更新教學(xué)內(nèi)容及教材，密切結(jié)合冶金工業(yè)最新進(jìn)展

目前，國(guó)內(nèi)鋼鐵冶金課程基本上都是按照煉鐵學(xué)和煉鋼學(xué)兩門課程進(jìn)行分別授課的。主要中外文教材如表1、2所示。由表1、2可知，國(guó)外冶金工程教材的編寫時(shí)間都在20世紀(jì)80、90年代，最新教材編于2008年（印度）。利用國(guó)家級(jí)雙語(yǔ)師范課的資助資金，購(gòu)買了國(guó)外的大部分原版教材。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)外教材中的數(shù)據(jù)和技術(shù)相對(duì)陳舊。即使2008年的新書，所用數(shù)據(jù)也為20世紀(jì)末的統(tǒng)計(jì)。此外，很多近年來(lái)新出現(xiàn)的技術(shù)和工藝也未見(jiàn)說(shuō)明。例如，基于流態(tài)化還原的Finex工藝，在韓國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，但在教科書中未見(jiàn)任何說(shuō)明。其它非高爐煉鐵工藝如ITMK3、Hismelt等也鮮見(jiàn)論述。另外一個(gè)很明顯的例子，隨著近幾年轉(zhuǎn)底爐工藝的廣泛應(yīng)用，直接壓塊工藝已經(jīng)初具規(guī)模，但教科書中未見(jiàn)對(duì)該技術(shù)的系統(tǒng)總結(jié)。國(guó)內(nèi)教材中，最新出版的教材對(duì)于煉鋼工藝尤其是連鑄工藝的介紹比較全面，但對(duì)于煉鐵工藝和技術(shù)的進(jìn)步總結(jié)較為缺乏。針對(duì)上述情況，補(bǔ)充、豐富了原教材中關(guān)于非高爐煉鐵工藝及煉鐵的理論前沿。補(bǔ)充更新內(nèi)容如表3所示。除對(duì)最近發(fā)展起來(lái)的冶金新工藝或新技術(shù)缺乏報(bào)道外，現(xiàn)有教材中對(duì)于鋼鐵企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)的數(shù)據(jù)也大都過(guò)時(shí)。例如，中國(guó)目前高爐的容積大小及分布已經(jīng)和10年甚至5年前相去甚遠(yuǎn)。10年前，各地普遍存在300~500m3小高爐，2000m3以上的高爐已經(jīng)稱為大高爐。目前4000m3以上才可稱作大高爐，1000m3以下的高爐已經(jīng)基本淘汰。高爐的煤比和焦比也有了很大改善。目前，全國(guó)重點(diǎn)企業(yè)噴煤量在150～200kg/噸鐵水，而10年前不足100kg/噸鐵水。類似的問(wèn)題在煉鐵學(xué)教科書上比比皆是。為使得課堂上的數(shù)據(jù)及時(shí)更新，對(duì)各種指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤。但是，從現(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道中篩選出可靠、具有一定可比性數(shù)據(jù)的工作量非常大，僅僅依靠教師很難完成。因此，教研組協(xié)商后決定建立以學(xué)生為主、教師為輔的多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)查小組進(jìn)行該項(xiàng)工作（具體形式和工作內(nèi)容將在本文第三部分作介紹）。

豐富教學(xué)手段，增加課堂教學(xué)生動(dòng)性

冶金工程是一門與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合性很強(qiáng)的學(xué)科，工藝過(guò)程中既有冶金物理化學(xué)又有各種機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備及分析檢測(cè)手段。但是，課堂教學(xué)在一定程度上限制了對(duì)工藝過(guò)程的感性認(rèn)識(shí)。隨著多媒體技術(shù)手段的進(jìn)步和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，冶金工程的教學(xué)手段也在不斷豐富。教研組充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體手段，盡量傳授給學(xué)生生動(dòng)形象的知識(shí)。推廣Steeluniversity網(wǎng)站，鼓勵(lì)學(xué)生利用其資源擴(kuò)充學(xué)習(xí)內(nèi)容，并積極參加網(wǎng)站上比賽等各項(xiàng)活動(dòng)；增加了鋼鐵冶金工程課程學(xué)習(xí)的趣味性，變學(xué)習(xí)為“游戲”。對(duì)工藝流程的介紹和講述，多采用實(shí)物圖片或動(dòng)畫的形式，提高其生動(dòng)性。近幾年課題組搜集采用了很多與生產(chǎn)和設(shè)備相關(guān)的視頻和動(dòng)畫資料，收到了良好的教學(xué)效果。對(duì)于反應(yīng)器內(nèi)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)分布規(guī)律的課程內(nèi)容，多采用計(jì)算流體力學(xué)軟件的二、三維模擬結(jié)果。建立了用于課程教學(xué)交流的qq群，教師和學(xué)生隨時(shí)可以共享自己的資料。開(kāi)辟了第二課堂，為師生間的交流建立了平臺(tái)。對(duì)于很多共性問(wèn)題，教師可以在群討論中建立常見(jiàn)問(wèn)題解答（FQA），提高了課堂效率。為活躍學(xué)術(shù)氛圍，促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，每年聘請(qǐng)若干國(guó)內(nèi)外同行專家學(xué)者來(lái)校講學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生敢于向報(bào)告人提出問(wèn)題，這對(duì)于鍛煉學(xué)生學(xué)術(shù)交流能力有顯著效果。

