路焱　李杰

摘 要：本文以冶金工程專業(yè)課程體系為依托，結(jié)合專業(yè)實踐教學具體情況，審視綜合實驗當前存在的主要問題，研究了綜合實驗環(huán)節(jié)教學改革的新途徑。采取及時轉(zhuǎn)變教學理念、教學內(nèi)容模塊化、改變考核模式的措施進行實踐改革，以達到切實提高教學效果的目的。

關(guān)鍵詞：綜合實驗；冶金工程；教學改革；課程體系

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216（2018）01B-0098-02

21世紀以來，我國高等教育事業(yè)隨國家經(jīng)濟的發(fā)展呈現(xiàn)出了持續(xù)進步的態(tài)勢，高等教育的培養(yǎng)目標由傳統(tǒng)的專業(yè)型人才培養(yǎng)逐漸演變?yōu)樽⒅貙W生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，實現(xiàn)目標的手段和過程也日漸豐富。這對高等學校如何有效地培育學生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)提出了更嚴格的要求。

以內(nèi)蒙古工業(yè)大學冶金工程專業(yè)（2012版）的培養(yǎng)方案為例，要求其對實踐環(huán)節(jié)必須有所側(cè)重，指導性教學計劃中亦要求有所體現(xiàn)。冶金綜合實驗作為冶金工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)中的重要課程，在課程體系中起著重要的傳承作用。其教學目的在于：通過實驗的手段使該專業(yè)學生深刻理解鋼鐵及有色金屬冶金的原理及工藝，熟悉相關(guān)的冶金研究方法，并學會分析、處理、應用實驗數(shù)據(jù)，掌握成為高級應用型人才的專業(yè)實驗技能。然而，冶金綜合實驗的效能較低是專業(yè)培育過程中所體現(xiàn)出的主要問題，通過教學改革來提高教學效能則成為促進專業(yè)建設的必然途徑。本文依托內(nèi)蒙古工業(yè)大學冶金工程專業(yè)課程體系，就冶金綜合實驗教學過程中存在的相關(guān)問題，提出教學研究改革的新方法。

一、冶金綜合實驗教學過程中存在的問題

從綜合實驗的本質(zhì)上講，該課程是將專業(yè)理論、實驗技能相互融合的實驗形式，具備了系統(tǒng)性、綜合性、實踐性等特點，實驗內(nèi)容緊密聯(lián)系專業(yè)課程理論知識。該課程的實施情況因受限于教學環(huán)境、師資力量、學生個體差異等客觀條件，教學過程中易出現(xiàn)如下幾方面的問題。

（一）學時少，任務重

現(xiàn)階段，大量繁重的實驗任務與較短的教學時間存在著矛盾，為了保證實驗任務順利完成，在實施過程中常會出現(xiàn)提前或者延后實驗時間的情況。目前，冶金專業(yè)綜合實驗具體內(nèi)容在該校的設置為：輕金屬或者稀土合金原料設計及配料；熔煉工藝設計及實施；試樣制備及成型；試樣組織性能測試與分析；撰寫綜合實驗報告。這些教學環(huán)節(jié)所需要的時間不等，其中輕金屬或稀土合金原料設計及配料耗時較短，需要約1天；而熔煉工藝、試樣制備階段需要約3天；試樣組織性能測試與分析耗時較長，需要約3～4天。而該課程的學時數(shù)為一周，這就與教學計劃相互沖突。為完成正常的實踐教學活動，老師們通常要求學生提前一周完成實驗設計和計算環(huán)節(jié)，另外，在實驗進行周需要學生延長實驗時間，晚間也要安排學生進行實驗。這種現(xiàn)象勢必會影響到其他教學環(huán)節(jié)的開展，夜間實驗的安全問題得不到保障，甚至導致達不到實驗預期效果的情況產(chǎn)生。

