有色金屬冶金課程體系改革

金會心　吳復忠　鄭曉倩

摘 要：有色金屬礦業(yè)會影響我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)定、持續(xù)和協(xié)調(diào)的發(fā)展，有色金屬冶金課程體系作為一項系統(tǒng)工程，目的是培養(yǎng)出在理論和實踐兩方面都具有較強能力的技術人才，該文對于有色金屬行業(yè)的現(xiàn)狀，以及其課程體系的特點和改革目標進行了闡述，并且以社會的需求和行業(yè)的發(fā)展作為體系改革的導向，從優(yōu)化課程的內(nèi)容，更新專業(yè)的知識面等角度，提出了有色金屬冶金的課程體系的改革意見。

關鍵詞：有色金屬冶金 體系改革 建設

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0149-02

1 有色金屬冶金課程體系的現(xiàn)狀

有色金屬是目前的高新技術發(fā)展的關鍵材料，也是非常關鍵的基礎原材料，自進入21世紀之后，我國的有色金屬冶金的冶煉和加工技術發(fā)展迅速，中國目前已經(jīng)是全球重要的有色金屬的成產(chǎn)國以及消費國，不過隨著有色冶金行業(yè)的高速發(fā)展，也引起了環(huán)境的污染以及能源的消耗等問題，國務院已經(jīng)順應國家建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的方針政策，推出了很多政策和措施，以引導有色金屬冶金行業(yè)的方向逐漸趨向于提高能源和資源的利用率以及節(jié)能減排的方向，目的是盡量減少工廠廢棄物的排放，節(jié)能減排、以彌補國內(nèi)的礦產(chǎn)資源不足，幫助有色金屬產(chǎn)業(yè)取得良好的社會效益以及經(jīng)濟效益。目前很多高校已開設有色冶金專業(yè)，并且隨著學科的發(fā)展已經(jīng)建立成了完備的有色冶金課程體系，貴州大學的有色金屬學是屬于冶金工程與冶金材料學科，且貴州省的有色金屬資源儲量豐富。有色金屬冶金自1958年建校時開始招收本科生，1984年開始招收碩士研究生。有色金屬冶金是隸屬于冶金工程的一個二級學科，主要研究的是從二次資源、礦石等原料中對某種金屬或者化合物進行提取，對于多相化學反應的規(guī)律進行研究，實現(xiàn)對反應的過程進行自動控制，并且逐漸優(yōu)化反應器，體系一般是由冶金工藝、冶金原理、專業(yè)選修課、實踐教學這四個模塊，研究的領域主要包括濕法冶金、火法冶金、材料化學冶金、電冶金以及冶金分離過程等，國內(nèi)很多學校的有色金屬冶金的課程體系建立的時間較晚，所以教學模式以及目前的課程體系還有很多需要改進之處，長此以往，對于新形勢下對于有色金屬冶金專業(yè)的人才培養(yǎng)、就業(yè)都有影響，目前的有色金屬冶金體系在課程的結構、課程的實施方式、課程的體系建設和地方經(jīng)濟的發(fā)展等方面需要改進。

有色金屬冶金因國家的投入較少，在生產(chǎn)技術的必要需求下對于基礎的研究也取得了成就，主要表現(xiàn)如下：（1）在礦產(chǎn)資源的分離與提取方面，對于浮選劑的分子設計應用和理論、生物的浸礦、硫化礦的原生電位浮選原理、拜耳法的優(yōu)化選礦理論都得到發(fā)展和應用。（2）在冶金過程的相平衡、化學平衡以及有色金屬體系的傳輸、電化學冶金的電機過程、生物催化、溶離子的交換、溶劑的提取等動力學的機理方面的理論已經(jīng)逐漸成熟。（3）膜領域方面，對于膜材料的性能、成膜的機理以及膜內(nèi)的理論設計和開發(fā)等研究。（4）冶金電化學方面，對于熔鹽電解炭陽極上電催化的過程，濕法練銻、礦漿的電解等原理有了初步的進展。（5）冶金的設備以及過程的優(yōu)化和數(shù)字仿真方面，發(fā)展了鋁電解槽的槽膛內(nèi)形的動態(tài)仿真、銅鎳锍的吹煉過程、礦熱電爐的節(jié)能和降耗技術。（6）冶金過程的自動化，開發(fā)了能解決冶金變量的特種檢測技術，綜合的應用建模的手段和現(xiàn)代的方法，來解決對于復雜的冶煉過程的控制，比如對鋁電解的智能控制，開發(fā)了與冶金領域相對應的優(yōu)化、控制軟件。（7）冶金過程新技術新理論，對于機械活化冶金、串級萃取、具備高附加值的冶金技術以及納米精細類的化工材料的制備技術都在與時俱進。

