应用型本科院校冶金工程专业实践教学模式探索

雷家柳，陈 跃，徐先锋，赵栋楠

(湖北理工学院 材料科学与工程学院，湖北 黄石 435003)

湖北理工学院地处近代中国民族工业摇篮、华夏青铜文化发祥地湖北省黄石市，是一所以工科为主、以培养工程应用型人才为特色的省属普通高等学校。我校结合地方经济发展特点，于2014年新增冶金工程本科专业，自2015年开始招生。因而，目前该新增专业的实践教学模式还处于全新的探索阶段。如何将新思想、新知识、新技术融入实践教学课程体系中，突出学生实践动手能力的培养，是当前必须要面对的课题。实践教学在应用型人才培养中起着非常重要的作用，是培养具备动手操作能力、系统思维能力和实践创新精神的应用型人才的关键环节，所产生的作用和效果是理论教学所不能取代的[1-2]。为了促进地方经济发展和社会进步，突显冶金工程专业的优势和特色，本研究针对湖北理工学院冶金工程专业在实践教学环节中所面临的问题，结合应用型高校及用人单位对人才培养质量的要求，就如何提高冶金工程专业实践教学效果进行了探讨。

1 实践教学中存在的问题

提高冶金工程专业实践创新型人才培养质量一直是冶金类高等院校的改革目标[3]。冶金行业的发展和产业转型升级离不开具有工程实践能力和创新能力的人才支撑。湖北理工学院作为地方应用型本科院校，高度重视实践教学环节，尤其注重对学生技术应用能力的培养。实践教学的目的在于通过专业实验、金工实习、认识实习、生产实习等综合实践教学活动，培养和提高学生的专业综合素养、实践应用能力及创新精神[4]。因此，实践教学环节在专业人才培养方案中占据着重要地位。

目前，湖北理工学院冶金工程专业在实践教学环节中存在的突出问题主要有以下几种。

1)实验室建设有待加强。由于是新增专业，实验室设备还不完善，无法满足基础实验的要求。

2)实习基地数量不足，质量不高。校内和校外实习基地无法满足生产实习和毕业实习的需求。

3)教育模式急需改进。目前的人才培养模式主要是借鉴其他冶金院校的已有模式，缺乏教学经验和创新性教育模式。

4)师资能力有待提高。冶金工程专业新进青年教师普遍直接来自于高校或科研院所，缺乏生产实践和工程设计经验，因此难以满足实践教学体系对教师工程实践能力提出的要求。

上述问题在一定程度上制约了冶金工程专业实践教学效果的提升。基于此，下面以湖北理工学院冶金工程专业为例，对其本科实践教学模式改革进行分析和探讨。

2 实践教学模式改革措施

2.1 优化实验教学体系

实验教学是高校人才培养方案中设定的一个重要实践教学环节，对培养学生的实践能力和创新能力具有重要意义。目前，新增冶金工程专业的实验教学大多与理论教学相互依托，以演示性、验证性实验居多，而综合性、设计性、创新性实验偏少。再加上实验设备不足，实验设施陈旧落后，致使许多实验教学活动无法顺利开展，不利于培养学生的实践能力和创新能力。为此，在教学过程中将该专业开设的“冶金传输原理实验”“钢铁冶金原理实验”“金属学及热处理实验”等相关联的实验课程进行有效整合，形成具有创新实践特点的综合设计性实验课程，实现以学生为主体的师生高效互动的教学模式。此外，积极鼓励学生参与教学内容、教学方法、教学考核及教学管理等方面的改革创新，构建个性化实验教学体系，以实现理论教学与实验教学的有效结合。通过采取以上优化措施使学生的实践创新能力得到有效提高，具有重要的现实意义。

2.2 推进“专业导师制”

目前，湖北理工学院冶金工程专业尚未具备研究生培养资格。大部分教师在承担繁重教学任务的同时，还需花费大量的时间和精力开展科研项目实验，很多教师往往对此感到力不从心。基于这一教学现状，可将学生分配给具体的专业指导教师，推行专业导师制。以学生为主体，教师为主导的专业导师制度是冶金工程专业目前正在推行的一种新的实践教学模式的重要组成部分。学生具备一定的专业基础后可直接参与教师的科研课题，或参与校级实验室开放项目及创新创业实验项目，旨在通过积极开展以项目为导向的创新实践活动，有意识地培养学生的科研兴趣和创新实践能力。同时，应严格按照实践教学管理规定，制定相关制度，以保障导师制创新实践教学体系的有效实施，并对参与科技创新活动的学生给予资助和奖励。

实践证明，这一教学改革措施对于提升学生的实践能力、工程素养、创新意识和创新能力具有明显的效果，同时对学生的就业和考研起着积极的促进作用。在首届实施“专业导师制”的班级中，有80%以上的学生参与到导师的科研实验中，毕业生考研率达到70%以上。

2.3 改进生产实习模式

生产实习是冶金工程专业人才培养方案中设置的一项重要的实践教学环节，同时也是帮助学生熟悉和了解实际生产过程、接触生产实践及掌握生产技能的重要教学手段。在生产实习环节中，安排学生在生产现场直接参与生产过程，一方面，可使学生巩固和强化所学理论知识；另一方面，可培养实际动手能力，分析和解决问题的能力等，使学生获得初步的生产知识和技能。

