时间:2023-12-13 11:21:34
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇钢铁冶金技术范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
1 概述
随着我国社会经济发展加快,我国钢铁制造行业取得了长足发展。市场经济条件下,钢铁行业市场需求日益增多。我国的钢铁冶炼技术水平不断发展,逐渐能够适应市场快速发展需求。然而,在钢铁冶金流程中,很多钢铁冶金的企业单位在关注经济效益的同时,却忽略了能源节约问题,很大程度上钢铁冶金过程中造成了能源资源浪费。因此,对钢铁冶金流程节能实现及技术要点进行研究是十分有必要的,从而为钢铁企业单位创造更多经济效益和社会效益。
2 在钢铁冶金流程中的节能问题
2.1 在炼铁工序中的节能问题
在钢铁冶金的工艺流程中,烧结的工序会带来很大的能耗问题,不管是传统的烧结工艺还是先进的升级版烧结技术,产生的能耗是相同的。但是,实际上这两种烧结工艺方式采用的原料球团并不是一样的。由于相对于烧结矿的品味,球团的品味是完全不同的。球团的品味远远高于烧结矿的品味。从某种程度上说,增加品味能够减少资源的能耗。因此,在烧结工艺中,原料球团的添加量增加,可以减少钢铁冶金制造流程中的生产成本。
2.2 在炼钢工序中的节能问题
当今钢铁冶金中,转炉工序是主要的工艺流程。在转炉冶金中同样涉及到节能问题,对于钢铁企业冶金流程节能也是十分重要的。转炉工序中的主要能耗是由气体资源、蒸汽能源、电力资源、水能源综合组成的。其中,最高的消耗就是电力资源和水资源及氧气的消耗。在钢铁冶金的转炉工序中,通过汽化冷却的这个过程是一个非常重要的消耗过程。大量的水蒸汽没有进行充分的利用,被白白的蒸发掉。也就造成了大量的水资源的浪费。如果回收利用这些蒸发出的蒸汽,将能够大大降低资源浪费,提高资源利用效率,从而实现钢铁冶金流程的节能。
3 铁冶金流程节能实现的技术要点
3.1 炼铁中节能的技术要点
在进行炼铁工艺过程中,需要保障助燃剂的质量一定能够保障煤粉可以充分进行燃烧彻底。添加炉中的杂质要尽量减少,熟料要多投入一些,从而,能够确保炉中资源品味的质量,能够提高冶金的质量保障。冶金流程中的干熄焦技术的运用,可以实现有效降低原料能源的投入量,从而减少能源的不必要浪费,实现节能,改善了冶金工艺对环境可能造成的污染问题。把焦和煤资源进行交换,通过采用煤原料进行钢铁冶炼,可以在很大程度上减少成本投入。同时要更加重视环保型炼铁设备的使用,降低在助燃剂促进煤粉燃烧过程中产生大量的二氧化碳及一氧化碳等气体造成环境污染。
3.2 炼钢中节能的技术要点
炼钢技术的应用实现炼钢冶金流程的节能,需要回收转炉煤气,并进行转炉煤气的二次利用。另外,在进行转炉煤气的回收以及二次利用过程中,还要保障转炉煤气的质量。其中,需要注意的主要技术应用要点是,通过净化处理转炉的热烟气,同时进行相应的除尘处理,实现煤气的回收。为了起到冷却的作用,可以把尘灰再转到转炉里再加以利用。这样就避免了采用水资源进行冷却的消耗,避免了资源浪费的问题。在炼钢过程中,这种方法可以有效改善转炉的能耗问题。
3.3 其他节能技术要点
首先,环保型节能炼钢设备的引进。在钢铁冶金的各个环节和流程中,涉及到多个方面技术应用以及原料资源的处理和加工流程,钢铁冶炼设备在整个流程中都起着十分关键的作用。因此,要更加重视环保型炼钢冶金设备的投入使用。钢铁冶金企业自身原有的机械设备燃烧效率较低,冶炼过程中产生大量的污染物质造成环境破坏。虽然环保型钢铁冶金设备的投入成本较大,短时间会占用企业较大的资金投入比例,但是从长远的可持续发展的角度来看,环保型钢铁冶金设备的投入使用,将会在很大程度上降低钢铁冶金过程中的能耗,进一步提高冶金炼钢效率和质量,减少炼钢造成的污染问题,为钢铁企业带来较好的社会效益和经济效益。
其次,在冶金中加入适当用品催化燃烧。在烧结流程中,烧结燃烧程度直接影响着冶炼的质量,更加充分的燃烧有助于提高冶炼质量。因此这个环节中能够实现很大程度的节能。在烧结的时候,为了让烧结燃烧的更加彻底,钢铁冶炼流程中会加入适量的助燃剂,从而提高烧结的效率,节省了很多资源以及能源消耗。与此同时,加入助燃剂还能进一步提高冶炼质量,为钢铁冶炼企业创造了良好的经济效益。
