冶金工程專業(yè)本科生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的調(diào)查研究

周進(jìn)東，李志強(qiáng)，金 焱，熊 瑋，王 煒

(武漢科技大學(xué) 材料與冶金學(xué)院 ,湖北 武漢 430081)

新一代高新技術(shù)的發(fā)展離不開信息技術(shù)的應(yīng)用，作為數(shù)值計(jì)算的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了各個(gè)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域[1-2]。各大高等院校的非計(jì)算機(jī)專業(yè)為了培養(yǎng)出既具備較強(qiáng)地專業(yè)知識(shí)和技能，又具備利用計(jì)算機(jī)解決復(fù)雜實(shí)際問題能力的復(fù)合型人才，在高等教育中加大了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力培養(yǎng)的力度[3-4]。

2013年德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)中“工業(yè)4.0”概念受到關(guān)注，并推動(dòng)了“第四次工業(yè)革命”，而后中國和美國也提出了“中國制造2025”和美國“材料基因組計(jì)劃”，這些都需要一大批具有專業(yè)背景，且有很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的人才。冶金工業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。為順應(yīng)全球制造業(yè)推進(jìn)智能制造新模式的客觀要求，就必須提高冶金專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力水平[5]。

當(dāng)前，武漢科技大學(xué)冶金工程專業(yè)開設(shè)的有關(guān)計(jì)算機(jī)課程有：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(第1學(xué)期)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第3學(xué)期)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用(第4學(xué)期)和信息檢索與利用(第7學(xué)期)。課程安排比較合理，但從學(xué)生掌握的程度和應(yīng)用效果來看，沒有達(dá)到預(yù)期的效果。為此，我們以調(diào)查問卷的形式對(duì)冶金工程專業(yè)本科生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力進(jìn)行了調(diào)查，目的是掌握學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)課程學(xué)習(xí)的基本情況，了解學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度和傾向，發(fā)掘有利條件，促進(jìn)計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量的提高，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

1 調(diào)查對(duì)象與方法

自制《冶金專業(yè)大學(xué)生計(jì)算機(jī)基本技能應(yīng)用能力現(xiàn)狀調(diào)查》一份，通過網(wǎng)絡(luò)“問卷星”(見網(wǎng)頁https://www.wjx.cn/jq/16830596.aspx)的形式對(duì)武漢科技大學(xué)大學(xué)冶金工程專業(yè)大一到大四的學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查。本次調(diào)查共回收有效問卷107份，其中以大四學(xué)生為主，占53.27%。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的掌握情況

武漢科技大學(xué)冶金工程專業(yè)課程體系采用“平臺(tái)+模塊”結(jié)構(gòu)體系，平臺(tái)包括通識(shí)教育平臺(tái)課程和學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)課程，模塊由專業(yè)課程模塊、實(shí)踐教學(xué)模塊和素質(zhì)拓展模塊三部分組成，同時(shí)平臺(tái)和模塊均由必修課程和選修課程組成。大一第1學(xué)期開設(shè)的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程屬于通識(shí)教育平臺(tái)中的必修課程。為了了解冶金學(xué)生對(duì)《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程教學(xué)內(nèi)容掌握程度進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果見表1～表4所示。從調(diào)查的結(jié)果可以看出，學(xué)生們基本掌握了word、Excel、PPT等Office辦公軟件。但從表5中發(fā)現(xiàn)，只有31.77%的學(xué)生表明《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程對(duì)熟悉Office辦公軟件有較大幫助，并且還有11.21%的學(xué)生表明沒有一點(diǎn)幫助。這說明《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》在教材、教學(xué)安排和教學(xué)方式等方面需要加大改革。

另外，對(duì)近五年的本科生撰寫的實(shí)習(xí)報(bào)告和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)初稿分析來看，學(xué)生對(duì)Office辦公軟件的應(yīng)用能力沒有達(dá)到預(yù)期的效果，比如：排版混亂、標(biāo)題與正文不分、圖表制作不規(guī)范等，這都表明學(xué)生僅僅只是掌握了Office辦公軟件的基本應(yīng)用方法，即僅僅是“會(huì)”，但缺乏實(shí)際應(yīng)用。

表1 學(xué)生對(duì)Office辦公軟件的熟悉程度(單選)

表2 學(xué)生對(duì)Word應(yīng)用軟件的熟練程度(多選)

表3 學(xué)生對(duì)Excel應(yīng)用軟件的熟練程度(多選)

表4 學(xué)生對(duì)PPT應(yīng)用軟件的熟練程度(多選)

表5 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程對(duì)學(xué)生熟悉Office辦公軟件的幫助(單選)

2.2 學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的傾向情況

冶金是工程類專業(yè)，工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)以“學(xué)生為中心，以能力輸出為導(dǎo)向”，因此，需要對(duì)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)課程進(jìn)行改革以符合工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，為了有效展開計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)，對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)傾向進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果見表6～表8所示。從表6可以看出，學(xué)生使用計(jì)算機(jī)主要目的是為了辦公學(xué)習(xí)(85.05%)，其次是網(wǎng)上購物(76.64%)和檢索信息(67.29%)。從表7中可以看出，學(xué)生對(duì)掌握計(jì)算機(jī)技能表達(dá)了強(qiáng)烈愿望，例如，要求對(duì)掌握Office辦公軟件(91.59%)、常用軟件(如畫圖、記事本)(77.57%)、Windows操作系統(tǒng)(69.16%)和信息檢索(60.75%)等技能的比例都超過了60%，而要求對(duì)掌握計(jì)算機(jī)硬件組成(40.19%)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全(38.32%)和編程語言(37.38%)等技能的比例較低，其原因可能是對(duì)計(jì)算機(jī)的了解不夠造成的。表8顯示了學(xué)生獲得計(jì)算機(jī)知識(shí)的主要方式，從表中可以看出，目前學(xué)生獲得計(jì)算機(jī)知識(shí)的方式主要是網(wǎng)絡(luò)(84.11%)，而不是課程教學(xué)(49.53%)，但大多數(shù)學(xué)生還是希望在遇到問題時(shí)能夠得到教師的指導(dǎo)(見表9)。

