“冶金原理”课程改革

张淑会，刘然，石焱，李俊国，李运刚

（华北理工大学 冶金与能源学院，河北 唐山 063009）

冶金工程本科专业是将钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学合并后的一个宽口径专业。各学校根据自己所处的地区特色，冶金工程专业课程体系的设置有所不同。其中，冶金原理是冶金工程专业学生的核心专业基础课程，是学生基础课与专业课衔接的桥梁和纽带，对于学生基础知识和专业知识的学习起着承上启下的作用。由于冶金工程专业具有较强的综合性和较大的覆盖范围，因此，“冶金原理”课程的覆盖面要宽，尤其是在新形式下，更要合理的完善冶金原理课程的教学内容，进行“冶金原理”课程改革，为培养宽口径复合型冶金工程人才奠定基础。

一、冶金工程行业发展现状

传统观点认为，冶金工业包括黑色冶金和有色冶金工业。随着科学技术的发展，冶金工业的发展领域正在扩大。例如，金属制品品种多样化，功能和能源材料成为人们的研究热点。这些产品往往可以通过在冶金过程中控制适当的条件获得，因此现代冶金企业正在向着多元化发展［1］．上述现状要求从事冶金工程行业的人才不仅要精通黑色金属冶炼，还要清楚有色金属冶炼，材料设计原理和技术等。

高校冶金工程专业学生生源结构和就业去向均呈现多元化。以我校为例，之前我校冶金工程专业90%以上的学生来源于河北省，学生就业的方向也是以河北地区的钢铁企业为主。而现在我校冶金工程专业学生生源地涵盖20多个省市，除了河北省，还包括黑龙江、海南、江西、内蒙、云南等地。不同的省市及地区，冶金行业特点差别很大。河北省的冶金企业主要以钢铁冶金为主，而江西地区的铜、钨等有色金属，内蒙古地区的稀土金属等行业比较发达。另一方面，目前我国钢铁和有色行业已经不再寻求产量的大幅增长，而是通过采用新工艺和新技术等手段来调整结构、增加品种、提高质量、降低成本，以提高产品竞争力［2］。在这种新形式下，各冶金企业趋向于不在大规模的招聘冶金工程专业的本科毕业生，冶金工程专业毕业生就业形式一片大好的场景已成为历史。因此，需要拓宽冶金工程专业本科生的知识结构，以适应当前的就业形式。

二、教材建设

冶金企业作为国民经济的基础工业，必须依赖于科技进步，这就需要大量的具有创造才能的专门人才。目前，冶金工程专业必须改革原有的教学体系，不仅要求设置钢铁冶金专业的基础课和专业课，还需要设置有色冶金方向的基础课和专业课。从冶金方法特点上分，不仅能让学生了解火法冶金知识，还需要让学生了解湿法冶金的基本知识。只有这样，才能扩大学生的知识面，提高学生自主学习和继续学习的能力，才能实现宽口径培养和扩大就业的最终目标。就我校而言，冶金工程专业合并之后，一直沿用黄希祜教授主编的“钢铁冶金原理”教材，主要内容包括冶金热力学、冶金动力学和冶金熔体熔渣基本理论，以及氧化和还原熔炼的基本理论。在新形势下，应该把钢铁冶金、有色冶金、冶金过程物理化学三方面的教材综合到一起，形成系统的冶金原理教材。另一方面，在宽口径培养的教学目标下，冶金原理的教学课时量不断的被压缩。目前，我校二本冶金原理的学时为72学时，三本冶金原理的学时为56学时。在这种情况下，冶金原理教学不可能做到面面俱到，因此需要综合国内已有的各种版本的冶金原理教材，进行重新组织和取舍，凝练教材内容。例如，打破钢铁冶金、有色冶金在工艺技术、工艺过程上的界线，组织教材内容。在介绍共同理论的基础上，适当介绍其在各冶金过程的应用等。教材内容应该做到能够使学生举一反三，又不会重复脱节等。

冶金原理教材应该能够体现先进性。现有的冶金原理教材，对于冶金动力学基础原理部分，多停留在动力学方程式的建立，而对其应用介绍的不多。该部分内容是教学的难点，教与学都比较枯燥，一般安排的学时比较少。但实际生产和科学研究中设计的动力学反应机理研究内容很多，因此，应该适当增加有关冶金过程动力学基础的内容，而且在编写教材时应尽量简练。