（二）教學容量與教學條件不匹配

因冶金綜合實驗為工科專業(yè)的大型綜合性實驗課程，這對教學單位的教學條件提出了較高的要求，需要“硬件”條件和“軟件”條件相匹配，這其中涉及實驗場地、實驗設備、實驗人員配備、教師數(shù)量、教師水平、教學計劃安排等多方面的因素。該校冶金工程專業(yè)設置的班容量近年來一直保持為每一年級2個班，在校生人數(shù)常年保持在270～290人。目前的教學容量相比2013年以前得到了一定的擴充，冶金工程實驗室場地面積由89.6m2增加到172.1m2，實驗設備臺套數(shù)由45套增加到82套，實驗設備總價值由83.6萬元增加到174.62萬元，冶金工程實驗室人員數(shù)量由13人增加到20人。

雖然從數(shù)據(jù)上看，教學容量得到了有效的提升，但仍然無法滿足學生數(shù)量的增長需求。因此，產(chǎn)生不利于實驗教學的問題的可能性隨之增加，常見的問題有：

1.實驗場地擁擠。雖然冶金工程實驗室場地總面積不小，但是冶金實驗設備體積較大，另外分為多個分實驗室，實際上每個分實驗室的場地有效空間依然較小，學生在實驗過程中依然感覺不夠?qū)挸?，實驗時也會相互影響。

2.存在較大的安全隱患。場地擁擠可能會帶來一些安全隱患，有些學生距離實驗設備很近，冶金實驗設備多數(shù)時間處于高溫狀態(tài)下，極易產(chǎn)生危險。另外，教師在指導實驗的過程中必須兼顧實驗教學和人員安全問題，教學質(zhì)量得不到保障。

3.實驗設備故障率較高。因為實驗計劃安排緊湊，實驗設備的運轉(zhuǎn)時間很長，尤其是在進行高溫實驗時，如果無法保證較長的冷卻時間就很容易引起設備老化甚至損毀。

4.實驗效果下降。綜合前面幾個問題，其負面作用最終都會反饋在實際的教學過程中，致使教學效果無法得到有效保證。

（三）教學形式缺乏靈活性

冶金綜合實驗的教學形式同其他工科專業(yè)大型綜合實驗別無二致，主要體現(xiàn)為漸進式的教學模式，大部分工科專業(yè)實行實驗預習和“準備—實驗方案設計—實驗操作—實驗結(jié)果與分析”的傳統(tǒng)教學方法，對創(chuàng)新型教學特色的體現(xiàn)程度有所欠缺。尤其近年來，教育體系的框架限制導致學生的自學能力和實操能力嚴重下滑，學生對實驗的反饋效果不良，無法有效融合專業(yè)理論知識，進一步削弱了專業(yè)培養(yǎng)的特色和要求。此外，以前通過其他專業(yè)課及實習環(huán)節(jié)了解的專業(yè)信息與咨詢并沒能有效激發(fā)學生的專業(yè)興趣，學生對于專業(yè)實踐教學的學習熱情每況愈下，部分學生主動學習的意愿和能力也不斷降低，對整個班級甚至專業(yè)的學習環(huán)境也會產(chǎn)生不良影響。長此以往，學生培養(yǎng)的效果將不再特色鮮明，不僅會影響到學校、專業(yè)的發(fā)展，更不利于學生綜合素質(zhì)的提高。

二、冶金綜合實驗改革新途徑

（一）教學理念應及時轉(zhuǎn)變并緊隨工程教育認證體系

2016年6月2日，我國成為國際本科工程教育學會互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的第十八個正式會員，這意味著，對于本科院校學生，只要其所在的專業(yè)取得了工程教育專業(yè)認證，就擁有了國際工程教育“質(zhì)量保證書”。此背景下，高等院校本科教學的傳統(tǒng)理念受到極大影響，應以學生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)為首要目標，提升培養(yǎng)要求和質(zhì)量，以達到國際通用水平。endprint

