吴六顺,王海川,周 云,吕宁宁
(安徽工业大学 冶金工程学院,安徽 马鞍山 243002)
资源循环科学与工程专业是为解决国民经济发展中资源短缺和环境污染两大根本问题而设置的新兴战略专业。在办学实践中发现,资源循环科学与工程专业目前存在一志愿报考率低、转专业比例高、毕业生本行业就业率低等问题。
资源循环科学与工程专业包括一次资源高效综合利用和二次资源高效循环利用。一次资源高效利用是在矿物加工以及冶炼整个流程中进行。二次资源包括气、液、固三种形态,气、液废弃物容易扩散,污染范围大,需及时治理,相应的工作环境工程早已开展,也即是环境工程专业的主要方向。可见本专业与环境、矿物加工等专业都有较大重叠。这在一定程度上造成学生难以认知本专业与其它专业方向上的差异,学生倾向于选择了解更多且工作环境相对优越的专业,如环境工程专业,这对资源循环科学与工程专业生源造成较大冲击。
目前相关高校将资源循环科学与工程专业设置为优势专业的二级学科,如传统冶金院校将其作为冶金专业的二级学科,传统化学化工院校将其设置为化学化工专业的二级学科等。将其设置为冶金工程专业的二级学科的课程体系在钢铁冶金专业内容基础上增加几门废弃物处理和环保法规的课程。而目前钢铁冶金主要固废为高炉渣、钢渣和冶金粉尘,而高炉渣基本外卖,冶金粉尘大多在企业内部循环,迫切需要处理的是钢渣。不少学生由于缺乏对专业的认知,认为处理钢渣是钢铁冶金的副产业,还不如学钢铁冶金主产业,这是近年来该专业生源以调剂生为主,录招后转专业比例偏高的主要原因之一。
资源循环科学与工程专业定位于工业固废循环利用,目前矿物加工、冶金、材料和化工四大行业产生量较大。因此,教学内容与这四大行业有相当程度的关联。然而,目前教学内容主要集中在冶金行业,其它四大行业很少涉及。与矿物加工相关的教学内容仅开设选矿方面相关的专业基础课程,专业课关于尾矿利用方面的内容很少涉及。与材料相关的教学内容仅开设专业基础课无机非金属材料学,无相关的专业课。与化工相关的教学内容,目前仅开设专业基础课传输原理,该课程部分内容与化工原理相似,但专业课未涉及。换言之,教学内容未形成该有的体系,需要进一步优化。此外,不少课程之间教学内容重叠,如钢铁冶金原理、有色冶金原理与金属材料学部分章节相同,需要整合。
资源循环科学与工程专业实践教学基地集中于钢铁企业和废金属回收企业。钢铁冶炼行业的二次资源目前主要采用粗放的方式处理与利用,废金属回收更是简单的分拣,技术含量相对较低,未与技术含量较高的资源公司建立联系。很多资源公司相关企业与开设相关专业的高校之间校企合作、交流不足,产学脱节。
实践教学的不足导致学生认知上的偏差,认为资源专业的方向就是废物分类和简单处理。学生的错误认识进一步向社会传递,使考生不愿报考资源循环与工程科学专业,导致生源不佳。新生进校后,由于实践教学的不足,对专业的认识仍停留在入学前阶段,如果专业入学教育不够充分,学生调剂专业的意愿更加强烈,因而转专业比例高。由于实践教学的不足,学生难以进入科技含量较高的资源企业,因而不愿在本行业就业,本行业就业率偏低,给外界留下不好的印象,以致进一步影响生源。
资源循环科学与工程专业筹办之初,师资队伍主要由其他相关学科专业如冶金工程专业抽调教师组建而成。这支教师队伍具有很强的矿物加工、冶金背景,但材料和化工专业相关的知识相对欠缺。
环境专业重点关注废气、废液。通过净化,其中的有害物质一般进入固废,如脱硫灰、污泥等。对于气、液净化产生的固废以及其它固废,环境工程专业关注甚少。而固废的处理与利用正是资源循环科学与工程专业关注的重点。另外,专业内容设置不宜过多涉及一次资源,否则与矿物加工专业类似。