最后,在转炉工序中应注意的节能问题。一方面要注重操作人员的综合能力的提高。操作员缺乏专业技术指导,或者再加上操作经验上的不足,很有可能因操作的不当造成资源的浪费。因此,要提高操作人员的专业技术水平和实践操作能力。另一方面,要提高操作人员节能意识。钢铁冶炼企业要制定相应的规章制度,建立完善的培养和管理体系,增强操作人员的节能意识,在钢铁冶炼流程中避免能源浪费,减少能耗,降低成本,提高经济效益。
4 结束语
市场经济条件下,钢铁行业市场需求日益增多。钢铁冶炼技术水平不断发展,然而,在钢铁冶金流程中,很多钢铁冶金企业忽略了能源节约问题,造成了能源资源浪费。因此,钢铁企业单位要对钢铁冶金流程节能进行研究,实现可持续发展,从而创造更多的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]周洪斌.钢铁冶金流程节能空间的深入研究[J].科技与企业,2014,9(11):415.
Abstract: Iron and steel metallurgy industry as a pillar industry in China, plays a key role in the process of national economic development. In order to further enhance the quality of the industry's own development and production efficiency, control energy consumption and enhance the competitiveness of enterprises, iron and steel metallurgy enterprises should take electrical automation as the main direction of adjustment and constantly adjust and update the production mode and operating mode in the development process, and promote the healthy and rapid development of enterprises from the technical field. Taking the electrical automation technology as the research focus, under the guidance of relevant scientific theory, this paper comprehensively analyzes path for the iron and steel metallurgical industry to achieve the rational application of electrical automation technology, which provides a reference for the follow-up production practice.
P键词:冶金行业;电气自动化技术;应用方式
Key words: metallurgical industry;electrical automation technology;application mode
中图分类号:F426;TP273 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)16-0041-03
0 引言
