“冶金實(shí)驗(yàn)研究方法”實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法的改革與探索

張金玲+王社斌+許美賢+卜穎宏+林萬(wàn)明

摘要：通過(guò)對(duì)《冶金實(shí)驗(yàn)研究方法》實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行改革與探索，提出開(kāi)放式、綜合性和自主性相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式，以及完善、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)考核體系，設(shè)立“基礎(chǔ)訓(xùn)練—綜合培養(yǎng)—工程應(yīng)用”三個(gè)層面的冶金專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系，將工程應(yīng)用能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)納入冶金實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，從而達(dá)到提高學(xué)生工程應(yīng)用能力的目的。

關(guān)鍵詞：冶金實(shí)驗(yàn)研究方法；實(shí)驗(yàn)課；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）16-0109-02

一、引言

目前，隨著教育理念的更新發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、獨(dú)立思考的能力逐漸納入培養(yǎng)體系，因此傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式逐漸被打破，取而代之的是實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理中自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

《冶金實(shí)驗(yàn)研究方法》是一門典型的以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M緊密結(jié)合的課程。它與實(shí)驗(yàn)密不可分，學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，掌握冶金理論和冶金工藝流程等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以及各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)模擬，在實(shí)驗(yàn)中能培養(yǎng)動(dòng)手能力、科學(xué)思維和工程意識(shí)，掌握冶金工程的基本實(shí)驗(yàn)研究方法和技能達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐、提高科學(xué)研究等綜合素質(zhì)的目的。因此，所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，尤其是材料類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其方式較為單一，在實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置方面都有嚴(yán)格的限制，很難根據(jù)學(xué)生的專業(yè)方向進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)安排，成為發(fā)展學(xué)生綜合能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的桎梏。由于實(shí)驗(yàn)課依附于理論課，致使現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)管理模式按照課程管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容各自獨(dú)立，有些實(shí)驗(yàn)甚至有內(nèi)容重復(fù)、相近的現(xiàn)象，造成教學(xué)資源的浪費(fèi)。而目前在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)常常是封閉的，實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是固定的，這也就造成了學(xué)生在相應(yīng)環(huán)節(jié)沒(méi)有充分的選擇余地。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，單純的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室一般規(guī)模不大，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又只能固定于幾個(gè)特定的實(shí)驗(yàn)，影響了學(xué)生創(chuàng)新性思維的開(kāi)發(fā)。在實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)，目前都是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的簽到和提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為主要給分依據(jù)，沒(méi)有結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)和態(tài)度。

結(jié)合我校冶金工程專業(yè)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，我們對(duì)目前冶金專業(yè)開(kāi)設(shè)的《冶金實(shí)驗(yàn)研究方法》中的實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)置提出了一些改進(jìn)措施。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)課上課形式、上課內(nèi)容和考核制度的改革，來(lái)改變以往按實(shí)驗(yàn)教材敘述和教師詳細(xì)講解的教學(xué)模式，克服單純驗(yàn)證性或測(cè)試性實(shí)驗(yàn)孤立進(jìn)行而造成理論與實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密的現(xiàn)象，避免成績(jī)由實(shí)驗(yàn)報(bào)告決定而帶來(lái)的片面性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)意識(shí)和工程技術(shù)能力。

二、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式的改革

1.實(shí)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)?！伴_(kāi)放性實(shí)驗(yàn)”主要指的是兩方面，即實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放和內(nèi)容的開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)管理；而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開(kāi)放則是指學(xué)生可以自主選擇實(shí)驗(yàn)題目，在教師的指導(dǎo)下自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這其中，實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放尤為重要。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)不再拘泥于書(shū)上所教授的試驗(yàn)方法或?qū)嶒?yàn)設(shè)備，而是在教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，針對(duì)某一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以通過(guò)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，確定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，在實(shí)驗(yàn)室的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。要求圍繞一系列冶金實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，使學(xué)生掌握冶金實(shí)驗(yàn)研究的方法，同時(shí)根據(jù)冶金行業(yè)的發(fā)展，結(jié)合冶金工藝技術(shù)的要求，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)研究的技術(shù)素質(zhì)，提高學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性與科研基本技能。

2.學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)。我們將“冶金實(shí)驗(yàn)研究方法”的課堂教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)層次：第一層次指的是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，包括各種儀器、設(shè)備的操作以及結(jié)果分析方法。在“冶金實(shí)驗(yàn)研究方法”這門課程中，例如熔煉爐的操作使用、石灰石活性度的測(cè)定、鋼中硫含量的測(cè)試、爐渣熔點(diǎn)測(cè)定、頂吹轉(zhuǎn)爐模擬、中間包模擬等，目的是掌握冶金過(guò)程的基本實(shí)驗(yàn)技能，為后續(xù)綜合性實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。第二層次實(shí)驗(yàn)是綜合性實(shí)驗(yàn)，考慮到有色冶金、鋼鐵冶金方向的培養(yǎng)需要，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為必做實(shí)驗(yàn)和選做實(shí)驗(yàn)，其中必做實(shí)驗(yàn)是冶金工程專業(yè)學(xué)生都必須完成的，而選做實(shí)驗(yàn)則依據(jù)不同培養(yǎng)方向的需要以及現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，分別開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生選擇。這部分實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于小型的冶金研究課題，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)來(lái)解決冶金研究中的問(wèn)題，主要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及相互合作的能力。

