冶金工程本科專業課程教學方法的探索與實踐

龍木軍

摘要：為有效培養高素質冶金專業創新性人才，對冶金工程專業課程教學進行了探索與實踐研究，提出一種課前預習激勵體制和活躍課堂氣氛的方法，自行設計開發了專業課程相關的實驗設備，對冶金專業課程實驗教學進行了拓展建設。同時，注重理論教學與實踐的結合，注重解決工程實際問題能力的培養。文章旨在為冶金工程專業創新性人才培養提供有效方法。

關鍵詞：冶金工程；預習激勵體制；專業課程；教學方法；教學實驗

中圖分類號：G6420文獻標志碼：A文章編號：10052909（2014）06004203創新性冶金專業人才的培養一直是冶金工程高等教育的目標[1]。隨著鋼鐵行業的轉型，我國對創新性冶金專業人才的需求加劇，專業教學方法[2-5]成為冶金工程高等教育研究的熱點。

提高專業課程的教學效率，加強教學與實踐的結合[6-7]，是專業課程教育改革的重點。面對目前高校學生尤其是高年級本科生學習懶散的現象，如何提高學生學習的主動性和積極性是提高教學效率的關鍵。近年來，卓越工程師培養計劃[8]的提出，使專業課程教學與冶金生產實踐的結合得到了重視，教育工作者對工程教育體系與方式進行了大量的研究。

文章結合近年來的教學實踐，對冶金工程專業課程的課堂教學方法、實驗建設、實踐教學等方面進行了探索研究。

一、專業課程設置

重慶大學冶金工程專業的本科課程主要分為四類[9]：通識與公共基礎課程、專業基礎課程、專業課課程、實踐環節。其中，專業課分為必修專業課和選修專業課兩類。必修專業課程見表1，包括煉鐵、煉鋼、精煉、連鑄、有色冶金等整個主干工藝流程。

二、專業課程課堂教學方法探索

課堂教學是專業必修課程的主要教學方式，課堂教學的效果決定了專業課教學的效率。本節圍繞課堂教學的方法進行了相關探討。

（一）課前預習激勵體制

調動本科生學習的主動性和積極性，對提高課堂教學成效有重要意義。為提高學生的自學能力和獨立思考能力，在專業課教學中采用了一種課前預習激勵體制。

1. 課前預習匯報體制

在專業課第一節課，除了介紹本課程的主要內容和目標之外，還針對專業課教學的主要內容，提出若干個內容要點 （需要學生重點學習掌握的內容），并把學生分成對應的若干組，每個組負責一個內容要點的預習和匯報。

在教師進行相應課程內容教學前，預留10分鐘給該組學生進行預習內容的ppt講解匯報。每個組員都要參與匯報和問題解答。在整個過程中，教師對學生的講解匯報、提問、解答情況進行記錄，對一些學生無法回答的問題進行補充解答，并進行最后點評。學生預習匯報完畢后，再繼續對該課程內容進行系統講授。預習匯報中討論清楚的知識點，在后續講解中不再詳細分析。通過這種方式，可以讓學生充分發揮主觀能動性，提高學生的積極性，同時也避免了乏味的教師單一講授形式。

2. 預習考核體制

課后，教師根據學生的匯報講解、提問、解答等情況，對每組成員的表現評分，依據每個組員的參與、貢獻、匯報和解答情況，同一組學生的分數會體現個體差異。預習匯報評分將計入課程總成績，以此督促每個學生積極參與。同時，對踴躍提問或參與討論的其他學生進行記錄，給予加分獎勵。根據每個學生的預習匯報評分和課堂提問表現記錄，以“課堂表現成績”的形式計入平時成績。專業課程的成績評定方式如下：

課程總成績 = 平時考核成績×40% + 期末考試成績×60%。

平時考核成績 = 課堂表現成績×20% + 出勤成績×10% + 課后作業成績×10%。

通過以上課前預習激勵制度，提高了學生學習的主動性和積極性，同時也鍛煉了學生的匯報、表達、思維反應能力。

（二）理論結合實踐的教學方式

理論結合實踐的知識應用能力是人才培養的重點。為提高學生對所學知識的掌握應用能力，筆者所在的冶金系采取了如下兩項措施：（1） 具有專業方向科研經驗和工程應用實踐經驗的雙教師授課；（2） 安排企業專家開設講座。

重慶大學冶金系本科專業課程均采用雙教師授課模式，由一位教學實踐經驗豐富的教師和一位年輕教師組合授課。而且，授課教師均從事課程相關領域研究，具有豐富的專業課程方向的科研經驗和工程應用實踐經驗。這有助于給學生傳遞教科書以外的最新前沿知識，為培養學生理論聯合實踐的工程應用能力提供了有利條件。

