钢铁冶金概论课程教学研究与实践

施晓芳，常立忠

(安徽工业大学 冶金工程学院，安徽 马鞍山243002)



钢铁冶金概论课程教学研究与实践

施晓芳，常立忠

(安徽工业大学 冶金工程学院，安徽 马鞍山243002)

钢铁冶金概论是有色冶金专业学生的专业必修课，教师在教学实践中，应根据学生专业特点、所开设课程的性质以及教学中遇到的重难点，对教学课时进行合理分配，精心设计教学内容，充分利用各种教学资源，不断改进教学方法。

钢铁冶金概论；有色冶金；教学内容；教学方法

我校钢铁冶金概论课程主要针对两类学生开设：非冶金类的学生，让那些有意去钢厂或者对钢铁冶金有兴趣的学生选修，让他们对国内外冶金形势和冶金生产过程有一个初步的了解，以达到开阔视野、拓宽知识面、提高综合素质的目的；有色冶金、金属压力加工的学生，这门课是他们的必修课，开课目的是希望通过本课程的学习，对钢铁联合企业的生产过程、工艺设备等有一个全面概括的了解，并初步掌握钢铁冶金的基本知识。本研究的教学对象是有色冶金方向大三学生。

一、学情分析

有色冶金和钢铁冶金均属于冶金工程专业，学生在大三前一起上课，所学的基础课、专业基础课基本相同，进入大三时，他们已完成基础课和冶金物理化学、 冶金传输原理等专业基础课的学习，因此具有一定的冶金理论基础。进入大三后，有色冶金方向和钢铁冶金方向的学生分开上专业课。有色冶金方向的学生开始学习有色金属冶金学，该课程特点是：根据不同金属介绍不同的冶炼方法，如采用火法冶金来提取Cu、Zn、Pb、Ni和Co的粗金属，采用湿法冶金提取轻金属和稀有金属，用电化学冶金法提取纯金属等等。而钢铁冶炼主要采用火法冶金，它的冶炼方式与有色金属Cu、Zn、Pb、Ni和Co的冶炼方式相似，均是高温下从金属矿石中提炼金属，其生产过程归结为：矿石开采和选矿→用烧结法或球团法造块状的人造富矿→高温下矿石被还原成液态金属→液态金属去除杂质元素提纯；钢铁工业将此生产过程的各工序命名为：铁矿石开采和选矿，用烧结法/球团法制备炼铁原料、炼铁、炼钢。因为冶炼钢铁与冶炼Cu、Zn等粗金属的生产工艺、设备具有相似性，所以有色冶金的学生比其他专业的学生更加容易领悟和掌握钢铁冶金过程。

和其它专业的学生相比，对有色冶金学生提出更高的要求。首先是钢铁冶炼和有色冶炼存在一些关联，如包钢白云鄂博铁矿石含有大量稀土，攀枝花铁矿石含有大量的钒钛，钢铁生产过程有时也是有色金属元素的提取过程，如半钢炼钢法。[1]其次和有色金属生产相比，钢铁冶炼温度更高，生产规模更大，且经过近20年高速发展，我国已经涌现出一批具有世界先进水平的钢厂。因此，希望学生通过学习钢铁冶金概论这门课，不仅熟悉钢铁冶金过程，还能发现钢铁冶炼的亮点，为将来有色金属冶炼提供一些启发。

二、教学重点与难点分析

本课程是既有理论又有工艺的一门课，教学的重点是让学生明白：钢铁是怎么炼成的。课程内容的设计是以冶炼一炉钢为线索，根据生产工序，将内容分为炼铁原料制备、炼铁、炼钢和连铸四大块，分别讲述这些生产工序中涉及的原材料、产品、冶金过程、生产工艺及设备等等。

本课程的教学难点主要体现在四个方面：一是本课程所涉及的面广、内容较多，学时少。要在短短的24个课时里面，不仅对钢铁冶金及相关知识进行普及教育，还要对钢铁冶金中涉及的冶金原理及相关专业的基本知识、工艺流程和工艺设备等进行简要介绍。二是学生未参加过钢铁企业的实习、不了解钢铁企业生产过程。三是钢铁冶炼过程不仅涉及一些冶金原理，还涉及抽象的冶金生产过程和较多设备。四是本课程不是有色冶金的核心专业课程，学生重视程度不够，学习兴趣不高，如何提高学生的学习兴趣也是个难点。

三、课时分配

本课程采用薛正良主编、冶金工业出版社出版的《钢铁冶金概论》作为教材。该书中所介绍的流程符合现代钢铁冶金的发展趋势，设备、工艺参数代表当今中国至世界的先进水平。

本课程一共24个课时，依据教学大纲及学生特点进行合理分配课时、突出重点难点，对教材部分内容进行适当的补充、删减和重组，分5大部分进行讲述，分别为：绪论、炼铁原料制备、炼铁、炼钢和连铸，具体课时分乃配及讲述重点如表1所示。讲述从原料制备到合格连铸坯形成的整个工艺流程，内容涉及各个环节的原料、产品、冶金过程、生产工艺及设备等等，着重讲述炼铁、炼钢和连铸。

表1 钢铁冶金概论课时分配表

四、课堂教学

一是课前预习。本课程不是有色冶金的核心课程，学生的重视程度不够，让他们课前预习的愿望难以实现。笔者在教学过程中，通过以下方法促使学生进行预习：针对每个章节的内容，剪辑一段3～5min的钢铁生产视频，配上解说，在课前循环播放，一方面带领学生复习上节内容、预习本节内容；另一方面，让学生安静下来，为后面创造一个良好的上课环境。

