《有色金屬冶金學》課程教學改革

李義兵+喻亮+羅鯤

【摘 要】從《有色金屬冶金學》課程教學內容的調整， 教學手段的多樣化、課程實驗的設置及考試方法的改進等方面對該課程的教學改革進行了總結， 并對未來進一步改革提出了設想和建議。

【關鍵詞】冶金學；教學改革；建議

Teaching Reform of “Non-ferrous metal Metallurgy” Curriculum

LI Yi-bing YU Liang LUO Kun

（School of Material Science and Engineering， Guilin University of Technology， Guilin Guangxi 541004， China）

【Abstract】The teaching reform of “Non-ferrous metallurgy” course about the adjusting teaching content，diversification of teaching method， renewing the experiment and examination means of course is summarized in the paper. Some advice and imagine with further reform is suggest in the future.

【Key words】Metallurgy； Teaching reform； Suggestion

1 課程簡介

《有色金屬冶金學》課程是桂林理工大學冶金工程方向和金屬材料方向專業的一門主修專業課，這門課程在其它院校一般細分為《重金屬冶金學》、《輕金屬冶金學》、《稀貴金屬冶金學》等[1]。教材內容主要由各種有色金屬冶金工藝學組成，其中每一種有色金屬冶金學內容包括前置概述部分，介紹該金屬元素的性質、資源稟賦、資源分布概況、化合物分類和性質、金屬主要用途和應用領域；后置內容主要以該金屬冶煉提取工藝原理和控制參數介紹，包括詳細工藝流程及各步驟、突出主要工序、重點設備構造和運行原理、工藝參數控制和操作實踐等知識。隨著科學技術的不斷發展進步， 冶金工業新技術也層出不窮，在教學過程中已發現，某些出版周期較久的教材， 內容過時陳舊， 新技術、新工藝涉及少。例如較典型的鉛冶煉工藝，現今查過好幾個版本的教科書和指導書，發現鉛冶煉工藝仍然以燒結焙燒-鼓風爐煉鉛的知識進行重點介紹，仍然統計為90%的粗鉛是采用該工藝生產；而實際情況是：近5年來我國鉛冶煉行業已經把燒結焙燒-鼓風爐煉鉛技術列入淘汰落后工藝技術目錄中，國內90%以上鉛冶煉企業均采用了直接煉鉛工藝。這表明教材內容更新節奏完全沒有趕上工業界技術革新步伐。面對此現狀，必須要求授課老師改進教學內容，與時俱進地與工業界發展態勢緊密聯系，在教材基礎上闡釋好原理或機理，緊密聯系工業發展的態勢，及時地把一些革新的技術、工業裝備介紹給學生，進一步改進教學方法來激發學生的學習興趣， 化被動為主動， 讓他們入工作崗位之前， 能較全面地了解行業發展方向及動態， 為以后的工作打下良好的基礎。筆者對此進行了一些教學改革實踐， 并進行了總結。

2 教學改革實踐

2.1 教學內容調整，教學手段的多樣化

有色金屬冶金學課程內容多、涉及面廣，是冶金工程專業必修的一門專業課程，該課程也是畢業生就業上崗發揮用武之地的專業知識。如上所述的鉛冶煉技術陳舊過時的內容，在講授這部分內容時，我們可以作為技術進步的一個案例反襯說明冶金工業快速發展的歷程。針對新技術的發展，通過與相關冶煉企業緊密聯系、通過交流溝通，獲取行業內多方的最新技術革新動態，經講授老師自身的消化理解，再傳授給學生在教材上無法獲得的這些知識點。

冶金學是一門較老的專業課，隨著時代的變遷，知識結構內容也不斷地在變化。大家都知道，冶金行業是一個高能耗、高排放、偏污染的行業，在現今大力倡導資源節約型（包括能源節約）、環境友好型社會（兩型社會）時代，在專業課內容上也要兼顧對環境保護和資源節約（節能、資源綜合利用）技術動態發展的介紹。從課堂開始，潛移默化地傳授給學生一個這樣的念頭，環境保護和能源節約不是單純的環保專家或能源專家能解決的問題，是冶金專業技術人員在工藝開發和設計過程就必須考慮到，工藝設計者是工藝的源頭、建造師，環保專家和能源專家是在建造師的配合下才能把環境保護和能源節約措施無縫地對接起來。因此，教學內容上的改革設置必須將工藝與節能、環保、資源綜合利用等一系列知識點串連上。

冶金工藝過程是一些物理化學方面的反應原理或機理，對于這些理論知識點的介紹，學生聽講過程很容易覺得枯燥，故教學手段的多樣化是非常必要的。在講授每一種金屬概述內容時，我們要把該類金屬實際用途和應用領域方面講好，尤其講與我們周邊環境密切聯系的例子，起好引子的頭才能獲得引人入勝的效果，這樣學生會迫不及待地想來反問老師這種金屬是如何分離提取的，如何去操作。通過這種拋磚引玉式的教學手段，吸引學生主動想去獲取知識的念頭，起到事半功倍的效果。講授中還可以穿插更多的知識來吸引學生的注意力，如有色金屬本身價格高，資源價值大，金屬的市場行情、行業狀況、技術經濟水平等穿插進去。因為很多學生們都懷抱有早日實現經濟獨立的理想，老師能補充技術經濟方面的內容，學生在學習過程中就能夠切身感受到未來所從事工作的價值和重要性。能夠把這樣的知識點傳授給學生，主講老師的備課功夫就不能膚淺，時常多了解行業動態信息，與企業建立較好地合作關系都是必不可少的。

