冶金專業(yè)學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)

冶金專業(yè)學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)

尹振興，王海川，龍紅明，李杰，范鼎東

(安徽工業(yè)大學(xué) 冶金工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

摘要：冶金專業(yè)學(xué)生的工程素質(zhì)主要體現(xiàn)在具有基本的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感，掌握冶金工程的基本技術(shù)、基本管理知識(shí)，了解冶金產(chǎn)品的質(zhì)量控制、市場需求和冶金行業(yè)的基本情況，具備環(huán)境影響和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的基本評(píng)估能力等方面。應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)工程素質(zhì)為核心來指導(dǎo)冶金專業(yè)的教學(xué)，在冶金工程概論、冶金發(fā)展簡史、冶金專業(yè)課和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)等教學(xué)過程中貫徹工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：冶金專業(yè)；大學(xué)生；工程素質(zhì)；培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9247(2015)03-0111-03

Abstract:The engineering quality of metallurgy major students is mainly reflected in the following aspects: the basic professional ethics and social responsibility, the grasp of the basic technique and management knowledge involved in the metallurgical engineering, the good understanding of the quality control of metallurgical products as well as the market demand and the basic information about the metallurgical industry, and the basic assessment abilities on the environmental influence and technical economy. And it is necessary to make arrangement for the teaching by taking as the core the engineering quality cultivation that is to be strengthened in the teaching process, such as Introduction to Metallurgical Engineering, Short Histroy of Metallurgy And Development, other speclized courses and practice periods.

收稿日期：2015-03-20

作者簡介：尹振興(1973-)，男，江西鷹潭人，安徽工業(yè)大學(xué)冶金工程學(xué)院講師，博士。

On the Engineering Quality Cultivation of Metallurgy Major Students

YIN Zhen-xing, WANG Hai-chuan, LONG Hong-ming, LI Jie, FAN Ding-dong

(School of Metallurgical Engineering, AHUT, Ma’anshan 243002, Anhui, China)

Key words:major of metallurgy; college student; engineering quality; cultivation

根據(jù)“國際競爭力報(bào)告”的統(tǒng)計(jì)顯示，我國工程教育培養(yǎng)規(guī)模位居世界前列。然而，我國工程教育為市場提供合格工程師的能力世界排名靠后。究其原因是由于受到傳統(tǒng)的教育思想和教育模式的影響，我國的高校教育重視知識(shí)的傳授和原理的探討，忽視工程素質(zhì)的培養(yǎng)。有鑒于此，我國教育部提出了卓越工程師計(jì)劃，并且聯(lián)合中國工程院于2013年11月發(fā)布了《卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃通用標(biāo)準(zhǔn)》，以此指導(dǎo)全國的工程教育。

工程素質(zhì)培養(yǎng)為導(dǎo)向型的工科專業(yè)教育模式和指導(dǎo)思想的建立，不僅僅是一個(gè)觀念轉(zhuǎn)變，還是一個(gè)教學(xué)實(shí)踐的改革，從大一的基礎(chǔ)課程開始就要注重工程素質(zhì)的培養(yǎng)和實(shí)踐。[1-2]在這樣的背景下，我們結(jié)合我國當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展需要，以冶金專業(yè)的本科教學(xué)為研究對(duì)象，論述工程的基本素質(zhì)的內(nèi)涵及其重要性，提出要在各個(gè)實(shí)際的教學(xué)環(huán)節(jié)中合理設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、 冶金工程素質(zhì)的內(nèi)涵及其重要性

近十幾年來國內(nèi)教育界和科技界都在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識(shí)和能力，導(dǎo)致許多人一提起本科階段的工程素質(zhì)培養(yǎng)也當(dāng)然認(rèn)為其核心就是創(chuàng)新能力，但許多著名學(xué)者對(duì)此表達(dá)了不同的觀點(diǎn)。例如，中國工程院院士、中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所所長李國杰認(rèn)為，我國工程教育首先要重視培養(yǎng)責(zé)任心，工程技術(shù)人才不必個(gè)個(gè)是創(chuàng)新人才，對(duì)他們的素質(zhì)要求是多方面的，創(chuàng)新素質(zhì)只是其中之一。中國工程院原副院長朱高峰院士認(rèn)為，工程活動(dòng)本身就蘊(yùn)涵著很多創(chuàng)造的因子，要想大批量培養(yǎng)創(chuàng)新型的工程科技人才，首要的一點(diǎn)就是要培養(yǎng)能夠遵守工程規(guī)范、可以“循規(guī)蹈矩”的工程師。

