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      關于卓越工程師開放實驗教學分析

      2013-08-01 10:30 來源:冶金工業論文 人參與在線咨詢

      一、冶金工程專業卓越工程師培養計劃實踐類課程建設與改革

      實踐教學體系形式多樣,總體分為實踐教學和實踐訓練兩部分,且占總學分的比例不少于25%。(1)實踐教學分為實驗、課程設計、實習和畢業設計四大類。與理論課程相結合的實踐教學有課程設計、專業基礎、專業技術綜合性和設計性實驗環節與實習環節;獨立的實踐教學有開放性實驗、認識實習、生產實習、畢業設計等。在校內進行的實驗,充分利用校內基礎實驗室和專業實驗室完成;企業實踐要達到35周。(2)實踐訓練包括書面寫作訓練、科研訓練、大學生創新性計劃項目、學科競賽、網絡模擬煉鋼競賽、社會實踐等。實踐類課程訓練加強了學生了解工程實際、綜合運用多學科知識、各種技術和現代工具及儀器裝備,通過實驗、分析研究、計算等手段解決實際工程問題的能力。

      二、開放性實驗的定位及規劃

      冶金工程專業卓越工程師培養計劃開放性實驗項目的建設,是冶金工程專業卓越工程師培養計劃實踐教學的重要組成部分,使參與的學生具有冶金實驗以及數據分析的能力,可運用實驗方法和數據處理的理論方法,獨立且優化完成實驗設計、操作、結果分析等環節,為產品開發和質量提升提供合理的數據支持。

      實驗教學以培養學生能力為目標,教學內容分基礎部分和綜合提高部分,并突出在生產實踐中的應用。這部分實驗的考核成績是根據學生實驗操作情況和報告撰寫情況綜合給出。部分實驗課題的內容結合科技工程發展,具有較強的創新意識、創造性思維能力,并在編制冶金生產工藝、制定冶金企業標準、調查分析冶金企業實際生產、優化實際生產過程、控制生產過程、實驗以及數據分析、應用計算機及信息技術解決冶金工程實際問題的過程中得以體現。

      冶金工程專業開放性實驗要求學生重點掌握冶金實驗室和生產實踐環節常用檢測儀器與設備的名稱型號、結構、工作原理、使用方法、注意事項、維護等,以及掌握在冶金實驗研究和生產工藝過程中常用的分析研究方法的原理與操作等。教學中教師應注重實驗技術的講解和歸納,實驗課題除安排基本部分外,還應有不同深度的選做內容,以啟發學生的思維和創新意識。所有實驗均要求學生獨立操作,選做內容和帶有設計性、綜合性的實驗課題由學生自己設計實驗步驟進行探索式實驗。要求學生掌握實驗目的、實驗原理、實驗數據處理和分析方法,掌握利用所學的實驗技術和研究方法在生產實踐中的運用,能夠按要求完成實驗報告。在實驗前,要求學生認真學習實驗指導書,了解實驗原理和方法,掌握實驗設備和儀器的使用方法。

      1.開放性實驗教學內容與要求

      在冶金工程專業卓越工程師培養方案中為提高本科生的工程實踐能力,在已經開設的“冶金專業實驗”(12個綜合性、設計性專業基礎、專業技術實驗,共計48學時)實踐課程的基礎上,開發了8個全新的綜合性開放專業實驗(32學時),實驗學時增加到80學時。

      冶金工程專業開放性實驗教學利用基礎理論講授、實踐操作和實驗數據的分析與應用,加強和鞏固了參與卓越工程師培養計劃的學生的實驗基礎與操作技能,培養了學生綜合運用實驗技能去解決實際問題的能力、增強了工程實踐能力;利用開放性實驗培養了學生的創造性思維和科學創新的精神。開發的綜合性開放專業實驗項目有:

      (1)鐵礦粉造球與球團礦抗壓實驗。球團礦是除燒結礦外另一種為高爐提供“精料”的造塊方法。球團法是將細磨精礦制成能滿足冶煉要求的塊狀物料的一個加工過程。通過實驗掌握鐵礦粉造球的原理,研究影響造球過程的諸因素,確定較適宜的因素;成球機理與固結機理的研究;掌握球團礦抗壓強度機理。(2)精密火花直讀光譜儀的應用與實踐。通過實驗了解和掌握METAL-LAB75/80J型精密火花直讀光譜儀的基本結構、工作原理、基本操作方法、試樣的制備、維護保養知識等。(3)紅外測溫儀和紅外熱像儀的應用與實踐。通過實驗了解和掌握3i-2MSC型紅外測溫儀與VST-H型便攜式工業紅外熱像儀的基本結構、工作原理和基本操作方法等。(4)煤粉爆炸性測定實驗。通過實驗了解和掌握高爐噴吹煤粉長管式煤粉爆炸性測定儀測定機理。(5)煤的著火溫度測定。通過實驗了解和掌握高爐用噴吹煤粉的著火溫度測定機理及試樣制備等。(6)氧氮氫分析儀的應用與實踐。通過實驗了解和掌握G8GALILEO氧氮氫分析儀的基本結構、工作原理、基本操作方法、試樣的制備等知識。(7)同步熱分析儀的應用與實踐。通過實驗了解和掌握STA449F3綜合熱分析儀熱重/差熱同步分析儀基本結構、工作原理、基本操作方法、試樣的制備等知識。(8)巖相顯微鏡觀察與耐火材料荷重軟熔點測定實驗。通過實驗了解和掌握巖相顯微鏡的礦物觀察方法,以及耐火材料荷重軟熔點測定設備的基本結構和工作原理。

