混凝土制备工艺设计教学方式改革研究

王 臣

（哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨 150001）

随着我国土建行业的快速发展，混凝土技术也得到了快速发展。混凝土搅拌站的生产可满足连续工程的建设需求，具有可靠性高、满足环保要求的特点。随着混凝土技术的快速发展，新技术、新工艺、自动化技术得到快速应用，熟练掌握专业理论和新工艺技术的人才对行业发展起着至关重要的作用。

混凝土制备工艺设计课程作为土木专业材料制备技术培养的课程之一，不仅涉及材料技术、工艺设备、绘图和环保技术等知识，而且学生对知识的有序衔接和熟练掌握存在诸多困难。基于长期的教学实践与研究，可以将设计理论和设计原则作为项目教学主线，以企业的生产工艺实例作为教学题材，以方案设计实践带动理论知识的综合应用。材料计算、工艺匹配、设备选型等都能够有效提高学生对现代工艺原理的分析和动手设计能力。在项目实践中，学生可通过工艺设计将理论知识与实践相碰撞。这不仅有助于培养创新型技术人才，还有利于实现理论与实践的一体化教学。

1 混凝土制备工艺设计课程教学现状

一般而言，实践性教学中通常把理论知识和实验环节相融合，并且加入实用技术培训的内容，采用由理论讲解到实验，再到参观实习的学习方法[1]。项目教学法也是专业课常采用的教学模式，在教学中，该教学模式可重新构建材料原理及性能特点等知识[2-4]。王立成等[5]联合使用多重教学方法，探索以工程实践为导向的教学新方法，综合培养学生。秦力等[6]通过加强实习基地建设，优化课程设计内容，以提升实践环节的教学效果。张季超等[7-11]通过改革课程体系模式和内容及实践教学，培养学生的工程实践和科技创新能力。而混凝土制备工艺设计课程在专业理论知识系统化重构及实践与创新方面仍存在不足。

改革混凝土制备工艺设计课程的基本目标应以提升教学指导效果为重点，重视学生能力及综合素质的培养，探索和改进专业知识教授方法和能力创新培养模式，优化课程设计内容，完善设计过程考核评价方式。通过融合现代教学理念和创新能力的培养模式，实现培养能力与创新型人才的目标。文献中所体现的教学理念和模式，对于混凝土制备工艺设计的教学改进具有参考和指导作用，但是随着新工艺、新设备、新技术和信息化的快速发展，以及现代教育新发展的需要，仍需进一步探索并推进教学综合改革。

2 混凝土制备工艺设计课程教学改革的内容

学生具有良好的职业素质、熟练的专业技能和创新能力是企业所期待的。然而传统的教学方式是先进行专业理论知识讲解，再进行实验演示或验证性试验。这忽略了学生的主体性和主动性，造成理论与实践的脱节；导致学生对专业理论的系统化理解度降低，思维模式固定，独立思考和动手设计能力差，缺乏专业实践的兴趣和创新性思维；运用专业知识解决生产实践问题缓慢拖沓，社会适应期过长。制约学生形成全局性理论框架、理论思维的主要原因如下：（1）传统方法的理论讲授是将抽象较强的知识如原理、概念等进行概括和总结后，再完整而有体系地在课堂进行讲授，但内容条块明显、形式刻板，一定程度上限制了学生的自由思考和探索的兴趣，而实践教学内容又多以验证性为主，一定程度上削弱了学生的实操能力。（2）传统考评的方法单一，学习主体的实际表现没有得到关注，即学生的学习能动性和创造性没有得到充分激发。工艺设计课程是实践性课程，如果考评仅局限于对专业知识的了解和理解，则不能客观全面地评价学生的知识架构的系统性、运用以及创新能力。为此，文章从教学内容、教学模式和考核方式三个方面深入探索工艺设计课程的教学改革。

2.1 教学内容

通过课程设计大纲改革，更新教学内容。该课程学时总计2周，理论教学和指导设计同步进行，教学内容主要包括设计原则、设计方法、方案分析、工艺设备计算及绘制工艺设计图等。