實(shí)驗(yàn)課的上課形式分為教師指導(dǎo)操作和學(xué)生自主操作。對(duì)于一些貴重的大型設(shè)備，如火花原子放射光譜儀、掃描隧道顯微鏡等設(shè)備的使用可以在專業(yè)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行，以確保儀器、設(shè)備的正常運(yùn)行；而對(duì)于傳統(tǒng)的冶金實(shí)驗(yàn)、測(cè)試設(shè)備，如電阻爐、分析天平等，則可以在教師的統(tǒng)一講解和示范后，按照使用手冊(cè)和操作規(guī)范，由學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

3.工程能力的培養(yǎng)。為了適應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)和知識(shí)的高速發(fā)展，解決在實(shí)際應(yīng)用中所面臨的工程問(wèn)題，工程能力的培養(yǎng)成為冶金工程專業(yè)大學(xué)生所要求具備的基本素質(zhì)，工程能力的高低成為衡量現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)人才的基本標(biāo)準(zhǔn)。《冶金實(shí)驗(yàn)研究方法》專業(yè)課中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生工程能力為目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展“基礎(chǔ)型訓(xùn)練—綜合型訓(xùn)練—工程型應(yīng)用”三個(gè)層面的冶金專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系?；拘陀?xùn)練：通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)等手段，了解冶金專業(yè)的相關(guān)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方法，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能。綜合型訓(xùn)練：通過(guò)開(kāi)設(shè)綜合型的實(shí)驗(yàn)題目，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能。學(xué)生通過(guò)綜合運(yùn)用冶金專業(yè)課上所學(xué)到的相關(guān)內(nèi)容，訓(xùn)練其綜合技能，培養(yǎng)其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。工程型應(yīng)用：通過(guò)“產(chǎn)品設(shè)計(jì)—生產(chǎn)仿真測(cè)試—性能測(cè)試”等一系列環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生專業(yè)課程理論知識(shí)融會(huì)貫通，使其將所學(xué)的冶金專業(yè)理論知識(shí)和工廠實(shí)踐全面的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)冶金產(chǎn)品方案，生產(chǎn)合格冶金產(chǎn)品的全面性、綜合性的工程技術(shù)能力，從而使學(xué)生具備將冶金專業(yè)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)的初步能力。例如，課程中的冶金電阻爐的設(shè)計(jì)問(wèn)題，傳統(tǒng)的教學(xué)方式只是將爐子參數(shù)給定畫(huà)出電阻爐示意圖，而改革后則可以要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)溫度要求，自行選擇熱電偶、纏繞方式、耐火材料、絕緣材料的類型和方式，爐子設(shè)計(jì)好之后，根據(jù)專業(yè)方向的不同，選擇不同的原料進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)性能進(jìn)行分析，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程能力的目的。endprint

4.完善實(shí)驗(yàn)的考核。為了使實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得良好的效果，學(xué)生獲得更多的專業(yè)知識(shí)和技能，科學(xué)的考核體系、合理完善的考核方法是必不可少的。我們從實(shí)驗(yàn)的目的和意義入手，采取多層次、多方位的考核辦法，從而建立科學(xué)有效的“冶金實(shí)驗(yàn)方法”實(shí)驗(yàn)課考核機(jī)制?！耙苯饘?shí)驗(yàn)方法”實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)分為實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)兩個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)是在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中由實(shí)驗(yàn)教師給出：實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)動(dòng)手的各個(gè)環(huán)節(jié)（包括是否掌握實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)操作是否符合規(guī)范、實(shí)驗(yàn)過(guò)程態(tài)度如何等）的表現(xiàn)給出相應(yīng)的成績(jī)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)則是根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)后所撰寫(xiě)的報(bào)告（包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否敘述清楚、圖和表等是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析是否恰當(dāng)?shù)龋┙o出相應(yīng)的成績(jī)。通過(guò)多方面的考察，既可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行規(guī)范，又可以對(duì)學(xué)生的歸納分析能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而使得實(shí)驗(yàn)課成績(jī)更加合理。

三、教學(xué)效果

本項(xiàng)目的主要特色和創(chuàng)新之處在于《冶金實(shí)驗(yàn)研究方法》這門課中的實(shí)驗(yàn)課，根據(jù)教材劃分多種模塊，除了必做的基本實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生有色冶金、鋼鐵冶金方向的培養(yǎng)需要，可以自主選擇與實(shí)際方向結(jié)合的實(shí)驗(yàn)；同時(shí)改變了以往考核只看重實(shí)驗(yàn)的簽到和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量而忽視實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生的表現(xiàn)、操作和態(tài)度，更加突出了實(shí)驗(yàn)的專業(yè)性和考核的全面性。通過(guò)“基礎(chǔ)訓(xùn)練—綜合培養(yǎng)—工程應(yīng)用”三個(gè)層面的冶金專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系的設(shè)立，將工程應(yīng)用能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)納入冶金實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，達(dá)到提高學(xué)生工程應(yīng)用能力的目的。

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