玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)教學(xué)研究

周永生，靳 盼，郭 雨，郭 騰，丁志杰，陳君華，汪徐春，俞 浩

(1.安徽科技學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233030;2.安徽科技學(xué)院 建筑學(xué)院，安徽 蚌埠 233030 )

在新時(shí)代強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合素質(zhì)的大背景下，只注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于社會(huì)對人才的要求。隨著我國工業(yè)化水平的不斷提高和產(chǎn)業(yè)升級(jí)速度的加快，特別是為了適應(yīng)"一帶一路"對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的需求，我們應(yīng)該積極按照工程教育專業(yè)認(rèn)證和卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，改革并完善各類課程教學(xué)，特別應(yīng)加強(qiáng)對實(shí)踐教學(xué)的重視程度[1-2]。課程設(shè)計(jì)是無機(jī)非金屬材料工程本科教學(xué)中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。曾有學(xué)者指出：無機(jī)非金屬材料工程課程設(shè)計(jì)應(yīng)注重提高學(xué)生理論水平的同時(shí)加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)[3]。

玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)重要的專業(yè)方向課。課程圍繞玻璃工業(yè)窯爐設(shè)備，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，通過玻璃工藝、玻璃工廠的設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖，對學(xué)生進(jìn)行較全面的工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練。本文以玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)為例，分析了課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題，并從完善教學(xué)資料，優(yōu)化課程設(shè)計(jì)任務(wù)，合理設(shè)定考核評價(jià)體系，以及今后改革幾點(diǎn)思考和建議，為培養(yǎng)出具有適應(yīng)新時(shí)代具有較強(qiáng)綜合素質(zhì)的學(xué)生提供合適的教學(xué)方法。

1 玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程，是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生完成某一實(shí)踐過程，目前，我國的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍然處于發(fā)展上升階段，對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)需求旺盛，但是對于無機(jī)非金屬材料工程重要的方向課---玻璃熱工設(shè)備相關(guān)研究和資料需要不斷完善，與玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)相關(guān)的教學(xué)資料和案例不多，缺少合適的課程設(shè)計(jì)教材，課程設(shè)計(jì)所需的資料有限，存在課程設(shè)計(jì)的選題與實(shí)際聯(lián)系不夠緊密的問題[4]。

在以往的實(shí)踐教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)，由于課程設(shè)計(jì)所涉及時(shí)間比較緊，任務(wù)重，特別是部分學(xué)生對實(shí)踐課程設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)不到位，普遍存在敷衍了事的現(xiàn)象；學(xué)生自己動(dòng)手查閱資料能力較弱，在完成課程設(shè)計(jì)過程中不能很好地發(fā)揮主觀能動(dòng)性，設(shè)計(jì)方案缺少適用性；課程設(shè)計(jì)的考核評價(jià)對學(xué)生整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程考核較弱，存在部分學(xué)生突擊完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)現(xiàn)象。

2 玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)教學(xué)研究

2.1 完善教學(xué)資料

可以通過查閱翻譯外文文獻(xiàn)，拓展豐富現(xiàn)有的教學(xué)資料庫。收集并整理各種設(shè)計(jì)參考資料、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊、工程案例等，制定課程設(shè)計(jì)管理文件，使整個(gè)課程設(shè)計(jì)的參考資料完整化、時(shí)效化和前沿化，為學(xué)生開展課程設(shè)計(jì)提供教學(xué)參考資料庫。

2.2 制定課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，是引導(dǎo)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)過程的依據(jù)，應(yīng)不斷完善。玻璃熱工設(shè)備及其相關(guān)的先修課程是進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，根據(jù)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)用CAD 制圖，是課程設(shè)計(jì)的基本要求。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書涉及玻璃熱工設(shè)備各部分設(shè)計(jì)，包括熔化部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、作業(yè)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、小爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、蓄熱室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、窯體保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、煙囪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、窯體耐火材料設(shè)計(jì)及窯體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容如下。

(1)熔化部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：收集并熟悉設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料(包括設(shè)計(jì)手冊、技術(shù)規(guī)范、相關(guān)法律法規(guī))；熔化池設(shè)計(jì)，包括熔化池容量設(shè)計(jì)參數(shù)、熔窯熔化池長寬比值、池壁耐火材料選擇、池深、熔化池池壁頂部至玻璃液面的距離、池底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、窯坎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、流液洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、燃燒空間熱負(fù)荷值的計(jì)算設(shè)計(jì)、窯拱(大碹)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、胸墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、空間擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

(2)作業(yè)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：對于不同生產(chǎn)工藝熔窯，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)品品種差異來進(jìn)行作業(yè)池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、池壁、池底窯拱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括池壁至玻璃液的距離，顏色玻璃熔窯作業(yè)池池深，無色玻璃熔窯作業(yè)池池深，窯拱中心角，拱磚厚度、胸墻高度、火焰空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。

