《有色金屬冶金學(xué)》課程教學(xué)改革

李義兵+喻亮+羅鯤

【摘 要】從《有色金屬冶金學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整， 教學(xué)手段的多樣化、課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)置及考試方法的改進(jìn)等方面對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了總結(jié)， 并對(duì)未來(lái)進(jìn)一步改革提出了設(shè)想和建議。

【關(guān)鍵詞】冶金學(xué)；教學(xué)改革；建議

Teaching Reform of “Non-ferrous metal Metallurgy” Curriculum

LI Yi-bing YU Liang LUO Kun

（School of Material Science and Engineering， Guilin University of Technology， Guilin Guangxi 541004， China）

【Abstract】The teaching reform of “Non-ferrous metallurgy” course about the adjusting teaching content，diversification of teaching method， renewing the experiment and examination means of course is summarized in the paper. Some advice and imagine with further reform is suggest in the future.

【Key words】Metallurgy； Teaching reform； Suggestion

1 課程簡(jiǎn)介

《有色金屬冶金學(xué)》課程是桂林理工大學(xué)冶金工程方向和金屬材料方向?qū)I(yè)的一門(mén)主修專業(yè)課，這門(mén)課程在其它院校一般細(xì)分為《重金屬冶金學(xué)》、《輕金屬冶金學(xué)》、《稀貴金屬冶金學(xué)》等[1]。教材內(nèi)容主要由各種有色金屬冶金工藝學(xué)組成，其中每一種有色金屬冶金學(xué)內(nèi)容包括前置概述部分，介紹該金屬元素的性質(zhì)、資源稟賦、資源分布概況、化合物分類和性質(zhì)、金屬主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域；后置內(nèi)容主要以該金屬冶煉提取工藝原理和控制參數(shù)介紹，包括詳細(xì)工藝流程及各步驟、突出主要工序、重點(diǎn)設(shè)備構(gòu)造和運(yùn)行原理、工藝參數(shù)控制和操作實(shí)踐等知識(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步， 冶金工業(yè)新技術(shù)也層出不窮，在教學(xué)過(guò)程中已發(fā)現(xiàn)，某些出版周期較久的教材， 內(nèi)容過(guò)時(shí)陳舊， 新技術(shù)、新工藝涉及少。例如較典型的鉛冶煉工藝，現(xiàn)今查過(guò)好幾個(gè)版本的教科書(shū)和指導(dǎo)書(shū)，發(fā)現(xiàn)鉛冶煉工藝仍然以燒結(jié)焙燒-鼓風(fēng)爐煉鉛的知識(shí)進(jìn)行重點(diǎn)介紹，仍然統(tǒng)計(jì)為90%的粗鉛是采用該工藝生產(chǎn)；而實(shí)際情況是：近5年來(lái)我國(guó)鉛冶煉行業(yè)已經(jīng)把燒結(jié)焙燒-鼓風(fēng)爐煉鉛技術(shù)列入淘汰落后工藝技術(shù)目錄中，國(guó)內(nèi)90%以上鉛冶煉企業(yè)均采用了直接煉鉛工藝。這表明教材內(nèi)容更新節(jié)奏完全沒(méi)有趕上工業(yè)界技術(shù)革新步伐。面對(duì)此現(xiàn)狀，必須要求授課老師改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，與時(shí)俱進(jìn)地與工業(yè)界發(fā)展態(tài)勢(shì)緊密聯(lián)系，在教材基礎(chǔ)上闡釋好原理或機(jī)理，緊密聯(lián)系工業(yè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)，及時(shí)地把一些革新的技術(shù)、工業(yè)裝備介紹給學(xué)生，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 化被動(dòng)為主動(dòng)， 讓他們?nèi)牍ぷ鲘徫恢埃?能較全面地了解行業(yè)發(fā)展方向及動(dòng)態(tài)， 為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。筆者對(duì)此進(jìn)行了一些教學(xué)改革實(shí)踐， 并進(jìn)行了總結(jié)。

2 教學(xué)改革實(shí)踐

2.1 教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，教學(xué)手段的多樣化

有色金屬冶金學(xué)課程內(nèi)容多、涉及面廣，是冶金工程專業(yè)必修的一門(mén)專業(yè)課程，該課程也是畢業(yè)生就業(yè)上崗發(fā)揮用武之地的專業(yè)知識(shí)。如上所述的鉛冶煉技術(shù)陳舊過(guò)時(shí)的內(nèi)容，在講授這部分內(nèi)容時(shí)，我們可以作為技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)案例反襯說(shuō)明冶金工業(yè)快速發(fā)展的歷程。針對(duì)新技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)與相關(guān)冶煉企業(yè)緊密聯(lián)系、通過(guò)交流溝通，獲取行業(yè)內(nèi)多方的最新技術(shù)革新動(dòng)態(tài)，經(jīng)講授老師自身的消化理解，再傳授給學(xué)生在教材上無(wú)法獲得的這些知識(shí)點(diǎn)。

