時(shí)間：2024-01-15 14:54:52
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇冶金工程現(xiàn)狀，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：冶金工程；自動(dòng)化；過(guò)程控制
1 冶金工程自動(dòng)化技術(shù)分析
冶金生產(chǎn)企業(yè)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制和管理。
1.1 過(guò)程控制
冶金企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)由檢測(cè)儀表、程序控制器和過(guò)程計(jì)算機(jī)組成，能完成物料的跟蹤、設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制、工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制、操作指導(dǎo)、生產(chǎn)參數(shù)的記錄和打印報(bào)表以及其他輔助功能。
（1） 物料跟蹤
對(duì)爐料、鐵水、鋼坯等的分布情況、位置和速度進(jìn)行跟蹤。物料跟蹤系統(tǒng)由檢測(cè)儀表和記錄裝置組成。例如在軋鋼廠中，板坯的跟蹤和檢測(cè)儀表系統(tǒng)由分布在整個(gè)軋制線的紅外檢測(cè)器組成，它們按區(qū)域劃分。高溫軋件在軋制線上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，紅外線檢測(cè)儀表將測(cè)到的信號(hào)送往計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)加以記錄并對(duì)每個(gè)軋件編號(hào)跟蹤，以便加以控制。
（2） 設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制
包括對(duì)位置、速度、流量、溫度等參數(shù)的監(jiān)控，例如對(duì)高爐熱風(fēng)爐的風(fēng)量和溫度以及對(duì)軋鋼機(jī)壓下位置的控制等。通常由檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成設(shè)備狀態(tài)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。在冶金工廠中大多采用這類(lèi)控制系統(tǒng)對(duì)爐窯、機(jī)械、電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行控制。
（3） 工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制
主要采用機(jī)械、電氣、物理的手段來(lái)控制產(chǎn)品的數(shù)量、尺寸、溫度、性能、成分等，例如高爐的布料控制、爐溫控制、連軋機(jī)的厚度控制、鋼板冷卻系統(tǒng)的溫度控制等。
（4） 操作指導(dǎo)
向操作人員顯示有關(guān)生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品的數(shù)據(jù)和信號(hào)，以便操作人員能正確地登記、管理和操作設(shè)備，控制產(chǎn)品質(zhì)量和處理故障等。顯示裝置有大屏幕模擬盤(pán)和熒光屏顯示器等。現(xiàn)代冶金工廠大多采用大屏幕顯示器進(jìn)行操作指導(dǎo)。
（5） 記錄和報(bào)表
自動(dòng)記錄生產(chǎn)過(guò)程的各種數(shù)據(jù)，包括工藝參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)等，并自動(dòng)打印生產(chǎn)報(bào)告書(shū)。
（6） 其他功能
采用自動(dòng)編號(hào)裝置、自動(dòng)方向顯示器和人工智能技術(shù)為儀表的記錄紙編號(hào)、自動(dòng)顯示產(chǎn)品的去向、指導(dǎo)發(fā)運(yùn)以及完成一些復(fù)雜操作等。
1.2 生產(chǎn)管理
冶金企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)由中央計(jì)算機(jī)、若干臺(tái)過(guò)程管理計(jì)算機(jī)、幾百臺(tái)輸入輸出終端和通信系統(tǒng)組成，大部分終端裝置布置在整個(gè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。從原料到高爐、煉鋼、軋鋼、一直到成品發(fā)運(yùn)的各種信息可以及時(shí)通過(guò)這些終端、過(guò)程控制計(jì)算機(jī)和通信系統(tǒng)送到中央計(jì)算機(jī)和過(guò)程管理計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。
同時(shí)管理人員通過(guò)設(shè)置在管理部門(mén)的終端將各種指令送到管理計(jì)算機(jī)，然后又可以送到各生產(chǎn)崗位。這種計(jì)算機(jī)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，可及時(shí)地反映出整個(gè)大生產(chǎn)過(guò)程的千變?nèi)f化。
因而只要向計(jì)算機(jī)查詢就可以了解整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況和數(shù)據(jù)。通過(guò)計(jì)算機(jī)的統(tǒng)計(jì)分析、邏輯判斷、數(shù)學(xué)模型的計(jì)算和管理人員的指令又可反過(guò)來(lái)控制整個(gè)冶金工廠的生產(chǎn)。所以冶金企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以把整個(gè)冶金企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃、記錄、數(shù)據(jù)報(bào)表、財(cái)務(wù)核算、經(jīng)濟(jì)分析、設(shè)備運(yùn)行情況統(tǒng)一起來(lái)。它的主要功能是：管理產(chǎn)品合同；安排生產(chǎn)計(jì)劃和作業(yè)計(jì)劃；掌握資金庫(kù)存和流向以及設(shè)備運(yùn)行和備件庫(kù)存情況；對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行最優(yōu)化管理。
2 冶金工程自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的難點(diǎn)
2.1 發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)，我國(guó)的鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展期，同時(shí)冶金工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)有了較快的發(fā)展，出現(xiàn)了一些如寶山鋼鐵股份有限公司那樣具備世界先進(jìn)自動(dòng)化水平的鋼鐵企業(yè)，其他國(guó)內(nèi)大中型鋼鐵公司也大都配備了自動(dòng)化系統(tǒng)，各個(gè)工藝流程上不僅有先進(jìn)的單機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，而且也有功能完善的管控一體化系統(tǒng)。自動(dòng)化在保證冶金工業(yè)達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全和環(huán)保等方面起到了很大作用。
在基礎(chǔ)控制和過(guò)程控制方面，國(guó)內(nèi)新建或改建的一些高爐、轉(zhuǎn)爐、工業(yè)爐均采用了DCS和PLC，有的還配置了過(guò)程控制計(jì)算機(jī)。
在信息化方面，隨著鋼鐵企業(yè)管理水平的不斷提高，“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”已經(jīng)成為冶金工業(yè)的共識(shí)。很多企業(yè)構(gòu)建的融合了企業(yè)核心業(yè)務(wù)的企業(yè)信息網(wǎng)，成為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的重要設(shè)施，為企業(yè)的信息化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2 存在的難點(diǎn)
（1） 基于數(shù)字模擬和仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冶金全流程動(dòng)態(tài)分析、評(píng)估和精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
（2） 綜合考慮生產(chǎn)效率、能耗物耗和環(huán)境指標(biāo)的多目標(biāo)實(shí)時(shí)優(yōu)化。
（3） 產(chǎn)品指標(biāo)、運(yùn)行指標(biāo)和控制指標(biāo)協(xié)同的全面閉環(huán)控制。
（4） 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和知識(shí)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的復(fù)雜過(guò)程建模和先進(jìn)過(guò)程控制。
（5） 先進(jìn)傳感技術(shù)和軟測(cè)量結(jié)合的關(guān)鍵工藝參數(shù)的在線連續(xù)測(cè)量。
（6） 綜合考慮物質(zhì)流、能量流優(yōu)化的先進(jìn)能源管理和控制。
3 冶金工程自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展戰(zhàn)略
3.1 發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)冶金工程自動(dòng)化技術(shù)在自動(dòng)化技術(shù)和冶金行業(yè)的需求下，必將取得飛躍式發(fā)展。
（1） 在過(guò)程控制方面，將采用先進(jìn)傳感器、光機(jī)電一體化技術(shù)和數(shù)據(jù)處理等技術(shù)對(duì)冶金工藝流程實(shí)施在線連續(xù)檢測(cè)。
（2） 在生產(chǎn)管理控制方面，一方面實(shí)現(xiàn)縱向信息集成，即管理一計(jì)劃一生產(chǎn)一控制；另一方面整合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘，為生產(chǎn)管理控制的決策提供依據(jù)。
（3） 在企業(yè)信息化方面，將逐步實(shí)現(xiàn)管控一體化，做到實(shí)時(shí)性能管理。
同時(shí)，我國(guó)在自動(dòng)化方面將緊跟世界的發(fā)展趨勢(shì)，吸收和借鑒國(guó)外先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)為我國(guó)的冶金行業(yè)服務(wù)。
3.2 發(fā)展戰(zhàn)略
進(jìn)入二十一世紀(jì)，鋼鐵企業(yè)的發(fā)展將受到原礦、原料、能源，以及環(huán)境保護(hù)等方面的制約。特別是市場(chǎng)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需求將會(huì)由原來(lái)的少品種大批量走向多品種小批量高質(zhì)量高附加值的需求發(fā)展。因此，鋼鐵企業(yè)必須改變過(guò)去那種單純求規(guī)模、求噸位的發(fā)展模式，而轉(zhuǎn)向根據(jù)市場(chǎng)需求迅速組織生產(chǎn)，滿足用戶需要的市場(chǎng)化生產(chǎn)模式。這就要求鋼鐵企業(yè)加大科技投入，加速技術(shù)改造，促進(jìn)科技進(jìn)步，縮短產(chǎn)品改型換代周期，盡快滿足市場(chǎng)需求，向科技要效益，向時(shí)間要效益。要做到以下幾點(diǎn)：
（1） 加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合
充分協(xié)調(diào)企業(yè)、高校、研究所的關(guān)系，建立長(zhǎng)期的伙伴關(guān)系，提高科研成果的轉(zhuǎn)化率。積極自主創(chuàng)新，改變國(guó)外公司在核心技術(shù)方面的壟斷地位。
（2） 實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的有機(jī)結(jié)合
鑒于國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，先進(jìn)工藝與自動(dòng)化結(jié)合時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)要在前期進(jìn)入到冶金過(guò)程設(shè)計(jì)中去。將信息技術(shù)與系統(tǒng)工程技術(shù)相結(jié)合，對(duì)操作工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高技術(shù)性能指標(biāo)。
（3） 把數(shù)學(xué)建模、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和可視化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶煉、連鑄、軋鋼的過(guò)程優(yōu)化。
（4） 企業(yè)應(yīng)當(dāng)關(guān)注直接還原和熔融還原等新型冶金流程對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的新需求，準(zhǔn)確把握自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。
（5） 充分發(fā)揮技術(shù)管理員和質(zhì)量管理體系的作用，用于開(kāi)發(fā)新品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
（6） 面向市場(chǎng)，服務(wù)市場(chǎng)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。
另外，企業(yè)也要關(guān)注原材料條件、能源的供應(yīng)狀況、企業(yè)的管理水平、操作人員的素質(zhì)等方面的情況，消除非技術(shù)因素造成的影響。
參考文獻(xiàn)：
[1]姚東元.冶金機(jī)械及自動(dòng)化探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012.8.
關(guān)鍵詞：冶金工程；人才培養(yǎng)；專(zhuān)業(yè)人才
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.208
1 冶金工業(yè)在我國(guó)的發(fā)展
冶金工業(yè)的發(fā)展主要分布在鋼鐵和有色金屬上，在2009年對(duì)于冶金工業(yè)企業(yè)的統(tǒng)計(jì)中，中國(guó)占據(jù)500強(qiáng)的大概有70家所占到的比例約為14%。在這些集團(tuán)中，寶鋼集團(tuán)處在行業(yè)中的前端，處于第12位的名詞。鋼鐵工業(yè)對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的作用，中國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，需要通過(guò)促進(jìn)資源的貿(mào)易提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)量，鋼鐵工業(yè)所涉及到的面非常的廣，它牽涉到了國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的財(cái)政收入、國(guó)防建設(shè)等多個(gè)方面，鋼鐵工業(yè)對(duì)消費(fèi)的拉動(dòng)也非常之強(qiáng)。中國(guó)作為鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的重要大國(guó)，粗鋼產(chǎn)量甚至一直在全球保持第一的位置，但是我們也存在很多管理以及技術(shù)上的不足，我們雖然產(chǎn)量多但是卻無(wú)法做到鋼鐵強(qiáng)國(guó)的地位。而在有色金屬的領(lǐng)域，21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)的發(fā)展態(tài)勢(shì)是非常迅速的。我國(guó)加大了對(duì)有色金屬技術(shù)的研究，并且不斷的改善產(chǎn)成的質(zhì)量，將一些產(chǎn)能落后的生產(chǎn)線給淘汰掉，開(kāi)發(fā)利用好相關(guān)的境外資源，才能擴(kuò)大有色金屬的生產(chǎn)規(guī)模。2008年我國(guó)包括鋁、鉛在內(nèi)的有色金屬的產(chǎn)量處于總共2520噸的數(shù)量，這樣的規(guī)模在全國(guó)的GDP中占據(jù)了將近1.9%的比例，也促進(jìn)了冶金工業(yè)的人員的就業(yè)。
冶金工業(yè)是一種相對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)展模式，在現(xiàn)在國(guó)家的發(fā)展趨勢(shì)中，不斷的往信息化以及城鎮(zhèn)化等方式前進(jìn)，這些新技術(shù)的加入也讓冶金工業(yè)一直保持著基本的發(fā)展規(guī)模。新技術(shù)讓傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式做到了根本性的轉(zhuǎn)變，一些相對(duì)落后的企業(yè)都會(huì)在這樣的情勢(shì)下被淘汰掉，并且也加快了企業(yè)與企業(yè)之間的資產(chǎn)重組，讓原先的發(fā)展方式得到了有效的改善，冶金工業(yè)很朝著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向前進(jìn)。在發(fā)展冶金工業(yè)的同時(shí)，加快對(duì)于冶金工程的教學(xué)建設(shè)，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)人才，幫助提升冶金工業(yè)目前技術(shù)含量的提升，這是非常有必要的。
2 全國(guó)專(zhuān)科的設(shè)置情況
對(duì)于冶金專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)科領(lǐng)域，我國(guó)相關(guān)的學(xué)校在專(zhuān)業(yè)的設(shè)置上有很大的新增態(tài)勢(shì)，并且在專(zhuān)業(yè)的設(shè)置上也大多會(huì)集中在冶金工程的專(zhuān)業(yè)[1]。幾乎每所學(xué)校在招生的數(shù)量上都會(huì)在60人以上，甚至有些學(xué)校會(huì)在100人以上。大規(guī)模的招生數(shù)量為冶金行業(yè)的發(fā)展輸入了大量的人才，并且也加深了人們對(duì)冶金工業(yè)的了解。特別是國(guó)家在實(shí)施新世紀(jì)的教育改革里，在國(guó)家特色專(zhuān)業(yè)的遴選上很多學(xué)校也表現(xiàn)除了不俗的實(shí)力，這對(duì)于我國(guó)冶金隊(duì)伍質(zhì)量的提高有很大的幫助。
3 全國(guó)高校碩士研究生招生的情況
冶金工程的研究有大致三個(gè)方向，一種是對(duì)冶金新興的理論和方法的研究的物理化學(xué)方向，另外一種是對(duì)鋼鐵和有色金屬相關(guān)技術(shù)和工藝的提高進(jìn)行深入的探討，第三種涉及到了能源與環(huán)境工程方面的提高。這三種幾乎涵蓋了冶金工程未來(lái)發(fā)展的主要方向，并且在院校的招生中，國(guó)內(nèi)被授予教學(xué)的單位大概有31家，這些教學(xué)都使得冶金工程領(lǐng)域的人才被不斷的輸入。
4 一些思考
注重特色教育是我國(guó)在人才培養(yǎng)上的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，特色才是一個(gè)搞笑保持可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)注方向，無(wú)論是在民辦還是公辦的學(xué)校發(fā)展里，只要注重個(gè)體特色的培育必然會(huì)加大專(zhuān)業(yè)在社會(huì)中的競(jìng)爭(zhēng)力。有特色的高校將會(huì)樹(shù)立比較好的形象，也促使著更多的額學(xué)生來(lái)報(bào)考相關(guān)股的專(zhuān)業(yè)。教學(xué)過(guò)程中學(xué)校需要加大對(duì)教學(xué)模式的改革和優(yōu)化，盡可能的辦出特色的教育規(guī)模。冶金工業(yè)在中國(guó)的發(fā)展是有很大的影響力的，而特別是對(duì)高質(zhì)量的相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才更是缺乏，近幾年的發(fā)展中，我們可以看到無(wú)論是專(zhuān)科還是研究生的學(xué)歷，都能實(shí)現(xiàn)在就業(yè)上的落實(shí)，幾乎達(dá)到了100%的水平。當(dāng)然，我們都知道，一個(gè)專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式的培養(yǎng)并不是一蹴而就的事情，我們需要打好學(xué)校的教學(xué)基礎(chǔ)，比如在師資力量的配置上，這些都需要學(xué)校在發(fā)展中注重培養(yǎng)的[2]。
鋼鐵和有色工業(yè)已經(jīng)有了很大幅度的增長(zhǎng)規(guī)模，因此，在這樣的基礎(chǔ)上，企業(yè)更需要的是對(duì)目前的工藝技術(shù)的改造，運(yùn)用新型的信息技術(shù)來(lái)融入到建設(shè)中，將新的技術(shù)手段與傳統(tǒng)冶金技術(shù)想結(jié)合，盡快的調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)的質(zhì)量的同時(shí)也要控制好資金的投入，以此為趨勢(shì)來(lái)增加鋼鐵行業(yè)在全國(guó)發(fā)展中的競(jìng)爭(zhēng)力。冶金工業(yè)有著多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，用技術(shù)雖然能在一定程度上加快企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，但是在速度上還是無(wú)法追上與高新技術(shù)的發(fā)展的。但是，冶金工業(yè)是中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的一環(huán)，它有著它存在的不可替代性。而終歸隨著加入WTO，更是對(duì)企業(yè)的發(fā)展提出了更多的要求。企業(yè)如果無(wú)法做到有效的生存，很容易會(huì)被來(lái)自世界范圍內(nèi)的技術(shù)所淘汰掉。因此，冶金工業(yè)作為我國(guó)發(fā)展的重要部分，需要做好規(guī)范化控制來(lái)提高我國(guó)的綜合實(shí)力。我們必須明白，冶金工業(yè)的發(fā)展方向還是需要集中在運(yùn)用新技術(shù)的手段來(lái)大力解放企業(yè)的生產(chǎn)力，因此，國(guó)家在人才的培養(yǎng)中更是不能松懈，只有讓更多的人才涌入的冶金領(lǐng)域中，才能為這個(gè)行業(yè)提供新的活力。
5 結(jié)語(yǔ)
目前冶金工業(yè)的人才特別是在技術(shù)上的應(yīng)用型人才是非常匱乏的，這也是我國(guó)冶金專(zhuān)業(yè)高就業(yè)率的原因。國(guó)家的政策不斷的強(qiáng)調(diào)做好環(huán)境的保護(hù)措施，做好節(jié)能減排，但是在實(shí)際的生產(chǎn)中，必須主要到對(duì)冶金工業(yè)技術(shù)的投入才能讓產(chǎn)業(yè)得到根本性的轉(zhuǎn)變。目前企業(yè)對(duì)于人才的渴求是非常大的，因此在高校的培育中，加強(qiáng)自身的培育質(zhì)量才能提高學(xué)生的綜合實(shí)力。學(xué)校要加大自身特色的建設(shè)，加大對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)才能讓其在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中獲得一定的優(yōu)勢(shì)才能加大其就業(yè)的可能性。如果學(xué)校無(wú)法做到特色教育，即便目前市場(chǎng)人才需求多，也很難達(dá)到高就業(yè)的水平。因此，高校要在教育中積極的引導(dǎo)，利用學(xué)校的優(yōu)勢(shì)盡可能的為企業(yè)提供高素質(zhì)的人才，為國(guó)家在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)增加軟實(shí)力。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：冶金工程專(zhuān)業(yè)；大學(xué)生；學(xué)習(xí)能力；培養(yǎng)研究
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）28-0046-02
新時(shí)代不僅學(xué)校是學(xué)習(xí)的場(chǎng)地，社會(huì)也是學(xué)習(xí)的大課堂，因此，大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力應(yīng)作為高校教育質(zhì)量的衡量指標(biāo)。冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)生的培養(yǎng)，不僅需要有對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的接收能力，還需要具有對(duì)知識(shí)的收集歸納總結(jié)能力，并能運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際的生產(chǎn)或工程問(wèn)題。此外，冶金工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生還應(yīng)有對(duì)新知識(shí)和新技術(shù)有較強(qiáng)的吸收、融合和創(chuàng)新能力，同時(shí)必須具有高效地利用所學(xué)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和素質(zhì)，以滿足社會(huì)發(fā)展的需求。
一、冶金工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)的重要性及意義
