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冶金工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與成效
冶金工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與成效
鐘勝奎，王德永，伍凌
�。ㄌK州大學(xué)沙鋼鋼鐵學(xué)院，江蘇蘇州215021）
摘要：蘇州大學(xué)結(jié)合冶金工程學(xué)科校企合作的優(yōu)勢，系統(tǒng)設(shè)計和構(gòu)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(xué)新體系，通過“課程實驗、校內(nèi)實習(xí)、校外工程實踐、創(chuàng)新實踐、畢業(yè)設(shè)計（論文）”等構(gòu)成的循序漸進的五模塊的實踐并且增加比重，學(xué)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(guān)鍵詞：冶金工程；實習(xí)；實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
基金項目：蘇州大學(xué)教學(xué)改革課題“冶金工程專業(yè)實踐教學(xué)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(xué)沙鋼鋼鐵學(xué)院教授，研究方向：冶金材料物理化學(xué)。
本科教學(xué)承擔著高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要職責(zé)，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(xué)放在本科教學(xué)工作的重要地位，而目前本科教學(xué)存在“重理論、輕實踐”等問題，因此需要進一步深化教育教學(xué)改革，積極探索和構(gòu)建有利于實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系，具有非常重要的意義。
蘇州大學(xué)沙鋼鋼鐵學(xué)院于2011年首次招生冶金工程專業(yè)學(xué)生，為了更好地加大實踐創(chuàng)新人才和工程技術(shù)人才的培養(yǎng)，同時緊密結(jié)合教育部指導(dǎo)實施的工程教育認證和卓越工程師培養(yǎng)計劃的指導(dǎo)思想，學(xué)院一方面組織專業(yè)教師進行認真地考察、調(diào)研、討論，另一方面組織相關(guān)人員針對不同的問題積極開展教學(xué)探索，對創(chuàng)新實踐教學(xué)體系、內(nèi)容和模式進行了較大的調(diào)整，努力實現(xiàn)工程教育由“學(xué)科化”向“工程化”轉(zhuǎn)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(xué)環(huán)節(jié)的改革與實踐”2012年蘇州大學(xué)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(dǎo)向，以實踐教學(xué)和實驗教學(xué)為載體，以學(xué)生科技創(chuàng)新活動和教師科研項目為驅(qū)動環(huán)節(jié)，結(jié)合蘇州大學(xué)冶金工程學(xué)科校企合作的優(yōu)勢，系統(tǒng)設(shè)計和構(gòu)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(xué)新體系（見圖1），更好地提高了冶金工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識與應(yīng)用專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)了學(xué)生工程實踐能力和科研創(chuàng)新能力。主要解決了如下教學(xué)問題：
實踐教學(xué)環(huán)節(jié)課時少，在激發(fā)學(xué)生興趣、滿足學(xué)生創(chuàng)新實踐需求方面存在不足。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)大多依附于理論教學(xué)，且教學(xué)分散，演示性、驗證性實驗多，綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗少，不利于學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。冶金工程專業(yè)學(xué)生現(xiàn)場實習(xí)存在感性認知多、實踐動手少的問題，實踐教學(xué)資源嚴重不足，因此提出建設(shè)與現(xiàn)場實習(xí)相結(jié)合的校內(nèi)實習(xí)基地，解決實踐教學(xué)資源不足問題并且提高學(xué)生的實踐能力。校內(nèi)實習(xí)與實際生產(chǎn)過程脫節(jié)。缺乏固定的創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺和管理機制，無法為學(xué)生長期進行創(chuàng)新性實踐活動提供保障。
一、實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐
堅持“實踐教學(xué)是提高本科教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵”的理念，以“傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”為宗旨，構(gòu)建了“課程實驗、校內(nèi)實習(xí)、校外工程實踐、創(chuàng)新實踐、畢業(yè)設(shè)計（論文）”等構(gòu)成的循序漸進的五模塊實踐教學(xué)體系，通過這五個模塊的實踐并且增加比重，使學(xué)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(xué)，突出綜合能力訓(xùn)練。實驗教學(xué)是整個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重心，既是理論教學(xué)的延伸和擴展，也是培養(yǎng)學(xué)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(xué)大多依附于理論教學(xué)且教學(xué)分散，演示性、驗證性實驗多，綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗少等不利于學(xué)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(xué)、冶金傳輸原理、鋼鐵冶金學(xué)、金屬學(xué)及熱處理等4門專業(yè)實驗課程全部獨立開設(shè)，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(xué)體系具有系統(tǒng)性、有機性和科學(xué)性；另一方面，對應(yīng)4門專業(yè)課教師作為相應(yīng)實驗教學(xué)的負責(zé)人，使理論教學(xué)與實驗教學(xué)有機統(tǒng)一，在理論教學(xué)中提升實驗水平，在實驗教學(xué)中將理論升華。