冶金行业论文合集12篇

时间:2023-03-20 16:26:09

冶金行业论文

冶金行业论文篇1

我国钢铁企业自动化水平还不够高,普及不够,大部分钢铁企业存在生产技术内容太广,生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。

1.1冶金生产技术涉及内容太广

钢铁企业冶炼环节多,涉及内容非常广泛,生产过程中涉及物理变化和化学变化,生产过程中突变因素多,冶炼过程涉及的技术非常复杂,生产过程中要控制好生产原材料,监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的全过程,电气自动化控制系统涉及内容非常广泛,只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性,提高冶炼产品的产量,提高钢铁企业的经济效益。

1.2冶金生产工艺太复杂

冶金生产工艺复杂,实际生产过程中工艺流程比较全,冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程,实现软件与硬件的配合,优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高,虽然技术人员具有非常专业的知识,掌握专业技巧,这样才能真正做到提高生产效益。

1.3冶金自动化高依赖电气技术

随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大,大部分小钢铁企业重新组合,形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线,电气自动化水平不断提高,几乎涵盖了冶金全过程,冶金自动化高依赖电气技术,通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作,实现钢铁企业的全自动化。

2、冶金电气自动化技术应用现状

冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说,通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉,铸造等技术环节,解决冶金过程中高温,高热等问题,为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统,这些系统都能实实现人工智能操作,自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成,普遍运用在单位制造管制的每个环节,其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系,模糊操纵,神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等,版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统,实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术,数据交换传送技术,电脑合成技术等,推动冶金过程的标准化,程序化;通过人工智能技术,使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力,让钢铁企业取得长足的发展,提高市场竞争力。

3、冶金电气自动化技术应用前景

我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术,整合行业信息化水平,通过自动化控制系统提高生产控制精度,提高产品质量,进一步压缩生产成本,降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景,包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。

3.1低成本自动化

所谓低成本自动化是利用高精尖技术,通过自动化技术科学合理投资,减少投资成本,降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器,精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制,为企业实现了低成本自动化,也解决了中小型企业的约束。

3.2行业信息化

所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统,实现信息资源共享,实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据,利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据,使用科学管理决策分析软件,挖掘潜在数据,为企业的发展提供科学合理的数据支持。

3.3智能控制

虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略,但仍然不能满足技术的要求,因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点,而智能控制对总控制程序具有良好的适应性,尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统,能分级控制智能设备,有着很大的发展空间。

3.4冶炼过程控制

电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制,提高钢铁企业的效益。

3.5综合一体化控制

电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向,这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工,实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题,极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序,降低了成本,电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。

冶金行业论文篇2

冶金工程专业以物理化学、冶金原理、传输原理为基本理论基础知识为基础,现已拓展到钢铁冶金、有色金属冶金、生物冶金及冶金能源与二次资源回收等方向。

1国内外冶金工程专业分布

我国冶金高校分布见表1所示。可见,冶金工程专业的分布,紧紧围绕资源而建。那么本专业毕业生需掌握基本原理及实验技能、具有一定的创新能力和实践能力,能在相关领域从事生产、设计、科研和管理工作的专业技术及管理人才。因此,除基础核心课程外,还应重视特色课程,比如:双语教学课程、研究型课程、讨论型课程和资源特色课程。根据贵州省的资源特色,贵州大学冶金特色课程有锰冶金学、钛冶金。另外一方面,随着时代的发展,各种信息技术的进步,国内外冶金工程专业正在缓慢的转型,国外冶金表现尤为突出。表2是国外传统冶金高校的分布。比如:化工冶金、矿物冶金,冶金材料和生物冶金等,这是顺应社会与市场发展的需要。同时,在本科教学的基础上,着重对其进行引导创新及高层次方向研究。因此,非常规冶金发展非常迅速,真空冶金、微波冶金、超重力冶金、超声波冶金等,并独树一帜。比如昆明理工大学的真空冶金与微波冶金,北京科技大学的超重力冶金,其无论是基础理论,还是在冶金领域的运用,效果都优于常规冶金,可能是未来的一个大的方向。

2新兴产业相关工科专业分布

最近,教育部高等教育司印发了“关于开展新工科研究与实践的通知”,“新工科”已经成为教育领域关注的热点,随后各个高校举行了相关专题讨论研讨会[1]。新工科建设需要重点把握教与学、创新创业与实践;新工科是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出[2]。因此,在这样基础氛围下,目前全国工科专业建设注重专业设置前瞻性,一些紧缺学科专业也加快建设和发展,2010年后相关新兴专业分布见表3所示。那么冶金工程专业的发展也应该顺应时代,强化自身专业素养,提高冶金工程工科专业的责任与使命感,回报社会。

3冶金专业人才培养面临的主要问题

基础课程建设培养方已问题不大,关键在于冶金工程专业实施专业英语及双语教学,因为其是培养高水平复合型人才的基本要求,是顺应我国冶金工程行业发展趋势的体现;也是为了服务国际化、全球化的中国钢铁行业,所以如何全面提高专业英语或双语教学已刻不容缓[4]。20世纪70年代,专业英语的教学理论和实践已在欧美、日本等很多国家得以普及。对于冶金工程专业的学生,简单地说专业英语不仅能帮助了解国际上本领域的研究现状,还能对日程英语的交流学习起到促进作用[5]。但通过某地区高校冶金专业英语教学调研可知:教材绝大多数是自编讲义,详见表4,而且授课语言基本上是“以汉语为主”[6]。由此可见,冶金专业英语教学过程问题较多,而且该领域专业的师资力量薄弱,远远达不到学生的需求,诸多问题严重影响了冶金专业英语教学质量和效果。

4结语

由于冶金工程专业的特殊性,课程涉及面广、实践性强,实习过程危险性大等,因此一些企业不愿意接待学生的认识实习与生产实习。但好在部分高校已经开始运行虚拟仿真实践教学平台系统。虚拟仿真包括高炉炼铁、转炉炼钢、板坯连铸、LF精炼及铝电解等各工艺过程的2D/3D动画、视频、教科书电子资源、论文电子资源等专业相关的素材库;这样让学生更直接行动形象地了解整个工艺过程,而且学生通过仿真系统可以在线学习,数值建模某个工艺流程,以获得较好的教学效果[7]。因此,仿真系统平台的建设是未来冶金工程教学教辅的必备平台。

参考文献

[1]张大良.因时而动返本开新建设发展新工科——在工科优势高校新工科建设研讨会上的讲话[J].中国大学教学,2017,(04):4-9.

[2]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017,(03):1-6.

[3]吴爱华,侯永峰,杨秋波,等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017,(01):1-9.

[4]李建立,余岳,朱航宇,等.冶金工程专业双语课程教学改革[J].中国冶金教育,2016,(02):49-51.

[5]王苗,李进,王碧侠.冶金工程专业英语教学改革[J].中国冶金教育,2013,(01):59-61.

冶金行业论文篇3

一、培养方案与提高专业兴趣

以培养冶金工程专业工程应用型技术能力为宗旨,恰当设置理论教学和实践教学比例及逻辑关系,加强本科生工程能力培养力度。专业课理论教学中,以讲授冶金工艺基础知识和生产控制基本规律为重点,培养学生冶金知识学习与应用能力。结合冶金行业工程案例讲解,引导学生应用所学知识解决生产和工程设计问题,培养思维判断与分析能力。例如,氧化铝生产工艺专业课,根据氧化铝生产主要流程,从原料制备到氧化铝成品生产共12个主要工序,制定12个专题讲座,在阐明原理的基础上,采用视频、图片辅助,详细介绍工业化生产中的主要设备、工况条件及调控机制,使氧化铝冶炼过程讲解更加具体。在入学教育、专业基础课和专业课教学过程中,让学生充分了解所学专业,掌握一定专业知识[4]。介绍教师的研究课题及参与的工程项目,引导学生搜集整理冶金研究领域有关最新科研成果,提高专业和科研兴趣。教学过程中充分利用多媒体平台,提供图、文、声、动、实等信息,加深对抽象知识点的理解与应用。组织学生参加校内外学术讲座,了解专业最新发展,开阔科技视野,加深对专业的认识。

二、优化教学方法及资源

(一)工程案例教学法

结合冶金工程专业特点,在教学过程中引入工程案例教学法,并将大量工程实践研究成果编入教案,引导学生运用理论知识分析、解决实际生产问题,培养知识应用、思维判断和分析能力。聘请企业工程师任教。外聘的校外导师定期以生产流程工程技术路线及实际问题的解决方案为案例,讲授冶金专业生产实践,传授专业知识在生产实践的应用。目前,学院已聘请了3位分别来至中国铝业贵州分公司、贵州中铝铝业有限公司及贵州华锦铝业有限公司教授级高工为冶金专业校外指导教师,近期将与首钢水城钢铁(集团)有限责任公司、贵州大龙锰业有限责任公司等省内企业合作,聘请具有一线丰富生产经验的高级工程师为校外导师。

(二)实验室教学平台

本科生实验课大多数是基于基础课、专业基础课和专业课进行的验证性实验,是提高专业基础实验技能的重要教学手段之一。专业基础实验技能的培养目标主要是使学生掌握基本理论和基本实验技能,重点在于仪器使用、基本操作规范和对基本实验现象的理解[5-6],加强冶金工程实验教学平台建设对培养学生实践能力极为重要。目前,冶金实验中心规划建设的主要实验室为“冶金专业基础实验室”、“仪表实验室”、“矿物预处理实验室”、“有色金属冶金实验室”、“钢铁冶金实验室”、“冶金环保实验室”及“分析实验室”。所有实验室建设方案已完成,相关主要设备已完成选型,保证冶金工程本科实验教学工作顺利开展。

(三)虚拟仿真实验室

近年来,虚拟仿真技术被应用于冶金工程专业实验、实习和课堂教学,显著提高了学生实践能力和学习效果[7-9]。冶金实验中心规划重点建设实验室有“虚拟仿真型实验室”,主要建设内容有“钢铁生产全流程虚拟仿真实验教学中心”,以烧结、高炉炼铁、转炉炼钢等系统全流程实验教学资源为核心,建设虚拟仿真实验教学中心,利用虚拟仿真技术资源,结合实验教学大纲和实验考核方式,提高学生工程实践能力。该中心规划采购METSIM过程模拟软件,应用于冶金工艺流程热量平衡计算、化学反应、过程控制、设备设计、成本估算和过程分析,实现实验过程零污染,教学资源零消耗,实验无危险性[6],实验教学内容丰富,增加学生动手操作机会,为冶金工程专业工程师培养提供重要保障。

(四)实习基地平台

按照冶金专业本科培养方案,集中实践性环节学分比例占整个培养方案的17.14%,具有相当分量。本校已与中国铝业贵州分公司签订《冶金专业本科教学实习基地建设》合同,共建冶金专业本科实践教学实习基地,将认识实习、生产实习及毕业实习等实践教学环节安排在企业进行,在生产实践过程中实现专业基本应用能力培养。实践基地主要为冶金专业学生提供实践教学场所,项目实施后,将定期聘请较高专业技术水平和生产经验丰富的企业技术人员进行专项讲座和培训,可满足每年300人次冶金工程专业本科生的实践需求。根据冶金专业发展需要,学校将陆续拓展实习基地建设,选择国有或地方大型骨干冶金企业作为合作对象,增加冶金专业实习基地的多样性。

(五)“双创”项目全覆盖

全面实施创新创业教育,培养“强责任、精技术、善管理、重实践、求创新”高素质应用型人才,确立了“113”创新创业教育目标(“双百分百”),即“让100%学生接受创新创业知识教育,资助100%学生经历创新或创业训练,期待3%学生取得优质创新创业成果”。开展“本科生导师制”,由学生自愿选择专业老师,并在其指导下,申报“双创项目”,独立开展立项项目的实验研究、撰写论文、完成课题。以本文指导的2016级3名本科生为例,经过一年来实验室科研项目实践,在专业认识和科研开展基础手段方面获得较大提高。