我国钢铁冶金行业在过往制度红利以及劳动力红利的促进下,其生产规模、生产能力以及生产技术等方面获得了长足进步,涌现出一大批具有世界影响力的钢铁冶金企业。随着劳动力成本的增加,钢铁冶金企业在的运营成本与人员费用所有提升,为了保证钢铁企业的利润空间,实现钢铁冶金企业的可持续发展,同时现阶段供给侧结构改革工作的持续进行,要求钢铁冶金企业立足于宏观经济发展需求,在现有的政策环境下,持续深入的提升生产效率,提升有效供给,发挥自身的经济作用与社会价值[1]。因此越来越多的企业将电气自动化技术应用与轧材、采矿、浇铸、选矿以及冶炼等不同的工艺流程中,希望借助于电气自动化技术的技术优势,保证钢铁冶炼工程中电力资源、氧气以及水资源的持续稳定供应,通过这种方式有效提升生产效率,减少不必要的资源浪费与损耗,控制企业运行成本,同时增强冶炼产品的质量水平,实现钢铁冶炼产业的有效供给,促进钢铁冶炼行业的可持续发展。文章立足于现阶段钢铁联合式生产模式的发展实际,全面分析冶金电气自动化技术的特点与优势,在此基础上,将星型拓扑结构代替原有的总线结构,实现钢铁冶金行业电气自动化技术应用方案的规划设置,增强钢铁冶金行业的发展质量。
1 冶金行业电气自动化技术的特点
1.1 电气自动化技术体系复杂
钢铁冶金生产流程繁琐、技术工艺要求较高,因此在实际生产的过程中,为了满足电力资源的使用需求,保证生产加工的有序进行,需要将电气自动化技术覆盖于整个冶金流程作业之中,借助电气自动化技术在电气设备安装、调试、维护以及技术升级等方面的优势,实现钢铁冶金生产硬件与控制运行软件之间的良性互动[2]。但是由于钢铁冶金生产工艺较为繁琐,电气自动化技术在覆盖的过程中,需要大量的技术、资金与人力支持,这就在一定程度上增加了电气自动化技术体系的复杂程度,也在增加了电气自动化技术在冶金企业生产实践过程中应用的困难性,使得冶金企业在短时间难以实现电气自动化技术在冶金生产过程中的有效落实。
1.2 电气自动化技术对电气的依赖程度高
随着我国产业结构调整工作的深入开展,国内大中型冶炼企业在发展的过程中,逐步认识到企业发展过程中电气自动化技术的重要性,立足于企业发展的实际情况,不断进行技术优化与升级,吸收国外冶金电气自动化技术应用的有益经验,逐步构建起现代化的自动化生产线,而自动化生产线的运行,需要以电气技术为平台,对生产线运行过程中的各类信息数据进行传输与信号转换,增强了钢铁冶金企业生产线运行的流畅性与稳定性,提升了生产效率。
1.3 冶金生产技术较为广泛
钢铁冶炼作为冶炼行业的重要分支,生产环节较多、生产内容多样,冶炼过程中不仅涉及到化学变化,还包含了物理变化等多样化的物质性态转变,这就要求钢铁冶炼企业在进行冶炼作业的过程中,对生产过程中的影响因素以及原料特性进行梳理,严格控制冶炼过程中物理变化以及化学变化过程中的各类参数[3]。电气自动化技术在应用的过程中,为了保证应用的质量与水平,需要从冶金流程出发,针对于不同的生产环节,推动冶金生产技术在冶金流程中的高效应用。
2 冶金行业电气自动化技术的现实意义
2.1 电气自动化技术在冶金行业中的应用能够有效提升冶金行业自身的自动化水平,推动其健康快速发展。电气自动化技术以信息技术为框架,实现了对钢铁冶炼流程的远程监测与科学调控,对原有钢铁冶金过程中所使用的相关技术与组件进行优化与升级,推动了我国冶金行业生产工艺与技术的现代化。同时电气自动化技术在很大程度上满足了冶金行业对于自身管理能力的提升要求,增强了钢铁冶金企业管理工作的科学性与高效性。电气自动化技术在冶金行业中的应用,在一定程度上促进了电冶金企业运行模式的改变,提升了企业自身的竞争能力,推动了冶金企业的健康快速发展。
2.2 电气自动化技术在冶金行业中应用,降低了冶金行业设备维护与保养的成本,保证了电力资源的安全稳定供应。电气自动化技术体系下,计算机与冶金行业中各个终端相互联系,因此借助于相关软件应用程序就可以对系统运行过程中出现的各类故障与问题进行及时诊断与排除,借助于这种方式,在满足冶金行业中设备维护的基本需求的前提下,能够大大减少工作人员的工作难度与压力,提升了人力资源的利用效率,减少了不必要的费用支出[4]。
3 冶金行业电气自动化技术应用遵循的原则
3.1 电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循科学性的原则。电气自动化技术在钢铁冶金中应用目标的实现,要充分体现科学性的原则,只有从科学的角度出发,对电气自动化技术应用的现实意义以及技术操作流程,进行细致而全面的考量,才能最大限度地保证电气自动化技术满足钢铁冶金生产工作的客观要求,只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下,我们才能够以现有的技术条件为基础,确保钢铁冶金行业电气自动化技术应用工作的科学实现。
