冶金工程专业学生解决复杂工程问题能力培养策略探析
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摘 要 培养学生解决复杂工程问题的能力是冶金工程专业毕业要求的重要内容。本文结合兰州理工大学冶金工程专业实际，从课堂教学内容和环节，探析了如何在课堂教学中注重学生解决复杂工程问题能力的培养;从课程实验、课程设计、实习、毕业设计（论文）等实践性教学环节探析了如何在工程实践与毕业设计（论文）中注重学生解决复杂工程问题能力的培养。
关键词 冶金工程专业 复杂工程问题 能力培养
中图分类号：G642 文献标识码：A
0引言
冶金工程专业是根据冶金行业的技术需求，通过运用所学的钢铁、有色金属等领域的基础理论和专业技能来设计和分析实验方案、运用掌握自然科学知识和机械、电工等技术设计工艺流程，利用计算机软件对冶金过程中的工程问题进行模拟和预测，最终解决复杂冶金过程中的工程问题。专业特征与工程教育认证标准中所提到的“复杂工程问题”所具备的特征相符。
1冶金工程专业解决复杂工程问题能力的培养策略
在冶金工程专业毕业要求中对学生解决复杂工程问题的能力培养提出了明确的要求。兰州理工大学冶金工程专业主要通过以下不同的教学环节来实现毕业要求中有关解决复杂工程问题能力的培养。
1.1课堂教学中注重学生解决复杂工程问题能力的培养
1.1.1课堂教学内容方面
统筹考虑学生4年学习过程的连续性，分层次逐渐递进，引导学生认识、理解和掌握解决冶金工程领域复杂工程问题所需要的工程知识、专业知识和基本技能。一年级主要以人文社会科学类和数学与自然科学类课程教学为主。二年级主要以工程基础类课程教学为主。三、四年级主要以专业基础课和专业类课程为主，重在培养学生扎实的专业基础理论、专业知识和专业技能，具有开发新技术、新工艺及设计和生产组织、管理的能力。
1.1.2具体的课堂教学环节方面
课堂教学中强调以培养学生“解决复杂工程问题”的能力出发，教学内容不仅包括足够深入的基本原理，而且要强调使学生学会“分析”和“使用”的典型思想和方法。课后习题、课程考试题给学生提供一定数量的探究题，这些探究题，需要从深入的基本原理出发，且需要经过分析才可能解决。例如：《有色金属冶金学》课堂教学中在讲授铜电解基本理论知识后，通过“清华在线”网络教学平台，布置分析讨论题，让学生通过查阅相关文献资料，分析影响电流效率和阴极铜质量的因素并在线讨论，老师在线批阅、答疑，在随后的课堂教学中进行分析和点评。
1.2工程实践与毕业设计（论文）中注重学生解决复杂工程问题能力的培养
1.2.1课程实验
冶金工程专业的课程实验分为课内实验和独立设课的实验课程。课内实验对应于某一门理论课程设置，实验内容围绕课程理论教学内容，主要以理论验证和分析设计相结合，实验结果涉及多方面因素的影响。例如本专业通過《冶金物理化学》等5门课程的8个课内实验项目，加强学生对所修相关理论课程内容的理解和掌握，培养学生实验和综合分析的能力。本专业独立设课的实验课程为重金属冶金过程实验，以锌冶金全流程中各主要工序为具体实验项目进行，共计9个实验项目。实验内容具有较高的综合性，重在培养学生能够综合运用专业知识对冶金过程复杂工程问题进行实验、模拟及优化，并对相关数据进行科学分析，获得正确结论的能力，增强学生的团队合作意识和人际交往能力。
1.2.2课程设计
课程设计是培养学生复杂工程问题解决能力的重要教学环节。本专业学生在四年的学习过程中，要进行两门课程设计：《机械设计基础课程设计B》和《冶金工厂设计基础课程设计》。例如在《冶金工厂设计基础课程设计》过程中，以“年产10万吨电锌的沸腾焙烧炉车间设计”为例，学生通过物料平衡计算、热平衡计算等，设计符合要求的沸腾焙烧炉;要求设计过程中考虑“三废”的处理工艺及其对环境的影响，并分析可能存在的安全问题，提出合理的解决方案。要求在整个设计过程中充分考虑涉及的相关法律法规和行业规范。
1.2.3专业实习
冶金工程专业的实习主要包括认识实习和生产实习。我校冶金工程专业的学生专业实习分虚拟实习和现场实习两个模块。通过虚拟仿真操作训练，使学生学会运用计算机等现代工具对冶金反应过程、生产工艺等进行模拟与仿真。让学生直接接触专业的生产实践活动，有利于熟悉实际的冶金生产工艺流程及主要的冶金生产设备，熟悉环境保护和社会可持续发展的相关法律法规，了解现代企业的资源利用效率、污染物处置方案和安全防范措施，理解并遵守职业道德和规范，增强学生与冶金界同行及社会公众进行有效沟通和交流的能力。
1.2.4毕业设计（论文）
毕业设计（论文）题目分工程应用类题目和科学研究类题目。工程应用类题目源于企业工程实践中的问题，基本都具备复杂工程问题特征;科学研究类题目虽然大都源于科研项目，但是基本都有着明确的工程应用背景，大部分也属于复杂工程问题。学生在毕业设计（论文）过程中，接受工程综合训练，培养分析问题和解决复杂工程问题的能力及创新能力。本专业毕业设计（论文）包括选题、开题报告、中期检查、毕业答辩和平时指导等环节，各环节体现出对毕业要求指标点的考核。
2结语
国际工程教育认证对学生解决复杂工程问题能力培养提出了明确要求，而冶金工程专业学生的培养需要从课堂教学、实践教学等各环节为依托，进一步挖掘培养学生解决解决复杂工程问题能力的切入点，真正实现相关能力的培养，任重而道远。
作者简介：丁万武（1979-），男，汉族，甘肃武威人，博士研究生，兰州理工大学材料科学与工程学院，副研究员，主要从事有色金属冶金教学及科研工作。
参考文献
[1] 蒋宗礼.本科工程教育：聚焦学生解决复杂工程问题能力的培养[J].中国大学教育， 2016（11）：27-30.
[2] 黄冬辉，宣卫红，刘志峰.工程教育专业认证背景下毕业设计教学的探索与实践——以土木工程专业为例[J].教育教学论坛2018（49）：161-162.
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