于春梅， 韓麗輝， 馮根生， 王福明

(北京科技大學(xué) 冶金與生態(tài)工程學(xué)院， 北京 100083)

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冶金工程實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)與探索

于春梅， 韓麗輝， 馮根生， 王福明

(北京科技大學(xué) 冶金與生態(tài)工程學(xué)院， 北京 100083)

結(jié)合冶金工程學(xué)科的特點、地位和發(fā)展方向，在冶金工程實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)中，要以實驗教學(xué)為先導(dǎo)，以培養(yǎng)研究型創(chuàng)新人才為目標(biāo)，不斷提高教師教育理論，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合科研素養(yǎng)，增強學(xué)生的創(chuàng)造性思維和科研創(chuàng)新能力，從而達到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。同時，中心人員積極開展實驗教學(xué)方法改革，不斷更新實驗教學(xué)內(nèi)容，努力提高實驗教學(xué)質(zhì)量，進行了實驗教學(xué)設(shè)施軟硬件建設(shè)，優(yōu)質(zhì)資源整合，完善和健全原有的規(guī)章制度，在新形勢下實現(xiàn)實驗教學(xué)和科學(xué)管理的有機統(tǒng)一。

冶金工程； 實驗教學(xué)示范中心； 人才培養(yǎng)

0 引 言

“十二五”高校實驗教學(xué)示范中心建設(shè)是教育部實施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的一項重要舉措，北京科技大學(xué)冶金工程學(xué)科是教育部重點學(xué)科和北京科技大學(xué)優(yōu)勢特色學(xué)科，也是一門理論和實踐緊密結(jié)合，實踐性很強學(xué)科，根據(jù)學(xué)科特點、地位和優(yōu)勢，按照教育部開展“十二五”高校實驗教學(xué)示范中心建設(shè)要求，經(jīng)過學(xué)校申報和專家評審，北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院冶金工程實驗教學(xué)示范中心于2012年被評為“十二五”國家級教學(xué)示范中心[1]。

一直以來，中心以“培養(yǎng)研究型創(chuàng)新人才”為目標(biāo)，始終堅持以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，融知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念，中心人員積極開展改革實驗教學(xué)方法，不斷更新實驗教學(xué)內(nèi)容，努力提高實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。同時，進行了實驗教學(xué)設(shè)施軟硬件建設(shè)，優(yōu)質(zhì)資源整合[2]。目前，實驗中心正在逐步擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，完善和健全原有的規(guī)章制度，大步走向新形勢下實驗教學(xué)和科學(xué)管理的有機統(tǒng)一。

1 加強實驗教學(xué)示范中心軟、硬件建設(shè)

冶金工程實驗教學(xué)示范中心占地3 500 m2，設(shè)備1 200余臺，設(shè)備總值1.08億元，設(shè)備完好率95%以上。中心由專職教師和實驗技術(shù)人員組成，隊伍中教授和院士占51.6%，副教授和高工占29.7%，工程師、講師及以下占18.7%；按學(xué)歷與學(xué)位劃分，博士占75.0%，碩士占4.7%，學(xué)士及以下占20.3%。

中心人員承擔(dān)著95項國家973、863計劃重大項目、國家科技支撐計劃重大項目、國家自然科學(xué)基金項目、省部級項目和境外合作項目，合計經(jīng)費9 389萬元。負責(zé)了多項國內(nèi)主要鋼鐵企業(yè)及相關(guān)企事業(yè)單位的重點科研項目，合計經(jīng)費上億元。同時，還承擔(dān)多項北京市教學(xué)研究項目、北京科技大學(xué)教育教學(xué)改革和“研究型”教學(xué)示范課建設(shè)項目。

目前中心人員共獲得了北京市教育教學(xué)成果獎1項，北京科技大學(xué)教育教學(xué)成果獎12項，發(fā)表教育教學(xué)論文30余篇，獲得授權(quán)專利78項，這些教學(xué)研究成果應(yīng)用于實驗教學(xué)后，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力[3]。

通過以上分析，中心的師資力量具有合理的學(xué)歷和梯隊結(jié)構(gòu)，具有豐富的教學(xué)、科研、管理經(jīng)驗和水平，是一支將教學(xué)和管理相融合，以理論促實踐，打破了傳統(tǒng)的實驗員、教員的分工，每個教師均承擔(dān)教學(xué)和實驗室管理工作的團隊。同時，中心也比較注重對教師和實驗人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)培養(yǎng)，多次組織人員參加相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域最先進的技術(shù)交流會，多次組織人員去各大兄弟院校交流參觀，并定期舉辦高水平學(xué)術(shù)講座和以“提高教學(xué)水平、創(chuàng)新實驗教學(xué)模式”為主題的“大型儀器設(shè)備使用知識系列講座”。在提高教師理論水平的同時，結(jié)合中心工作特點積極進行改革和創(chuàng)新，不斷探求新的管理模式，培養(yǎng)業(yè)務(wù)精英，加強中心人員的隊伍建設(shè)，創(chuàng)建品牌效應(yīng)，使中心優(yōu)質(zhì)服務(wù)于院、校及社會的科學(xué)研究[4-6]。