(六)提高师资队伍工程教育素质和水平

冶金行业论文篇4

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)16-0024-03

《高等教育法》明确提出:“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”高等教育是对在其中受教育的人施加教育影响,满足他们的求知愿望,帮助其实现个人目标。大学教育是完全意义的专业教育,重视人的品质、素养形成、重视“完人”教育。冶金工程专业的培养目标是培养德、智、体全面发展,具有坚实的冶金理论,掌握冶金生产的工艺、技术和设备知识,综合素质好,具有创新能力和组织管理能力的人才。随着我国教育体制的改革,从原来的学年制转变为现在的学分制,我校冶金工程专业的培养方案和课程设置经过了多次修订,在学分制人才培养模式下,课程设置的数量增加了,但是必修课程和限选课程太多,导致自由选修课学分少。虽然课程设置数目多,但是学生学习的选择空间小,难以实现“把学习的自交给学生”的教学理念。大学本科教育实际上是高等基础教育,作为大学教育的核心内容的课程设置应该以让学生奠定终身学习的基础,实现终身教育为目标进行设置。

一、我校冶金工程专业目前课程设置的现状

随着专业学科的合并和学分制的实行,打破了原有的教学课程体系,对课程体系进行了改革,但是新的课程设置中还存在原二级学科培养模式的思维,轻金属冶金、重金属冶金、稀有金属冶金以及钢铁冶金等专业界限明显,课程设置中必修课程的分量太重,选修课程的设置太多、过于凌乱。

我校冶金工程专业课程安排上,前两年主要是公共课程和大类课程的学习,公共课程和大类课程是根据教育部和学校要求设置的课程,与大多数的工科专业课程基本类似,从第三学年开始,进入专业课程的学习。冶金工程专业学生四年中共要求修满最低18分。专业课程分为专业主干课和专业选修课两类,专业主干课(必修课)要求的学分为42学分,包括必修主干课程17学分和必修实践课程25学分,专业选修课16学分,其中必选课程占了10学分,自由选修课程只有6学分,选修课程所占比例太低。开设的专业课程中,自由选修课程达到24门,学分超过48学分,而学生对自由选修课的需求总共只有6学分,由于课程开设太多,太过凌乱,造成了教学资源的严重浪费。

我校冶金工程专业的选修课程设置中分为有色金属冶金、钢铁冶金、冶金物理化学等三个模块,在有色金属冶金模块中又设置了重金属冶金学、轻金属冶金学、稀有金属冶金学;钢铁冶金模块设置了钢铁冶金学,这四门课程又分为I类和II类,I类课程设置了4个学分,II类课程设置了2学分。I类课程为必选其一,另外可以选修II类课程,但选修I类课程的学生不能选修同门课程的II。这种课程的设置还是根据原来传统专业思想,存在几个弊端:1.不适合于现在学校“大类招生大类培养”的思想要求;2.占用了更多学时,减少了学生选择其他课程机会,不适合学校“把学习的自交给学生”的培养原则;3.知识体系过于单一,在学生就业工作中缩小了选择的范围。

二、学生进行课程选择的问题

大学课程主体趋向多元化,终身教育思想对于高等教育及课程的发展产生影响。在培养方案的制订和课程设置中,现在要求“宽口径、培养个性化、出口多方向的制订原则”,学分制就是为了适应这些教育理念而实行的。

由于我国初等教育体制的原因,学生观念跟不上学年制到学分制的内在理念的转变。现行高考制度是“应试教育”最得力的指挥棒,使我国基础教育阶段青少年的创新意识惨遭扼杀。进入大学后,学生往往对自主学习、个性化自我教育认识不到位,学生经常没有明确的学习目标和计划,没有足够的学习动力和自主性。现在部分学生在选课时,由于缺乏具体科学的指引,导致学生缺乏科学的指导。部分学生为了能尽快修满学分,只考虑该课程学习的难易程度和学分是否容易拿到,多数学生不能规划自己的课程框架,而缺乏对专业知识结构和系统性的考虑,选课存在盲目性和随意性。由于现行的冶金工程专业课程设置中自由选修课要求的学分少,而课程设置数目太多,学生选课随意性更大,在学期中以各种理由要求退选或放弃某门课程,导致部分课程开设一段时间后不能继续进行,造成了教学资源的浪费。

三、进行课程设置改革的思路

学分制的本质就是要实行选修制,这是学分制的灵魂,强调个性的发展是学分制的重要特征,但是学分制也要实行目标的管理,相对学年制的过程管理,学分制实行目标管理,为了帮助学生实现学习的目标,针对性地实施过程管理也是有必要的。

(一)设置冶金工艺学课程

现代冶金工程教育应着眼于“大冶金”,以基础理论、基础知识为本,教学重点应由冶金工艺转向学习冶金方法和研究方法的训练,着力培养学生善学习、会思考、勤探索、能创造的能力,引导学生继续学习为目的进行课程设置。因此除了冶金原理等必修的基础课程外,取消冶金工程概论课,把冶金工程概论和选修课程中的轻金属冶金学、重金属冶金学、稀有金属冶金学和钢铁冶金学设置为冶金工艺学。冶金工艺学课程安排应避开原轻重稀和钢铁冶金的思维,按照冶金工艺方法重新编排课程。

(二)必修课程的设置

必修课程设置应以学生掌握本专业的基本知识、原理和方法来设置。冶金工程专业的必修基础课程可以设冶金原理、冶金工艺学、冶金设备和冶金课程设计四门课程,前三门课程的学分设置为每门课3-4学分,冶金课程设计为2学分。前三门课程可以涵盖冶金的原理、工艺和设备,是冶金专业的专业基础课程,第四门课是对学生进行设计能力训练的课程。通过这四门课程的学习,即可以了解冶金专业的基础知识,为后续的学习奠定基础。原来必修课中的材料科学基础和传递过程原理是工科专业的基础课程,可以设置在大类课程中,每门课的学分设为2学分。由于在专业基础课程中设置了冶金工艺学,因此取消原大类课程中的冶金工程概论。

冶金过程是一个物理化学变化过程,对冶金工作者来说,改进现有的冶金过程并探索新的冶金过程,确定最佳工艺,必须进行冶金工艺过程的研究。因此冶金物理化学研究方法是冶金工作者必须掌握的。在冶金过程控制和冶金工艺研究过程中,离不开分析检测技术,因此掌握现代分析检测技术也是冶金工作者必须具备的能力。所以可以把冶金物理化学研究方法和现代分析检测技术课设为必修课,学分设置为每门课2学分。必修的实践环节“文献检索与选读”、“认识实习”、“生产实习”、“毕业论文(设计)”的总学分为25学分。这样,专业必修课程的总学分仍控制在42学分左右。

(三)选修课程的设置

前武汉大学校长刘道玉说“创造性是一流大学之魂”,中南大学校长张尧学也提出“精简课程、优化教学内容、给学生更多的自主学习空间”。目前我校冶金工程专业的选修课程太多,加上许多课程是限选课程,学生自由选修的空间比较小。因此除了必修课程外,取消限选课程,把其他课程都设为自由选择课。根据专业特点,精简选修课程,优化课程内容。在学分设置上,没有实验的课程设为2学分,有实验的课程设为不超过3学分。根据学生的兴趣,把原来的轻金属冶金学、重金属冶金学、稀有金属冶金学和钢铁冶金学设为选修课程,但是在冶金工艺学中出现的内容不再出现在选修课的课程内容中。对其他的选修课程进行精简整合,选修课的安排以拓宽学生的知识面和创造能力为目标,避免灌输知识的教学模式。减少学生的课堂学习课时,让学生掌握更多的学习空间,选修一些感兴趣的其他专业的课程,应该是学分制的灵魂。

(四)加强实践能力的培养

我院冶金工程专业学生的培养向来都重视实践能力的培养,认识实习、生产实习和毕业论文等培养环节使学生的工程和实践能力得到了锻炼。“双结业”培养模式多年来得到了发展和实践的检验,但是由于“双结业”的工作量大,也出现了“双结业”环节影响毕业论文的情况。而且在专业面拓宽、课时减少的情况下,实验的学时数由于基础课的加强和教育投资的不足而受到削弱。在课程设置和教学内容的安排中,应加强实验的学时,能开设实验课的科目应开设实验课。改革“双结业”的培养模式,开设实验类的选修课,在学生进入专业课学习后,就进行“双结业”或实验选修课的教学环节,让学生更早地参与到教师的科研项目中来,培养学生的科研和创新的工作能力。

四、设置本科教育导师制

由于招生人数的扩大,高校加强了辅导员或班导师的管理模式,辅导员和班导师大多是从事管理岗位的老师或优秀的研究生补充到这个队伍中,因为专业知识或教育经验不足,难以指导学生培养计划的制订。

国外的本科教育中,导师制是比较普遍的,但是在国内,虽然很多的学者建议完善导师制,但是实际上实行还不够全面。应参考研究生导师的经验,给本科生配备导师。根据学生和专业的特点,在学生入学后两年内,指导学生制订培养计划和进行课程的选择,以避免学生选课的盲目性和随意性。现在试行的冶金工程试验班导师制是本科教育中实行导师制的有益探索,但是在工程试验班的导师制中,导师的主要任务是指导学生参与科研,而几乎没有参与到学生的日常学习中,没有参与到学生的培养计划的制订中。导师应指导学生制订培养计划、指导安排学生的课程框架和每个学期的学习计划,避免学生学习的课时过度集中,指导学生在本专业课程学习之余,可以选择其他专业的课程,从而全面提高学生的素质,增强学生的就业能力和增加就业渠道。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 肖朗,陈家顺.杨贤江的“全人生指导”思想――“人的全面发展”教育思想本土化的范例[J].教育研究,2006,(9):19-24.

[2] 蒋亦华.大学课程实施:专业本位的价值取向[J].现代大学教育,2010,(4):103-109.

[3] 中南大学教务处编.冶金与环境类本科生培养方案[M].中南大学本科生培养方案(2008版),2008:47-55.

[4] 李硕豪.论本科教育的本质属性[J].教育与现代化,2010,(3):12-16.

[5] 卢国良.提高高等教育人才培养质量再认识[J].现代大学教育,2010,(5):81-86.

[6] 高淑贞,李守义.高校学分制与大学生受教育权[J].中国地质教育,2007,16(1):88-92.

[7] 张尧学.改革创新促发展特色强校创一流――在中南大学三届二次教代会、工代会上的工作报告[EB/OL].中南大学新闻网,2012-2-29/2012-3-19.

[8] 滕明,戴曦.一个初见成效的实践:传统工科本科生“双结业”培养模式[J].现代大学教育,2003,(3):78-80.

[9] 张雪.美国学分制探析及对我国高等教育的启示[J].河北广播电视大学学报,2010,15(6):93-94.