三、教学方法和手段的改革

（一）精讲多练，加强沟通

冶金原理课程理论性比较强，而且冶金热力学和动力学基础理论部分和高等数学联系紧密，一味地讲授课效果并不好。结合课程内容之间的内在联系、突出重点章节，精讲多练。加强练习对于学习冶金原理课程尤为重要。从教学的角度，要给学生提供更多的练习形式或方式。例如，充分发挥课后作业的作用。理论课堂教学结束后，给学生留适量的作业或思考题。尤其是没有固定答案的思考题，让学生通过查阅资料总结答案，以巩固在课堂上所学的内容。在教学手段方面，可以提高习题成绩和课堂表现成绩，以此来激励学生自主学习的积极性［3］。完善冶金原理试题库。在原有试题库的基础上，增加部分应用性题目，以提高学生运用冶金原理基本知识分析问题、解决问题的能力。另一方面，我校冶金原理课为河北省精品课，应充分发挥精品课网站的作用，建立互动式题库，以判断题和选择题为主。学生对网页上的题目进行判断或选择，然后提交。后台统计后给出学生的分数［4］。这主要可以考察学生对基本概念、基本知识的掌握情况，而且学生自己也可以进行自查，为知识体系的掌握提供指导。学生还可以根据错题进行问题发帖，回贴有教师完成，这即解决了学生的问题，提高了教学教过，还有利于师生之间的沟通和交流。

（二）加强实践教学，理论联系实际

冶金原理实践性教学环节包括实验教学和认识实习。其中实验教学是冶金原理课程实践性教学环节的主体，其目标是培养学生的动手能力、实践能力、分析问题和解决问题的能力。同时，通过实验，使学生巩固所学基本理论并将课程基本原理与工程实践融会贯通。认识实习可使学生了解冶金生产的特点、工艺流程及主要设备，为后续课程的学习奠定基础。我校冶金原理课程实践性教学主要体现以下改革思想。

第一，实验内容结合课程教学的重点和难点，有专门的高级实验师负责安排教学任务。在实际实验教学的安排上，把印证性实验改为设计性试验，以提高学生认知过程中的主观能动性，使学生完成理论－实践－理论循环的实践过程［5］。实验教学和课堂教学相符相承。为使学生巩固和掌握课堂教学内容，以及得到基本的冶金实验技能，设置了综合性实验；而为了提高学生的科研能力，结合目前教师的科研项目还设置了部分专业研究性实验和创新型实验研究内容。通过基本试验到综合实验的训练，使学生形成在实验中寻找理解基本理论、解决实际问题的思路，并且逐渐减少学生对实验指导教师的依赖性［6］。

第二，加强认识实习的作用。在目前的形式下，加强实践教学，理论联系实际的难点在于认识实习。尤其是我校，冶金工程专业的学生较多，二本每届学生约有150人，三本每届约有400人，这给组织认识实习带来巨大的压力。目前，我校学生实习主要集中在唐山地区的唐钢和国丰两个大型的冶金企业，但由于学生人次较多，往往降低了实习效果。因此，探寻更好的认识实习模式一直是冶金工程专业教师思考的主要问题。要达到认识实习的目标，必须分散学生规模，寻找更多的合作企业。

第三，为了弥补认识实习的不足，我校集所有冶金工程专业教师之力，开发制作了冶金工艺流程仿真系统，以增强学生的感性认识。该套系统结合三维动画、现场生产录像为一体，可以充分详细地向学生展示冶金生产过程的主要环节，包括烧结、高炉、转炉和连铸等主要生产工序的工艺设备描述、主要设备运行过程和生产流程的描述等。该教学系统的开发目前已基本完成，这是我校冶金工程专业的一项重大教学改革。它的应用不仅有利于冶金原理课程的教学，还有利于后续专业课程的教学。