      本課程為實踐性環節,通過本環節的學習使學生在完成“冶金傳輸原理”、“鋼鐵冶金原理”、“鋼鐵冶金學”、“冶金原料處理與工藝”、“冶金實驗技術”等課程后,鞏固了所學的冶金理論知識和冶金工藝流程等知識,掌握了冶金工程技術的基本實驗研究技能,培養了動手能力、科學思維、工程意識,以及綜合應用知識解決冶金工程實際問題的能力。綜合應用知識解決冶金工程實際問題的能力包括制定冶金生產工藝、制定冶金工程相關標準、調查分析冶金企業實際生產、優化實際生產過程、控制生產過程、實驗以及數據分析、應用計算機信息技術及軟件解決冶金工程實際問題等的能力。例如鐵礦粉造球與球團礦抗壓實驗教學環節從實驗原理、實驗設備到實驗操作過程都是生產工藝的模擬,可以使完成實驗的學生掌握鐵礦粉造球的原理,針對物料特性研究制取生球團的方法和工藝,確定較佳工藝參數;研究影響造球過程的諸因素,確定較適宜的因素;成球機理與固結機理的研究;掌握球團礦抗壓強度機理等。以提高學生生產實踐和科學研究的綜合素質為根本目的。

      2.實驗教學方式

      本課程的教學過程包括理論知識講授、實踐操作、研討與分析和實驗分析報告四部分,是一門理論與實踐結合較強的課程,學時分配見表2。要求學生重點掌握冶金實驗室常用儀器、設備的名稱、型號、結構、工作原理、操作方法、維護保養等,掌握在冶金實驗研究與生產工藝過程中的實驗研究技術。

      實驗前由指導教師講解實驗的目的、原理、任務、要求、實驗守則及實驗室安全制度等。學生根據各個實驗的任務,10人一個實驗小組,在規定時間內依據課前預習相關實驗指導書的情況獨立完成實驗測定、數據處理與分析,并撰寫實驗報告。實驗前,學生必須認真閱讀實驗指導書,理解實驗的目的和原理,明確本次實驗中的各參數、實驗方法、儀器操作規程、條件控制以及安全問題等。這些檢查合格后,方可進行實驗。實驗過程中,要求學生勤于動手、細心操作、敏銳觀察、全面的思考分析鉆研問題,準確記錄原始數據。教師要對出現的異常實驗現象向學生提問,引導學生深入思考并提出合理化的解決方案,提高綜合考慮問題的能力,使學生學會分析和研究問題的方法。

      開放性實驗教學是與理論課程、生產實踐相結合的實踐教學環節,突出了實踐操作能力和創新精神的培養。在校內進行的實驗要充分利用校內專業實驗室完成,這樣既可以提高實驗儀器設備的利用率,又可以節約大量的實踐教學經費,同時還可以面向本專業和相近專業其他年級的學生開展開放性實驗教學,充分發揮多元化開放實驗室的作用。完善實驗教學質量評估體系,不斷提高實驗教學質量,使實驗課的內容以緊跟時代、緊跟現代化的生產實踐為目標,更多地開發出現代實驗、設計性、開發性實驗和綜合性研究實驗。

      三、結束語

      冶金生產工藝的發展是一個持續的過程,冶金工程專業開放性實驗是把參與卓越工程師培養計劃的本科生在實踐教學上提升到一個新的平臺。“卓越工程師”開放性實驗項目的實施還可吸收部分其他年級和專業的學生參與,給學生一個開展科學探索、增強創新意識的實驗空間,為學生實踐操作能力和創新精神的培養提供有力的保證,同時充分利用實驗室新引進的各種大型精密儀器設備還可以提高設備使用率、為學校節約大量資金、降低本科生實驗教學的成本。冶金工程專業“卓越工程師”開放性實驗教學注重專業基礎實驗和專業技術實驗并重的舉措,增加了學生接觸生產實踐檢測儀器設備的機會,加強了應用實踐的操作能力,創造有利條件積極增加了學生的實驗興趣,進一步拓寬了學生的知識面。冶金工程專業卓越工程師培養計劃開放性實驗的開設在校內實踐環節的培養模式上實現了突破,也必將為促進學生實踐能力的提高做出貢獻。

      本文作者:魯路 王超 楊雙平 單位:西安建筑科技大學冶金工程學院

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