冶金新技術(shù)與新材料教學(xué)案例庫(kù)淺探

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摘要：依托校企合作項(xiàng)目，加強(qiáng)應(yīng)用實(shí)踐能力培養(yǎng)案例；依托科研項(xiàng)目和科技獎(jiǎng)項(xiàng)，加強(qiáng)技術(shù)引領(lǐng)案例；依據(jù)社會(huì)發(fā)展需求和技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)前沿技術(shù)探索案例。對(duì)案例庫(kù)主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)案例庫(kù)實(shí)施過程提出建議，為研究生課程理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：案例庫(kù)；案例內(nèi)容；案例結(jié)構(gòu)；實(shí)施過程

全日制專業(yè)碩士培養(yǎng)在教學(xué)理念、人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面，應(yīng)與學(xué)術(shù)型研究生有所區(qū)別，不僅要有系統(tǒng)、全面的專業(yè)理論知識(shí)，更應(yīng)緊密結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，充分了解工業(yè)生產(chǎn)中的新材料、新裝備、新技術(shù)和新工藝，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新[1]。此外，專業(yè)研究生所學(xué)內(nèi)容不能只來源于課堂知識(shí)、專業(yè)書籍和教師的課堂授課，必須養(yǎng)成獨(dú)立思考與積極探究的習(xí)慣，強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和以一定的理論為基礎(chǔ)思考問題，動(dòng)手設(shè)計(jì)方案解決問題[2]。為了適應(yīng)專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)改革和發(fā)展的需要，課程教學(xué)內(nèi)容突出專業(yè)學(xué)位特點(diǎn)，改革授課模式和授課方法，加大實(shí)踐教學(xué)比例，建設(shè)適應(yīng)專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)的專業(yè)教材和案例庫(kù)[3]。

一、依托校企合作項(xiàng)目加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)

在教育部關(guān)于研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)的要求下，學(xué)校建設(shè)了一批研究生實(shí)習(xí)培養(yǎng)基地，如敬業(yè)鋼鐵集團(tuán)、邢臺(tái)中鋼軋輥集團(tuán)及河鋼集團(tuán)研究院等。本校教師有一批和企業(yè)合作開發(fā)項(xiàng)目，以此為基礎(chǔ)開發(fā)了連鑄連軋案例庫(kù)、高爐煉鐵案例庫(kù)。這些結(jié)合實(shí)際需求的案例庫(kù)有助于學(xué)生通過案例分析解決實(shí)際工程問題，促進(jìn)科研水平的提高。案例內(nèi)容根據(jù)學(xué)科發(fā)展，周邊區(qū)域?qū)嶋H需求進(jìn)行更新。在案例庫(kù)建設(shè)過程中，邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員參與，案例的工程實(shí)用性得到有效保證。依托合作開發(fā)項(xiàng)目，甚至在和企業(yè)交流中給從事鋼鐵冶金研究方向的學(xué)生提供機(jī)會(huì)參與項(xiàng)目，了解行業(yè)需求和發(fā)展，依托工程實(shí)際問題，提高理論知識(shí)學(xué)習(xí)、應(yīng)用和再創(chuàng)造能力，提高工程應(yīng)用能力和專業(yè)素養(yǎng)，為深造、就業(yè)打下良好基礎(chǔ)[5-6]。在參與企業(yè)項(xiàng)目攻關(guān)、合作交流中，加深了學(xué)生對(duì)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀、技術(shù)瓶頸、發(fā)展方向的系統(tǒng)掌握，拓寬了就業(yè)渠道。

二、依托科研項(xiàng)目和科技獎(jiǎng)項(xiàng)加強(qiáng)技術(shù)引領(lǐng)