本文以湖南工業(yè)大學(xué)冶金學(xué)院為研究對(duì)象，來(lái)探討冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。大學(xué)生進(jìn)入社會(huì)進(jìn)入工作崗位要快速適應(yīng)環(huán)境必須具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。冶金專(zhuān)業(yè)類(lèi)人才除了要有對(duì)冶金相關(guān)的基礎(chǔ)理論扎實(shí)的基礎(chǔ)之外，還需要具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，具有分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，在不同的崗位上都具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，才能滿足社會(huì)對(duì)冶金工程專(zhuān)業(yè)人才的需求。以湖南工業(yè)大學(xué)冶金學(xué)院為例，冶金工程分鋼鐵冶金和有色金屬冶金兩個(gè)方向，學(xué)生通過(guò)對(duì)冶金工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)及專(zhuān)業(yè)理論、設(shè)備工藝以及實(shí)踐動(dòng)手能力、環(huán)境保護(hù)及資源綜合利用等相關(guān)學(xué)習(xí)，并強(qiáng)化教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)以及對(duì)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。通過(guò)學(xué)習(xí)，本專(zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)具備以下能力。
1.知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力。冶金專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生除具備數(shù)理和計(jì)算機(jī)方面工科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)和社會(huì)人文的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力外，應(yīng)重點(diǎn)地掌握冶金專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力。同時(shí)很多的冶金方面新技術(shù)和新工藝都屬于交叉學(xué)科的領(lǐng)域，學(xué)生應(yīng)及時(shí)了解與冶金方面相關(guān)的學(xué)科知識(shí)并能增強(qiáng)應(yīng)用。除此之外還須具有終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，從而應(yīng)對(duì)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及社會(huì)環(huán)境的不斷變化。
2.思維分析的能力。冶金專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)具備比較強(qiáng)的思維判斷和分析能力。針對(duì)冶金生產(chǎn)和工程等實(shí)際方面的問(wèn)題，首先能用獨(dú)立觀察和判斷能力、系統(tǒng)分析和綜合能力以及文獻(xiàn)檢索和利用能力剖析這些問(wèn)題，再利用工程思維能力并遵照工程問(wèn)題的規(guī)律來(lái)解決這些問(wèn)題。
3.設(shè)計(jì)和實(shí)踐的能力。實(shí)踐是區(qū)分工程與科學(xué)的一個(gè)非常重要的手段，理論和實(shí)際相結(jié)合是評(píng)判一個(gè)大學(xué)生應(yīng)用能力非常重要的標(biāo)準(zhǔn)。因此冶金專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)具備冶金工程測(cè)驗(yàn)的能力、設(shè)計(jì)規(guī)劃的能力、研究方案實(shí)施的能力和設(shè)備的操作維護(hù)能力以及計(jì)算機(jī)運(yùn)用的能力。
4.創(chuàng)造創(chuàng)新能力。冶金工程所解決的是實(shí)際問(wèn)題，其根本任務(wù)是將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，轉(zhuǎn)化的核心就是一種創(chuàng)新。創(chuàng)造和創(chuàng)新是現(xiàn)代冶金行業(yè)發(fā)展源動(dòng)力。尤其是現(xiàn)在冶金行業(yè)處在市場(chǎng)、成本和環(huán)境多種壓力下，創(chuàng)新能力對(duì)冶金行業(yè)的發(fā)展顯得非常重要。冶金作為工程性非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，學(xué)生應(yīng)該在一般創(chuàng)新方法的應(yīng)用基礎(chǔ)上，樹(shù)立創(chuàng)新的新意識(shí)，磨煉創(chuàng)造性思維的能力，掌握創(chuàng)新方法和技巧，并應(yīng)用在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中，提升實(shí)踐創(chuàng)新的能力。
二、大學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的途徑
培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)能力是21世紀(jì)國(guó)家對(duì)教育的基本要求，也是高等院校對(duì)教學(xué)的核心要求。因此，學(xué)校、教師、學(xué)生應(yīng)該完美配合，各盡其職，努力讓培養(yǎng)的每位學(xué)生都成為現(xiàn)代冶金行業(yè)的工程師。
1.學(xué)校通過(guò)完善管理來(lái)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力需要高校教師和學(xué)生團(tuán)結(jié)合作，其一，高校應(yīng)盡可能為學(xué)生創(chuàng)造自學(xué)、思考、提出問(wèn)題及解決問(wèn)題的大環(huán)境；其次，學(xué)校應(yīng)讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣，在全校內(nèi)選擇自己感興趣與愛(ài)好的選修課程，讓學(xué)生在積極、主動(dòng)中完成學(xué)習(xí)；其三，應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍和科學(xué)研究氛圍，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)和自學(xué)的熱情；其四，學(xué)校應(yīng)該創(chuàng)造條件滿足學(xué)生進(jìn)行科技活動(dòng)的需要和必要的設(shè)備及科研項(xiàng)目，對(duì)科研有興趣的大學(xué)三年級(jí)學(xué)生可以加入教師科研課題組，協(xié)助教師做一些科研工作。
2.開(kāi)展有關(guān)科目的學(xué)習(xí)競(jìng)賽活動(dòng)。學(xué)校應(yīng)充分重視全國(guó)高校大學(xué)生的各類(lèi)競(jìng)賽，通過(guò)全國(guó)高校大學(xué)生的各類(lèi)競(jìng)賽，讓學(xué)生在主動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)中找到自信，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)校應(yīng)有計(jì)劃、有組織地安排英語(yǔ)口語(yǔ)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)競(jìng)賽、工業(yè)設(shè)計(jì)、工業(yè)創(chuàng)新等競(jìng)賽，同時(shí)更應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生參加各類(lèi)全國(guó)高校大學(xué)生科學(xué)競(jìng)賽。
3.組織多種形式的實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)校應(yīng)該積極從經(jīng)費(fèi)和精神上支持學(xué)生開(kāi)展的社會(huì)性實(shí)踐活動(dòng)。目前看在社會(huì)實(shí)踐中得到提高的學(xué)生僅占極少數(shù)。因此為了滿足大多數(shù)學(xué)生社會(huì)實(shí)踐的需求，學(xué)校可以采用各種方式：第一，學(xué)校有計(jì)劃地組織學(xué)生進(jìn)行一些社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)；第二，在學(xué)校周?chē)M(jìn)行社會(huì)實(shí)踐調(diào)查；第三，是學(xué)生回家選擇企業(yè)或農(nóng)村進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐。這些社會(huì)實(shí)踐方式，都要充分尊重學(xué)生的實(shí)際需要，也要求學(xué)生寫(xiě)一些有一定質(zhì)量的調(diào)查研究報(bào)告，用來(lái)培養(yǎng)和提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。
三、理論課程中學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
1.完善教學(xué)計(jì)劃，修訂人才培養(yǎng)方案結(jié)構(gòu)。為加強(qiáng)基礎(chǔ)教學(xué)，大類(lèi)的專(zhuān)業(yè)課程中物理化學(xué)、冶金原理課時(shí)都有所增加；為擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面與思維視野，增設(shè)了一些與實(shí)踐緊密結(jié)合的選修課。在專(zhuān)業(yè)理論教學(xué)過(guò)程中，著重講解冶金工藝的基礎(chǔ)性知識(shí)和生產(chǎn)控制中的規(guī)律。用工程案例教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)和工程設(shè)計(jì)問(wèn)題。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，引入相關(guān)多媒體課件、虛擬煉鋼等教學(xué)手段，訓(xùn)練學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力。在撰寫(xiě)畢業(yè)論文和創(chuàng)新學(xué)分的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)讓學(xué)生參與實(shí)際科研課題的研究，培養(yǎng)學(xué)生的思維判斷和分析能力以及表達(dá)交流能力。
2.重視專(zhuān)業(yè)課教學(xué)，實(shí)施工程案例教學(xué)法。湖南工業(yè)大學(xué)冶金工程特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，遵守“一專(zhuān)和多能”的辦學(xué)理念，全面提升本科人才培養(yǎng)的質(zhì)量，辦出本專(zhuān)業(yè)的特色。特別注重結(jié)合冶金專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)對(duì)核心專(zhuān)業(yè)的教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)中引進(jìn)工程案例的教學(xué)法，并將很多工程實(shí)踐研究成果編入到教案，用于相關(guān)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析和解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的能力。在專(zhuān)業(yè)課講授中，需將專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。
3.運(yùn)用先進(jìn)手段構(gòu)建系統(tǒng)培訓(xùn)平臺(tái)。面對(duì)目前實(shí)習(xí)教學(xué)中的困難，在企業(yè)生產(chǎn)中能獲得的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越少，為加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高，開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的教學(xué)方法，組建冶金系統(tǒng)訓(xùn)練的平臺(tái)，包括了：（1）開(kāi)發(fā)模擬冶金的生產(chǎn)工序燒結(jié)―連鑄―軋鋼全流程方面的多媒體軟件，使學(xué)生獲得鋼鐵生產(chǎn)工藝中各工序的運(yùn)轉(zhuǎn)原理和工藝參數(shù)及操作制度，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)，增強(qiáng)實(shí)習(xí)的目的性和效果性，明顯提升了冶金工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐效果。（2）用網(wǎng)絡(luò)虛擬煉鋼的系統(tǒng)，加強(qiáng)了學(xué)生冶金工程操作能力的培訓(xùn)。國(guó)際鋼鐵大學(xué)網(wǎng)站提供了連鑄、熱軋、抗拉測(cè)試等10余個(gè)模擬的平臺(tái)，用戶可在模擬的平臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)方面的操作，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶們的操作過(guò)程計(jì)算出產(chǎn)品的成分、性能和成本。
4.實(shí)踐教學(xué)中學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題、動(dòng)手的能力和創(chuàng)新的能力有著積極的效果。通過(guò)教師的講解和學(xué)生的自主參與，積極引導(dǎo)和主動(dòng)研究?jī)烧叩慕Y(jié)合，用來(lái)培育具備學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的新時(shí)代大學(xué)生。實(shí)踐課通過(guò)實(shí)踐教學(xué)拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，深層次理解理論與實(shí)踐相結(jié)合。在實(shí)踐課程中，本專(zhuān)業(yè)的教師和生產(chǎn)一線的人員對(duì)設(shè)備和工藝進(jìn)行詳盡介紹，對(duì)學(xué)生提出的疑問(wèn)進(jìn)行當(dāng)場(chǎng)講解，在學(xué)生的頭腦中留下深刻的印象，也有利于學(xué)生的理解。
5.課余自學(xué)能力的培養(yǎng)。相對(duì)于被動(dòng)的學(xué)習(xí)，自主性學(xué)習(xí)要求學(xué)生具備計(jì)劃性、主動(dòng)性和預(yù)見(jiàn)性。大學(xué)生不僅要掌握學(xué)校教學(xué)的基本知識(shí)，更重要的是要具備自學(xué)能力。教師教學(xué)過(guò)程中，需以啟發(fā)式教學(xué)為導(dǎo)向，教導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考，掌握科學(xué)高效的學(xué)習(xí)方法、思維方法，通過(guò)這些方法能夠讓學(xué)生在課余時(shí)間不斷地思考，帶著疑問(wèn)去學(xué)習(xí)。同時(shí)學(xué)生應(yīng)該在課余培養(yǎng)自己的興趣與愛(ài)好，激發(fā)自己的創(chuàng)造力，不斷地提高自己的能力。
四、總結(jié)
大學(xué)生對(duì)新事物具有極強(qiáng)的好奇心，具有極強(qiáng)的探索思想，對(duì)新事物的吸收能力也很強(qiáng)。因此，師生共同努力，繼續(xù)優(yōu)化冶金專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的方案并積極實(shí)施，在具體實(shí)施過(guò)程中，繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和成果，讓理論和實(shí)踐積極結(jié)合，努力探索建設(shè)冶金工程特色專(zhuān)業(yè)的新思路、新模式和新機(jī)制，形成實(shí)施―優(yōu)化―再實(shí)施―再優(yōu)化的模式。相信我們培養(yǎng)的學(xué)生的學(xué)習(xí)能力一定會(huì)不斷提高。
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關(guān)鍵詞 卓越工程師 冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè) 控制理論與控制工程 課程改革
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
蘇州大學(xué)沙鋼鋼鐵學(xué)院成立于2010年5月18日，是蘇州大學(xué)與世界500強(qiáng)企業(yè)江蘇沙鋼集團(tuán)合作共建的蘇州大學(xué)二級(jí)公辦學(xué)院，是目前國(guó)內(nèi)第一家校企合作創(chuàng)辦的新型鋼鐵學(xué)院。本文主要針對(duì)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的要求，論述冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)控制理論與控制工程系列課程改革的思路與方案。
1 “卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”提出的基本要求
“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要》的重大改革項(xiàng)目，致力于面向工業(yè)界、面向世界、面向未來(lái)，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)的人力資源優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力。①
“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是推進(jìn)我國(guó)高等工程教育改革，促進(jìn)高等工程教育質(zhì)量全面提升的重要舉措。②它從指導(dǎo)思想、培養(yǎng)目標(biāo)、參與專(zhuān)業(yè)、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)模式和師資隊(duì)伍等六個(gè)方面對(duì)我國(guó)高等工程教育進(jìn)行了規(guī)劃。本文將從“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的角度，分析沙鋼鋼鐵學(xué)院冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)控制理論與控制工程系列課程現(xiàn)狀，探討相關(guān)課程建設(shè)的思路與方案。
2 控制理論與控制工程系列課程現(xiàn)狀
學(xué)院現(xiàn)有冶金工程一個(gè)本科專(zhuān)業(yè)，以及機(jī)械工程及自動(dòng)化（冶金過(guò)程裝備及控制）和材料科學(xué)與工程（冶金過(guò)程自動(dòng)化）等2個(gè)本科專(zhuān)業(yè)方向，開(kāi)設(shè)的控制理論與控制工程系列課程包括：《熱工儀表與自動(dòng)化》、《冶金過(guò)程檢測(cè)與儀表》、《高爐過(guò)程控制》等幾門(mén)課程。
目前國(guó)內(nèi)冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)的控制理論與控制工程系列課程通常由自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程簡(jiǎn)單削減而成，體系不夠完整，針對(duì)性差，缺乏冶金行業(yè)背景。控制理論與控制工程系列實(shí)驗(yàn)通常采用電路模擬分散的、個(gè)別的典型環(huán)節(jié)與系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，難以模擬復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，與冶金工程實(shí)踐脫節(jié)較大，缺少針對(duì)冶金生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生難以將自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際冶金生產(chǎn)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效不顯著。
3 課程建設(shè)與改革
3.1 課程整合優(yōu)化與更新
學(xué)院現(xiàn)開(kāi)設(shè)控制理論與控制工程系列課程（熱工儀表與自動(dòng)化、冶金過(guò)程檢測(cè)與儀表、高爐過(guò)程控制），由自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程簡(jiǎn)單削減而成，體系不完整。但另一方面，“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”在工程人才培養(yǎng)模式上明確要求按現(xiàn)有學(xué)制培養(yǎng)工程人才，在增加企業(yè)學(xué)習(xí)的情況下，不增加學(xué)習(xí)時(shí)間，因此，冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)就需要在有限的課時(shí)內(nèi)，完成控制理論與控制工程基礎(chǔ)知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用的全部教學(xué)。
針對(duì)課時(shí)有限，又要保證課程體系完整的要求，將已有的三門(mén)課程，更改為過(guò)程控制與檢測(cè)技術(shù)，冶金過(guò)程控制，增加選修課程現(xiàn)代控制工程，并對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。過(guò)程控制與檢測(cè)技術(shù)包括自動(dòng)控制原理（比例-積分-微分控制）、系統(tǒng)辨識(shí)與濾波、過(guò)程建模與仿真以及冶金企業(yè)常用儀表及檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于控制理論中較復(fù)雜且不常用的部分歸并到選修課程現(xiàn)代控制工程中，供學(xué)有余力的學(xué)生選修。冶金過(guò)程控制則覆蓋鋼鐵企業(yè)典型生產(chǎn)過(guò)程（高爐煉鐵，轉(zhuǎn)爐煉鋼，連鑄連軋等）的控制系統(tǒng)，并涉及部分有色冶金的典型過(guò)程控制系統(tǒng)，使學(xué)生能夠全面掌握冶金工業(yè)中常見(jiàn)的控制系統(tǒng)，縮小學(xué)校教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的差距。
3.2 教學(xué)方法與手段改革
（1）課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)相結(jié)合。包括課程實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)，通過(guò)生產(chǎn)一線的工程訓(xùn)練，增加學(xué)生接觸社會(huì)的經(jīng)歷。通過(guò)結(jié)合工程實(shí)際，使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用加深對(duì)課堂學(xué)習(xí)知識(shí)的理解。并針對(duì)實(shí)際工程中遇到的問(wèn)題，結(jié)合學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，分析其原因，尋求解決方案。做到理論和實(shí)踐相互促進(jìn)，共同發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。③
（2）學(xué)校教學(xué)與冶金工程實(shí)踐相結(jié)合。通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目及校園各種科技活動(dòng)，營(yíng)造濃厚的工程實(shí)踐氛圍。以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，通過(guò)學(xué)校和企業(yè)的密切合作，統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)生校內(nèi)學(xué)習(xí)和企業(yè)學(xué)習(xí)所應(yīng)達(dá)到的培養(yǎng)目標(biāo)，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。
（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。改革實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系，從根本上改變?cè)薪虒W(xué)體系中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少的狀況。④在加強(qiáng)基本操作技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，向以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔的方向發(fā)展，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)由被動(dòng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)模式，使學(xué)生掌握初步的科研設(shè)計(jì)方法，提高實(shí)驗(yàn)的科技含量。⑤
（4）教材建設(shè)。綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的支撐，由于針對(duì)冶金行業(yè)的綜合性實(shí)驗(yàn)沒(méi)有現(xiàn)成材料借鑒，因此設(shè)計(jì)冶金專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)同步編寫(xiě)綜合性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，確保綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。
4 總結(jié)
本文針對(duì)蘇州大學(xué)沙鋼鋼鐵學(xué)院現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)控制理論與控制工程系列課程現(xiàn)狀，結(jié)合“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基本要求，從課程整合優(yōu)化與更新、教學(xué)方法與手段改革以及教材建設(shè)等方面，對(duì)課程建設(shè)與改革的思路與方案進(jìn)行了詳細(xì)的論述，為學(xué)院推進(jìn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”打好了基礎(chǔ)。
注釋
① 韓廷斌.校企聯(lián)合，能力為重，踏上建設(shè)工程教育強(qiáng)國(guó)新征程——教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”啟動(dòng)會(huì)簡(jiǎn)述.中國(guó)高等教育，2010.13：74.
