冶金工程實驗教學示范中心的建設與探索

于春梅， 韓麗輝， 馮根生， 王福明

(北京科技大學 冶金與生態工程學院， 北京 100083)

?

冶金工程實驗教學示范中心的建設與探索

于春梅， 韓麗輝， 馮根生， 王福明

(北京科技大學 冶金與生態工程學院， 北京 100083)

結合冶金工程學科的特點、地位和發展方向，在冶金工程實驗教學示范中心的建設中，要以實驗教學為先導，以培養研究型創新人才為目標，不斷提高教師教育理論，注重培養學生綜合科研素養，增強學生的創造性思維和科研創新能力，從而達到提高人才培養質量。同時，中心人員積極開展實驗教學方法改革，不斷更新實驗教學內容，努力提高實驗教學質量，進行了實驗教學設施軟硬件建設，優質資源整合，完善和健全原有的規章制度，在新形勢下實現實驗教學和科學管理的有機統一。

冶金工程； 實驗教學示范中心； 人才培養

0 引 言

“十二五”高校實驗教學示范中心建設是教育部實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的一項重要舉措，北京科技大學冶金工程學科是教育部重點學科和北京科技大學優勢特色學科，也是一門理論和實踐緊密結合，實踐性很強學科，根據學科特點、地位和優勢，按照教育部開展“十二五”高校實驗教學示范中心建設要求，經過學校申報和專家評審，北京科技大學冶金與生態工程學院冶金工程實驗教學示范中心于2012年被評為“十二五”國家級教學示范中心[1]。

一直以來，中心以“培養研究型創新人才”為目標，始終堅持以學生為主體，以教師為主導，融知識、能力、素質協調發展的教育理念，中心人員積極開展改革實驗教學方法，不斷更新實驗教學內容，努力提高實驗教學質量，培養學生的創造性思維和創新能力。同時，進行了實驗教學設施軟硬件建設，優質資源整合[2]。目前，實驗中心正在逐步擺脫傳統教學模式的束縛，完善和健全原有的規章制度，大步走向新形勢下實驗教學和科學管理的有機統一。

1 加強實驗教學示范中心軟、硬件建設

冶金工程實驗教學示范中心占地3 500 m2，設備1 200余臺，設備總值1.08億元，設備完好率95%以上。中心由專職教師和實驗技術人員組成，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%；按學歷與學位劃分，博士占75.0%，碩士占4.7%，學士及以下占20.3%。

中心人員承擔著95項國家973、863計劃重大項目、國家科技支撐計劃重大項目、國家自然科學基金項目、省部級項目和境外合作項目，合計經費9 389萬元。負責了多項國內主要鋼鐵企業及相關企事業單位的重點科研項目，合計經費上億元。同時，還承擔多項北京市教學研究項目、北京科技大學教育教學改革和“研究型”教學示范課建設項目。

目前中心人員共獲得了北京市教育教學成果獎1項，北京科技大學教育教學成果獎12項，發表教育教學論文30余篇，獲得授權專利78項，這些教學研究成果應用于實驗教學后，激發了學生的學習興趣，提高了學生的創新實踐能力[3]。

通過以上分析，中心的師資力量具有合理的學歷和梯隊結構，具有豐富的教學、科研、管理經驗和水平，是一支將教學和管理相融合，以理論促實踐，打破了傳統的實驗員、教員的分工，每個教師均承擔教學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務素質培養，多次組織人員參加相關技術領域最先進的技術交流會，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術講座和以“提高教學水平、創新實驗教學模式”為主題的“大型儀器設備使用知識系列講座”。在提高教師理論水平的同時，結合中心工作特點積極進行改革和創新，不斷探求新的管理模式，培養業務精英，加強中心人員的隊伍建設，創建品牌效應，使中心優質服務于院、校及社會的科學研究[4-6]。

2 完善實驗教學課程體系建設

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

在具體課程設置中，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”課程設置，讓學生對冶金實驗設備、實驗過程有一個相對全面的認識；針對研究生學習與相對深入參與科研的特點，設置了“近代冶金與材料研究方法”課程，采用靈活的授課方式，結合研究生進行科學研究所密切相關的物相分析、礦相組織觀察、晶體結構判定、熱分析等實驗和科研手段，從實驗原理的角度對學生進行深入講解，同時配合相應的實踐過程，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；從學科角度，針對生態學專業學生的特點，整合基礎、工業、應用生態等13門課程的實驗教學內容，形成“生態學實驗I、II”綜合實驗課程[7]。

