学基础、材料工程基础、材料测试分析方法等必备的专业基础知识。同时将本课程与水泥性能检测实验课程同步开课有机结合，在实验课中注意结合理论进行讲解，使学生通过实践加深对标准和理论的理解。

在人才培养方案制定和教学大纲制定过程中，注重“产、教、学、用”有机融合。充分调研社会和水泥混凝土行业企业对人才能力的需求，并聘请海螺集团、同力水泥、水泥设计院等行业企业专家参与培养方案的论证与制定，从而优化课程教学内容，采用原理讲述与实际工程案例相结合的方式强化学生的创新实践能力，解决复杂工程问题能力，将课程思政融入教学过程以培养学生的职业道德素养。通过该课程的学习，使学生掌握水泥生产工艺专业知识，具备水泥生产工艺开发初步能力，具备分析水泥生产及应用过程存在的问题及原因的初步能力，并能够识别水泥工程问题中的各种制约条件，为后继科学研究或工程技术工作打下良好的基础。

2.2 改革教学方式，将工程意识和工匠精神培养融入过程培养，激发学习热情

改革教学方式，突出工程实践教学，强化专业教学中的工程分析和综合运用能力的培养，提高学生的学习兴趣和学习效果，同时在潜移默化中培养学生的工程意识与工匠精神。在每部分理论知识讲解后，着重介绍其在水泥混凝土行业方而的科研或工程实践应用，结合水泥混凝土行业企业急需解决的原燃料质量及来源、煅烧工艺、水泥性能、可持续发展、环境保护等问题，采用翻转课堂教学法、工程案例教学法、项目式教学法、分组讨论教学法等让学生形成结合工程实际观察分析、联系理论思考的水泥生产工艺问题的科学方法，并通过探索实施与反馈总结，实现对学生资料搜集、文献分析和理论联系实际解决实际问题能力以及团队合作能力的培养；将工程植入课堂，既调动了学生的参与热情，又提高了学生的学习效果。

教学手段上，利用多媒体PPT课件的同时，通过超星学习通“APP”“微信公众号”和“QQ群”等网络平台进行点名、课程任务安排，趣味知识抢答等加强与学生的互动交流，及时掌握每个同学的学习动态，有效调动了学生的积极性，提升了课堂的氛围和学生的学习效果。

2.3 改进课程考核方法，促进能力提升

科学的考核手段不仅能正确评判学生的各种能力，还能培养学生的自信心和探索知识的热情。新形势下，采用多元化考核方式成为课程改革的重要途径。为此，期末试卷题目中增加了结合理论基础分析生产现象的客观题和综合分析题，意在考核学生对基础理论知识的理解和运用能力；平时成绩占比由20%提高到了30%，平时作业考核包括课前课后在线作业、出勤、参与讨论情况及线上线下自主学习的情况，达到锻炼学生查阅资料能力、团队协作、书写报告以及分析解决问题等能力的目的，使课程评价从结果驱动向过程驱动转变。

2.4 加强师资队伍建设，提升执教水平

随着水泥生产绿色化、智能化水平的不断提升和现代信息化教学手段的日渐丰富，对任课老师的执教水平提出了新的挑战。任课老师不仅需要具有扎实的基本理论知识，具备一定的实践经验，还应及时更新课程前沿知识和生产实践的具体应用，积极学习新的教育教学理论和技能。为此，任课教师每年都要带学生深入水泥生产企业进行现场实习，同时还通过青年教师进行半年以上的企业挂职或柔性引进企业兼职教师等方式，强化教师队伍的产业实践经验。此外，教学团队还通过多种方式进行在岗培训来提高自身的教学技能。

3 结语

“新工科”建设形势下对水泥工艺学课程教学进行改革是工程教育综合改革的客观要求。通过教学改革探索与实践，学生参与课内外学习活动的积极性和主动性得到增强，学生利用水泥工艺基本原理分析、解决相关实际工程问题的能力得到了锻炼和提升，提高了学生的专业学习兴趣和教学效果。