另外，課程教學過程中通過邀請鋼鐵相關企業專家開設講座的形式，使學生了解更多的生產實踐問題，掌握運用專業知識解決實際工程問題的能力，為學生今后在冶金相關企業的發展奠定良好的基礎。這也是卓越工程師計劃的重要發展方向之一。

（三）課堂氣氛的調節

在單一的講授形式中添加趣味插曲來活躍課堂氣氛，是吸引學生注意力，提高教學效率的重要方法。為活躍課堂氣氛和體現公平性，作者設計開發了一款隨機抽取學生名單的小軟件，用于課堂提問或抽點出勤情況時隨機抽取學生名單。小軟件的使用，增加了趣味環節，可以在提高公平性的同時吸引學生注意力，調節課堂氣氛。上述預習匯報學生分組也采用此軟件進行隨機分組。

三、專業教學實驗的拓展建設

在學校的大力支持下，對冶金工程專業教學實驗室進行了改革建設，包括冶金工程各工藝環節教學實驗所需的設備建設、鋼鐵冶金仿真實踐教學平臺建設等。

以金屬凝固及連鑄專業課程為例，由于實驗設備的缺乏，連續鑄鋼方面的教學實驗較少，而且以冷態實驗為主。目前市場上的實驗設備不能滿足連續鑄鋼方面的實驗需求，依靠現有的設備不能達到實驗教學的目的。為使學生更深入地了解鋼的凝固過程及其對產品質量的影響，自行設計開發了“高溫鋼液冷卻凝固模擬系統”，用于配合金屬凝固及連鑄專業課程教學，開展新的教學實驗。該實驗旨在讓學生了解掌握澆鑄成型過程中冷卻速率對金屬內部組織與質量的影響規律。主要內容包括：（1） 采用感應熔煉爐對鋼進行熔煉；（2） 將熔煉好的高溫鋼液倒入冷卻凝固模擬器，并使鋼液按一定的冷卻速度進行凝固；（3） 重復不同冷卻速度下鋼液冷卻凝固實驗；（4） 對不同冷卻凝固條件下獲得的鋼樣進行金相觀察，分析冷卻凝固條件對鋼的組織影響。

除了金屬凝固及連鑄課程的教學實驗建設，冶金原理、煉鐵、煉鋼等其他專業課程教學實驗設備也得到了完善。學生在課堂理論教學基礎上，對實際冶金工藝的了解和認識更直觀、深入。

四、專業教學與實踐的結合

學習掌握理論知識，并應用于工程實際，是工程專業教學與人才培養的目標。課堂教學主要是給學生教授理論知識以及相關工藝技術方法，如何讓學生理論結合實踐，是專業課程教學的重要部分。

為了讓學生在專業理論課堂學習的同時直觀了解實際冶金工藝，在學校的支持下，建立了鋼鐵冶金仿真實踐教學平臺。此仿真實踐教學平臺可以模擬鋼鐵冶金工藝操作，讓學生如臨實境般體驗鋼鐵冶金生產操作，并從實際模擬操作中了解工藝過程與操作細節，體會冶金工藝生產中的重點和難點。在學生進行專業課程學習的同時，合理安排仿真實踐課程，有利于學生深入理解和鞏固理論知識。

另外，重慶大學與國內知名鋼鐵企業共同建立了工程實踐教育基地，為學生提供了良好的生產實習平臺。每屆本科生都會安排一次為期約一個月的企業生產實習。指導生產實習的教師安排，考慮專業方向，保證整個工藝流程實習環節中都有相關專業方向并對企業生產較熟悉的帶隊教師進行指導和講解。

通過課堂理論教學、仿真實踐教學和企業生產實習的相互結合，可以讓學生理論結合實踐，有效提高學生應用理論知識解決工程實際問題的能力，同時也促進了課堂理論教學的效果。

五、結語

結合近年來的教學實踐，對冶金工程專業課程的教學方法進行了探索研究。在教學實踐中提出了一種課前預習激勵體制和活躍課堂氣氛的方法，采用了理論聯合實際的教學方式，同時，在重慶大學的大力支持下，自行設計開發了專業課程相關的實驗設備，為冶金工程專業課程教學提供了更好的教學實驗條件。此外，通過課堂理論教學、仿真實踐教學、企業生產實習的結合，提高了學生應用理論知識解決工程實際問題的能力，為冶金專業創新性人才培養提供了有效方法。

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