在具體的課程的體系建設中，實驗教學示范中心還將實驗課程分為綜合、設計、操作、必做、選做、演示、普通等多種實驗形式，對本科實驗課程結構進行優化，調整理論教學與實踐教學的課時比例，不斷加大動手課時，例如冶金專業動手實驗學時從36學時提高到54學時，生態專業90%的實驗學時為動手實驗，通過加強學生實踐能力的培養，既滿足了學科發展和學生興趣的需要，做到尊重學生個性發展，又增強了學生的自主選擇性[8-10]。

課程建設另一核心工作是教材建設。多年來，實驗教學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本實驗教材及指導書，出版10多種實驗教材，自編實驗講義數量40多種，為中心的實驗課程建設發揮了重要的作用，為中心培養出研究型創新人才提供了一個平臺，從而確保了教學質量的穩步提高。

3 加強中心教學體系建設和實踐

3.1 改革實驗教學方式

為了充分發揮實驗教學的輔助作用，培養學生對實驗課程的興趣，中心積極對日常教學方式方法進行改革，創新教學模式。① 為了確保教和學的良性互動，開展“分平臺小班授課”方式，改善了教學效果；② 整合優勢資源，建立跨學科實驗教學平臺，中心的實驗教學工作依托北京科技大學優勢的礦冶與材料學科群，建立礦業工程、冶金工程、材料科學與工程等相關多學科交叉的跨學科綜合實驗教學平臺，營造一個培養復合型人才的環境。另外，中心還在教學中引入現代計算技術和研究方法，在實驗教學過程中加強科學技術和實驗方法在專業實驗教學中的應用實踐，將現代將數值模擬技術引入到教學中，使得學生應用數學方法模擬冶金過程，從而達到培養學生創新思維和創新能力的目的[11]。

3.2 優化實驗教學內容和結構

在進行教學方式改革的同時，中心還積極對教學內容和結構進行優化:

(1) 優化實驗教學內容和結構，增強實踐性及綜合性。擴充實驗內容，內容涵蓋三個學科專業方向，不斷調整和更新實驗內容，如增加冶金資源高效利用、濕法有色冶金、微波冶金等新新領域實驗內容。

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

(3) 設置實驗教學專用實驗室。學生通過預約選擇教學實驗內容和進行科技創新活動，不僅完成了教學計劃，還滿足了學生開展自主科學研究的需要和本科結業課題實驗研究工作，使得教學和科技創新相結合，促進學生科學思想、創新意識和實踐能力的培養，達到全面提高實踐教學質量和素質教育效果目的。

3.3 教學體系建設的實踐成果

(1) 教學方法改革成效顯著。增加了“研究型”教學示范課程的建設數量，使課程學習成為學生研究能力的培養過程。實驗考核方面以“重在過程，不惟結果”為指導思想，各門實驗課根據自身特點制定相應的考核方法和標準。

(2) 教學內容不斷更新。5年來，實驗更新率高達30%，實驗內容更具有先進性和創新性。為了實現實驗教學與科研項目的完美結合，中心教師除了指導學生實驗，承擔科研任務外，還必須積極參加實驗教學改革，注重將科研成果轉化為實驗教學內容，使實驗教學內容不斷更新。中心還充分利用教師承擔的 48 項省部級以上獲獎課題，轉化出 18 個綜合性、設計性、創新性實驗項目，真正實現了實驗教學與科研的上下貫通和有機融合，為實驗教學尤其是創新性人才培養注入了新的活力[12]。

(3) 實驗教學質量不斷提高。中心人員先后啟動了“冶金工程本科實驗教學計算機輔助教學研究與應用”和“冶金物理化學網上實驗平臺建設”等項目，初步構建了實驗教學網絡，將各種實驗教學資料上網，并利用實時互動實驗教學系統，結合多媒體和數碼成象等先進技術，建立了網上選課、網絡教學、遠程實驗教學等系統[13]。5年來，培養的學生獲得國家獎學金79 人次，獲得人民獎學金1 374人次，新生獎學金177人次，學術十佳9人次，鋼模大賽獲獎125人次，寶鋼獎學金獲得者2人，挑戰杯獲獎者2個團隊，本科生科技創新獲獎17個團隊，“87校友獎學金”獲得者1人，第七屆全國青少年科技創新獎(百名)獲得者1人，校長獎章獲得者1人。

