工程研究Engineering research
■ 包喜荣1王晓东2李现友3工学结合
材料成型及控制工程专业《轧钢工艺学》课程整合的探索与实践
摘要:《轧钢工艺学》是材料成型与控制工程专业的主干课程,文章根据作者多年的轧钢工艺教学实践,结合材料成型专业课程特点,以理论知识系统化和具体应用为基础,从教学内容、教学方法、师资队伍等方面进行《轧钢工艺学》课程有效整合的教学实践与研究探索,提出应用教学新策略,并结合实际教学应用效果,提出课程整合的不足与改进,进一步将《轧钢工艺学》建设成为有特和一流教学水平的优秀课程。
关键词:材料成型及控制工程;轧钢工艺学;课程整合
“材料成型及控制工程”专业是1998年国家调整专业时新设置的工科专业(本科),具有工学硕士、工程硕士及工学学士学位授予权。专业核心注重“成型方向”,即以原热加工类专业为基础,在拓宽基础的前提下,为适应国内人才需求的行业特,采用“专业对口”、“学以致用”的培养模式教学,但传统专业课程如《型线材生产工艺》、《板带生产工艺》和《钢管生产工艺》的内容陈旧、知识结构设置不合理、教学方法偏死、培养模式单一等问题始终是困扰专业课程建设的难题。
课程综合化的理念和趋势,在国内外的课程改革中已成为普遍共识。不仅是学科内部的整合,也是学科体的整合。《轧钢工艺学》是1999年教学大纲改革后,综合了《型线材生产工艺》、《板带生产工艺》和《钢管生产工艺》这三门主干专业课的一门整合课程,也是“材料成型控制工程”专业学生进入“成型”专业领域学习的“核心”课程,其目的是为钢铁企业培养急需的一线技术人员,主要内容为型材、线材、板材、带材、管材五大类钢材轧制生产的核心环节。本课程专业适应性强,是培养创新性高级工程技术人才的必修课程,培养具有我校办学理念——“专业基础扎实、上手快”的成型专业本科生,使其能切实为现场服务是本项目研究的指导思想。
《轧钢工艺学》虽是一门整合课程,但是为避免机械统一,冲破课程划分过细、课程面狭窄等传统专业观念的束缚,对其进行系统的课程改革,在保留各学科独立性的基础上,将《型线材生产工艺》、《板带生产工艺》和《钢管生产工艺》这三门教学分散且独立的核心专业课程进行有效整合,强调知识的系统性、连续性和深入浅出,适合教学及学生学习,而不是三门课程内容的随意组合和堆砌;同时确定相邻学科的科际联系点,注重专业的系统性和整体性优化设计,侧重综合与实践,交叉与渗透,形成一门结构更加合理,理论体系更加完整,知识内容更加有序、连贯及精简,理论与实际岗位结合更加紧密的课程,是本门课程进行整合的核心所在。
本文针对材料成型及控制工程专业学生的特点和就业面向的岗位,对《轧钢工艺学》这样一门实践性较强的理论课程进行课程整合的探索与实践,使学生掌握轧钢生产的基本理论知识和岗位操作技能,培
养学生成为能够制定、调整、执行轧钢工艺制度,并具有设备的操控、调整能力的高技能型专业技术人才。同时,对于本专业及其相近专业理论性课程进行工学结合、理实一体改革具有重要的指导意义。
1材料成型及控制工程《轧钢工艺学》的教学现状
《轧钢工艺学》课程整合后如何解决《型线材生产工艺》、《板带生产工艺》和《钢管生产工艺》传统专业课程内容陈旧、知识结构设置不合理、教学方法偏死、培养模式单一等问题始终是困扰专业课程建设的难题。
(1)如何使三门课程做到有机统一、有效整合,扩大专业知识面的同时做到学科交叉与渗透,使所学专业知识与实践紧密结合;
(2)《轧钢工艺学》课程内容覆盖型线材、板带、钢管的典型生产全过程,具有实践性强的特点。由于学生的实践知识比较缺乏,对专业领域也知之甚少,因此有一定的教学难度;
(3)教学内容与先进的轧制生产线同步有一定的难度,课程教学内容部分章节需要进一步增删与优化,以适应现代轧制技术发展的要求。
