“冶金工程概論”課程在材料科學(xué)與工程專業(yè)中的教學(xué)實(shí)踐

摘要：“冶金工程概論”是材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課，該門課程具有綜合性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)、新理論新技術(shù)層出不窮、實(shí)踐案例豐富等特點(diǎn)，但在目前教學(xué)中仍然存在教學(xué)系統(tǒng)性不足、教學(xué)手段單一、學(xué)生主體理念執(zhí)行力度不夠、缺乏課程思政教育等突出問題。本文根據(jù)該門課程的特點(diǎn)及目前存在的教學(xué)痛點(diǎn)，針對(duì)性的提出了“教育性+豐富性”“思辯性+研究性”“前沿性+實(shí)用性”、“藝術(shù)性”七性融合的課堂教學(xué)模式，對(duì)課前預(yù)習(xí)、課堂實(shí)踐及課后延伸提出了教學(xué)方法，對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)的冶金工程概論課程教學(xué)具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程；冶金工程概論；教學(xué)痛點(diǎn)

Teaching"Practice"of"Introduction"to"Metallurgical"Engineering"Course"in"Material"Science"and"Engineering""Majors

Li"Xuepeng

1.Tongren"University，"College"of"Materials"and"Chemical"Engineering""""GuizhouTongren"554300；

2.Da"long"Jing"Heng"New"Material"Co.，"Ltd"""GuizhouTongren"554300

Absract："An"overview"of"metallurgical"engineering"is"a"core"course"for"materials"science"and"engineering"majors."The"course"is"characterized"by"its"comprehensiveness，"applicability，"the"emergence"of"new"theories"and"technologies，"and"the"abundance"of"practical"cases，"however，"there"are"still"some"outstanding"problems"in"present"teaching，"such"as"lack"of"systematic"teaching，"single"teaching"method，"insufficient"implementation"of"students'"main"idea"and"lack"of"ideological"and"political"education."According"to"the"characteristics"of"this"course"and"the"existing"teaching"pain"point，"this"paper"puts"forward"the"classroom"teaching"mode"of“Education"+"richness”，"“Thinking"+"research”，"“Frontier"+"practicality”"and“Artistry”，"which"combines"the"seven"qualities，"the"teaching"methods"of"pre-class"preview，"classroom"practice"and"after-class"extension"are"put"forward，"which"are"of"certain"guiding"significance"to"the"teaching"of"metallurgical"engineering"overview"course"for"materials"science"and"engineering"majors.

Keywords："Materials"Science"and"Engineering;"an"overview"of"metallurgical"engineering;"teaching"pain"points

1"概述

《冶金工程概論》是材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課。冶金工業(yè)作為地質(zhì)工程、采礦工程、礦物加工工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程與工藝等眾多學(xué)科的交叉學(xué)科，如何以實(shí)際冶金案例啟迪學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，值得探索。學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力低，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，如何在教學(xué)過程中有效的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，值得關(guān)注。同時(shí)隨著新的冶金技術(shù)和冶金工藝蓬勃發(fā)展，在教學(xué)過程中如何探索前沿知識(shí)拓展學(xué)生視野，對(duì)前沿知識(shí)如何有效融入課堂，值得深思。

2"課程教學(xué)的特點(diǎn)

2.1"涉及眾多學(xué)科，綜合性強(qiáng)

現(xiàn)代冶金已由傳統(tǒng)金屬冶煉的單一概念，擴(kuò)展至包含礦物資源高效利用、二次資源綜合利用、清潔生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的立體內(nèi)涵。教師要尤其關(guān)注冶金與其他學(xué)科的交叉研究，引導(dǎo)學(xué)生思考問題，授予學(xué)生解決問題的方法。

2.2"理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系，應(yīng)用性強(qiáng)

教師必須重視理論與實(shí)踐相結(jié)合，采用案例教學(xué)的方法，以實(shí)際工程案例啟迪學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

2.3"冶金技術(shù)更新速度快，新理論、新技術(shù)層出不窮

礦產(chǎn)資源稟賦的下降倒逼冶金行業(yè)進(jìn)行技術(shù)革新，新的冶金技術(shù)和冶金工藝如雨后竹筍般出現(xiàn)，促進(jìn)著冶金工業(yè)蓬勃發(fā)展。同時(shí)，為了支撐新技術(shù)的發(fā)展，新的理論及新研究方法也不斷引入冶金研究。教師要不斷更新知識(shí)，關(guān)注前沿科技，授予學(xué)生最前沿的知識(shí)，拓展學(xué)生的視野。

2.4"冶金工業(yè)具有悠久的歷史，實(shí)踐案例豐富

我國冶金工業(yè)七十多年的輝煌的成就為教師提供了豐富的實(shí)踐教育題材，教師要深入地進(jìn)行挖掘，結(jié)合新時(shí)代大學(xué)生的特點(diǎn)，有機(jī)地將實(shí)踐案例融入課堂教學(xué)過程中。

3"教學(xué)痛點(diǎn)

