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冶金工程專業實踐教學環節的改革與成效
冶金工程專業實踐教學環節的改革與成效
鐘勝奎，王德永，伍凌
�。ㄌK州大學沙鋼鋼鐵學院，江蘇蘇州215021）
摘要：蘇州大學結合冶金工程學科校企合作的優勢，系統設計和構造滿足冶金工程專業卓越工程師培養計劃要求的“全程化、五模塊、四層次”實踐教學新體系，通過“課程實驗、校內實習、校外工程實踐、創新實踐、畢業設計（論文）”等構成的循序漸進的五模塊的實踐并且增加比重，學生依次在“基本技能、工程實踐能力、實踐創新能力、綜合實踐能力”四層次的能力得到提高，從而最終培養成未來的冶金工程“卓越工程師”。
關鍵詞：冶金工程；實習；實踐教學環節
基金項目：蘇州大學教學改革課題“冶金工程專業實踐教學環節的改革與實踐”（5731502613）
作者簡介：鐘勝奎（1974-），男（漢族），湖南新邵人，蘇州大學沙鋼鋼鐵學院教授，研究方向：冶金材料物理化學。
本科教學承擔著高素質、創新型人才培養的重要職責，新時代高校人才培養的核心要素就是要加大實踐創新人才的培養，這就要求高校要將實踐教學放在本科教學工作的重要地位，而目前本科教學存在“重理論、輕實踐”等問題，因此需要進一步深化教育教學改革，積極探索和構建有利于實踐創新人才培養的實踐教學體系，具有非常重要的意義。
蘇州大學沙鋼鋼鐵學院于2011年首次招生冶金工程專業學生，為了更好地加大實踐創新人才和工程技術人才的培養，同時緊密結合教育部指導實施的工程教育認證和卓越工程師培養計劃的指導思想，學院一方面組織專業教師進行認真地考察、調研、討論，另一方面組織相關人員針對不同的問題積極開展教學探索，對創新實踐教學體系、內容和模式進行了較大的調整，努力實現工程教育由“學科化”向“工程化”轉變，使之突出“工程化”教育和“創新化”教育的特點。本人所在課題組申請了“冶金工程專業實踐教學環節的改革與實踐”2012年蘇州大學校級教改革項目，該項目以冶金工程專業“卓越工程師”教育培養計劃的要求為導向，以實踐教學和實驗教學為載體，以學生科技創新活動和教師科研項目為驅動環節，結合蘇州大學冶金工程學科校企合作的優勢，系統設計和構造滿足冶金工程專業卓越工程師培養計劃要求的“全程化、五模塊、四層次”實踐教學新體系（見圖1），更好地提高了冶金工程專業學生學習專業知識與應用專業知識的能力，培養了學生工程實踐能力和科研創新能力。主要解決了如下教學問題：
實踐教學環節課時少，在激發學生興趣、滿足學生創新實踐需求方面存在不足。傳統的實驗教學環節大多依附于理論教學，且教學分散，演示性、驗證性實驗多，綜合性、設計性、創新性實驗少，不利于學生實踐與創新能力培養。冶金工程專業學生現場實習存在感性認知多、實踐動手少的問題，實踐教學資源嚴重不足，因此提出建設與現場實習相結合的校內實習基地，解決實踐教學資源不足問題并且提高學生的實踐能力。校內實習與實際生產過程脫節。缺乏固定的創新實踐教學平臺和管理機制，無法為學生長期進行創新性實踐活動提供保障。
一、實踐教學體系的構建與實踐
堅持“實踐教學是提高本科教學質量的關鍵”的理念，以“傳授知識、培養能力、提高素質”為宗旨，構建了“課程實驗、校內實習、校外工程實踐、創新實踐、畢業設計（論文）”等構成的循序漸進的五模塊實踐教學體系，通過這五個模塊的實踐并且增加比重，使學生依次在這“基本技能、工程實踐能力、實踐創新能力、綜合實踐能力”方面的能力得到提高，從而最終培養成未來的冶金工程“卓越工程師”。
1.優化實驗教學，突出綜合能力訓練。實驗教學是整個實踐教學環節的重心，既是理論教學的延伸和擴展，也是培養學生實踐能力和創新精神的重要手段。改變傳統的實驗教學大多依附于理論教學且教學分散，演示性、驗證性實驗多，綜合性、設計性、創新性實驗少等不利于學生實踐與創新能力培養的現象，通過將冶金物理化學、冶金傳輸原理、鋼鐵冶金學、金屬學及熱處理等4門專業實驗課程全部獨立開設，將相近的隨課實驗進行有機整合，形成新的綜合實驗課程，使實驗教學體系具有系統性、有機性和科學性；另一方面，對應4門專業課教師作為相應實驗教學的負責人，使理論教學與實驗教學有機統一，在理論教學中提升實驗水平，在實驗教學中將理論升華。在實驗教學項目的組建上，以知識-能力-素質創新為主線，注重每個實驗項目的獨立性、相關性、科學性和應用性，同時強調實驗項目組成的有機性和系統性，避免交叉重復或遺漏空缺。在保證實驗教學質量的同時，減少演示性、驗證性實驗項目，增加綜合性、設計性實驗項目，適度開設創新性實驗項目。如“鐵礦球團制備”，該實驗通過學生自主設計配礦、生團制備、球團焙燒等實驗參數制備球團，并以球團表征性能優劣作為競賽評分標準，從而更好地培養學生自主科技創新能力。