然而，目前冶金工程专业生产实习过程中仍然存在一些亟需解决的问题。例如，生产实习主要采用跟班式、参观式以及座谈交流式等多种形式。由于生产实习周期偏短(时间一般为2周)、实习任务较重，同时考虑到学生的自身安全，生产实习方式多采用“参观式”。实习结束之后，学生缺乏对实习岗位的深入了解，实习效果较差。此外，生产实习时间一般都较为集中，而钢铁企业在此期间的生产情况波动不大，学生难以深入学习和了解生产工艺的全过程。由于钢铁冶金生产具有高温危险、连续性强、设备复杂、生产规模大等特点，因而无法在校内建设实际钢铁生产线以达到实践教学的需要。这些因素都严重制约着生产实习的效果，也是众多冶金院校面临的一个实际困难。

为此，对现有的生产实习模式进行了改进。例如推行“参观学习+专题讲座+校内模拟实习”的生产实习模式，由浅入深对学生进行专业实践能力训练，使其与专业理论教学相互渗透；提高校企合作力度与质量，与中铝华中铜业有限公司、湖北新冶钢有限公司、大冶有色金属公司等企业建立了良好的校企合作关系；聘任企业工程技术人员担任导师，定期邀请企业专家来我校开办讲座，并与学生面对面开展座谈交流等。实施以上改进措施后，学生的综合实践能力得到明显提高，实践教学质量得到了显著提升。

2.4 建设校内模拟实习基地

湖北理工学院冶金工程专业学生自2017年开始每年参加由中国金属学会主办的“全国网络虚拟炼钢-轧钢大赛”，并取得了较好的成绩。目前，该学科竞赛已引起冶金工程专业学生的浓厚兴趣和广泛关注。利用学生的热情，将钢铁生产的基础知识和网络模拟相结合发展成一门新的实践课程，并将其纳入“个性化”实践环节具有一定的现实意义。因此，在学校的支持下，学院建设了以“钢铁冶金仿真”模块为特色的校内实习基地。此虚拟仿真实践教学平台可以在线模拟钢铁冶金工艺流程，学生在电脑前通过人机交互界面即可体验钢铁冶金生产操作，了解工艺过程与操作细节，从而加深对冶金工艺、热力学和动力学原理等相关知识的理解与掌握。在学生学习专业理论课程的同时，合理安排虚拟仿真实践课程，使学生更深入地理解和巩固理论知识。同时，加强与兄弟院校的沟通交流，与时俱进，形成具有自身特色的实践教学新模式。

为减少经费投入，可基于钢铁大学免费提供的网络炼钢平台构建校内模拟实习平台，从而实现生产实习实践教学模式的改革创新。该网络模拟炼钢平台由钢铁大学网站(http://www.Steeluniversity.org) 提供，是国际钢铁协会(IISI)及其会员共同开发的一套基于互联网的学习系统，提供了高炉炼铁、转炉炼钢、电炉炼钢、二次精炼、连铸、轧制等10个平台模块[5-7]，且交互性很好。通过这一模拟平台，学生可学习和研究钢铁在生产和使用过程中所涉及到的基本科学知识，包括冶金原理、热力学和动力学原理等。因此，基于网络模拟炼钢平台，构建网络模拟炼钢实践教学体系和课程设计，进行生产实习实践教学模式改革，更有利于实现应用型人才培养目标。另外，钢铁大学网站每年组织全球范围内的炼钢大赛，通过国际赛事来激发学生的学习兴趣[7]。该平台不但开阔了学生的国际思维和视野，而且提升了学生的跨文化交流能力和参与国际竞争的能力。武汉科技大学以钢铁大学网站为平台，自2009年起先后取得了国际网络炼钢挑战赛学生组冠军及亚军的好成绩。

目前，我校材料科学与工程学院在硬件方面具备100 M的互联网接入带宽，拥有同时可容纳60人左右的计算机机房；在软件方面采用了钢铁大学免费提供的在线网络模拟炼钢软件，完全具备校内模拟实习基地建设的基础。因此，借助网络模拟炼钢平台提供的模块，并以此为载体，建立与实践教学相结合的耦合机制，将网络模拟炼钢平台纳入到专业实践教学中，现已发展成为面向冶金工程专业学生的一门实践课程，逐步实现了冶金工程专业实践教学模式的转变。

3 结束语

实践创新能力和水平是应用型高校学生综合素质的重要组成部分，因此，如何加强对大学生实践创新能力的培养是高校教育工作需要长期关注和思考的问题。湖北理工学院冶金工程专业开办时间晚、底子薄，在实践教学条件受限的情况下，为了加强对学生实践创新能力的培养，提高实践教学效果，应正确认识冶金工程专业的发展趋势，结合企业对人才培养质量的要求和地方院校的自身特点，改革实践教学人才培养方案、课程体系，更新教学内容，与时俱进，加强校内资源共享及与其他冶金院校和钢铁企业的合作交流，探索符合自身发展需要的实践教学新模式。通过对冶金工程专业实践教学模式的改革，有效提高了学生发现问题、分析问题以及解决实际问题的能力，专业实践教学效果得到显著提升。随着实践教学模式的不断完善，湖北理工学院冶金工程专业自身的特色优势将得到更加充分地发挥，从而有利于更好地服务于行业与地方经济社会发展。