冶金工程專業實踐教學改革的探索

孫會蘭等

摘要：實踐教學是提高冶金工程專業畢業生質量的重要保證。以提高實踐教育的效果為出發點，分析了目前河北科技大學冶金工程專業在實踐教育環節存在的突出問題，提出從教師和學生兩方面進行改革：多方位加強教師的工程實踐能力確保施教者的實踐背景和能力；通過開發利用網絡資源、開展實驗室開放項目、改革生產實習和畢業（設計）論文等措施來加強學生的實踐能力和創新能力的培養，保證實踐效果。

關鍵詞：冶金工程；實踐教學；網絡煉鋼；生產實習

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）24-0087-02

冶金工程專業是比較典型的具有工程實踐特點的專業，學生只有通過系統專業的實踐能力訓練才能成為行業內的專業人才。河北科技大學（以下簡稱為“我校”）的冶金工程專業成立于2003年，其培養目標是為河北省鋼鐵企業輸送具備冶金物理化學、鋼鐵冶金等方面的知識和基本技能，能在冶金領域從事生產、設計、科研和生產技術管理工作的高級應用型工程技術人才。因此，要求畢業生進入鋼鐵企業后能盡早獨當一面，這就要求在學生培養過程中注重實踐能力和創造力的培養，而實踐教學是提高學生實踐能力和創造力的重要途徑。[1，2]筆者結合多年的教學實踐經驗，針對我校冶金工程專業的實際情況，就如何提高實踐教學效果進行了探討。

一、強化教師的工程實踐能力，提高實踐教學質量

2003年前后，河北省的鋼鐵行業得到了空前發展，不僅大型國有企業積極開發安裝新的生產線，而且中小型私有企業也陸續成立投產。因此，對冶金專業大學畢業生的需求量急增。我校冶金工程專業就是在該背景下設立的。當時為了盡快使教學秩序步入正軌，學校采取了“借調”和“引進人才”兩種方式保證師資力量，且以后一種方式為主。“引進人才”引進的主要是剛剛畢業的博士生，少數是碩士生，均比較年輕。但是由于大部分教師在博士剛畢業就直接被安排到教學第一線，雖然保證了教學秩序，但是并沒有機會進入企業進行實踐培訓，缺乏現場工作經歷等實踐環節的鍛煉，所以工程實踐能力較弱。然而作為工科類教師，一定的工程實踐背景是保證良好教學效果的必要條件。就冶金工程專業而言，我校校內尚不具備工程實踐能力培養的條件，專業教師主要通過以下途徑解決該問題：第一，積極與企業聯系，到企業進行為期6個月以上的實踐鍛煉。自2009年開始，專業教師陸續進入不同的企業，如河北保定立中集團、河北鋼鐵設計研究總院等企業進行學習、培訓甚至頂崗實習，這樣不但極大地豐富了教師的視野，而且很好地完善了教師的知識構架和實踐背景。第二，由學院領導帶隊，專業教師不定期地進入企業進行走訪、參觀和座談，深入生產第一線，認真聽取企業人員對畢業生的要求和看法，返校后對這些建議和觀點認真消化吸收，不斷改進教學。

經過近些年的實踐鍛煉，冶金工程專業教師們的整體工程實踐能力得到了加強，教學質量得以提高。不僅學生對專業教師的教學評價分數整體上升，還在我校兩年一度的“青年教師講課比賽”中連續兩屆獲三等獎。

二、充分利用網站資源，強化學生對冶金工藝過程的全局觀

網絡是現代社會良好的資源平臺。在冶金行業，由國際鋼鐵協會發起成立的鋼鐵大學網站是行業內認可度較高的專業網站。該網站涵蓋的知識面較廣，主要使用對象為在校師生和企業員工。在網站上，可以使用鋼鐵生產的所有原理，包括基本知識、冶金工藝、熱力學和動力學原理等。[3]然而網站最突出的特色不是對這些知識的應用，而是一系列靈活的、涉及煉鋼生產的像游戲般的模擬。這對于年輕大學生們來說，很具有吸引力。

我校冶金工程專業自2010年開始對國際鋼協舉辦的網絡煉鋼大賽給予了高度關注。經過兩年時間對該賽事進行深入調研和初步探索之后，于2012年參加了由中國金屬學會主辦、武漢科技大學協辦的“2012全國網絡虛擬煉鋼大賽培訓班”，事后就培訓的相關內容結合鋼鐵生產的基礎知識和計算機操作技巧，發展成專門的一門課，并將這門課納入到我校的“個性化教育”實踐環節，同時每年篩選出成績優異的學生參加全國煉鋼大賽。2013年3～4月，還曾協助河北省冶金學會承辦了河北省首屆網絡模擬煉鋼大賽，獲集體三等獎。