(4)学生使用的配套教材版本偏旧。本课程目前所用教材教学内容缺乏新颖性、信息量不大且未及时引入学科最新发展成果,一本真正的集《型线材生产工艺》、《板带生产工艺》和《钢管生产工艺》课
程的专业知识于一体的综合性教材还有待出版发行。
(5)理论与实际联系不够紧密。因与工程教育有较长的时间间隔,故与实践教学未能够达到良好的衔接,学生工程设计的独立工作能力较差。
(6)网络教学有待完善。网络教学资源初具规模,但还未得到充分利用,还需为学生大量补充学习内容和材料,特别是实验教学录像等资料,网络资源库建设工作任重道远。
(7)应用现代化教学手段是提高教学质量的重要途径,也是本课程进行整合的重要内容之一,需要在后续实践中不断完善。
(8)实习教学条件和环境有待进一步改善。
2材料成型及控制工程《轧钢工艺学》课程整合的内容
对《轧钢工艺学》课程以理论知识系统化和具体应用为基础,对教学内容进行有效整合,紧密贯彻“工学结合”的人才培养模式,采取“产学结合”的教学形式,实现理论与实践在时间和空间的一体化教学,突出理论知识的实际应用。
2.1根据工学结合、理实一体的要求,对抽象的理论知识进行有效整合
以系统论为基础,抓住“工艺-知识、技能-应用”这条主线,以典型钢材的生产线为载体贯穿每一工艺环节,使轧钢工艺的基本理论知识变得条理清楚、环环相扣、有机统一,易于接受和掌握;根据专业岗位能力明确教学内容,突出实践性强的特点;同时在教学中加入有趣的现场案例,使抽象的工艺理论知识形象化,形成鲜明的理论与实际、知识与能力紧密结合的特。
2.2按照工学结合、理实一体的要求,重新修订了《轧钢工艺学》课程的教学大纲,突出了理论知识的实际应用
结合新版教学大纲,运用现代教学手段,重新制作精良多媒体课件,在理论知识系统化和具体应用的基础上,按照工作过程中完成任务所需的知识和技能要求组织课程内容,将型线材、板带、钢管专业知识进行有效整合,各学科交叉与渗透,通过对比学习各类钢材生产工艺,达到专业知识的衔接,提高学生学习兴趣,易于学生接受和掌握,从而收到更加理想的教学效果;并实现工艺的生产化和生活化,使学生学得懂、用得上,理论联系实际,把掌握的知识和技能真正应用于生产岗位,增强自己的发展后劲,拓展自己的发展空间。
2.3在教学方法和手段上,采用多种方法和手段相结合
教学过程突出技能和综合能力的培养与训练,处理好理论基础与实践应用的关系,实现教学内容和方式的“产学结合”,课堂师生互动教学探索,结合现场工艺录像或动画讲解专业知识重点及难点,使学生直
观清晰地掌握轧钢工艺的基本理论知识,注重课程教学内容与轧钢生产实际相结合,使学生既能面对实际生产岗位,有具有可持续发展的能力。在以上原则指导之下,灵活地采用了以下多种教学方法和手段:
(1)板书教学:适合于原理性强、需要理解和计算等知识的讲解;
(2)画/录像演示教学:适于讲解工艺难点,提高学生趣味性;
(3)讨论式教学:针对综合章节,老师出题,学生分成小组进行讨论,
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教师作点评,以锻炼学生综合应用知识解决问题的能力、语言表达能力,调动学习的主动性。
(4)案例教学:引入企业中的工艺事故,丰富教学内容,采取典型案例进行以点带面实现教学目标。
(5)环境陶冶教学:以包钢轨梁厂、无缝钢管厂、高线、薄板、中厚板厂为实习基地,使学生体验现代化生产的真实环境,了解现场生产的真实场景;教师教学设计时按照工作过程中的知识、技能组织课
程内容,将理论教学与现场生产紧密结合;强调“以教师主导、以学生为主体”思想来设计教学活动、精讲多练、务求实效。