② 劉建強(qiáng).德國(guó)應(yīng)用科學(xué)大學(xué)模式對(duì)實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的啟示.中國(guó)高教研究，2010.6：51-52.
③ 張安富，劉興鳳.實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的思考.高等工程教育研究，2010.4：56-59.
(桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣西 桂林 541004)
【摘 要】從《有色金屬冶金學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整, 教學(xué)手段的多樣化、課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)置及考試方法的改進(jìn)等方面對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了總結(jié), 并對(duì)未來(lái)進(jìn)一步改革提出了設(shè)想和建議。
關(guān)鍵詞 冶金學(xué)；教學(xué)改革；建議
Teaching Reform of “Non-ferrous metal Metallurgy” Curriculum
LI Yi-bing YU Liang LUO Kun
（School of Material science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China）
【Abstract】The teaching reform of “Non-ferrous metallurgy” course about the adjusting teaching content，diversification of teaching method, renewing the experiment and examination means of course is summarized in the paper. Some advice and imagine with further reform is suggest in the future.
【Key words】Metallurgy; Teaching reform; Suggestion
基金項(xiàng)目：廣西區(qū)冶金工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新研究與實(shí)踐（2014GJB152）。
作者簡(jiǎn)介：李義兵(1973—)，男，湖南嘉禾人，博士研究生,教授級(jí)高工，研究方向?yàn)橛猩饘僖睙挕?/p>
1 課程簡(jiǎn)介
《有色金屬冶金學(xué)》課程是桂林理工大學(xué)冶金工程方向和金屬材料方向?qū)I(yè)的一門(mén)主修專(zhuān)業(yè)課，這門(mén)課程在其它院校一般細(xì)分為《重金屬冶金學(xué)》、《輕金屬冶金學(xué)》、《稀貴金屬冶金學(xué)》等[1]。教材內(nèi)容主要由各種有色金屬冶金工藝學(xué)組成，其中每一種有色金屬冶金學(xué)內(nèi)容包括前置概述部分，介紹該金屬元素的性質(zhì)、資源稟賦、資源分布概況、化合物分類(lèi)和性質(zhì)、金屬主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域；后置內(nèi)容主要以該金屬冶煉提取工藝原理和控制參數(shù)介紹，包括詳細(xì)工藝流程及各步驟、突出主要工序、重點(diǎn)設(shè)備構(gòu)造和運(yùn)行原理、工藝參數(shù)控制和操作實(shí)踐等知識(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步, 冶金工業(yè)新技術(shù)也層出不窮，在教學(xué)過(guò)程中已發(fā)現(xiàn)，某些出版周期較久的教材, 內(nèi)容過(guò)時(shí)陳舊, 新技術(shù)、新工藝涉及少。例如較典型的鉛冶煉工藝，現(xiàn)今查過(guò)好幾個(gè)版本的教科書(shū)和指導(dǎo)書(shū)，發(fā)現(xiàn)鉛冶煉工藝仍然以燒結(jié)焙燒-鼓風(fēng)爐煉鉛的知識(shí)進(jìn)行重點(diǎn)介紹，仍然統(tǒng)計(jì)為90%的粗鉛是采用該工藝生產(chǎn)；而實(shí)際情況是：近5年來(lái)我國(guó)鉛冶煉行業(yè)已經(jīng)把燒結(jié)焙燒-鼓風(fēng)爐煉鉛技術(shù)列入淘汰落后工藝技術(shù)目錄中，國(guó)內(nèi)90%以上鉛冶煉企業(yè)均采用了直接煉鉛工藝。這表明教材內(nèi)容更新節(jié)奏完全沒(méi)有趕上工業(yè)界技術(shù)革新步伐。面對(duì)此現(xiàn)狀，必須要求授課老師改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，與時(shí)俱進(jìn)地與工業(yè)界發(fā)展態(tài)勢(shì)緊密聯(lián)系，在教材基礎(chǔ)上闡釋好原理或機(jī)理，緊密聯(lián)系工業(yè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)，及時(shí)地把一些革新的技術(shù)、工業(yè)裝備介紹給學(xué)生，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 化被動(dòng)為主動(dòng), 讓他們?nèi)牍ぷ鲘徫恢? 能較全面地了解行業(yè)發(fā)展方向及動(dòng)態(tài), 為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。筆者對(duì)此進(jìn)行了一些教學(xué)改革實(shí)踐, 并進(jìn)行了總結(jié)。
2 教學(xué)改革實(shí)踐
2.1 教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，教學(xué)手段的多樣化
有色金屬冶金學(xué)課程內(nèi)容多、涉及面廣，是冶金工程專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，該課程也是畢業(yè)生就業(yè)上崗發(fā)揮用武之地的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。如上所述的鉛冶煉技術(shù)陳舊過(guò)時(shí)的內(nèi)容，在講授這部分內(nèi)容時(shí)，我們可以作為技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)案例反襯說(shuō)明冶金工業(yè)快速發(fā)展的歷程。針對(duì)新技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)與相關(guān)冶煉企業(yè)緊密聯(lián)系、通過(guò)交流溝通，獲取行業(yè)內(nèi)多方的最新技術(shù)革新動(dòng)態(tài)，經(jīng)講授老師自身的消化理解，再傳授給學(xué)生在教材上無(wú)法獲得的這些知識(shí)點(diǎn)。
冶金學(xué)是一門(mén)較老的專(zhuān)業(yè)課，隨著時(shí)代的變遷，知識(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)容也不斷地在變化。大家都知道，冶金行業(yè)是一個(gè)高能耗、高排放、偏污染的行業(yè)，在現(xiàn)今大力倡導(dǎo)資源節(jié)約型（包括能源節(jié)約）、環(huán)境友好型社會(huì)（兩型社會(huì)）時(shí)代，在專(zhuān)業(yè)課內(nèi)容上也要兼顧對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約（節(jié)能、資源綜合利用）技術(shù)動(dòng)態(tài)發(fā)展的介紹。從課堂開(kāi)始，潛移默化地傳授給學(xué)生一個(gè)這樣的念頭，環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約不是單純的環(huán)保專(zhuān)家或能源專(zhuān)家能解決的問(wèn)題，是冶金專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在工藝開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程就必須考慮到，工藝設(shè)計(jì)者是工藝的源頭、建造師，環(huán)保專(zhuān)家和能源專(zhuān)家是在建造師的配合下才能把環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約措施無(wú)縫地對(duì)接起來(lái)。因此，教學(xué)內(nèi)容上的改革設(shè)置必須將工藝與節(jié)能、環(huán)保、資源綜合利用等一系列知識(shí)點(diǎn)串連上。
冶金工藝過(guò)程是一些物理化學(xué)方面的反應(yīng)原理或機(jī)理，對(duì)于這些理論知識(shí)點(diǎn)的介紹，學(xué)生聽(tīng)講過(guò)程很容易覺(jué)得枯燥，故教學(xué)手段的多樣化是非常必要的。在講授每一種金屬概述內(nèi)容時(shí)，我們要把該類(lèi)金屬實(shí)際用途和應(yīng)用領(lǐng)域方面講好，尤其講與我們周邊環(huán)境密切聯(lián)系的例子，起好引子的頭才能獲得引人入勝的效果，這樣學(xué)生會(huì)迫不及待地想來(lái)反問(wèn)老師這種金屬是如何分離提取的，如何去操作。通過(guò)這種拋磚引玉式的教學(xué)手段，吸引學(xué)生主動(dòng)想去獲取知識(shí)的念頭，起到事半功倍的效果。講授中還可以穿插更多的知識(shí)來(lái)吸引學(xué)生的注意力，如有色金屬本身價(jià)格高，資源價(jià)值大，金屬的市場(chǎng)行情、行業(yè)狀況、技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平等穿去。因?yàn)楹芏鄬W(xué)生們都懷抱有早日實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)獨(dú)立的理想，老師能補(bǔ)充技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中就能夠切身感受到未來(lái)所從事工作的價(jià)值和重要性。能夠把這樣的知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，主講老師的備課功夫就不能膚淺，時(shí)常多了解行業(yè)動(dòng)態(tài)信息，與企業(yè)建立較好地合作關(guān)系都是必不可少的。
課堂案例分析是一種常用的教學(xué)手段，在講授工藝知識(shí)的時(shí)候，也可以聯(lián)系很多與行業(yè)相關(guān)的熱點(diǎn)新聞和事件，例如血鉛事件、水稻鎘污染等，雖然是污染事件，但在課堂上用反舉例來(lái)啟示學(xué)生，以后作為從事這行的專(zhuān)業(yè)人才，冶金工藝還需更進(jìn)一步的改進(jìn)，少發(fā)生直至杜絕發(fā)生這樣的污染事件，引起學(xué)生追求技術(shù)進(jìn)步的求知欲望，以及從事專(zhuān)業(yè)工作的社會(huì)責(zé)任感。學(xué)生有求知欲望的時(shí)候，教師順勢(shì)可以提供一些參考書(shū)籍、文章給學(xué)生, 讓他們進(jìn)行課外閱讀, 并要求提交讀書(shū)報(bào)告, 這種作法比單純布置具體的作業(yè)題目更能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性, 更好地吸取知識(shí)，使學(xué)生成為教學(xué)主體。
2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)置不僅可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，還能培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、觀察能力、分析和歸納推理能力，從而提高學(xué)生的綜合能力。綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)可以有效地激發(fā)學(xué)生的參與興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
針對(duì)濕法冶金工藝來(lái)說(shuō)，設(shè)置一個(gè)黃鉀鐵礬除鐵實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)具有很重要的代表性，因?yàn)橛猩苯鹛崛∵^(guò)程中，提取過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是主元素不斷與其它雜質(zhì)元素分離的步驟。鐵元素是所有有色金屬礦物中最普遍存在的元素，因而分離鐵是大多有色金屬提取過(guò)程中不可繞過(guò)的環(huán)節(jié)，火法冶金采用添加輔料除鐵造渣過(guò)程，濕法冶金中用得最成熟的除鐵工藝是生成黃鉀鐵礬除鐵方法；該實(shí)驗(yàn)還具有一定綜合性，可以與冶金化學(xué)分析緊密聯(lián)系在一起。通過(guò)常規(guī)定量滴定法分析測(cè)試法，可以測(cè)定出除鐵前鐵元素的量和除鐵后殘留鐵含量等考察因素，都要求學(xué)生自己動(dòng)手來(lái)進(jìn)行操作。這樣相對(duì)綜合性的課程實(shí)驗(yàn)，既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，又增加了學(xué)生對(duì)課程理論知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)設(shè)置上的改革，激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)的興趣，反過(guò)來(lái)調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)求知的積極性。
2.3 考核方式改革
《有色金屬冶金學(xué)》是一門(mén)考試課程, 傳統(tǒng)作法都是進(jìn)行閉卷考試。這種方法有一定的缺陷, 容易造成學(xué)生死記硬背, 一旦考試完后就將內(nèi)容還給了老師, 甚至有小部分學(xué)生平時(shí)上課不聽(tīng)課, 不做筆記, 考試前將別人的筆記進(jìn)行復(fù)印, 然后背熟, 照樣得高分。專(zhuān)業(yè)知識(shí)是為了提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，將閉卷考試改為開(kāi)卷考試，考題以綜合應(yīng)用型題為主，試題以論述題的模式設(shè)置，例如某類(lèi)礦石中含有一定量的各類(lèi)有價(jià)金屬元素，試用所學(xué)過(guò)的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)提取分離有價(jià)金屬元素的工藝流程，并對(duì)設(shè)計(jì)的流程步驟分別說(shuō)明之。這種試題沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，完全是一種主觀性發(fā)揮的答卷方式，通過(guò)如此方式的改革，能夠鍛煉學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用。這種考核方式運(yùn)用后, 同學(xué)們普遍反映如下: 他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了提高；所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)得到了綜合的應(yīng)用，不再是以前死記硬背的知識(shí)點(diǎn)，考完就忘記；對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)的理解力得到了提高，專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握后信心也得到很好地提升。
3 設(shè)想和建議
3.1 實(shí)驗(yàn)課的加強(qiáng)
《有色金屬冶金學(xué)》理論課課時(shí)占用較多，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)少, 只有10個(gè)學(xué)時(shí), 加之以前實(shí)驗(yàn)設(shè)備少的限制, 學(xué)生一般只能作2～3個(gè)實(shí)驗(yàn), 這對(duì)于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際不利。現(xiàn)在學(xué)校對(duì)新辦專(zhuān)業(yè)支持力度較大，實(shí)驗(yàn)設(shè)備逐步在增多，因此可以適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)，另外，針對(duì)冶金工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，可以實(shí)施開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室, 學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和工作，甚至可以參與教師的科研項(xiàng)目研究, 充分挖掘和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造潛能，也可大大提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
3.2 教學(xué)方式不斷改進(jìn)
隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用，冶金過(guò)程仿真和三維動(dòng)畫(huà)模擬場(chǎng)景在教學(xué)過(guò)程的導(dǎo)入，學(xué)生對(duì)有色金屬冶金學(xué)知識(shí)的理解能夠更加直觀和形象，例如電解鋁工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的操作動(dòng)畫(huà)仿真，這些三維動(dòng)畫(huà)完全模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，包括對(duì)主要設(shè)備構(gòu)造、工藝步驟進(jìn)行詳細(xì)的分解，學(xué)生可以利用仿真軟件模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)操作進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)訓(xùn)后，可以在仿真軟件平臺(tái)上操作并進(jìn)行考核評(píng)比[2]。隨著仿真軟件技術(shù)不斷升級(jí)和推廣，各種金屬冶金過(guò)程的仿真軟件開(kāi)發(fā)齊全后，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提升非常有利，對(duì)學(xué)生理解理論知識(shí)、掌握工藝控制要點(diǎn)也是大有利處，包括部分課程實(shí)驗(yàn)、見(jiàn)識(shí)實(shí)習(xí)都可以用三維動(dòng)畫(huà)仿真軟件所替代。
總之, 教改手段都是為了把學(xué)生培養(yǎng)成為具有高素質(zhì)的人才，教師的任務(wù)除了傳授知識(shí), 還要更專(zhuān)注學(xué)生創(chuàng)新能力、運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)，只有這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生才能在充滿競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
參考文獻(xiàn)
［1］李明照.有色金屬冶金工藝[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2010:75-90.