通過這兩屆“網絡煉鋼大賽”的開展，教師們發現學生參加大賽，有助于其將大學四年所學的知識尤其是專業知識融會貫通。例如，在網上模擬轉爐煉鋼工藝時，學生必須首先對煉鋼的工藝過程有全面的了解和掌握，熟知鋼鐵料和造渣材料的加入時間與方式、氧槍的操控制度（何時開始吹氧、純吹氧時間、氧流的大小）等各個知識點，并將這些知識點有機結合到一起，運用到冶煉過程中，最終煉得符合規格要求的鋼種。事實上，網絡模擬煉鋼的過程，可以使學生真正體驗到當“爐長”的感覺，并有助于其建立煉鋼工藝的全局觀。通過成功地冶煉一爐鋼水，不僅使學生將整個鋼鐵生產串聯起來，了解各生產工藝的原理、特點和操作，還極大地滿足了他們的自我成就感，加深了學生與本行業的情感。最后，通過對畢業生的回訪了解到，他們在進入企業參加工作輪崗時，在很多崗位上都有一種“似曾相識”的感覺，因為網絡煉鋼培訓使其對工藝的各個環節有了較深刻的認識，也熟知了相應崗位上的操作。由此可見，網絡煉鋼訓練對畢業生工程實踐能力的提高起到了積極的作用。

三、開展實驗室開放項目，提升學生的創新能力和動手能力

實驗教學是實踐教學體系中的一個重要組成部分，是培養學生實踐能力和科技創新能力的關鍵環節。而實驗室開放項目與普通的實驗相比，在創新能力和動手能力方面的要求更高。作為成立不久的新專業，面對科研基礎薄弱、設備和經費不足的局面，如何促進實驗室開放項目的順利開展并且保證實施的效果，是全體教師關注的焦點。為此，系里分別從硬件環境、軟件師資和參研學生的篩選三個方面進行了充足準備。

首先，冶金工程專業的實驗中心經過了大規模的升級改造，不僅新增了感應爐、高溫燒結爐等一系列教學科研設備，實驗中心的布局及環境也得到了良好的提升，為實驗室開放項目的開展提供了強有力的硬件保證。

其次，在師資方面，經過自愿報名和專家組評選，最終挑選有經費、有能力的優秀教師指導開放項目，從而為項目的選題、經費和實施提供了保證。

最后，在實驗室開放項目的學生人選方面分三個階段進行選定。第一階段，對自愿報名的學生進行摸底調查，調查內容主要是學習成績和學習時間的投入多少，選擇成績較好且學習時間投入較少的學生，這樣能保證被選中的學生有比較充足的時間進行項目的執行；第二階段，對選擇出來的學生進行簡單的項目背景介紹，引導其進入課題，之后分配給學生一到兩個月的自學時間，深入全面地了解課題，這是為了考察學生的自學能力、創新能力和查閱文獻的能力；第三階段為課題答辯環節，學生需要將查閱的文獻進行歸納總結、消化吸收，完全理解之后再在答辯環節表達出來。通過答辯的學生才是最終參加開放項目的人選。選定學生之后就可以深入開展項目，在項目執行過程中要嚴格遵循“以學生為主體”的原則，即從實驗方法的選擇、實驗方案的制定到具體的實驗操作，以及后期的數據處理等全部由學生來完成，教師則主要起到“三導”作用，即“引導、指導和督導”。因此，學生執行項目的過程實際上就是運用知識解決問題的過程，可以很好地鍛煉其動手能力和創造力。

四、充分利用生產實習，強化學生的職業認識

我校的實踐環節共包括以下幾個部分：金工實習、生產實習、畢業實習、課程設計、個性化教育、專業技能培訓、畢業設計（論文），其中在生產實習中，學生與企業的直接接觸時間最長，且有充足的機會與現場工人師傅討論交流，這是強化其職業認識的最佳途徑。

目前國內高校生產實習的主要方式有跟班式、參觀式、現場講座式以及座談交流式。[4-6]考慮到我校的生產實習周期短（一般2到3周）、任務重（煉焦車間、燒結車間、煉鐵車間、煉鋼車間、煉鑄車間等）以及學生自身的安全問題，歷年來的生產實習多采用“參觀式”。整個實習下來給學生的感覺就是“走走看看”，學生缺乏對崗位的深入了解，印象不深刻，實習效果較差。為此，自2012年開始專業對“參觀式”的實習方式進行了改進，并增加了現場講座式和座談交流式。

