[摘 要] 結(jié)合西安建筑科技大學(xué)冶金工程專業(yè)辦學(xué)實際情況，提出了冶金工程專業(yè)本科實驗教學(xué)體系拓展性實驗教學(xué)培養(yǎng)模式的構(gòu)成與建設(shè)理念和特色。包括拓展性實驗教學(xué)項目定位及規(guī)劃、實驗教學(xué)項目建設(shè)特色等。為培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，提高學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰M行了一定的理論探索。

[關(guān) 鍵 詞] 冶金工程專業(yè),實驗教學(xué)體系,拓展性實驗教學(xué),人才培養(yǎng)

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）01-0056-03

西安建筑科技大學(xué)冶金工程專業(yè)是在1958年建立的煉鐵、煉鋼、有色金屬冶煉等專業(yè)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的，現(xiàn)為陜西省特色專業(yè)和省級名牌專業(yè)。作為西北地區(qū)辦學(xué)最早的該類專業(yè)，一直保持著自己的特色和優(yōu)勢，其中冶金物理化學(xué)為省級重點學(xué)科?，F(xiàn)開設(shè)的實驗課程與冶金傳輸原理、冶金原理、鋼鐵冶金學(xué)、有色冶金學(xué)、鋼鐵冶金原料處理與工藝、特種冶金和冶金實驗技術(shù)等主干課程配套的本科專業(yè)基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗12項，開放性實驗8項，總計20項80課時的實驗項目。在此基礎(chǔ)上，利用多種平臺建設(shè)了更有利于學(xué)生理論聯(lián)系實際的拓展性實驗項目4項16課時，冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)總學(xué)時達到96課時。拓展性實驗項目的建設(shè)為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)造能力、創(chuàng)業(yè)能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使之成為適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)復(fù)合型專業(yè)人才做出了理論與實踐探索。

一、冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)體系總體目標

參照教育部高等學(xué)校冶金工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會，以及中國工程教育認證協(xié)會對冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)的基本要求，西安建筑科技大學(xué)冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)體系旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識，以及本專業(yè)相關(guān)的基本技能和實踐動手能力，使學(xué)生進一步理解和驗證與課堂教學(xué)相關(guān)的難點與重點原理及知識,冶金工程實驗的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本操作、技能和方法的同時，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考及獨立工作的能力，使學(xué)生具有一定的綜合運用知識、進行分析問題和解決問題的能力、應(yīng)用開發(fā)研究能力以及科學(xué)研究的基本素質(zhì)，為今后其他課程的學(xué)習(xí)和進行科研工作打下基礎(chǔ)。同時，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度、良好的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)的思維方法及綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。冶金工程實驗教學(xué)利用基礎(chǔ)實驗、設(shè)計性、綜合性專業(yè)實驗逐步提高、加強和鞏固學(xué)生的實驗基礎(chǔ)和技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用實驗技能解決實際問題的能力、查閱文獻資料的能力，利用開放性實驗室培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和科學(xué)創(chuàng)新精神。

本課程為實踐性環(huán)節(jié)，通過本環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在完成冶金原理、冶金傳輸原理、冶金學(xué)、冶金原料處理與工藝、煉鋼廠設(shè)計、煉鐵廠設(shè)計、冶金實驗技術(shù)等課程后，鞏固所學(xué)的冶金理論知識和冶金工藝流程，培養(yǎng)動手能力、科學(xué)思維和工程意識，掌握冶金工程的基本實驗研究技能，以培養(yǎng)和提高學(xué)生進行生產(chǎn)實踐及科學(xué)研究的綜合素質(zhì)為根本目的。掌握實驗步驟，懂得實驗數(shù)據(jù)的取得和處理方法，能夠按要求完成實驗報告，對于設(shè)計性和綜合性實驗應(yīng)在教師指導(dǎo)下自行查閱資料，擬定實驗方案和步驟，獨立完成實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。要求學(xué)生實驗前認真學(xué)習(xí)實驗指導(dǎo)書，理解實驗原理和方法，掌握實驗設(shè)備和儀器的使用方法?；A(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究兩者之間是相互滲透，相輔相成的。冶金生產(chǎn)工藝發(fā)展是一個不斷進取、不斷完善的過程，冶金工程專業(yè)實驗的開設(shè)有助于學(xué)生理論聯(lián)系實際，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰Φ於己玫幕A(chǔ)。

二、實驗教學(xué)體系構(gòu)成

冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)體系包括計劃內(nèi)實驗（已建設(shè)）及計劃外實驗兩部分。計劃內(nèi)實驗為依據(jù)培養(yǎng)方案及課程體系，學(xué)生必須完成獨立設(shè)課實驗,計劃外實驗為進一步提高學(xué)生創(chuàng)新能力的拓展性實驗即冶金開放性實驗。

