“冶金原理”課程改革

張淑會，劉然，石焱，李俊國，李運剛

（華北理工大學 冶金與能源學院，河北 唐山 063009）

冶金工程本科專業(yè)是將鋼鐵冶金、有色金屬冶金、冶金物理化學合并后的一個寬口徑專業(yè)。各學校根據自己所處的地區(qū)特色，冶金工程專業(yè)課程體系的設置有所不同。其中，冶金原理是冶金工程專業(yè)學生的核心專業(yè)基礎課程，是學生基礎課與專業(yè)課銜接的橋梁和紐帶，對于學生基礎知識和專業(yè)知識的學習起著承上啟下的作用。由于冶金工程專業(yè)具有較強的綜合性和較大的覆蓋范圍，因此，“冶金原理”課程的覆蓋面要寬，尤其是在新形式下，更要合理的完善冶金原理課程的教學內容，進行“冶金原理”課程改革，為培養(yǎng)寬口徑復合型冶金工程人才奠定基礎。

一、冶金工程行業(yè)發(fā)展現狀

傳統(tǒng)觀點認為，冶金工業(yè)包括黑色冶金和有色冶金工業(yè)。隨著科學技術的發(fā)展，冶金工業(yè)的發(fā)展領域正在擴大。例如，金屬制品品種多樣化，功能和能源材料成為人們的研究熱點。這些產品往往可以通過在冶金過程中控制適當的條件獲得，因此現代冶金企業(yè)正在向著多元化發(fā)展［1］．上述現狀要求從事冶金工程行業(yè)的人才不僅要精通黑色金屬冶煉，還要清楚有色金屬冶煉，材料設計原理和技術等。

高校冶金工程專業(yè)學生生源結構和就業(yè)去向均呈現多元化。以我校為例，之前我校冶金工程專業(yè)90%以上的學生來源于河北省，學生就業(yè)的方向也是以河北地區(qū)的鋼鐵企業(yè)為主。而現在我校冶金工程專業(yè)學生生源地涵蓋20多個省市，除了河北省，還包括黑龍江、海南、江西、內蒙、云南等地。不同的省市及地區(qū)，冶金行業(yè)特點差別很大。河北省的冶金企業(yè)主要以鋼鐵冶金為主，而江西地區(qū)的銅、鎢等有色金屬，內蒙古地區(qū)的稀土金屬等行業(yè)比較發(fā)達。另一方面，目前我國鋼鐵和有色行業(yè)已經不再尋求產量的大幅增長，而是通過采用新工藝和新技術等手段來調整結構、增加品種、提高質量、降低成本，以提高產品競爭力［2］。在這種新形式下，各冶金企業(yè)趨向于不在大規(guī)模的招聘冶金工程專業(yè)的本科畢業(yè)生，冶金工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)形式一片大好的場景已成為歷史。因此，需要拓寬冶金工程專業(yè)本科生的知識結構，以適應當前的就業(yè)形式。

二、教材建設

冶金企業(yè)作為國民經濟的基礎工業(yè)，必須依賴于科技進步，這就需要大量的具有創(chuàng)造才能的專門人才。目前，冶金工程專業(yè)必須改革原有的教學體系，不僅要求設置鋼鐵冶金專業(yè)的基礎課和專業(yè)課，還需要設置有色冶金方向的基礎課和專業(yè)課。從冶金方法特點上分，不僅能讓學生了解火法冶金知識，還需要讓學生了解濕法冶金的基本知識。只有這樣，才能擴大學生的知識面，提高學生自主學習和繼續(xù)學習的能力，才能實現寬口徑培養(yǎng)和擴大就業(yè)的最終目標。就我校而言，冶金工程專業(yè)合并之后，一直沿用黃希祜教授主編的“鋼鐵冶金原理”教材，主要內容包括冶金熱力學、冶金動力學和冶金熔體熔渣基本理論，以及氧化和還原熔煉的基本理論。在新形勢下，應該把鋼鐵冶金、有色冶金、冶金過程物理化學三方面的教材綜合到一起，形成系統(tǒng)的冶金原理教材。另一方面，在寬口徑培養(yǎng)的教學目標下，冶金原理的教學課時量不斷的被壓縮。目前，我校二本冶金原理的學時為72學時，三本冶金原理的學時為56學時。在這種情況下，冶金原理教學不可能做到面面俱到，因此需要綜合國內已有的各種版本的冶金原理教材，進行重新組織和取舍，凝練教材內容。例如，打破鋼鐵冶金、有色冶金在工藝技術、工藝過程上的界線，組織教材內容。在介紹共同理論的基礎上，適當介紹其在各冶金過程的應用等。教材內容應該做到能夠使學生舉一反三，又不會重復脫節(jié)等。

冶金原理教材應該能夠體現先進性?，F有的冶金原理教材，對于冶金動力學基礎原理部分，多停留在動力學方程式的建立，而對其應用介紹的不多。該部分內容是教學的難點，教與學都比較枯燥，一般安排的學時比較少。但實際生產和科學研究中設計的動力學反應機理研究內容很多，因此，應該適當增加有關冶金過程動力學基礎的內容，而且在編寫教材時應盡量簡練。