關(guān)鍵詞：教材建設(shè)；冶金化工設(shè)備；特色
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ？搖文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）47-0098-03
冶金化工過(guò)程及設(shè)備或化工原理與有色冶金爐或冶金爐課程在傳統(tǒng)的有色冶金工程專(zhuān)業(yè)課程體系中，在國(guó)內(nèi)外均是有色冶金工程專(zhuān)業(yè)必修的兩門(mén)重要專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它們共同構(gòu)成了有色冶金專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的“兩大支柱”。兩門(mén)課自開(kāi)設(shè)以來(lái)，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)、了解和掌握有色冶金單元操作和熱工的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本方法，特別是在提高自身分析和解決有關(guān)各種有色冶金單元操作與熱工工程問(wèn)題能力（如強(qiáng)化生產(chǎn)，提高設(shè)備生產(chǎn)能力和效率，降低生產(chǎn)費(fèi)用，新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和科研、設(shè)計(jì)等方面的能力）方面發(fā)揮了重要作用，并為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
一、冶金化工設(shè)備課程建設(shè)現(xiàn)狀
隨著高等教育和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以往冶金化工過(guò)程及設(shè)備或化工原理與有色冶金爐或冶金爐課課程的設(shè)置逐漸暴露出以下缺陷：
1.兩門(mén)課具有共同的理論基礎(chǔ)，即動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞過(guò)程原理，這部分內(nèi)容在兩門(mén)課程中均有講授，由于兩門(mén)課獨(dú)立自成體系屬不同專(zhuān)業(yè)的領(lǐng)域，且分別由隸屬不同教研室不同專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的教師或同教研室不同專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的教師授課，內(nèi)容很難做到統(tǒng)一精選，造成同一內(nèi)容在兩門(mén)課中交叉重復(fù)，占用學(xué)時(shí)數(shù)較多，因而學(xué)生不能學(xué)深和學(xué)透。
2.部分內(nèi)容與課程設(shè)計(jì)和專(zhuān)業(yè)課相重復(fù)。
3.冶金反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)分強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)與反應(yīng)器的理論相脫離。與高等教育的改革和發(fā)展不相適應(yīng)。因此，國(guó)內(nèi)各高校本著理順課程體系，優(yōu)化課程設(shè)置[1、2]，減少不必要的重復(fù)以便增加新內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)和能力方面的教育的宗旨，先后將兩門(mén)課整合成了冶金設(shè)備或冶金化工設(shè)備一門(mén)課。
二、冶金化工設(shè)備課程教材建設(shè)的必要性
課程整合后，新的課程體系和課程內(nèi)容若采用原兩本舊教材進(jìn)行教學(xué)，則存在以下幾個(gè)重大缺陷[3]：（1）新的課程體系和課程內(nèi)容若采用原兩本舊教材進(jìn)行教學(xué)，存在相同內(nèi)容上篇幅的浪費(fèi)，即原兩本教材有相當(dāng)一部分內(nèi)容屬相同或?qū)偻A(chǔ)不同對(duì)象或?qū)偻瑢?duì)象不同內(nèi)容深度的內(nèi)容，因此存在篇幅上的較大浪費(fèi)；（2）對(duì)同類(lèi)問(wèn)題的敘述方法，著重的對(duì)象和同一物理量所用符號(hào)不一樣，給教學(xué)帶來(lái)了一定的混亂；（3）由于原兩門(mén)課的教材各自成獨(dú)立體系屬不同專(zhuān)業(yè)的領(lǐng)域，由兩位不同專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的教師采用兩套教材授課很難做到內(nèi)容統(tǒng)一精選，完全避免內(nèi)容的交叉重復(fù)；（4）部分內(nèi)容陳舊已不能適應(yīng)教育發(fā)展的要求，需更新、補(bǔ)充和加強(qiáng)；（5）缺少工程技術(shù)人員必須具備的工業(yè)設(shè)備防腐知識(shí)和防腐材料及選擇的內(nèi)容。為了滿足課程整合后教學(xué)上的需要，填補(bǔ)整合后課程在教材上的空白，冶金化工設(shè)備課程教材的建設(shè)勢(shì)在必行。
三、冶金化工設(shè)備課程教材建設(shè)的具體措施
教材是教學(xué)活動(dòng)的依據(jù)，是教育思想和課程內(nèi)容設(shè)置和體系的具體體現(xiàn)[4、5]。由于新的課程體系中課程的內(nèi)容和體系有了較大的變化，傳統(tǒng)課程體系下課程的教材已不再適應(yīng)，因此，必須有一本與新課程體系內(nèi)容相適應(yīng)新的好的教材與課程相配套[6]。一個(gè)好的課程的改革與整合，如果缺少一本好的相應(yīng)配套教材就不能說(shuō)是一項(xiàng)好的成功的課程的改革與整合。因此，課程成功整合的關(guān)鍵在于與之配套的新教材的建設(shè)[7]。
針對(duì)原兩門(mén)課教材存在的缺陷和新的課程體系教學(xué)大綱對(duì)整合后的課程內(nèi)容提出的要求，本著寬專(zhuān)業(yè)厚基礎(chǔ)，突出工程計(jì)算、工程應(yīng)用和設(shè)備選型，剔除陳舊內(nèi)容，反映新成就，提高學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題能力和精減學(xué)時(shí)數(shù)與避免重復(fù)的宗旨[8]，我們進(jìn)行了冶金化工設(shè)備課程教材的建設(shè)。建設(shè)的目標(biāo)是將原《冶金化工過(guò)程及設(shè)備》或《化工原理》與《有色冶金爐》或《冶金爐》兩本教材融合與整合成一本既能滿足有色冶金專(zhuān)業(yè)冶金化工設(shè)備課程教學(xué)需要和要求，又能適合其他專(zhuān)業(yè)化工原理課程教學(xué)要求的優(yōu)秀教材。為此，我們?cè)诮滩牡慕ㄔO(shè)過(guò)程中采取了以下方法[9]：（1）對(duì)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合。首先我們將原兩門(mén)課程教材的內(nèi)容按教學(xué)大綱重新進(jìn)行了優(yōu)化組合，將與其他課程結(jié)合更緊密的內(nèi)容從原教材中分離出來(lái)放至更適合的課程去講授，例如將換熱器設(shè)計(jì)、爐子的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)等內(nèi)容放到了課程設(shè)計(jì)中，這樣不但理順了內(nèi)容體系，優(yōu)化了課程內(nèi)容組合，還使教材內(nèi)容重點(diǎn)更加突出，更有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。（2）對(duì)內(nèi)容增、減并舉。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和教育對(duì)人才培養(yǎng)提出新的要求，傳統(tǒng)課程體系下課程設(shè)置的部分內(nèi)容已陳舊過(guò)時(shí)，我們對(duì)此進(jìn)行了刪除和更新，對(duì)涉及較少和超出教學(xué)大綱的內(nèi)容也進(jìn)行了刪除。另外我們?cè)黾恿艘恍┠軌蚍从承碌目茖W(xué)技術(shù)發(fā)展成果和能適應(yīng)人才培養(yǎng)新要求的內(nèi)容；增加了一些與生產(chǎn)實(shí)際緊密相連的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。增加的內(nèi)容突出了一個(gè)新字和工程應(yīng)用以及能力的培養(yǎng)。（3）對(duì)優(yōu)化、增減后的內(nèi)容進(jìn)行合同存異。我們對(duì)經(jīng)過(guò)優(yōu)化組合和增減后的內(nèi)容最后進(jìn)行了合同存異。所謂合同存異就是把原來(lái)兩門(mén)課程教材中重復(fù)的內(nèi)容或理論基礎(chǔ)相同而研究對(duì)象不同或理論深度不同的內(nèi)容整合在一起；保留原兩門(mén)課程教材中不同的內(nèi)容和相同內(nèi)容中的不同部分，并把它們有機(jī)的結(jié)合在一起。在教材內(nèi)容設(shè)置上做到了最大限度的避免重復(fù)。（4）保留和增加與其他專(zhuān)業(yè)化工原理課程要求相同的內(nèi)容。
由于在新教材的建設(shè)上我們采取了以上方法，因而使建設(shè)成的教材，其包含的內(nèi)容雖多但不龐大，雖雜但不亂，這就為課程的成功整合提供了有力的保障。
四、冶金化工設(shè)備課程教材建設(shè)的成效
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力，教材初步建設(shè)成后經(jīng)試用和重新修改并命名為化工過(guò)程及設(shè)備，后于2003年初由冶金工業(yè)出版社正式出版發(fā)行。其具有以下特色：
1.打破了原兩教材各自的體系，構(gòu)筑了一個(gè)新的教材體系。原兩教材獨(dú)立自成體系，新建設(shè)的教材打破了原教材的體系，對(duì)教材內(nèi)容重新進(jìn)行了優(yōu)化組合、更新和補(bǔ)充，理順了原各教材內(nèi)容之間的關(guān)系，組成了新教材自身的新體系。
2.統(tǒng)一了原屬不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的兩教材的相關(guān)內(nèi)容。在新建設(shè)的教材中對(duì)原兩教材中相同的內(nèi)容進(jìn)行了統(tǒng)一整合，并對(duì)同一概念的表述和同一物理量所用符號(hào)進(jìn)行了統(tǒng)一，使新建設(shè)的教材的內(nèi)容更加緊湊，結(jié)構(gòu)更加合理，條理性和系統(tǒng)性更強(qiáng)。
3.突出了工程計(jì)算、設(shè)備選型和知識(shí)的工程應(yīng)用的主線。教材中所有內(nèi)容都是圍繞這一主線展開(kāi)的。為此，我們?cè)诮滩闹性黾恿酥R(shí)在工程上實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)容，補(bǔ)充了一些對(duì)工程設(shè)計(jì)計(jì)算有用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使理論和實(shí)際，一般與個(gè)別更好地結(jié)合在一起，拉近了學(xué)生和實(shí)際工作的距離。
4.剔除了陳舊和實(shí)際中涉及較少和超出教學(xué)大綱的內(nèi)容，補(bǔ)充了新內(nèi)容，恰當(dāng)?shù)胤从沉吮緦W(xué)科的一些新成果。如將原教材中介紹舊型號(hào)泵的內(nèi)容更新成了介紹新型號(hào)泵的內(nèi)容，刪除了射流的內(nèi)容；又如編入了湍流下不用試差法求λ的最新簡(jiǎn)單計(jì)算式和用氣體輻射網(wǎng)絡(luò)單元法推導(dǎo)火焰爐內(nèi)輻射傳熱的公式的內(nèi)容等。
5.教材內(nèi)容的安排更加注重實(shí)際效果和更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。新教材將原有的換熱器的工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容和冶金爐的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容放在了課程設(shè)計(jì)的教材中進(jìn)行講授，把塔設(shè)備結(jié)構(gòu)內(nèi)容放在了形象直觀的電化教學(xué)的教材中講授。這就增強(qiáng)了課程的條理性和系統(tǒng)性，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。
6.教材中涉及的物理量名稱、單位、設(shè)備型號(hào)等采用了新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。為了走向世界，我國(guó)在加入世貿(mào)組織后對(duì)原有的一些不適應(yīng)新形勢(shì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新。由于原兩教材是在我國(guó)加入世界貿(mào)易組織之前編寫(xiě)的，其中所涉及到的一些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已過(guò)時(shí)，已有新的替代標(biāo)準(zhǔn)，新教材采用了新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
7.在保證不降低原有的質(zhì)量和要求下，新教材篇幅和教學(xué)時(shí)數(shù)有較大的減少。原兩教材字?jǐn)?shù)合計(jì)有一百來(lái)萬(wàn)，新教材內(nèi)容敘述簡(jiǎn)潔明了、準(zhǔn)確，字?jǐn)?shù)只有六十來(lái)萬(wàn)，篇幅減少了三分之一多，教學(xué)時(shí)數(shù)由原來(lái)兩門(mén)課的110學(xué)時(shí)減少到整合后的78學(xué)時(shí)。
8.拓寬了教材的使用面。教材在編寫(xiě)內(nèi)容時(shí)考慮了相近專(zhuān)業(yè)的要求，使相近專(zhuān)業(yè)能各取所需。因此，新教材不僅適用于冶金工程的教學(xué)需要，也可作為其他相近專(zhuān)業(yè)（如化工、環(huán)境、無(wú)機(jī)材料等專(zhuān)業(yè)）相關(guān)課程的參考教材。
9.填補(bǔ)了課程整合后在教材上的空白。教材先后獲得了校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)、省第一屆普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)和中國(guó)冶金教育學(xué)會(huì)冶金優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，并被列為國(guó)家“十一五”規(guī)劃國(guó)家級(jí)再版教材。再版后的教材更名為有色冶金化工過(guò)程原理及設(shè)備，并獲得江西省第四屆普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。
五、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)多年教學(xué)實(shí)踐證明冶金化工設(shè)備課程教材的建設(shè)是成功而有效的。
實(shí)踐表明，通過(guò)教材的建設(shè)，理順了課程體系和課程的內(nèi)容；優(yōu)化了課程和課程內(nèi)容的設(shè)置；避免了教材中和教學(xué)上內(nèi)容的重復(fù)；減少了教學(xué)時(shí)數(shù)；構(gòu)筑了內(nèi)容更加緊湊，結(jié)構(gòu)更加合理，條理性、系統(tǒng)性和通用性更加強(qiáng)的新的課程教材體系；提高了教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)通過(guò)教材的建設(shè)，還達(dá)到了我校多專(zhuān)業(yè)相近課程教材統(tǒng)一的目的（新教材不僅可作為冶金工程專(zhuān)業(yè)原兩門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課冶金化工程及設(shè)備與有色冶金爐整合成冶金化工設(shè)備課程后的課程教材，也可作為我校其他相近專(zhuān)業(yè)化工原理課程的教材）。由于具備了這些特性，該教材自建設(shè)成以來(lái)先后被我校冶金、稀土、化工、無(wú)機(jī)材料、環(huán)境和生物工程專(zhuān)業(yè)的本科生的教學(xué)所采用，同時(shí)也被國(guó)內(nèi)其他一些學(xué)校作為學(xué)生或教師教學(xué)用書(shū)使用，被中國(guó)科學(xué)院鹽湖研究所和貴陽(yáng)鎂鋁設(shè)計(jì)院等科研、設(shè)計(jì)院所的科研設(shè)計(jì)人員等所采用或引用。
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關(guān)鍵詞： 虛擬實(shí)習(xí) 鋼鐵生產(chǎn) 工科學(xué)生 鋼鐵企業(yè)
一、鋼鐵制造行業(yè)實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀與困境
實(shí)習(xí)是工科院校實(shí)踐教學(xué)的主要環(huán)節(jié)之一，學(xué)生通過(guò)該教學(xué)環(huán)節(jié)，了解實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，并增強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)組織及其管理等的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到擴(kuò)大知識(shí)面、增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)、有效提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程能力的目的[1]。如此重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，現(xiàn)實(shí)中普遍遭遇到的困難是，全國(guó)鋼鐵行業(yè)高校數(shù)千工科學(xué)生暑假期間集中去鋼企實(shí)習(xí)，企業(yè)作為以生產(chǎn)為主要職責(zé)的單位，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的指導(dǎo)實(shí)習(xí)的人員，同時(shí)出于經(jīng)濟(jì)和安全的考慮，只能最大限度地安排學(xué)生很短時(shí)間的實(shí)習(xí)，而且多以參觀為主。例如采礦工程專(zhuān)業(yè)、冶金工程專(zhuān)業(yè)、材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在大二及大三年級(jí)小學(xué)期需要分別開(kāi)展為期三周和五周的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，而實(shí)際在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間只有短短幾天，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)需要了解的工序和技術(shù)做深入的學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐。
還需要考慮的是，由于學(xué)校很多實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師本身對(duì)于企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況不熟悉，而擁有企業(yè)科研合作經(jīng)歷和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的教師工作都忙于科研無(wú)法帶實(shí)習(xí)，導(dǎo)致在大批學(xué)生集中去企業(yè)實(shí)習(xí)的過(guò)程中，無(wú)法有效在現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)指導(dǎo)，錯(cuò)過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)教育學(xué)生進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)提高的機(jī)會(huì)。而在校內(nèi)集中開(kāi)展學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，則可以最大限度地安排有經(jīng)驗(yàn)的教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。但校內(nèi)目前的教學(xué)實(shí)踐基地都落后于生產(chǎn)實(shí)際，且難以進(jìn)行提高和改善。
同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)不再是以人工現(xiàn)場(chǎng)操作為主，而轉(zhuǎn)變?yōu)橼呌谧詣?dòng)化、連續(xù)化和集成化，操作人員在中央控制室可通過(guò)電子計(jì)算機(jī)控制設(shè)備的運(yùn)行及生產(chǎn)。為了保證正常生產(chǎn)，學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中不可能有機(jī)會(huì)直接操作，只能在一旁看和聽(tīng)，其主動(dòng)性和創(chuàng)造性難以發(fā)揮，實(shí)習(xí)效果就較差。所以，有必要探索新的實(shí)習(xí)教學(xué)途徑，而虛擬實(shí)習(xí)可以較好地解決此問(wèn)題[2]。
二、鋼鐵生產(chǎn)全流程虛擬實(shí)習(xí)的設(shè)想
所謂虛擬實(shí)習(xí)，就是應(yīng)用仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的模擬實(shí)習(xí)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的高速發(fā)展，為模擬仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。過(guò)程控制系統(tǒng)仿真技術(shù)是一門(mén)基于過(guò)程控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)控制模擬數(shù)學(xué)模型，并在計(jì)算機(jī)仿真器上進(jìn)行試驗(yàn)、操縱、訓(xùn)練或研究的綜合性高新技術(shù)[3-4]。要實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)流程的虛擬實(shí)習(xí)，首先要考慮的是相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐特點(diǎn)，并通過(guò)虛擬實(shí)習(xí)平臺(tái)的建設(shè)滿足實(shí)踐要求和提高教學(xué)質(zhì)量。
1.鋼鐵生產(chǎn)各相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)
采礦專(zhuān)業(yè)在課程教學(xué)中盡管已經(jīng)采用多種教學(xué)手段，但是依然難以達(dá)到很好的效果。首先是礦井認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，近年來(lái)，由于煤礦安全形勢(shì)嚴(yán)峻，實(shí)習(xí)安排困難，很多礦區(qū)不愿意接收實(shí)習(xí)。況且，井下實(shí)習(xí)僅能看到局部情況，學(xué)生下井后也往往由于新奇或者恐懼，只顧低頭朝前走，一次井下實(shí)習(xí)不可能完全符合課程實(shí)習(xí)的要求[5]。
冶金工程專(zhuān)業(yè)及材料成型與控制專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)，但限于各個(gè)高等工科院校的客觀條件和社會(huì)環(huán)境，實(shí)踐教學(xué)效果難以保證，尤其是實(shí)習(xí)教學(xué)。專(zhuān)業(yè)課程中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力的極好手段和平臺(tái)，但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等方面的不足，學(xué)生只能以觀摩實(shí)驗(yàn)為主，不利于學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用，大大削弱學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力及設(shè)備操作與維護(hù)能力的培養(yǎng)[6]。現(xiàn)在很多工科高校都在探索在校內(nèi)的教學(xué)環(huán)節(jié)中增加與教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的競(jìng)賽和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，例如北京科技大學(xué)已經(jīng)開(kāi)展了每年一度的模擬煉鋼大賽及材料成型車(chē)間設(shè)計(jì)課程等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，很好地加強(qiáng)了教學(xué)實(shí)踐。
