王泽红 林萱 于福家 卢冀伟

[摘 要] 作为固体物料分选的前提和基础，“破碎与磨矿”课程在矿物加工工程专业课程体系和人才培养中具有举足轻重的作用。基于矿物加工工程学科的培养目标和毕业要求，从教材建设、教学方法改革、教学资料库建设、实验实践平台建设和教学团队建设等五个方面详细介绍了东北大学在“破碎与磨矿”课程建设和改革方面的主要举措以及取得的成效。为培養具有理论、实践和创新能力的复合型高素质矿物加工人才奠定了基础，同时对本专业其他课程的建设也具有借鉴意义。

[关键词] 破碎与磨矿;课程建设;措施;效果

[基金项目] 2019年度东北大学中期财政规划项目教改专项资金项目“‘破碎与磨矿教学内容与模式的改革与实践”

[作者简介] 王泽红（1969—），男，山西永济人，博士，东北大学资源与土木工程学院副教授，主要从事矿物加工技术研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）22-0085-04   [收稿日期] 2021-01-23

随着新工科建设的需求以及现代教育技术的发展，对高校课程建设，特别是传统工科专业的课程建设提出了更高的要求[1]。如何将“教”与“学”有机结合，在充分调动学生学习兴趣的基础上，理论联系实际，以学生为中心，以素质教育为目标，不断改进和完善高等教育人才培养教学体系和课程建设质量，提升教学水平和教学效果，一直是广大教育工作者追求的目标。东北大学矿物加工工程专业“破碎与磨矿”课程教学团队经过多年的不断探索与实践，对“破碎与磨矿”课程进行了全方位的改革，取得了良好的效果。

一、课程基本情况

“破碎与磨矿”是东北大学矿物加工工程专业学位课“固体物料分选学”的第一部分教学内容，属于物料分选的准备阶段，其目的是制备出欲回收组分充分解离、粒度符合要求的入选物料[2] （P9）。该课程共40学时（其中实验8学时），主要研究固体物料分选过程中破碎筛分和磨矿分级的基本概念、基本理论、主要设备及其工作原理、常用工艺及流程，同时课程配套有实验课程和实践（实习）课程，理论与实践相结合，以培养学生的综合专业素质。通过本课程的理论和实践教学，使学生系统地学习和掌握破碎筛分和磨矿分级过程中的基本概念、基本理论、主要设备及其工作原理、常用工艺及流程，掌握必要的实验技能;培养学生将所学的专业理论知识运用到相关领域技术研发中，具有利用相关知识发现问题、分析问题、解决实际问题的能力以及合理选用粉碎设备的能力;培养学生阅读外文文献的能力，新理论、新技术的创新能力以及自学能力，扩大学生的知识面，增强学生对社会的适应性。

二、课程教学目标

本课程的教学需要达到以下目标，目标1：具有扎实的破碎筛分与磨矿分级基础理论知识、基本专业知识和工程实践知识;掌握常用设备的工作原理和工程应用;了解常见工程实践;能够了解并解决破碎筛分、磨矿分级工艺及设备方面的问题。目标2：具备一定的破碎筛分及磨矿分级实验技能，并能够正确地分析实验结果;具有独立从事与破碎筛分、磨矿分级相关的设计、试验、研究、管理等工作的能力，能解决科研或生产中的实际问题。目标3：培养学生的个人素养和专业综合素质，能够阅读外文文献，了解国内外发展现状和趋势，具备自我学习和终身学习的意识，不断适应国内外矿产资源加工与利用的需要。

三、课程建设内容

为达到上述目标，教学团队在教材建设、教学方法、教学资料库建设、实验实践平台建设以及教学团队建设等各方面进行了全方位的改革。

（一）教材建设

教材是课程体系和课程内容的集中反映，是实现课程教学目标的首要前提;作为知识的载体，教材是学生获取知识的重要来源[3]，因此，课程团队十分注重课程的教材建设。自20世纪40年代末东北大学设立矿物加工工程专业以来，围绕课程目标、人才培养目标以及社会需求，构建高水平的教材，就一直是课程教学团队不断追求的目标。