因此，傳統(tǒng)教學理念必須轉(zhuǎn)變，大型綜合實驗也應如此。應該明確教學的核心思想是“以學生為中心”，主要體現(xiàn)為綜合實驗的設計性和團隊性。冶金綜合實驗的環(huán)境更接近于實際生產(chǎn)，如鋁板帶的軋制工藝設計需要依據(jù)不同鋁板軋件尺寸進行軋制溫度、速度等工藝參數(shù)調(diào)整，軋輥直徑、軋制壓力等軋機運行調(diào)試等工作也應陸續(xù)完成，這些環(huán)節(jié)皆體現(xiàn)了設計工作的重要性。在這一環(huán)節(jié)的實踐中，通過模擬真實的生產(chǎn)環(huán)境達到著重培養(yǎng)學生自主設計工程方案的能力的目的。此外，綜合實驗的綜合程度決定了教學過程中必須發(fā)揮團隊作用，教師、學生都需要充當團隊角色，根據(jù)實驗內(nèi)容自行研發(fā)設計方案，并提出有效解決辦法，錘煉學生在多學科背景下的團隊意識。總之，專業(yè)綜合實驗的教學理念應該順應專業(yè)未來的發(fā)展趨勢，適時“轉(zhuǎn)彎”，以工程教育認證為“目的地”，加快改革速度，這樣才能更好地適應教育全球化的大勢。

（二）教學內(nèi)容逐步實現(xiàn)“模塊化”

冶金綜合實驗內(nèi)容，應結(jié)合實驗大綱和實驗指導書，發(fā)揮學院科研優(yōu)勢和地方專業(yè)特色，凝練具代表性、設計性于一體的模塊化實驗。該專業(yè)在以往綜合實驗的基礎上提出三個“模塊”，具體如圖1所示。

在圖1中，綜合實驗內(nèi)容被劃分為 “黑色金屬模塊”“稀土模塊”和 “有色金屬模塊”三部分。其中黑色金屬模塊的主要實驗內(nèi)容為黑色金屬的熔煉、鑄造、成型、制樣、力學性能測試及材料表面分析；稀土模塊主要的實驗內(nèi)容為稀土化合物的冶金過程、稀土材料合成制備、稀土合金性能測試及表征；有色金屬模塊的主要實驗內(nèi)容為鋁、鎂等輕金屬的電解過程、輕金屬合金的制備、輕金屬合金的熱處理、合金力學性能測試及表征。

其中，稀土模塊因我校所處地域優(yōu)勢（地處內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市，毗鄰包頭市白云鄂博稀土礦）和指導教師的科學研究方向，可以重點打造為綜合實驗特色模塊，也建議學生選擇稀土模塊作為實驗任務。另外，該專業(yè)的學生可以提前依據(jù)實驗說明書，自由分組并選擇三個模塊其中之一，使其在選擇并制定實驗方案時更具靈活性。并且，三個實驗模塊可以分不同的周次進行，鼓勵學生選擇兩個甚至全部模塊，使其更加全面地參與綜合實驗，全方位汲取相關(guān)領域的專業(yè)知識和實驗技術(shù)。這種“模塊化”實驗設置模式使教師和學生都能夠在實驗過程中突破傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容的束縛，利用學院的科研平臺和相關(guān)聯(lián)的科研項目，積極調(diào)動教師的主觀能動性，充分發(fā)揮學生的自主意識，以提高實驗參與度和認同度，進而達到“學習即產(chǎn)出”的效果。

（三）教學考核模式需要變化

以往的考核模式較為單一，主要是以實驗報告的評閱為主，平時的實驗表現(xiàn)為輔，最后綜合評定成績進行考核。新形勢下，教學考核模式可以將實驗報告的評估和實驗結(jié)束后的答辯環(huán)節(jié)更好地結(jié)合起來，再加上以實驗報告為基礎進行科技論文的撰寫訓練。新的考核模式能夠全面提升學生的專業(yè)認知及應用水平，對綜合實驗要求的設計、分析、總結(jié)歸納能力都是有效的鍛煉。另外，通過撰寫論文，能夠使學生更直觀地了解本學科的發(fā)展方向與前沿動態(tài)，有利于激發(fā)學生的專業(yè)熱情。

三、結(jié)束語

在冶金專業(yè)的實踐教學體系中，綜合實驗的有效實施可以發(fā)揮重要作用。冶金綜合實驗的改革能夠切實提高學生的專業(yè)實踐能力，能夠有效發(fā)揮實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)作用。學生在實踐中收獲專業(yè)理論知識、實驗技術(shù)、自主分析和解決問題的素質(zhì)、團隊合作經(jīng)驗及持續(xù)學習和發(fā)展的能力，是工科專業(yè)實踐教育的進步。

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