2.鋼鐵生產(chǎn)全流程的特點(diǎn)
鋼鐵生產(chǎn)是一個(gè)大流程，包含采礦、煉鐵、煉鋼、冷軋、熱軋等生產(chǎn)工序。學(xué)生擁有并提高鋼鐵生產(chǎn)全流程的概念對(duì)于其在畢業(yè)后真正進(jìn)行生產(chǎn)和研究具有重要的作用。但普通的實(shí)習(xí)只能使學(xué)生局限在一個(gè)廠或工序上，很難有全局的概念。同時(shí)，鋼鐵生產(chǎn)的安全性和規(guī)模性，使學(xué)生較少有機(jī)會(huì)全盤(pán)了解從鐵礦石開(kāi)采到零部件制造完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)采礦、冶金工程、材料成型及控制和機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生同時(shí)在一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上互相合作開(kāi)展鋼鐵生產(chǎn)活動(dòng)，在虛擬的生產(chǎn)過(guò)程中了解生產(chǎn)流程上游專(zhuān)業(yè)和下游專(zhuān)業(yè)的相關(guān)知識(shí)，是普通實(shí)習(xí)所無(wú)法想象的。因此，將虛擬仿真的技術(shù)應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)全流程的實(shí)踐教學(xué)上具有重要意義。
三、鋼鐵生產(chǎn)虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)
鋼鐵生產(chǎn)全流程虛擬仿真實(shí)踐基地是一種新型的實(shí)踐模式，目前國(guó)內(nèi)一些高職院校有類(lèi)似的實(shí)踐課程，但是僅限于某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)如高爐、LF精煉等的實(shí)操訓(xùn)練，沒(méi)有全流程的綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。另外，這些院校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備只用于對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作的訓(xùn)練，沒(méi)有開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和研究的平臺(tái)。在大學(xué)中建設(shè)鋼鐵生產(chǎn)流程虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地是集教學(xué)實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)、設(shè)計(jì)仿真為一體的一套教學(xué)系統(tǒng)，是北京科技大學(xué)在工程實(shí)踐教育方面的一次創(chuàng)新。
北京科技大學(xué)為了實(shí)現(xiàn)在校工科學(xué)生的虛擬實(shí)習(xí)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，從2013年底開(kāi)始建設(shè)一個(gè)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)全流程虛擬仿真系統(tǒng)平臺(tái)，以整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程為仿真對(duì)象，依據(jù)生產(chǎn)過(guò)程內(nèi)在的規(guī)律，改進(jìn)的熱力、動(dòng)力學(xué)模型、工藝模型及經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷龋撹F生產(chǎn)流程的軟件虛擬系統(tǒng)和硬件操控系統(tǒng)，全方位地展示整個(gè)生產(chǎn)場(chǎng)景與生產(chǎn)過(guò)程，形成一個(gè)完整的采礦煉鐵煉鋼軋鋼生產(chǎn)過(guò)程的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
每個(gè)生產(chǎn)流程由虛擬界面、監(jiān)控界面和操作終端組成，采用3D動(dòng)畫(huà)技術(shù)制作工藝流程設(shè)備和場(chǎng)景的虛擬界面，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作全工藝流程的自動(dòng)化二級(jí)監(jiān)控界面，操作終端仿真生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的操作臺(tái)按照1：1的比例如實(shí)設(shè)計(jì)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景、監(jiān)控界面和設(shè)備的互動(dòng)。
硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的計(jì)算機(jī)集成環(huán)境，由若干臺(tái)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的計(jì)算機(jī)分別模擬各個(gè)生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)，每個(gè)生產(chǎn)流程都由虛擬被控場(chǎng)景、仿真監(jiān)控界面和真實(shí)操控系統(tǒng)組成，通過(guò)Ethernet局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換整體協(xié)調(diào)，共同模擬整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程。
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用模塊化，功能改變只需替換模塊化軟件即可完成，新工藝、新設(shè)備實(shí)訓(xùn)環(huán)境更新只需通過(guò)更新軟件即可完成。在過(guò)程仿真中，按照生產(chǎn)流程分為八個(gè)模塊，每個(gè)模塊用來(lái)模擬一個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)工序，如煉鋼、連鑄等。過(guò)程仿真的各模塊大多具有相似的軟件結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)生產(chǎn)過(guò)程的仿真。
四、結(jié)語(yǔ)
虛擬技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)今高等教育的必然趨勢(shì)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給學(xué)生創(chuàng)造一種身臨其境的感覺(jué)，很好地解決當(dāng)前課堂和實(shí)踐教學(xué)中遇到的問(wèn)題，是提高教學(xué)質(zhì)量的一種有效途徑[5]。鋼鐵生產(chǎn)虛擬仿真平臺(tái)在建成后擁有較強(qiáng)的研究性教學(xué)的訓(xùn)練功能，可對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，分析計(jì)劃生產(chǎn)的極限，研究調(diào)度算法；可驗(yàn)證生產(chǎn)過(guò)程中的物料、時(shí)間平衡，可預(yù)測(cè)產(chǎn)能情況，可用于配合實(shí)現(xiàn)流程工業(yè)演練和預(yù)測(cè)；可支持相關(guān)信息系統(tǒng)的調(diào)試；可安全、經(jīng)濟(jì)地對(duì)現(xiàn)實(shí)鋼鐵廠進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、考察，如驗(yàn)證工藝方案合理性、驗(yàn)證設(shè)備負(fù)荷能力和設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力、新鋼種的工藝參數(shù)設(shè)定等，增強(qiáng)冶金行業(yè)的制造執(zhí)行能力。在對(duì)在校工科大學(xué)生開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐工作的同時(shí)，還適合于鋼鐵冶煉企業(yè)員工的崗位培訓(xùn)，可使員工在極短的時(shí)間內(nèi)就適應(yīng)真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)崗位操作，縮短企業(yè)的員工培訓(xùn)周期，極大地節(jié)約培訓(xùn)投入資金。當(dāng)然，鋼鐵生產(chǎn)虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)費(fèi)用的投入在千萬(wàn)以上，需要學(xué)校的大力支持。對(duì)工科大學(xué)來(lái)講，作為一個(gè)“功在當(dāng)代，利在千秋”的平臺(tái)建設(shè)，需要針對(duì)自己優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐需求，充分考慮虛擬實(shí)習(xí)能給學(xué)校人才培養(yǎng)帶來(lái)的強(qiáng)大支持和動(dòng)力，謹(jǐn)慎思考，果斷投入。
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《鋼鐵冶金概論》選修課存在學(xué)生專(zhuān)業(yè)差別大，授課方法單一，教學(xué)偏重理論，學(xué)生不重視該課程，學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，考核方法簡(jiǎn)單等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，在教學(xué)方法上，采用網(wǎng)絡(luò)模擬鋼鐵冶煉平臺(tái)教學(xué)、體驗(yàn)或研討式教學(xué)、精講趣味式啟發(fā)教學(xué)、題庫(kù)式教學(xué)與考核方式改革。結(jié)果表明這些方法可以極大的活躍課堂的氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，明顯改善了教學(xué)效率低下的現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞：
教學(xué)改革；選修課；鋼鐵冶金概論；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法
《鋼鐵冶金概論》是一門(mén)既具有理論性又兼有很強(qiáng)的實(shí)踐性的基礎(chǔ)課。本課程以鋼鐵冶金工藝流程及與鋼鐵冶煉相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)為主線，系統(tǒng)介紹采礦、選礦、鋼鐵生產(chǎn)用耐火材料、鐵礦粉造塊、焦化、高爐煉鐵、鐵水預(yù)處理、煉鋼、爐外精煉、連鑄、軋鋼等基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)，給非冶金工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行鋼鐵冶金及相關(guān)知識(shí)的普及教育，使從事與冶金工作有關(guān)的非冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程有一個(gè)全面的了解，拓寬其知識(shí)面，使學(xué)生掌握將來(lái)從事與冶金相關(guān)的工作必須具備的冶金專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
一、教學(xué)改革的背景
（一）非冶金類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《鋼鐵冶金概論》的重要性
由于高校之間競(jìng)爭(zhēng)激烈，加上科技發(fā)展的日新月異，我國(guó)高校也不斷朝著規(guī)模型與綜合型的方向發(fā)展[1,2]。同時(shí)，社會(huì)對(duì)畢業(yè)生的要求也向“多面手”型人才轉(zhuǎn)變。高校畢業(yè)生若有良好的綜合素質(zhì)、較好的知識(shí)寬度與深度，則更受社會(huì)企業(yè)單位的青睞。高校選修課恰好在拓展學(xué)生知識(shí)面、挖掘?qū)W生潛在能力、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)方面有著很重要的作用。因此，國(guó)內(nèi)高校也不斷進(jìn)行教育改革，開(kāi)展跨學(xué)科教育。例如，傳統(tǒng)以冶金為特色的綜合性院校，面對(duì)非冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生，開(kāi)展《鋼鐵冶金概論》課程。我校面對(duì)全校非冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)《鋼鐵冶金概論》，一是提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，拓展知識(shí)面并開(kāi)闊視野，使他們對(duì)冶金生產(chǎn)過(guò)程、國(guó)內(nèi)外鋼鐵形勢(shì)等有一個(gè)初步的了解；二是我校傳統(tǒng)冶金類(lèi)院校，每年有大量鋼鐵企業(yè)來(lái)招聘，許多非冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生會(huì)去鋼鐵企業(yè)工作，學(xué)習(xí)冶金概論可以使學(xué)生對(duì)冶金工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)和基本概貌、冶金工業(yè)部門(mén)之間及冶金工業(yè)與其他工業(yè)部門(mén)之間的聯(lián)系有一個(gè)基本的了解，了解自己本專(zhuān)業(yè)和冶金行業(yè)的聯(lián)系；三是學(xué)習(xí)這門(mén)課，更好地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際問(wèn)題解決能力與綜合思維能力，在就業(yè)形勢(shì)日益嚴(yán)峻的今天，提高學(xué)生在社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，冶金概論課程教學(xué)對(duì)我校為冶金行業(yè)培養(yǎng)開(kāi)放式人才、對(duì)學(xué)生發(fā)展都有著重要意義。
（二）傳統(tǒng)《鋼鐵冶金概論》教學(xué)中存在的問(wèn)題
以武漢科技大學(xué)為例,我校屬于理工科為主的高校，但辦學(xué)模式趨于綜合性大學(xué)學(xué)科體系。在教育改革中，高校加強(qiáng)跨學(xué)科教育，本科生的教育課程也是各個(gè)學(xué)院相互交叉，我校作為冶金類(lèi)的傳統(tǒng)高校，全校非冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生均設(shè)有20課時(shí)的《鋼鐵冶金概論》課程。然而，在《鋼鐵冶金概論》公選課上，仍然存在不少問(wèn)題。（1）學(xué)生不重視該課程，學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。學(xué)生對(duì)冶金概論不感興趣，選課具有盲目性與功利性[3]，多數(shù)學(xué)生為了學(xué)分而選課，課堂上出現(xiàn)上課率低、參與率低、抬頭率低等“三低”現(xiàn)象。（2）上課學(xué)生專(zhuān)業(yè)差別大，由于非冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)該課程認(rèn)識(shí)不足，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)又薄弱，授課內(nèi)容及深度難以把握。（3）授課方法趨于單一的灌輸式教育。PPT上多以原理介紹、工藝流程、化學(xué)反應(yīng)等，填鴨式教育不被學(xué)生接受。（4）教師采用統(tǒng)一式概論，偏重理論知識(shí)的講授，內(nèi)容枯燥，學(xué)生缺乏興趣。（5）考核方式簡(jiǎn)單化。考核均是一紙化開(kāi)卷定成績(jī)，學(xué)生無(wú)壓力。
二、《鋼鐵冶金概論》教學(xué)應(yīng)遵循的基本原則
（一）趣味性
心理學(xué)研究表明，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕逃虒W(xué)方式可以激發(fā)人的學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立思考能力[4]。《鋼鐵冶金概論》這門(mén)公選課需要在形式與內(nèi)容上做到新穎別致，才能引人入勝，激發(fā)學(xué)生興趣。在課程教學(xué)中，教師要以人為本，在了解學(xué)生的想法上，盡量使用形象化的教學(xué)語(yǔ)言，運(yùn)用多樣化教學(xué)方法，激起學(xué)生的興趣。因此，從第一節(jié)課開(kāi)始就要把學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣調(diào)動(dòng)起來(lái)。
（二）精簡(jiǎn)性
概論課程課時(shí)較短，而且學(xué)生專(zhuān)業(yè)差別大，概論課內(nèi)容不必詳細(xì)俱到，要“點(diǎn)到為止”，內(nèi)容要關(guān)注重點(diǎn)及熱點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)，有所選擇，有所側(cè)重。
（三）新穎性
“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，一個(gè)政黨永葆生機(jī)的源泉”[5]。因此，在《鋼鐵冶金概論》教學(xué)上，也不可僅關(guān)注課本的死信息，要時(shí)刻更新課件，把新鮮的資料與信息及時(shí)補(bǔ)到課件中。
（四）多樣性
《鋼鐵冶金概論》課程學(xué)時(shí)短，學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)深度認(rèn)識(shí)不夠，教學(xué)上也是主要讓學(xué)生達(dá)到初步認(rèn)識(shí)為主。因此，考核上不適合一卷式及嚴(yán)考專(zhuān)業(yè)難題。可適當(dāng)增加平時(shí)作業(yè)與開(kāi)展討論等，增加平時(shí)成績(jī)比例；卷面題目以考核學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)為主，難度不宜太大。
三、《鋼鐵冶金概論》課程教學(xué)的改革
（一）教學(xué)內(nèi)容的改革
對(duì)于非冶金專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，可分為二類(lèi)：第一類(lèi)是與冶金專(zhuān)業(yè)聯(lián)系緊密的相關(guān)工科專(zhuān)業(yè)，第二類(lèi)是其他工科類(lèi)與文科類(lèi)。前者在《鋼鐵冶金概論》學(xué)習(xí)上，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)講解深度要求要更高一些。學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課的主要目的還是熟悉冶金工業(yè)的概貌與總體發(fā)展形勢(shì)，認(rèn)知冶金生產(chǎn)的流程，了解冶金的節(jié)能、降成本與環(huán)保的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題等綜合思維能力。對(duì)第二類(lèi)學(xué)生，不要局限在傳統(tǒng)工藝與理論的詳細(xì)講解上，而是重在介紹生產(chǎn)歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)上，可以讓學(xué)生對(duì)生產(chǎn)工藝有一定的了解，緊密聯(lián)系學(xué)生專(zhuān)業(yè)，時(shí)事政治、日常生活，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；而對(duì)于第一類(lèi)學(xué)生，除此以外，可適當(dāng)增加基本理論和工藝原理的介紹。
（二）教學(xué)手段與方法的改革
1.多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
傳統(tǒng)的板書(shū)式教育，可以集中重點(diǎn)，控制教學(xué)速度，有它的優(yōu)勢(shì)，但也存在諸多問(wèn)題。現(xiàn)代的多媒體教學(xué)的介入，讓更多的知識(shí)可通過(guò)工程結(jié)構(gòu)圖、彩圖、三位圖及動(dòng)畫(huà)、視頻等方式展現(xiàn)出來(lái)，更加的豐富多彩。因此，通過(guò)多媒體網(wǎng)絡(luò)與板書(shū)相結(jié)合來(lái)展現(xiàn)更多的教學(xué)信息量與趣味性，豐富教學(xué)內(nèi)容，尤其是冶金知識(shí)的工藝流程較多，許多反應(yīng)均難以直接看到，通過(guò)流程圖、動(dòng)畫(huà)與視頻，可以直觀了解冶煉過(guò)程，加深學(xué)生印象。其次，發(fā)起網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式。近年在各冶金高校與企業(yè)之間流行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)煉鋼挑戰(zhàn)賽。此平臺(tái)是由國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)發(fā)起成立的，內(nèi)容涵蓋鋼鐵生產(chǎn)等各個(gè)方面。網(wǎng)絡(luò)煉鋼平臺(tái)利用生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)，展現(xiàn)了各種冶煉設(shè)備，介紹了冶金原理，核心為多個(gè)靈活的、涉及鋼鐵生產(chǎn)流程的游戲般的模擬。根據(jù)每一章內(nèi)容，可向?qū)W生一步步展示相關(guān)章節(jié)的冶煉模擬，讓學(xué)生更加直觀地了解設(shè)備與工藝，而且生動(dòng)有趣，可調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性；課后學(xué)生可自由在自己電腦上模擬操作，可挖掘?qū)W生潛力，提高學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)。
2.體驗(yàn)式與研討式教學(xué)
針對(duì)學(xué)生的“三低”現(xiàn)象，有針對(duì)性地采取體驗(yàn)式教學(xué)與研討式教學(xué)。體驗(yàn)式教學(xué)，是指在教學(xué)過(guò)程中，組織學(xué)生參觀教育基地，或是布置專(zhuān)題題目，讓學(xué)生查閱資料后制作PPT、開(kāi)展主題活動(dòng)等[6]。而研討式教學(xué)是教師通過(guò)設(shè)計(jì)一定的教學(xué)情景，讓學(xué)生觀看視頻或圖片，然后根據(jù)所觀內(nèi)容來(lái)進(jìn)行交流討論，最后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生獲得更深認(rèn)識(shí)[6]。這二種教學(xué)方式的最大好處是，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，并讓他們參與到其中，做到體驗(yàn)式與啟發(fā)式教學(xué)[7]。在進(jìn)行冶金概論的教學(xué)時(shí)，預(yù)先給定幾個(gè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的主題。比如，鋼鐵發(fā)展史、轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展過(guò)程、鋼鐵寒冬與企業(yè)重組，等等。提前告訴學(xué)生，讓大家去查閱并做好準(zhǔn)備，到時(shí)可以讓每個(gè)小班派出代表上臺(tái)講解自己的PPT，而其他同學(xué)抽取幾名來(lái)點(diǎn)評(píng)補(bǔ)充，教師在中間扮演組織者與總結(jié)者的角色，鼓勵(lì)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生大量搜集鋼鐵冶金資料與新聞，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，這部分也可以作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的考勤。還有就是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)煉鐵與煉鋼視頻播放后，讓學(xué)生來(lái)談他們的觀后感與看法，加強(qiáng)師生互動(dòng)，提高學(xué)生分辨能力，促使形成勤于思考的習(xí)慣，讓學(xué)生有較強(qiáng)的責(zé)任感與使命感，激發(fā)學(xué)生的探索熱情與創(chuàng)新潛力，提高教學(xué)效果。