冶金學(xué)是一門(mén)較老的專業(yè)課，隨著時(shí)代的變遷，知識(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)容也不斷地在變化。大家都知道，冶金行業(yè)是一個(gè)高能耗、高排放、偏污染的行業(yè)，在現(xiàn)今大力倡導(dǎo)資源節(jié)約型（包括能源節(jié)約）、環(huán)境友好型社會(huì)（兩型社會(huì)）時(shí)代，在專業(yè)課內(nèi)容上也要兼顧對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約（節(jié)能、資源綜合利用）技術(shù)動(dòng)態(tài)發(fā)展的介紹。從課堂開(kāi)始，潛移默化地傳授給學(xué)生一個(gè)這樣的念頭，環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約不是單純的環(huán)保專家或能源專家能解決的問(wèn)題，是冶金專業(yè)技術(shù)人員在工藝開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程就必須考慮到，工藝設(shè)計(jì)者是工藝的源頭、建造師，環(huán)保專家和能源專家是在建造師的配合下才能把環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約措施無(wú)縫地對(duì)接起來(lái)。因此，教學(xué)內(nèi)容上的改革設(shè)置必須將工藝與節(jié)能、環(huán)保、資源綜合利用等一系列知識(shí)點(diǎn)串連上。

冶金工藝過(guò)程是一些物理化學(xué)方面的反應(yīng)原理或機(jī)理，對(duì)于這些理論知識(shí)點(diǎn)的介紹，學(xué)生聽(tīng)講過(guò)程很容易覺(jué)得枯燥，故教學(xué)手段的多樣化是非常必要的。在講授每一種金屬概述內(nèi)容時(shí)，我們要把該類金屬實(shí)際用途和應(yīng)用領(lǐng)域方面講好，尤其講與我們周邊環(huán)境密切聯(lián)系的例子，起好引子的頭才能獲得引人入勝的效果，這樣學(xué)生會(huì)迫不及待地想來(lái)反問(wèn)老師這種金屬是如何分離提取的，如何去操作。通過(guò)這種拋磚引玉式的教學(xué)手段，吸引學(xué)生主動(dòng)想去獲取知識(shí)的念頭，起到事半功倍的效果。講授中還可以穿插更多的知識(shí)來(lái)吸引學(xué)生的注意力，如有色金屬本身價(jià)格高，資源價(jià)值大，金屬的市場(chǎng)行情、行業(yè)狀況、技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平等穿插進(jìn)去。因?yàn)楹芏鄬W(xué)生們都懷抱有早日實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)獨(dú)立的理想，老師能補(bǔ)充技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中就能夠切身感受到未來(lái)所從事工作的價(jià)值和重要性。能夠把這樣的知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，主講老師的備課功夫就不能膚淺，時(shí)常多了解行業(yè)動(dòng)態(tài)信息，與企業(yè)建立較好地合作關(guān)系都是必不可少的。

課堂案例分析是一種常用的教學(xué)手段，在講授工藝知識(shí)的時(shí)候，也可以聯(lián)系很多與行業(yè)相關(guān)的熱點(diǎn)新聞和事件，例如血鉛事件、水稻鎘污染等，雖然是污染事件，但在課堂上用反舉例來(lái)啟示學(xué)生，以后作為從事這行的專業(yè)人才，冶金工藝還需更進(jìn)一步的改進(jìn)，少發(fā)生直至杜絕發(fā)生這樣的污染事件，引起學(xué)生追求技術(shù)進(jìn)步的求知欲望，以及從事專業(yè)工作的社會(huì)責(zé)任感。學(xué)生有求知欲望的時(shí)候，教師順勢(shì)可以提供一些參考書(shū)籍、文章給學(xué)生， 讓他們進(jìn)行課外閱讀， 并要求提交讀書(shū)報(bào)告， 這種作法比單純布置具體的作業(yè)題目更能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性， 更好地吸取知識(shí)，使學(xué)生成為教學(xué)主體。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)置不僅可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，還能培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、觀察能力、分析和歸納推理能力，從而提高學(xué)生的綜合能力。綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)可以有效地激發(fā)學(xué)生的參與興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