計劃內(nèi)實驗由基礎(chǔ)實驗?zāi)K、專業(yè)基礎(chǔ)實驗?zāi)K和專業(yè)方向?qū)嶒災(zāi)K構(gòu)成，各個模塊的實驗項目又分為綜合性、設(shè)計性等多個層次。計劃內(nèi)實驗中，設(shè)計性與綜合性實驗共12項48學(xué)時，分別占實驗項目總數(shù)和實驗總學(xué)時數(shù)的60%和60%。冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)體系為單獨設(shè)課的冶金專業(yè)實驗和冶金開放性實驗兩門課程。

計劃外實驗分為固定拓展性實驗和學(xué)生自擬拓展性實驗。前者是指具有教學(xué)大綱、實驗指導(dǎo)書的拓展性實驗項目,后者是指以本科生科研訓(xùn)練計劃（SSRT）、大創(chuàng)計劃、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽活動等為基礎(chǔ)的學(xué)生自主擬定的拓展性實驗項目。

三、拓展性實驗的建設(shè)與教學(xué)

拓展性實驗以本科生科研訓(xùn)練計劃（SSRT）、大創(chuàng)計劃、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽活動等為基礎(chǔ)的學(xué)生自主擬定的拓展性實驗項目，主要方向為：可磨性指數(shù)測定實驗、高溫真空爐的應(yīng)用與實踐、熔鹽電解法的應(yīng)用與實踐、網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼應(yīng)用與實踐等。拓展性實驗是冶金工程專業(yè)本科實驗教學(xué)體系計劃外實驗?zāi)K的重要組成部分。計劃外實驗包括固定拓展性實驗（涉及冶金原料處理與工藝、冶金實驗技術(shù)、鋼鐵冶金學(xué)三門主干專業(yè)課程的8個綜合性實驗，合計32學(xué)時）和學(xué)生自擬拓展性實驗兩大模塊。

（一）拓展性實驗教學(xué)內(nèi)容與要求

在冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)體系中，為提高本科生的工程實踐能力，開發(fā)建設(shè)了4個全新的學(xué)生自擬拓展性實驗（16學(xué)時），使實驗學(xué)時增加到96學(xué)時，同時，學(xué)生在校內(nèi)實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)模式上也實現(xiàn)了新的突破。

開發(fā)的拓展性開放專業(yè)實驗項目：

1.可磨性指數(shù)測定實驗

通過實驗掌握依照國標GB2565-87《煤的可磨性指數(shù)測定方法》測定煙煤和無煙煤的可磨性，哈氏可磨性指數(shù)越大，表明越容易磨碎，對高爐噴吹煤粉制備過程可磨機理提供重要依據(jù)。

2.高溫真空爐的應(yīng)用與實踐

真空爐在冶金實驗室中的應(yīng)用較為廣泛，能實現(xiàn)易氧化、難反應(yīng)、難熔煉物料的冶煉。進行本實驗的目的在于培養(yǎng)學(xué)生對真空冶煉相關(guān)知識的了解和掌握，豐富學(xué)生的專業(yè)知識。其中關(guān)于不同真空爐內(nèi)真空實現(xiàn)的原理、多種真空爐的結(jié)構(gòu)，需要學(xué)生在自身專業(yè)的基礎(chǔ)上進行理解,并基于這些內(nèi)容掌握其應(yīng)用方向的選擇。其次，協(xié)助學(xué)生練習(xí)操作多種危險性較小的真空爐，達到相對熟練的程度。危險性較大的真空爐，例如電極電弧爐等，由教師演示教學(xué)。

3.熔鹽電解法的應(yīng)用與實踐

熔鹽電解法可以實現(xiàn)多種金屬的還原、提純和鍍層，是冶金專業(yè)內(nèi)涉及面較為廣泛、發(fā)展也比較迅速的工藝方法。其下又細分了多種工藝，以應(yīng)對不同金屬和冶煉目標。進行本實驗的目的在于基于本方法的學(xué)習(xí)與實踐，了解有色冶金冶煉的各種方法,通過對各種細分工藝的學(xué)習(xí)，鞏固課堂知識的掌握程度。其次，協(xié)助學(xué)生進行金屬熔鹽電解還原實驗，在實際操作中融會貫通。

4.網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼應(yīng)用與實踐

網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼為學(xué)生提供了一個完整、互動、信息豐富的在線學(xué)習(xí)平臺。該平臺包括高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、鋼水精煉、連鑄、熱軋等幾大模塊，與鋼鐵企業(yè)實際生產(chǎn)結(jié)合緊密。本實驗擬幫助學(xué)生以半娛樂的方式進行自主學(xué)習(xí)，熟悉該系統(tǒng)并深入了解鋼鐵是如何生產(chǎn)的。通過虛擬的操作為學(xué)生提供真正的互動學(xué)習(xí)體驗，有助于學(xué)生對鋼鐵生產(chǎn)工藝過程進行全面了解。