我們認(rèn)為，本科階段的冶金工程素質(zhì)主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：一是掌握基本的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感；二是掌握冶金工程的基本技術(shù)；三是掌握冶金工程的基本管理知識(shí)；四是了解冶金產(chǎn)品的質(zhì)量控制、市場需求和冶金行業(yè)的基本情況；五是具備環(huán)境影響和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的基本評(píng)估能力。這里首要的就是，愛崗敬業(yè)精神和社會(huì)責(zé)任感，可以說如果我們培養(yǎng)了大批熱愛自己工作的人就是最大的成功；其次是樹立基本的工程概念，了解工程技術(shù)就是在有約束條件下的生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，其中關(guān)鍵在于能否精確地計(jì)算和控制，建立嚴(yán)格的操作規(guī)范，保證生產(chǎn)活動(dòng)的質(zhì)量；再次是基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，其中操作技能與基礎(chǔ)理論知識(shí)同樣重要。

以上幾個(gè)方面的素質(zhì)對(duì)于學(xué)生畢業(yè)后從事冶金工程實(shí)踐至關(guān)重要，可以為他們今后的事業(yè)打下一個(gè)牢固的基礎(chǔ)。如果他們想繼續(xù)深造從事研究，這對(duì)他們也是非常有幫助的。那么，這些要求應(yīng)如何貫徹到日常的教學(xué)活動(dòng)中去呢?下面結(jié)合具體的教學(xué)環(huán)節(jié)或課程來闡述冶金工程素質(zhì)和思想的培養(yǎng)。

二、冶金工程概論課中冶金工程概念的啟蒙

“冶金工程概論”通常是冶金工程專業(yè)本科生的第一門專業(yè)課，[3]也常常是其它相關(guān)專業(yè)的選修課，應(yīng)該說這門課程是樹立冶金工程概念和培養(yǎng)冶金工程素質(zhì)的一個(gè)良好契機(jī)。通過這門課程的教學(xué)應(yīng)該讓學(xué)生全面了解整個(gè)冶金工業(yè)的主要環(huán)節(jié)、類別和行業(yè)的基本現(xiàn)狀。目前國內(nèi)這方面的教科書種類不多，學(xué)界對(duì)此不夠重視，在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)該課程存在不少問題，圍繞著冶金工程概念的啟蒙為核心目標(biāo)，我們提出如下意見和建議。

第一，由于往往采用了狹義的冶金定義，也即提取冶金，因此忽略了采礦和金屬加工，僅僅簡單地介紹了選礦知識(shí)，這樣不利于初學(xué)者全面地了解整個(gè)冶金行業(yè)，不利于理解冶金工程中的諸多問題，也不利于今后工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。應(yīng)該借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，例如德國鋼鐵協(xié)會(huì)編寫的《鋼鐵冶金概論》，[4]強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)之初就培養(yǎng)一個(gè)全面的視野，樹立全局觀，以利于學(xué)生了解到冶金產(chǎn)業(yè)的整體結(jié)構(gòu)和各個(gè)組成環(huán)節(jié)。

第二，在闡釋冶金技術(shù)時(shí)仍嫌過細(xì)，缺乏宏觀性，沒有強(qiáng)調(diào)冶金原料的重要性，忽視了原料與產(chǎn)品之間的聯(lián)系，對(duì)冶金的根本任務(wù)和特點(diǎn)沒有充分而詳細(xì)地介紹。同時(shí)建議教育者應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到冶金的核心思想之一就是“相分離”，也即通過讓雜質(zhì)進(jìn)入不同的相來實(shí)現(xiàn)提純和分離。

第三，在講解冶金工藝和技術(shù)裝備時(shí)的手段和方法比較傳統(tǒng)，理論知識(shí)講解的較多，而感性的認(rèn)識(shí)太少，這樣導(dǎo)致學(xué)生們只能是依靠記憶來掌握冶金知識(shí)，一開始就逐漸喪失了興趣。在課本的編寫和教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)盡量多地展示圖片甚至是現(xiàn)場的照片，有條件的學(xué)校應(yīng)該一邊播放視頻一邊講解，針對(duì)現(xiàn)場的情況直接介紹各種知識(shí)，幫助學(xué)生初步了解到冶金工程的復(fù)雜性和多樣性。