目前，冶金工程專業實驗開出率100%，其中綜合性、設計性、創新性實驗占全部實驗課程比例80%。根據冶金工程專業特點，教師自制了熱電偶的制作、連鑄中間包物理模擬實驗、吹氬位置對鋼包混勻時間影響實驗等多套儀器設備，并且均成功開設出實驗，從而更好地加強了校企間實踐教學的對接。為了配合實踐性教學環節的教學，改變以往教師為主的實驗教材編寫方式，聘請富有實踐經驗的企業技術骨干共同參與《冶金工程專業實驗指導書》的編寫，形成有自身特色的自編實驗教材。冶金工程專業實驗室全方位開放，時間開放、內容開放，開展網上預約實驗，為學生參加實驗課程提供了更多的選擇，從而加強了學生實踐、創新能力的培養。通過獨立開設實驗課程并且與對應專業課教師有機統一的方法，通過層次化的實驗教學以及自制儀器設備實驗的開設，形成了以學生為主體，教師為主導，點面結合專、全方位開放業的冶金工程專業實驗教學架構，使學生獲得實踐能力、工程素養、創新意識和創新能力的培養。
2. 建立了與生產實踐相適應的校內實習基地，并且實現同校外工程實踐基地的協作與融合。校內實習基地主要包括：鋼鐵廠模型→鋼鐵廠實物模型→鋼鐵廠生產仿真實訓系統→鋼鐵廠檢測與控制設備四大系統化模塊。校內實習基地可以使學生對鋼鐵廠先有一個宏觀的認識，然后對冶煉主體設備構造特點及規律有更深入的了解，在校內就能真切感受到現場的生產環境，最后強化學生對生產過程檢測與控制的操作技能。校內實習基地主要進行認識實習、生產實習和創新實習三個部分，為滿足基地教學需要，編撰了2套實習教材：《國際和中國鋼鐵工業發展史與最新發展方向》、《鋼鐵廠布局與設計》。校內實習基地實習的內容與現場生產實際相結合，并且具備學生動手實踐的條件，從而達到工程實踐能力的培養。因而，校內實習基地可以發揮實習與實訓兩大功能，并且實現同校外工程實踐基地的協作與融合，有效地改善了實踐教學環境和實踐教學質量。
3.建立了以沙鋼為主的多個穩定校外工程實踐基地。建立了以沙鋼為主的含蘇鋼、南鋼、長江鋼鐵等多個校外工程實踐基地，每年有近100名本科生進行認識實習、生產實習、課程實踐、畢業實習和畢業（設計）論文等實踐教學活動，校、企雙方共同制訂實踐教學方案，如：《冶金工程實習指導書》和實習指導手冊《冶金工程專業生產實習140問（鋼鐵部分）》共同指導實踐教學環節，共同進行實習考核。從而更好地加強了學生實踐能力、創新能力的培養。在實習過程中實施“師生混合編隊”的模式，將部分青年教師編入學生隊伍，與學生同工作同生活同實習，更好地提高了青年教師的實踐能力以及卓越工程意識。率先在校外工程實踐教學基地開設與生產工藝、設備緊密結合的“鐵水預處理”、“連鑄鑄鋼”2門課程實踐，采用課堂授課與現場授課相結合的方式，校企雙方教師共同指導，對典型技術問題進行專題分析、分組討論、專題報告、公開答辯考核、專家點評，加深了學生對生產實踐與理論知識相結合的認知能力。
4.以項目為導向、工學結合的暑假創新實踐活動。為了確保構建的創新實踐教學體系能夠得到順利實施，并達到預期的教學效果，學院嚴格按照學校實踐教學的管理，從制度上規范和保障了創新實踐教學體系的實施。制定與創新實踐教育基地工作相關的管理辦法，建立創新實踐教育基地學生創新實踐能力的評價方法。學生通過國家級、省級、校級大學生創新創業訓練計劃、校級課外學術科研基金、莙政學者、科技競賽以及教師的科研項目為平臺載體，根據學生的興趣與能力設置不同層次的項目，通過“項目”這樣一個具體問題啟發學生的思考，力求在項目的難度上有所延伸，專業深度上有所拓展，真正做到“問題引發思考”。
