耐火材料生产技术与应用的课程教学研究

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:杨志刚
[导读] 摘要:近年来,我国对耐火材料的应用不断增加,耐火材料生产技术也越来越先进。
        浙江父子岭特种耐火有限公司  浙江省湖州市  313100
        摘要:近年来,我国对耐火材料的应用不断增加,耐火材料生产技术也越来越先进。根据耐火材料生产技术与应用课程的特点,提出了从教学内容、教学模式、考核方式等方面进行改革探索,以提高耐火材料生产技术与应用课程的教学质量。实践证明,采取课程教学改革能有效提高职工的学习热情,能提高职工分析问题和解决问题的能力,显著地提高了教学效果。
        关键词:耐火材料生产技术与应用;教学方法;教学改革
        引言
        耐火材料是一门集耐火材料研究和工程应用为一体,与冶金工业关系紧密的专业课。课程内容主要包括耐火材料组成、结构与性能,生产工艺过程,碱性耐火材料,酸性耐火材料,非氧化物耐火材料,隔热耐火材料,不定形耐火材料,耐火材料在钢铁冶金,有色冶金与各种窑炉中的应用和用后可再生耐火材料利用等。
        1结合耐火材料工程实际
        耐火材料领域范围很大,原料种类很多,施工方法多样,维护和修补技术各不相同,众多的耐火材料专业知识容易让职工无所适从。耐火材料教材的内容涉及耐火材料制造的大体过程,却无法体现一些关键的技术要点。脱离耐火材料工程实际只讲授理论知识,通常难以取得良好的教学效果。结合耐火材料工程实际有助于职工理解从设备寿命、安全运行、节能降耗、施工效率、综合成本、辅助材料等方面综合考虑选择和设计耐火材料的方法,为他们今后在工作中的应用和继续深造打下基础。
        2教学内容
        耐火材料生产技术与应用的教材中知识内容虽然比较成熟和系统化,但是知识更新的速度相对滞后,因此对于耐火材料生产技术与应用这门专业课程的讲解,需要指导领导在讲授传统的耐火材料理论知识之外,及时补充耐火材料生产和应用方面的最新研究成果和发展动态,及时讲解在企业生产实际中不断涌现出的新材料、新技术、新工艺和新的工艺原理等,以使职工能及时掌握国内外耐火材料的最新发展趋势和最新研究成果。此外,在耐火材料生产技术与应用的授课过程当中,应该适当安排进行一些耐火材料的实验内容,让职工有机会亲自动手做一些相关的实验,可以提高职工的学习积极性和学习热情,也可以在实验中提高职工分析问题和解决问题的实践能力。指导领导也可以结合自己的科研课题向职工讲解常用的科研方法、耐火材料常用的制备方法和提高性能的途径、如何攻关项目技术难题的技巧等,这样使职工既掌握了理论知识,也了解了如何去解决企业存在的技术难题,能显著提高职工的分析问题和解决实际问题的能力,提高职工的学习耐火材料的热情。
        3教学方法改革
        3.1多媒体教学与传统教学方式结合
        多媒体课程其内容能够以图文并茂的形式展现出来,吸引职工注意力,激发学习兴趣。根据课程内容融合多种媒体技术,将多媒体技术的可视性、生动性与课程内容结合起来,将枯燥的文字内容制作成图、文、声并茂的PPT展现给职工,激发学习热情与积极性。例如,采用动画方式展现耐火材料生产过程及在热工设备实际使用时的损毁过程,职工可以直观、形象地理解和掌握耐火材料制作工艺和损毁机理。板书可以将课程内容的重点重现在黑板上,使职工能够有相对长的时间理解课程主要内容、重点和难点。充分利用传统教学和多媒体教学的各自优势,使其优势互补,充分调动职工的学习热情和兴趣,实现最佳教学效果。
        3.2培养职工综合运用多学科知识和经验解决实际工程问题的能力
        炼钢炼铁过程中耐火材料与铁/钢水之间的反应和炉渣与铁/钢水之间的反应机理相同,运用冶金的专业知识就能理解耐火材料被高温铁/钢水侵蚀的机理。