在實驗教學(xué)項目的組建上，以知識-能力-素質(zhì)創(chuàng)新為主線，注重每個實驗項目的獨立性、相關(guān)性、科學(xué)性和應(yīng)用性，同時強調(diào)實驗項目組成的有機性和系統(tǒng)性，避免交叉重復(fù)或遺漏空缺。在保證實驗教學(xué)質(zhì)量的同時，減少演示性、驗證性實驗項目，增加綜合性、設(shè)計性實驗項目，適度開設(shè)創(chuàng)新性實驗項目。如“鐵礦球團制備”，該實驗通過學(xué)生自主設(shè)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(xué)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(shè)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(shè)備，并且均成功開設(shè)出實驗，從而更好地加強了校企間實踐教學(xué)的對接。為了配合實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)，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(shù)骨干共同參與《冶金工程專業(yè)實驗指導(dǎo)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(nèi)容開放，開展網(wǎng)上預(yù)約實驗，為學(xué)生參加實驗課程提供了更多的選擇，從而加強了學(xué)生實踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過獨立開設(shè)實驗課程并且與對應(yīng)專業(yè)課教師有機統(tǒng)一的方法，通過層次化的實驗教學(xué)以及自制儀器設(shè)備實驗的開設(shè)，形成了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，點面結(jié)合專、全方位開放業(yè)的冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)架構(gòu)，使學(xué)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(yīng)的校內(nèi)實習(xí)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(nèi)實習(xí)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(xùn)系統(tǒng)→鋼鐵廠檢測與控制設(shè)備四大系統(tǒng)化模塊。校內(nèi)實習(xí)基地可以使學(xué)生對鋼鐵廠先有一個宏觀的認識，然后對冶煉主體設(shè)備構(gòu)造特點及規(guī)律有更深入的了解，在校內(nèi)就能真切感受到現(xiàn)場的生產(chǎn)環(huán)境，最后強化學(xué)生對生產(chǎn)過程檢測與控制的操作技能。校內(nèi)實習(xí)基地主要進行認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和創(chuàng)新實習(xí)三個部分，為滿足基地教學(xué)需要，編撰了2套實習(xí)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(shè)計》。校內(nèi)實習(xí)基地實習(xí)的內(nèi)容與現(xiàn)場生產(chǎn)實際相結(jié)合，并且具備學(xué)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(nèi)實習(xí)基地可以發(fā)揮實習(xí)與實訓(xùn)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(xué)環(huán)境和實踐教學(xué)質(zhì)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(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程實踐、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)（設(shè)計）論文等實踐教學(xué)活動，校、企雙方共同制訂實踐教學(xué)方案，如：《冶金工程實習(xí)指導(dǎo)書》和實習(xí)指導(dǎo)手冊《冶金工程專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)140問（鋼鐵部分）》共同指導(dǎo)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，共同進行實習(xí)考核。從而更好地加強了學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在實習(xí)過程中實施“師生混合編隊”的模式，將部分青年教師編入學(xué)生隊伍，與學(xué)生同工作同生活同實習(xí)，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(xué)基地開設(shè)與生產(chǎn)工藝、設(shè)備緊密結(jié)合的“鐵水預(yù)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(jié)合的方式，校企雙方教師共同指導(dǎo)，對典型技術(shù)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(xué)生對生產(chǎn)實踐與理論知識相結(jié)合的認知能力。
4.以項目為導(dǎo)向、工學(xué)結(jié)合的暑假創(chuàng)新實踐活動。為了確保構(gòu)建的創(chuàng)新實踐教學(xué)體系能夠得到順利實施，并達到預(yù)期的教學(xué)效果，學(xué)院嚴格按照學(xué)校實踐教學(xué)的管理，從制度上規(guī)范和保障了創(chuàng)新實踐教學(xué)體系的實施。制定與創(chuàng)新實踐教育基地工作相關(guān)的管理辦法，建立創(chuàng)新實踐教育基地學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的評價方法。