冶金工程教學改革論文

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摘要：通過項目化模塊式教學、對分課堂、小組討論式學習，案例式教學，采用多種方式提問，雙師型教師授課等手段改進課堂教學氣氛，變學生被動學習為主動學習，改善了冶金工程設計課程教學效果，為培訓具有創新性、集成性、綜合性冶金工程設計復合人才做出了貢獻。

關鍵詞：冶金；工程設計；課程教學；對分課堂；教學改革

冶金工程設計是培養學生冶金工程設計能力的重要課程，在教學中培養學生綜合、實踐、工程、創新能力與思維方式，培養學生工程設計能力，并不斷掌握新技術、新方法、新工藝是值得不斷探索的課題。基于以上的認識，對冶金工程設計課程教學進行了改革，目的在于發掘、培養和提高冶金專業畢業生的工程設計創新精神和實踐能力。

一、教學改革思路和目標

工程設計是在現實約束條件下為具體問題提供切實可行、可操作的解決方案，是工程師重要職業技能之一，也是現代工程教育的基本內容之一[2]。麻省理工學院（MIT）對工程活動提出了“構思、設計、實現、運行”四階段模型[2-3]。設計不僅是工程活動初始階段的一個環節，而且貫穿整個過程。美、英、德等國研究發現，投資回報率取決于產品質量和市場占有率；在產品整個生命周期中，設計非常關鍵，決定了成本、投入市場的速度和最終質量[2-3]。由于認識到工程設計對于提高工業競爭力及綜合國力的重要性，工程設計能力培養日益得到重視。美國工程與技術認證委員會對21世紀新的工程人才提出11條評估標準中包括多項與工程設計能力直接相關的要求[2]。中國冶金設計的現狀是許多大型工程裝備由外國公司進行主體設計，國內只進行相應配套輔助設計，工程設計弱勢凸顯，工程設計能力的提高已經迫在眉睫。設計的工藝水平、雅致外觀、象征意義和人性化內涵等“軟”質量，可以使工程項目得到更大增值。工程設計能力是創新型工程技術人員應該具備的能力，擁有高水平的設計和開發人員，特別是培訓和重用創新性設計人員，是產業與工程創新取得成功的根本[4]。本課程的目的使學生理解冶金設計過程、要求，需要完成的工作和具體的設計計算方法，掌握必須提交的各項工程文件，以達到綜合運用、鞏固、充實相關知識解決實際工程問題的目的。

二、教學改革實踐

（一）教學內容。冶金工程設計作為工程設計類課程涉及多學科、多領域、多方面知識內容，在實際應用中要考慮工藝、設備、生產操作、檢修維護、技術經濟、設計規范、安全環保衛生消防等，不僅要講授冶金設計基本理論，也要介紹冶金設計規范及標準，并將技術經濟、安全環保意識貫穿始終。建立基于項目化的冶金設計教學模式，以一套完整的冶金產品生產車間（或廠）設計為主線，涉及各個工序處理及物流運輸、傳遞過程和設備設計，在教學中將整個工藝過程分為幾個模塊進行。將全部內容分為7個模塊進行模塊化講授。第1模塊為基礎通用知識模塊，包括緒論、工藝流程的選擇與設計、廠址選擇和總平面布置、車間配置和管道設計，也就是各種冶金工程設計都必須涉及的基礎與公共部分的知識。其余6個模塊為各種具體的冶金工程設計模塊。各模塊包含各自工藝所特殊要求的獨特知識內容與要求，具體有煉鐵廠工藝設計模塊、電爐煉鋼工藝設計模塊、轉爐煉鋼工藝設計模塊、鋁電解車間工藝設計模塊、銅電極精煉車間工藝設計模塊、鋅精礦沸騰焙燒工藝設計模塊。各工藝設計模塊均包括各自獨特的工藝概述、技術條件及技術經濟指標的選擇、冶金計算、主體設備設計、輔助設備選擇、車間配置等內容。學生既學習了傳統的工程設計通用知識，又學習了鋼鐵冶金、有色冶金設計相關知識；既學了火法冶金設計，又學習了濕法冶金設計、電冶金設計的內容，保證了厚基礎、寬口徑、充分了解前沿發展動態的教學要求。教學內容針對應用性強，提高了學生學習興趣，提高了教學效果。工程設計師資質量是保證工程設計教學質量的關鍵。為強化學生工程意識與教師的工程背景，從工廠、設計院一線選用具有較深工程設計、施工、管理背景的擁有高職稱的雙師型教師承擔本課程的授課，要求盡可能采用案例式教學方法，以提高學生學習興趣。（二）優選教材。原來使用的教材《冶金工程設計》和《有色冶金工廠設計基礎》，分別在2003年與1991年出版，出版時間相對較早，不能很好反映本領域的技術更新發展情況。為此，選用了2013年出版的《冶金工廠設計基礎》作為教材，涵蓋了鋼鐵冶金、有色冶金內容，包括各自特色領域的前沿部分。（三）考核方式。以往本課程的考核有兩種方式。一種是期末開卷考試，只能考核單一的知識點，不能考核學生綜合設計水平的高低。另一種方式是學生期末提交一遍關于冶金工廠建設或改、擴建的可行性研究報告，雖然能反映學生工程綜合設計能力水平高低，但無法檢測出其基礎知識掌握程度。為了提高學生冶金工程綜合設計能力與提高授課效果，綜合發揮考試與撰寫可行性研究報告的好處，改進了課程考核方式，確定課程綜合成績為期末考試與撰寫可行性研究報告各占50%。（四）授課方式。一是采用小組討論方式授課。將全班分成若干小組，在小組內每人輪流擔任組長。在上課前2天布置任務，要求學生預習準備相關資料。上課時各小組自由討論，由組長進行總結，得出結論。教師只針對小組長總結中存在的不足與錯誤進行糾正、引升、提煉、擴展。規定不進行認真準備的視為曠課，如在講解轉爐車間豎向布置時，就布置了“哪些設備需布置在吊車下方”，“哪些設備不必布置在吊車下方”，“吊車吊鉤高度的確定要考慮哪些因素”。由于學生都主動參與討論，學習效率大大提高。二是教師舉例為工程實踐例子。學生對生產、設計、施工過程中出現的實際例子很感興趣。教師大量舉生產中的實例，調動學生學習熱情。課堂教學中大量使用設問式、自問自答等方式提問，調動學生主動探究答案的積極性。三是部分采用對分課堂教學。部分章節采用對分課堂模式教學[5]，強化學生的參與程度，提高學生的自主學習能力，從而提高學習效果，增強學生的工程化能力。

參考文獻：

[1]李湘健，喬旭.加強工科高校工程設計能力培養的實踐與探索[J].蘇教育學院學報：自然科學版，2009，26（1）：1-3.

[2]雷慶，王敏.從課程視角看工程設計能力培養[J]等工程教育研究，2011（5）：152-156.

[3]EDWARDSFC.重新認識工程教育-國際CDIO培養模式與方法[M].北京：高等教育出版社.2009：2-10.

[4]中國工程院“創新人才”項目組.走向創新—創新型工程科技人才培養研究[J]等工程教育研究，2010（1）：1-19.

[5]張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J]旦教育論壇，2014（5）：5-10.

作者:丁滿堂 單位:攀枝花學院