《無機非金屬材料工藝學》課程體系改革與探索

摘要：對《無機非金屬材料工藝學》課程體系進行改革，將石墨模塊加入到《無機非金屬材料工藝學》課程中，并且在實驗教學環(huán)節(jié)增加石墨提純、膨脹石墨、石墨復合材料方面的實驗，認識實習、生產(chǎn)實習增加石墨企業(yè)，為區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展培養(yǎng)應用創(chuàng)新型人才。結果表明，課程改革有利于提高學生的綜合能力、拓寬學生就業(yè)方向，促進高校與企業(yè)的“產(chǎn)學研”交流。

作者簡介：高麗敏（1981－），女，黑龍江哈爾濱人，講師，碩士，研究方向：無機非金屬化學工藝。

基金項目：黑龍江科技大學教學研究項目：《無機非金屬材料工藝學》課程體系的改革與探索（JY14-141）；省教育廳規(guī)劃課題：大石墨背景下無機非金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實踐（GBC1213105）；黑龍江省高等教育教學改革項目：大工程背景下我省石墨深加工緊缺人才培養(yǎng)模式改革與實踐（GJZ201301060）；黑龍江省教育廳規(guī)劃項目：大類招生背景下無機非金屬專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐（GBC1214063）

《無機非金屬材料工藝學》是黑龍江科技大學無機非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)必修課。這門課程主要講授傳統(tǒng)無機非金屬材料（水泥、玻璃、陶瓷材料及耐火材料）的制備工藝原理及制品性能。通過該課程的學習，使學生掌握水泥、玻璃、陶瓷材料及耐火材料的制備原理、工藝流程及成產(chǎn)過程中的共性與個性，從而對無機非金屬材料的性能、生產(chǎn)流程及應用有較全面的了解，達到能夠按照使用性能的要求來設計和制造無機材料的目標。

目前各高?！稛o機非金屬材料工藝學》這門課程的主要講授內容均為水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的制備工藝原理及制品性能，然后石墨作為無機非金屬材料，其應用越來越廣泛，且黑龍江石墨資源豐富，因此應該將石墨模塊的教學加入到無機非金屬材料工藝學這門課程里。

一、結合地方特色進行《無機非金屬材料工藝學》課程體系改革的必要性

（一）外部環(huán)境

石墨作為一種不可再生的重要戰(zhàn)略資源，目前已引起國家有關部門的高度重視，正在采取相應措施積極引導和促進我國石墨深加工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。石墨產(chǎn)業(yè)是《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020）》確定的重點領域，屬于國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃的優(yōu)先主題，符合國家產(chǎn)業(yè)、環(huán)保和能源政策。黑龍江省石墨產(chǎn)業(yè)資源豐富，在全國的石墨產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位。石墨產(chǎn)業(yè)作為石墨新材料產(chǎn)業(yè)，即將面臨著更高的發(fā)展機遇和更大的發(fā)展空間。

（二）校內環(huán)境

我校已成為“石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟”的骨干單位，并承擔了“高純鱗片石墨提純技術與應用”和“低硫高抗氧化性可膨脹石墨及高導熱柔性石墨板制備技術開發(fā)與示范”兩項課題的工藝路線和關鍵技術環(huán)節(jié)。在這樣的大背景下，在無機非金屬材料工藝學這門課程中增加石墨模塊的教學是非常必要的，同時在實驗教學環(huán)節(jié)增加石墨提純及石墨膨脹方面的實驗，建立起與石墨研究對接的具有地方特色的無機非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)模式，培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟建設急需的創(chuàng)新人才，為龍江的石墨行業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟的建設服務。

（三）專業(yè)狀況

黑龍江科技大學地處黑龍江省哈爾濱市，于2007年開設無機非金屬材料科學與工程專業(yè)，專業(yè)方向主要為水泥、玻璃、陶瓷，通過幾年的辦學為中鐵、中建及硅酸鹽企業(yè)培養(yǎng)了大批優(yōu)秀的畢業(yè)生。

結合外部環(huán)境、校內環(huán)境及專業(yè)狀況，為適應區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求和無機材料創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，2013年材料科學與工程學院決定對《無機非金屬材料工藝學》課程進行改革，改革的主要內容是將石墨模塊加入到無機非金屬材料工藝學課程中，為了鞏固理論教學效果，在實踐環(huán)節(jié)也相應地增加了石墨方向，在技能訓練中增加石墨提純、膨脹石墨、石墨復合材料方面的實驗，并選擇本地對口石墨生產(chǎn)企業(yè)——哈爾濱電碳廠作為實習基地，大四在石墨實習基地進行為期一周的生產(chǎn)實習。