河北科技大學(xué)材料學(xué)院冶金學(xué)科近幾年發(fā)展中，教師逐步形成了夾雜物控制（非金屬夾雜物對(duì)油井管用鋼腐蝕性能的影響）、合金化（釔微合金化超高強(qiáng)海工鋼耐蝕性能優(yōu)化機(jī)理研究、稀土釔對(duì)薄帶鑄軋取向硅鋼凝固、組織性能演變影響機(jī)制的研究）、硅鋼（高硅鋼深過冷過程中析出相機(jī)理研究、稀土釔對(duì)薄帶鑄軋取向硅鋼凝固、組織性能演變影響機(jī)制的研究）等穩(wěn)定的研究方向，并得到了國(guó)家和省級(jí)項(xiàng)目的支持。其中，2020年河北科技大學(xué)獲得的河北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)“基于氧化物冶金的大線能量焊接船體鋼關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”作為案例引入。通過這些案例幫助研究生了解學(xué)校和學(xué)院的科研發(fā)展情況，提高創(chuàng)新意識(shí)。通過教師的現(xiàn)身說法，學(xué)生增強(qiáng)愛校榮校的榮譽(yù)感，達(dá)到了課程思政的教學(xué)效果。通過案例教學(xué)，提高工程碩士研究生創(chuàng)新能力和意識(shí)，增強(qiáng)了創(chuàng)新研究的信心。案例建設(shè)中涉及的項(xiàng)目和獎(jiǎng)項(xiàng)有限，案例教學(xué)結(jié)束后引導(dǎo)關(guān)注并查閱冶金相關(guān)的前期科研項(xiàng)目和獎(jiǎng)項(xiàng)，關(guān)注國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，引導(dǎo)學(xué)生建立以國(guó)家和時(shí)代需求為目標(biāo)，制定企業(yè)甚至個(gè)人的發(fā)展規(guī)劃意識(shí)[7-8]。這類教學(xué)案例產(chǎn)生的積極影響得到了企業(yè)從事科學(xué)研究畢業(yè)生的良好反饋。

三、依據(jù)社會(huì)發(fā)展需求和技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行前沿技術(shù)探索

社會(huì)發(fā)展需求是技術(shù)發(fā)展的方向，隨著社會(huì)對(duì)安全和環(huán)境的需求，高強(qiáng)鋼的開發(fā)研究成為主要方向。隨著人們對(duì)“綠水青山就是金山銀山”的逐步認(rèn)識(shí)，冶金環(huán)保技術(shù)的研發(fā)力度逐步加大，新技術(shù)新能源在冶金行業(yè)嶄露頭角，如氫冶金技術(shù)的研發(fā)，中國(guó)已經(jīng)走在世界前列。對(duì)于仍然存在“卡脖子”技術(shù)，引導(dǎo)研究生查閱相關(guān)技術(shù)，認(rèn)識(shí)“卡脖子”的原因，現(xiàn)狀和解決問題的途徑。研究生案例庫(kù)不僅關(guān)注社會(huì)、科技、知識(shí)的發(fā)展趨勢(shì)，更側(cè)重對(duì)研究生知識(shí)體系、理論認(rèn)知、實(shí)踐應(yīng)用等方面的培養(yǎng)及強(qiáng)化[9]，學(xué)生對(duì)這一部分案例教學(xué)積極性、參與度和活躍度很高。線上向?qū)W生提供真空技術(shù)進(jìn)步引領(lǐng)真空冶金發(fā)展歷史資料，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展引起了各行各業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，在冶金行業(yè)引起了革命性的變化。基于此，建立了計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在冶金中的應(yīng)用的案例庫(kù)，結(jié)合教師進(jìn)行的連鑄技術(shù)模擬計(jì)算技術(shù)設(shè)置了案例。

四、案例庫(kù)結(jié)構(gòu)與實(shí)施

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

案例庫(kù)以多媒體課件形式展示，附有教學(xué)計(jì)劃、教案、相關(guān)案例資料等，并在案例庫(kù)的基礎(chǔ)上形成案例教材或講義[10-12]。案例庫(kù)內(nèi)容設(shè)計(jì)如表1所示。整理并提交每次案例教學(xué)學(xué)生分組討論相關(guān)資料，如解決問題方案、討論過程照片或視頻材料等。

（二）實(shí)施過程

案例庫(kù)實(shí)施采用線上和線下混合式教學(xué)模式。背景介紹視頻和資料通過線上形式課前提供給學(xué)生，課上重點(diǎn)講解知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)起源及產(chǎn)生背景，課下由學(xué)生查閱資料、文獻(xiàn)等形成相關(guān)知識(shí)體系。學(xué)生準(zhǔn)備的相關(guān)資料線上提交，教師根據(jù)引導(dǎo)資料對(duì)學(xué)生的相關(guān)問題指導(dǎo)、檢查，提出修改建議，保證線下課上交流的效率。課上分組展示，提出問題，教師引導(dǎo)修改、解決問題，課后對(duì)相關(guān)資料補(bǔ)充、提交。通過案例庫(kù)講解及學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、匯總資料、總結(jié)匯報(bào)能力，進(jìn)而促進(jìn)分析問題、思考問題和解決問題的創(chuàng)新思維意識(shí)。建設(shè)的案例庫(kù)在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，如工程實(shí)踐和理論結(jié)合度有待提高，有些案例的面較廣，學(xué)生分析討論的問題不集中，需要在教學(xué)實(shí)踐中逐步完善。

作者:馮捷 代永娟 鄭亞旭 孫會(huì)蘭 郭志紅 王波 朱立光 單位:河北科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)