冶金工程專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)策略探析

丁萬武　王勝

摘 要 培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力是冶金工程專業(yè)畢業(yè)要求的重要內(nèi)容。本文結(jié)合蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)實(shí)際，從課堂教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，探析了如何在課堂教學(xué)中注重學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng);從課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)探析了如何在工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中注重學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 冶金工程專業(yè) 復(fù)雜工程問題 能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

冶金工程專業(yè)是根據(jù)冶金行業(yè)的技術(shù)需求，通過運(yùn)用所學(xué)的鋼鐵、有色金屬等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)技能來設(shè)計(jì)和分析實(shí)驗(yàn)方案、運(yùn)用掌握自然科學(xué)知識和機(jī)械、電工等技術(shù)設(shè)計(jì)工藝流程，利用計(jì)算機(jī)軟件對冶金過程中的工程問題進(jìn)行模擬和預(yù)測，最終解決復(fù)雜冶金過程中的工程問題。專業(yè)特征與工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中所提到的“復(fù)雜工程問題”所具備的特征相符。

1冶金工程專業(yè)解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)策略

在冶金工程專業(yè)畢業(yè)要求中對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)提出了明確的要求。蘭州理工大學(xué)冶金工程專業(yè)主要通過以下不同的教學(xué)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)畢業(yè)要求中有關(guān)解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。

1.1課堂教學(xué)中注重學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)

1.1.1課堂教學(xué)內(nèi)容方面

統(tǒng)籌考慮學(xué)生4年學(xué)習(xí)過程的連續(xù)性，分層次逐漸遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識、理解和掌握解決冶金工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題所需要的工程知識、專業(yè)知識和基本技能。一年級主要以人文社會科學(xué)類和數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程教學(xué)為主。二年級主要以工程基礎(chǔ)類課程教學(xué)為主。三、四年級主要以專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)類課程為主，重在培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和專業(yè)技能，具有開發(fā)新技術(shù)、新工藝及設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織、管理的能力。

1.1.2具體的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)方面

課堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)以培養(yǎng)學(xué)生“解決復(fù)雜工程問題”的能力出發(fā)，教學(xué)內(nèi)容不僅包括足夠深入的基本原理，而且要強(qiáng)調(diào)使學(xué)生學(xué)會“分析”和“使用”的典型思想和方法。課后習(xí)題、課程考試題給學(xué)生提供一定數(shù)量的探究題，這些探究題，需要從深入的基本原理出發(fā)，且需要經(jīng)過分析才可能解決。例如：《有色金屬冶金學(xué)》課堂教學(xué)中在講授銅電解基本理論知識后，通過“清華在線”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，布置分析討論題，讓學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析影響電流效率和陰極銅質(zhì)量的因素并在線討論，老師在線批閱、答疑，在隨后的課堂教學(xué)中進(jìn)行分析和點(diǎn)評。

1.2工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中注重學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)

1.2.1課程實(shí)驗(yàn)

冶金工程專業(yè)的課程實(shí)驗(yàn)分為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)對應(yīng)于某一門理論課程設(shè)置，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容圍繞課程理論教學(xué)內(nèi)容，主要以理論驗(yàn)證和分析設(shè)計(jì)相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果涉及多方面因素的影響。例如本專業(yè)通過《冶金物理化學(xué)》等5門課程的8個課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)學(xué)生對所修相關(guān)理論課程內(nèi)容的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)和綜合分析的能力。本專業(yè)獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程為重金屬冶金過程實(shí)驗(yàn)，以鋅冶金全流程中各主要工序?yàn)榫唧w實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行，共計(jì)9個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有較高的綜合性，重在培養(yǎng)學(xué)生能夠綜合運(yùn)用專業(yè)知識對冶金過程復(fù)雜工程問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、模擬及優(yōu)化，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，獲得正確結(jié)論的能力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和人際交往能力。

1.2.2課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生復(fù)雜工程問題解決能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。本專業(yè)學(xué)生在四年的學(xué)習(xí)過程中，要進(jìn)行兩門課程設(shè)計(jì)：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)B》和《冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》。例如在《冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》過程中，以“年產(chǎn)10萬噸電鋅的沸騰焙燒爐車間設(shè)計(jì)”為例，學(xué)生通過物料平衡計(jì)算、熱平衡計(jì)算等，設(shè)計(jì)符合要求的沸騰焙燒爐;要求設(shè)計(jì)過程中考慮“三廢”的處理工藝及其對環(huán)境的影響，并分析可能存在的安全問題，提出合理的解決方案。要求在整個設(shè)計(jì)過程中充分考慮涉及的相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范。

1.2.3專業(yè)實(shí)習(xí)

冶金工程專業(yè)的實(shí)習(xí)主要包括認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。我校冶金工程專業(yè)的學(xué)生專業(yè)實(shí)習(xí)分虛擬實(shí)習(xí)和現(xiàn)場實(shí)習(xí)兩個模塊。通過虛擬仿真操作訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代工具對冶金反應(yīng)過程、生產(chǎn)工藝等進(jìn)行模擬與仿真。讓學(xué)生直接接觸專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐活動，有利于熟悉實(shí)際的冶金生產(chǎn)工藝流程及主要的冶金生產(chǎn)設(shè)備，熟悉環(huán)境保護(hù)和社會可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)法律法規(guī)，了解現(xiàn)代企業(yè)的資源利用效率、污染物處置方案和安全防范措施，理解并遵守職業(yè)道德和規(guī)范，增強(qiáng)學(xué)生與冶金界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流的能力。

1.2.4畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目分工程應(yīng)用類題目和科學(xué)研究類題目。工程應(yīng)用類題目源于企業(yè)工程實(shí)踐中的問題，基本都具備復(fù)雜工程問題特征;科學(xué)研究類題目雖然大都源于科研項(xiàng)目，但是基本都有著明確的工程應(yīng)用背景，大部分也屬于復(fù)雜工程問題。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程中，接受工程綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)分析問題和解決復(fù)雜工程問題的能力及創(chuàng)新能力。本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）包括選題、開題報(bào)告、中期檢查、畢業(yè)答辯和平時指導(dǎo)等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)體現(xiàn)出對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的考核。

2結(jié)語

國際工程教育認(rèn)證對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)提出了明確要求，而冶金工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)需要從課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等各環(huán)節(jié)為依托，進(jìn)一步挖掘培養(yǎng)學(xué)生解決解決復(fù)雜工程問題能力的切入點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)相關(guān)能力的培養(yǎng)，任重而道遠(yuǎn)。

作者簡介：丁萬武（1979-），男，漢族，甘肅武威人，博士研究生，蘭州理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，副研究員，主要從事有色金屬冶金教學(xué)及科研工作。

參考文獻(xiàn)

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