改革成績(jī)考核方案，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

課外作業(yè)是大學(xué)教學(xué)的必要構(gòu)成部分。作為專業(yè)骨干課，如何設(shè)計(jì)課外作業(yè)，使其既提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的融匯貫通能力，又提高學(xué)生對(duì)課外作業(yè)的積極性，這是擺在教研組面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。經(jīng)驗(yàn)證明，課外作業(yè)過(guò)于枯燥會(huì)出現(xiàn)學(xué)生隨意應(yīng)付的情況，達(dá)不到應(yīng)有的目的。為突出素質(zhì)教育，分別從成績(jī)考核方案、作業(yè)內(nèi)容設(shè)計(jì)、作業(yè)評(píng)比制度等3方面激發(fā)學(xué)生的熱情。對(duì)學(xué)生成績(jī)的考核分成3部分：課堂成績(jī)（10%）、作業(yè)成績(jī)（30%）和考試成績(jī)（60%）。提高課后作業(yè)在最后成績(jī)中的權(quán)重，提高學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)的積極性。該方案對(duì)成績(jī)較差的學(xué)生尤為有效。課外作業(yè)的內(nèi)容圍繞國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的調(diào)研和統(tǒng)計(jì)。例如，燒結(jié)機(jī)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)情況調(diào)查（涉及燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)、垂直燒結(jié)速度等），燒結(jié)礦技術(shù)指標(biāo)情況調(diào)查（涉及成品率、落下強(qiáng)度、轉(zhuǎn)爐強(qiáng)度、還原度、低溫粉化等），燒結(jié)冷卻過(guò)程熱量回收情況調(diào)查（涉及回收工藝的選擇，回收效率等），高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)調(diào)查（焦比、煤比、高爐冶煉強(qiáng)度、高爐利用系數(shù)等），高爐原料入爐品位及成分的變化情況，等。要求所有調(diào)查圍繞國(guó)內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)近10年的生產(chǎn)情況，據(jù)此解決了教材中的數(shù)據(jù)陳舊問(wèn)題為提高學(xué)生作業(yè)質(zhì)量，任課教師對(duì)學(xué)生提交作業(yè)的初稿提出修改意見(jiàn)，學(xué)生在此基礎(chǔ)上對(duì)調(diào)查報(bào)告進(jìn)行修改，達(dá)到要求后，能獲得20分的作業(yè)成績(jī)。對(duì)完成作業(yè)優(yōu)秀者，最高可得到30分的滿分成績(jī)，20分到30分的成績(jī)分布符合正態(tài)分布。為提高學(xué)生對(duì)完成作業(yè)的榮譽(yù)感，要求在所有的調(diào)查報(bào)告上面都要有作者簡(jiǎn)介，并附上照片，教研組最后把所有的作業(yè)制作成論文集，并將該論文集發(fā)給每位學(xué)生。等到下一屆學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的時(shí)候，一方面將這些報(bào)告作為教學(xué)課外閱讀材料發(fā)給他們；另一方面，要求低年級(jí)學(xué)生對(duì)上一屆學(xué)生調(diào)查報(bào)告提出補(bǔ)充和修改方案，并通過(guò)課程學(xué)習(xí)期間，進(jìn)一步閱讀參考文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，對(duì)所研內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充完善，并編寫修改說(shuō)明。由于是雙語(yǔ)課程，試卷是英文的，鑒于冶金專業(yè)學(xué)生英語(yǔ)水平參差不齊，如果答題也全部用英文，對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大。目前采用的是答題方式是允許中文，但是同時(shí)規(guī)定了選擇用英文答題的學(xué)生將得到5～10分的獎(jiǎng)勵(lì)。