針對(duì)濕法冶金工藝來(lái)說(shuō)，設(shè)置一個(gè)黃鉀鐵礬除鐵實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)具有很重要的代表性，因?yàn)橛猩苯鹛崛∵^(guò)程中，提取過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是主元素不斷與其它雜質(zhì)元素分離的步驟。鐵元素是所有有色金屬礦物中最普遍存在的元素，因而分離鐵是大多有色金屬提取過(guò)程中不可繞過(guò)的環(huán)節(jié)，火法冶金采用添加輔料除鐵造渣過(guò)程，濕法冶金中用得最成熟的除鐵工藝是生成黃鉀鐵礬除鐵方法；該實(shí)驗(yàn)還具有一定綜合性，可以與冶金化學(xué)分析緊密聯(lián)系在一起。通過(guò)常規(guī)定量滴定法分析測(cè)試法，可以測(cè)定出除鐵前鐵元素的量和除鐵后殘留鐵含量等考察因素，都要求學(xué)生自己動(dòng)手來(lái)進(jìn)行操作。這樣相對(duì)綜合性的課程實(shí)驗(yàn)，既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，又增加了學(xué)生對(duì)課程理論知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)設(shè)置上的改革，激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)的興趣，反過(guò)來(lái)調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)求知的積極性。

2.3 考核方式改革（下轉(zhuǎn)第35頁(yè)）

（上接第24頁(yè)）《有色金屬冶金學(xué)》是一門(mén)考試課程， 傳統(tǒng)作法都是進(jìn)行閉卷考試。這種方法有一定的缺陷， 容易造成學(xué)生死記硬背， 一旦考試完后就將內(nèi)容還給了老師， 甚至有小部分學(xué)生平時(shí)上課不聽(tīng)課， 不做筆記， 考試前將別人的筆記進(jìn)行復(fù)印， 然后背熟， 照樣得高分。專業(yè)知識(shí)是為了提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，將閉卷考試改為開(kāi)卷考試，考題以綜合應(yīng)用型題為主，試題以論述題的模式設(shè)置，例如某類礦石中含有一定量的各類有價(jià)金屬元素，試用所學(xué)過(guò)的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)提取分離有價(jià)金屬元素的工藝流程，并對(duì)設(shè)計(jì)的流程步驟分別說(shuō)明之。這種試題沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，完全是一種主觀性發(fā)揮的答卷方式，通過(guò)如此方式的改革，能夠鍛煉學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用。這種考核方式運(yùn)用后， 同學(xué)們普遍反映如下： 他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了提高；所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)得到了綜合的應(yīng)用，不再是以前死記硬背的知識(shí)點(diǎn)，考完就忘記；對(duì)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的理解力得到了提高，專業(yè)知識(shí)掌握后信心也得到很好地提升。

3 設(shè)想和建議

3.1 實(shí)驗(yàn)課的加強(qiáng)

《有色金屬冶金學(xué)》理論課課時(shí)占用較多，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)少， 只有10個(gè)學(xué)時(shí)， 加之以前實(shí)驗(yàn)設(shè)備少的限制， 學(xué)生一般只能作2～3個(gè)實(shí)驗(yàn)， 這對(duì)于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際不利?，F(xiàn)在學(xué)校對(duì)新辦專業(yè)支持力度較大，實(shí)驗(yàn)設(shè)備逐步在增多，因此可以適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)，另外，針對(duì)冶金工程專業(yè)的學(xué)生，可以實(shí)施開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室， 學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和工作，甚至可以參與教師的科研項(xiàng)目研究， 充分挖掘和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造潛能，也可大大提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

3.2 教學(xué)方式不斷改進(jìn)

隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用，冶金過(guò)程仿真和三維動(dòng)畫(huà)模擬場(chǎng)景在教學(xué)過(guò)程的導(dǎo)入，學(xué)生對(duì)有色金屬冶金學(xué)知識(shí)的理解能夠更加直觀和形象，例如電解鋁工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的操作動(dòng)畫(huà)仿真，這些三維動(dòng)畫(huà)完全模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，包括對(duì)主要設(shè)備構(gòu)造、工藝步驟進(jìn)行詳細(xì)的分解，學(xué)生可以利用仿真軟件模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)操作進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)訓(xùn)后，可以在仿真軟件平臺(tái)上操作并進(jìn)行考核評(píng)比[2]。隨著仿真軟件技術(shù)不斷升級(jí)和推廣，各種金屬冶金過(guò)程的仿真軟件開(kāi)發(fā)齊全后，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提升非常有利，對(duì)學(xué)生理解理論知識(shí)、掌握工藝控制要點(diǎn)也是大有利處，包括部分課程實(shí)驗(yàn)、見(jiàn)識(shí)實(shí)習(xí)都可以用三維動(dòng)畫(huà)仿真軟件所替代。

總之， 教改手段都是為了把學(xué)生培養(yǎng)成為具有高素質(zhì)的人才，教師的任務(wù)除了傳授知識(shí)， 還要更專注學(xué)生創(chuàng)新能力、運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)，只有這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生才能在充滿競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：鄧麗麗]