三、教學方法和手段的改革

（一）精講多練，加強溝通

冶金原理課程理論性比較強，而且冶金熱力學和動力學基礎理論部分和高等數學聯系緊密，一味地講授課效果并不好。結合課程內容之間的內在聯系、突出重點章節(jié)，精講多練。加強練習對于學習冶金原理課程尤為重要。從教學的角度，要給學生提供更多的練習形式或方式。例如，充分發(fā)揮課后作業(yè)的作用。理論課堂教學結束后，給學生留適量的作業(yè)或思考題。尤其是沒有固定答案的思考題，讓學生通過查閱資料總結答案，以鞏固在課堂上所學的內容。在教學手段方面，可以提高習題成績和課堂表現成績，以此來激勵學生自主學習的積極性［3］。完善冶金原理試題庫。在原有試題庫的基礎上，增加部分應用性題目，以提高學生運用冶金原理基本知識分析問題、解決問題的能力。另一方面，我校冶金原理課為河北省精品課，應充分發(fā)揮精品課網站的作用，建立互動式題庫，以判斷題和選擇題為主。學生對網頁上的題目進行判斷或選擇，然后提交。后臺統(tǒng)計后給出學生的分數［4］。這主要可以考察學生對基本概念、基本知識的掌握情況，而且學生自己也可以進行自查，為知識體系的掌握提供指導。學生還可以根據錯題進行問題發(fā)帖，回貼有教師完成，這即解決了學生的問題，提高了教學教過，還有利于師生之間的溝通和交流。

（二）加強實踐教學，理論聯系實際

冶金原理實踐性教學環(huán)節(jié)包括實驗教學和認識實習。其中實驗教學是冶金原理課程實踐性教學環(huán)節(jié)的主體，其目標是培養(yǎng)學生的動手能力、實踐能力、分析問題和解決問題的能力。同時，通過實驗，使學生鞏固所學基本理論并將課程基本原理與工程實踐融會貫通。認識實習可使學生了解冶金生產的特點、工藝流程及主要設備，為后續(xù)課程的學習奠定基礎。我校冶金原理課程實踐性教學主要體現以下改革思想。

第一，實驗內容結合課程教學的重點和難點，有專門的高級實驗師負責安排教學任務。在實際實驗教學的安排上，把印證性實驗改為設計性試驗，以提高學生認知過程中的主觀能動性，使學生完成理論－實踐－理論循環(huán)的實踐過程［5］。實驗教學和課堂教學相符相承。為使學生鞏固和掌握課堂教學內容，以及得到基本的冶金實驗技能，設置了綜合性實驗；而為了提高學生的科研能力，結合目前教師的科研項目還設置了部分專業(yè)研究性實驗和創(chuàng)新型實驗研究內容。通過基本試驗到綜合實驗的訓練，使學生形成在實驗中尋找理解基本理論、解決實際問題的思路，并且逐漸減少學生對實驗指導教師的依賴性［6］。

第二，加強認識實習的作用。在目前的形式下，加強實踐教學，理論聯系實際的難點在于認識實習。尤其是我校，冶金工程專業(yè)的學生較多，二本每屆學生約有150人，三本每屆約有400人，這給組織認識實習帶來巨大的壓力。目前，我校學生實習主要集中在唐山地區(qū)的唐鋼和國豐兩個大型的冶金企業(yè)，但由于學生人次較多，往往降低了實習效果。因此，探尋更好的認識實習模式一直是冶金工程專業(yè)教師思考的主要問題。要達到認識實習的目標，必須分散學生規(guī)模，尋找更多的合作企業(yè)。

第三，為了彌補認識實習的不足，我校集所有冶金工程專業(yè)教師之力，開發(fā)制作了冶金工藝流程仿真系統(tǒng)，以增強學生的感性認識。該套系統(tǒng)結合三維動畫、現場生產錄像為一體，可以充分詳細地向學生展示冶金生產過程的主要環(huán)節(jié)，包括燒結、高爐、轉爐和連鑄等主要生產工序的工藝設備描述、主要設備運行過程和生產流程的描述等。該教學系統(tǒng)的開發(fā)目前已基本完成，這是我校冶金工程專業(yè)的一項重大教學改革。它的應用不僅有利于冶金原理課程的教學，還有利于后續(xù)專業(yè)課程的教學。