3.2 电气自动化技术在钢铁冶金行业中的应用必须要遵循实用性的原则。由于电气自动化技术工作大多位于室外,使得电气自动化技术的应用环境较为简陋,难以实现电气自动化技术应用方案与相关施工技术的细致处理与操作。为了适应这一现实状况,电气自动化技术在进行实际应用的过程中,就要尽可能的增加自动化技术应用方案的容错率,减少外部环境对电气自动化技术应用活动的不利影响。电气自动化技术以及相关技术应用流程必须进行简化处理,降低操作的难度,提升应用方案的实用性能,使得在较短时间内,进行批量操作,保证钢铁冶金生产工作的顺利开展,减少不必要的费用支出,节约生产成本。
4 电气自动化技术在冶金行业中应用的途径
电气自动化技术在冶金行业生产环节中的应用是一个长期的过程中,在这一过程中,需要相关技术人员明确电气自动化技术的特点与应用的现实意义,在科学性原则与实用性原则的指导下,以现有的技术为框架,促进电气自动化技术在冶金行业中的应用。
4.1 继电保护在冶金行业中的应用
冶金企业电力系统在运行的过程中,为了实现对电力故障有效隔离,减少电力故障对于冶金生产活动的不利影响,增强电力资源供应的可靠性,需要进行继电保护机制的设置。电气自动化技术在冶金行业应用的过程中,技术人员可以将继电保护作为电气自动化技术应用的切入点,实现电气自动化技术体系下继电保护工作的有序进行[5]。为了达到这一目的,一方面技术人员要在科学性原则的引导下,需要根据冶炼行业的电力需求,进行输电线路纵连保护体系的建设,实现故障的有效排除,其结构如图1所示。
在电气化技术体系下,技术人员可以借助于纵连保护的结构优势,一旦输电线路发生故障,输电线路两侧的开关根据电流与电压的变化情况,及时进行跳闸操作,实现故障部位的有效隔离,并在隔离的过程中,借助于相关设备对线路两侧的判量关系,对线路故障类型进行分析,为故障排除方案的设定准备了必要的数据参考。在进行纵连保护的结构设计的过程中,为了提升继电保护工作的效果,技术人员需要针对于单侧电源网络的电力特性,对短路电压以及电流进行有效保护。冶金生产过程中,对于电力资源有着较为旺盛的使用需求,电力系统内部的电压环境与电流情况与其他生产部门有着一定的差异,因此为了实现对电力系统内部电压与电流的有效调节,减少输电线路故障对于电压电流的影响程度,确保生产流程的有序开展,在实际应用的过程中,技术人员可以进行特定值的设置,当线路故障发生时,电流电压低于或者高于特定数值时,输电线路中的断路器自动断开,实现电力故障的有效排除。另一方面对冶金生产设备进行接地与电网保护,电气自动化技术应用于接地保护与电网距离保护的过程中,为了限制漏电电流,避免漏电电流对于设备的损耗,需要技术人员可实用性原则为指导,增加接地方案的实用性,实现电路保护装置工作质量与效率的提升。对于电网距离的设置则应根据线路故障的发生位置以及反应保护装置的距离,最终确定保护装置安装位置,从而最大程度的提升保护装置的工作性能,增强继电保护的实际应用效果。
4.2 PLC技术在冶金行业中的应用
PLC作为编程逻辑控制器,借助于自身内部存储程序,实现了逻辑运算以及顺序的定时控制,有效满足了自动化生产线对于设备运行的客观要求。PLC在冶金行业中的应用可以实现不同生产环节间,信息数据的有效沟通与交流,进行通信环状网络的构建,提升冶金生产流程信息交互的流畅度。其在冶金生产过程中应用,极大地提升了冶金工作的管理水平,实现了工艺流程操控的科学化,例如在对炼钢吹风处理的过程中,可以使用PLC对风机的高低速M行编程,使其能够根据实际情况调节风速,满足生产需求。
5 结语
为了推动冶炼行业的健康快速发展,提升我国冶炼行业的整体竞争能力,文章以电气自动化技术为切入点,全面分析冶金行业电气自动化技术的特点与优势,在此基础上以科学性原则与实用性原则为指导,从多个角度出发,采取多种形式,促进电子自动化技术在冶金行业中的科学高效应用。
参考文献:
[1]蒋森.浅谈电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].商品与质量:房地产研究,2014(5):57.