应重点关注固体二次资源的加工与利用,降低气、液二次资源以及一次资源的比重,强化专业的区分度,突出本专业的特色。
矿物加工、冶金、材料和化工四大行业产生的固体二次资源占总量的一半以上,且二次资源处理与利用需要具备相应的专业知识。因此,应对目前的课程体系进行调整。
1.应增设的课程内容
涉及矿物加工的课程,已开设相关专业基础课程,而专业课方面关于尾矿利用方面的内容相对偏少,需要适当增加。与材料相关的课程,专业基础课已开设,专业课方面需增加相应的内容,介绍无机材料生产与应用过程固废的产生与处理。关于化工的课程,专业基础课方面,目前已开设的传输原理,其教学内容与化工原理相近,稍作改进提高即可;专业课需增加的内容包括主要的化工工艺,简单介绍流程,重点介绍各流程固废排放情况。
2.应删减的课程内容
资源循环科学与工程专业主要处理固废,包括有价组元提取与尾渣利用。尽管废旧金属回收与利用也属于资源循环范畴,但一般在冶金流程中进行,目前作为冶金的一个主流方向,与资源循环科学与工程专业关系较小,可压缩其内容甚至不开设相关课程。
3.应整合的课程内容
资源循环物理化学、有色冶金原理与金属材料学合并为材料制备与加工学,避免相关内容重复介绍,如冶金原理与金属材料学的相图部分。目前的课程设置中炼钢、炼铁和铁水预处理与炉外精炼合并为钢铁冶炼工艺,资源循环科学与工程专业只需了解其工艺流程以及相应的产品与废弃物,原理性内容也在资源循环物理化学课程中介绍过。通过合理调整教学内容,压缩出一些学时,为增加的教学内容腾出课时,避免增加学生的负担。
2019年我国工业固废产量突破35亿吨,尽管国家采取了严厉措施,但近年来一直呈持续上升趋势。工业固废排放主要集中在四大行业:矿物加工、冶金、材料与化工。目前资源循环科学与工程专业教学内容存在过窄和孤立性的问题。拓展教学内容的必要性有:一是相互之间关联性强。本专业的主要内容是固废处理与利用,包括有价组元提取与尾渣材料化利用。有价组元提取涉及到化学、冶金与矿加专业知识,而尾渣多用作无机非金属材料,与材料专业直接相关。二是有利于二次资源高效利用。一个行业的固废可能是另一个行业的原料,如化工的硫酸烧渣可作为炼铁原料,高炉渣可作为水泥熟料等。三是有利于二次资源高效处理。一些废弃物需要高温处理,钢铁冶炼高温过程就是一个适宜的环境,无需增加设备,可降低处理成本。
拓展教学内容,实现多专业结合,有利于实施多种二次资源协同处理,创新二次资源处理与利用方法。通过这样的改革,不仅能提高学生的创新能力,而且也可拓宽学生的就业面。
要破除资源循环科学与工程专业实践教学基地大量设置在钢铁企业的传统观念,主动出击,与相关企业建立联系,进行科研合作,增进了解,为学生就业铺平道路。
要实现实习基地多元化,由冶金资源实习基地拓宽到冶金及用冶金方法处理的二次资源基地。如电子废弃物和电池的处理与利用,主要采用冶金方法,与资源循环科学与工程专业方向高度契合,可作为本专业的实习基地。让学生接触技术含量相对较高的企业,提高学生的专业自信,同时也让企业了解学生,这些对招生、就业都不无裨益。
目前资源循环科学与工程专业师资队伍具有很强的冶金、矿物加工等相关背景,但材料和化工专业相关的知识相对欠缺。随着教学内容的拓宽,需要补充相关专业的师资。配备专业的师资力量,可承担扩充的课堂教学内容,拓展实践教学的内容,而且还可促进这几个专业在二次资源高效利用研究方面相互借鉴、相互融合,创造出更优的二次资源利用方法。科研水平的提升,有利于加深教师对专业的理解,丰富教学内容,促进教学水平的提高。