（三）加強教師隊伍建設，豐富教師的實踐經驗

教師隊伍是教學的核心。在新形勢下，形成一支結構合理、學術水平高、具有高度凝聚力、以中青年骨干為主的教學梯隊，是提高冶金原理課程教學質量的人才保障。我校冶金原理課程教師隊伍學歷層次高，并且教師隊伍的學緣結構合理，能夠高質量的承擔冶金原理課程的教學任務。但是多數青年骨干教師均是經過碩士和博士教育的延續(xù)培養(yǎng)，理論知識豐富，現場經驗相對缺乏。而冶金工程專業(yè)的大多數畢業(yè)生就業(yè)于冶金企業(yè)，學生能力的培養(yǎng)重在知識的應用創(chuàng)新能力和應用實踐能力，強調課程的教學內容與實際生產“零”距離。教師必修熟悉冶金企業(yè)的現狀和生產現場，了解現代冶金的熱點和冶金發(fā)展前沿，并適時與企業(yè)的技術骨干及領導交流，聽取他們對冶金工程應用型人才在專業(yè)基礎方面的知識儲備、能力培養(yǎng)及專業(yè)基礎素質養(yǎng)成等方面的簡介，并結合冶金原理課程的性質和任務構建教學內容［7］。那么，上述形式就要求從事冶金原理的青年教師也要實現和生產實際的“零”距離。青年教師不僅要主動承擔認識實習和生產實習，還要利用科研合作等多種形式尋找去企業(yè)現場的機會。在這方面，我校也在逐漸制定相關的發(fā)展政策并創(chuàng)造條件。例如，今年冶金工程專業(yè)將有2名青年教師全職下廠實習，實習時間為半年，這對于從事冶金原理甚至其他專業(yè)課的教學尤為重要。通過在廠礦企業(yè)的鍛煉，青年教師熟悉了生產工藝、設備，科研業(yè)務能力、教學內容和教學方法等方面都會有較大的提高。

四、加強精品課建設，促進教學質量的提高

我校冶金原理課程被評為2011年河北省精品課程，經過幾年的建設，冶金原理課程從教學內容、教材建設、教學方法和手段等方面均有很大的提高。我們要以精品課建設為契機，進一步做好各項建設和改革工作。例如，進一步活躍課堂教學，大膽的采用互動式、研究型、創(chuàng)新型的教學方法，提高學生學習的主動性、增強學生對知識的理解、吸收與創(chuàng)新。以多媒體課件和網絡資源為手段，充分將現代科學技術融入到課堂教學和課后研討當中。多媒體課件不能一成不變，要結合企業(yè)現狀和科研活動進行完善和更新，增加多媒體視頻課件的錄制以及現場重點生產環(huán)節(jié)的展示等［8］。同時，構建網絡教學課件，學生根據自己的需要，上網自主學習，它可以為廣大學生提高一種全新的、靈活機動的學習方式，從而建立和形成發(fā)揮學生主體性的多樣化學習方式。

在精品課建設中，還應該體現產學研的教學特色。產學研結合是提高人才培養(yǎng)質量的有效途徑。鼓勵教師參加科學研究工作，并且鼓勵教師通過課堂教學或網絡平臺進行專題講座，將產學研結合過程中積累的新知識、新技術融入到教學過程中去，同時將在科研和實踐中掌握的高新技術知識、本學科的發(fā)展前沿動態(tài)等貫穿在教學中，這對促進精品課建設，促進教學方法和教學手段改革具有重要的意義。

五、結語

冶金原理課程在冶金工程專業(yè)課程體系里起著重要的作用。國家冶金行業(yè)形式不斷變化，對冶金工程專業(yè)人才的要求亦在不斷變化。為培養(yǎng)專業(yè)基礎知識深厚、適應性強的高層次人才，必須對我校現有的冶金原理課程進行改革。通過冶金原理課程改革，使學生掌握鋼鐵冶金和有色冶金原理的基本理論和方法，為學生自主學習能力和可持續(xù)學習能力的提高奠定基礎，真正實現基礎厚、口徑寬的專業(yè)人才培養(yǎng)和提高就業(yè)率的目標。

［1］盧宇飛．“冶金原理”課程改革熱點問題［J］．中國冶金教育，2008，（1）：26－28．

［2］呂俊杰．重視全國冶金工程專業(yè)人才的培養(yǎng)［J］．中國冶金教育，2010，（3）：11－14．

［3］朱政強，陳燕君．“冶金原理”精品課建設［J］．中國冶金教育，2009，（6）：31－32．

［4］李明，劉慧敏，李艷芬．互動式題庫在冶金傳輸原理教學中的應用［J］．中國冶金教育，2012，（6）：46－47，51．

［5］宋寧，楊紅衛(wèi)，張澤標，等．冶金原理實驗教學改革實踐［J］．昆明理工大學學報（社會科學版）．2010，10（4）：83－88．

［6］保德，徐靜．創(chuàng)新性思維與高等學校教學改革［J］．內蒙古農業(yè)大學學報，2005，（2）：33－35．

［7］韓明榮．冶金原理課程教學中注重對學生能力培養(yǎng)的探討［J］．中國冶金教育，2009，（4）：28－29，32．

［8］華建社，趙西成，王明軍．冶金傳輸原理課程多媒體教學的實踐與思考［J］．西安建筑科技大學學報（社會科學版），2006，25（3）：70－72．