2 有色金屬冶金課程的特點和改革目標

2.1 有色金屬冶金課程的特點

（1）有色金屬冶金課程的特性。

有色金屬冶金工業(yè)是基礎性的行業(yè)，主要以開發(fā)礦產(chǎn)和利用礦產(chǎn)為主，所以必然會受到能源、資源和環(huán)境的制約。對應的有色金屬冶金課程體系會具有一定的特點：①政策性。該課程不僅僅會涉及到單純的工程技術理論，還會關系到社會主義現(xiàn)代化建設中的各種政策，需要在項目中貫徹和體現(xiàn)這些政策。②傳統(tǒng)性。教學內(nèi)容很多都是需要遵循的一般性原則和理論，但是工藝和技術都比較傳統(tǒng)，學生能夠看懂文字，但是會產(chǎn)生枯燥無味、老生常談的感覺。③復雜性。金屬的提取工藝流程和條件都比較復雜，所以需要老師不僅培養(yǎng)學生的基礎理論，還要培養(yǎng)對工程問題的分析和實踐能力。

（2）有色金屬冶金課程體系所存在的問題。

①有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，課程的內(nèi)容滯后，隨著目前低碳冶金、循環(huán)冶金、清潔冶金等生產(chǎn)模塊和理念的發(fā)展，大量的新型生產(chǎn)工藝比如鋁電解的節(jié)能降耗技術，大型預焙鋁電解槽、閃速熔煉、鋁冶金的拜耳法選礦工藝，真空冶煉稀貴金屬工藝、直接榮連發(fā)提取重金屬工藝等都得到了推廣，但是課程體系對新工藝新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計內(nèi)容很少。②課程體系的設置不合理，現(xiàn)在很多高校存在著對于相同的知識點在不同的課程中都有交叉，以熱力學相關理論為例，在冶金物理化學、有色金屬冶金學、冶金原理、物理化學等課程中的部分章節(jié)都有解釋。但是對于宏觀動力學、微觀動力學以及反應過程學等知識在課程中的介紹很少。有色金屬中輕金屬、重金屬、稀有金屬和貴金屬的冶金過程內(nèi)容很片面，沒有成為一個體系，專業(yè)課程的設置不合理。③學科之間的融合，有色冶金和化工、材料、環(huán)境、管理、計算機等學科聯(lián)系越來越密切，但是缺乏融合性，所以需要在課程上進行拓展。加強有色金屬冶金和相關學科之間的融合，能夠加速有色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，方面學生適應市場的需求增多就業(yè)方向。④缺乏實踐教學，對于學生進行實踐教育不僅是為了補充理論教育的不足，會提高學生科技創(chuàng)新和實踐能力。目前該?，F(xiàn)有的有色金屬冶金課程體系還需加強實踐性環(huán)節(jié)，與專業(yè)課相對于的實驗設備和指導教材不足，相關專業(yè)的實習單位也比較少，導致實習內(nèi)容單調(diào)，經(jīng)費有限等問題。