(3) 小爐結(jié)構(gòu)：第一對小爐到加料口距離、最后一對小爐到流液洞墻的距離、小爐噴火口的氣流速度、火焰噴射角等。

(4) 蓄熱室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：蓄熱室圍體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，蓄熱室圍體的拱頂中心角、拱頂厚度、側(cè)墻厚度、隔墻厚度設(shè)計(jì)；蓄熱室格子體體積與熔化面積之比值、格子體高度、格子體內(nèi)氣流速度、空氣蓄熱室與煤氣蓄熱室格子體體積之比，格子體支撐拱(又稱爐條碹)中心角，拱厚、寬度、支撐拱之間凈距設(shè)計(jì)。

(5) 窯體保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括窯體各部位保溫強(qiáng)度設(shè)計(jì)、窯體各部位隔熱度設(shè)計(jì)、耐火磚或保溫材料設(shè)計(jì)。

(6) 煙囪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括煙道中廢氣流速設(shè)計(jì)，煙道截面高度、寬度設(shè)計(jì)，煙道布置、煙道長度、煙道爬坡角度設(shè)計(jì)，窯外煙道拱頂外表面及側(cè)墻外表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，玻璃熔窯煙囪高度、煙囪出口直徑設(shè)計(jì)。

(7) 玻璃熔窯耐火材料設(shè)計(jì)：玻璃熔窯中各主要部位所選用的耐火材料設(shè)計(jì)。

(8)玻璃熔窯鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：包括窯底鋼結(jié)構(gòu)，即主梁、次梁及支撐板之間的構(gòu)造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 窯體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，加料口池壁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.3 成績評定

2.3.1 平時(shí)成績

玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)歷時(shí)一周，在設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)方案的提出、設(shè)計(jì)圖的繪制等若干個(gè)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)教師應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生參加課程設(shè)計(jì)過程指導(dǎo)，防止學(xué)生短期時(shí)間內(nèi)突擊以及敷衍完成課程設(shè)計(jì)現(xiàn)象。

2.3.2 設(shè)計(jì)成果成績

設(shè)計(jì)圖紙是學(xué)生設(shè)計(jì)成果的重要展示，也是學(xué)生整個(gè)實(shí)踐周設(shè)計(jì)能力的綜合體現(xiàn)，主要包括設(shè)計(jì)內(nèi)容正確及制圖規(guī)范性方面，應(yīng)該作為玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)最終成績評定的最主要依據(jù)。

2.3.3 答辯成績

答辯是學(xué)生課程設(shè)計(jì)成果的完整展示，答辯的形式應(yīng)根據(jù)答辯時(shí)間及答辯學(xué)生人數(shù)靈活設(shè)置，既可以是每個(gè)學(xué)生單個(gè)答辯，也可以把學(xué)生分組，以小組的形式集體答辯。

玻璃熱工設(shè)備課程設(shè)計(jì)成績評定應(yīng)綜合以上三個(gè)方面，其中，平時(shí)考核成績占總成績的20%，圖紙成績占總成績的 60%，答辯成績占總成績的20%。

3 玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)改革的幾點(diǎn)新思路

3.1 明確玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐的目標(biāo)

使學(xué)生樹立正確的實(shí)踐教學(xué)觀。要提高玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，必須首先充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，發(fā)揮學(xué)生主體作用。

3.2 加強(qiáng)玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)的教材建設(shè)

教材建設(shè)是玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)重要一環(huán)，現(xiàn)代的玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)的的提升，首先是先進(jìn)教材建設(shè)的推進(jìn)。

3.3 加強(qiáng)師資建設(shè)

師資隊(duì)伍的建設(shè)在課程設(shè)計(jì)改革中處于主導(dǎo)地位，為了提高學(xué)生培訓(xùn)質(zhì)量，各個(gè)高校應(yīng)積極創(chuàng)造條件，通過專家講座、學(xué)術(shù)報(bào)告等形式，不定期地從相關(guān)單位聘請一批具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師到學(xué)校進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，把第一線的科研成果和理念帶給學(xué)生。同時(shí)這些教師能夠?qū)I(yè)建設(shè)和教學(xué)改革提出建設(shè)性意見，既加強(qiáng)了學(xué)校與社會(huì)的聯(lián)系，又提高了應(yīng)用型人才的素質(zhì)。

4 結(jié)語

綜上所述，玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)的最終目的就是使得學(xué)生能有機(jī)會(huì)把理論知識(shí)和實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，使得學(xué)生綜合素質(zhì)能得到提高，從而來滿足社會(huì)對于高素質(zhì)大學(xué)生能力的要求。因此在制定玻璃熱工設(shè)備課程實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)時(shí)，一定要制定科學(xué)合理的實(shí)踐方案。