夏云進(jìn)，范鼎東，李 杰，孔 輝，王海川

(安徽工業(yè)大學(xué) 冶金工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)，即以畢業(yè)要求中應(yīng)具備的能力和素質(zhì)為目標(biāo)，設(shè)計課程大綱、授課方式和評價體系等，建立制度性的質(zhì)量管理體系，并通過學(xué)生、用人單位、社會對培養(yǎng)質(zhì)量的評價反饋來對培養(yǎng)過程中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，進(jìn)一步提高培養(yǎng)質(zhì)量，滿足社會和企業(yè)對工程人才的需求。工程教育專業(yè)認(rèn)證是實現(xiàn)工程教育國際化的重要標(biāo)志，也是我國高等教育改革的重要舉措；是各高校促進(jìn)專業(yè)建設(shè)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的契機，也是工程教育改革的必然趨勢和內(nèi)在要求[1-2]。對于工程實踐背景極強的“煉鋼廠工程設(shè)計”課程而言，更應(yīng)該對照冶金工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，修訂教學(xué)大綱，深化教學(xué)改革，切實提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、煉鋼廠工程設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀

煉鋼廠工程設(shè)計是對整個煉鋼廠工藝及設(shè)備等進(jìn)行整體布局和設(shè)計，是一門對專業(yè)基礎(chǔ)知識要求很高的專業(yè)必修課程。我校冶金工程系開設(shè)的煉鋼廠工程設(shè)計課程總學(xué)時為40學(xué)時，該課程主要是利用先修課程如“煉鋼學(xué)原理”、“爐外精煉”以及“鋼的凝固與連鑄”等專業(yè)課基本知識，來設(shè)計煉鋼廠。課程主要介紹煉鋼車間及其主要設(shè)備的工藝設(shè)計原理、基本的工藝設(shè)計方法和計算，以及設(shè)備的選型依據(jù)和煉鋼車間的整體布置等。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握煉鋼廠設(shè)計的基本方法和基本理論，培養(yǎng)學(xué)生運用本課程理論知識分析和研究解決冶金過程復(fù)雜工程問題的能力，加深學(xué)生對冶金專業(yè)課程知識的理解，并使學(xué)生從整體上把握整個煉鋼廠中各個工序環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系。

煉鋼廠工程設(shè)計課程對學(xué)生的專業(yè)課基礎(chǔ)知識要求很高，只有在很好地掌握“煉鋼學(xué)原理”、“爐外精煉”以及“鋼的凝固與連鑄”等專業(yè)課基礎(chǔ)知識的前提下，才能收到較好的授課效果，然而，在實際授課過程中發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識不扎實，影響了課程授課效果。另外，傳統(tǒng)的輸入式教學(xué)方法也與專業(yè)認(rèn)證思想相悖，使得實際課堂授課效果難以達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證所要求的課程教學(xué)目標(biāo)。針對上述問題，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證核心思想，以工程教育專業(yè)認(rèn)證對冶金工程專業(yè)的具體要求為導(dǎo)向，以提高教學(xué)質(zhì)量為目的，我們對煉鋼廠工程設(shè)計課程的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段以及評價方法等進(jìn)行了改革探索。

二、課程教學(xué)改革措施

(一)調(diào)整課程教學(xué)大綱

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，煉鋼廠工程設(shè)計課程的教學(xué)目標(biāo)要與冶金工程專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點有明確的對應(yīng)關(guān)系，并能支撐對應(yīng)的指標(biāo)點。煉鋼廠工程設(shè)計對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點主要為：(1)能夠設(shè)計煉鋼工藝流程或單元部件，具備一定的創(chuàng)新能力(指標(biāo)點3.2)；(2)能夠基于工程相關(guān)背景知識對復(fù)雜工程問題進(jìn)行合理分析(指標(biāo)點6.1)；(3)能夠評價針對復(fù)雜工程問題的專業(yè)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響(指標(biāo)點7.2)。在實踐中我們根據(jù)指標(biāo)點來重新修訂了教學(xué)大綱，安排教學(xué)內(nèi)容。

(二)調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容

目前，大部分煉鋼廠工程設(shè)計課程參考教材的主要內(nèi)容涉及到煉鋼車間主體設(shè)備及其基本設(shè)計原理、基本的工藝設(shè)計方法和計算以及設(shè)備的選型依據(jù)和煉鋼車間的整體布置等。如果在授課過程中完全按照參考教材來進(jìn)行講授，一方面，課時有限難以將所有內(nèi)容介紹完，另一方面，由于該課程對學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識要求較高，若不適當(dāng)回顧已學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識，課堂授課效果較差，教學(xué)內(nèi)容難以確保指標(biāo)點的完成。因此，在教學(xué)過程中，我們將教學(xué)內(nèi)容分為三大部分，第一部分為專業(yè)基礎(chǔ)知識回顧，通過分組討論等方式讓不同小組學(xué)生查找與回顧不同的專業(yè)基礎(chǔ)知識，并在課程上進(jìn)行講解，以較少的課時完成專業(yè)基礎(chǔ)知識的回顧；第二部分為煉鋼工藝中各單元部件的設(shè)計，讓學(xué)生完成設(shè)計轉(zhuǎn)爐、電爐、LF爐、除塵系統(tǒng)等的設(shè)計工作，實現(xiàn)對指標(biāo)點3.2、7.2的支撐；第三部分為煉鋼工藝流程的整體設(shè)計與布局，培養(yǎng)學(xué)生利用已有專業(yè)知識解決煉鋼廠布局過程中的實際問題，如煉鋼廠布局對產(chǎn)品質(zhì)量以及社會與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的影響，實現(xiàn)對指標(biāo)點6.1的支撐。通過這三部分學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握煉鋼廠設(shè)計的基本方法和基本理論，培養(yǎng)學(xué)生運用本課程理論知識分析和研究解決冶金過程復(fù)雜工程問題的能力。