二是精心组织讲解，适时提问。精心组织讲课内容，适时提问，来增加学生思考，减少学生课上开小差。

针对冶金设备多、过程抽象的特点，笔者在上课时，一方面尽可能使用现场照片、仿真动画及视频，让本来黑白、枯燥的设备看起来鲜活，让未参加过钢铁厂实习的学生有更强的现场感，使讲解达到事半功倍的效果。另一方面介绍国内外钢铁冶金的先进技术，如世界最大的高炉-沙钢/华盛2号高炉(5 860m3)的经济指标，对比兴澄特钢及日本山阳特钢冶炼轴承钢的工艺等等；通过国内先进工艺设备的介绍，增强学生的民族自豪感，引起学生对钢铁冶金的兴趣。当然也会指出国内外的技术差距、钢企面临的困境等，抓住学生的爱国情怀，让学生更好地学习本课程。

讲课过程中针对重要的知识内容，采用启发式的教育，适时制造一些小悬念，增设问答环节。如讲高炉结构时，会问学生“高炉有多高”，学生一下来兴趣了，开始各种猜想，当告诉他们首钢京唐5 576m3的高炉，总高度达到128米，学生震惊的同时也记住了该参数；还有如：“一个300t转炉年产多少吨钢，冶炼一吨铁水需要多少吨铁矿石”等等。通过启发式教育的实施，不仅可以增加学生思考，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，还可以减少学生开小差。

在讲课的过程中，结合实际，引入情境，穿插一些形象比喻可以加速学生理解，加深学生记忆。如按照书本解说铁水预处理KR法脱硫是：“KR法是将浇铸的耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头，插入有一定量铁水的铁水罐中旋转，使铁水产生漩涡。经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，并被漩涡卷入铁水中，与铁水中的硫发生反应，达到脱硫的目的。”这种解说听起来很抽象，学生不易接受。此时若用“泡咖啡的过程”来比喻“KR法脱硫的过程”，用“玻璃杯、勺子、热水和咖啡”分别比喻“铁水罐、搅拌头、铁水和脱硫剂”，边给学生演示泡咖啡边解说KR脱硫的过程，学生就容易理解且记忆深刻。

三是巩固训练、课后复习。由于钢铁冶炼工序一环紧扣一环，因此本课程前后内容的衔接性强，前面内容的遗忘会影响后面内容的学习。通过往年学生摸底情况发现：学生上课听得兴趣盎然，该记的内容也记住了，可是过段时间提问又一片茫然。如何让学生将上课记住的瞬间记忆变为永久记忆呢？只有不断进行巩固训练才能记牢。让有色冶金的学生花大量时间来复习钢铁冶金概论的可能性不大，经常在课堂上念叨也会招学生反感，因此只能放弃以上两种方式。抓住“学生比较在意成绩”的特点，将巩固训练与平时成绩挂钩，每次布置2～3道课后作业进行巩固训练。课后作业不仅是考量平时成绩的重要指标，也是期末考试的重点范围，因此大部分学生都会认真做题，对所学知识起到巩固作用。

根据德国心理学家艾宾浩斯提出的记忆曲线，记忆新事物有一个循序渐进的过程，[2-3]若第三、七、二十天左右再记一次可以将瞬间记忆变成永久记忆。笔者也作了以下的探索，周三上课，大部分学生周末做作业，起到第一次加深记忆的作用。一礼拜后交作业，交作业前会检查一下，再次加深了记忆；间隔两礼拜，将批改后的作业发给学生，并公布答案或者答题思路，此时又一次加深了记忆。通过这种方法的实施，发现学生回答问题的准确性大大提高，考前也很少出现“抱怨内容多，来不及复习、追着划重点”等现象。

五、考试方式改革

本课程考试方式的改革主要体现在平时成绩的改革。一方面，提高平时成绩占总成绩的比例，由过去30%提高到40%，目的是改变一纸定成绩，更加注重学生的学习态度和平时学习表现。另一方面，调整平时成绩的配置。过去平时成绩是签到率和作业完成情况各占50%，它的缺点是：区分度小，平时成绩容易整齐划一。现在将签到率分为点名和课堂问答这两部分，分别占20%和30%的比例。其中课堂问答环节的成绩评判标准如下：如果来上课了给5分，根据答题情况，在0～5分之间评分，如果缺席，平时成绩10分就没有了。采用此方式，不仅增加随机点名的次数，而且能反映学生听课的认真程度，给出的平时成绩更加准确。

[1]杨素波, 张大德, 文永才，等. 攀钢半钢炼钢技术进步及效果[J]. 钢铁，2003,38(1)：13-15.

[2]李振华，郑琳川. 基于艾宾浩斯遗忘曲线的日程安排程序实现[J]. 软件导刊, 2013,12(9)：41-43.

[3]焦燕. 从艾宾浩斯遗忘规律曲线谈大学英语词汇记忆[J]. 苏州教育学院学报, 2006,23(2): 39-42，86.

(责任编辑 文双全)

Teaching Research and Practice of the Course ofIntroductiontoIronandSteelMetallurgy

SHI Xiao-fang, ZHANG Li-zhong

(School of Metallurgical Engineering, AHUT, Ma’anshan 243002, Anhui, China)

IntroductiontoIronandSteelMetallurgyis a compulsory course for nonferrous metallurgy majors. In teaching practice, teachers should, according to students’ characteristics, the features of the offered courses, the difficult and important points in teaching, rearrange the teaching periods, carefully design teaching contents, take full advantage of all kinds of teaching resources, and continuously reform teaching methods.

IntroductiontoIronandSteelMetallurgy; nonferrous metallurgy; teaching contents; teaching method

2016-03-06

施晓芳(1978-)，女，浙江永康人，安徽工业大学冶金工程学院讲师，博士。

G642.0

A

1671-9247(2016)04-0062-02