冶金工程实验教学示范中心的建设与探索

于春梅， 韩丽辉， 冯根生， 王福明

(北京科技大学 冶金与生态工程学院， 北京 100083)



冶金工程实验教学示范中心的建设与探索

于春梅， 韩丽辉， 冯根生， 王福明

(北京科技大学 冶金与生态工程学院， 北京 100083)

结合冶金工程学科的特点、地位和发展方向，在冶金工程实验教学示范中心的建设中，要以实验教学为先导，以培养研究型创新人才为目标，不断提高教师教育理论，注重培养学生综合科研素养，增强学生的创造性思维和科研创新能力，从而达到提高人才培养质量。同时，中心人员积极开展实验教学方法改革，不断更新实验教学内容，努力提高实验教学质量，进行了实验教学设施软硬件建设，优质资源整合，完善和健全原有的规章制度，在新形势下实现实验教学和科学管理的有机统一。

冶金工程； 实验教学示范中心； 人才培养

0 引 言

“十二五”高校实验教学示范中心建设是教育部实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的一项重要举措，北京科技大学冶金工程学科是教育部重点学科和北京科技大学优势特色学科，也是一门理论和实践紧密结合，实践性很强学科，根据学科特点、地位和优势，按照教育部开展“十二五”高校实验教学示范中心建设要求，经过学校申报和专家评审，北京科技大学冶金与生态工程学院冶金工程实验教学示范中心于2012年被评为“十二五”国家级教学示范中心[1]。

一直以来，中心以“培养研究型创新人才”为目标，始终坚持以学生为主体，以教师为主导，融知识、能力、素质协调发展的教育理念，中心人员积极开展改革实验教学方法，不断更新实验教学内容，努力提高实验教学质量，培养学生的创造性思维和创新能力。同时，进行了实验教学设施软硬件建设，优质资源整合[2]。目前，实验中心正在逐步摆脱传统教学模式的束缚，完善和健全原有的规章制度，大步走向新形势下实验教学和科学管理的有机统一。

1 加强实验教学示范中心软、硬件建设

冶金工程实验教学示范中心占地3 500 m2，设备1 200余台，设备总值1.08亿元，设备完好率95%以上。中心由专职教师和实验技术人员组成，队伍中教授和院士占51.6%，副教授和高工占29.7%，工程师、讲师及以下占18.7%；按学历与学位划分，博士占75.0%，硕士占4.7%，学士及以下占20.3%。

中心人员承担着95项国家973、863计划重大项目、国家科技支撑计划重大项目、国家自然科学基金项目、省部级项目和境外合作项目，合计经费9 389万元。负责了多项国内主要钢铁企业及相关企事业单位的重点科研项目，合计经费上亿元。同时，还承担多项北京市教学研究项目、北京科技大学教育教学改革和“研究型”教学示范课建设项目。

目前中心人员共获得了北京市教育教学成果奖1项，北京科技大学教育教学成果奖12项，发表教育教学论文30余篇，获得授权专利78项，这些教学研究成果应用于实验教学后，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新实践能力[3]。

通过以上分析，中心的师资力量具有合理的学历和梯队结构，具有丰富的教学、科研、管理经验和水平，是一支将教学和管理相融合，以理论促实践，打破了传统的实验员、教员的分工，每个教师均承担教学和实验室管理工作的团队。同时，中心也比较注重对教师和实验人员的业务素质培养，多次组织人员参加相关技术领域最先进的技术交流会，多次组织人员去各大兄弟院校交流参观，并定期举办高水平学术讲座和以“提高教学水平、创新实验教学模式”为主题的“大型仪器设备使用知识系列讲座”。在提高教师理论水平的同时，结合中心工作特点积极进行改革和创新，不断探求新的管理模式，培养业务精英，加强中心人员的队伍建设，创建品牌效应，使中心优质服务于院、校及社会的科学研究[4-6]。