中國(guó)產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定一直是出口設(shè)備被人詬病的重點(diǎn)，低質(zhì)低價(jià)也一直是國(guó)家和制造行業(yè)想走出的怪圈。但是，制造業(yè)的現(xiàn)狀又是怎樣的呢？從目前設(shè)備制造和供應(yīng)的市場(chǎng)環(huán)境看，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)并沒(méi)有使制造企業(yè)以加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)和提高產(chǎn)品質(zhì)量為提升競(jìng)爭(zhēng)力的主要手段，而是采用分包和外包快速擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)規(guī)模，以降低質(zhì)量水平和降低交貨期守約率來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)當(dāng)期效益的快速增長(zhǎng)。以前不僅有相當(dāng)部分中小型民營(yíng)企業(yè)對(duì)設(shè)備質(zhì)量重視不夠，沒(méi)有建立起值得信賴的質(zhì)檢保證體系，國(guó)有大型制造企業(yè)的設(shè)備也存在質(zhì)量和交貨期越來(lái)越難以保證的問(wèn)題。在這種現(xiàn)狀下，工程建設(shè)單位和工程總承包單位越來(lái)越多地選擇實(shí)施設(shè)備監(jiān)理。

現(xiàn)在在制造廠，尤其是大型企業(yè)，設(shè)備監(jiān)理工作人員越來(lái)越多地介入到工作中來(lái)。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，從一個(gè)側(cè)面反映出當(dāng)前設(shè)備制造行業(yè)存在的問(wèn)題，也可以說(shuō)明設(shè)備監(jiān)理正是解決這一問(wèn)題的方法之一。

目前我國(guó)還有許多重大工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目尚未實(shí)施設(shè)備監(jiān)理制度，特別對(duì)涉及國(guó)家安全、社會(huì)公共利益和公共安全，以及對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有重大影響的建設(shè)項(xiàng)目和技術(shù)改造項(xiàng)目中的設(shè)備形成過(guò)程。有些投資人由于沒(méi)有法律法規(guī)要求，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中不實(shí)施設(shè)備監(jiān)理制度；有些有意實(shí)施設(shè)備監(jiān)理，但監(jiān)理費(fèi)不能列入項(xiàng)目概算，因此，建議立法以行政法規(guī)保障重大項(xiàng)目的質(zhì)量和投資效益。

實(shí)施設(shè)備監(jiān)理的現(xiàn)狀與迫切性近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)一些大型重大項(xiàng)目中嘗試推行設(shè)備監(jiān)理制度，例如：北京市城市軌道交通建設(shè)、深圳一期工程車輛及機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)工程、核電領(lǐng)域的嶺澳二期核電建設(shè)工程、石油9000m鉆機(jī)、寶鋼各類新建和技改工程等的重要設(shè)備都進(jìn)行了設(shè)備監(jiān)理，就是最近剛剛完成7000m級(jí)海底測(cè)試的蛟龍?zhí)柹詈］d人潛水器也都采用了設(shè)備監(jiān)理。各類工業(yè)項(xiàng)目投資中，設(shè)備投資占比都比較高，生產(chǎn)設(shè)備是否能順利建成和投產(chǎn)關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的成敗和效益。以鋼鐵行業(yè)為例，冶金工程投資少則上億，多則幾十億、上百億，而其中的工藝設(shè)備投資則要占到60％以上，在技改項(xiàng)目中更會(huì)占到80％。如此巨大的投資，任何建設(shè)企業(yè)也不會(huì)忽視。在冶金行業(yè)多以設(shè)備承包管理、設(shè)備制造監(jiān)理等名目將其列入為整個(gè)工程管理的一部分，進(jìn)行取費(fèi)。

綜上可見(jiàn)，設(shè)備監(jiān)理已經(jīng)進(jìn)入到各個(gè)主要工業(yè)門類，但從國(guó)家工程項(xiàng)目建設(shè)總投資來(lái)看，實(shí)際實(shí)施設(shè)備監(jiān)理的依然少之又少，而且在具體實(shí)施時(shí)也是舉步維艱。其原因主要有以下幾個(gè)方面：

一是工程預(yù)算內(nèi)沒(méi)有設(shè)備監(jiān)理的費(fèi)用項(xiàng)。一般工程預(yù)算中的監(jiān)理費(fèi)是指工程監(jiān)理的費(fèi)用，而且預(yù)算多很緊張，不可能挪作他用。實(shí)施設(shè)備監(jiān)理的工程一般是在建設(shè)單位工程管理費(fèi)用中支出，擠占這部分費(fèi)用，使許多建設(shè)單位有意實(shí)施設(shè)備監(jiān)理，卻沒(méi)有資金支持。