2.2 教学模式

在指导教学过程中，以培养学生科学性、创新性、实用性的思维为主导思想，以项目方案分析为培训手段，综合现代企业现状及发展方向，指导学生完成设计任务。通过典型工艺案例的分析与讨论，在真实的工程项目环境下转换学生的学习方式。对于课程项目的设计，学生需要以企业家或工程师的身份进行模拟企业项目设计与建设，并通过运用专业理论实施初步设计方案。通过研究与剖析各类实际工程案例，并查阅、收集归纳相关技术资料，可以有效强化学生的理论知识的感性认识水平，也可以提升学生的科学分析与知识综合运用能力，使其掌握工程师的思考方式。

通过对比教学和项目教学相结合，面向目标的指导模式可有效激发学生动手设计的积极性。如现代化搅拌站与传统搅拌站相比，在生产原理上存在着诸多相同点，因为现代搅拌站是由早期机械系统发展而来，但现代系统存在很多程序控制微机系统，其在机械式控制的配料设备中存在着可对照的“原型”，而新系统的物料计量、物料检测、数控技术更先进，环保程度更高。因此，指导学生从具体项目案例着手，综合考虑物料贮存系统、物料输送系统、物料称量系统、搅拌主机和控制系统五大系统和其他附属设施，实施项目设计，引导学生以科学、合理的技术方式进行系统选择和工艺设计。

通过对比选择系统，使学生体验如下新技术系统工作的特点：（1）主机系统能连续平稳工作，效率高、产量高；（2）高精度配料，采用数控技术精确投放各物料；（3）系统可靠，控制系统采用传感器加计算机系统，可实现集中管理，有效降低故障率；（4）保障生产率，采用坍落度监视系统，可有效保障混凝土施工，并实现实时监控；（5）收尘系统、新式集中除尘系统除尘效果好，可有效避免主机内形成过高负压，进而影响物料计量精度等。

根据学生兴趣等个性化因素，采取一人一项目的方式，供学生自由选择项目。项目与对比教学以师生互动为前提，是双向、平等的交流。由于典型方案涉及现实企业或设计方案，具备应用背景和生产的真实环境，因此学生可通过分析典型工程方案，设计出初设方案，然后汇报分析结果和方案并以组为单位进行讨论，再逐步完善方案直到完成方案。通过分析与讨论，学生可学习并内化方案中的丰富知识，与消极认知、机械理解抽象的理论相比，教学法有助于激发学生学习的主动性。教学法不仅可以增强学生的全局性思维，还可为实践的运用奠定基础。

2.3 考核方式

课程建立了既重视结果又重视过程的评价体系，过程性考评可以有效提高评价的科学性，以此适应学生的认知规律和思维特点，并体现学生作为学习主体地位的教学规律。教学过程以工程实例分析与讨论为引导，可充分开拓学生思路，培养学生的创新思维。教师一对一指导学生的设计项目，辅助小组讨论，采用连续的、与学习过程相互交融的评价，这种师生之间、学生之间的互动与合作，有利于学生的发展。课程分数设置为百分制，课程考核成绩主要分为四部分：（1）案例分析、项目初步设计（20%）；（2）资料收集、理论知识综合运用程度，如工艺计算、设备计算与选型的科学性（30%）；（3）设计方案考核，如绘图质量、场地布局、工艺流程、输运、环保等的合理性（30%）；（4）整个课程过程中平时的多维、多元、方法多样的表现，如讨论中提出建设性的意见，对其他方案的点评等（20%）。过程性考评采用多种考评方式，实现考评主体的多元化，对学习质量的考评层次更高也更深入，较好地体现了考评的客观性和科学性。

3 结束语

混凝土应用领域广泛，虽然不同建设领域的标准和性能要求存在差异，但从材料理论、工艺到生产实践的人才培养过程仍对基础建设的发展具有重要意义。此课程的教学采取以工程方案分析为引导，对比教学、项目教学为实践操作和过程性考评相结合的教学方法，基于专业理论知识建立以真实方案为牵引的实践过程，使学生完成方案设计、优化工艺、设置机械设备参数等，使设计项目实现创新性、科学性的效果。在整个过程中，学生的创新思维能力和专业综合素质得到锻炼和提升，工程实践的兴趣得到有效激发。理论与实践相结合的教学方法受到学生的认同，收到了事半功倍的教学效果。