早在1985年，东北大学丘继存教授主编了高等学校教学用书《选矿学》，作为当时选矿专业学生的教科书或参考书，该教材涵盖了选矿专业的主要理论和技术，得到了众多院校和企业的采用和好评。随着培养目标和教学要求的不断变化以及矿物加工及相关技术领域的不断发展，2000年，辽宁省教学名师、东北大学魏德洲教授在《选矿学》教材的基础上主编了《固体物料分选学》教材，该教材突破了传统教材应用领域的限制，将矿物加工技术推广到固体物料的分选，并由冶金工业出版社出版了第1版;2009年在第1版的基础上，经修订出版了第2版，引入了当时最新的固体物料分选理论、设备和工艺;第3版于2015年出版，对第2版进行了全面的修订和补充，增加了最新的理论和设备。该教材体现了矿物加工科技的发展，满足了矿物加工及相关技术领域教学、科学研究以及生产实践的需求，目前已被多所高等院校选作矿物加工工程专业本科生的专业课教材和研究生入学考试的参考书。新教材融入了目前世界上高效节能的粉碎方法和理论、性能优越的粉碎设备、多碎少磨新型节能技术等，注重传统粉碎理论与现代粉碎技术相结合，理论知识与实践应用相结合，突出了知识体系的系统性以及作为教材的可读性，集理论性、系统性和实用性于一体，在同类教材中具有突出的优势和鲜明的特色。

课程实践教学的配套教材是我校于福家、印万忠、刘杰等编著的高等学校实验实训规划教材《矿物加工实验方法》，该教材于2010年由冶金工业出版社出版，被多所院校矿物加工专业选定为实验教学的指导用书。除此之外，课程还选用了国际矿物加工领域最权威的学术期刊Minerals Engineering的主编Barry A. Wills博士主编的第八版外文原版教材WillsMineral Processing Techno-

logy—An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery，作为课程的补充。

（二）教学方法改革

以提升教学效果为目的，强化课堂设计，为解决好怎么讲好课的问题，杜绝单纯知识传递、忽视能力素质培养的现象，本课程教师团队注重现代信息技术与教育教学深度融合，探索现代信息技术在破碎与磨矿课程教学应用的多元化。近年来，开展的教学方法改革主要体现在以下几个方面。

打破了传统的教与学形态，采用教师讲授、课堂讨论、网络平台实时互动答疑相结合的模式，同时，引入小班授课，强化师生互动、生生互动，不仅提高了学生对于知识点的理解和掌握，还充分调动了学生的积极性和参与性，让课堂活起来。

采用PPT教学和双语教学，改变了传统板书和单一语言的授课模式，引入多媒体教学技术和国外先进技术，使学生将传统理论与现代先进技术有机结合，同时提高了学生的专业外语阅读能力;运用理论与实践一体化的教学模式，把最新科研成果贯穿融入教学中，实现科研反哺教学;运用网络技术，实现远距离交互式教学，将破碎粉磨设备研发工程师、生产现场等引入课堂教学;将实体教学与虚拟教学相结合，建设了虚拟实验教学平台，丰富了实验教学方法，实现理论与实践的有机融合，扩大了学生的知识面和知识量，同时引入动画演示、视频、直播等，使学生更加清晰地认识技术原理、设备构造、工作原理、现场生产实践等，提高课程学习的趣味性。

改革了传统的考试方式，将过去期末考试一次定成绩的方法改为过程考核、实践考核和期末考试相结合的方式，更加注重学生学习的过程以及综合能力的考核，考核过程也增加了探究式、论文式、报告答辩式等作业方式，提升课程学习的深度和挑战性，有助于学生突破习惯性认知模式，培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力。

（三）教学资料库建设

随着计算机的普及以及网络技术和现代教育技术的快速发展，课程团队收集、制作了题材广泛、内容丰富的多媒体资料库，包括文字资料库、静态图片资料库、动画演示资料库、视频播放资料库、参数选择资料库等。文字资料库以文字叙述的方式重点介绍基本概念、基本理论和基本原理;静态图片资料库重点介绍设备及工艺的基本结构和组成;动画演示资料库以动画的方式重点说明设备的内部结构、工作原理以及在流程中的前后衔接;视频播放资料库采用现场录制的视频，说明设备在现场工艺中的工作、位置以及配置等情况;参数选择资料库主要包含设计常用的曲线、表格等，为设计参数的确定提供方便。上述资料库理论与实际相结合、文字与动画（录像）相结合、静态与动态相结合，极大地激发了学生学习的兴趣，加深了学生对课堂讲授知识点的理解和掌握，同时也便于学生课后自学。