第四，對(duì)于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的重要性強(qiáng)調(diào)得不夠，建議應(yīng)該讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到冶金工藝從理論上來講可以是非常豐富的，但是由于經(jīng)濟(jì)條件的局限，導(dǎo)致在實(shí)際中可行的工藝只有有限的幾種，甚至只有一種。這樣就可以讓學(xué)生了解到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，二者結(jié)合才是工程的特色之一。

第五，忽視環(huán)保知識(shí)方面的介紹，這對(duì)于今后學(xué)生的工程實(shí)踐和工程技術(shù)的掌握是非常不利的，應(yīng)當(dāng)單獨(dú)給出至少一章的篇幅來介紹環(huán)保的重要性和相關(guān)知識(shí)。

第六，注重不同冶金工藝之間的對(duì)比，其實(shí)這種對(duì)比工作非常有利于學(xué)生學(xué)習(xí)冶金知識(shí)，尤其是通過鋼鐵冶金和有色冶金的對(duì)比，能夠幫助學(xué)生更好地掌握冶金工程的特點(diǎn)。

三、專業(yè)課程中冶金工程知識(shí)的掌握

冶金工程專業(yè)相比于其它工科專業(yè)具有以下特點(diǎn)：其一，冶金過程與我們現(xiàn)實(shí)生活相距遙遠(yuǎn)，顯得很陌生。其二，冶金過程大多涉及高溫、高壓或者有毒物質(zhì)，具有一定的危險(xiǎn)性。其三，冶金流程長且復(fù)雜，涉及多種物理和化學(xué)反應(yīng)，需要記憶的東西很多。在傳統(tǒng)的冶金專業(yè)課，例如煉鐵/鋼學(xué)、鋁冶金、銅冶金等的教學(xué)過程中，都是按照實(shí)際的冶金流程來講解，課本的重點(diǎn)都是冶金原理和技術(shù)的講解，在書中羅列了大量的數(shù)據(jù)，但是都忽略了如何從整體上來理解冶金過程和原理。一個(gè)初學(xué)者面對(duì)眼花繚亂的數(shù)據(jù)和化學(xué)反應(yīng)很快就迷失了方向，忘記了冶金過程的根本目的，失去了學(xué)習(xí)的信心。

我們建議，在教學(xué)過程中必須考慮到初學(xué)者的實(shí)際情況，包括已掌握的知識(shí)、實(shí)際的理解能力和學(xué)習(xí)條件等，來講解具體的冶金過程，逐步引導(dǎo)學(xué)生從整體上理解和掌握冶金工程知識(shí)，樹立起冶金工程是各種工業(yè)技術(shù)的集合體，而不僅僅是單個(gè)冶金技術(shù)的意識(shí)。

下面以煉鋼學(xué)為例，介紹如何從煉鋼過程中提煉出冶金工程的基本特征，并以此為核心來指導(dǎo)煉鋼過程的學(xué)習(xí)。

第一，弄清煉鋼單元在整個(gè)鋼鐵冶金流程中所處的環(huán)節(jié)、所起的作用和具有的意義。這一點(diǎn)對(duì)于理解煉鋼過程至關(guān)重要，然后進(jìn)一步從冶金單元的三個(gè)要素和三條線索來理解煉鋼過程。三個(gè)要素為原料、產(chǎn)品和冶煉過程；三條線索為成分、溫度和相分配。它們是統(tǒng)領(lǐng)各種煉鋼知識(shí)的綱要，只有綱舉才能做到目張。

第二，指明煉鋼過程的四大基本特征：高溫——鋼鐵的熔點(diǎn)高，高效——鋼鐵的產(chǎn)量大，高品質(zhì)——市場競爭的要求，低成本和低污染——社會(huì)發(fā)展的要求，可以簡單概括為“三高一低”。在教學(xué)過程中可以結(jié)合具體的煉鋼原理和工藝引導(dǎo)學(xué)生從這四個(gè)方面來理解煉鋼過程的特點(diǎn)。

