冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文融合土木工程專業(yè)的教學(xué)實踐

摘 要：本文闡述了冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文以鋼渣資源化綜合利用為課題的學(xué)科融合教學(xué)思路，探究冶金工程專業(yè)與土木工程專業(yè)學(xué)科融合教學(xué)的契合點，整合鋼渣和混凝土的科學(xué)知識，進行冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文與土木工程專業(yè)學(xué)科融合教學(xué)的實踐，以期實現(xiàn)冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：本科畢業(yè)論文；資源化綜合利用；融合教學(xué)

冶金工程專業(yè)學(xué)科是以冶金工程技術(shù)為專業(yè)方向建立的專業(yè)化和精深化的教學(xué)系統(tǒng)。隨著鋼鐵冶金行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，現(xiàn)代鋼鐵冶金工業(yè)對生產(chǎn)過程提出了綠色化清潔生產(chǎn)的要求，倡導(dǎo)節(jié)能降耗、循環(huán)經(jīng)濟。在鋼鐵冶金工業(yè)煉鋼生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的固體廢棄物鋼渣要實現(xiàn)減量化、資源化綜合利用，單靠冶金工程專業(yè)的科學(xué)知識和技術(shù)不能解決鋼渣資源化的復(fù)雜問題。冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文的教學(xué)，為了實現(xiàn)冶金工程專業(yè)知識理論精深化的教學(xué)目的，以鋼渣資源化為課題，必須與其他專業(yè)學(xué)科融合，結(jié)合其他專業(yè)的科學(xué)知識和技術(shù)，才能探究鋼渣資源化綜合利用這樣復(fù)雜的問題。

一、冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文以鋼渣資源化綜合利用為課題的學(xué)科融合教學(xué)思路

學(xué)科融合教學(xué)是打破學(xué)科邊界，促進學(xué)科間相互滲透交叉的教學(xué)活動。根據(jù)鋼渣資源化綜合利用經(jīng)驗途徑分析，鋼渣可作為土木工程建筑材料混凝土添加劑。以此為出發(fā)點，在冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文教學(xué)中，可進行冶金工程專業(yè)與土木工程專業(yè)學(xué)科融合的教學(xué)實踐；在堅持冶金工程專業(yè)學(xué)科特質(zhì)的前提下，與土木工程專業(yè)混凝土的科學(xué)知識和技術(shù)統(tǒng)一整合。這樣不僅能增進冶金工程專業(yè)學(xué)生對鋼渣物理化學(xué)性能精深化的學(xué)習(xí)，也培養(yǎng)了學(xué)生對于鋼渣資源化綜合利用的科學(xué)研究能力，能有效實現(xiàn)冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文的教學(xué)目標(biāo)。

二、冶金工程專業(yè)與土木工程專業(yè)學(xué)科融合教學(xué)的契合點

冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文教學(xué)融合土木工程專業(yè)建筑材料混凝土的科學(xué)知識和技術(shù)，是基于以鋼渣資源化綜合利用為主題的教學(xué)需要的有效鏈接，必須分析鋼渣與混凝土內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性。依據(jù)對鋼渣成分組成的定性、定量分析，以及混凝土研究的文獻資料分析，內(nèi)容如下。

第一，對轉(zhuǎn)爐煉鋼廠現(xiàn)場所取鋼渣樣的鋼種進行物料平衡和熱平衡的計算，計算結(jié)果進行定性、定量分析，得出轉(zhuǎn)爐鋼渣中的主要化學(xué)成分有CaO、SiO2、Fe2O3、FeO、MgO、Al2O3、P2O5、MnO、CaF2等，鋼渣的主要礦物成分有3CaO·SiO2（C3S）硅酸三鈣、2CaO·SiO2（C2S）硅酸二鈣等。

第二，混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一?；炷潦侵赣赡z凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱?？茖W(xué)研究文獻資料表明：混凝土是用水泥作膠凝材料，砂、碎石作集料與水按一定比例配合經(jīng)攪拌而得的混合料，或經(jīng)過硬化后形成堆聚結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料?；炷林凶鳛槟z凝材料的水泥，其主要化學(xué)成分為CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3；水泥主要礦物組成為3CaO·SiO2（C3S）硅酸三鈣、2CaO·SiO2（C2S）硅酸二鈣、3CaO·Al2O3（C3A）鋁酸三鈣、4CaO·Al2O3·Fe2O3（C4AF）鐵鋁酸四鈣。轉(zhuǎn)爐鋼渣的主要礦物組成3CaO·SiO2（C3S）硅酸三鈣、2CaO·SiO2（C2S）硅酸二鈣與混凝土中水泥起膠凝作用的部分具有相同的礦物組成。由此可見，鋼渣可以作為混凝土的摻合料替代部分水泥，作為膠凝材料成為鋼渣混凝土，消耗鋼渣以實現(xiàn)鋼渣這種工業(yè)固體廢棄物的減量化、資源化綜合利用。因此，研究鋼渣作為混凝土摻合料的粒度指標(biāo)、摻和量指標(biāo)，對鋼渣混凝土的工作性能如抗壓強度、可泵性的影響具有現(xiàn)實意義。

三、冶金工程專業(yè)本科畢業(yè)論文與土木工程專業(yè)學(xué)科融合教學(xué)的實踐

冶金工程專業(yè)畢業(yè)論文以鋼渣資源化綜合利用為研究方向，整合鋼渣和混凝土的科學(xué)知識，聯(lián)合土木工程教研室和混凝土生產(chǎn)企業(yè)，開展鋼渣混凝土的科學(xué)研究。冶金工程本科畢業(yè)論文的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生檢索鋼渣混凝土研究文獻的能力、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)物料平衡和熱平衡的計算能力、研究轉(zhuǎn)爐鋼渣物理化學(xué)性能的能力、鋼渣混凝土工作性能指標(biāo)實驗論證能力、計算機應(yīng)用能力、科技論文的寫作能力。為了實現(xiàn)本科畢業(yè)論文的教學(xué)目標(biāo)，依托冶金工程、土木工程教研室和混凝土生產(chǎn)企業(yè)的教學(xué)資源，具體教學(xué)過程如下：撰寫開題報告；擬定鋼渣混凝土課題研究的技術(shù)路線；擬定鋼渣混凝土課題研究的實驗方案；進行轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡和熱平衡的計算并對鋼渣進行分析；進行課題混凝土工作性能的理論研究；實施鋼渣混凝土課題研究實驗；進行實驗結(jié)果數(shù)據(jù)分析并得出結(jié)論。

參考文獻：

陸啟威.學(xué)科融合不是簡單的跨學(xué)科教育[J].教學(xué)與管理，2016（32）：22-23.

注：本文系貴州師范大學(xué)課程-團隊項目：“鋼冶金學(xué)”。

作者簡介：耿芃（1968— ），女，山東金鄉(xiāng)人，副教授。