[2]王海芳.浅谈电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].通讯世界,2015(18):146-147.
[3]田晓亮.浅析电气自动化技术在冶金行业中的应用[J].工业c,2015(57):90-91.
《钢铁冶金概论》选修课存在学生专业差别大,授课方法单一,教学偏重理论,学生不重视该课程,学习态度不端正,考核方法简单等问题。针对这些问题,在教学方法上,采用网络模拟钢铁冶炼平台教学、体验或研讨式教学、精讲趣味式启发教学、题库式教学与考核方式改革。结果表明这些方法可以极大的活跃课堂的气氛,调动学生的积极性,明显改善了教学效率低下的现象。
关键词:
教学改革;选修课;钢铁冶金概论;教学内容;教学方法
《钢铁冶金概论》是一门既具有理论性又兼有很强的实践性的基础课。本课程以钢铁冶金工艺流程及与钢铁冶炼相关的专业知识为主线,系统介绍采矿、选矿、钢铁生产用耐火材料、铁矿粉造块、焦化、高炉炼铁、铁水预处理、炼钢、炉外精炼、连铸、轧钢等基本专业知识,给非冶金工程专业学生进行钢铁冶金及相关知识的普及教育,使从事与冶金工作有关的非冶金专业学生对钢铁联合企业的生产过程有一个全面的了解,拓宽其知识面,使学生掌握将来从事与冶金相关的工作必须具备的冶金专业知识。
一、教学改革的背景
(一)非冶金类专业学生学习《钢铁冶金概论》的重要性
由于高校之间竞争激烈,加上科技发展的日新月异,我国高校也不断朝着规模型与综合型的方向发展[1,2]。同时,社会对毕业生的要求也向“多面手”型人才转变。高校毕业生若有良好的综合素质、较好的知识宽度与深度,则更受社会企业单位的青睐。高校选修课恰好在拓展学生知识面、挖掘学生潜在能力、优化知识结构方面有着很重要的作用。因此,国内高校也不断进行教育改革,开展跨学科教育。例如,传统以冶金为特色的综合性院校,面对非冶金专业学生,开展《钢铁冶金概论》课程。我校面对全校非冶金专业学生开设《钢铁冶金概论》,一是提高学生的综合素养,拓展知识面并开阔视野,使他们对冶金生产过程、国内外钢铁形势等有一个初步的了解;二是我校传统冶金类院校,每年有大量钢铁企业来招聘,许多非冶金专业学生会去钢铁企业工作,学习冶金概论可以使学生对冶金工业生产的特点和基本概貌、冶金工业部门之间及冶金工业与其他工业部门之间的联系有一个基本的了解,了解自己本专业和冶金行业的联系;三是学习这门课,更好地培养学生实际问题解决能力与综合思维能力,在就业形势日益严峻的今天,提高学生在社会的竞争力。因此,冶金概论课程教学对我校为冶金行业培养开放式人才、对学生发展都有着重要意义。
(二)传统《钢铁冶金概论》教学中存在的问题
以武汉科技大学为例,我校属于理工科为主的高校,但办学模式趋于综合性大学学科体系。在教育改革中,高校加强跨学科教育,本科生的教育课程也是各个学院相互交叉,我校作为冶金类的传统高校,全校非冶金专业学生均设有20课时的《钢铁冶金概论》课程。然而,在《钢铁冶金概论》公选课上,仍然存在不少问题。(1)学生不重视该课程,学习态度不端正。学生对冶金概论不感兴趣,选课具有盲目性与功利性[3],多数学生为了学分而选课,课堂上出现上课率低、参与率低、抬头率低等“三低”现象。(2)上课学生专业差别大,由于非冶金专业学生对该课程认识不足,专业基础又薄弱,授课内容及深度难以把握。(3)授课方法趋于单一的灌输式教育。PPT上多以原理介绍、工艺流程、化学反应等,填鸭式教育不被学生接受。(4)教师采用统一式概论,偏重理论知识的讲授,内容枯燥,学生缺乏兴趣。(5)考核方式简单化。考核均是一纸化开卷定成绩,学生无压力。