在“現場參觀”的過程中，要避免“走馬觀花”，首先要對學生們明確實習的目的，及時下放任務書及實習計劃安排，然后有選擇、有重點地參觀：對有高爐、轉爐、軋機等設備的車間，多分配時間，多做講解；對煉焦爐、燒結機、制氧機、緩冷機等附屬設備則“提綱挈領”式講解。帶隊教師要盡量安排時間讓學生向一線工人師傅取經，內容包括現場操作經驗、崗位特點、工作制度等，使學生對各崗位有充分的認識。“現場講座式”實習方式是邀請具有5年以上工作經驗的工程師，為學生講解其負責的設備（如燒結機、高爐等）特點及該設備在整個工藝流程中的位置和作用、基本原理等內容。有的工程師在講座的過程中還進行現身說法，就大家敏感的考研、工作、自身職業發展和鋼鐵行業的歷史規律、最新動態等內容進行互動交流，效果頗佳。“座談交流式”實習主要是請有經驗的現場人員為學生解答一些參觀過程中遺留的與實際生產相關的問題，并就其多年的工作經驗和對本行業的了解對學生的價值觀進行引導，加深學生對本行業的認識，從而幫助學生樹立良好的職業意識。

五、區別安排畢業論文（設計），促進畢業生與未來對接

畢業論文（設計）是我校冶金工程專業實踐環節的最后一環，學生做完論文就面臨著就業或者進入高校繼續深造。由于我校的冶金工程專業暫時還沒有碩士點，因此，畢業論文（設計）模式按照“985工程”或“211工程”等高校通常采用的“博士帶碩士，碩士帶本科生”的方式難以實施，近幾年的畢業論文（設計）都是由指導教師親自指導，“手把手”式地教學生如何一步步進行實驗。這種方式存在以下三個問題：第一，由于每位教師指導的學生人數太多，而且學校要求“一人一題”，且四年內的論文題目不能相同和類似，因此每年的畢業論文題目都是教師們絞盡腦汁想出來的，缺乏必要的研究基礎和課題的深度。第二，做實驗需要有經費支撐，而指導教師大多參加工作時間尚短，處于課題研究的摸索探究期，未形成明確的研究方向，而且很少有經費入賬，因此對于他們而言，大部分畢業論文的費用只能自己籌集。第三，從學生角度考慮，這一環節的安排還涉及到與畢業去向的對接問題：對于畢業之后攻讀研究生的學生而言，跟著指導教師做科研是合適的和必需的，因為可以很好地鍛煉其深入鉆研課題的能力；但是對于畢業之后參加工作的學生而言，他們更需要多了解和熟悉工廠的布局、設備等情況，以縮短其就業后的適應期。

根據師生的實際情況，并吸取兄弟院校的經驗，[7，8]自2012年起對我校冶金工程專業的畢業設計實踐環節的實施進行了合理改革，在原來單一的“做實驗”型畢業設計基礎上，增加了設計型和在企業做課題的選題模式。安排的原則是：對畢業后參加工作的學生安排設計類課題和在簽訂工作的企業做課題，前者如設計工廠布局、高爐車間或轉爐車間、高爐、轉爐或軋機等，通過做設計讓學生深入掌握現場的車間格局、設備構造，并通過對設備的掌握進一步加深對工藝原理基礎知識的理解；而在企業做的課題往往是由企業提出，他們希望畢業生提前進入工作狀態。指導教師則全程監督指導，保證論文質量。考研的學生則偏重于做畢業論文，通過文獻的查閱和綜述、實驗方案的設計和實驗過程的具體執行，培養學生的創新能力、思考問題和解決問題的能力，為考研學生日后繼續深造奠定堅實的基礎。

六、結語

實踐能力是大學生綜合素質的重要組成部分，如何提高學生的工程實踐能力是高校教育工作者應該長期思考的問題。目前我校的冶金工程專業根據自身的歷史和專業特點，通過“兩條腿走路”來探索實踐教學改革，即分別從教師和學生兩方面入手，通過下企業培訓、頂崗實習和不定期走訪等措施強化教師的實踐能力和實踐背景，為培養實踐能力強的學生提供師資保證；通過改革實踐教育模塊——生產實習、實驗室開放項目和畢業論文（設計），全面提升學生的實踐能力。

參考文獻：

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[3]李俊國，劉曉，石焱，等.冶金工程專業生產實習教學改革[J].河北聯合大學學報（社會科學版），2013，13（3）：73-76.

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[5]張華，倪紅衛，何環宇，等.冶金工程專業生產實習教學改革探索[J].中國冶金教育，2009，（4）：58-60.

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[7]伍上元，周向陽，肖勁，等.冶金工程專業本科畢業設計模式的創新實踐[J].中國冶金教育，2007，（6）：31-34.

[8]趙俊學，李小明，崔雅茹，等.冶金工程專業實踐教學環節的實施與保障機制[J].中國冶金教育，2012，（1）：64-66.

（責任編輯：孫晴）