2 完善實驗教學(xué)課程體系建設(shè)

實驗教學(xué)示范中心面向7個二級學(xué)科共設(shè)置實驗課程37門，包括國家精品課程“冶金物理化學(xué)”及北京市精品課程“冶金工程實驗技術(shù)”和“鋼鐵冶金學(xué)”。

在具體課程設(shè)置中，針對本科生課時較為集中、知識面相對較淺的特點，通過“冶金工程實驗技術(shù)”課程設(shè)置，讓學(xué)生對冶金實驗設(shè)備、實驗過程有一個相對全面的認識；針對研究生學(xué)習(xí)與相對深入?yún)⑴c科研的特點，設(shè)置了“近代冶金與材料研究方法”課程，采用靈活的授課方式，結(jié)合研究生進行科學(xué)研究所密切相關(guān)的物相分析、礦相組織觀察、晶體結(jié)構(gòu)判定、熱分析等實驗和科研手段，從實驗原理的角度對學(xué)生進行深入講解，同時配合相應(yīng)的實踐過程，將研究生在科研中所遇到的問題拿來討論和直接實踐解決，從而使研究生掌握科學(xué)研究的實驗方法，并深入理解其中的原理，開拓研究思路；從學(xué)科角度，針對生態(tài)學(xué)專業(yè)學(xué)生的特點，整合基礎(chǔ)、工業(yè)、應(yīng)用生態(tài)等13門課程的實驗教學(xué)內(nèi)容，形成“生態(tài)學(xué)實驗I、II”綜合實驗課程[7]。

在具體的課程的體系建設(shè)中，實驗教學(xué)示范中心還將實驗課程分為綜合、設(shè)計、操作、必做、選做、演示、普通等多種實驗形式，對本科實驗課程結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，調(diào)整理論教學(xué)與實踐教學(xué)的課時比例，不斷加大動手課時，例如冶金專業(yè)動手實驗學(xué)時從36學(xué)時提高到54學(xué)時，生態(tài)專業(yè)90%的實驗學(xué)時為動手實驗，通過加強學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，既滿足了學(xué)科發(fā)展和學(xué)生興趣的需要，做到尊重學(xué)生個性發(fā)展，又增強了學(xué)生的自主選擇性[8-10]。

課程建設(shè)另一核心工作是教材建設(shè)。多年來，實驗教學(xué)示范中心高度重視教材的編寫工作，到目前為止，中心教師共編寫40本實驗教材及指導(dǎo)書，出版10多種實驗教材，自編實驗講義數(shù)量40多種，為中心的實驗課程建設(shè)發(fā)揮了重要的作用，為中心培養(yǎng)出研究型創(chuàng)新人才提供了一個平臺，從而確保了教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提高。

3 加強中心教學(xué)體系建設(shè)和實踐

3.1 改革實驗教學(xué)方式

為了充分發(fā)揮實驗教學(xué)的輔助作用，培養(yǎng)學(xué)生對實驗課程的興趣，中心積極對日常教學(xué)方式方法進行改革，創(chuàng)新教學(xué)模式。① 為了確保教和學(xué)的良性互動，開展“分平臺小班授課”方式，改善了教學(xué)效果；② 整合優(yōu)勢資源，建立跨學(xué)科實驗教學(xué)平臺，中心的實驗教學(xué)工作依托北京科技大學(xué)優(yōu)勢的礦冶與材料學(xué)科群，建立礦業(yè)工程、冶金工程、材料科學(xué)與工程等相關(guān)多學(xué)科交叉的跨學(xué)科綜合實驗教學(xué)平臺，營造一個培養(yǎng)復(fù)合型人才的環(huán)境。另外，中心還在教學(xué)中引入現(xiàn)代計算技術(shù)和研究方法，在實驗教學(xué)過程中加強科學(xué)技術(shù)和實驗方法在專業(yè)實驗教學(xué)中的應(yīng)用實踐，將現(xiàn)代將數(shù)值模擬技術(shù)引入到教學(xué)中，使得學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法模擬冶金過程，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的目的[11]。

3.2 優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)

在進行教學(xué)方式改革的同時，中心還積極對教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化:

(1) 優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，增強實踐性及綜合性。擴充實驗內(nèi)容，內(nèi)容涵蓋三個學(xué)科專業(yè)方向，不斷調(diào)整和更新實驗內(nèi)容，如增加冶金資源高效利用、濕法有色冶金、微波冶金等新新領(lǐng)域?qū)嶒瀮?nèi)容。

(2) 為本科生提供科技創(chuàng)新活動平臺。加強大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高科技創(chuàng)新意識是高等院校學(xué)生培養(yǎng)的主要內(nèi)容，實驗中心建立相應(yīng)的管理制度以及“211工程”、“優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺”建設(shè)項目資源共享機制，實驗室面向?qū)W生全天開放開展實驗教學(xué)、創(chuàng)新項目以及畢業(yè)論文課題研究，為學(xué)生進行科技創(chuàng)新活動提供了實驗研究平臺，從源頭上打破實驗教學(xué)與科研實驗室之間的壁壘。

(3) 設(shè)置實驗教學(xué)專用實驗室。學(xué)生通過預(yù)約選擇教學(xué)實驗內(nèi)容和進行科技創(chuàng)新活動，不僅完成了教學(xué)計劃，還滿足了學(xué)生開展自主科學(xué)研究的需要和本科結(jié)業(yè)課題實驗研究工作，使得教學(xué)和科技創(chuàng)新相結(jié)合，促進學(xué)生科學(xué)思想、創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)，達到全面提高實踐教學(xué)質(zhì)量和素質(zhì)教育效果目的。

3.3 教學(xué)體系建設(shè)的實踐成果

(1) 教學(xué)方法改革成效顯著。增加了“研究型”教學(xué)示范課程的建設(shè)數(shù)量，使課程學(xué)習(xí)成為學(xué)生研究能力的培養(yǎng)過程。實驗考核方面以“重在過程，不惟結(jié)果”為指導(dǎo)思想，各門實驗課根據(jù)自身特點制定相應(yīng)的考核方法和標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 教學(xué)內(nèi)容不斷更新。5年來，實驗更新率高達30%，實驗內(nèi)容更具有先進性和創(chuàng)新性。為了實現(xiàn)實驗教學(xué)與科研項目的完美結(jié)合，中心教師除了指導(dǎo)學(xué)生實驗，承擔(dān)科研任務(wù)外，還必須積極參加實驗教學(xué)改革，注重將科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容，使實驗教學(xué)內(nèi)容不斷更新。中心還充分利用教師承擔(dān)的 48 項省部級以上獲獎?wù)n題，轉(zhuǎn)化出 18 個綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目，真正實現(xiàn)了實驗教學(xué)與科研的上下貫通和有機融合，為實驗教學(xué)尤其是創(chuàng)新性人才培養(yǎng)注入了新的活力[12]。

(3) 實驗教學(xué)質(zhì)量不斷提高。中心人員先后啟動了“冶金工程本科實驗教學(xué)計算機輔助教學(xué)研究與應(yīng)用”和“冶金物理化學(xué)網(wǎng)上實驗平臺建設(shè)”等項目，初步構(gòu)建了實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)，將各種實驗教學(xué)資料上網(wǎng)，并利用實時互動實驗教學(xué)系統(tǒng)，結(jié)合多媒體和數(shù)碼成象等先進技術(shù)，建立了網(wǎng)上選課、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、遠程實驗教學(xué)等系統(tǒng)[13]。5年來，培養(yǎng)的學(xué)生獲得國家獎學(xué)金79 人次，獲得人民獎學(xué)金1 374人次，新生獎學(xué)金177人次，學(xué)術(shù)十佳9人次，鋼模大賽獲獎125人次，寶鋼獎學(xué)金獲得者2人，挑戰(zhàn)杯獲獎?wù)?個團隊，本科生科技創(chuàng)新獲獎17個團隊，“87校友獎學(xué)金”獲得者1人，第七屆全國青少年科技創(chuàng)新獎(百名)獲得者1人，校長獎?wù)芦@得者1人。

4 強化中心管理體系建設(shè)

實驗教學(xué)中心實施“中心”主任負責(zé)制，在學(xué)校、學(xué)院統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下開展工作。各項工作的開展都有相應(yīng)的管理制度。

4.1 規(guī)范實驗課全過程管理

對每門實驗課分別設(shè)立學(xué)生簽到制度及主講教師和實驗技術(shù)人員課堂記錄表，記錄實驗課的名稱、實驗地點、實驗時間、實驗指導(dǎo)教師名稱、實驗項目、儀器設(shè)備名稱、實驗準(zhǔn)備情況、實驗操作過程、學(xué)生的課堂情況等等，實驗完成后，每名實驗學(xué)生自行處理實驗數(shù)據(jù)，整理實驗結(jié)果，根據(jù)要求撰寫實驗報告。