3.精講啟發(fā)式趣味教學(xué)
《鋼鐵冶金概論》課程面對(duì)的學(xué)生專(zhuān)業(yè)差別大，統(tǒng)一的課件方法是不行的，我校是要求所有非冶金專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修此課程，建議修改此課程為選修，讓有興趣的學(xué)生，或是有意去鋼鐵企業(yè)相關(guān)行業(yè)就業(yè)的學(xué)生選修，顯得更加合理與人性化。而且，針對(duì)第一類(lèi)與冶金專(zhuān)業(yè)聯(lián)系緊密的工科學(xué)生，可仍保持20學(xué)時(shí)課程；而對(duì)第二類(lèi)與冶金專(zhuān)業(yè)聯(lián)系不太緊密工科或其他文科學(xué)生，可壓縮至10學(xué)時(shí)左右，只要求學(xué)生掌握最基本的冶金知識(shí)，降低學(xué)習(xí)難度，而且內(nèi)容也只要采用講座式的教育，不必詳細(xì)展開(kāi)具體工藝進(jìn)行講解，即做到所謂的精講。結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)，講解學(xué)生專(zhuān)業(yè)相關(guān)性的內(nèi)容。比如說(shuō)，針對(duì)金屬材料成型與控制專(zhuān)業(yè)學(xué)生，要細(xì)解鋼鐵是怎樣煉成的；而針對(duì)文法專(zhuān)業(yè)學(xué)生，可講解礦石進(jìn)口談判等類(lèi)似事件，增加學(xué)生的專(zhuān)業(yè)敏感度與興趣；而針對(duì)醫(yī)學(xué)院學(xué)生，可聯(lián)系我校醫(yī)學(xué)院早期是以職業(yè)病為出發(fā)點(diǎn)的發(fā)展歷程，講解鋼鐵相關(guān)的職業(yè)病，讓學(xué)生結(jié)合自己專(zhuān)業(yè)來(lái)學(xué)習(xí)概論課程；同時(shí)，采取各種討論模式與模擬冶煉計(jì)算機(jī)平臺(tái)的混合教學(xué)模式，增強(qiáng)趣味性。
4.題庫(kù)式教學(xué)與考核方式改革
在考核方式上，傳統(tǒng)的一紙化開(kāi)卷考試，學(xué)生成績(jī)均較好，但實(shí)際上掌握的并不牢靠，容易遺忘，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性也不高。建立一套多元化的題庫(kù)，試題類(lèi)型可包括填空、選擇、判斷、名詞解釋、繪圖、填表、問(wèn)答與分析等題型庫(kù)，把題庫(kù)向?qū)W生開(kāi)放，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)與做題，考試試題從中挑選，適當(dāng)做些改變，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與印象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。這樣可適當(dāng)降低考試難度，而考核上則采取閉卷考試的方式。同時(shí)，由單一的考試，改變?yōu)槠綍r(shí)考勤、課堂討論與發(fā)言、話題論文、作業(yè)及閉卷考試的綜合考核方法，這樣可避免學(xué)生的抄襲現(xiàn)象。通過(guò)這種嚴(yán)格考核方式，既可以保證考核的公平公正性，也可減少學(xué)生對(duì)該課程不重視的現(xiàn)象。
四、結(jié)束語(yǔ)
在遵循《鋼鐵冶金概論》教學(xué)改革的基本原則上，針對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行了相關(guān)的改革與實(shí)踐，結(jié)果表明這些方法可以極大地活躍課堂的氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生主動(dòng)去查閱資料，上臺(tái)演講，或者是分組討論，豐富了教學(xué)方法，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，大大改善“三低”現(xiàn)象。同時(shí)，學(xué)生對(duì)該教學(xué)改革持肯定態(tài)度，尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)模擬煉鋼表示了濃厚的興趣與較高的評(píng)價(jià)，做到了寓教于樂(lè)，有學(xué)生課后還自加練習(xí)，不懂課后還來(lái)提問(wèn)，甚至還主動(dòng)參加學(xué)校的年度全球煉鋼挑戰(zhàn)大賽比賽。這一切極大地鼓舞了我們教學(xué)改革的信心。《鋼鐵冶金概論》公選課教學(xué)方法及內(nèi)容的改進(jìn)，對(duì)該課程教學(xué)效果的提高有著至關(guān)重要的作用。它不但可以讓學(xué)生從中學(xué)到知識(shí)，并可培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的獨(dú)立性與主動(dòng)性。同時(shí)，考核方式的改變，也能讓學(xué)生更加重視選修課，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握更加牢靠。對(duì)于我校這門(mén)公選課，只有將該課程的教學(xué)與我校人才培養(yǎng)的目標(biāo)緊密結(jié)合，保證教學(xué)內(nèi)容的合適度與趣味性，采用合理的教學(xué)方法和考核方式，才能保證教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，也與我校開(kāi)設(shè)《鋼鐵冶金概論》公選課的背景相吻合，有利于培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的復(fù)合型高素質(zhì)人才。
作者：成日金 張華 周建安 何環(huán)宇 詹瑋婷 單位：武漢科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院冶金工程系
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞： 應(yīng)用型本科 專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課 教學(xué)改革
21世紀(jì)的高等教育面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇，人才的培養(yǎng)模式發(fā)生深刻變化，更加注意素質(zhì)教育，特別是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但“萬(wàn)丈高樓平地起”，要培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，離不開(kāi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的牢固掌握和熟練應(yīng)用。大學(xué)工科課程設(shè)置大體上可分為基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課三類(lèi)。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課是在學(xué)生掌握一定文化知識(shí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要，把有關(guān)知識(shí)向深度拓展，從而為學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課和從事專(zhuān)業(yè)工作提供理論和技術(shù)準(zhǔn)備。從專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的性質(zhì)看，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課大多理論性強(qiáng)、概念多、分析層次多。通過(guò)對(duì)企業(yè)對(duì)人才需求的調(diào)查表明：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、有創(chuàng)新思維的專(zhuān)業(yè)人才是企業(yè)渴求的。而具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)是實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的前提。
一、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)現(xiàn)狀
為加強(qiáng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)部分院校根據(jù)本科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課“四多一廣三性強(qiáng)”[1]的特點(diǎn)，提出“分層教學(xué)模式”。為加強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，麻省理工提出“本科生科研計(jì)劃”，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力，并加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)高校，如東北大學(xué)、重慶科技學(xué)院等，亦在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，緊密結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，特別對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提出“三四模式”，為加強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，有些高校提出“大類(lèi)化專(zhuān)業(yè)”概念，教學(xué)內(nèi)容模塊化。
二、應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位
應(yīng)用本科具有鮮明的技術(shù)應(yīng)用性特征。主要培養(yǎng)培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)一線需要的工程技術(shù)管理者和組織者。培養(yǎng)適應(yīng)專(zhuān)業(yè)行業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展需要，從事專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)管理、科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)等工作的高級(jí)應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才。根據(jù)上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，制訂相應(yīng)的培養(yǎng)計(jì)劃，要求學(xué)生能夠深入學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論與技術(shù)及有關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)研究、環(huán)境保護(hù)及資源綜合利用的基本理論和基本知識(shí)，受到現(xiàn)代工程師的基本訓(xùn)練（其中包括工藝制定、工程設(shè)計(jì)、測(cè)試技能和科學(xué)研究的基本訓(xùn)練），具有從事相關(guān)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織管理的潛能及相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)拓能力。
三、應(yīng)用型本科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)存在的主要問(wèn)題
依照1998年第一次全國(guó)普通高校提出教學(xué)改革的基本思路，各高校的部分專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的課時(shí)均有不同幅度的減少。依據(jù)人才學(xué)觀點(diǎn)，人的知識(shí)結(jié)構(gòu)是否合理，在應(yīng)用知識(shí)領(lǐng)域是否獲得成果，主要看他是否具有豐富的理論。目前，應(yīng)用型本科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)主要存在以下問(wèn)題。
1.專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之間學(xué)科知識(shí)滲透和遷移不夠。比如：冶金工程的主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程（包括物理化學(xué)、冶金原理、冶金傳輸原理、金屬學(xué)與熱處理）教學(xué)內(nèi)容大多照搬一般本科模式，教材選用研究型大學(xué)的，不能適應(yīng)現(xiàn)代冶金生產(chǎn)及應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的要求。
2.現(xiàn)在的應(yīng)用型教學(xué)，大多數(shù)學(xué)生在生產(chǎn)操作中，基本都知道該怎么操作，而不知道為什么這樣操作，給企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝成本優(yōu)化帶來(lái)不便。
3.忽略了當(dāng)代學(xué)生的一些心理特點(diǎn)。因此，對(duì)應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)，要想在國(guó)內(nèi)有一定競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)目前仍是亟待關(guān)注的問(wèn)題。
四、加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)理念的探討
本文針對(duì)當(dāng)前基礎(chǔ)課程教育存在的問(wèn)題，為企業(yè)培養(yǎng)合格人才，使企業(yè)在產(chǎn)品成本和創(chuàng)新之爭(zhēng)立于不敗之地，從以下幾個(gè)方面探討。
1.明確專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的地位。
專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的重要途徑。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)不同于專(zhuān)業(yè)課教學(xué)，也有別于公共基礎(chǔ)課教學(xué)，它有很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性和實(shí)踐性，在公共基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之間起到了橋梁和紐帶作用。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課應(yīng)當(dāng)完成公共基礎(chǔ)課應(yīng)盡而未盡的職責(zé);使學(xué)生具有適時(shí)“轉(zhuǎn)崗”能力是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的新作用。
2.優(yōu)化和更新應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容。
根據(jù)不同學(xué)科和專(zhuān)業(yè)要求，在教學(xué)中進(jìn)行有思考的組合，隨時(shí)把最新的相關(guān)內(nèi)容補(bǔ)充到教學(xué)中;同時(shí)，淘汰一些陳舊和重復(fù)的內(nèi)容;不定時(shí)修改教學(xué)內(nèi)容。
從學(xué)科的發(fā)展講，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)之間，始終存在一個(gè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)不斷基礎(chǔ)化的過(guò)程。當(dāng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)成熟、普及之后，就有基礎(chǔ)化的可能，因此，對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)而言，無(wú)論是概論性的，還是史論性的，對(duì)于日益龐大的知識(shí)體系，必須進(jìn)行條理化，要接受那些普及化的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，將其容納入基礎(chǔ)知識(shí)之中，否則，難免會(huì)造成專(zhuān)業(yè)知識(shí)與基礎(chǔ)知識(shí)之間的脫節(jié)。
3.強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之間的相互滲透，明確其與先行和后繼課程的關(guān)系。
加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)用教學(xué)法的研究有利于學(xué)科間知識(shí)的相互滲透與融合;有利于提高專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課教學(xué)的實(shí)效性和實(shí)用性;有利于縮短培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)間和空間;有利于培養(yǎng)高技能適用性人才。
4.加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐的緊密結(jié)合。
工程實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系可采取“點(diǎn)、線、面、體”多層次訓(xùn)練方案，形成由單一到綜合、相對(duì)獨(dú)立到科學(xué)融合的實(shí)踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。既可加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，又可以加強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等綜合能力的培養(yǎng)。
5.從專(zhuān)業(yè)課的角度上專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。
專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)歷來(lái)是本科教學(xué)的難點(diǎn)，其知識(shí)結(jié)構(gòu)層次強(qiáng)，難于理解，內(nèi)容又枯燥乏味，缺乏趣味性，但又是學(xué)生必須掌握的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。其教學(xué)最令教師頭疼，老師往往講得口干舌燥，學(xué)生卻聽(tīng)得懵懵懂懂，收不到理想的教學(xué)效果。如果站在專(zhuān)業(yè)課的角度學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，則更有利激發(fā)學(xué)生興趣和對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的掌握。
6.提高教師素質(zhì)，強(qiáng)化教師自，加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍的建設(shè)。
許多教育專(zhuān)家認(rèn)為學(xué)術(shù)水平高不一定教學(xué)水平高，但真正在教學(xué)上優(yōu)秀的教師一定是在學(xué)科領(lǐng)域有造詣的、有學(xué)術(shù)見(jiàn)解的教師，正所謂站得高，看得遠(yuǎn)。所以我們必須不斷提高自身素質(zhì)，擴(kuò)大知識(shí)面，才能不斷提高教學(xué)水平。提高教師的自，更有利發(fā)掘教師的潛能。加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)則利于應(yīng)用型本科的發(fā)展。
7.重塑學(xué)生吃苦耐勞，加強(qiáng)心理素質(zhì)培養(yǎng)，確定健康向上的理念。
獨(dú)立能力差，依賴性強(qiáng)，缺乏吃苦耐勞的精神，缺少接受生活的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，這對(duì)當(dāng)今大學(xué)生心理、思想的成熟非常不利。而專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課是在公共基礎(chǔ)課之后，難度可想而知，由此激發(fā)學(xué)生吃苦耐勞，確定健康向上的理念則是必要的。
五、加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)施方案
1.充分發(fā)揮新時(shí)代學(xué)生的特性，激發(fā)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)興趣。
（1）針對(duì)當(dāng)代學(xué)生的弱點(diǎn)，加強(qiáng)人生觀、價(jià)值觀教育，加強(qiáng)艱苦奮斗教育，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，敢于迎接任何挑戰(zhàn)和選擇生活道路，正視學(xué)習(xí)中的種種困難，確立健康向上的生活理念，克服自卑、依賴心理。
（2）面對(duì)畢業(yè)生就業(yè)難的問(wèn)題，希望在大學(xué)幾年里能夠充實(shí)自己的實(shí)力，提高自身綜合素質(zhì)，從而參與社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)。
（3）學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)學(xué)生的健康成長(zhǎng)非常重要，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，真正做到“教書(shū)育人，環(huán)境育人”。
2.優(yōu)化和更新專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課老師不定期討論、交流，實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的相互滲透。
（1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以達(dá)到減時(shí)增效。比如冶金專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)中的熱力學(xué)，動(dòng)力學(xué)，在冶金原理中就要精簡(jiǎn);冶金原理中的相圖，和金屬學(xué)中的相圖進(jìn)行優(yōu)化。
（2）調(diào)整一些選修課進(jìn)入專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之列，比如熱工儀表和自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。