2.2 有色金屬冶金課程體系的改革目標

隨著有色冶金工程專業(yè)發(fā)展的逐漸成熟，有色金屬冶金學相關課程的教學質(zhì)量會影響著整個行業(yè)的生存空間，我們該跟有色冶金課程體系的目標尋求有特色的教育模式和方法，通過增強目前的有色冶金工程的專業(yè)素養(yǎng)，讓學生能夠?qū)τ猩苯饘W的基本內(nèi)容、原理、方法和工藝能夠有較深入的理解和體會，并且能夠?qū)⒅R引用到具體的有色冶金的工程實踐之中。

3 有色金屬冶金課程體系改革措施初探

3.1 增強有色金屬冶金課程的連貫性和系統(tǒng)性

課程體系的優(yōu)化需要在現(xiàn)有的課程體系的整合基礎之上，保持冶金原理和工藝體系的核心位置，該校應該結合貴州省的地域特征和有色冶金行業(yè)的發(fā)展趨勢，提高輕金屬和稀有金屬等礦產(chǎn)資源在教學體系中的比重。學校應該增加對于科技創(chuàng)新的基金，擴大創(chuàng)業(yè)孵化基地，加大對高水平的創(chuàng)新實驗室的建設，營造一個良好的科研、學習、創(chuàng)新的環(huán)境和氛圍，以提高學生的實踐創(chuàng)新意識，增加創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的能力。

3.2 提高基礎知識以及基本的工藝的理論教學

教師可以結合傳統(tǒng)的方法和啟發(fā)式的教學方法，不斷的完善多媒體的課件，把抽象的理論知識和工業(yè)實踐相結合，使得學生能夠非常直觀的接受和理解知識，采取對比和舉例的方法來調(diào)節(jié)課堂氣氛，調(diào)動學生的積極性、創(chuàng)造性和主動性。引導學生參加到教學活動之中，不斷的激發(fā)學生的興趣與創(chuàng)新性，學?？梢圆扇》謱咏虒W的授課方式，讓學生感受到現(xiàn)代和傳統(tǒng)并存，以學生為主體，教學方法應該以直觀可感、情景生動、層次分明為原則。讓學生感受到學習不再是掌握一些書本的知識，而是深入了解一種文化掌握一種技能，培養(yǎng)一種能力。

3.3 引入先進的教學的理念和方法，提高教師教學水平

有色金屬冶金的專業(yè)課教學要注重理論知識和教學方法的結合，一些典型的冶煉過程要減少其繁瑣的工藝操作，對于難以掌握、不易理解、內(nèi)容復雜的知識點可以引入任務驅(qū)動法、比較法等方式，配合動畫教學方式。通過教師和學生之間的互動，以邏輯推理的方式讓學生層層深入，激發(fā)其學習的興趣，加深對于課程的核心理念的掌握和理解。

3.4 增多對有色產(chǎn)品的深加工的教學

近年來，為了順應國家的政策，有色冶金的生產(chǎn)工藝開始向節(jié)能減排、提高資源利用率、產(chǎn)品精細化的方向發(fā)展，很多新型的工藝得到了快速的應用和推廣，比如重金屬冶金工業(yè)的熔煉工藝、真空冶煉稀貴金屬等。在改革課程體系的同時，要關注專業(yè)的前沿性成果和發(fā)展趨勢，并且以企業(yè)的補充，對原教學的內(nèi)容定時進行系統(tǒng)性的更新和調(diào)整。我國的航天、航空、船艦、機械制造業(yè)、現(xiàn)代交通迅速的發(fā)展，進而增加了對于有色金屬材料的需求量，對于成品的性能要求逐漸提高，所以目前的有色金屬制品正在向著“高、精、尖”的趨勢快速發(fā)展，我國的有色冶金行業(yè)正走向提升目前新的有色金屬材料的性能和技術，實現(xiàn)大型規(guī)模化生產(chǎn)的道路，與此同時，為了增加學生的未來就業(yè)，在新的有色金屬冶金課程體系中要適當增加和有色產(chǎn)品的深加工方面相關的內(nèi)容。