二、課程教學改革與探索

（一）更新教學內容及教學方法

1.更新教學內容。教學內容是教學之本，教學改革的核心就是對教學內容的改革。專任教師應該根據(jù)實際需要對教學內容進行適當?shù)恼{整，刪除或增加某些教學內容使教學內容適應企業(yè)對學生專業(yè)能力的需求?！稛o機非金屬材料工藝學》課程的教學改革內容就是在原有水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料的基礎上增加石墨模塊，在石墨模塊主要講授石墨產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝原理及工藝過程。因為前序課程無機非金屬材料學為32學時，無機非金屬材料工藝學課程學時為40學時，學時分配如下：水泥12學時，玻璃10學時，陶瓷12學時，耐火材料為6學時。增加石墨模塊后具體學時分配如下：水泥10學時，玻璃8學時，陶瓷10學時，石墨8學時，耐火材料為4學時。

2.改進教學方法。在教學中充分利用多媒體，多媒體教學具有聲情并茂、視聽結合的特點，教師運用多媒體將無機材料的生產(chǎn)過程通過動畫的形象描述和展示，發(fā)揮多媒體形象直觀、圖片清晰、信息量大的優(yōu)勢，有利于學生對教學中的重點和難點的理解，顯著提高了課堂教學效果，同時也調動了學生的積極性，課堂教學不再是老師單純的授課，而是互動式的教學。

制作課程PPT課件的圖片及視頻均為教師去企業(yè)調研及帶學生進行生產(chǎn)實習時拍攝的，體現(xiàn)了工廠的實際生產(chǎn)過程，色彩分明、工藝流程簡單明了，使傳統(tǒng)教學中抽象的、難以理解的內容通過視頻、圖片直觀清晰地呈現(xiàn)在學生面前，如哈爾濱電碳廠的石墨制品的生產(chǎn)流程，可以讓學生更好地掌握生產(chǎn)工藝流程。

（二）加強實踐教學以鞏固理論教學效果

1.畢業(yè)設計。畢業(yè)設計的選題應該緊密結合生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)實際和科研課題，《無機非金屬材料工藝學》課程改革后，2013年畢業(yè)設計的選題增加了石墨方向，由于專業(yè)課的學習學生對石墨產(chǎn)生了濃烈的研究興趣，積極申報題目后進行文獻查詢，根據(jù)畢業(yè)設計題目設計實驗方案，撰寫實驗報告，獨立完成實驗，在實驗過程中遇到問題能夠獨立的分析和解決問題，最終順利畢業(yè)。

2.技能訓練。技能訓練的目的是對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！稛o機非金屬材料工藝學》課程改革后，技能訓練中增加石墨方向的實驗，主要是石墨提純、膨脹石墨及石墨復合材料，在石墨方向的技能訓練中從原料的選擇，實驗方案的確定，制備出樣品的性能及檢測整個過程都是學生自己動手完成，這種設計性的實驗培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新實踐能力。

3.認識實習、生產(chǎn)實習。實習可以將學生所學的理論知識和專業(yè)技能與生產(chǎn)實際更好的結合，實習過程中也培養(yǎng)了學生獨立分析問題、解決問題的能力，根據(jù)專業(yè)方向合理的安排實習是提高學生綜合能力的關鍵。無機非金屬材料工程專業(yè)設置兩次實習，認識實習為1周，主要是對工廠及行業(yè)有個初步了解；生產(chǎn)實習4周，主要了解無機材料企業(yè)的生產(chǎn)工藝過程、生產(chǎn)原理、設備參數(shù)及企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀。

我們先后與亞泰集團哈爾濱水泥廠、北方水泥牡丹江建新水泥制品有限公司、寧安英達陶瓷有限公司、依安陶瓷廠等簽訂了實習基地協(xié)議，《無機非金屬材料工藝學》課程改革后，我們又積極與哈爾濱電碳廠聯(lián)系，進行實習基地建設，在電碳廠實習期間，根據(jù)電碳廠的生產(chǎn)流程進行分組，原料到半成品一組，半成品到成品一組，之后再進行對調，這樣學生對工藝及設備的了解更深入。

三、課程改革及探索的初步成果

（一）提高學生的綜合能力

《無機非金屬材料工藝學》課程改革后，將石墨制品的制備原理及工藝加入到教學內容中，增加了學生的知識面，同時在技能訓練及認識實習、生產(chǎn)實習的過程中進一步對課程所學的內容進行加深、鞏固，提高了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

（二）拓寬就業(yè)方向

原來無機非金屬材料專業(yè)學生就業(yè)方向主要為水泥廠、中鐵、中建、玻璃廠，陶瓷廠等，通過課程改革后，學生對石墨制品的生產(chǎn)工藝原理、設備及產(chǎn)品性能有了一定的了解，并且在實踐環(huán)節(jié)加以鍛煉，也看到了石墨的發(fā)展前景，一些對石墨方向感興趣的同學選擇在石墨制品公司工作，本專業(yè)2013年畢業(yè)生共56人，其中9人畢業(yè)留在了實習基地——哈爾濱電碳廠工作。

（三）促進高校與企業(yè)的“產(chǎn)學研”交流

通過實習基地建設，我們與企業(yè)的聯(lián)系更加緊密。加強了與企業(yè)科研、技術服務等方面的合作，也加快了科研成果轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的進程。企業(yè)還可以借助高校的科研技術力量解決生產(chǎn)中的實際問題，同時借助高校的宣傳提高知名度。