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冶金工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的改革與成效
冶金工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)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(yōu)勢，系統(tǒng)設計和構造滿足冶金工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)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(chuàng)新實踐、畢業(yè)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(chuàng)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(yǎng)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(huán)節(jié)
基金項目：蘇州大學教學改革課題“冶金工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)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(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要職責，新時代高校人才培養(yǎng)的核心要素就是要加大實踐創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，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(chuàng)新人才培養(yǎng)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(yè)學生，為了更好地加大實踐創(chuàng)新人才和工程技術人才的培養(yǎng)，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(yǎng)計劃的指導思想，學院一方面組織專業(yè)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(chuàng)新實踐教學體系、內容和模式進行了較大的調整，努力實現(xiàn)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(chuàng)新化”教育的特點。本人所在課題組申請了“冶金工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)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(yè)“卓越工程師”教育培養(yǎng)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(chuàng)新活動和教師科研項目為驅動環(huán)節(jié)，結合蘇州大學冶金工程學科校企合作的優(yōu)勢，系統(tǒng)設計和構造滿足冶金工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)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(yè)學生學習專業(yè)知識與應用專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)了學生工程實踐能力和科研創(chuàng)新能力。主要解決了如下教學問題：
實踐教學環(huán)節(jié)課時少，在激發(fā)學生興趣、滿足學生創(chuàng)新實踐需求方面存在不足。傳統(tǒng)的實驗教學環(huán)節(jié)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(chuàng)新性實驗少，不利于學生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。冶金工程專業(yè)學生現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)過程脫節(jié)。缺乏固定的創(chuàng)新實踐教學平臺和管理機制，無法為學生長期進行創(chuàng)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(yǎng)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(chuàng)新實踐、畢業(yè)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(chuàng)新能力、綜合實踐能力”方面的能力得到提高，從而最終培養(yǎng)成未來的冶金工程“卓越工程師”。
1.優(yōu)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(huán)節(jié)的重心，既是理論教學的延伸和擴展，也是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段。改變傳統(tǒng)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(chuàng)新性實驗少等不利于學生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)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(yè)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(tǒng)性、有機性和科學性；另一方面，對應4門專業(yè)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(tǒng)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(chuàng)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(tǒng)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(chuàng)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(shù)制備球團，并以球團表征性能優(yōu)劣作為競賽評分標準，從而更好地培養(yǎng)學生自主科技創(chuàng)新能力。
目前，冶金工程專業(yè)實驗開出率100%，其中綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗占全部實驗課程比例80%。根據(jù)冶金工程專業(yè)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(huán)節(jié)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(jīng)驗的企業(yè)技術骨干共同參與《冶金工程專業(yè)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(yè)實驗室全方位開放，時間開放、內容開放，開展網(wǎng)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(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過獨立開設實驗課程并且與對應專業(yè)課教師有機統(tǒng)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(yè)的冶金工程專業(yè)實驗教學架構，使學生獲得實踐能力、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2. 建立了與生產(chǎn)實踐相適應的校內實習基地，并且實現(xiàn)同校外工程實踐基地的協(xié)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(chǎn)仿真實訓系統(tǒng)→鋼鐵廠檢測與控制設備四大系統(tǒng)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(guī)律有更深入的了解，在校內就能真切感受到現(xiàn)場的生產(chǎn)環(huán)境，最后強化學生對生產(chǎn)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(chǎn)實習和創(chuàng)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(yè)發(fā)展史與最新發(fā)展方向》、《鋼鐵廠布局與設計》。校內實習基地實習的內容與現(xiàn)場生產(chǎn)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(yǎng)。因而，校內實習基地可以發(fā)揮實習與實訓兩大功能，并且實現(xiàn)同校外工程實踐基地的協(xié)作與融合，有效地改善了實踐教學環(huán)境和實踐教學質量。
3.建立了以沙鋼為主的多個穩(wěn)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(chǎn)實習、課程實踐、畢業(yè)實習和畢業(yè)（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(yè)生產(chǎn)實習140問（鋼鐵部分）》共同指導實踐教學環(huán)節(jié)，共同進行實習考核。從而更好地加強了學生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。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(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)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(chuàng)新實踐活動。為了確保構建的創(chuàng)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(guī)范和保障了創(chuàng)新實踐教學體系的實施。制定與創(chuàng)新實踐教育基地工作相關的管理辦法，建立創(chuàng)新實踐教育基地學生創(chuàng)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)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(jù)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(fā)學生的思考，力求在項目的難度上有所延伸，專業(yè)深度上有所拓展，真正做到“問題引發(fā)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(yǎng)具有獨立思考、分析解決問題能力的學生。利用暑假到企業(yè)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(yè)知識指導生產(chǎn)實踐，在實踐時發(fā)現(xiàn)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(yè)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(yè)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(jù)在企業(yè)實踐發(fā)現(xiàn)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(huán)節(jié)緊密結合企業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)，從實踐中培養(yǎng)創(chuàng)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(yè)設計（論文）。主要通過設立本科畢業(yè)設計（論文）門檻和注重過程實施的規(guī)范化管理來提高本科畢業(yè)設計（論文）質量。實施舉措如下：嚴格執(zhí)行蘇州大學本科畢業(yè)設計（論文）工作辦法的要求，首先把好本科畢業(yè)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(yè)設計（論文）所需的最低學分；審核畢業(yè)設計（論文）題目是否符合要求，從而確保本科畢業(yè)設計（論文）的質量。通過過程管理實現(xiàn)畢業(yè)設計（論文）的規(guī)范化。首先向學生說明畢業(yè)設計（論文）環(huán)節(jié)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(yè)答辯嚴格把好畢業(yè)設計（論文）質量關，從而更好地實現(xiàn)畢業(yè)設計（論文）的規(guī)范化。同時，突出畢業(yè)設計（論文）選題與現(xiàn)場生產(chǎn)中出現(xiàn)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(yè)進行畢業(yè)設計，加強學生工程實踐能力的培養(yǎng)。
二、成果的推廣應用效果
1.冶金工程專業(yè)實踐教學體系經(jīng)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(tǒng)一起來，學校與企業(yè)共同制訂、共同執(zhí)行培養(yǎng)方案。
2.冶金工程專業(yè)的實踐培養(yǎng)方案已經(jīng)達到“卓越工程師”培養(yǎng)計劃的要求。工程實踐與畢業(yè)設計（論文）占總學分的20%以上，學生在企業(yè)（包括實習基地）的實踐時間已接近一年。冶金工程專業(yè)實驗開出率100%，其中綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗占全部實驗課程比例的80%。
3.學生的創(chuàng)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)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(fā)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(shù)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(yè)生就業(yè)率保持較高水平：2013年93.5%、2014年95.8%，畢業(yè)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(yè)重要期刊上發(fā)表實踐、創(chuàng)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(yè)的冶金工程專業(yè)實踐教學體系，使學生獲得實踐能力、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的逐步培養(yǎng)。而且構建的實踐教學層次之間相互聯(lián)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(yǎng)目標，體現(xiàn)出基礎與應用并重，能力提升與創(chuàng)新培養(yǎng)結合的特點，為學生提供了一個系統(tǒng)科學的實踐教學平臺，滿足冶金工程“卓越工程師”教育培養(yǎng)目標的需求。
本成果是對地方高校冶金工程專業(yè)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(qū)乃至全國高校冶金工程專業(yè)實踐教學體系建設具有一定的指導意義，也對相近專業(yè)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(chuàng)新培養(yǎng)模式的改革與實踐———以蘇州大學冶金工程專業(yè)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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