冶金新技術(shù)與新材料教學(xué)案例庫淺探

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摘要：依托校企合作項目，加強應(yīng)用實踐能力培養(yǎng)案例；依托科研項目和科技獎項，加強技術(shù)引領(lǐng)案例；依據(jù)社會發(fā)展需求和技術(shù)進步，加強前沿技術(shù)探索案例。對案例庫主要結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，對案例庫實施過程提出建議，為研究生課程理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式打下良好基礎(chǔ)。

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

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)量標準、培養(yǎng)目標、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，更應(yīng)緊密結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實踐，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、專業(yè)書籍和教師的課堂授課，必須養(yǎng)成獨立思考與積極探究的習(xí)慣，強調(diào)在學(xué)習(xí)和工作實踐中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和以一定的理論為基礎(chǔ)思考問題，動手設(shè)計方案解決問題[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，改革授課模式和授課方法，加大實踐教學(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[3]。

一、依托校企合作項目加強實踐能力培養(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)了一批研究生實習(xí)培養(yǎng)基地，如敬業(yè)鋼鐵集團、邢臺中鋼軋輥集團及河鋼集團研究院等。本校教師有一批和企業(yè)合作開發(fā)項目，以此為基礎(chǔ)開發(fā)了連鑄連軋案例庫、高爐煉鐵案例庫。這些結(jié)合實際需求的案例庫有助于學(xué)生通過案例分析解決實際工程問題，促進科研水平的提高。案例內(nèi)容根據(jù)學(xué)科發(fā)展，周邊區(qū)域?qū)嶋H需求進行更新。在案例庫建設(shè)過程中，邀請企業(yè)技術(shù)人員參與，案例的工程實用性得到有效保證。依托合作開發(fā)項目，甚至在和企業(yè)交流中給從事鋼鐵冶金研究方向的學(xué)生提供機會參與項目，了解行業(yè)需求和發(fā)展，依托工程實際問題，提高理論知識學(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)項目攻關(guān)、合作交流中，加深了學(xué)生對企業(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、依托科研項目和科技獎項加強技術(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（非金屬夾雜物對油井管用鋼腐蝕性能的影響）、合金化（釔微合金化超高強海工鋼耐蝕性能優(yōu)化機理研究、稀土釔對薄帶鑄軋取向硅鋼凝固、組織性能演變影響機制的研究）、硅鋼（高硅鋼深過冷過程中析出相機理研究、稀土釔對薄帶鑄軋取向硅鋼凝固、組織性能演變影響機制的研究）等穩(wěn)定的研究方向，并得到了國家和省級項目的支持。其中，2020年河北科技大學(xué)獲得的河北省科技進步一等獎“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。通過教師的現(xiàn)身說法，學(xué)生增強愛校榮校的榮譽感，達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，增強了創(chuàng)新研究的信心。案例建設(shè)中涉及的項目和獎項有限，案例教學(xué)結(jié)束后引導(dǎo)關(guān)注并查閱冶金相關(guān)的前期科研項目和獎項，關(guān)注國家發(fā)展戰(zhàn)略，引導(dǎo)學(xué)生建立以國家和時代需求為目標，制定企業(yè)甚至個人的發(fā)展規(guī)劃意識[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)社會發(fā)展需求和技術(shù)進步進行前沿技術(shù)探索

社會發(fā)展需求是技術(shù)發(fā)展的方向，隨著社會對安全和環(huán)境的需求，高強鋼的開發(fā)研究成為主要方向。隨著人們對“綠水青山就是金山銀山”的逐步認識，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)，中國已經(jīng)走在世界前列。對于仍然存在“卡脖子”技術(shù)，引導(dǎo)研究生查閱相關(guān)技術(shù)，認識“卡脖子”的原因，現(xiàn)狀和解決問題的途徑。研究生案例庫不僅關(guān)注社會、科技、知識的發(fā)展趨勢，更側(cè)重對研究生知識體系、理論認知、實踐應(yīng)用等方面的培養(yǎng)及強化[9]，學(xué)生對這一部分案例教學(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)進步引領(lǐng)真空冶金發(fā)展歷史資料，計算機技術(shù)的發(fā)展引起了各行各業(yè)的技術(shù)進步，在冶金行業(yè)引起了革命性的變化?；诖?，建立了計算機模擬技術(shù)在冶金中的應(yīng)用的案例庫，結(jié)合教師進行的連鑄技術(shù)模擬計算技術(shù)設(shè)置了案例。

四、案例庫結(jié)構(gòu)與實施

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計

案例庫以多媒體課件形式展示，附有教學(xué)計劃、教案、相關(guān)案例資料等，并在案例庫的基礎(chǔ)上形成案例教材或講義[10-12]。案例庫內(nèi)容設(shè)計如表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）實施過程

案例庫實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，課上重點講解知識點、知識起源及產(chǎn)生背景，課下由學(xué)生查閱資料、文獻等形成相關(guān)知識體系。學(xué)生準備的相關(guān)資料線上提交，教師根據(jù)引導(dǎo)資料對學(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，課后對相關(guān)資料補充、提交。通過案例庫講解及學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生查閱文獻、匯總資料、總結(jié)匯報能力，進而促進分析問題、思考問題和解決問題的創(chuàng)新思維意識。建設(shè)的案例庫在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，如工程實踐和理論結(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)實踐中逐步完善。

作者:馮捷 代永娟 鄭亞旭 孫會蘭 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)