目前《冶金工程概論》教學(xué)過程中仍然存在以下痛點(diǎn)：

3.1"教學(xué)系統(tǒng)性不足

主要為課堂教學(xué)，缺乏課前預(yù)習(xí)或雖有布置課前預(yù)習(xí)但缺乏監(jiān)督體系，學(xué)生自主預(yù)期的效果差；課后延伸不夠，課后多以作業(yè)形式進(jìn)行知識(shí)鞏固，方式單一。

3.2"教學(xué)手段單一

枯燥的理論教學(xué)與本課程綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)不適應(yīng)；學(xué)生被動(dòng)聽講，枯燥乏味；單一化、模式化、公式化的教學(xué)嚴(yán)重影響課堂教學(xué)效果。

3.3"學(xué)生主體理念執(zhí)行力度不夠

學(xué)生參與力度低，教師獨(dú)立主宰整個(gè)課堂，學(xué)生未充分參與課堂教學(xué)活動(dòng)，無法發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，更無法充分展示自己的個(gè)性并真正成為課堂教學(xué)的主人。

3.4"缺乏前沿教學(xué)

教師的積極性和能動(dòng)性不強(qiáng)，對(duì)課程的前沿知識(shí)理解不深刻，不透徹，對(duì)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的情況了解不足，對(duì)交叉學(xué)科的了解不夠，很難將這門課程的特點(diǎn)與學(xué)情有機(jī)結(jié)合。

上述痛點(diǎn)導(dǎo)致學(xué)生理論知識(shí)掌握不足、不深；學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性差，學(xué)習(xí)熱情低；只注重知識(shí)技能的傳授，缺乏價(jià)值引領(lǐng)和品格塑造；教學(xué)效果差，難以達(dá)到課程教學(xué)的目標(biāo)。

4"教學(xué)創(chuàng)新教學(xué)措施

基于課程教學(xué)的特點(diǎn)，開展以學(xué)生為主體，以教學(xué)為中心，創(chuàng)新性地將“七性”即教育性、豐富性、思辯性、研究性、前沿性、實(shí)用性、藝術(shù)性，有機(jī)融入課程教學(xué)中，力爭做到知識(shí)技能與價(jià)值引領(lǐng)通向而行，課程教學(xué)創(chuàng)新的措施如圖3所示。

4.1"教育性+豐富性（關(guān)聯(lián)痛點(diǎn)1、2、3、4）

教育性：我國冶金的歷史悠久，具有豐富的冶金實(shí)踐案例，本門課程立足于講好我國冶金的歷史及偉大成就，從一個(gè)冶金工業(yè)弱國一躍成為世界第一的強(qiáng)國，栩栩生動(dòng)地向?qū)W生講授我國冶金工業(yè)的實(shí)踐案例，激勵(lì)學(xué)生向榜樣學(xué)習(xí)，奮發(fā)有為，樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。

豐富性：教學(xué)方式豐富：以學(xué)生為中心，以“知識(shí)講授+實(shí)際案例、理論知識(shí)+實(shí)踐操作、循循善誘+頭腦風(fēng)暴、課堂講授+分組討論、慕課學(xué)習(xí)、線上預(yù)習(xí)+線下教學(xué)+課后鞏固”的方式；考核方式豐富：實(shí)施能力與知識(shí)并重的多元化考核評(píng)價(jià)，采用筆試、隨堂測試、階段性答辯、非標(biāo)準(zhǔn)答案考試等多種形式。

4.2"思辯性+研究性（關(guān)聯(lián)痛點(diǎn)2、3）

思辯性：做好問題設(shè)計(jì)，輔以豐富的案例教學(xué)，以冶金行業(yè)關(guān)鍵共性難題為著手，結(jié)合交叉學(xué)科、資源與環(huán)境保護(hù)，讓學(xué)生深刻地理解冶金工業(yè)與選礦、材料、環(huán)境保護(hù)等之間的密切聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用交叉學(xué)科知識(shí)，分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)獨(dú)立思考問題的能力；冶金工業(yè)發(fā)展至今，尚有很多技術(shù)需要攻關(guān)和完善，本門課程采用啟發(fā)式教學(xué)，充分挖掘本門課程的知識(shí)內(nèi)涵，鼓勵(lì)學(xué)生挑戰(zhàn)權(quán)威，敢于質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。

研究性：除了科學(xué)研究以外，冶金工業(yè)更注重實(shí)踐，結(jié)合自身豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、企業(yè)背景，以冶金與資源、冶金與環(huán)境為著手，向?qū)W生介紹研究成果。

4.3"前沿性+實(shí)用性（關(guān)聯(lián)痛點(diǎn)3、4）

前沿性：（1）理論前沿講授，每次課都向?qū)W生介紹章節(jié)相關(guān)的理論研究前沿知識(shí)。（2）實(shí)踐前沿講授，結(jié)合講授內(nèi)容，向?qū)W生講授前沿的設(shè)備設(shè)施、先進(jìn)的生產(chǎn)企業(yè)、領(lǐng)先的高校+科研院所等。

實(shí)用性：以《冶金工程概論》課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)為著手點(diǎn)，結(jié)合教師豐富的企業(yè)背景，向?qū)W生傳授實(shí)用性的冶金技術(shù)和知識(shí)。