（三）加强教师队伍建设，丰富教师的实践经验

教师队伍是教学的核心。在新形势下，形成一支结构合理、学术水平高、具有高度凝聚力、以中青年骨干为主的教学梯队，是提高冶金原理课程教学质量的人才保障。我校冶金原理课程教师队伍学历层次高，并且教师队伍的学缘结构合理，能够高质量的承担冶金原理课程的教学任务。但是多数青年骨干教师均是经过硕士和博士教育的延续培养，理论知识丰富，现场经验相对缺乏。而冶金工程专业的大多数毕业生就业于冶金企业，学生能力的培养重在知识的应用创新能力和应用实践能力，强调课程的教学内容与实际生产“零”距离。教师必修熟悉冶金企业的现状和生产现场，了解现代冶金的热点和冶金发展前沿，并适时与企业的技术骨干及领导交流，听取他们对冶金工程应用型人才在专业基础方面的知识储备、能力培养及专业基础素质养成等方面的简介，并结合冶金原理课程的性质和任务构建教学内容［7］。那么，上述形式就要求从事冶金原理的青年教师也要实现和生产实际的“零”距离。青年教师不仅要主动承担认识实习和生产实习，还要利用科研合作等多种形式寻找去企业现场的机会。在这方面，我校也在逐渐制定相关的发展政策并创造条件。例如，今年冶金工程专业将有2名青年教师全职下厂实习，实习时间为半年，这对于从事冶金原理甚至其他专业课的教学尤为重要。通过在厂矿企业的锻炼，青年教师熟悉了生产工艺、设备，科研业务能力、教学内容和教学方法等方面都会有较大的提高。

四、加强精品课建设，促进教学质量的提高

我校冶金原理课程被评为2011年河北省精品课程，经过几年的建设，冶金原理课程从教学内容、教材建设、教学方法和手段等方面均有很大的提高。我们要以精品课建设为契机，进一步做好各项建设和改革工作。例如，进一步活跃课堂教学，大胆的采用互动式、研究型、创新型的教学方法，提高学生学习的主动性、增强学生对知识的理解、吸收与创新。以多媒体课件和网络资源为手段，充分将现代科学技术融入到课堂教学和课后研讨当中。多媒体课件不能一成不变，要结合企业现状和科研活动进行完善和更新，增加多媒体视频课件的录制以及现场重点生产环节的展示等［8］。同时，构建网络教学课件，学生根据自己的需要，上网自主学习，它可以为广大学生提高一种全新的、灵活机动的学习方式，从而建立和形成发挥学生主体性的多样化学习方式。

在精品课建设中，还应该体现产学研的教学特色。产学研结合是提高人才培养质量的有效途径。鼓励教师参加科学研究工作，并且鼓励教师通过课堂教学或网络平台进行专题讲座，将产学研结合过程中积累的新知识、新技术融入到教学过程中去，同时将在科研和实践中掌握的高新技术知识、本学科的发展前沿动态等贯穿在教学中，这对促进精品课建设，促进教学方法和教学手段改革具有重要的意义。

五、结语

冶金原理课程在冶金工程专业课程体系里起着重要的作用。国家冶金行业形式不断变化，对冶金工程专业人才的要求亦在不断变化。为培养专业基础知识深厚、适应性强的高层次人才，必须对我校现有的冶金原理课程进行改革。通过冶金原理课程改革，使学生掌握钢铁冶金和有色冶金原理的基本理论和方法，为学生自主学习能力和可持续学习能力的提高奠定基础，真正实现基础厚、口径宽的专业人才培养和提高就业率的目标。

［1］卢宇飞．“冶金原理”课程改革热点问题［J］．中国冶金教育，2008，（1）：26－28．

［2］吕俊杰．重视全国冶金工程专业人才的培养［J］．中国冶金教育，2010，（3）：11－14．

［3］朱政强，陈燕君．“冶金原理”精品课建设［J］．中国冶金教育，2009，（6）：31－32．

［4］李明，刘慧敏，李艳芬．互动式题库在冶金传输原理教学中的应用［J］．中国冶金教育，2012，（6）：46－47，51．

［5］宋宁，杨红卫，张泽标，等．冶金原理实验教学改革实践［J］．昆明理工大学学报（社会科学版）．2010，10（4）：83－88．

［6］保德，徐静．创新性思维与高等学校教学改革［J］．内蒙古农业大学学报，2005，（2）：33－35．

［7］韩明荣．冶金原理课程教学中注重对学生能力培养的探讨［J］．中国冶金教育，2009，（4）：28－29，32．

［8］华建社，赵西成，王明军．冶金传输原理课程多媒体教学的实践与思考［J］．西安建筑科技大学学报（社会科学版），2006，25（3）：70－72．