4.2 建立實驗室專人負責(zé)制

統(tǒng)一建立實驗室名稱標(biāo)牌，統(tǒng)一張貼儀器簡介、使用方法和操作規(guī)程及測試結(jié)果報告的說明和注意事項，建立實驗室專人負責(zé)制，定期對儀器進行維護和檢修，儀器設(shè)備的維護維修費使用執(zhí)行《北京科技大學(xué)設(shè)備維修專用經(jīng)費集資和使用方法》文件。

4.3 規(guī)范實驗室安全管理

統(tǒng)一張貼“加強防火安全教育與管理條例”、“實驗室安全衛(wèi)生管理制度” 、“驗室內(nèi)危險物品名稱和注意事項” 、“實驗室學(xué)生守則” 、“實驗室管理制度”。實行實驗室安全責(zé)任到人制度，由學(xué)院書記牽頭，跟每個實驗室負責(zé)人簽訂冶金與生態(tài)工程學(xué)院安全穩(wěn)定工作責(zé)任書。建立健全各項安全、環(huán)保管理制度，不斷完善消防設(shè)施，電路、儀器裝備保護、整體排風(fēng)系統(tǒng)、及水循環(huán)系統(tǒng)，健全并嚴(yán)格執(zhí)行有毒、有害、腐蝕性藥品的使用審批、購買、使用、保存、廢物回收與處理的程序，做到實驗室安全[14-16]。

5 結(jié) 語

針對原實驗教學(xué)中存在的不足，以實現(xiàn)實驗室資源的有效整合，教學(xué)與科研緊密結(jié)合，與相關(guān)院校和企業(yè)密切聯(lián)合為目標(biāo)，進一步明確實驗教學(xué)示范中心建設(shè)規(guī)劃。中心拓展和更新教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容保持前沿性和系統(tǒng)性。 建設(shè)包括冶金過程先進制造工藝、冶金工藝及實驗虛擬仿真、黑色及有色金屬礦產(chǎn)高效利用、先進物相分析及研究技術(shù)等高水平實驗室。進一步豐富實驗教學(xué)手段，使教學(xué)更加形象、生動，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和探索興趣，改善教學(xué)效果。

中心不斷完善實驗教學(xué)測評體系及管理制度，加強國內(nèi)、國際交流，進一步完善考核激勵制度、經(jīng)費投入與管理制度、設(shè)備運行管理制度和實驗室開放管理制度。建成具有國內(nèi)先進水平、系統(tǒng)全面的冶金工程實驗教學(xué)體系，在國內(nèi)冶金工程學(xué)科具備示范引領(lǐng)。

[1] 教育部.教育部關(guān)于開展高學(xué)校實驗教學(xué)示范中心建設(shè)和評審工作的通知(教高[2005]8號)[EB/OL](2005-05-12).htpp://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/moe/moe_735/201001/xxgk.79341.html.

[2] 《教育規(guī)劃綱要》工作小組辦公室.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)，教育規(guī)劃綱要輔導(dǎo)讀本[M].北京：教育科學(xué)出版社，2010.

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The Study and Construction of Metallurgical Engineering Experiment Demonstration Center

YUChun-mei，HANLi-hui，F(xiàn)ENGGen-sheng，WANGFu-ming

(School of Metallurgy and Ecological Engineering, University of Science and Technology, Beijing 100083，China)

According to the characteristic, position and development of metallurgical engineering, this article discusses how to build the experiment teaching demonstration center. In the building process, we should enhance the engineering practice capabilities and innovative qualities of students who major in metallurgical engineering, put experiment teaching in the first place, aim at training researchable and innovative talents, increase teacher's teaching theories, emphasize on developing student's comprehensive capabilities, and enhance student's creativity. Meanwhile, the center actively reforms experiment teaching methods, constantly updates experiment teaching content, improves the quality of teaching, develops and integrates the hardware, software and the high quality resources. At present, the center gradually gets rid of the traditional teaching method, develops the existing rules and regulations, and makes for a unified agency of experiment teaching and scientific management under the new situation.

metallurgical engineering; experiment teaching demonstration; training talents

2014-07-25

于春梅(1980-)，女，黑龍江蘭西人，碩士，工程師，主要研究方向為粉體綜合性能及氣體分析。

Tel.：13718290055；E-mail:yuchunmei@metall.ustb.edu.cn

TF 1； G 642.0

A

1006-7167(2015)05-0141-03