課堂案例分析是一種常用的教學手段，在講授工藝知識的時候，也可以聯系很多與行業相關的熱點新聞和事件，例如血鉛事件、水稻鎘污染等，雖然是污染事件，但在課堂上用反舉例來啟示學生，以后作為從事這行的專業人才，冶金工藝還需更進一步的改進，少發生直至杜絕發生這樣的污染事件，引起學生追求技術進步的求知欲望，以及從事專業工作的社會責任感。學生有求知欲望的時候，教師順勢可以提供一些參考書籍、文章給學生， 讓他們進行課外閱讀， 并要求提交讀書報告， 這種作法比單純布置具體的作業題目更能促進學生學習的主動性， 更好地吸取知識，使學生成為教學主體。

2.2 實驗教學改革

合理的實驗設置不僅可以加深學生對理論知識的理解，還能培養學生動手能力、觀察能力、分析和歸納推理能力，從而提高學生的綜合能力。綜合性實驗的開設可以有效地激發學生的參與興趣，提高學生的動手能力。

針對濕法冶金工藝來說，設置一個黃鉀鐵礬除鐵實驗，這個實驗具有很重要的代表性，因為有色冶金提取過程中，提取過程的實質就是主元素不斷與其它雜質元素分離的步驟。鐵元素是所有有色金屬礦物中最普遍存在的元素，因而分離鐵是大多有色金屬提取過程中不可繞過的環節，火法冶金采用添加輔料除鐵造渣過程，濕法冶金中用得最成熟的除鐵工藝是生成黃鉀鐵礬除鐵方法；該實驗還具有一定綜合性，可以與冶金化學分析緊密聯系在一起。通過常規定量滴定法分析測試法，可以測定出除鐵前鐵元素的量和除鐵后殘留鐵含量等考察因素，都要求學生自己動手來進行操作。這樣相對綜合性的課程實驗，既鍛煉了學生的動手能力，又增加了學生對課程理論知識的理解。實驗設置上的改革，激發了學生動手參與實驗的興趣，反過來調動了學生對課程知識求知的積極性。

2.3 考核方式改革（下轉第35頁）

（上接第24頁）《有色金屬冶金學》是一門考試課程， 傳統作法都是進行閉卷考試。這種方法有一定的缺陷， 容易造成學生死記硬背， 一旦考試完后就將內容還給了老師， 甚至有小部分學生平時上課不聽課， 不做筆記， 考試前將別人的筆記進行復印， 然后背熟， 照樣得高分。專業知識是為了提高學生對所學知識的綜合應用能力，將閉卷考試改為開卷考試，考題以綜合應用型題為主，試題以論述題的模式設置，例如某類礦石中含有一定量的各類有價金屬元素，試用所學過的知識設計一個提取分離有價金屬元素的工藝流程，并對設計的流程步驟分別說明之。這種試題沒有標準答案，完全是一種主觀性發揮的答卷方式，通過如此方式的改革，能夠鍛煉學生對專業知識的靈活運用。這種考核方式運用后， 同學們普遍反映如下： 他們的學習主動性得到了提高；所學的知識點得到了綜合的應用，不再是以前死記硬背的知識點，考完就忘記；對專業知識點的理解力得到了提高，專業知識掌握后信心也得到很好地提升。

3 設想和建議

3.1 實驗課的加強

《有色金屬冶金學》理論課課時占用較多，現有的實驗課學時少， 只有10個學時， 加之以前實驗設備少的限制， 學生一般只能作2～3個實驗， 這對于學生理論聯系實際不利。現在學校對新辦專業支持力度較大，實驗設備逐步在增多，因此可以適當增加實驗課的學時，另外，針對冶金工程專業的學生，可以實施開放式實驗室， 學生可以隨時進實驗室學習和工作，甚至可以參與教師的科研項目研究， 充分挖掘和發揮學生的創造潛能，也可大大提高學生的動手能力。

3.2 教學方式不斷改進

隨著計算機仿真技術的發展和推廣應用，冶金過程仿真和三維動畫模擬場景在教學過程的導入，學生對有色金屬冶金學知識的理解能夠更加直觀和形象，例如電解鋁工業現場的操作動畫仿真，這些三維動畫完全模擬工業現場場景，包括對主要設備構造、工藝步驟進行詳細的分解，學生可以利用仿真軟件模擬工業現場操作進行實訓，經過一段時間的實訓后，可以在仿真軟件平臺上操作并進行考核評比[2]。隨著仿真軟件技術不斷升級和推廣，各種金屬冶金過程的仿真軟件開發齊全后，對教學質量的提升非常有利，對學生理解理論知識、掌握工藝控制要點也是大有利處，包括部分課程實驗、見識實習都可以用三維動畫仿真軟件所替代。

總之， 教改手段都是為了把學生培養成為具有高素質的人才，教師的任務除了傳授知識， 還要更專注學生創新能力、運用知識能力的培養，只有這樣培養出來的學生才能在充滿競爭中立于不敗之地。

【參考文獻】

[1]李明照.有色金屬冶金工藝[M].化學工業出版社，2010：75-90.

[2]童長仁，李明周，等.開放式冶金過程仿真平臺在實驗教學中的應用[J].江西理工大學學報.2011（2）：25-27.

[責任編輯：鄧麗麗]