3.5 強化資源綜合利用與環(huán)保等內(nèi)容的教學

目前世界的經(jīng)濟發(fā)展主題是“綠色、循環(huán)、低碳、環(huán)保”，有色冶金過程排放的廢氣、廢液、廢渣是造成環(huán)境污染的嚴重因素，所以在今后相當長一段時間里，有色金屬冶金技術的方向會沿著冶金過程的自動化、節(jié)能減排、對于低品位礦的開發(fā)、有色金屬冶金產(chǎn)品逐漸精細化的趨勢，有色金屬冶金企業(yè)的工藝流程在21世紀已經(jīng)趨向成熟，能快速提高有色金屬企業(yè)的經(jīng)濟效益的有效途徑是對冶金的二次資源有效的二次利用。因為想要實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、環(huán)境之間的可持續(xù)的發(fā)展，就必須讓冶金工藝走低污染的路線。學校應該在新的課程體系中，加大對于循環(huán)冶金、有色冶金的資源綜合利用、清潔冶金等內(nèi)容。有色冶金的相關領域的新工藝、新技術正發(fā)生著日新月異的變化，隨著我國富礦資源的逐漸匱乏、日益增加的能源和資源危機、逐漸嚴格的環(huán)境保護，使得有色冶金工廠面臨新的挑戰(zhàn)和要求。對于學生的培養(yǎng)過程中增加一些當前學科的新技術、新工藝，專業(yè)發(fā)展的前沿趨勢、有色工廠的新設計方向。比如焙燒過程中應用的流態(tài)化焙燒，火法煉鉻過程中的熔池熔煉、閃速熔煉，以及一些新的浸出技術等，會幫助學生對當前的有色冶金工業(yè)發(fā)展有一個更清晰的構想，也會提高學生的視野，豐富專業(yè)知識和興趣。

3.6 增加有色方向的選修課，以拓展學生的知識面

高校里對必修課的要求不一致，但是必修課的學時和內(nèi)容非常有限。學?？梢酝ㄟ^增加選修課的方向來拓展學生的視野和知識面，尤其是跟有色方向相關的選修課，有利于學生對有色冶金整個行業(yè)的把握，教師也應該向?qū)W生多介紹目前我國有色冶金行業(yè)中存在的漏洞和缺陷，以及我國在該行業(yè)與國外發(fā)達國家之間技術、人才等方面的差距。以激勵學生獻身于祖國冶金事業(yè)以及對冶金行業(yè)的熱愛精神。為了在新的形勢下提高有色冶金行業(yè)的發(fā)展，對于選修課的模塊要增加環(huán)境類、資源類、材料類等有所交叉學科的選修課，這有利于對新形勢下有色冶金行業(yè)復合型人才的培養(yǎng)。

3.7 加強實踐教學環(huán)節(jié)

學校應該增加綜合性的實驗的比重和設計性，可以采取SRTP大學生的科研訓練計劃、教師的科研項目和學生實踐的有機結合，來增加學生對于基本的原理、知識的掌握和理解。在實習的環(huán)節(jié)，學校應該積極開展高雪和地區(qū)的有色冶金行業(yè)之間的校企聯(lián)合，為學生提供很多的實踐機會，鼓勵學生去積極的參加行業(yè)的調(diào)研，讓學生感覺到自己參與到教學的過程中。學校應該鼓勵教師開展開放性的教學，因為對單一的教學方法的改善和融合，根據(jù)不同的教學方法，取長補短，在教學實踐中，根據(jù)實際靈活轉(zhuǎn)變，相互協(xié)調(diào)和融合不同的教學方式，更高效的完成教學目標，培養(yǎng)出高素質(zhì)高水平的人才。其次需要課內(nèi)外相結合，關注學生的課外實踐和學習，教師在課堂上要引導學生將學習延伸，使得學生能夠在學習中發(fā)現(xiàn)問題，然后帶著問題去課外尋找解決方法，提高學生的自學能力和創(chuàng)新能力。對于理論基礎可以通過讓學生去查閱資料，并且通過分析和調(diào)查信息、寫文獻綜述、報告等方法來鍛煉學生，鼓勵學生參加高水平的基礎知識競賽和學術活動。

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