二、《钢铁冶金概论》教学应遵循的基本原则
(一)趣味性
心理学研究表明,通过适当的教育教学方式可以激发人的学习兴趣和独立思考能力[4]。《钢铁冶金概论》这门公选课需要在形式与内容上做到新颖别致,才能引人入胜,激发学生兴趣。在课程教学中,教师要以人为本,在了解学生的想法上,尽量使用形象化的教学语言,运用多样化教学方法,激起学生的兴趣。因此,从第一节课开始就要把学生的学习兴趣调动起来。
(二)精简性
概论课程课时较短,而且学生专业差别大,概论课内容不必详细俱到,要“点到为止”,内容要关注重点及热点,结合学生专业,有所选择,有所侧重。
(三)新颖性
“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,一个政党永葆生机的源泉”[5]。因此,在《钢铁冶金概论》教学上,也不可仅关注课本的死信息,要时刻更新课件,把新鲜的资料与信息及时补到课件中。
(四)多样性
《钢铁冶金概论》课程学时短,学生对专业知识深度认识不够,教学上也是主要让学生达到初步认识为主。因此,考核上不适合一卷式及严考专业难题。可适当增加平时作业与开展讨论等,增加平时成绩比例;卷面题目以考核学生基础知识为主,难度不宜太大。
三、《钢铁冶金概论》课程教学的改革
(一)教学内容的改革
对于非冶金专业的学生,可分为二类:第一类是与冶金专业联系紧密的相关工科专业,第二类是其他工科类与文科类。前者在《钢铁冶金概论》学习上,对专业知识讲解深度要求要更高一些。学生学习这门课的主要目的还是熟悉冶金工业的概貌与总体发展形势,认知冶金生产的流程,了解冶金的节能、降成本与环保的知识,培养学生分析解决问题等综合思维能力。对第二类学生,不要局限在传统工艺与理论的详细讲解上,而是重在介绍生产历史、现状与发展趋势上,可以让学生对生产工艺有一定的了解,紧密联系学生专业,时事政治、日常生活,提高学生的学习兴趣;而对于第一类学生,除此以外,可适当增加基本理论和工艺原理的介绍。
(二)教学手段与方法的改革
1.多媒体与网络教学
传统的板书式教育,可以集中重点,控制教学速度,有它的优势,但也存在诸多问题。现代的多媒体教学的介入,让更多的知识可通过工程结构图、彩图、三位图及动画、视频等方式展现出来,更加的丰富多彩。因此,通过多媒体网络与板书相结合来展现更多的教学信息量与趣味性,丰富教学内容,尤其是冶金知识的工艺流程较多,许多反应均难以直接看到,通过流程图、动画与视频,可以直观了解冶炼过程,加深学生印象。其次,发起网络教学方式。近年在各冶金高校与企业之间流行计算机网络炼钢挑战赛。此平台是由国际钢铁协会发起成立的,内容涵盖钢铁生产等各个方面。网络炼钢平台利用生动的动画,展现了各种冶炼设备,介绍了冶金原理,核心为多个灵活的、涉及钢铁生产流程的游戏般的模拟。根据每一章内容,可向学生一步步展示相关章节的冶炼模拟,让学生更加直观地了解设备与工艺,而且生动有趣,可调动学生的学习兴趣与主动性;课后学生可自由在自己电脑上模拟操作,可挖掘学生潜力,提高学习能力和综合素质。
2.体验式与研讨式教学