4.4"藝術(shù)性（關(guān)聯(lián)痛點(diǎn)1、2）

課件的藝術(shù)性：PPT以“圖文并茂+視頻+動(dòng)畫”的方式制作，讓課堂生動(dòng)有趣。

講課的藝術(shù)性：講課力求生動(dòng)有趣，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢，追求理性美、語言美、節(jié)奏美、互動(dòng)美，靈活駕馭課堂，語言生動(dòng)，體現(xiàn)教學(xué)藝術(shù)。

5""課程教學(xué)創(chuàng)新的實(shí)踐

5.1"教學(xué)思路

為打造七性教育課堂，本課程的教學(xué)思路如圖4所示。

5.2"課前預(yù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐

一是線上資源的學(xué)習(xí)，充分利用學(xué)校學(xué)習(xí)通的平臺(tái)，讓學(xué)生同步學(xué)習(xí)相關(guān)課程，例如《冶金資源綜合利用與環(huán)境保護(hù)》《冶金傳輸原理》《冶金學(xué)》《冶金反應(yīng)工程》等，提前安排布置學(xué)習(xí)的內(nèi)容并利用學(xué)習(xí)通監(jiān)督。二是課前教師確定主題，安排學(xué)生查閱文獻(xiàn)、資料等，歸納總結(jié)后以作業(yè)的形式提交。三是課前預(yù)習(xí)課本內(nèi)容，在學(xué)習(xí)通上提前設(shè)置問題，檢查學(xué)生預(yù)習(xí)的效果。

5.3"課堂教學(xué)實(shí)踐

5.3.1"舊知回顧+新知引入

良好的新知引入可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，摒棄枯燥的說教引入，教師自制3-5分鐘短視頻將新知內(nèi)容有機(jī)的融入其中。新知引入采用的方法為：故事性引入、知識(shí)性引入和討論性引入。

故事性引入：以網(wǎng)絡(luò)熱搜視頻“鐵礦石的回家之路”，讓學(xué)生了解世界鐵礦資源的分布，以及資源的來之不易；以視頻“鞍山鋼鐵廠的轉(zhuǎn)型發(fā)展”為例，讓學(xué)生初步了解鋼鐵的冶煉方法，以及新中國鋼鐵事業(yè)發(fā)展的歷程；以視頻“新中國第一臺(tái)轉(zhuǎn)爐的故事”為例，讓學(xué)生宏觀地了解轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)，以及我國七十幾年煉鋼取得的輝煌成就。

知識(shí)性性引入：以豐富且有趣的視頻“從現(xiàn)象到本質(zhì)—鋅”，讓學(xué)生了解鋅的基本性質(zhì)、應(yīng)用領(lǐng)域及使用歷史；以“金冠銅業(yè)銅電解生產(chǎn)”的視頻，讓學(xué)生宏觀地認(rèn)識(shí)銅電解的全過程。

討論式引入：以“鐵可以處理廢水嗎？”，讓學(xué)生對(duì)冶金與環(huán)保進(jìn)行深入的思考；以“必須是先選礦再冶金嗎？”，顛覆學(xué)生的傳統(tǒng)觀念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

5.3.2"知識(shí)講授+課堂翻轉(zhuǎn)+頭腦風(fēng)暴

首先是做好整體知識(shí)框架的介紹，基于課前預(yù)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)本章節(jié)的內(nèi)容有宏觀的理解。凝練關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，以“一核兩翼”（即關(guān)鍵重點(diǎn)知識(shí)為核，知識(shí)鞏固和認(rèn)知深化為羽翼）的方法進(jìn)行教學(xué)。

5.4"課后延伸

遷移式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生完成知識(shí)與技能的遷移，促進(jìn)高階認(rèn)知的發(fā)展。主要手段有：復(fù)習(xí)課堂知識(shí)；查閱相關(guān)文獻(xiàn)；課后研討材料的撰寫。

結(jié)語

本文首先列舉了《冶金工程概論》課程具有綜合性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)、新理論新技術(shù)層出不窮、課程思政題材豐富等特點(diǎn)，其次分析了目前課程教學(xué)中存在教學(xué)系統(tǒng)性不足、教學(xué)手段單一、學(xué)生主體理念執(zhí)行力度不夠、缺乏課程思政教育等教學(xué)痛點(diǎn)，最后根據(jù)課程特點(diǎn)及教學(xué)痛點(diǎn)，針對(duì)性的提出了“教育性+豐富性”“思辯性+研究性”“前沿性+實(shí)用性”“藝術(shù)性”七性融合的課堂教學(xué)方式，并運(yùn)用提出的課堂教學(xué)方式進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)的冶金工程概論課程教學(xué)具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：貴州省省級(jí)級(jí)金課建設(shè)項(xiàng)目（基金號(hào)：YLBK_2024009）；貴州省千層次人才項(xiàng)目（基金號(hào)：2024-（2023）-67）；銅仁市科技局科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（基金號(hào)：銅市科研〔2023〕15號(hào)）

作者簡介：李學(xué)鵬（1985—），男，漢族，江西豐城人，博士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：半導(dǎo)體材料制備、有色二次資源綜合利用和含砷廢水深度處理。