有色冶金概論課程教學改革探索

李 雨，王海川，吳朝陽

(安徽工業(yè)大學 冶金工程學院，安徽 馬鞍山 243002)

有色冶金概論課程一直是冶金工程專業(yè)和其他相關專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程之一，特別是把原來的冶金物理化學、鋼鐵冶金和有色金屬冶金三個專業(yè)合并成“冶金工程”一個專業(yè)以后，將《有色冶金概論》作為冶金工程專業(yè)學生學習有色金屬冶金課程的教材和教學參考書，在培養(yǎng)專業(yè)知識面寬、綜合素質好、具有創(chuàng)新能力的通用型人才方面，起到了積極的作用。筆者根據(jù)有色冶金概論課程的性質特點，在分析課程教學存在的主要問題基礎上，探索采取適當增加課時、合理安排授課時間，精選教學內容，改革教學方法、增加案例教學等措施進行了教學改革。

一、有色冶金概論課程教學存在的問題

(一)學生專業(yè)背景不同，課程教學效果不佳

有色冶金概論既是我校冶金工程專業(yè)(鋼鐵冶金方向)學生的專業(yè)必修課，又是資源循環(huán)科學與工程等非冶金工程專業(yè)學生的選修課。冶金工程專業(yè)學生在學習這門課程之前，已修完冶金物理化學、冶金傳輸原理、煉鐵原料制備、煉鐵學原理、煉鋼學原理等課程，對火法冶煉過程尤其是熔煉、吹煉的基本原理、工藝過程、設備結構、操作特性等有一定程度的了解，授課時陌生感相對較少，注意力較集中，課堂互動較活躍；非冶金工程專業(yè)學生在學習這門課程之前，沒有接觸過冶金物理化學以及冶金工藝類專業(yè)課程，各種專業(yè)名詞和知識的涌現(xiàn)，學生倍感吃力和抽象，加上部分學生缺乏預習的習慣，導致跟不上教學節(jié)奏，課堂互動較少、氣氛不活躍，教學效果相對較差一些。

(二)課程內容復雜，學時安排不合理

有色金屬有60多種，可分為重金屬、輕金屬、貴金屬、稀有金屬、半金屬等，這些金屬的密度、熔點、化學活性、礦物賦存類型等差異很大，導致它們的提取工藝多樣、冶煉流程各不相同，涉及的火法冶煉過程包括熔煉、吹煉、焙燒、精餾、煅燒、氯化等，濕法冶煉過程包括(常壓、加壓、生物)浸出、萃取、溶出、分解、沉淀、蒸餾等，電冶金過程包括電爐熔煉、電解精煉、電解沉積、硫化礦電解等。此外處理對象還涉及原生獨立礦、共伴生礦、低品位礦、冶煉粉塵、廢渣、廢雜再生金屬等等。原料品位賦存狀態(tài)等不同，決定所采用的工藝流程和冶煉設備的不同，通常還需要不同冶煉方法、多個冶煉流程和過程單元之間的相互配合。課堂上教師在串聯(lián)講解上述內容時，學生往往跟不上節(jié)奏，因此課前預習、課堂上聽講、課后復習三者缺一不可。由此也能看出，這門課程對拓寬學生知識面、提高綜合素質是非常重要的。

目前專業(yè)課的教學過程中存在的普遍問題就是課堂的出勤率低和聽課效率不高。這幾年來，學校相關部門針對學生出勤率，做了針對性的工作，包括建立嚴格的考勤制度等，有效提高了出勤率，然而聽課率不高的問題依然嚴重，部分學生經(jīng)常是“人到心不到”，原因可能在于：(1)課程內容較難，學生難以理解消化，導致學習吃力、興趣不濃；(2)由于課時緊張，需要講授的內容繁多，造成課堂上學生和教師之間的交流較少；(3)課堂以多媒體教學為主，學生認為即使不來上課、不好好聽講，只要課后把教師的課件資料復制回去自己看看就行；(4)部分學生認為自己以后從事的是鋼鐵冶金方面的工作，所以對有色冶金這一塊的知識并不感興趣。

此外，本課程還存在學時安排不合理的問題。課程僅2學分、32學時，本課程全面復雜的內容要在32學時內面面俱到講解非常困難。教師可以快速講解，但學生的理解領會跟不上，加上學生課前不預習、課后不復習，更加難以獲得預期的教學效果。

(三)學生難以將知識用于分析和解決實際問題

課程性質和學時決定了本課程的教學無法像煉鐵學原理、煉鋼學原理、有色冶金原理那樣，把每種金屬的所有冶煉過程原理、工藝、設備講解得非常詳細。即便認真聽課且做筆記的學生也大多采取死記硬背的方法學習，很難做到融會貫通。通過對本課程的學習，學生對幾種具有代表性的金屬的提取冶金過程，提取冶金原理有一定的掌握，但是和實際的生產(chǎn)過程還是有不少的差距，而且教材上的內容較為陳舊，和冶金企業(yè)最新的工藝有差別。當學生面臨一個課題或實際問題時，往往束手無策、將所學知識拋之腦后。即使教師上課時講得再多，以學生已有的知識結構，也很難運用所學知識分析和解決實際問題。