表6 學(xué)生使用計(jì)算機(jī)的目的(多選)

表7 學(xué)生應(yīng)掌握的計(jì)算機(jī)技能(多選)

表8 學(xué)生獲得計(jì)算機(jī)知識(shí)的方式(多選)

表9 學(xué)生解決常用軟件問題的方式(單選)

2.3 學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力情況

計(jì)算機(jī)是以應(yīng)用為主的課程，冶金專業(yè)開設(shè)有關(guān)計(jì)算機(jī)課程的目的是為了使學(xué)生能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)知識(shí)應(yīng)用到學(xué)習(xí)和實(shí)際生產(chǎn)中，例如，能夠利用計(jì)算機(jī)檢索信息加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和鞏固；能夠利用計(jì)算機(jī)收集冶金文獻(xiàn)了解所研究課題的發(fā)展過程、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析等；能夠使用適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)解決冶金過程中一些無法在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上模擬的過程問題等。表10～表12顯示了學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的情況。

從表10中可以了解到學(xué)生主要利用百度學(xué)術(shù)(78.50%)查閱有關(guān)冶金文獻(xiàn)，有近一半的學(xué)生能夠用中文文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫來查閱文獻(xiàn)，如萬方有50.47%的學(xué)生會(huì)使用、知網(wǎng)為47.66%、維普為42.06%，但幾乎不用外文文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫來查閱文獻(xiàn)，如有11.21%的學(xué)生會(huì)使用EI Village檢索文獻(xiàn)，而Elsevier ScienceDirect僅有7.48%。冶金專業(yè)雖然在第7學(xué)期開設(shè)了《信息檢索與利用》的課程，該教學(xué)主要以講授為主，學(xué)生沒有或被動(dòng)的去查閱了一些文獻(xiàn)，并沒有真正掌握檢索文獻(xiàn)的技巧，因此，學(xué)生還是借助百度搜索來完成查閱文獻(xiàn)的任務(wù)。

科學(xué)試驗(yàn)是科研工作者在研究過程中的重要方法和手段，通過試驗(yàn)可獲得大量真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，只有對(duì)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列正確的分析與處理，才能得到可靠的試驗(yàn)分析結(jié)果，因此試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理是每位科研工作者必須掌握的一門技術(shù)手段。但從表11中可以看出，當(dāng)前冶金工程專業(yè)本科生有93.46%會(huì)使用Excel對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，而對(duì)比較專業(yè)的MATLAB(11.21%)、SPSS(9.35%)、和Origin(6.54%)軟件有所了解的學(xué)生很少。因此，應(yīng)該加強(qiáng)該方面的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)要積極引導(dǎo)學(xué)生將其應(yīng)用到實(shí)際中去，比如，武漢科技大學(xué)本科教育中已實(shí)行了導(dǎo)師制及開設(shè)了《科學(xué)研究訓(xùn)練》課程，可以在導(dǎo)師指導(dǎo)過程中結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，教授相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件的使用方法，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析。

當(dāng)前，熱動(dòng)力學(xué)軟件FactSage軟件和ANSYS Fluent軟件已在高爐冶煉[6-8]、鐵水預(yù)處理[9-11]、煉鋼[12]、連鑄[13]、有色金屬冶煉及鋼種開發(fā)[14]等方面的科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，基本覆蓋了整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)流程，滿足冶金工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和目的。利用熱動(dòng)力學(xué)軟件不僅可以對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化，還可以對(duì)冶金反應(yīng)過程、相平衡及相圖進(jìn)行計(jì)算，分析具體冶金過程反應(yīng)的本質(zhì)及影響因素，解決實(shí)際生產(chǎn)過程的反應(yīng)問題。但從表12中可以了解到，冶金工程專業(yè)大一到大四有92.52%的學(xué)生不會(huì)冶金有關(guān)的熱動(dòng)力學(xué)軟件(FactSage、HSC Chenistry、ANSYS Fluent和Phoenics)。因此，應(yīng)在冶金專業(yè)本科教學(xué)中增加有關(guān)熱動(dòng)力學(xué)計(jì)算的課程，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用到科學(xué)研究中，增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性和動(dòng)手能力。

表10 學(xué)生查閱冶金文獻(xiàn)的方式(多選)

表11 學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)分析軟件的了解情況(多選)

表12 學(xué)生對(duì)冶金有關(guān)的熱動(dòng)力學(xué)軟件的了解情況(多選)

3 結(jié)論

通過對(duì)武漢科技大學(xué)冶金工程專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力調(diào)查分析表明，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容的掌握僅停留在“會(huì)”上，缺乏實(shí)際應(yīng)用；學(xué)生對(duì)掌握計(jì)算機(jī)技能表達(dá)了強(qiáng)烈愿望，并希望能夠得到教師的指導(dǎo)；冶金專業(yè)學(xué)生對(duì)專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能缺乏，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)應(yīng)用軟件的教學(xué)和應(yīng)用課程。