冶金行业论文篇5

关键词:

教学改革;选修课;钢铁冶金概论;教学内容;教学方法

《钢铁冶金概论》是一门既具有理论性又兼有很强的实践性的基础课。本课程以钢铁冶金工艺流程及与钢铁冶炼相关的专业知识为主线,系统介绍采矿、选矿、钢铁生产用耐火材料、铁矿粉造块、焦化、高炉炼铁、铁水预处理、炼钢、炉外精炼、连铸、轧钢等基本专业知识,给非冶金工程专业学生进行钢铁冶金及相关知识的普及教育,使从事与冶金工作有关的非冶金专业学生对钢铁联合企业的生产过程有一个全面的了解,拓宽其知识面,使学生掌握将来从事与冶金相关的工作必须具备的冶金专业知识。

一、教学改革的背景

(一)非冶金类专业学生学习《钢铁冶金概论》的重要性

由于高校之间竞争激烈,加上科技发展的日新月异,我国高校也不断朝着规模型与综合型的方向发展[1,2]。同时,社会对毕业生的要求也向“多面手”型人才转变。高校毕业生若有良好的综合素质、较好的知识宽度与深度,则更受社会企业单位的青睐。高校选修课恰好在拓展学生知识面、挖掘学生潜在能力、优化知识结构方面有着很重要的作用。因此,国内高校也不断进行教育改革,开展跨学科教育。例如,传统以冶金为特色的综合性院校,面对非冶金专业学生,开展《钢铁冶金概论》课程。我校面对全校非冶金专业学生开设《钢铁冶金概论》,一是提高学生的综合素养,拓展知识面并开阔视野,使他们对冶金生产过程、国内外钢铁形势等有一个初步的了解;二是我校传统冶金类院校,每年有大量钢铁企业来招聘,许多非冶金专业学生会去钢铁企业工作,学习冶金概论可以使学生对冶金工业生产的特点和基本概貌、冶金工业部门之间及冶金工业与其他工业部门之间的联系有一个基本的了解,了解自己本专业和冶金行业的联系;三是学习这门课,更好地培养学生实际问题解决能力与综合思维能力,在就业形势日益严峻的今天,提高学生在社会的竞争力。因此,冶金概论课程教学对我校为冶金行业培养开放式人才、对学生发展都有着重要意义。

(二)传统《钢铁冶金概论》教学中存在的问题

以武汉科技大学为例,我校属于理工科为主的高校,但办学模式趋于综合性大学学科体系。在教育改革中,高校加强跨学科教育,本科生的教育课程也是各个学院相互交叉,我校作为冶金类的传统高校,全校非冶金专业学生均设有20课时的《钢铁冶金概论》课程。然而,在《钢铁冶金概论》公选课上,仍然存在不少问题。(1)学生不重视该课程,学习态度不端正。学生对冶金概论不感兴趣,选课具有盲目性与功利性[3],多数学生为了学分而选课,课堂上出现上课率低、参与率低、抬头率低等“三低”现象。(2)上课学生专业差别大,由于非冶金专业学生对该课程认识不足,专业基础又薄弱,授课内容及深度难以把握。(3)授课方法趋于单一的灌输式教育。PPT上多以原理介绍、工艺流程、化学反应等,填鸭式教育不被学生接受。(4)教师采用统一式概论,偏重理论知识的讲授,内容枯燥,学生缺乏兴趣。(5)考核方式简单化。考核均是一纸化开卷定成绩,学生无压力。

二、《钢铁冶金概论》教学应遵循的基本原则

(一)趣味性

心理学研究表明,通过适当的教育教学方式可以激发人的学习兴趣和独立思考能力[4]。《钢铁冶金概论》这门公选课需要在形式与内容上做到新颖别致,才能引人入胜,激发学生兴趣。在课程教学中,教师要以人为本,在了解学生的想法上,尽量使用形象化的教学语言,运用多样化教学方法,激起学生的兴趣。因此,从第一节课开始就要把学生的学习兴趣调动起来。

(二)精简性

概论课程课时较短,而且学生专业差别大,概论课内容不必详细俱到,要“点到为止”,内容要关注重点及热点,结合学生专业,有所选择,有所侧重。

(三)新颖性

“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,一个政党永葆生机的源泉”[5]。因此,在《钢铁冶金概论》教学上,也不可仅关注课本的死信息,要时刻更新课件,把新鲜的资料与信息及时补到课件中。

(四)多样性

《钢铁冶金概论》课程学时短,学生对专业知识深度认识不够,教学上也是主要让学生达到初步认识为主。因此,考核上不适合一卷式及严考专业难题。可适当增加平时作业与开展讨论等,增加平时成绩比例;卷面题目以考核学生基础知识为主,难度不宜太大。

三、《钢铁冶金概论》课程教学的改革

(一)教学内容的改革

对于非冶金专业的学生,可分为二类:第一类是与冶金专业联系紧密的相关工科专业,第二类是其他工科类与文科类。前者在《钢铁冶金概论》学习上,对专业知识讲解深度要求要更高一些。学生学习这门课的主要目的还是熟悉冶金工业的概貌与总体发展形势,认知冶金生产的流程,了解冶金的节能、降成本与环保的知识,培养学生分析解决问题等综合思维能力。对第二类学生,不要局限在传统工艺与理论的详细讲解上,而是重在介绍生产历史、现状与发展趋势上,可以让学生对生产工艺有一定的了解,紧密联系学生专业,时事政治、日常生活,提高学生的学习兴趣;而对于第一类学生,除此以外,可适当增加基本理论和工艺原理的介绍。

(二)教学手段与方法的改革

1.多媒体与网络教学

传统的板书式教育,可以集中重点,控制教学速度,有它的优势,但也存在诸多问题。现代的多媒体教学的介入,让更多的知识可通过工程结构图、彩图、三位图及动画、视频等方式展现出来,更加的丰富多彩。因此,通过多媒体网络与板书相结合来展现更多的教学信息量与趣味性,丰富教学内容,尤其是冶金知识的工艺流程较多,许多反应均难以直接看到,通过流程图、动画与视频,可以直观了解冶炼过程,加深学生印象。其次,发起网络教学方式。近年在各冶金高校与企业之间流行计算机网络炼钢挑战赛。此平台是由国际钢铁协会发起成立的,内容涵盖钢铁生产等各个方面。网络炼钢平台利用生动的动画,展现了各种冶炼设备,介绍了冶金原理,核心为多个灵活的、涉及钢铁生产流程的游戏般的模拟。根据每一章内容,可向学生一步步展示相关章节的冶炼模拟,让学生更加直观地了解设备与工艺,而且生动有趣,可调动学生的学习兴趣与主动性;课后学生可自由在自己电脑上模拟操作,可挖掘学生潜力,提高学习能力和综合素质。

2.体验式与研讨式教学

针对学生的“三低”现象,有针对性地采取体验式教学与研讨式教学。体验式教学,是指在教学过程中,组织学生参观教育基地,或是布置专题题目,让学生查阅资料后制作PPT、开展主题活动等[6]。而研讨式教学是教师通过设计一定的教学情景,让学生观看视频或图片,然后根据所观内容来进行交流讨论,最后教师进行点评,让学生获得更深认识[6]。这二种教学方式的最大好处是,调动学生学习的主动性与积极性,并让他们参与到其中,做到体验式与启发式教学[7]。在进行冶金概论的教学时,预先给定几个与教学内容相关的主题。比如,钢铁发展史、转炉炼钢的发展过程、钢铁寒冬与企业重组,等等。提前告诉学生,让大家去查阅并做好准备,到时可以让每个小班派出代表上台讲解自己的PPT,而其他同学抽取几名来点评补充,教师在中间扮演组织者与总结者的角色,鼓励学生的积极性,引导学生大量搜集钢铁冶金资料与新闻,引发学生学习兴趣,这部分也可以作为学生平时成绩的考勤。还有就是对现场炼铁与炼钢视频播放后,让学生来谈他们的观后感与看法,加强师生互动,提高学生分辨能力,促使形成勤于思考的习惯,让学生有较强的责任感与使命感,激发学生的探索热情与创新潜力,提高教学效果。

3.精讲启发式趣味教学

《钢铁冶金概论》课程面对的学生专业差别大,统一的课件方法是不行的,我校是要求所有非冶金专业学生必修此课程,建议修改此课程为选修,让有兴趣的学生,或是有意去钢铁企业相关行业就业的学生选修,显得更加合理与人性化。而且,针对第一类与冶金专业联系紧密的工科学生,可仍保持20学时课程;而对第二类与冶金专业联系不太紧密工科或其他文科学生,可压缩至10学时左右,只要求学生掌握最基本的冶金知识,降低学习难度,而且内容也只要采用讲座式的教育,不必详细展开具体工艺进行讲解,即做到所谓的精讲。结合学生专业,讲解学生专业相关性的内容。比如说,针对金属材料成型与控制专业学生,要细解钢铁是怎样炼成的;而针对文法专业学生,可讲解矿石进口谈判等类似事件,增加学生的专业敏感度与兴趣;而针对医学院学生,可联系我校医学院早期是以职业病为出发点的发展历程,讲解钢铁相关的职业病,让学生结合自己专业来学习概论课程;同时,采取各种讨论模式与模拟冶炼计算机平台的混合教学模式,增强趣味性。

4.题库式教学与考核方式改革

在考核方式上,传统的一纸化开卷考试,学生成绩均较好,但实际上掌握的并不牢靠,容易遗忘,学生自主学习的主观能动性也不高。建立一套多元化的题库,试题类型可包括填空、选择、判断、名词解释、绘图、填表、问答与分析等题型库,把题库向学生开放,让学生自主学习与做题,考试试题从中挑选,适当做些改变,增加学生对知识的理解与印象,提高学生学习主动性。这样可适当降低考试难度,而考核上则采取闭卷考试的方式。同时,由单一的考试,改变为平时考勤、课堂讨论与发言、话题论文、作业及闭卷考试的综合考核方法,这样可避免学生的抄袭现象。通过这种严格考核方式,既可以保证考核的公平公正性,也可减少学生对该课程不重视的现象。

四、结束语

在遵循《钢铁冶金概论》教学改革的基本原则上,针对课程的教学内容、教学方法进行了相关的改革与实践,结果表明这些方法可以极大地活跃课堂的气氛,调动学生的积极性,让学生主动去查阅资料,上台演讲,或者是分组讨论,丰富了教学方法,拓宽学生的知识面,大大改善“三低”现象。同时,学生对该教学改革持肯定态度,尤其是对计算机模拟炼钢表示了浓厚的兴趣与较高的评价,做到了寓教于乐,有学生课后还自加练习,不懂课后还来提问,甚至还主动参加学校的年度全球炼钢挑战大赛比赛。这一切极大地鼓舞了我们教学改革的信心。《钢铁冶金概论》公选课教学方法及内容的改进,对该课程教学效果的提高有着至关重要的作用。它不但可以让学生从中学到知识,并可培养学生自主学习的独立性与主动性。同时,考核方式的改变,也能让学生更加重视选修课,让学生对知识的掌握更加牢靠。对于我校这门公选课,只有将该课程的教学与我校人才培养的目标紧密结合,保证教学内容的合适度与趣味性,采用合理的教学方法和考核方式,才能保证教学质量。同时,也与我校开设《钢铁冶金概论》公选课的背景相吻合,有利于培养适应社会发展的复合型高素质人才。

作者:成日金 张华 周建安 何环宇 詹玮婷 单位:武汉科技大学材料与冶金学院冶金工程系

参考文献

[1]李庆祥.非化工类专业化工概论教学的改革与实践[J].理工高教研究,2009,28(5):126-127.

[2]廖桂英,安黛宗.大学化学课程教学的思考[J].理工高教研究,2005,24(1):102-103+24.

[3]陈麦玲,陈嫒琳,车艳.关于加强高校公选课质量管理的几点思考[J].双语学习,2007,11:113-114.

[4]刘胜地.掌握学员心理特点用好行为导向型教学方法[J].天津市财贸管理干部学院学报,2006,8(2):35-36.