2 完善实验教学课程体系建设

实验教学示范中心面向7个二级学科共设置实验课程37门，包括国家精品课程“冶金物理化学”及北京市精品课程“冶金工程实验技术”和“钢铁冶金学”。

在具体课程设置中，针对本科生课时较为集中、知识面相对较浅的特点，通过“冶金工程实验技术”课程设置，让学生对冶金实验设备、实验过程有一个相对全面的认识；针对研究生学习与相对深入参与科研的特点，设置了“近代冶金与材料研究方法”课程，采用灵活的授课方式，结合研究生进行科学研究所密切相关的物相分析、矿相组织观察、晶体结构判定、热分析等实验和科研手段，从实验原理的角度对学生进行深入讲解，同时配合相应的实践过程，将研究生在科研中所遇到的问题拿来讨论和直接实践解决，从而使研究生掌握科学研究的实验方法，并深入理解其中的原理，开拓研究思路；从学科角度，针对生态学专业学生的特点，整合基础、工业、应用生态等13门课程的实验教学内容，形成“生态学实验I、II”综合实验课程[7]。

在具体的课程的体系建设中，实验教学示范中心还将实验课程分为综合、设计、操作、必做、选做、演示、普通等多种实验形式，对本科实验课程结构进行优化，调整理论教学与实践教学的课时比例，不断加大动手课时，例如冶金专业动手实验学时从36学时提高到54学时，生态专业90%的实验学时为动手实验，通过加强学生实践能力的培养，既满足了学科发展和学生兴趣的需要，做到尊重学生个性发展，又增强了学生的自主选择性[8-10]。

课程建设另一核心工作是教材建设。多年来，实验教学示范中心高度重视教材的编写工作，到目前为止，中心教师共编写40本实验教材及指导书，出版10多种实验教材，自编实验讲义数量40多种，为中心的实验课程建设发挥了重要的作用，为中心培养出研究型创新人才提供了一个平台，从而确保了教学质量的稳步提高。

3 加强中心教学体系建设和实践

3.1 改革实验教学方式

为了充分发挥实验教学的辅助作用，培养学生对实验课程的兴趣，中心积极对日常教学方式方法进行改革，创新教学模式。① 为了确保教和学的良性互动，开展“分平台小班授课”方式，改善了教学效果；② 整合优势资源，建立跨学科实验教学平台，中心的实验教学工作依托北京科技大学优势的矿冶与材料学科群，建立矿业工程、冶金工程、材料科学与工程等相关多学科交叉的跨学科综合实验教学平台，营造一个培养复合型人才的环境。另外，中心还在教学中引入现代计算技术和研究方法，在实验教学过程中加强科学技术和实验方法在专业实验教学中的应用实践，将现代将数值模拟技术引入到教学中，使得学生应用数学方法模拟冶金过程，从而达到培养学生创新思维和创新能力的目的[11]。

3.2 优化实验教学内容和结构

在进行教学方式改革的同时，中心还积极对教学内容和结构进行优化:

(1) 优化实验教学内容和结构，增强实践性及综合性。扩充实验内容，内容涵盖三个学科专业方向，不断调整和更新实验内容，如增加冶金资源高效利用、湿法有色冶金、微波冶金等新新领域实验内容。

(2) 为本科生提供科技创新活动平台。加强大学生创新能力的培养，提高科技创新意识是高等院校学生培养的主要内容，实验中心建立相应的管理制度以及“211工程”、“优势学科创新平台”建设项目资源共享机制，实验室面向学生全天开放开展实验教学、创新项目以及毕业论文课题研究，为学生进行科技创新活动提供了实验研究平台，从源头上打破实验教学与科研实验室之间的壁垒。

(3) 设置实验教学专用实验室。学生通过预约选择教学实验内容和进行科技创新活动，不仅完成了教学计划，还满足了学生开展自主科学研究的需要和本科结业课题实验研究工作，使得教学和科技创新相结合，促进学生科学思想、创新意识和实践能力的培养，达到全面提高实践教学质量和素质教育效果目的。