綜合實(shí)訓(xùn)區(qū)主要由加熱爐操作站、粗軋機(jī)組操作站、精軋機(jī)組操作站、層流冷卻操作站、卷取機(jī)操作站、投影儀組成。教學(xué)訓(xùn)練區(qū)主要由1臺(tái)教師電腦、80臺(tái)學(xué)生電腦，輔以多媒體電子教室軟件構(gòu)成課堂教學(xué)環(huán)境，所有電腦通過(guò)交換機(jī)聯(lián)網(wǎng)，每2臺(tái)電腦構(gòu)成一個(gè)學(xué)習(xí)單元，一臺(tái)用于操作監(jiān)控訓(xùn)練，另一臺(tái)同步實(shí)現(xiàn)虛擬仿真，2個(gè)學(xué)生共用一個(gè)學(xué)習(xí)單元。

軋鋼仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在教學(xué)中的具體應(yīng)用

(1)“學(xué)與做”有機(jī)的結(jié)合，改變傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式材料工程技術(shù)專業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，學(xué)生畢業(yè)后到軋鋼廠的生產(chǎn)一線進(jìn)行軋鋼生產(chǎn)的操作，因此，對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，不僅要掌握基本概念和原理，更要掌握軋鋼生產(chǎn)的操作技能。下面以《熱軋帶鋼生產(chǎn)》課程為例闡述如何在理論教學(xué)中應(yīng)用軋鋼仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)?！稛彳垘т撋a(chǎn)》課程是本專業(yè)的重要專業(yè)課之一，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該系統(tǒng)地掌握板帶鋼生產(chǎn)的基本原理及其工藝，并且能夠熟練應(yīng)用軋鋼設(shè)備進(jìn)行板帶鋼的生產(chǎn)操作。傳統(tǒng)的《熱軋帶鋼生產(chǎn)》課程教學(xué)只能采用“黑板軋鋼”的形式，在教學(xué)中采用CAI課件等輔助教學(xué)手段，而無(wú)法到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行講解。這種教學(xué)方式，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)與所用脫節(jié)，學(xué)生實(shí)踐操作能力得不到培養(yǎng)?，F(xiàn)在我們將軋鋼仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用與《熱軋帶鋼生產(chǎn)》課程教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)?！稛彳垘т撋a(chǎn)》課程共計(jì)56學(xué)時(shí)，包括粗軋機(jī)組操作、精軋機(jī)組操作和卷取機(jī)組操作三個(gè)學(xué)習(xí)情境。具體的學(xué)時(shí)分配如表1所示。在教學(xué)過(guò)程中，以熱連軋帶鋼生產(chǎn)過(guò)程為載體，以軋鋼機(jī)及相關(guān)的輔助機(jī)械、檢測(cè)系統(tǒng)、HMI為操作對(duì)象，在教師指導(dǎo)下或借助操作手冊(cè)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等資料，學(xué)生在仿真軋制過(guò)程中完成軋件尺寸、板形、張力、溫度、速度等調(diào)整工作;同時(shí)對(duì)已完成的任務(wù)進(jìn)行記錄、存檔和評(píng)價(jià)反饋。

(2)仿真實(shí)訓(xùn)操作，完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)材料工程技術(shù)專業(yè)在以往的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，由于受工廠條件的限制，實(shí)訓(xùn)的學(xué)生不能真正的操作生產(chǎn)設(shè)備，學(xué)生的實(shí)際操作技能并不能得到鍛煉?，F(xiàn)在，根據(jù)學(xué)生的就業(yè)崗位需求，我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)中設(shè)置了原料的制備、原料的加熱、軋制、精整等四個(gè)崗位的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，利用軋鋼仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行各崗位的技能培訓(xùn)與考核，培養(yǎng)學(xué)生的崗位實(shí)踐技能，完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

(3)實(shí)現(xiàn)職業(yè)技能的培訓(xùn)與鑒定材料工程技術(shù)專業(yè)在多年的實(shí)踐教學(xué)中始終堅(jiān)持崗位技能培訓(xùn)與鑒定，開(kāi)展了原料加熱工、軋鋼工的職業(yè)技能培訓(xùn)與鑒定工作。但是在實(shí)踐操作技能考核中，受時(shí)間、設(shè)備、工廠條件等鑒定環(huán)境的限制，在考核時(shí)遇到了很多的困難。而現(xiàn)在，軋鋼仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為職業(yè)技能鑒定提供了高度仿真、設(shè)施齊全的職業(yè)技能鑒定環(huán)境，可以對(duì)考生的實(shí)踐能力做出系統(tǒng)的、完整的評(píng)價(jià)。

教學(xué)效果