冶金行业论文篇6

一、增加物理冶金教学内容的思路

为适应社会发展和需求,拓宽专业、宽口径专业教育已成为冶金领域培养人才的重要模式。目前,冶金工程专业设置涵盖了钢铁冶金专业、有色冶金专业和冶金物理化学专业,改变了过去专业划分过细的弊端,增强了学生的适应性,提高了学生独立工作的能力。这体现了教育思想观念由“对口”向“适应”转变的进程。但是,也应认识到,随着冶金技术的进步,物理过程在冶金中的重要性日显突出,物理冶金和化学冶金(传统冶金)同等重要。冶金工程专业的教学重点以化学冶金学为主是毋庸置疑的,但适当增加、补充和生产密切相关的物理冶金学的教学内容也是大有裨益的。首先,物理冶金学和化学冶金学是冶金工程学科不可分割的组成部分。例如钢铁生产是从铁矿石中提取钢铁并加工成钢材的过程,包括炼铁(焦化、烧结)、炼钢、精炼、连铸、轧钢、热处理等工艺环节。钢铁生产的集成技术已经打破了冶金、轧钢和热处理的明确分工,尤其是薄板坯连铸连轧技术的兴起,更是将炼钢、连铸、轧钢等工艺环节有效地联系在一起。为了得到性能合格的钢材,需要控制钢材的化学成分和组织结构,化学冶金学可以解决化学成分控制的问题,在钢铁生产中由连铸之前的工艺环节完成,最终的组织状态则通过后续的成型加工和热处理实现。可见,钢铁生产需要化学冶金学和物理冶金学的综合知识,只有把两者结合才能解释并解决钢铁生产中出现的问题。目前,冶金工程专业的主要教学内容为化学冶金,尽管也开设了金属学等课程,但内容宽泛,针对性不强,学生对钢材加工和热处理过程中组织、结构和性能的变化不甚了了,无法对钢铁生产建立起系统、全面的认识。其次,物理冶金学和化学冶金学的内容是互相联系的,通过物理冶金学的学习,能够促进对化学冶金学的深入理解。例如:冶金过程热力学中自由能的计算,是判别、变更或控制化学反应发生的趋势、方向和达到平衡态的手段,运用热力学计算可以分析钢中元素的氧化还原问题。由于Cu氧化的标准自由能和铁相比更高,在炼钢吹氧过程中,将被铁保护而不被氧化。而铜是钢材热加工产生热脆的有害元素,这是由于加热过程中铁被氧化,铜在轧件表面富集,成为液相后沿奥氏体晶界渗透,弱化晶界而造成热塑性降低。所以,只有通过配料降低钢中的Cu含量。这样,就会对Cu在钢中的危害、控制及氧化还原的热力学条件有了系统的认识。可见,通过物理冶金的学习,冶金工程专业的学生可以更加深刻地理解冶金过程热力学中元素氧化还原的规律性,认识到合理控制化学成分的必要性。另外,物理冶金课程在冶金工程专业的引入能够拓宽学生的知识面,增加毕业生的适应性,促进将来工作和事业的发展。钢铁生产中需要专才,更需要通才。钢铁生产的集成技术已经打破了冶金、轧钢和热处理的明确分工,化学冶金学和物理冶金学的知识相互联系、相互融合。只有具备了化学冶金学和物理冶金学的综合知识,才能使毕业生对操作岗位的工艺特点和目的要求有更深刻的认识;在产品出现质量问题时,才能对复杂工艺环节的影响因素做出准确判断,并制定出切实可行的解决方案。市场疲软和原材料涨价的双重影响,压缩了钢铁行业的利润率空间,而且产品的同质化竞争日趋激烈,产品开发日益受到重视,新产品开发更需要具备化学冶金学和物理冶金学的综合知识,对冶金工程专业的毕业生在知识面和综合能力上提出了更高的要求。例如,Ti微合金化高强钢的开发主要是利用了纳米尺寸TiC的沉淀强化作用,需要通过控制轧制和控制冷却来实现,但由于钛容易氧化的特点,必须在精炼后期用铝充分脱氧后加入钛才能提高其收得率。通过类似产品开发的实例,将枯燥的书本知识和生产实际结合,使学生加深对物理冶金学和化学冶金学的理解,提高综合运用知识的能力。

二、增加物理冶金教学内容的实践

冶金行业论文篇7

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2017)03C-0087-02

随着国民经济的快速发展以及科学技术的不断进步,如何培养出适应企业发展需要的技术技能型专业人才,是高职院校必须面对的新问题。依据有色冶金企业技术技能型人才需求的特点,高职院校在制订有色冶金技术专业人才培养方案时,要把有色冶金行业的新发展、新知识、新技术融入教学课程体系中;同时,增加实践教学学时,加强对学生专业岗位操作技能的培养,只有这样才能培养出适应企业需要的高素质技能型人才,为有色冶金工业及地方区域经济发展提供人才支持。

一、有色冶金技术专业技术技能型人才特点

有色冶金技术专业技术技能型人才是在有色冶金企业生产一线中从事岗位技术操作,具有基础理论知识和较高实践操作技能,在生产岗位中能够运用自己的技术和能力进行实际操作,并能够解决生产中出现的各种问题的人员。随着国家产业政策的调整以及有色冶金技术的快速发展,有色冶金企业对技术技能型人才的要求也越来越高。有色冶金技术专业技术技能型人才的特点表现为以下两个方面:一是具备专业知识技能。掌握基本的专业理论知识,了解与有色冶金专业或生产岗位相适应的基本专业知识;掌握有色金属各生产工序基本的岗位操作技能和操作规程,熟悉各生产工序主要技术经济指标,并达到在岗工作所要求的专业技能水平;通过培训考试,取得火法冶炼工、湿法冶炼工等国家认可的职业资格证书。二是具备专业创新能力。科学技术日新月异,有色冶金企业技术改造、工艺创新、设备更新换代将对有色冶金技术专业技术技能型人才提出新的要求,只有具备专业创新能力,才能适应企业快速发展的需要。具体来说,技术技能型人才要熟悉新设备、了解新工艺,具备在生产实践中发现新问题,创造性地找出解决新问题的方法和能力;同时,要能够根据岗位实践操作过程提出新的设想、新的意见,具体实践、操作和开发。具备这些能力的人才在将来的工作岗位上才能胜任岗位工作。

二、高职有色冶金技术专业人才培养目标及定位

(一)人才培养目标。根据有色冶金产业人才规格及岗位需求,按照有色冶金技术职业资格标准,经过培养使学生素质和能力达到相应的目标。一是专业知识目标:掌握本专业所必需的基础理论知识以及各种有色金属生产的基本过程、生产技术条件和主要设备结构等专业知识。二是专业能力目标:掌握有色冶金安全生产、环境保护、生产质量管理的基本知识;具备有色金属冶金生产一线岗位的实践操作能力,分析和解决生产实践中出现问题的能力,对有色冶金生产工艺改进、设备结构局部改造的能力,新技术运用、推广的能力,以及生产岗位技术现场管理的能力。三是社会能力目标:具有良好的政治思想素质、行为规范和职业道德,较强的实践创新能力,较好的语言表达能力和人际沟通能力,勤恳工作的敬业精神,良好的环境保护和安全生产意识,较强的工作计划、活动组织和协调能力。四是方法能力目耍壕哂薪锨康难习能力,通过查阅专业资料、文献和计算机网络等取得专业信息的能力,较好的判断能力和科学思维方法能力。

(二)人才培养定位。高职院校培养的学生在专业定位上与本科院校有一定的区别,高职院校更注重学生专业岗位能力的培养。根据有色冶金企业的岗位需求,高职有色冶金技术专业人才培养主要定位为以下四类岗位:一是有色冶金生产岗位,主要在生产一线从事各种有色金属实践生产工作;二是有色冶金生产管理岗位,主要从事有色冶金生产过程的技术管理工作;三是有色冶金生产工艺改造和新技术研发岗位,主要负责组织实施企业生产技术改造及新技术研发工作;四是有色冶金生产过程及产品分析检验与工艺试验岗位,主要从事有色冶金原辅材料、生产过程技术控制检测和冶金产品的质量检验分析工作。

三、高职有色冶金技术专业技术技能型人才培养方案的制订

人才培养方案是高职院校实施人才培养工作的根本性指导文件,是进行教育教学改革和组织实施教学过程的主要依据。制订人才培养方案要坚持国家的教育方针,树立“以生为本”的现代教育理念,树立发展意识和学习意识,总结并吸收先进、可行的教育教学改革成果,加强实践调研,有效确定专业人才培养的趋势与特色,根据行业企业发展需求设立人才培养方案。在明确人才培养具体目标及定位的基础上,通过优化教学课程体系、改革教学模式、拓展校企合作的深度和广度等方面来制订高职有色冶金技术专业技术技能型人才培养方案。

(一)优化教学课程体系。传统的课程体系由于课程安排不合理,专业课程教学重点、难点不突出。课程体系中理论教学偏多,实践教学少。高职学生基础较差,过多、过深的理论教学会让他们难以接受,很多学生由于听不懂就产生了厌学的情绪。因此,需要对原先的教学课程体系进行相应的调整,把过去以理论知识和专业知识为教学重点的课程体系,逐步优化为在保证学生掌握基本理论知识上,加强对学生专业技能的培养、提高学生的实践操作技能的课程体系。在制订课程教学计划时,重点加强对学生专业技能和岗位操作能力的实训,增加实践操作教学学时,使综合实践性教学学时占学生总学时68%以上,让学生有更多的时间和机会进行专业技能和岗位操作能力的训练。在实践教学中,教师要尽可能根据课程教学内容开展实验或实训,培养学生实践操作能力。

(二)改革教学模式。可考虑实施以现代学徒制为基础的“理实一体,仿真教学”的教学模式。有色冶金生产过程一般都是在高温、高压或酸、碱等危险条件下进行的,在校内实训室难以进行生产实训。为此,可通过建设有色冶金仿真实训室来解决这些难题,即利用有色冶金仿真软件用大量的现场生产视频、图片,采用3D技术,形象、生动地再现有色冶金实际生产的全过程。学生通过操作界面对各工序的生产状态进行有效操作,真实地再现有色冶金生产操作过程。老师通过完善的数据管理系统,对操作过程进行实时评分,让学生知道操作过程的得失,不断提高操作技能。通过仿真实训,学生能亲身体验生产过程,学到企业生产岗位相关知识和技能,真正实现理论与实践相结合。

(三)拓展校企合作的深度和广度。通过进行广泛的有色冶金企业调研,了解国内外有色冶金产业发展趋势,对接区域内有色冶金技术产业岗位职业资格标准和企业用人要求,确定有色冶金生产岗位群及其对应的能力与素质要求。与有色冶金企业深度合作,聘请企业专家、技术骨干作为校外兼职教师,校企共同制订人才培养方案,共同进行专业核心课程建设、教材建设、实验实训基地建设以及教学实施、管理与考核评价等。基于企业专业人才需求和有色冶金职业能力特点,校企共同实施人才培养,真正实现校企一体化育人;学校、企业各司其职,各负其责,各专所长,分工合作。专业核心课程的全部或大部分教学内容安排在合作企业或校内有色冶金仿真实训室进行,交替进行“实践”与“理论”教学。企业中的教学主要是跟班“工作”,由企业兼职教师承担教学任务,教师参与教学管理、监控与考核评价,学生作为企业的“学徒”严格按照企业的规章制度进行“工作”和“学习”;经过反复交替学习和训练,达到人才培养目标。

随着社会经济的快速发展和科学技术的不断创新,高职有色冶金技术专业人才培养方案也将发生变化。培养高职有色冶金技术专业高素质技术技能型人才,应以有色冶金企业岗位人才需求为基础,明确人才培养目标与要求,不断优化高职有色冶金技术专业技术技能型人才培养方案。在人才培养方案实施过程中,还要不断总结经验教训,将经验与教训融入新的人才培养方案的制订过程中,为有色冶金企业输送更多的高素质技术技能型人才。

【参考文献】

[1]杨冶立,朱光俊,杜长坤.应用型冶金工程人才培养方案的思考[J].中国冶金教育,2008(1)

[2]杜长坤,吕俊杰,朱光俊,等.冶金工程专业培养高素质创新人才的探索与实践[J].中国冶金教育,2005(6)

冶金行业论文篇8

之后,人们在漫长的冶炼过程中逐渐掌握了金属冶炼所需要的高温技术和冶金处理技术。如柔化处理技术、炒钢技术、百炼钢技术、灌钢技术等。在明带中叶,我国已开始大量生产金属锌。《天工开物》中有关于密封加热冶炼“倭铅”(即锌)方法的记载,同时还记载了我国古代冶金技术的许多成就,如冶炼生铁和熟铁的连续生产工艺,退火、正火、淬火等钢铁热处理工艺等。明代钱币“永乐通宝”也具有较高的含锌量。而欧洲到了十八世纪才开始冶炼锌。