提高學生分析、探究問題的能力，提高學生重點和難點問題的解決能力，培養具有獨立思考、分析解決問題能力的學生。利用暑假到企業進行實踐，是一個從理論知識到實踐技能的上升過程，學生可以把課堂上學到的專業知識指導生產實踐，在實踐時發現課堂學習不足的地方，因而能很好促進返校后學風的轉變，學習專業知識更有主動性和目的性，技能訓練更有崗位性和正對性。另一方面，參加暑假實踐的學生通過企業真實的崗位鍛煉，增強了崗位適應性，提高了實踐工作能力。同時，學生根據在企業實踐發現的問題，返校后可以帶著問題進行學習和實踐，使得實踐教學環節緊密結合企業現場生產，從實踐中培養創新精神。沙鋼鋼鐵學院從2011年開始，每學期組織學生到沙鋼、蘇鋼進行工程實踐，使學生受到“真刀真槍”的訓練，提高了實踐工作能力。
5.畢業設計（論文）。主要通過設立本科畢業設計（論文）門檻和注重過程實施的規范化管理來提高本科畢業設計（論文）質量。實施舉措如下：嚴格執行蘇州大學本科畢業設計（論文）工作辦法的要求，首先把好本科畢業設計（論文）的開題關：審核指導教師資格；審核學生是否達到進入畢業設計（論文）所需的最低學分；審核畢業設計（論文）題目是否符合要求，從而確保本科畢業設計（論文）的質量。通過過程管理實現畢業設計（論文）的規范化。首先向學生說明畢業設計（論文）環節在大學學習中的重要性和不可替代性，師生實施雙向選題，再由學院和系共同確定。學院組織分別有針對性地進行初期檢查、中期檢查以及后期檢查。最后，通過畢業答辯嚴格把好畢業設計（論文）質量關，從而更好地實現畢業設計（論文）的規范化。同時，突出畢業設計（論文）選題與現場生產中出現的實際問題相結合，做到工程問題進實驗室，采取“雙導師制”指導學生在企業進行畢業設計，加強學生工程實踐能力的培養。
二、成果的推廣應用效果
1.冶金工程專業實踐教學體系經過三年的改革與實踐，很好地將校內實踐與校外實踐、第一課堂與第二課堂有機統一起來，學校與企業共同制訂、共同執行培養方案。
2.冶金工程專業的實踐培養方案已經達到“卓越工程師”培養計劃的要求。工程實踐與畢業設計（論文）占總學分的20%以上，學生在企業（包括實習基地）的實踐時間已接近一年。冶金工程專業實驗開出率100%，其中綜合性、設計性、創新性實驗占全部實驗課程比例的80%。
3.學生的創新、實踐能力顯著提高。三年來獲得國家級、江蘇省、蘇州大學等大學生創新創業訓練計劃資助項目、莙政學者以及大學生課外學術科研基金項目共30項，學生公開發表學術論文10篇（含專利1項），8名同學參加江蘇省、蘇州大學高等數學競賽并且獲獎。另外，冶金工程2012級有6名同學參加了國際煉鋼大賽（成績未公布）。學生工程素質和綜合能力得到提升。畢業生就業率保持較高水平：2013年93.5%、2014年95.8%，畢業生深受用人單位歡迎。
4.教師的教學研究水平和工程素質得到提升。項目實施三年以來，完成省級教學改革項目1項，主持校級教學改革項目2項，在《中國冶金教育》等行業重要期刊上發表實踐、創新相關的教學研究、改革論文12篇，編寫實習、實驗指導書3套，獲得蘇州大學青年教師課堂教學競賽獲獎3名，其中一等獎、二等獎、三等獎各1名。
三、項目所取得成果的意義
通過“全程化、五模塊、四層次”實踐教學體系的建設，不僅形成了以學生為主體，教師為主導，點面結合專、全方位開放業的冶金工程專業實踐教學體系，使學生獲得實踐能力、工程素養、創新意識和創新能力的逐步培養。而且構建的實踐教學層次之間相互聯系，各有側重，有機結合，循序漸進，貫穿于本科教學整個過程中，使學生能力在不同階段達到不同層次的培養目標，體現出基礎與應用并重，能力提升與創新培養結合的特點，為學生提供了一個系統科學的實踐教學平臺，滿足冶金工程“卓越工程師”教育培養目標的需求。
本成果是對地方高校冶金工程專業的實踐教學體系改革進行的一次有益探索，且獲得效果良好，故對長三角地區乃至全國高校冶金工程專業實踐教學體系建設具有一定的指導意義，也對相近專業的實踐教學具有參考價值。尤其是在教育部實施“卓越工程師”、“工程教育認證”的新形勢下，該成果將更具示范作用。
參考文獻：
[1]鐘勝奎，王永山，于學斌，等。 工程技術人才創新培養模式的改革與實踐———以蘇州大學冶金工程專業實習和實踐教學體系改革為例[J].中國冶金教育，2013，（6 ）：43-47.
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