（3）專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課老師不定期討論、交流，實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課相互滲透。比如鐵水預(yù)脫硫，用何種脫硫劑是冶金原理研究的內(nèi)容，但如何把脫硫劑加入鐵液中，則屬于傳輸原理要研究的范疇。
3.加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課中的實(shí)踐教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)問(wèn)題[2]。
（1）開(kāi)展教學(xué)參觀活動(dòng)的嘗試。由于課程性質(zhì)的不同及學(xué)生缺乏專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，課程抽象。通過(guò)教學(xué)參觀，利于學(xué)生對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)的熟悉;更能體會(huì)到工作的艱辛，認(rèn)識(shí)到知識(shí)的重要性和科學(xué)技術(shù)的價(jià)值。
（2）融合專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)，結(jié)合所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和現(xiàn)有設(shè)備，最后增加一項(xiàng)有學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，評(píng)分可采取彈性標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生潛能。
（3）加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，增設(shè)學(xué)生自主提問(wèn)題一項(xiàng)，然后嘗試用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決，以提高學(xué)生用專(zhuān)業(yè)知識(shí)思考和解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的應(yīng)變能力。
4.加強(qiáng)教師自身素質(zhì)，提高教師自，實(shí)施啟發(fā)性和創(chuàng)新性教學(xué)。
（1）加強(qiáng)教師自身素質(zhì)，教學(xué)中，要了解先行課程的基本內(nèi)容，避免重復(fù)和銜接不上，明確與后繼課程的關(guān)系，突出課程自身要求。教學(xué)過(guò)程中提高語(yǔ)言魅力;采用嵌入式雙語(yǔ)教學(xué)。要培養(yǎng)學(xué)生從復(fù)雜現(xiàn)象中找到規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生洞察力。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教師大多是青年教師，其言行舉止對(duì)學(xué)生有很大影響。
（2）提高教師自，實(shí)施啟發(fā)性和創(chuàng)新性教學(xué)，根據(jù)課程需要，安排和營(yíng)造啟發(fā)性教學(xué)，結(jié)合學(xué)生討論，助講，答辯及學(xué)生反串教師的角色，采用多元考試模式，加深學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的理解，亦可激發(fā)學(xué)生的其他潛能。
5.利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
伴隨網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的蓬勃發(fā)展，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的了解和更新，則更為重要，除了傳統(tǒng)的手工檢索和計(jì)算機(jī)檢索外，學(xué)生還要加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)論壇、群體及貼吧、問(wèn)問(wèn)等網(wǎng)絡(luò)空間的應(yīng)用，提高文獻(xiàn)檢索和信息搜集的速度和效率，強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)能力。
六、結(jié)語(yǔ)
專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課是應(yīng)用型本科課程體系的重要組成部分。起到承上啟下的作用，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)，明確其地位，能更有利于整體專(zhuān)業(yè)教育，能更加系統(tǒng)地學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，有利于加強(qiáng)應(yīng)用能力培養(yǎng)，保證大學(xué)與工廠實(shí)現(xiàn)人才輸出“無(wú)縫對(duì)接”。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：高爐 泥炮 液壓系統(tǒng)
前言
高爐泥炮是高爐生產(chǎn)的重點(diǎn)設(shè)備之一[1]，泥炮能否正常工作，直接關(guān)系到高爐的生產(chǎn)能否順行。傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要考慮系統(tǒng)的工作能力、可靠性及成本，不太注意系統(tǒng)的效率[2]。系統(tǒng)的效率大多在50%左右，造成能量損耗過(guò)大，因此其節(jié)能的潛力很大。而造成液壓系統(tǒng)效率低的根本原因是功率不匹配。提高液壓系統(tǒng)效率的基本途徑，是使系統(tǒng)的輸入功率與執(zhí)行元件的輸出功率相匹配，功率匹配程度愈高，系統(tǒng)效率愈高。
本文針對(duì)山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠高爐泥炮液壓系統(tǒng)的現(xiàn)狀，介紹定量泵液壓系統(tǒng)的功率匹配方法與節(jié)能途徑。
1.液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)
①體積小、重量輕、單位重量輸出的功率大；②在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；③操縱控制方便，與微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合已成為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要手段；④慣性小、響應(yīng)快；⑤易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，安全性好，采用礦物油作工作介質(zhì)，自性能好。
2.高爐泥炮液壓系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介
該液壓系統(tǒng)使用40#抗磨液壓油。加油時(shí)油液必須超過(guò)上部液位計(jì)刻度。運(yùn)行前應(yīng)確保液壓站與油缸連接的管路經(jīng)過(guò)清洗，以及液壓油符合清潔要求。使用前點(diǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，確定電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確。本液壓站泵組額定壓力為20MPa，液壓站37KW泵組采用手動(dòng)變量柱塞泵，如系統(tǒng)需要采用較高壓力，可人為調(diào)低油泵流量，調(diào)高溢流閥壓力（最高壓力不應(yīng)超過(guò)25MPa），并在調(diào)整過(guò)程中注意觀察電機(jī)電流不得超過(guò)其額定電流。
3.定量泵液壓系統(tǒng)
定量泵液壓系統(tǒng)是定量泵供油，用節(jié)流調(diào)速的方法調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。其功率損失較大，效率低，但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，仍被各行業(yè)廣泛地應(yīng)用。造成定量泵液壓系統(tǒng)效率低的根本原因是定量泵的輸出壓力、流量與負(fù)載所需的壓力、流量不匹配，產(chǎn)生溢流、節(jié)流和卸荷能量損失。因此定量泵液壓系統(tǒng)的節(jié)能途徑就是盡可能的使系統(tǒng)的輸入功率與執(zhí)行元件的輸出功率相匹配。
定量泵液壓系統(tǒng)中單定量泵供油是最簡(jiǎn)單的回路。但這種回路只適用于恒壓力、恒流量的載荷類(lèi)型。如果用在多負(fù)載多速度的工作循環(huán)中，則效率在35%以下。因此，根據(jù)功率匹配的原理，對(duì)多負(fù)載多速度液壓機(jī)械，可選用多泵驅(qū)動(dòng)回路。圖1是由三個(gè)定量泵組成的驅(qū)動(dòng)回路，由控制閥4、5、6控制向系統(tǒng)供油，可得七種流量組合（若用四臺(tái)泵，可組合出十五種流量），這種多泵驅(qū)動(dòng)回路用于多負(fù)載、多種速度的液壓機(jī)械， 比用單泵驅(qū)動(dòng)， 可以節(jié)能50%以上。
1 高壓小流量泵；2、3 低壓大流量泵；4、5、6 程序控制器
在定量泵系統(tǒng)，采用恒功率調(diào)速的方法也可提高系統(tǒng)效率。恒功率調(diào)速的調(diào)速特性類(lèi)似于恒功率變量液壓系統(tǒng)，但成本較低。泵輸出流量QS =const，泵輸出壓力油液P作用在壓力自動(dòng)控制節(jié)流閥的控制活塞S1和節(jié)流閥芯S2上。
當(dāng)系統(tǒng)壓力小于閥4的調(diào)定值時(shí)，即PS1≤PS2+kX0時(shí)，由于節(jié)流閥口未開(kāi)，閥口通流面積a=0，經(jīng)閥口的溢流量QL=0，因而進(jìn)入執(zhí)行元件的流量QC=QS-QL=QS，此時(shí)，執(zhí)行元件具有最大速度。
當(dāng)系統(tǒng)壓力大于閥的調(diào)定值，即PS1>PS2+kX0 時(shí)，節(jié)流閥閥芯上移，閥口開(kāi)啟，a>0，部份液流經(jīng)節(jié)流閥口溢流，進(jìn)入執(zhí)行元件的流量QC =QS-QL
4.結(jié)論
在山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠泥炮的液壓系統(tǒng)中，存在一定的定量泵，而定量泵在運(yùn)行過(guò)程中由于能源利用率偏低，造成管路中出現(xiàn)噪音和管路振動(dòng)，室油溫升高過(guò)快，大大縮短了備件的使用壽命，通過(guò)改造后，保證了高爐泥炮液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行，為高爐的穩(wěn)定順行創(chuàng)造了良好的條件。
參考文獻(xiàn)：
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一、鋼鐵企業(yè)多元產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
目前，無(wú)論是國(guó)際大環(huán)境還是我國(guó)鋼鐵行業(yè)內(nèi)部都呈現(xiàn)出多元成本文化建設(shè)不斷為鋼鐵主業(yè)降本增效的良好趨勢(shì)。以非鋼產(chǎn)業(yè)為典型例子的多元成本文化建設(shè)提高了鋼鐵企業(yè)的生命力，帶動(dòng)了鋼鐵主業(yè)的發(fā)展，為鋼鐵企業(yè)迎接市場(chǎng)挑戰(zhàn)增添了新的動(dòng)力。在國(guó)際方面，以德國(guó)蒂森克虜伯集團(tuán)為例，目前其已經(jīng)成功升級(jí)為全球性的專(zhuān)業(yè)材料、技術(shù)集團(tuán)，通過(guò)在專(zhuān)業(yè)材料和技術(shù)領(lǐng)域的提升，除了鋼鐵主業(yè)外，還擁有產(chǎn)品服務(wù)、升降機(jī)技術(shù)、工廠技術(shù)、零部件技術(shù)、船舶系統(tǒng)等其他非鋼產(chǎn)業(yè)。通過(guò)蒂森克虜伯2011—2012年的營(yíng)業(yè)收入數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，鋼鐵主業(yè)營(yíng)收僅占其26%，而產(chǎn)品服務(wù)業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入?yún)s占到了整體的31.2%和43%，均已遠(yuǎn)超主業(yè)的經(jīng)營(yíng)收入。在國(guó)內(nèi)方面，以武鋼為例，其多元產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段：1992年，實(shí)施了“精干主體、分離輔助”改革；1998—2002年，結(jié)合輔業(yè)改制，對(duì)非鋼企業(yè)完成了公司制改造和專(zhuān)業(yè)化整合；2011—2012年，按照“同產(chǎn)業(yè)歸并、同產(chǎn)品歸類(lèi)”的原則，完成了產(chǎn)業(yè)化整合，初步形成了礦產(chǎn)資源、國(guó)際貿(mào)易、高新技術(shù)、鋼材深加工、資源綜合利用、金融產(chǎn)業(yè)、鋼鐵物流、冶金工程及裝備制造和現(xiàn)代城市服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)集群，成為武鋼新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。2012年，非鋼多元系統(tǒng)職工5萬(wàn)人，營(yíng)業(yè)收入達(dá)到623億元，其中外銷(xiāo)收入262億元、利潤(rùn)30億元。
近年來(lái)，安鋼集團(tuán)也在積極加大多元成本文化建設(shè)，以一系列的政策改革和組織會(huì)議，為非鋼產(chǎn)業(yè)降本增效、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)模塊的崛起鼓足動(dòng)力。安鋼集團(tuán)積極整合產(chǎn)業(yè)鏈，以“認(rèn)清形勢(shì)，堅(jiān)定信心，轉(zhuǎn)調(diào)求存，逆勢(shì)再起”和“三個(gè)務(wù)必”的戰(zhàn)略思想，通過(guò)“1＋8”、加強(qiáng)大宗原燃料采購(gòu)、環(huán)保和節(jié)能減排等戰(zhàn)略措施，已在實(shí)現(xiàn)多元產(chǎn)業(yè)運(yùn)作的道路中取得了很多成績(jī)。2014年，安鋼按照新的產(chǎn)業(yè)布局要求，主要在做強(qiáng)鑄管和鑄造基地、自有鐵礦石基地和一流的冷軋產(chǎn)品基地，做強(qiáng)服務(wù)鋼鐵主體的冶金爐料、資源綜合利用、新興物流產(chǎn)業(yè)板塊，做強(qiáng)生活服務(wù)和農(nóng)林、鋼材延伸加工配送、工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)板塊，做強(qiáng)國(guó)際貿(mào)易、自動(dòng)化、新產(chǎn)業(yè)板塊，打造鄭州實(shí)業(yè)、醫(yī)院事業(yè)和房地產(chǎn)板塊“三張名片”等方面加強(qiáng)企業(yè)非鋼產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。
二、國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的多元產(chǎn)業(yè)發(fā)展共性分析
1.產(chǎn)業(yè)鏈上展下延，發(fā)展資源產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品服務(wù)業(yè)目前，國(guó)內(nèi)的很多鋼鐵企業(yè)在開(kāi)展多元產(chǎn)業(yè)建設(shè)過(guò)程中普遍采取的是產(chǎn)業(yè)鏈拓展模式，加強(qiáng)資源產(chǎn)業(yè)和服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這對(duì)于降本建設(shè)有一定的益處。拓展產(chǎn)業(yè)鏈有利于提高主業(yè)和非鋼產(chǎn)業(yè)的效益。而資源產(chǎn)業(yè)和服務(wù)產(chǎn)業(yè)屬于低成本投入的產(chǎn)業(yè)，不僅能以低成本換取高收益，還能夠?yàn)殇撹F主業(yè)拓展市場(chǎng)，是“降本增益”的高明之舉。此外，以拓展產(chǎn)業(yè)鏈的方式建設(shè)多元成本文化戰(zhàn)略有利于以資源換資本、改善過(guò)往落后的經(jīng)營(yíng)模式，進(jìn)一步迎合市場(chǎng)的發(fā)展需求，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得到了優(yōu)化。例如：目前寶鋼已擁有40多家全國(guó)加工配送中心負(fù)責(zé)幫助其實(shí)現(xiàn)降本增效，加工能力達(dá)到800萬(wàn)噸；武鋼江北公司在生產(chǎn)金屬制品方面具有100萬(wàn)噸的能力，同時(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制造服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行了拓展，最近又收購(gòu)了蒂森克虜伯的全球激光拼焊業(yè)務(wù)。
2.發(fā)揮平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，發(fā)展金融服務(wù)業(yè)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于可以整合多方資源，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)經(jīng)營(yíng)上的專(zhuān)業(yè)化、規(guī)模化以及產(chǎn)業(yè)化。營(yíng)銷(xiāo)戰(zhàn)略以及發(fā)揮金融服務(wù)平臺(tái)的作用有利于加速物流、金融服務(wù)貿(mào)易的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的“降本增效”。目前，我國(guó)很多鋼鐵企業(yè)都在積極組建和成立集團(tuán)財(cái)務(wù)公司，通過(guò)投資參與證券、銀行、信托、保險(xiǎn)等金融產(chǎn)業(yè)。例如：寶鋼集團(tuán)成立了華寶投資公司，武鋼成為漢口銀行第二大股，等等。
3.綜合利用資源，發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)鋼鐵企業(yè)的發(fā)展需要投入巨大的獎(jiǎng)金成本，資源的浪費(fèi)會(huì)阻礙鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而節(jié)約資源、發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)則可以降低鋼鐵主業(yè)的成本投入。循環(huán)使用鋼鐵冶煉過(guò)程中的余能余熱發(fā)電可以獲得成本資源的高效回報(bào)，還能帶動(dòng)非鋼產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。同時(shí)，節(jié)能環(huán)保服務(wù)業(yè)也是非鋼產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)優(yōu)良分支。例如，近年來(lái)馬鋼、首鋼、武鋼、重鋼組建的節(jié)能環(huán)保技術(shù)服務(wù)公司就是很好地證明。2012年，馬鋼創(chuàng)建了馬鋼欣創(chuàng)環(huán)保公司，當(dāng)年就獲得收益3.5億元，凈利潤(rùn)高達(dá)1000萬(wàn)元。
4.主流程輔助配套，發(fā)展生產(chǎn)業(yè)鋼鐵企業(yè)中非鋼產(chǎn)業(yè)作為企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的“活力素”，積極帶領(lǐng)鋼鐵企業(yè)走上繁榮發(fā)展之路，鋼鐵企業(yè)應(yīng)該追求產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和拓展，在提升價(jià)值鏈的同時(shí)，積極拓展鋼鐵主業(yè)的邊界產(chǎn)業(yè)。生產(chǎn)業(yè)主要有物流產(chǎn)業(yè)、信息化產(chǎn)業(yè)、工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及貿(mào)易產(chǎn)業(yè)等，其具有低投入的特點(diǎn)，結(jié)合鋼鐵行業(yè)的主流程業(yè)務(wù)，方便鋼鐵企業(yè)完成降本增效的任務(wù)。目前，很多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)做得很好，例如：沙鋼的玖隆物流園區(qū)，寶鋼寶信公司的軟件技術(shù)上市公司，寶鋼、武鋼的國(guó)際貿(mào)易公司，等等。
三、安鋼多元成本文化建設(shè)的成效
2014年，安鋼集團(tuán)鐵前板塊通過(guò)抓經(jīng)濟(jì)料使用、加強(qiáng)工藝技術(shù)研究、優(yōu)化高爐操作、優(yōu)化配煤配礦結(jié)構(gòu)降成本，鋼后板塊通過(guò)抓增產(chǎn)增效、靈活創(chuàng)效、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)增效益，非鋼板塊抓內(nèi)外部市場(chǎng)開(kāi)拓和新產(chǎn)業(yè)培育。“三大板塊”全年共降本增效5.65億元。冷軋、舞陽(yáng)鐵礦、醫(yī)院綜合大樓“三大工程”按照目標(biāo)節(jié)點(diǎn)有序推進(jìn)，安鋼大廈、淇縣農(nóng)業(yè)區(qū)、永通鑄造工業(yè)園“三大合作”取得了新進(jìn)展。安鋼集團(tuán)公司打破傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)理念，對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行了顛覆性的變革調(diào)整，加快由“生產(chǎn)型”向“市場(chǎng)型”轉(zhuǎn)變，構(gòu)建了以低成本戰(zhàn)略為核心，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，快速反應(yīng)、靈活高效的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)新模式。2014年，安鋼使用經(jīng)濟(jì)礦512.9萬(wàn)噸、經(jīng)濟(jì)煤141.6萬(wàn)噸；本部生鐵成本每噸同比降低422元。2014年10月，取得噸鐵成本比行業(yè)平均水平低10.32元、行業(yè)排名第25名的好成績(jī)。2014年，安鋼集團(tuán)共研發(fā)推廣高強(qiáng)度箱體鋼板、汽車(chē)大梁用卷板、耐候鋼等新產(chǎn)品63個(gè)，品種鋼、品種材比例分別達(dá)72.16%、80.06%，薄、小、寬、厚極限規(guī)格產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)195萬(wàn)噸，在產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)的情況下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷(xiāo)基本平衡。安鋼集團(tuán)還克服了資金緊張壓力，堅(jiān)持發(fā)展不停步，拓展合作新渠道，“三大工程”建設(shè)和“三大合作”項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)，全年完成固定資產(chǎn)投資4.02億元。
四、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：鎳 紅土鎳礦 水萃 水萃爐渣 冶煉爐渣 磁選 浮選 硅酸鹽水泥
YANG Yongliang,GAO Suoshan,GAO Zhankui
Abstract:Summary:This paper analyzes and summarizes the laterite nickel ore smelting slag recycling semi-industrial testing, industrial testing and industrial production, exploration and research and application. Describes a suitable laterite smelting slag recycling and effective method for non-ferrous and ferrous metal smelting slag recycling research to provide some reference.