新中国成立以来,国家一直非常重视冶金工业的发展。近年来,我国的钢产量连续居于世界前列,足见国家的重视和其迅速稳健发展的良好势头。诚然,现代科技的进步催生了一些高科技新材料的诞生和应用。但是,冶金材料在未来相当长的一段时期内,其优势和特性依然是其他材料所不可比拟和替代的。

什么是冶金工程专业

大楼、桥梁的骨架是什么?不锈钢用具是怎样来的?学习冶金工程你就会了解其中的奥秘,冶金工程专业是主要研究从矿石中提取钢铁与有色金属(比如铜、铅、汞等),并进行冶金工艺过程控制、产品设计开发等专业性比较强的一门应用性学科。基于资源开发利用和钢铁材料生产过程,其研究对象是在高温下进行的化学变化、物质的传输、凝固和相关转变过程以及相关工程技术问题。

培养目标有哪些

冶金工程专业是培养具备冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金等方面知识,能在冶金领域从事生产、设计、科研和管理工作的高级工程技术人才。学生主要学习黑色和有色金属(包括重、轻、稀有和贵金属)冶金的基本理论、生产工艺和设备、实验研究、设计方法、环境保护及资源综合利用的基本理论和基本知识,受到冶炼工艺制定、工程设计、测试技能和科学研究的基本训练。

毕业生应获得的知识和能力:掌握本专业所需的制图、机械、电工与电子技术和计算机应用的基本知识和技能;掌握黑色和有色金属冶金过程的基础理论和生产工艺知识;具有黑色和有色金属冶金生产组织、技术经济、科学管理、环境安全的基础知识和工业设计的初步能力;具有分析解决本专业生产中的实际问题以及进行科学研究,开发新技术、新工艺、新材料的初步能力;了解本专业和相关学科的科技发展动态。

课程是如何设置的

该专业的授课内容,是理论和现场实践相结合的。要想学好冶金,不仅要掌握数理化、外语、计算机等各项基础,还得精通理论专业知识——冶金物理化学、冶金传输理论、金融学、冶金过程热力学与动力学、钢铁冶金学等。在学习理论的同时,要通过做实验、计算机模拟和仿真以及到企业现场参观实习等手段来强化和完善自身的知识机构。

学生的主干学科是冶金工程,学习的主要课程有物理化学、金属学、冶金传输原理、冶金原理、钢铁冶金学、有色金属冶金学,实践包括金工实习、认识实习、生产实习、专业实验、计算机操作实验、课程设计等。

与其相近的专业有以下几种:材料化学、冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料科学与工程、复合材料与工程、焊接技术与工程、宝石及材料工艺学、再生资源科学与技术、稀土工程、非织造材料与工程。

请走出理解误区

一提到冶金工程专业,可能有些人把它和数不清的烟囱高炉、扫不尽的漫天尘土和冰冷的钢板铁材等联想起来。因此,很多考生在面临专业选择时,往往视其为“畏途”,鲜有人首选其为志愿专业。其实,这样的观念早已有悖于当今冶金工业的巨大变化。在科学技术高速发展的今天,随着各类新材料、新工艺的研究开发和应用,此专业也变成了一个充满科技含量的“朝阳专业”。

高新技术与学科发展的完美组合体

本专业的一大特点是高新技术和学科发展相结合。这主要体现在以下两方面:通过冶金过程的优化和新技术开发最大限度地满足相关产业对高品质冶金材料的要求;最大限度地减少冶金生产的资源和能源消耗,减少环境污染。同时,也是这个专业的前沿主攻方向。它不仅致力于研究流程中废弃物的“四化”(即减量化、再资源化、再能源化和无害化)处理综合技术,而且还对复合矿冶炼技术进行环保和经济意义上的评价和指导,并在此原则下开发复合矿的综合利用技术,最终实现我国高品质冶金材料的生态化生产。

它主要有冶金物理化学、冶金工程和能源与环境工程三大研究方向。其中,冶金物理化学学习内容有冶金新理论与新方法、冶金与材料物理化学、材料制备物理化学、冶金和能源电化学等;冶金工程学习内容包括钢铁和有色金属冶金新工艺、新技术和新装备的研究、现代冶金基础理论和冶金工程软科学、冶金资源的综合利用、优质高附加值冶金产品的制造和特殊材料的制备技术等。冶金工程环境控制、燃料的清洁燃烧与能源极限利用、工艺节能与余能回收、工业固体废弃物、城市垃圾处理、大气污染控制、技术及新产品的开发与试验工作等是能源与环境工程的学习内容。上述广泛的分支领域构成了冶金工程的重要组成部分,极大地推进了冶金材料行业的发展与国家的工业建设。

报考什么样的学校

冶金工程专业的录取分数线一般都很低,有时超过国家重点线就可以被重点院校录取。冶金工程专业在一些学校也称为钢铁冶金,国内设置了此专业的院校约有20所。北京科技大学、东北大学等实力较强。

北科大该专业下设的研究方向较前沿,包括高炉炼铁新工艺与新技术、直接还原与熔融还原、高品质钢的品种及质量研究、凝固理论与连铸技术、特殊钢冶金、新钢种冶金工艺、材料和冶金过程中反应的物理化学、冶金物理化学与反应工程、有色金属冶金新工艺新理论、有色冶金过程模拟控制和节能优化、冶金工业生态与环保、资源高附加值循环利用技术开发、冶金能源技术。这些研究方向大多来自学校教授目前正在从事的国家或企业急需的研究课题,有很强的针对性。

中南大学此专业下设色金属冶金、冶金物理化学、钢铁冶金、材料冶金、电化学工程、冶金环境工程6个二级学科。

东北大学材料与冶金学院下设有色金属冶金、冶金物理化学和钢铁冶金3个二级学科。有色金属冶金的研究方向包括有色金属资源生态化综合利用、先进材料制备技术等。冶金物理化学的研究方向包括材料物理化学、电池材料与电池、资源综合利用与环境物理化学等,钢铁冶金的研究方向包括现代高炉炼铁学与非高炉炼铁、现代炼钢学与特殊钢冶金等。

就业前景十分广阔

冶金是国民经济建设的基础,是国家实力和工业发展水平的标志,它为机械、能源、化工、交通、建筑、航空航天工业、国防军工等各行各业提供所需的材料产品。现代工业、农业、国防及科技的发展对冶金工业不断提出新要求并推动着其学科和工程技术的发展,反过来,冶金工程的发展又不断为人类文明进步提供新的物质基础。由于开设此专业的院校少,人才有限,市场需求量大,有人说该专业毕业生是“皇帝的女儿不愁嫁”。

冶金工程专业培养的学生基础宽厚、理论扎实、技能全面,同时,又具备冶金和金属材料加工等知识和技能。因而,毕业生择业面宽,适应能力强。他们可以到冶金、化工、材料、环境保护及其相关行业的生产、科研和管理部门从事生产技术管理、工程设计、技术开发、新型结构材料和功能材料的研制和开发等工作,也可以到高等院校和高等职业学校从事专业教学工作。

“感觉现在钢铁、冶金类专业的大学生太吃香了。”东北大学某年举办的毕业生双选会上,一位钢铁冶金类专业毕业生道出了该专业毕业生的就业好机遇。

向榜样看齐

冶金行业论文篇9

中图分类号:G642 文献标识码:A

Reform Training Model to Improve the Quality of the Innovative Talents

ZHANG Yuzhu, LI Yungang, AI Liqun, FENG Juhe, LI Junguo

(College of Metallurgy and Energy, Hebei United University, Tangshan, Hebei 063009)

Abstract Take quality engineering construction, promote the development of disciplines as the goal, this article summarizes the main work of Metallurgical Engineering on reform training mode, optimizing course system and strengthen the practice teaching.

Key words Metallurgical Engineering; quality engineering; training model

为贯彻“高等教育的发展要全面贯彻科学发展观,切实把重点放在提高质量上”的战略要求。教育部、财政部制定了《实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》,这些政策的出台为高等教育的发展提供了千载难逢的机遇,为此,我们以抓质量工程建设为手段促进学科发展。改革培养模式,以提高大学生创新精神与实践能力为目标,全面提高高等学校的人才培养质量。

通过抓质量工程建设,有力地促进了学科发展,办学条件进一步改善,师资水平和教学质量进一步提高。目前冶金工程专业已经建设成为部级特色专业,河北省优秀重点专业,省级优秀教学团队;现代冶金技术实验室已建设成为省部共建教育部重点实验室,同时为河北省和唐山市重点实验室。冶金传输原理和炼钢学两门课程为河北省精品课程。为提高人才培养质量奠定了坚实的基础。

1 优化课程体系,适应创新型人才培养需要

按照“重基础、宽口径、应用型、高素质”的人才培养模式,培养德、智、体全面发展的,了解现代冶金和材料学科发展,掌握现代冶金工程(冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金)相关基础理论、专业知识和基本技能,善于应用现代信息技术和管理技术,从事冶金工程及相关领域的生产、管理及经营、工程设计和科学研究的热爱钢铁行业,基础扎实,知识面宽、工程实践能力强,具有创新精神的高素质应用型人才。

冶金工业是典型的流程制造业,其现展不再仅仅满足于解决某一工序节点上的技术或工艺问题,而需要站在整个“大冶金”工业链流程的工程科学高度,为此增加了一系列材料成型、金属材料、冶金能源、耐火材料等方面的课程,并在实习环节将实习厂由原钢厂、铁厂、烧结厂拓展到钢铁生产全流程工业链厂,从而保证将专业教育延伸到钢铁工业主体产业链。

构建“4个平台”即通识教育平台、公共基础平台、专业基础平台、专业方向选修平台。各类课程共计208.5学分。

通识教育平台(必修、46.5学分,22.3%):马克思主义纲要,基础,原理,概论;大学英语,体育计算机文化基础,大学生职业生涯规划,军事训练。

公共基础平台(必修、59.5学分、28.5%):高等数学、大学物理、无机化学,线性代数,概率统计,电工电子学,机械制图,机械设计,工程力学,物理化学等。

学科基础平台(必修、13.5学分、6.5%):冶金原理,冶金传输原理,金属学及热处理。

专业方向选修平台:(8分、42.7%,);由专业限选课(68学分,32.6%)和任选课(21学分,10.1%)组成。专业限选课设钢铁冶金方向和有色冶金方向两个方向课,限选一个方向。

钢铁冶金方向的专业限选课:钢铁冶金学,钢铁冶金设计原理,有色冶金概论,炉外精炼,凝固理论,非高炉炼铁,专业英语,冶金实验研究方法,专业实验,专业实习,专业课程设计,毕业实习及设计。

有色冶金方向的专业限选课:轻金属冶金学,重金属冶金学,化工过程与设备,电化学,钢铁冶金学,冶金实验研究方法,专业实验,专业实习,专业课程设计,毕业实习及设计。

任选课由公共任选课(15学分、7.2%)和专业任选课(6学分,2.9%)组成。

全校公共选修课,要求学生至少选学15学分,具体要求为:VB程序设计4学分或者C++程序设计4学分必选一门,AutoCAD基础2学分;文学类课程2学分;经济管理类课程1.5学分。其它任意类课程至少选修5.5学分。

专业任选课:冶金反应工程学,近终型连铸,高炉喷煤,洁净钢与品种钢冶炼,冶金辅助材料,耐火材料概论,冶金环境保护,冶金资源综合利用,科技文献检索,金属压力加工概论,冶金能源,冶金流程工程学,冶金史,金属材料概论,共计15.5学分,从中任选6学分。