學(xué)生通過國家級、省級、校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、校級課外學(xué)術(shù)科研基金、莙政學(xué)者、科技競賽以及教師的科研項目為平臺載體，根據(jù)學(xué)生的興趣與能力設(shè)置不同層次的項目，通過“項目”這樣一個具體問題啟發(fā)學(xué)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(xué)生分析、探究問題的能力，提高學(xué)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(xué)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(xué)生可以把課堂上學(xué)到的專業(yè)知識指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，在實踐時發(fā)現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)不足的地方，因而能很好促進返校后學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)專業(yè)知識更有主動性和目的性，技能訓(xùn)練更有崗位性和正對性。另一方面，參加暑假實踐的學(xué)生通過企業(yè)真實的崗位鍛煉，增強了崗位適應(yīng)性，提高了實踐工作能力。同時，學(xué)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(xué)習(xí)和實踐，使得實踐教學(xué)環(huán)節(jié)緊密結(jié)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(xué)院從2011年開始，每學(xué)期組織學(xué)生到沙鋼、蘇鋼進行工程實踐，使學(xué)生受到“真刀真槍”的訓(xùn)練，提高了實踐工作能力。
5.畢業(yè)設(shè)計（論文）。主要通過設(shè)立本科畢業(yè)設(shè)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(shè)計（論文）質(zhì)量。實施舉措如下：嚴格執(zhí)行蘇州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）工作辦法的要求，首先把好本科畢業(yè)設(shè)計（論文）的開題關(guān)：審核指導(dǎo)教師資格；審核學(xué)生是否達到進入畢業(yè)設(shè)計（論文）所需的最低學(xué)分；審核畢業(yè)設(shè)計（論文）題目是否符合要求，從而確保本科畢業(yè)設(shè)計（論文）的質(zhì)量。通過過程管理實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)范化。首先向?qū)W生說明畢業(yè)設(shè)計（論文）環(huán)節(jié)在大學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性和不可替代性，師生實施雙向選題，再由學(xué)院和系共同確定。學(xué)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(shè)計（論文）質(zhì)量關(guān)，從而更好地實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)范化。同時，突出畢業(yè)設(shè)計（論文）選題與現(xiàn)場生產(chǎn)中出現(xiàn)的實際問題相結(jié)合，做到工程問題進實驗室，采取“雙導(dǎo)師制”指導(dǎo)學(xué)生在企業(yè)進行畢業(yè)設(shè)計，加強學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)。
二、成果的推廣應(yīng)用效果
1.冶金工程專業(yè)實踐教學(xué)體系經(jīng)過三年的改革與實踐，很好地將校內(nèi)實踐與校外實踐、第一課堂與第二課堂有機統(tǒng)一起來，學(xué)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(shè)計（論文）占總學(xué)分的20%以上，學(xué)生在企業(yè)（包括實習(xí)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(shè)計性、創(chuàng)新性實驗占全部實驗課程比例的80%。
3.學(xué)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(xué)等大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項目、莙政學(xué)者以及大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科研基金項目共30項，學(xué)生公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文10篇（含專利1項），8名同學(xué)參加江蘇省、蘇州大學(xué)高等數(shù)學(xué)競賽并且獲獎。另外，冶金工程2012級有6名同學(xué)參加了國際煉鋼大賽（成績未公布）。學(xué)生工程素質(zhì)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(xué)研究水平和工程素質(zhì)得到提升。項目實施三年以來，完成省級教學(xué)改革項目1項，主持校級教學(xué)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(guān)的教學(xué)研究、改革論文12篇，編寫實習(xí)、實驗指導(dǎo)書3套，獲得蘇州大學(xué)青年教師課堂教學(xué)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(xué)體系的建設(shè)，不僅形成了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，點面結(jié)合專、全方位開放業(yè)的冶金工程專業(yè)實踐教學(xué)體系，使學(xué)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(gòu)建的實踐教學(xué)層次之間相互聯(lián)系，各有側(cè)重，有機結(jié)合，循序漸進，貫穿于本科教學(xué)整個過程中，使學(xué)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(chǔ)與應(yīng)用并重，能力提升與創(chuàng)新培養(yǎng)結(jié)合的特點，為學(xué)生提供了一個系統(tǒng)科學(xué)的實踐教學(xué)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(xué)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(xué)體系建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義，也對相近專業(yè)的實踐教學(xué)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(xué)斌，等。 工程技術(shù)人才創(chuàng)新培養(yǎng)模式的改革與實踐———以蘇州大學(xué)冶金工程專業(yè)實習(xí)和實踐教學(xué)體系改革為例[J].中國冶金教育，2013，（6 ）：43-47.
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