(三)探索以學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)”討論式教學(xué)方法

工程教育專業(yè)認(rèn)證提出以學(xué)生為中心的教育理念，注重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新精神。我們在煉鋼廠工程設(shè)計課程的教學(xué)過程中，探索了一種以學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)”討論式教學(xué)方法，充分利用本校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，采用學(xué)生講解、研討與教師輔助講解、提問相結(jié)合的方法來教學(xué)，鼓勵學(xué)生利用教材、網(wǎng)絡(luò)等共享資源積極查找資料，在課堂內(nèi)外展開討論，培養(yǎng)學(xué)生利用相關(guān)資源解決復(fù)雜工程問題與團(tuán)隊協(xié)作等方面的能力。

通常我們在上課之前會將本課程相關(guān)的教學(xué)視頻、PPT等相關(guān)資料上傳到本校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中，并要求學(xué)生在上課之前完成對教學(xué)視頻以及PPT等資料的學(xué)習(xí)。同時，在網(wǎng)上布置與課程相關(guān)的5～6個討論主題，如在第一部分專業(yè)基礎(chǔ)知識回顧中，布置了“轉(zhuǎn)爐煉鋼方法及功能”“電爐煉鋼方法及功能”“LF爐主要設(shè)備及功能”等，然后讓學(xué)生以小組為單位選擇相關(guān)題目，學(xué)生通過觀看網(wǎng)絡(luò)共享資料、自主查找相關(guān)文獻(xiàn)資料和技術(shù)文章等，完成相關(guān)主題討論。在此過程中，可以在網(wǎng)絡(luò)平臺中查看每個學(xué)生觀看教學(xué)視頻以及PPT等的次數(shù)、時間段等相關(guān)參數(shù)，間接掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。在課堂上，學(xué)生以小組為單位將相關(guān)專題以PPT、板書等形式進(jìn)行交流和討論，要求每個小組成員必須對其他小組的專題做出提問，同時教師隨時提問和交流。通過采用學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)”討論式教學(xué)方法，使得學(xué)生從被動接受知識轉(zhuǎn)變到主動查找與學(xué)習(xí)知識，很好地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有效地引導(dǎo)學(xué)生積極思考，使學(xué)生能主動參與到課堂學(xué)習(xí)中來，提高了教學(xué)質(zhì)量，同時也培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作與利用相關(guān)工具解決問題的能力。在實際教學(xué)過程中，我們可以根據(jù)學(xué)生在課程上研究、討論、答辯時的具體表現(xiàn)以及在查找資料過程中所承擔(dān)的任務(wù)來客觀合理地給出平時成績。

(四)改革課程考核方式與評價課程達(dá)成度

煉鋼廠工程設(shè)計課程傳統(tǒng)的理論考核方式是閉卷考試+平時成績，這種單一的考核方式不能合理全面地反應(yīng)學(xué)生的實際水平。因此，我們采用平時、課堂討論、考試三者相結(jié)合的方式給出學(xué)生本門課程的總評成績，如表1 所示。平時成績主要根據(jù)學(xué)校的課堂考勤系統(tǒng)的點名情況判定；課堂討論主要考慮討論過程中答辯情況；考試通常選擇閉卷考試，并且期末試卷的題型以運用理論解決實際問題類型題目為主。

表1 課程考核指標(biāo)

持續(xù)改進(jìn)是工程教育專業(yè)認(rèn)證活的靈魂，是保證專業(yè)建設(shè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施。對于煉鋼廠工程設(shè)計課程的教學(xué)，同樣也需要持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量。這需要持續(xù)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?？疾煺n程教學(xué)是否達(dá)到課程目標(biāo)，可以從計算該課程達(dá)成度評價值來評價，達(dá)成度評價值按照下列公式計算[3]：

達(dá)成度評價值=達(dá)成度目標(biāo)值×

計算結(jié)果如表2 所示。根據(jù)評價機制的規(guī)定，指標(biāo)點評價值必須達(dá)到達(dá)成度目標(biāo)值的70% 為合格標(biāo)準(zhǔn)。將達(dá)成度評價值計算結(jié)果與合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，可見各指標(biāo)點的達(dá)成度評價值均大于合格標(biāo)準(zhǔn)，故煉鋼廠工程設(shè)計課程該次教學(xué)結(jié)果達(dá)到了相應(yīng)的畢業(yè)要求。

表2 課程達(dá)成度計算表

三、結(jié)語

根據(jù)煉鋼廠工程設(shè)計課程的現(xiàn)狀，從課程大綱制定、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法實踐、考核與評價方式改革等方面對該課程教學(xué)進(jìn)行了有益的探索和改革，取得了良好的效果，對提升冶金工程專業(yè)的煉鋼廠工程設(shè)計課程的教學(xué)水平和質(zhì)量具有一定的理論和實踐指導(dǎo)意義。