4 強化中心管理體系建設

實驗教學中心實施“中心”主任負責制，在學校、學院統一領導下開展工作。各項工作的開展都有相應的管理制度。

4.1 規范實驗課全過程管理

對每門實驗課分別設立學生簽到制度及主講教師和實驗技術人員課堂記錄表，記錄實驗課的名稱、實驗地點、實驗時間、實驗指導教師名稱、實驗項目、儀器設備名稱、實驗準備情況、實驗操作過程、學生的課堂情況等等，實驗完成后，每名實驗學生自行處理實驗數據，整理實驗結果，根據要求撰寫實驗報告。

4.2 建立實驗室專人負責制

統一建立實驗室名稱標牌，統一張貼儀器簡介、使用方法和操作規程及測試結果報告的說明和注意事項，建立實驗室專人負責制，定期對儀器進行維護和檢修，儀器設備的維護維修費使用執行《北京科技大學設備維修專用經費集資和使用方法》文件。

4.3 規范實驗室安全管理

統一張貼“加強防火安全教育與管理條例”、“實驗室安全衛生管理制度” 、“驗室內危險物品名稱和注意事項” 、“實驗室學生守則” 、“實驗室管理制度”。實行實驗室安全責任到人制度，由學院書記牽頭，跟每個實驗室負責人簽訂冶金與生態工程學院安全穩定工作責任書。建立健全各項安全、環保管理制度，不斷完善消防設施，電路、儀器裝備保護、整體排風系統、及水循環系統，健全并嚴格執行有毒、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 語

針對原實驗教學中存在的不足，以實現實驗室資源的有效整合，教學與科研緊密結合，與相關院校和企業密切聯合為目標，進一步明確實驗教學示范中心建設規劃。中心拓展和更新教學內容，使教學內容保持前沿性和系統性。 建設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高效利用、先進物相分析及研究技術等高水平實驗室。進一步豐富實驗教學手段，使教學更加形象、生動，調動學生的主觀能動性和探索興趣，改善教學效果。

中心不斷完善實驗教學測評體系及管理制度，加強國內、國際交流，進一步完善考核激勵制度、經費投入與管理制度、設備運行管理制度和實驗室開放管理制度。建成具有國內先進水平、系統全面的冶金工程實驗教學體系，在國內冶金工程學科具備示范引領。

[1] 教育部.教育部關于開展高學校實驗教學示范中心建設和評審工作的通知(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] 《教育規劃綱要》工作小組辦公室.國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)，教育規劃綱要輔導讀本[M].北京：教育科學出版社，2010.

[3] 韓麗輝，劉 云，馮根生，等. 冶金研究型人才工程能力與創新素質的培養[J].實驗技術與管理，2008，25(5):125-127.

[4] 孔 琳. 在實驗教學中構建研究性教學模式[J].實驗室科學，2007(1):18-19.

[5] 阮秋琦.以研究性教學培養創新性人才[J].中國大學教學，2008(12):23-25.

[6] 楊士強，全成斌.實踐為本，創新為魂——計算機實驗教學示范中心建設與實踐教育若干思考[J].計算機教育，2009(16):14-18.

[7] 陳偉慶. 冶金工程實驗技術[M]. 北京：冶金工業出版社，2004.

[8] 周銘東. 教學實驗中心管理機制和運轉模式初探[J].實驗科學與技術，2005(4):53-55.

[9] 黃啟來，呂宏偉，曹 彪. 實施基礎實驗室開放模式的探索[J].實驗技術與管理，2011(7):183-184.

[10] 許敖敖. 推進實驗教學改革 適應人才培養要求[J].實驗室研究與探索，1994(4):1-2.

[11] 張玉平，徐 洲，林忠欽. 新時期一流大學實驗室建設與管理探索[J].實驗室研究與探索，2009(12):15-16.

[12] 陳先榮. 實驗教學示范中心基礎實驗教學的改革與實施[J].實驗技術與管理，2009, 26(6): 104-106.

[13] 唐貴平，唐立軍.實驗教學示范中心的創建探索[J].微生物學通報，2009，36(10):1609-1613.

[14] 黃炳輝，李 勇，卜 建.安全準入制度是提高高校實驗室安全的重要舉措[J].實驗技術與管理，2009, 26(4): 150-152.

[15] 陳偉強. 加強實驗室開放提高學生的創新能力[J].安徽科技學院學報，2009，23(5):43-45.

[16] 秦鋼年，廖慶敏，蒙艷玫，等.創新型人才培養與實驗教學示范中心建設[J].實驗室研究與探索，2010,29(9):116-118,121.

The Study and Construction of Metallurgical Engineering Experiment Demonstration Center

YUChun-mei，HANLi-hui，FENGGen-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