2 强化实践教学,突出工程实践能力培养

鉴于国内钢铁企业技术发展的不平衡和设备装备的差异性,为使学生通过实习了解主体工艺设备、掌握工艺方法,近几年在唐山钢铁公司、唐山国丰钢铁公司、石家庄钢铁公司等省内稳定的实习基地基础上,又积极开拓了宝山钢铁公司、武汉钢铁公司、鞍山钢铁公司等大型钢铁公司为专业实习基地。与唐山钢铁公司、邯郸钢铁公司建立了校企全面战略伙伴关系。

在冶金工程专业本科培养方案中设置三次专业实习(共10周),专业课程设计,毕业设计(论文)15周,实践性教学总计76学分,占总学分的36%。近几年,为了进一步提高实习效果,教学采用立体设计方案:安排实习周每周第一天在校进行课堂教学,利用所购买的《钢铁生产概论》、《宝钢生产技术》等多媒体教材和录像,通过课堂讲解与多媒体生产工艺设备观摩相结合的方式进行。现场实习、课堂讲解、多媒体演示与生产厂技术人员的生产实践讲座相结合,保证了实习效果。

近年来,加强了实习指导教师队伍的建设,在保证原每班两名教师的基础上,安排本专业研二研究生协助指导,有效加强了实习管理工作。

为客观评价实习效果和评定学生成绩,实习成绩采用平时表现、实习报告、闭卷考试三者相结合的方式进行,有效抑制了过去主要依据实习报告评定成绩时,部分学生抄袭实习报告的现象。

3 教学全过程中培养学生的创新意识

将学生创新意识、创新思维、创新人格与创新能力的培养体现到各个教学环节与过程之中。在各个课程教学环节,注重以钢铁产业的历史进程观,研讨进程中重大工艺技术创新背景及其历史贡献,了解未来发展的前沿课题与现存问题,培养、激发学生的创新意识;以知识基础上的方法论教育,代替知识教育,培养学生创新思维与方法;以人文、科技、社会实践和专业教育,代替狭义专业教育,培养学生创新人格;以实践教育为中心,加强工具教育、论文写作与表述训练,培养学生创新技能与动手能力。

为此,在注重教学体系与内容的相对系统性的基础上,加强了开放性建设;在相对共性教育的基础上,加强了学生差异性教育建设;在教学过程中突出了学生主体建设。在培养方案层面,构建了课程教学、实验教学、实习教学、课外创新、社会实践、讲座与论坛、设计(论文)与专题等相对独立又立体交叉衔接的、逐步完善的教学体系。在注重工程素养与工程能力培养的传统上,加强了创新意识与能力培养。采取的主要措施有:

(1)以听课制、督导制切实改变教师授课方法与组织方式,考查目标由知识学习变为知识基础上的方法培养;授课方式由教师主体传授式变为引导式为主的启发式、研讨式、研究式、案例式;授课内容由照搬教材变为以教材为基本知识点的开放式。

(2)开设部分前沿性、综合性专业课程,提高学生分析问题、解决问题的能力。如近几年分别增设了非高炉炼铁、高炉喷煤、近终形连铸、品种钢与纯净钢冶炼等课程。

(3)利用重点实验室的开放条件,为学生自主课外创新科技活动和实验提供指导教师和必要的条件支持。

(4)鼓励学生自大三始进入教师科研团队工作,并由教师提供工作补贴。通过实际科研课题锻炼、培养创新能力与工程能力。

(5)在专业课程设计保证工程设计基本能力的基础上,学生自主选择进行毕业设计或科研论文工作,锻炼学生实际工作经验。毕业设计真题真做的比例不断提高,有二分之一以上的学生毕业论文题目是参与教师的科研课题,如邯钢板坯中心偏析的成因、唐钢结晶器优化研究、钢水覆盖剂的研究等,通过真题真作使学生受到从选题、开题到撰写论文的科研训练,并累计取得近3000万元的经济效益,有的研究结果与教师联名。

(6)强化工具类课程教学。除计算机文化基础课程外,开设文献检索、科技写作、专业外语(三个学期连续开设)课程,并在毕业设计(论文)中明确要求翻译与课题相关的1~2篇外文文献。Visual BASIC、AutoCAD纳入学生必选课程等。使学生的计算机应用能力、外语能力和文献检索能力以及分析问题和解决问题的能力显著提高。为此,唐山电视台热点透视节目做了专访报道,并给予了较高的评价。

(7)为学生开设系列专题讲座涉及专业前沿、工艺技术研究、创新人格品质等。

4 综合性、设计性及研究性实验教学体系改革

实验教学是实践能力与创新意识培养的重要环节,自2004年来,充分利用教育部省部共建重点实验室、河北省重点实验室的资源条件与开放管理的运行条件,全新构造了基本实验、综合性实验、设计性实验与研究性实验以及学生自主命题科技创新实验等多层次实验教学与实验研究体系。在本科生培养方案中,将基本实验、综合性实验、设计性实验纳入实验教学计划与实验课程,将研究性实验与学生自主命题科技创新实验纳入学生科技创新学分。未纳入实验课程之中的实验由团队指定指导教师。完成的主要课题包括国家自然基金、省自然基金、国家重点推广项目、企业合作项目等。学生完成的自主命题科技创新实验有推渣机的设计、教室自动红外光控照明灯、超高导热纳米材料研制等。

5 改革教学方法和手段,提高教学质量

冶金传输原理、钢铁冶金学、炼钢设计原理、炼铁设计原理、炉外精炼等全部主要课程自主开发了适于课程教学的多媒体课件或网络教学与学习系统,所开发课件大多在教育部、学校组织的课件大赛中获奖。配备有本专业现场生产工艺录像与东北大学工艺教学多媒体动画课件。课程组可根据课程教学内容性质自主确定授课方式,可于课堂上实现传统板书、多媒体教学、工艺录像三者间的任意切换,并与现场观模与实习教学相结合,实践中收到了良好的效果。

按照创新人才培养的要求,在课堂教学方面,近些年加大了融能力培养于课堂讲授之中方面的教学研究与实践力度,不断改进课堂教学方法,提高学生自主分析问题解决问题能力。例如,采用典型钢种冶金案例教学的品种钢与纯净钢冶炼课程、根据不同煤种,研究配煤、制煤、喷煤工艺、喷吹量与喷煤极限案例教学的高炉喷煤课程等。这些课程结合冶金案例,采用讲授与研讨相结合的方式,使学生提高了在特定冶金条件下,利用专业知识分析工艺过程、确定工艺方案与工艺参数的基本能力。再如,非高炉炼铁、近终形连铸、生态冶金等冶金前沿课程使学生掌握了前沿设备、工艺现状与研发历程、动态;近代冶金技术史教学使学生了解冶金技术发展、冶金设备与工艺改进的历史进程,掌握各历史阶段主要设备工艺的产生背景、研发过程、工艺特点、优势与局限,为提高学生创新性思维与创新能力培养奠定了基础。

将学生创新意识、创新思维、创新人格与创新能力的培养体现到各个教学环节与过程之中。在各个课程教学环节,注重以钢铁产业的历史进程观,研讨进程中重大工艺技术创新背景及其历史贡献,了解未来发展的前沿课题与现存问题,培养、激发学生的创新意识;以知识基础上的方法论教育,代替知识教育,培养学生创新思维与方法;以人文、科技、社会实践和专业拓展教育,代替狭义专业教育,培养学生创新人格;以实践教育为中心,加强工具教育、论文写作与表述训练,培养学生创新技能与动手能力。

冶金行业论文篇10

中图分类号:G642 文献标识码:A

Principles and Methods of Construction and Teaching

of Metallurgical Processes Case Database

XIAO Saijun, ZHAO Zhuo, FAN Youqi, HAN Zhao

(School of Metallurgical Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan, Anhui 243002)

Abstract Case teaching is used more and more widely in Engineering Technology Teaching. For metallurgical engineering teaching, combined with metallurgical processes case to carry out teaching activities can promote the production of metallurgical processes theory and practical combination. This article first non-ferrous metallurgy and metallurgical processes common characteristic black analysis, on the basis of the basic principles and methods presented case base construction, finally, the establishment of three basic principles for effective teaching in the case base.

Key words metallurgical process; case database; case teaching

0 前言

案例教学法自1910年在美国哈佛大学法学院正式引入课堂教学以来,日益受到高等教育界的重视和欢迎。①上世纪八十年代开始,案例教学开始全面引入我国,主要用于法学、管理学等人文社会科学,散见于工程技术类专业教学。②近几年,为解决工程技术专业教育中出现的新问题,案例教学法开始系统的引入工程技术类专业教学中。2007年麻省理工学院发起一项工科本科生教改项目:“Gordon工程领导力计划”,③校友伯纳德・戈登为这个项目捐赠了2000万美元,使它成为麻省理工学院有史以来投入最大的一个本科生课程改革计划。该计划培养方案中一个最重要的思想就是在完成基础课教学之后,专业课学习全部以案例和项目的形式展开。

我国工科类院校近几年也开始重视案例教学在工程技术专业教学中的应用。④2010年,重庆科技学院出台《实施案例教学提高课堂教学质量的暂行办法》,重点建设与石油、冶金行业紧密结合的案例库。⑤2011年下半年开始,北京科技大学冶金与生态工程学院开始尝试建立钢铁冶金专业教学案例库,该项目实施的一个特色是聘请钢铁企业技术人员来校进行案例教学。⑥虽然我国引入案例教学法时间较早,在国内也被越来越多的人所接受,并列入了各高校的教学改革计划,但总体来说,当前国内的冶金工艺案例教学还处于一个起步阶段,其中一个重要原因是对冶金工艺案例库建设的原则和方法不明确,无法与现有专业教材中的工艺区别开来并进行有效的案例教学。案例教学过程也不是简单地进行案例堆积讲解,更多的是从各类案例中提取出共性的思想与方法,使得学生对冶金工艺有一个更好的把握。本文首先对冶金工艺的共性特点进行研究,在此基础上提出了冶金工艺案例库建设的基本原则与方法,最后,分析了如何有效进行案例库教学。

1 冶金工艺共性分析

金属矿产资源、金属种类以及冶炼原理与方法的多样性决定了冶金工艺的多样性。传统冶金工艺讲解均是按照冶炼对象,即特定金属来分类介绍,比如钢铁冶金学、铅冶金学、铝冶金学。针对某种特定的金属产品,分别按照原料、产品、工艺、设备这四个方面进行讲解。案例库建设与教学不能简单对各种产品冶炼工艺进行简单的堆积和分类讲解,必须考虑冶金工艺的共性特点,在弄懂每种金属具体冶炼工艺的前提下,寻找工艺设计的原则与通用方法,使得学生了解冶金工艺设计的思想,在进行各类工艺的对比分析和综合提炼时,可进一步提高学生对冶金工艺的宏观认识,同时也有助于进行冶炼工艺创新。

冶金工艺共性可以从三个角度分析,即冶金工艺目标的共性,冶金工艺原理的共性与冶金工艺手段方法的共性。

1.1 冶金工艺目标的共性

任何金属的冶炼工艺都是从矿石到金属,这就决定了冶金工艺目标是存在总的共性的,即去除矿石中无用的脉石成分,将有用的金属提取出来并进行必要的精炼。要完成这一总任务,必须依靠具有不同热力学条件的单元工序来完成,比如钢铁冶炼过程长流程的工序组合是:原料处理(烧结,球团)―高炉炼铁―转炉炼钢―炉外精炼。具体到每一个单元工序,也存在其目标,即实现生成相与相分离的两个目标。每个单元工序都有其流入的原料与冶炼的产品,产品就是该工序的生成相,比如高炉冶炼铁水单元工序,在实现了生成相铁水的同时,还需要将生成相铁水与其它相炉渣和烟气分离开来。每个冶炼工序都有其自身的生成相与相分离工序。