(6)建立网络教学:学生的动手能力较差,增加上网的授课录像资源,创建网上学习栏目,供学生浏览观看,提高学生的学习兴趣,拓宽学生的知识面;同时课程网站应提供该课程的教学大纲、授课教案、习题、参考文献目录、网上答疑等内容。
2.4师资队伍建设方面,培养专业课程的“教师梯队建设”,注重培养青年教学骨干
加强材料成型及控制工程《轧钢工艺学》课程的师资队伍建设是课程整合的重要方面。本课程教学团队需要由本专业具有丰富教学与科研经验的教授进行统筹指导,本团队青年教师通过专家听课、老教师指导,教学演示和教学技能竞赛等,提高教学技能水平。任课教师要不断丰富自我,加强学习,积极交流,与时俱进;教学单位也要对《轧钢工艺学》课程的教学引起重视,对教师提出更高要求,如每年安排时间进行现场挂职锻炼;尽量创造条件,安排教师参加高水平教学研讨会,进修培训,或出国学习先进工艺及设备相关知识,培养一支高素质的师资队伍。《轧钢工艺学》课程整合后的教学队伍既保证了教学水平的高质量,又能促进本专业的教学梯队建设,使《轧钢工艺学》课程在高质量的教学水准下实现可持续发展。
3材料成型及控制工程《轧钢工艺学》课程整合的应用效果
《轧钢工艺学》课程整合已经在内蒙古科技大学材料与冶金学院、国际学院的材料成型专业进行了应用,学生的学习积极性大大提高,课堂互动性好,出勤率98%以上,考试成绩也有所提高。本课程新编教材《轧钢工艺学》通过试用,学生反应情况良好,提高了课程教学效果。本课程在教学过程中注重贴近生产、生活实际,注重理论知识的实际应用,课堂内容丰富,学生反映良好,特别是通过现场图片、生产录像、生产实习等环节的辅助教学,学生对型材、线材、板材、带材、管材等五大类钢材的轧制生产工艺有了更深刻的认识和理解,为学生将来从事成型专业方面的工作打下了良好的理论基础。
材料成型与控制工程专业本科毕业生一直深受国内轧钢企业如包钢、首钢、武钢、酒钢等企业的欢迎,具备扎实的材料成型专业知识,学生普遍动手能力强,在工作中上手快、留得住、后劲足,具有很高的社会认可度,学生平均就业率高达90%以上,这也说明了社会对《轧钢工艺学》教学效果的认可。近几年来,材料成型与控制工程专业学生在全国研究生入学考试中,本课程考试结果优异,经常被冶金类重点院校录取,直接说明了本课程的优良教学效果。
4材料成型及控制工程《轧钢工艺学》课程整合的不足与改进
自《轧钢工艺学》实现课程整合以来,通过大量教改工作及相应措施进一步改进和完善了课程体系,对课程内容进行了有机整合,更新了陈旧的传统专业知识,使课程结构设置更加合理,取得了一定的成效,但也存在一些问题需要进一步探讨和解决:
(1)还需要认真分析学生知识、能力的现状,有针对性的开展教学工作,争取所有学生在学习过程中都能爱学并且能学懂。
(2)还需为学生大量补充学习内容和材料,特别是相关现场生产的一手资料,需要与时俱进。
(3)高水平、高层次的成果还偏少,需要加强与国内本科院校同专业、同课程之间交流,实现相互学习,资源共享,共同提高。
今后的工作方向是不断总结课程整合过程中的经验与不足,巩固课程整合的成果,将《轧钢工艺学》建设成为有特和一流教学水平的优秀课程,提高在全国同行中影响力。
5结语
随着社会对材料成型专业学生需求的增大和要求的不断提高,任课教师应快速适应新时期对教学的要求,不断探索,勇于改革和创新,实现对课程教学资源的有效整合,形成全新的《轧钢工艺学》知识理论体系,使本课程成为一门结构更加合理,知识内容更加有序、精简,具有独特风格、教学质量高并得到广大师生和专业好评的课程。
(作者单位:1内蒙古科技大学材料与冶金学院;2内蒙古科技大学矿业与煤炭学院;3机械工程系包头职业技术学院)
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