Keywords:nickel ; laterite nickel ore; water extract; water extraction slag; slag; magnetic separation; flotation; Portland cement
概述
在自然界中，鎳主要以硫化鎳礦（30%）和氧化鎳礦（70%）存在。由于鎳元素親氧及親硫性的差異，在熔融巖漿中，當(dāng)有硫元素存在時(shí)，鎳能優(yōu)先形成硫化礦物，并富集形成硫化礦床；而氧化鎳礦是含鎂鐵硅酸鹽礦物的超基性鹽經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化形成的礦石，在風(fēng)化過(guò)程中鎳自上層浸出而后在下層沉淀，NiO取代了相應(yīng)硅酸鹽氧化鐵礦晶格中的MgO和FeO。如何利用紅土鎳礦資源是當(dāng)下各研究機(jī)構(gòu)及鎳行業(yè)企業(yè)需要考慮和面對(duì)的，而目前國(guó)內(nèi)外紅土鎳礦利用主要以火法工藝、濕法工藝及火濕結(jié)合工藝。隨著火法冶煉技術(shù)的不斷提高及除塵技術(shù)及工藝的不斷完善，近年來(lái)紅土鎳礦采用火法工藝?yán)玫钠髽I(yè)不斷增加，但由于火法工藝在生產(chǎn)過(guò)程中，冰鎳項(xiàng)及渣項(xiàng)層難以準(zhǔn)確把握，難免導(dǎo)致?tīng)t渣中流入部分冰鎳熔融體，再者爐渣長(zhǎng)期堆放形成的淋溶現(xiàn)象將嚴(yán)重污染周邊環(huán)境。針對(duì)紅土鎳礦資源的現(xiàn)實(shí)利用情況，本文闡述了采用磁―浮聯(lián)合工藝處理紅土鎳礦冶煉爐渣的方法及過(guò)程（已投入工業(yè)化生產(chǎn)，并獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益），展望了紅土鎳礦冶煉爐渣綜合循環(huán)利用的研究方法及思路，
1、冶煉爐渣的現(xiàn)狀說(shuō)明
北鑫、東鑫、利鑫及鑫源四個(gè)冶煉廠是昊天集團(tuán)下屬企業(yè)，加工處理從菲律賓和印度尼西亞購(gòu)買(mǎi)的紅土礦。經(jīng)過(guò)近4年的生產(chǎn)建設(shè)及完善，爐型規(guī)格由原有的1m2改為2m2、2.8m2、9m2、18.4m2等，爐性結(jié)構(gòu)及除塵收咽系統(tǒng)也都做了相應(yīng)改進(jìn)，并獲得了良好的冶煉技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。按2.8m2爐床規(guī)格統(tǒng)計(jì)共有鼓風(fēng)爐約120臺(tái)，滿負(fù)荷生產(chǎn)日產(chǎn)冶煉爐渣約4957噸（根據(jù)技術(shù)水平、鎳市場(chǎng)及供求關(guān)系綜合考慮，現(xiàn)鑫源和利鑫技改為鎳鐵冶煉，但無(wú)論加工任何產(chǎn)品，冶煉爐渣的日產(chǎn)量大約是相當(dāng)?shù)模绱艘?guī)模的紅土礦冶煉在當(dāng)今國(guó)內(nèi)外同行業(yè)中都是令人驚嘆的。但其所產(chǎn)出的爐渣僅堆存問(wèn)題就牽制的企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，如何將紅土礦冶煉爐渣變廢為寶、綜合利用將是公司長(zhǎng)期而艱巨的一個(gè)系統(tǒng)工程，也正是我饌寫(xiě)本論文的意義所在。
2、建設(shè)選礦系統(tǒng)的意義
根據(jù)公司長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，紅土礦冶煉板塊和選礦板塊是相輔相承、互為補(bǔ)充密的。選礦如何依托冶煉，對(duì)紅土礦冶煉廢棄爐渣資源進(jìn)行利用和優(yōu)化配置，對(duì)冶煉工藝進(jìn)行有效補(bǔ)充，形成具有特色優(yōu)勢(shì)的冶煉、選礦循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，將對(duì)公司快速發(fā)展起到積極的作用。
使?fàn)t渣中有價(jià)單質(zhì)、礦物及化合物分離和再次富集，充分回收利用廢棄資源，增加公司新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，增強(qiáng)公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力；浮選精礦產(chǎn)品可作為冶煉返爐渣原料，既可提高入爐原料鎳品位，穩(wěn)定入爐原料成分，還能降低冶煉原料成本； 緩解爐渣堆放難題，進(jìn)一步改善冶煉廠周邊環(huán)境；為硅酸鹽水泥工業(yè)生產(chǎn)準(zhǔn)備合格組分和粒級(jí)的原料。
3、建設(shè)選礦系統(tǒng)的依據(jù)
3.1 紅土礦冶煉爐渣成分分析
冶煉造渣是根據(jù)“熱力學(xué)原理”、“動(dòng)力學(xué)原理”及“物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)原理”反應(yīng)的過(guò)程。經(jīng)對(duì)紅土礦和冶煉爐渣物相分析，公司采購(gòu)紅土礦成分為αNi=1.35～1.90%、αFe=12～15%、αSiO2=30～42%、αMgO=20～25%、水分18～25%；爐渣成分為αNi=0.15～0.30%、αFeO=10～15%、αMgO=18～20%，αSiO2=35～45%，αCaO=10～18% ,αAl2O3=1～3%及其它，圖1表示爐渣成分與爐渣含鎳關(guān)系曲線，圖2表示爐渣含鎳與冰鎳含鎳關(guān)系曲線。
圖1 爐渣成分與冰鎳含鎳關(guān)系曲線
圖2 渣含鎳與冰鎳含鎳關(guān)系曲線
3.2 選礦工藝流程方案試驗(yàn)探索
紅土礦冶煉爐渣分析表明，該爐渣含SiO2、MgO、CaO較高，F(xiàn)eO次之，Al2O3較少，含鎳0.15～0.30%。考慮到爐渣成分組成復(fù)雜，影響因素較多，為充分探索或摸索爐渣回收利用可能性，分析爐渣能否回收利用的內(nèi)在因素。因此，試驗(yàn)方案確定與常規(guī)選礦試驗(yàn)有所不同，即不僅考慮選擇合理的試驗(yàn)工藝流程（浮選及磁―浮聯(lián)合工藝）；還將從爐渣試樣上就加以控制分析（同一批次試樣分兩批進(jìn)行試驗(yàn)，即爐渣水萃樣和爐渣未水萃樣）。試驗(yàn)樣從利鑫冶煉廠爐渣料場(chǎng)選取，采用汽運(yùn)方式運(yùn)至北鑫公司小選廠（即規(guī)模為50噸/日金礦選礦廠），共采取爐渣試樣2645噸。
3.2.1 試樣磨礦細(xì)度試驗(yàn)
磨礦是選礦流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，磨礦細(xì)度是否適宜直接影響到選礦指標(biāo)的好壞。由于紅土礦冶煉爐渣是在約1450℃熔煉過(guò)程中造渣形成的，其組成成分復(fù)雜，含鎳礦物的嵌布粒度較細(xì)，而且含鎳礦物之間以及它們與脈石礦物或渣相共熔體之間的關(guān)系緊密，因此，磨礦粒度對(duì)爐渣中含鎳礦物或單質(zhì)的回收及品位的提高有很大影響。
3.2.1.1 試樣篩分分析（如表1）。
3.2.1.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)
采用CMC作為抑制劑，BX作為捕收劑，BK206作為起泡劑進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4。
圖3 水萃樣磨礦細(xì)度選礦實(shí)驗(yàn)結(jié)果關(guān)系曲線
圖4 原渣樣磨礦細(xì)度選礦試驗(yàn)結(jié)果關(guān)系曲線
3.2.1.3 試樣磨礦細(xì)度分析
經(jīng)過(guò)對(duì)冶煉爐渣水萃試樣和原渣試樣的粒級(jí)篩分分析，水萃試樣和原渣試樣中含鎳礦物主要集中在-0.104～+0.04粒級(jí)之間，該粒級(jí)區(qū)間的鎳品位均高于試樣渣鎳品位，且兩種試樣含鎳礦物分布差別不大，該粒級(jí)范圍所含鎳礦物采用常規(guī)選礦方法提取條件是具備的、可行的。圖3和圖4磨礦試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的增加鎳品位逐漸增加，但過(guò)細(xì)均對(duì)鎳回收率有影響，因此，水萃樣磨礦細(xì)度以-74um占78%為宜，原渣樣磨礦細(xì)度以-74um占75%為宜。
3.2.2 試樣渣選礦試驗(yàn)
紅土礦冶煉爐渣是在高溫下經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程而形成的，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、含鎳礦物或含鎳共熔體構(gòu)造變化較大，渣型及成分受外界的影響因素較多；另外，造渣過(guò)程其實(shí)就是冰鎳共熔體和爐渣共熔體形成的過(guò)程，兩共熔體在爐缸中融合并分離是一個(gè)動(dòng)態(tài)連續(xù)的過(guò)程，其液相分離層在兩液相分離過(guò)程中或分離放渣、放冰鎳瞬間性質(zhì)及穩(wěn)定性均會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致放渣時(shí)難以避免會(huì)有一定量的冰鎳包裹在爐渣中，爐渣在冷卻過(guò)程中其成分及性質(zhì)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，尤其是包裹在其間的塊狀或粒狀冰鎳較為明顯，不僅緊密地包裹在爐渣固相中，還與爐渣固相形成一層較薄的冰鎳包裹層。結(jié)合上述試樣性質(zhì)及特點(diǎn)制定出以下四套工藝流程方案展開(kāi)試驗(yàn)研究。
3.2.2.1 試樣渣浮選試驗(yàn)
本試驗(yàn)以水萃樣和原渣樣兩組平行對(duì)比試驗(yàn)進(jìn)行研究，共選取水萃樣215噸，原渣樣396噸，水萃樣鎳品位αNi=0.277%，原渣樣鎳品位αNi=0.281%。藥劑制度選取采用CMC作為抑制劑，BX作為捕收劑，BK206作為起泡劑，加藥點(diǎn)及加要方式等均嚴(yán)格按常規(guī)試驗(yàn)進(jìn)行。
3.2.2.1.1 浮選工藝流程
圖5 試樣渣浮選工藝流程圖
3.2.2.1.2 浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如表2）。
表2
3.2.2.1.3 浮選試驗(yàn)結(jié)果分析
通過(guò)兩種試樣的平行對(duì)比試驗(yàn)分析，水萃樣及原渣樣采用浮選方法均能得到一定程度的分析和富集。水萃樣當(dāng)CMC用量為860g/t、BX用量為120g/t、C125用量為160g/t時(shí)浮選指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)，獲得精礦鎳品位βNi=2.897%、鎳回收率εNi=40.30%；原渣樣當(dāng)CMC用量為800g/t、BX用量為125g/t、C125用量為158g/t時(shí)浮選指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài),獲得精礦鎳品位βNi=3.594%、鎳回收率εNi=52.92%(如圖6-11）。
3.2.2.2 試樣渣磁―浮聯(lián)合試驗(yàn)
經(jīng)過(guò)對(duì)試樣渣浮選試驗(yàn)得知，水萃渣和原樣渣采用浮選方法均能得到一定程度的回收和利用，從藥劑制度及選別指標(biāo)上看原樣渣獲得的技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于水萃樣，根據(jù)冶煉過(guò)程及爐渣特性推斷，該差距可能是由于爐渣在水萃過(guò)程中爐渣組分發(fā)生了較大的變化，尤其是爐渣中所含的Ni3S2-FeS-Ni-Fe親鐵冰鎳在爐渣溫度急劇變化過(guò)程中發(fā)生了反應(yīng)和重新分布。因此，本試驗(yàn)主要以原渣樣展開(kāi)研究，共處理原渣樣1568噸，原渣樣綜合鎳品位αNi=0.268%。
3.2.2.2.1 磁―浮聯(lián)合工藝流程
圖12 試樣渣磁―浮聯(lián)合工藝流程圖
3.2.2.2.2 磁―浮聯(lián)合試驗(yàn)結(jié)果(如表3，如圖13-14）
表3
圖13 原渣樣浮選關(guān)系曲線試驗(yàn)結(jié)果
圖14 原渣樣磁選關(guān)系曲線試驗(yàn)結(jié)果
3.2.2.2.3 磁―浮試驗(yàn)結(jié)果分析
經(jīng)磁―浮聯(lián)合工藝選別可獲得綜合產(chǎn)品平均βNi=3.389%，鎳回收率εNi=57.14%的較理想指標(biāo)。即磁選鎳產(chǎn)品βNi=6.500%，鎳回收率εNi=15.08%；磁選尾礦進(jìn)入浮選加工處理可獲得浮選精礦βNi=2.890%，鎳回收率εNi=49.22%。
3.2.3 選礦試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)分析
本次選礦試驗(yàn)共處理紅土礦冶煉爐渣2179噸，爐渣原礦平均鎳品位αNi=0.271%。經(jīng)對(duì)試樣渣浮選試驗(yàn)、磁―浮聯(lián)合試驗(yàn)及結(jié)合爐渣中所含的Ni3S2-FeS-Ni-Fe親鐵冰鎳在爐渣溫度急劇變化過(guò)程中發(fā)生了反應(yīng)和重新分布情況綜合剖析，確定了紅土礦冶煉爐渣回收利用需注意的問(wèn)題和方法。即在紅土礦冶煉爐渣回收利用中切記水萃處理，避免爐渣固相中的Ni3S2-FeS-Ni-Fe親鐵冰鎳和爐渣固相組成成分再次發(fā)生化學(xué)物理變化，不利于磁選作業(yè)的選別；采用磁―浮聯(lián)合選別可獲得綜合產(chǎn)品平均βNi=3.389%，鎳回收率εNi=64.3%的較理想指標(biāo)。即兩種品級(jí)差別較大的鎳產(chǎn)品，其中獲得磁選親鐵產(chǎn)品鎳品位βNi=6.500%，鎳回收率εNi=15.08%，磁尾入浮選后可獲得鎳精礦βNi=2.890%，鎳回收率εNi=49.22%。
3.3 鎳資源儲(chǔ)量及市場(chǎng)分析
目前，全球已探明的鎳資源儲(chǔ)量約為1.6億噸，其中硫化鎳礦約占30%，紅土礦約占70%，而近20年來(lái)硫化鎳礦新資源勘探上沒(méi)有重大突破，保有儲(chǔ)量急劇下降。如以年產(chǎn)鎳量120噸計(jì)算，則相當(dāng)于2年采完一個(gè)加拿大伊灣鎳礦床、5年采完金川。因此，全球硫化鎳礦資源已出現(xiàn)資源危機(jī)，且傳統(tǒng)的幾個(gè)硫化鎳礦礦山的開(kāi)采深度加深，礦山開(kāi)采難度加大。為此，全球鎳行業(yè)將資源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)瞄準(zhǔn)儲(chǔ)量豐富的紅土鎳礦資源――紅土鎳礦資源為硫化鎳巖體風(fēng)化―淋濾―沉積形成的地表風(fēng)化殼性礦床，世界上紅土鎳礦分布在赤道線南北30度以內(nèi)的熱帶國(guó)家，集中分布在環(huán)太平洋的熱帶――壓熱帶地區(qū)，主要有：美洲的古巴、巴西；東南亞的印度尼西亞、菲律賓；大洋洲的澳大利亞、新咯里多尼亞、巴布亞新幾內(nèi)亞等。我國(guó)鎳礦資源儲(chǔ)量中70%集中在甘肅，其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陜西和青海和湖北7個(gè)省，合計(jì)保有儲(chǔ)量占全國(guó)鎳資源總儲(chǔ)量的27%。我國(guó)鎳礦類(lèi)型主要為硫化銅鎳礦和紅土礦。我國(guó)的紅土礦主要從菲律賓進(jìn)口。由于自1970年起日本與菲律賓開(kāi)始進(jìn)行合作，成立合資礦業(yè)公司開(kāi)采含鎳2%以上的高品位鎳礦，運(yùn)送回新日鐵和住友商社進(jìn)行冶煉，導(dǎo)致菲律賓的高品位鎳礦砂被日本企業(yè)壟斷，而我國(guó)只能進(jìn)口鎳含量在0.9――1.1%的低品位鎳礦砂。
針對(duì)國(guó)內(nèi)外鎳資源儲(chǔ)量狀況和現(xiàn)有對(duì)其開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)水平及結(jié)合社會(huì)高度快速發(fā)展而對(duì)鎳資源的需求綜合分析，鎳金屬價(jià)格出現(xiàn)不符合市場(chǎng)規(guī)律的瘋狂暴漲，導(dǎo)致菲律賓與印度尼西亞漫山遍野不值錢(qián)的黃泥――紅土鎳礦從200元/噸猛漲至1800元/噸，在此，我想表達(dá)的是這種現(xiàn)象是由國(guó)際資金操縱及鎳礦進(jìn)口商的進(jìn)口經(jīng)營(yíng)權(quán)壟斷而引起的。因此，我認(rèn)為比較理性的鎳市場(chǎng)行情是24萬(wàn)元/噸。針對(duì)這個(gè)理性客觀的市場(chǎng)價(jià)格，對(duì)我要提出的建設(shè)冶煉爐渣處理系統(tǒng)還是有很大的利潤(rùn)空間的。
4、工業(yè)生產(chǎn)說(shuō)明
在前期半工業(yè)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，北鑫公司用規(guī)模為300噸/日的北鑫選礦廠組織了工業(yè)生產(chǎn)，期間共處理紅土礦冶煉爐渣38062噸，爐渣原礦αNi=0.271%，選別獲得綜合磁選作業(yè)產(chǎn)出鎳產(chǎn)品βNi=6.650%的塊狀親鐵冰鎳251.3噸，鎳回收率εNi=16.2%；磁選尾礦αNi=0.229% 經(jīng)浮選作業(yè)產(chǎn)出βNi=3.120%的鎳精礦1338.1噸，鎳回收率εNi=48.2%。
5、經(jīng)濟(jì)概算
為使此經(jīng)濟(jì)概算具有較強(qiáng)的戰(zhàn)略指導(dǎo)意義，在概算中重點(diǎn)體現(xiàn)了當(dāng)前鎳市場(chǎng)行情及今后較理性、穩(wěn)定、客觀的鎳市場(chǎng)。計(jì)劃依據(jù)為磁選碎礦作業(yè)3.19元/噸，浮選系統(tǒng)為70元/噸，為此，磁―浮聯(lián)合選別經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)為11.911萬(wàn)元。當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)17.5萬(wàn)元，磁選利潤(rùn)為46.29元/噸爐渣，浮選為負(fù)利潤(rùn)-2.39元/噸爐渣；當(dāng)市場(chǎng)價(jià)為22.0萬(wàn)元時(shí)，磁選利潤(rùn)為59.01元/噸爐渣，浮選利潤(rùn)為14.99元/噸爐渣；當(dāng)市場(chǎng)價(jià)為26.0萬(wàn)元時(shí)，磁選利潤(rùn)為70.32元/噸爐渣，浮選利潤(rùn)為30.44元/噸爐渣。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表4：
6、基礎(chǔ)設(shè)施及其它分析
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的建設(shè)，集團(tuán)下屬各冶煉廠已形成一定規(guī)模，具備建設(shè)選礦系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件（主要指建設(shè)場(chǎng)地），另外， 各冶煉廠在地方已具有一定影響，加之，選礦系統(tǒng)的建設(shè)主要是針對(duì)廢棄資源回收再利用，形成有利的資源循環(huán)加工網(wǎng)。這對(duì)公司自身發(fā)展、環(huán)境保護(hù)都是有利，為此，可以得到地方政府的大力支持。
6.1 建設(shè)選礦系統(tǒng)規(guī)模
探索廢物資源開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，挖潛其利潤(rùn)空間，追加新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)培配置，達(dá)到企業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，特色形成具有特色優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的自由開(kāi)發(fā)利用網(wǎng)絡(luò)，將是公司的一個(gè)工作重點(diǎn)和方向。為此，以上三個(gè)步驟進(jìn)行規(guī)劃為宜，即破碎系統(tǒng)――浮選系統(tǒng)（包括降鎂作業(yè)）――硅酸鹽水泥系統(tǒng)。
6.1.1 破碎系統(tǒng)建設(shè)
一期工程（破碎系統(tǒng)）以產(chǎn)出鎳品位為7-8%的塊狀低冰鎳為主，零風(fēng)險(xiǎn)（經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)2.05萬(wàn)元/噸），利潤(rùn)空間很大，應(yīng)進(jìn)行快速建設(shè)。
6.1.2 浮選系統(tǒng)（包括降鎂作業(yè)）建設(shè)
二期工程（浮選系統(tǒng)）建設(shè)主要有兩個(gè)目的，即獲取浮選利潤(rùn)和為硅酸鹽水泥生產(chǎn)準(zhǔn)備合格原料，存在一定風(fēng)險(xiǎn)（經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)21.8萬(wàn)元/噸）,利潤(rùn)空間不大，可緩建。
6.2 硅酸鹽水泥系統(tǒng)建設(shè)
三期工程（硅酸鹽水泥系統(tǒng)）建設(shè)主要取決于水泥生產(chǎn)技術(shù)和鎳市場(chǎng)（因?yàn)殒囀袌?chǎng)決定二期工程）。
6.2.1 冶煉爐渣主要成分說(shuō)明
紅土礦（鎂質(zhì)硅酸鎳礦）礦床的上部，由于風(fēng)化淋濾作用的結(jié)果，導(dǎo)致鐵多、硅少、鎂少、鎳較低、鈷稍高的特點(diǎn)；而隨著開(kāi)采的深入，風(fēng)化再次富集，導(dǎo)致硅多、鎂多、鐵低、鎳較高、鈷較低的特點(diǎn)。結(jié)合公司紅土礦原料的來(lái)源情況及其礦床特點(diǎn)等信息推斷：該紅土礦原料主要來(lái)源于含鎳褐鐵礦及變質(zhì)橄欖巖礦床中。經(jīng)化驗(yàn)分析，綜合氧化鎂品位mgo=17%,氧化鈣品位cao=4-7%，二氧化硅品位sio大于30%。
6.2.2 硅酸鹽水泥原料
從冶煉爐渣主要成分可以看出，該爐渣在很大程度上適宜做硅酸鹽水泥原料。
石灰質(zhì)原料：主要提供cao，采用石灰?guī)r、凝灰?guī)r和貝殼等；粘土質(zhì)原料：主要sio2、al2o3及fe2o3。采用粘土、黃土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等；輔助原料：鐵礦粉等；生料中個(gè)組分百分含量：CaO:62～67%,SiO2:20～24%,Al2O3:4～7%,Fe2O3:2.5～6.0%.
6.2.3 硅酸鹽水泥生產(chǎn)過(guò)程
把硅酸鹽水泥的生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)稱為兩磨一燒，其生產(chǎn)工藝可簡(jiǎn)略表示為圖15：
圖15 硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程圖
7、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)上述半工業(yè)試驗(yàn)及工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)研究，可以得出以下結(jié)論：
紅土礦冶煉爐渣采用浮選方法選別時(shí)不能將爐渣水萃；紅土礦冶煉爐渣采用磁―浮聯(lián)合選別方法能獲得較理想的技術(shù)指標(biāo)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益；紅土礦冶煉爐渣通過(guò)磁―浮聯(lián)合流程選別的尾礦在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中同樣具有不可忽視的價(jià)值，應(yīng)該引起同行的重視，深入探索和研究。
參考文獻(xiàn)
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