1.2 冶金工艺原理的共性

冶金工艺以化学反应为主,同时为了实现化学反应过程还需要引入不同的物理手段,比如温度、压强、气氛的控制等,这就注定不同冶炼工艺会拥有共同的原理。从现有的冶金工程专业教学安排可知,《物理化学》与《冶金传输原理》是冶金工艺所依赖的基本原理。在讲解特定金属冶炼工艺的时候,需要结合原理来讲授工艺选择的科学性,在进行案例教学时,可以从基本原理出发,讲解该原理如何应用到各种冶炼工艺中。这样可使学生进一步掌握如何应用原理进行工艺设计。

1.3 冶金工艺方法手段的共性

冶金工艺有共同的目标和原理,在方法手段的实现上,也有共性。冶金工艺方法手段一般分类是火法冶金、湿法冶金与电冶金。或者分成火法冶金与湿法冶金,将电冶金按照温度的不同分别列入火法冶金与湿法冶金。另外,还有一种分类方法就是类比化工过程将冶金过程看成一连串单元操作和单元程序的协调配合,原料经此而转换成产品。⑦不管何种分类方法,都可以认为冶金工艺的共性方法手段包括如下:浮选、过滤浓缩、造球、干燥、焙烧(氧化、还原、磁化和烧结等)、还原(固体碳还原、气体还原、金属热还原、气态还原、有机化合物还原等)、火法精炼(熔析、氧化、硫化、萃取、真空)、电沉积和电解精炼(水溶液电解、熔盐电解、汞齐精炼等);浸出(酸性浸出、碱性浸出、细菌浸出等)、净化(水解、置换、化学沉淀、结晶、熔剂萃取、离子交换等)、挥发与蒸馏(升华、氧化挥发、氯化挥发、精馏、真空蒸馏、还原蒸馏、气化沉积等)。对于以物理过程为主的单元操作,可以总结为,搅拌(机械搅拌、电磁搅拌和气体搅拌),加热(电热和化学热),减压操作(常压,减压,真空),渣处理与合金化。对这些共性的冶炼方法可以专门进行讲解,介绍其中的基本原理与实现方法。对冶金工艺手段的总结有助于学生掌握各种实现冶炼目标的手段,更有助于学生进行工艺创新设计。

2 冶金工艺案例库建设的原则与方法

2.1 冶金工艺共性研究案例库建设

不同冶炼工艺具有相同的冶金工艺的共性,即冶炼目标、基本原理与方法的共性。案例库建设时,重点按照基本原理和基本方法来建设。具体方法如下:从基本原理角度建立案例库,比如搅拌案例库,可分别讲解机械搅拌、气体搅拌、电磁搅拌以及其它搅拌四大案例库。再比如,温度控制是火法冶金工艺控制的关键因素,可建立加热案例库,分别整理外加燃料加热、自身化学反应加热、电加热等案例库。

2.2 冶金工艺发展历史案例库建设

对于某种具体的冶炼工艺,我们常常讲解现有的常用的经典方法,对于其发展历史介绍很少。在案例库建设中,必须重新整理各类金属冶炼工艺的发展历史,并进行对比分析,由此得出冶金工艺发展的基本原则、冶金落后工艺淘汰原因、未来新工艺发展的原则等。比如,炼钢工艺中主要为转炉和电弧炉炼钢,而平炉工艺已经淘汰,在案例库建设中,比如补充平炉冶炼工艺,并重点讲解为什么转炉工艺可以替代平炉工艺。

2.3 冶金工艺创新设计案例库建设

冶金工艺一直在发展当中,结合现有技术难题以及科研课题来建设案例库是十分重要的。只有引入新问题,将学生带入进冶金工艺的前沿领域,才能真正启发学生的兴趣,调动学习积极性,同时也才能真正掌握基本原理与方法解决具体问题,打通理论教学与实际应用的隔阂。比如,对于锰系铁合金的冶炼,考虑到我国现有氧化锰矿有将近60%需要进口,国内大量贫锰矿搁置没有开采使用,可专门建立“低品位锰矿综合利用案例库”,在讲解现有研究的基础上,鼓励学生提出自己的工艺路线。

3 冶金工艺案例库教学的原则与方法

3.1 专人负责与专家讲授原则

该课程必须由某位老师具体负责,但是讲解过程可由该领域的专家来讲解,专家不仅包括学校老师,同时还必须与企业技术人员结合起来,聘请他们来高校进行教学。专人负责可保证课程的统一性与协调性,专家讲授可保证案例教学的质量。

3.2 网络教学原则

可建立冶金工艺论坛网站,面向高校教师、企业技术人员和学生开放,把各类案例库资源放在网络上,有利于学生学习,同时也有利于教师和技术人员进行案例库的完善。另外,教师、技术人员和学生可跨越时空进行各类技术问题的交流,打破身份限制,在虚拟空间互为老师,互做学生。

3.3 师生互动原则

现有冶炼工艺授课时多采用传统的“传道、授业、解惑”的讲课模式,学生在大多数情况下处于被动接受的状态,因此积级性不高,影响听课效果。案例教学法,是从实际出发,通过一个具体教育情景的描述,引导学生通过阅读、思考和分析而提出问题、分析问题,并通过师生间的相互讨论和争辩来解决问题,它可以把枯燥、抽象的理论变为生动典型的例子,活跃课堂气氛,把理论与实践相结合,易懂易记、印象深刻,有利于提高教学效果。在师生的共同努力下使学生举一反三、理论联系实际、融会贯通、提高能力和水平。

4 结论

(1)各类金属产品的冶炼工艺存在目标、原理与方法上的三条共性原则;(2)案例库建设要从共性案例库、工艺历史案例库与工艺创新案例库三个角度建设;(3)案例库教学需要专门开设课程进行,且需要专人负责与专家讲授、网络教学及师生互动三条原则,才能有效进行案例库教学。

资助信息:安徽工业大学教学研究资助项目,项目编号:2014jg18

注释

① 李德林.案例教学.青岛出版社,2006.

② 梁周敏等.案例编写与案例教学.河南人民出版社,2007.

冶金行业论文篇11

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0114-02

一、课程体系改革势在必行

随着时代的发展,科学技术加速发展,知识积累呈指数增长,新的技术革命促进了信息化社会的发展,人类社会的学习方式、工作方式、生活方式、生产方式乃至思维方式也在不断改变,以知识传递为特征的传统课程体系已不适应21世纪对人才培养的客观要求,高等教育课程体系改革势在必行。我国现有的高等教育取得了空前的发展,但仍然面临着前所未有的困境和挑战。主要体现在高等教育体制改革不能适应社会主义市场经济发展的需要,教育思想、教育理念不能适应时代的要求,教学内容、教学方法不能适应创新型人才培养的要求等。因此,人才培养模式、专业设置、课程体系、教学内容和方法等的改革势不容缓。

二、高等教育的培养目标应是拓宽的专业教育

我国高等学校的办学模式是在当年的计划经济条件下形成的。建国初期主要是借鉴前苏联教育模式,按行业设置专业。不可否认这种教育模式在当时为冶金工业的发展做出了重大贡献。但是在新的历史时期,原有专业培养的人才已不能适应新时代要求;随着冶金及材料工程生产规模的迅速扩大,计算机自动控制的系统工程得到充分利用,现有的培养模式,已经不能适应新技术发展的要求。上个世纪80年代,将炼铁、炼钢、电冶金三个专业调整为钢铁冶金专业,专业面有所拓宽,但专业宏观结构不尽合理,严重影响着本科人才的培养质量。因此有人主张我国高等教育应尽快与国际接轨,培养“通才”。笔者认为,现阶段我国高等教育的培养目标还应是拓宽的专业教育,而不应是通才教育。为了培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的人才,更加适应社会发展的需要,必需改变过去过分强调专业对口的培养模式,拓宽专业口径,实现人才培养模式的转变。人才培养模式的转变,关键是从注重知识的继承与传授向注重能力和素质培养为主转变。2000年教育部本科专业设置目录将钢铁冶金、粉末冶金、有色冶金、冶金物理化学四个专业合并为“冶金工程”专业。这就是要强化基础教育,注重学科交叉与渗透,全面培养学生的各种能力。

三、加强学生基础理论的培养

面对未来要求,工程技术人才将是掌握整个工程技术系统所涉及的有关学科专业的知识和方法,能够在形势和任务多变的情况下,在群体的协调工作中对跨学科领域的问题进行综合考察和分析,求得最合理解决方法的“综合性复合型”人才。显然,在高等学校有限的学制内完全达到这一要求也是非常困难的,但是培养新型的工程技术人才已经成为当今世界许多先进国家高等工程教育发展的主流。

1.强化公共基础课教育。专业教学计划是高校按照培养目标对学生进行培养的具体设计图,是人才培养目标、培养规格的具体体现。主要包括专业培养目标、培养规格、学习年限、课程设置、学时配置、实践环节等项内容,其中培养方案中的目标和规格是制订教学计划的基本依据,课程体系的设置和课程内容的学时配置是教学计划的核心。为了适应高等人才目标的具体要求,充分体现拓宽专业、加强基础、学科交叉、注重能力和素质培养的模式,我们对教学计划作了如下调整:①调整课内理论总学时到2300学时以内,改变过去填鸭式、灌输式的教学方法,采取课堂精讲与课下多练相结合的方式,运用启发、引导、讨论和提问等教学方法,使学生变被动学习为主动学习,让学生从学会什么向会学什么转变。②加强公共基础课教学,增加总学时。重点是增加外语和计算机课总学时,并要求外语和计算机学习四年不间断。外语课除了240学时的公共外语课外,在三、四年级还开设48学时的专业外语。专业英语的内容由过去只讲钢铁冶金逐渐向科技英语拓宽;同时鼓励学生学习第二外语。在毕业设计(论文)中要求有一定数量的外文参考文献,并翻译1到2篇外文文献。计算机课内总学时由40学时增加到100学时,其内容由过去只讲Basic语言改为讲计算机原理、Fortran语言、网络技术和软件设计等内容。学生在课程设计和毕业设计中要求使用计算机进行设计计算、绘图,用计算机打印设计说明书和论文;同时在冶金数学模型课中充分利用计算机的优势,以提高学生应用计算机解决专业问题的能力。

冶金行业论文篇12

目前,国内设有“冶金史”硕士点的高校有两所:北京科技大学与郑州大学;设有博士点的只有北京科技大学(以2007年全国硕士、博士研究生招生目录为准)。当然,从事冶金史研究的其他单位或个人还有许多,如中国科学院自然科学史研究所、上海博物馆等以及著名的冶金史专家华觉明先生等等。北京科技大学的冶金史研究起步较早,它是目前国内从事冶金史研究的最早机构与权威机构之一,现在北京科技大学冶金与材料史研究所的前身为原北京钢铁学院的冶金史组,它成立于1974年,1982年更名为冶金史研究室,中国科学院院士、北京科技大学教授柯俊先生担任顾问。该研究中心成立以来,在冶金史研究领域取得了一系列重大的研究成果,为中国的冶金史研究博得了世界性的声誉。

综国内目前的冶金史研究,在其研究方法上,主要是采取“实地考察、抽取样品~实验分析一文献印证一得出结论”的研究程序,即科技史研究领域所谓的实证性研究方法;从其研究所涉及的内容来说,按科技史研究界的通俗分类,处于内史的研究阶段。

