有色金属设计与计算课程教学改革

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校企协同育人

2016年第3期

总第174期

有色金属设计与计算是本院有色冶金专业学生重要的专业方向限选课，教学目标是培养学生运用基本理论和研究方法分析、解决实际工程问题的能力，为学习一系列后续课程和有关科学技术打好基础。全国各大高校在有色金属设计与计算课程教学改革中都强调学生实际动手能力、工程应用能力、自学能力和创新能力的培养[1-2]。近年来，高等教育招生规模不断扩大，素质参差不齐，教师数量欠缺，工作量大幅增加，教学质量下滑[3]。有色金属设计与计算课程教学主要存在的问题有三方面。

一是课程内容陈旧。采用教材为1991年的《有色冶金工厂设计基础》，涉及内容大多为20世纪80年代的水平，对2l 世纪以来发展的新技术和新设备涉及较少。

二是课程结构割裂。冶金过程衡算的目的之一就是为生产过程设备的选型、设计、台数及辅助工程的确定提供论据，但在教材中，第三章冶金过程衡算与第四章设备的选型与设计分别举例，之间没有联系，内容割裂。在介绍冶金主体设备的选型与结构的改进中，采用了沸腾炉作为实例解析，但在介绍主体设备的尺寸时又以鼓风炉为实例，内容不

连贯。

三是教学方法单一。在传统的教学方式是单向进行的，教师从头讲到尾，强调的是“讲得透”，学生只是被动地听，难以调动学生的积极性。现代教学采用集文字、声音、图像、动画、影视等为一体的多媒体，但教学内容过多，重点不突出，实践教学环节依旧薄弱，难以培养学生工程应用能力和实践创新能力[4]。

综上所述，在讲授本课程时，不能单纯灌输课本知识和内容，而是要理论与实践相结合，实施教学改革，培养学生应用知识解决实际问题的能力，从而提高教学质量。

一、追踪学科前沿，更新教学内容

有色金属设计与计算是一门综合性很强的专业课程，内容覆盖面广，与生产实践紧密相连，要求学生掌握有色冶金专业课中的轻金属冶金学、重金属冶金学、稀有金属冶金学、贵金属冶金学工艺原理、湿法冶金设备和火法冶金设备设计与选型、工程制图、技术经济分析等知识。目前所用的教材为1991年编著，新工艺、新设备在本教材书中没有

有色金属设计与计算课程教学改革

周雪娇 夏文堂 陈永利 尹建国 田应甫

（重庆科技学院 重庆 401331）

摘 要：针对有色金属设计与计算教学特点，分析了传统教学的现状与不足，提出了“更新教学内容-强化实践教学-改进教学手段-优化考核方式-建设课程教学质量标准”的教学改革思路，有助于学生轻松愉快地掌握有色金属设计与计算课程教学内容，并学以致用，服务于冶金行业。关键词：有色金属设计与计算；教学；改革；实践

基金项目：重庆科技学院教育教学改革研究项目“《有色金属设计与计算》课程教学改革与实践”

（201518）

中国冶金教育

CHINA METALLURGICAL EDUCATION

校企协同育人2016年第3期总第174期

充分体现出来。要培养符合时代发展的高级工程技术人才，必须充实和更新教学内容，精心做好教案，追踪学科前沿，拓展学生视野，才能保证专业教材内容和课程体系的先进性。比如，在介绍主体设备的设计时，教材中采用锌焙砂浸出槽作为一个典型案例，实例过于简单，不利于培养学生的创新与实际应用能力。现有很多现代湿法冶金设备，如深锥沉降槽、离子交换柱等更有利于拓宽学生视野，激发学生兴趣。在熔盐电解设备的结构与设计计算中，教材以铝电解大型预焙阳极电解槽电流密度I=160 kA为例，处在20世纪70、80年代的水平，现代大型预焙阳极电解槽已扩大到500 kA，600 kA的大型预焙槽也已完成工业试验，不久将投入工业系列化运行。在介绍工艺流程选择的时候，用的是铜反射炉实例，其实现在该工艺、设备已基本被淘汰，应该更多引入新工艺流程，如艾萨熔炼、闪速熔炼等。

当今科技推陈出新、一日千里，新知识、新技术、新设备大量涌现，如果不及时充实和更新教学内容，难于培养出符合时代发展的冶金设计人才。

二、理论联系实际，提升学生能力

有色金属设计与计算是实践性很强的课程，在学习这门课之前，先组织学生到有色冶金现场实习，认知工厂，熟悉相关冶炼操作。

大三暑假，学生到有色冶金厂（如重庆天泰铝业有限公司、重庆有研重冶新材料有限公司）进行生产实习并拍摄冶金现场视频。工厂的安全员和技术人员向学生讲解安全注意事项、该厂概况、工艺流程、技术参数等。技术人员与带队教师将学生带到厂区实地参观，要求学生关注该厂生产工艺流程、主要操作条件及技术经济指标、设备结构及运行状态、车间配置以及总平面布置等情况。

在课程教学过程中，给学生介绍电解铝设备，与实际生产紧密结合，加强理论与实践教学的联系，提高对工厂设计基本技能的认识，为今后从事有色冶金工厂设计工作打下了良好的基础。在课程教学改革中，让学生结合实践经历，做一个小型的设备设计，培养其实践能力。

为了使学生进一步理解所学的理论知识，从感性认识上升到理性认识，购置了东北大学有色冶金工艺过程录像及多媒体教学系统，在后续课程中安排了与之相辅相成的基本实验和综合实验，以培养学生动手能力以及综合应用能力。

三、多媒体与板书结合，改进教学手段

传统教学以板书为主，授课内容少，且学生容易疲劳。多媒体直观快捷，有助于拓展教学的广度与深度，但重点不突出，学生抓不住学习要点。改进教学手段，将二者结合，可以使学生生动形象地掌握课程重点内容。

例如，在介绍冶金主体设备的尺寸设计时，以沸腾炉为例进行讲解。首先采用工厂拍摄的视频片段阐述沸腾焙烧在有色冶金厂的应用，接着以flash 动画展示沸腾焙烧炉构造及其工作原理，然后细致讲解相关尺寸设计过程，最后以CAD形式给学生展示最终设计成果。在学习过程中，视频、动画、图片、文字以及板书等结合，学生可以生动牢固地掌握沸腾炉的设计要点。

此外，根据教学内容的深浅和学生个性差异，可以采取“ 提问式”、“启发式”、“对比式”、“讨论式”、“小结式”等多种方法讲授，引导学生思考问题，培养自主学习能力及创新能力。

比如，在介绍冶金厂厂址选择的时候，可以先带学生去生产设备以及技术比较先进，各种规章制度也比较完善的生产单位进行实习，以增强动手能力和工程意识。在实习过程中，鼓励学生提问，带队教师也可以根据不同类型实习任务和要求向企业现场工程技术人员请教，激发学生思考问题、探讨知识的欲望。在课堂上讲解时，从学生实习、实践经历切入，以“提问”、“启发”等方式开始授课，尽量让学生自己寻找答案，学生积极性较高，教学效果较好。中国古代风水学中的地理五决“龙、穴、砂、水、向”在现代厂址的选择中依然具有深刻的指导意义，在授课过程中，还可以注入“风水学”元素。在介绍选址原则之后采用株冶、易门冶炼厂等实例教学，让学生在案例教学中掌握选址要则。在讨论式教学环节，以典型工厂及实习地点为对象，通过查阅相关资料及文献，让学生以PPT形式分析工厂选址要素及这些工厂选址的优劣性，探讨工厂技术的

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