（四）实验实践平台建设

实践教学是工科专业教学过程中的重要环节，是巩固理论教学内容、培养学生实践能力、开拓学生创新思维的重要途径[4]。实验实践平台的建设需要满足教学理念、教学模式以及社会需求的不断变化。

自本专业成立以来，东北大学就非常注重该课程的实验教学平台建设，目前拥有教学实验及实践实验室面积近500m2，除装备有破碎筛分、磨矿分级各种类型及型号的常规实验设备外，为了适应近年来粉碎技术的不断发展，还装备有各种超细粉碎设备，如气流磨、搅拌磨、振动磨、胶体磨等，并建立了灵活多变的各种连续生产线，配备了相应的分析检测设备和仪器，如激光粒度仪、表面积分析仪、图像分析仪、解离度分析仪等，拥有各种分析、计算工作站，购置了澳大利亚JKSimMet破碎磨矿流程模拟计算软件。经过多年的建设与发展，目前已建成配置合理、功能完善的本科生实验教学平台，形成了辽宁省矿物加工技术重点实验室、难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心以及矿物加工工程大学生创新基地等实践教学平台。

在不断完善实验室建设和功能的基础上，课程还十分注重实践平台和实践基地的建设。利用现代教育教学手段和网络技术，建立了“矿石粉碎虚拟仿真实验”系统，通过文字、语音、动画以及三维虚拟仿真技术等手段，详细介绍了粉碎的基本概念、基本理论、典型工艺流程，以及常见破碎筛分、磨矿分级设备的结构和工作原理，真实还原了矿石粉碎工艺流程，并可在虚拟环境下完成礦石粉碎流程的自主设计。线下实践方面，依托朝阳东大矿冶研究院，建成了本科生实训操作实践基地和创新创业基地;依托鞍钢集团、本钢集团、北方重工集团、山东华特磁电科技股份有限公司等单位组建了高水平的“产学研”相结合的实践教学基地。上述措施为提高实践教学的质量提供了强有力的保障。

（五）教学团队建设

教学团队建设是高质量课程建设的基础和前提。本课程在教学团队建设过程中，注重老中青相结合、理论与实际相结合，注重具有工程师资队伍的引进和培养，目前已形成年龄结构合理、知识体系完整、工程背景丰富的教学团队。在理论教学方面，课程目前共有6人，全部为本校教师，其中教授3人（全部为博导，其中1人为辽宁省教学名师），副教授2人，讲师1人;在实验实践方面，有本校2名高级工程师从事校内实验指导工作，有4名（其中副教授3人，讲师1人）校内教师和3名外聘高级工程师从事线下实习指导工作。

四、建设效果

课程建设围绕矿物加工工程学科的培养目标和毕业要求，坚持以学生为主体，坚持改革创新的理念，坚持课程建设现代性、科学性、系统性的宗旨，以综合专业能力培养为指导思想，采用传统教学方法与现代教学技术相结合、理论与实践相结合、量选与精选相结合、内涵与拓展相结合、讲授与自学相结合、文字与图片（动画、视频）相结合、静态与动态相结合、实际与虚拟相结合、线上与线下相结合等手段，使学生全面了解和掌握破碎磨矿过程的基本理论、原理、设备工作原理和工艺性能、生产实践以及国内外技术发展现状及趋势，适应用人单位对矿物加工人才培养的需求。近年来课程的教学活动和考核结果表明，相较于传统授课内容和模式，课程改革取得了令人满意的教学效果，得到了相关教师和学生的一致好评，学生学习成绩和综合能力明显提升。