3.3 教学体系建设的实践成果

(1) 教学方法改革成效显著。增加了“研究型”教学示范课程的建设数量，使课程学习成为学生研究能力的培养过程。实验考核方面以“重在过程，不惟结果”为指导思想，各门实验课根据自身特点制定相应的考核方法和标准。

(2) 教学内容不断更新。5年来，实验更新率高达30%，实验内容更具有先进性和创新性。为了实现实验教学与科研项目的完美结合，中心教师除了指导学生实验，承担科研任务外，还必须积极参加实验教学改革，注重将科研成果转化为实验教学内容，使实验教学内容不断更新。中心还充分利用教师承担的 48 项省部级以上获奖课题，转化出 18 个综合性、设计性、创新性实验项目，真正实现了实验教学与科研的上下贯通和有机融合，为实验教学尤其是创新性人才培养注入了新的活力[12]。

(3) 实验教学质量不断提高。中心人员先后启动了“冶金工程本科实验教学计算机辅助教学研究与应用”和“冶金物理化学网上实验平台建设”等项目，初步构建了实验教学网络，将各种实验教学资料上网，并利用实时互动实验教学系统，结合多媒体和数码成象等先进技术，建立了网上选课、网络教学、远程实验教学等系统[13]。5年来，培养的学生获得国家奖学金79 人次，获得人民奖学金1 374人次，新生奖学金177人次，学术十佳9人次，钢模大赛获奖125人次，宝钢奖学金获得者2人，挑战杯获奖者2个团队，本科生科技创新获奖17个团队，“87校友奖学金”获得者1人，第七届全国青少年科技创新奖(百名)获得者1人，校长奖章获得者1人。

4 强化中心管理体系建设

实验教学中心实施“中心”主任负责制，在学校、学院统一领导下开展工作。各项工作的开展都有相应的管理制度。

4.1 规范实验课全过程管理

对每门实验课分别设立学生签到制度及主讲教师和实验技术人员课堂记录表，记录实验课的名称、实验地点、实验时间、实验指导教师名称、实验项目、仪器设备名称、实验准备情况、实验操作过程、学生的课堂情况等等，实验完成后，每名实验学生自行处理实验数据，整理实验结果，根据要求撰写实验报告。

4.2 建立实验室专人负责制

统一建立实验室名称标牌，统一张贴仪器简介、使用方法和操作规程及测试结果报告的说明和注意事项，建立实验室专人负责制，定期对仪器进行维护和检修，仪器设备的维护维修费使用执行《北京科技大学设备维修专用经费集资和使用方法》文件。

4.3 规范实验室安全管理

统一张贴“加强防火安全教育与管理条例”、“实验室安全卫生管理制度” 、“验室内危险物品名称和注意事项” 、“实验室学生守则” 、“实验室管理制度”。实行实验室安全责任到人制度，由学院书记牵头，跟每个实验室负责人签订冶金与生态工程学院安全稳定工作责任书。建立健全各项安全、环保管理制度，不断完善消防设施，电路、仪器装备保护、整体排风系统、及水循环系统，健全并严格执行有毒、有害、腐蚀性药品的使用审批、购买、使用、保存、废物回收与处理的程序，做到实验室安全[14-16]。

5 结 语

针对原实验教学中存在的不足，以实现实验室资源的有效整合，教学与科研紧密结合，与相关院校和企业密切联合为目标，进一步明确实验教学示范中心建设规划。中心拓展和更新教学内容，使教学内容保持前沿性和系统性。 建设包括冶金过程先进制造工艺、冶金工艺及实验虚拟仿真、黑色及有色金属矿产高效利用、先进物相分析及研究技术等高水平实验室。进一步丰富实验教学手段，使教学更加形象、生动，调动学生的主观能动性和探索兴趣，改善教学效果。

中心不断完善实验教学测评体系及管理制度，加强国内、国际交流，进一步完善考核激励制度、经费投入与管理制度、设备运行管理制度和实验室开放管理制度。建成具有国内先进水平、系统全面的冶金工程实验教学体系，在国内冶金工程学科具备示范引领。

[1] 教育部.教育部关于开展高学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知(教高[2005]8号)[EB/OL](2005-05-12).htpp://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/moe/moe_735/201001/xxgk.79341.html.