二、有色冶金概論課程教學的改革探索

(一)針對不同專業(yè)學生制定相應的教學方案

學生專業(yè)不同，存在專業(yè)基礎知識、培養(yǎng)目標、就業(yè)方向不相同，講授有色冶金概論課程時應根據(jù)這些特點制定相應的教學方案。針對冶金工程專業(yè)(鋼鐵冶金方向)學生，主要學習煉鐵、煉鋼、爐外精煉等專業(yè)知識，大部分學生未來主要在鋼鐵企業(yè)或關聯(lián)企業(yè)就業(yè)，承擔相應的生產(chǎn)、管理及經(jīng)營、工程設計和科學研究等工作，因此教學內容除根據(jù)有色金屬分類的代表性金屬冶煉方法，還可適當側重于目前鋼鐵冶煉廠的有色金屬二次資源回收所需知識講解，例如針對燒結機頭灰中富含鉛、鉀等的回收處理，含鋅粉塵的回收處理，高爐高鈦渣的回收處理等，教學方法上可結合后面提到的案例教學，針對上述二次資源的回收處理進行討論分析。針對資源循環(huán)科學與工程學生，他們主要學習金屬材料學、無機非金屬材料學、再生金屬冶金學、資源加工學、冶金資源綜合利用等專業(yè)知識，大部分畢業(yè)生從事與資源、冶金、材料、環(huán)保相關的技術和管理工作，因此教學內容可適當側重于有色金屬冶煉或壓延企業(yè)、礦業(yè)企業(yè)廢渣、尾礦、邊角廢料、粉塵、廢雜物料的回收處理，含有色金屬廢水廢氣的處理，尤其是多金屬的富集、分離、提純，教學方法上可根據(jù)上述課程內容設置案例與專題，進行討論分析。教學方法的多樣性，有利于實施因材施教，有助于激發(fā)學生學習興趣，提高學生對本課程的理解能力以及理論聯(lián)系實際的運用能力。

(二)精選教學內容

根據(jù)我國有色金屬行業(yè)十種有色金屬(銅、鋁、鉛、鋅、鎳、錫、銻、鎂、海綿鈦、汞)實際，結合安徽地區(qū)的礦產(chǎn)資源和產(chǎn)業(yè)鏈情況，我們特別選取銅、鋁、鋅、鈦、鎂的冶煉作為主要的講授內容。例如重金屬提取冶金工藝多樣，火法冶金、濕法冶金以及電化學冶金等等方法都應用在重金屬的提取冶金中，而且同一種重金屬有不同的提取冶金方法?？傮w而言，火法為主、濕法為次。所以特別以重金屬中的銅、鋅為例。輕金屬元素與氧、鹵族元素、硫、碳的化合物都非常穩(wěn)定，在電化次序表上，都是負電性很強的元素，所以不能用碳直接還原其氧化物來制取金屬，故此一般采用熔鹽電解法或者金屬熱還原法，而鋁鎂正具有代表性。稀有金屬，僅有五種稀有金屬(鎵、銦、鉈、鍺、錸)可以從它們鹽的水溶液中直接析出，其余的都是用金屬熱還原法(火法冶金)生產(chǎn)的。 而且大多數(shù)難熔金屬，選取稀有金屬中的鐵作為代表，一般都是先制成粉末或多孔海綿體，然后，采用電弧爐或電子束爐熔煉或者用粉末冶金法將它們轉化為致密的金屬。

(三)改革教學方法，增加案例教學

利用板書和多媒體等手段相結合，充分利用網(wǎng)絡資源，利用多種網(wǎng)絡教學模式，和學生充分溝通交流，學生與教師之間，學生與學生之間都可以平等交流，達到暢所欲言。

案例研討式教學是以解決問題為中心的教學方法[1-2]，要求教師提出問題以“導”為主，引導學生查閱資料表達看法，通過討論講解，進而解決問題。同時教師也要參與研討，特別是要在了解學生現(xiàn)有的知識水平和能力基礎上，使得研討式教學既有深度又有廣度。在有色金屬冶金概論的講授中，選取兩到三個與課程相關的主題，例如：拜爾法生產(chǎn)氧化鋁，銅精礦的閃速熔煉等，讓學生們提前查閱資料，分組準備好ppt，鼓勵學生暢所欲言，相互討論交流，最后教師總結點評。研討式教學更要求教師本人了解最新的冶金企業(yè)現(xiàn)狀，需要教師把最新的設備和流程引入到課程的講授中，以啟迪學生的思考。

(四)適當增加課時，合理安排課程教學

目前有色冶金概論安排有32課時，明顯不足，適當將課時增加至40～48課時方能將概論課程合理展開。教師需要有效安排有色冶金概論課程的授課時間，可以將課程每周安排兩次，每次兩個課時，督促學生進行課前預習和課后復習。另外根據(jù)學生的實際，適當增加復習課時間，補充課堂教學內容，提高學習效果。制定新的考核機制，考試成績和平時成績各占一半。平時成績可分為以下幾個部分：出勤率占平時成績的32%，目前是16次課，每次課兩個課時，所以一次點名不到扣2分；課堂提問占28%；課堂討論研討占40%，制定3個左右的案例，分組討論，根據(jù)討論綜合表現(xiàn)考查學生知識掌握情況。

三、結語

在有色冶金概論課程的教學過程中，通過適當增加課時、合理安排授課時間，精選教學內容，改革教學方法、增加案例教學等，調動學生學習積極性，提高該課程的教學效果。