1.教材建设成效显著。《固体物料分选学》教材自2000年开始由冶金工业出版社出版发行，其第1版、第2版和第3版分别入选普通高等教育“九五”规划教材、高等学校规划教材和普通高等教育“十二五”规划教材。随着内容和体系的不断完善，教材受到了矿物加工领域的广泛认可和好评，被多所高等院校选作矿物加工工程本科生的专业课教材和研究生入学考试参考书，同时也被选作企业技术人员的培训用书和参考用书。《固体物料分选学》已经成为一部具有重大影响力的教材，在现代矿物加工工程专业人才培养中发挥着重要作用。

2.课堂效果明显改善。通过教学方法改革，打破了传统课堂教学的模式，引入现代教育技术和方法，同时引入理论与科研项目相结合的教学案例以及小班授课的教学模式，极大地调动了学生的学习兴趣，课堂氛围明显改善，师生互动、生生互动明显加强，充分调动了学生个性的发挥以及创新能力和综合素质的培养。多年来的课堂教学效果调研显示，学生的满意度持续上升，学习成绩和综合能力明显提升。

3.实践教学成果丰富。通过线下实验平台、线上虚拟平台建设以及实践教学基地建设，形成了产—学—研相结合的教学模式，同时引入课外实践、大学生创新创业训练等内容，使学生的动手能力、实践能力及创新能力明显提高，为其深入开展科学研究或走向工作岗位奠定了坚实的基础。近年来，本专业本科生积极参加大学生创新实验，每年都有10余项课题入选国家级、省部级或校级大学生创新创业训练计划项目，并多次获得优异的成绩，取得相应的奖项。

4.改革成效显著。课程建设过程中多次获得东北大学及辽宁省教学成果奖：2019年，“多平台 多渠道 全过程 全方位——矿物加工工程专业虚拟仿真与实践基地相结合的实践实习教学改革”荣获东北大学优秀本科教育教学案例一等奖;2020年“矿物加工工程专业虚拟仿真与实践基地相结合的教学改革与实践”项目获2020年度东北大学本科教学成果奖一等奖和辽宁省教学成果一等奖。疫情期间，实现了“线上远程毕业实习及设计”，教学效果在学生群体中反响热烈，并获教育部官网、新华网、中新网、中国教育网报道。

五、结语

随着矿物加工工程技术的发展、人才培養及新工科建设的需求，对“破碎与磨矿”课程的建设和改革提出了更高的要求。“破碎与磨矿”课程经过多年的建设和改革，在教材建设、教学方法改革、教学资料库建设、实验实践平台建设和教学团队建设等方面取得了卓有成效的成绩。但不可否认，课程还有许多方面需要向更高的目标不断迈进，需要在教学过程中不断探索、不断总结，以便切实增强教学效果、更好地满足培养新工科人才的需求。

参考文献

[1]张小伟，刘淑鹏，王吉中，等.基于OBE的《碎矿与磨矿》课程内容实践化[J].广东化工，2020，47（7）：223-224.

[2]魏德洲.固体物料分选学（3版）[M].北京：冶金工业出版社，2015.

[3]王青，顾晓薇，邱景平，等.东北大学国家级教学成果奖“《采矿学》教材建设”教学改革成果总结[J].教育教学论坛，2015（7）：81-82.

[4]孙科学，郭宇锋，肖建，等.面向新工科的工程实践教学体系建设与探索[J].实验技术与管理，2018，35（5）：233-235.

On the Reform and Practice of Course Construction of Crushing and Grinding

WANG Ze-hong， LIN Xuan， YU Fu-jia， LU Ji-wei

（School of Resources and Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang， Liaoning 110004， China）

Abstract： As the premise and foundation of solid materials processing， the course of Crushing and Grinding plays an important role in the curriculum system and talent training of mineral processing engineering major. Based on the training objectives and graduation requirements of mineral processing engineering discipline， the main measures and achievements in the course construction and reform of Crushing and Grinding in Northeastern University are introduced in detail in this paper from five aspects： the construction of teaching materials， the reform of teaching methods， the construction of teaching database， the construction of experimental & practice platform， and the construction of teaching team. The course reform lays a foundation for training high-quality compound mineral processing talents with theoretical， practical and innovation ability， and also provides a reference for the construction of other courses of this major.

Key words： Crushing and Grinding; course construction; measures; achievements