在高炉用耐火材料教学环节,首先让职工回忆“炼铁学”的内容:炼铁过程中高炉内炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸和炉缸部位分别发生什么反应?反应的温度、气氛、和反应产物的情况如何?上述工况对不同部位耐火材料的性质提出了要求,再让职工结合已学过的各种耐火材料的性质,综合考虑成本,让职工自己设计耐火材料体系,比较选材、施工和维护过程的各种方案。
        3.3采用案例教学
        工程案例是工程实践中实际发生的典型事件,因而能有效克服传统课堂教学模式的缺点,使课堂教学更生动更贴近工程实践,更富有感染力,从而激发职工的学习兴趣。在案例教学中,可以由指导领导提出一些问题,抛砖引玉,然后让职工分组开始讨论,去探讨工程案例中涉及到的耐火材料方面的理论知识,去思考解决工程案例中存在的技术问题的方法,从而锻炼职工在工程实践中解决问题的思维。例如在案例教学中,耐火材料的使用环境对耐火材料的性能影响至关重要,包括耐火材料的使用温度、是否有铁水或钢水侵蚀、是否有剧烈的温度变化、炉渣的成分情况、是否有含尘气流、是氧化还是还原气氛等等,耐火材料的这些工作环境直接对耐火材料的抗热震性、耐火度、抗渣性、耐磨性和耐氧化性等有明确的要求。再如石墨材料虽然耐高温但是抗氧化性比较差,因此必须要经过抗氧化处理后才能进行使用等等,通过具体的工程案例讲解,可以把耐火材料和工程实践紧密地联系起来。通过案例教学可以将抽象枯燥的专业理论知识灵活应用到具体的工程实践之中,更好地培养职工理论联系实际及分析问题和解决问题的能力。
        3.4利用多种资源,增强职工感性认识及创新能力
        要求职工不但有一定的理论知识,更要具备将所学知识应用到解决实际问题的能力。因此,认识和实践是本课程密切相关的两个环节。首先,对现有资源充分利用,带领职工做好必要的实验,掌握耐火材料基本性能测定方法,培养动手能力。其次,将所学到的耐火材料知识与现场实际应用和生产过程联系起来,增强感性认识。发现和解决实际应用和生产过程中存在的问题,提高发现问题和解决问题能力,激发创新积极性。
        3.5把握耐火材料行业全局
        让职工了解中国耐火材料行业的现状,对学习和应用耐火材料有积极意义。了解中国耐火材料的生产资源优势和成本优势,就可以在满足性能要求的前提下,尽量选用经济合理的材料。了解中国生产每吨耐火材料的能源消耗量、每吨钢铁的耐火材料消耗量等重要指标与发达国家的差距,有助于理解和执行节能减排、低碳经济等国家政策。耐火材料根据钢铁冶金的需要改进自身性能,是一个发展很快的行业。教学实践过程中,不仅要让职工掌握目前国内各冶金设备使用的主流耐火材料和施工方法,而且要让职工用发展的观点去把握耐火材料今后的发展趋势,提前为适应耐火材料技术的变化打下基础。
        结语
        综上所述,在耐火材料生产技术与应用课程的教学过程中,要紧密结合耐火材料领域的最新研究成果及从事的耐火材料科研项目来组织教学内容,灵活地采用启发式教学、互动式教学和工程案例等教学方式,在教学过程中充分利用多媒体等教学手段,生动再现企业的生产实际过程,最大程度地提高职工的学习积极性,使职工牢固掌握耐火材料生产和应用中的理论知识,提高职工的理论联系实际及分析和解决实际问题的能力。
        参考文献:
        [1]游杰刚.工程教育认证背景下“耐火材料应用”课程教学改革与实践[J].教育教学论坛,2018,20:122-123.
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        [3]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究,2011,5:1-9.
        [4]何晓崐,姚江,沈妍,等.传热学课程教学改革的分析与探讨[J].中国现代教育装备,2016(21):68-70.
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