[2] 《教育规划纲要》工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)，教育规划纲要辅导读本[M].北京：教育科学出版社，2010.

[3] 韩丽辉，刘 云，冯根生，等. 冶金研究型人才工程能力与创新素质的培养[J].实验技术与管理，2008，25(5):125-127.

[4] 孔 琳. 在实验教学中构建研究性教学模式[J].实验室科学，2007(1):18-19.

[5] 阮秋琦.以研究性教学培养创新性人才[J].中国大学教学，2008(12):23-25.

[6] 杨士强，全成斌.实践为本，创新为魂——计算机实验教学示范中心建设与实践教育若干思考[J].计算机教育，2009(16):14-18.

[7] 陈伟庆. 冶金工程实验技术[M]. 北京：冶金工业出版社，2004.

[8] 周铭东. 教学实验中心管理机制和运转模式初探[J].实验科学与技术，2005(4):53-55.

[9] 黄启来，吕宏伟，曹 彪. 实施基础实验室开放模式的探索[J].实验技术与管理，2011(7):183-184.

[10] 许敖敖. 推进实验教学改革 适应人才培养要求[J].实验室研究与探索，1994(4):1-2.

[11] 张玉平，徐 洲，林忠钦. 新时期一流大学实验室建设与管理探索[J].实验室研究与探索，2009(12):15-16.

[12] 陈先荣. 实验教学示范中心基础实验教学的改革与实施[J].实验技术与管理，2009, 26(6): 104-106.

[13] 唐贵平，唐立军.实验教学示范中心的创建探索[J].微生物学通报，2009，36(10):1609-1613.

[14] 黄炳辉，李 勇，卜 建.安全准入制度是提高高校实验室安全的重要举措[J].实验技术与管理，2009, 26(4): 150-152.

[15] 陈伟强. 加强实验室开放提高学生的创新能力[J].安徽科技学院学报，2009，23(5):43-45.

[16] 秦钢年，廖庆敏，蒙艳玫，等.创新型人才培养与实验教学示范中心建设[J].实验室研究与探索，2010,29(9):116-118,121.

The Study and Construction of Metallurgical Engineering Experiment Demonstration Center

YUChun-mei，HANLi-hui，FENGGen-sheng，WANGFu-ming

(School of Metallurgy and Ecological Engineering, University of Science and Technology, Beijing 100083，China)

According to the characteristic, position and development of metallurgical engineering, this article discusses how to build the experiment teaching demonstration center. In the building process, we should enhance the engineering practice capabilities and innovative qualities of students who major in metallurgical engineering, put experiment teaching in the first place, aim at training researchable and innovative talents, increase teacher's teaching theories, emphasize on developing student's comprehensive capabilities, and enhance student's creativity. Meanwhile, the center actively reforms experiment teaching methods, constantly updates experiment teaching content, improves the quality of teaching, develops and integrates the hardware, software and the high quality resources. At present, the center gradually gets rid of the traditional teaching method, develops the existing rules and regulations, and makes for a unified agency of experiment teaching and scientific management under the new situation.

metallurgical engineering; experiment teaching demonstration; training talents

2014-07-25

于春梅(1980-)，女，黑龙江兰西人，硕士，工程师，主要研究方向为粉体综合性能及气体分析。

Tel.：13718290055；E-mail:yuchunmei@metall.ustb.edu.cn

TF 1； G 642.0

A

1006-7167(2015)05-0141-03