实践证明,在科技史研究的历程中,内史的研究首先是科技史研究的重要领域与首要关注点,这是符合事物发展的客观规律的。因为人们认识事物,首先总是从认识其本身而开始的。浏览一下目前国内唯一的部级的科技史期刊《自然科学史研究》,我们就会发现:从其创刊伊始直至1999年,该刊所公开刊登的科技史学术论文绝大多数都是属于内史的研究范畴,即驻足于史料的收集考辨或论证的阶段,特别是在其20世纪80年代所刊登的科技史论文,几乎概莫能外,而对于与科技史密切相关的社会政治、经济、文化等外在的因素则很少涉及。这是我国国内科技史研究初创时期的研究大气候、大环境、大氛围,所以这也必然影响到冶金史研究的小气候、小环境、小氛围,或者我们也可以这么说:正是由于众多的犹如冶金史研究一样的其他科技史研究的小气候、小环境、小氛围,而最终形成了当时国内科技史研究的现状。其实,目前国内科技史的研究的大气候、大环境、大氛围仍然还裹足于内史研究的阶段,还处于蹒跚前进之状态。然而,放眼国外的科技史研究同行,他们早已走出内史研究的圈子,而关注于和科技本身密切相关的一切外在因素——经济、政治、文化、思想、哲学等等。例如苏联物理学家赫森1931年发表的《牛顿(原理)的社会经济根源》和默顿于1938年发表的《17世纪英格兰的科学、技术与社会》,其实就标志着科技史研究之外史研究的转向。前者后来发展为以贝尔纳为代表的科学学,后者发展为以默顿为代表的在西方有着重大影响的科学社会学。这两者都把科技的发展作一种外在的、社会学的理解,从而开创了科技史研究的新领域,而且此领域的研究也取得了众多的伟大的研究成果。例如贝尔纳的《科学的社会功能》、李约瑟的《中国科学技术史》等等,成为科技史研究领域的经典研究之作,并形成了所谓的贝尔纳学派;而以默顿为代表的科学社会学,或称之为默顿学派,除默顿本人的成名作及其《科学界的规范结构》和《科学发现的优先权》之外,其他代表性研究人物及其著作还有本·戴维德的《科学家在社会中的角色》、戴安娜·克兰的《无形学院——知识在科学共同体的扩散》以及科尔兄弟的科学界社会分层研究等;同时,从其中还发展出了所谓的“后默顿”传统,即以爱丁堡学派为代表的兴起于20世纪70年代的科学知识社会学的研究。它的出现,不仅在科学社会学领域取得了话语霸权,而且在科学社会学界、科学哲学界、科学史界乃至更广泛的范围内产生了巨大的影响。所以,外史研究的转向,能给科技史研究提供更广泛的研究视野与研究领域。其实,国外除了从社会学的视角研究科学技术之外,从哲学的视野来研究科学技术也是硕果累累的。从逻辑主义历史主义新历史主义后现代思潮;从石里克、卡尔纳普波普库恩、费耶阿本德、拉卡托斯劳丹、夏佩尔这一连串如雷贯耳、耳熟能详的“主义”与名字中,我们确实感到了我国科技史研究的滞后。于是乎,我国著名的科学史家刘钝先生提出了新世纪科学技术史研究的“再建制化”问题,按笔者的理解:“再建制化”问题除了是科技史研究机制的继续提高与完善之外,更应该是科技史研究方法的再建制。

事实证明,作为一门连接文理学科的跨学科研究——科技史研究,在经历了目前萦绕于科技史研究界的那种“目前中国科技史似乎没有什么可以再搞”的梦魇之后,我们的研究视野、研究领域必须跨出内史的门槛,走向与科技史密切关联的社会政治史、经济史、文化史、思想史等等一切相关的领域,从而探讨它们之间的直接或间接关系,寻找自己更大的生存空间与发展领域,并借鉴其他学科的研究方法,如人类学、民俗学的研究方法,拓展自己的研究视野,开创新的研究思路,走向与外史研究相结合之路、走向外史的研究之路,这也许是目前国内科技史研究也包括冶金史研究在内的研究方法“再建制化”的发展方向。

目前国内冶金史研究的学术论文,还大都遵循“矿冶遗址考察、抽取样品一实验分析一文献印证一得出结论”之研究范式[从严格意义上来说,这只是冶金考古(archaeometallurgy)的研究范畴,而非严格意义上的冶金史(historyofmetallurgy)研究],不能否认,这种实证性的研究方法曾为国内冶金史研究的进步起了重大的推进作用,并取得了一系列重大的研究成果,而且受到了国际冶金史研究同行学人的高度赞誉。然而,作为对人类文明三大标志之一的冶金技术的研究却抛开与之密切相关的社会政治、经济、文化等外因因素而进行纯冶金内史的研究,视野确系过于狭窄。因为科技史本身发展的历程表明:任何一项科技的发展并不是孤立的,它与社会的经济发展、政治变革、文化思想等密切关联。因此,今后开展冶金史与社会经济、政治、文化之间的关系的研究以及其他一些目前还没有涉及或很少涉及的研究,或许是其在新世纪取得更大研究成果的研究新领域。

笔者认为,今后国内的冶金史研究除继续从事所谓的内史研究之外(这种内史性的研究是不可或缺的,因为随着国内科技考古遗址的逐年发掘、新的矿冶遗址或者新的冶金文物的出土,都需对它进行内史性的研究与考证),还可以而且是必须从以下一些方面进行研究:

1.中国古代冶金史与中国古代文明的关系冶金技术的发明作为人类文明出现的三大标志之一(其他两项标志分别是文字的发明与城市的出现),它在促进中国古代文明历史的进程中起着非常重要的作用。在某种程度上甚至可以这样说:中华民族的文明史其实也是一部冶金技术不断迭进的历史。从早期的铜、铁、锡、铅等的冶炼而造就的中国古代辉煌灿烂的青铜器文明到今天现代化的钢铁冶炼而形成的钢铁文明等,一直渗透着中华民族的智慧与聪明才智。在此期间,中华民族冶金技术的许多次世界领先,充分体现了中华民族在这一领域的独步天下的豪气。因此,通过冶金史的研究,有利于使人们更好地理解中国古代文明史的形成、发展与兴盛的历史进程。

2.冶金史与各个朝代的社会生产力之关系

人类从最初的刀耕火种发展到青铜农具特别是铁制农具,大大地促进了社会生产力的发展,因为这不仅使国家富强、人民生活富足,而且也大大地提高了人类认识自然、改造自然的本领。与此同时,社会生产力的发展,反过来又促进了冶金技术的发展,所以冶金技术与社会生产力之间的关系是密不可分的,两者互相促进、互相发展。因此,如果割裂这种联系而只是单纯地研究各个朝代的冶金技术的发展情况,确实有一种历史的单薄感。

3.冶金技术思想(史)研究

中国是一个拥有浓厚哲学思维与历史文化积淀的国度,一部中国文明史,其实也是一部中国思想史。作为时代中人,不论之于达官贵人抑或是从事被称为“雕虫小技”的如从事冶金技术操作的卒与徒,都不能不受到社会思潮或思想的浸淫,而这种影响的结果,便是体现于他们劳动产品或技术产品中的各种各样的技艺或工艺。例如常见于商代中晚期及西周早中期青铜器上的饕餮与夔龙纹饰,这一方面给人以威严恐怖之感,另一方面又仿佛是沟通人神的化身,含有巨大的原始宗教力量,体现出超越现世间的权威神力的观念,但春秋中期以后,青铜器的纹饰从那些威震一时的饕餮、夔龙等种种神灵,已经变成了搏斗、武士刺虎、妇女采桑、弋射飞雁等形象,充分反映了人与自然界的题材开始大量涌现,这其实表明了人的价值开始被认识,社会生活的内涵成为青铜器纹饰的一个重要母题。这种变化,其实体现了中国古代从以神为中心到以人为中心的价值思想观念的变化。此外,中国古代的“五行说”、“阴阳说”、道教、宋明理学等等传统思潮都曾对中国的冶金技术有着深厚的影响。例如灌钢技术的发明,就与中国古代“和”的哲学思想有着密切的关系。《天工开物·五金·铁》记载:“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢。”在这里,作者用“生熟相和,炼成则钢”这一简洁有力的语言,不仅是对这种灌钢工艺所作的生动描述,同时也是用“和”的哲学思想对冶炼技术所作的精辟总结。推究其原因,就在于人们通晓了生铁与熟铁的各自属性,同时又受到“和”这种哲学思想的影响,因此通过多年的亲身实践后,发明了“灌钢”这一工艺技术,这对中国古代冶金技术产生了重要的影响。

4.冶金史与社会政治之关系

综观中国古代冶金史的发展历程,冶金史也像其他事物的发展一样,有高潮也有其低迷的时期。这其中与历朝历代的政治制度及其所推行的政治意识形态有着不可分割的联系。宋代的矿冶业之所以如此发达,这就得益于宋朝政府对矿冶业的重视的国家政策,例如宋政府对矿冶业的鼓励开发的告发政策、矿产品的售卖政策以及对矿冶业的管理政策等,都为宋代矿冶业的兴隆提供了政治上的保障;但在清末,由于清政府政治上的腐败、矿冶管理政策的失误以及当时国外近现代冶金技术的引进等原因,导致了中国冶金技术在清末的逐渐衰弱与萎缩。转5.中外冶金技术交流史研究

正如任何事物的发展与其同类其他事物的发展存在着密切的交流与联系一样,中国的冶金技术也必然与国外的冶金技术存在着一定程度的交流。不论是驼铃声声的塞上古道之丝绸之路,还是碧波荡漾的海上丝绸之路,都曾带去了中国古代的冶金技术,同时也捎回了国外先进的冶金技术。科技交流史研究表明:中国古代同阿拉伯国家、日本、朝鲜、越南等周边国家确实存在着冶金技术的交流。例如梅建军教授认为:由砷铜的存在及铜器的特征,可以初步肯定,甘青地区在齐家和四坝文化阶段同新疆及欧亚草原地带存在文化上的联系及相互影响。所以进行这方面的研究可以丰富我们的视野,同时也可以澄清中国古代冶金技术的起源问题。

6.多学科多视野的综合研究之路

因为科技史本身就是一个边缘性、交叉性的学科,这也就决定了对它的研究必须采取多学科多视野的综合研究,而“冶金史的研究涉及到采矿、冶金、材料、历史、考古等多学科的知识和物理及化学组成分析研究手段与方法,因此这不仅要求冶金史研究者本身要不断学习,扩大知识面,改进知识结构,同时多学科的结合,更是开展冶金史研究的重要途径”。在现阶段,冶金史研究与考古或者说是科技考古结合得较为紧密,依靠这种结合,冶金史研究取得了一系列较为重要的研究成果。例如对古代铜镜表面“黑漆古”生成原因和机理的研究成果便是其中典型的一例。其实,从更广泛的学科综合来看,冶金史研究还可以与其他学科进行结合,即除了传统的“矿冶遗址实地考察一实验分析一文献考证一结论”的研究思路之外,我们还必须吸收或借鉴其他学科的优势方法,例如人类学、文化学、民俗学等方法,融冶金史的文化价值及社会价值之综合取向,从而拓展我们的研究领域与研究空间。例如从民俗学的角度研究冶金史就是一个非常新颖且充满生机的研究领域。在此方面,对西南民族地区的铜鼓研究就是一个充满生机的研究领域,但目前对铜鼓的研究,也还处于铜鼓制造技术、铜鼓金属成分分析等方面,从民俗学的视野进行研究尚待来日。

7.对国外冶金技术进行研究

由于语言的限制、文献的不足以及金属器物的缺乏等原因,目前国内冶金史的研究几乎没有涉及对国外冶金技术的相关研究,然而在国外,却有相当一批冶金史研究者对中国古代冶金技术进行研究,这除了与中国古代的金属器物流失海外而给国外的研究者提供了实物考证之便之外,还同他们有着充足的研究经费密切相关。所以,目前国内冶金史研究的这种现状,也就决定了国内的冶金史研究者很难与国际同行进行高水平、全方位的对话与交流,这种状况其实也是国内目前整个科技史研究的窘境。

8.对近现代的冶金技术进行研究

“厚古薄今”是中国科技史研究的一贯传统,也是其研究特点,所以中国科技史研究的“国家队”——中国科学院自然科学史研究所近几年来力倡对中国近现代科技史进行研究。例如从2000年底开展了“中国近现代科技发展综合研究”,其研究成果已以《中国近现代科学技术史丛书》的面目出现,但其中缺失中国近现代冶金史研究这一环节,因此作为冶金史研究者,应该义不容辞地承担这一历史性任务,从而补上这一缺失的环节。