本實驗?zāi)K的學(xué)習(xí)包括理論講述、實驗操作和實驗報告三部分，要求學(xué)生重點掌握冶金實驗室常用儀器、設(shè)備的名稱、結(jié)構(gòu)、工作原理、使用方法、維護等,掌握冶金實驗研究中常用的分析研究方法的原理、操作等,掌握生產(chǎn)工藝過程中的實驗研究技術(shù),熟悉網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼系統(tǒng)并深入掌握鋼鐵生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)技術(shù)的要領(lǐng)。拓展性實驗項目的建設(shè)內(nèi)容與生產(chǎn)實踐及所開設(shè)專業(yè)課程緊密地結(jié)合，使冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)體系得到了重要的提升和拓展。

（二）實驗教學(xué)特色

本課程的教學(xué)過程包括理論知識講授、實踐操作、研討與分析、實驗分析報告四部分，是一門理論與實踐結(jié)合性較強的課程，著重突出以學(xué)生為主，指導(dǎo)教師為輔的教學(xué)理念。實驗前由指導(dǎo)教師分配好實驗小組3～5人為1組，要求學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，每個實驗小組撰寫預(yù)習(xí)實驗報告，把可能遇到的問題逐一列出并安排各小組分解整個實驗程序。例如，第一組負責(zé)分析實驗?zāi)康?、實驗背景、實驗原材料與耗材的準備,第二組負責(zé)分析實驗原理,第三組負責(zé)分析儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作程序,第四組負責(zé)分析實驗操作過程,第五組負責(zé)對注意事項和實驗結(jié)果的分析與研討,第六組由各小組選派的一名代表組成實驗總運行組，負責(zé)設(shè)計制訂完善的實驗程序。實驗課上由各小組根據(jù)指定的負責(zé)內(nèi)容進行理論課的講授、操作與指導(dǎo)，整個實驗的準備、組織、教學(xué)都由學(xué)生自己完成，指導(dǎo)教師負責(zé)實驗現(xiàn)場的管理和實驗結(jié)束后的總結(jié)與研討。網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼應(yīng)用與實踐實驗可以組織各小組設(shè)置規(guī)定項目在規(guī)定時間內(nèi)進行競賽，成績優(yōu)秀者還可推薦其參加全國大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)煉鋼大賽。四門實驗學(xué)時分配均為講課1學(xué)時、實驗課2學(xué)時、討論課1學(xué)時，合計4學(xué)時。

拓展性實驗教學(xué)是與理論課程、生產(chǎn)實踐相結(jié)合的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，突出實踐操作能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，在校內(nèi)進行的實驗，充分利用校內(nèi)專業(yè)實驗室完成，既提高了實驗儀器設(shè)備的利用率，又節(jié)約了大量的實踐教學(xué)經(jīng)費。同時可以面向本專業(yè)和相近專業(yè)其他年級的學(xué)生展開開放性的實驗教學(xué)，充分發(fā)揮多元化開放實驗室的作用，完善實驗教學(xué)質(zhì)量評估體系，不斷提高實驗教學(xué)質(zhì)量，使實驗課的內(nèi)容緊跟時代、緊跟現(xiàn)代化的生產(chǎn)實踐為目標。例如，網(wǎng)絡(luò)模擬煉鋼為學(xué)生提供了一個把冶金過程內(nèi)在的基本原理和理論應(yīng)用到實踐的機會，其核心是通過一系列仿真的、靈活的、直觀的、互動的像游戲般的模擬，形成對傳統(tǒng)理論學(xué)習(xí)有益的補充，又能說明和演示一些鋼鐵生產(chǎn)的實例。通過對該網(wǎng)站模擬游戲的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生了解現(xiàn)場實際生產(chǎn)的情況，提升理論知識，對培養(yǎng)學(xué)生在工作中的興趣有很大幫助。

四、結(jié)束語

冶金工程專業(yè)拓展性實驗教學(xué)注重采用理論與實驗、實踐并重的舉措，提升學(xué)生應(yīng)用實踐操作的能力，創(chuàng)造有利條件積極增加學(xué)生的實驗興趣，進一步拓寬學(xué)生的知識面。同時，改變以往以教師講授指導(dǎo)為主，學(xué)生為輔的傳統(tǒng)教學(xué)模式，重點突出學(xué)生“自主“自助實驗教學(xué)的模式，加強鍛煉學(xué)生主動思考和勤于動手的能力。冶金工程專業(yè)實驗教學(xué)體系拓展性實驗的開設(shè)在校內(nèi)實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)模式上實現(xiàn)了突破，也必將為參與學(xué)生實踐能力的提高作出貢獻。

參考文獻：

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