第三，在以上的基礎(chǔ)上介紹具體的冶金技術(shù)，建議按照煉鋼技術(shù)的發(fā)展過程來介紹各種煉鋼工藝。不過，值得注意的是，實(shí)際上學(xué)生艱難掌握大量的冶金技術(shù)和工藝參數(shù)，那些數(shù)字對(duì)于他們而言是陌生的，即使短時(shí)間內(nèi)記住了，考完試后很快都會(huì)忘記，只有在今后的研究或工作中才能體會(huì)到那些數(shù)據(jù)的意義，才能記住它們。因此，沒有必要在學(xué)習(xí)之初就花大量的時(shí)間去灌輸這些工藝參數(shù)，更多的是需要從工程角度了解它們的意義和相互關(guān)系，重點(diǎn)掌握一些關(guān)鍵參數(shù)即可。

四、冶金史課程中冶金工程思想的掌握

一些高校開設(shè)了冶金史之類的課程，其實(shí)從了解冶金工程的角度來看這類課程作為選修課實(shí)在有必要開設(shè)，當(dāng)然要講好這門課并非易事，確實(shí)需要深厚的理論功底和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。可以說，不了解歷史的人就無法真正地理解當(dāng)代，不了解冶金史也就無法深刻地理解當(dāng)前的冶金流程，也難以準(zhǔn)確地預(yù)測冶金工藝的發(fā)展。

我們可以通過圖片和實(shí)物等生動(dòng)的手段來展示不同歷史時(shí)期的冶金設(shè)備和流程，讓學(xué)生了解到當(dāng)代的冶金技術(shù)是無數(shù)的冶金工作者不斷努力甚至是付出生命代價(jià)的結(jié)果，并引導(dǎo)學(xué)生去不斷思考冶金工藝發(fā)展變化背后的原因，諸如礦產(chǎn)資源的限制、相關(guān)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步、市場激烈競爭的要求、環(huán)保的巨大壓力，當(dāng)然還有冶金理論知識(shí)的進(jìn)步；還可以引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注世界冶金產(chǎn)業(yè)格局的變化，以及它們對(duì)中國冶金行業(yè)的影響。在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)更清晰地感受到冶金工程中資源、能源、工業(yè)技術(shù)和裝備，以及社會(huì)環(huán)境等的相互制約和促進(jìn)，逐步具有基本的冶金工程思想，初步獲得全面看待問題的能力。

五、實(shí)習(xí)課程中冶金工程經(jīng)驗(yàn)的積累

對(duì)于冶金類工程專業(yè)而言，實(shí)習(xí)教學(xué)的重要性無須贅述。不過，當(dāng)前由于受到諸多因素的限制，例如學(xué)生人數(shù)眾多、企業(yè)生產(chǎn)負(fù)荷大、生產(chǎn)線自動(dòng)化水平高、安全生產(chǎn)壓力大等原因，工廠實(shí)習(xí)往往很難嚴(yán)格地按照要求執(zhí)行。[5-6]其實(shí)，工廠實(shí)習(xí)是工程經(jīng)驗(yàn)積累極為重要的環(huán)節(jié)，在實(shí)習(xí)過程中通過現(xiàn)場考察和學(xué)習(xí)，直觀地感受到生產(chǎn)過程中多種因素相互牽制，多種技術(shù)多個(gè)崗位相互配合，才能最終完成冶金過程。幫助學(xué)生樹立管理思想，必須綜合考慮各個(gè)方面尤其是人的因素，充分調(diào)動(dòng)各個(gè)方面的積極性才能保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。同時(shí)，還可以從那些歷史較長的企業(yè)了解到企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力和限制環(huán)節(jié)，包括老舊設(shè)備的淘汰和更新、場地的重新布局等問題都是在工程實(shí)踐和管理過程必須考慮到的。通過這樣的訓(xùn)練，可以加速學(xué)生在工程認(rèn)識(shí)上的成熟。

必須提及的是，隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和仿真技術(shù)的飛速發(fā)展，人們可以通過仿真軟件來模擬各種冶金現(xiàn)場和操作，甚至在世界范圍內(nèi)開展了諸如煉鋼模擬大賽這樣的活動(dòng)。[7]這些也非常有利于學(xué)生的工程素質(zhì)培養(yǎng)。同時(shí)這些活動(dòng)的趣味性和互動(dòng)性，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提高學(xué)習(xí)效果。當(dāng)然，不能夸大這樣模擬訓(xùn)練的作用，必須注意它的局限性，要經(jīng)常提醒學(xué)生在現(xiàn)場操作的責(zé)任性不是模擬訓(xùn)練可以比擬的。

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(責(zé)任編輯汪繼友)