针对学生的“三低”现象,有针对性地采取体验式教学与研讨式教学。体验式教学,是指在教学过程中,组织学生参观教育基地,或是布置专题题目,让学生查阅资料后制作PPT、开展主题活动等[6]。而研讨式教学是教师通过设计一定的教学情景,让学生观看视频或图片,然后根据所观内容来进行交流讨论,最后教师进行点评,让学生获得更深认识[6]。这二种教学方式的最大好处是,调动学生学习的主动性与积极性,并让他们参与到其中,做到体验式与启发式教学[7]。在进行冶金概论的教学时,预先给定几个与教学内容相关的主题。比如,钢铁发展史、转炉炼钢的发展过程、钢铁寒冬与企业重组,等等。提前告诉学生,让大家去查阅并做好准备,到时可以让每个小班派出代表上台讲解自己的PPT,而其他同学抽取几名来点评补充,教师在中间扮演组织者与总结者的角色,鼓励学生的积极性,引导学生大量搜集钢铁冶金资料与新闻,引发学生学习兴趣,这部分也可以作为学生平时成绩的考勤。还有就是对现场炼铁与炼钢视频播放后,让学生来谈他们的观后感与看法,加强师生互动,提高学生分辨能力,促使形成勤于思考的习惯,让学生有较强的责任感与使命感,激发学生的探索热情与创新潜力,提高教学效果。
3.精讲启发式趣味教学
《钢铁冶金概论》课程面对的学生专业差别大,统一的课件方法是不行的,我校是要求所有非冶金专业学生必修此课程,建议修改此课程为选修,让有兴趣的学生,或是有意去钢铁企业相关行业就业的学生选修,显得更加合理与人性化。而且,针对第一类与冶金专业联系紧密的工科学生,可仍保持20学时课程;而对第二类与冶金专业联系不太紧密工科或其他文科学生,可压缩至10学时左右,只要求学生掌握最基本的冶金知识,降低学习难度,而且内容也只要采用讲座式的教育,不必详细展开具体工艺进行讲解,即做到所谓的精讲。结合学生专业,讲解学生专业相关性的内容。比如说,针对金属材料成型与控制专业学生,要细解钢铁是怎样炼成的;而针对文法专业学生,可讲解矿石进口谈判等类似事件,增加学生的专业敏感度与兴趣;而针对医学院学生,可联系我校医学院早期是以职业病为出发点的发展历程,讲解钢铁相关的职业病,让学生结合自己专业来学习概论课程;同时,采取各种讨论模式与模拟冶炼计算机平台的混合教学模式,增强趣味性。
4.题库式教学与考核方式改革
在考核方式上,传统的一纸化开卷考试,学生成绩均较好,但实际上掌握的并不牢靠,容易遗忘,学生自主学习的主观能动性也不高。建立一套多元化的题库,试题类型可包括填空、选择、判断、名词解释、绘图、填表、问答与分析等题型库,把题库向学生开放,让学生自主学习与做题,考试试题从中挑选,适当做些改变,增加学生对知识的理解与印象,提高学生学习主动性。这样可适当降低考试难度,而考核上则采取闭卷考试的方式。同时,由单一的考试,改变为平时考勤、课堂讨论与发言、话题论文、作业及闭卷考试的综合考核方法,这样可避免学生的抄袭现象。通过这种严格考核方式,既可以保证考核的公平公正性,也可减少学生对该课程不重视的现象。
四、结束语
在遵循《钢铁冶金概论》教学改革的基本原则上,针对课程的教学内容、教学方法进行了相关的改革与实践,结果表明这些方法可以极大地活跃课堂的气氛,调动学生的积极性,让学生主动去查阅资料,上台演讲,或者是分组讨论,丰富了教学方法,拓宽学生的知识面,大大改善“三低”现象。同时,学生对该教学改革持肯定态度,尤其是对计算机模拟炼钢表示了浓厚的兴趣与较高的评价,做到了寓教于乐,有学生课后还自加练习,不懂课后还来提问,甚至还主动参加学校的年度全球炼钢挑战大赛比赛。这一切极大地鼓舞了我们教学改革的信心。《钢铁冶金概论》公选课教学方法及内容的改进,对该课程教学效果的提高有着至关重要的作用。它不但可以让学生从中学到知识,并可培养学生自主学习的独立性与主动性。同时,考核方式的改变,也能让学生更加重视选修课,让学生对知识的掌握更加牢靠。对于我校这门公选课,只有将该课程的教学与我校人才培养的目标紧密结合,保证教学内容的合适度与趣味性,采用合理的教学方法和考核方式,才能保证教学质量。同时,也与我校开设《钢铁冶金概论》公选课的背景相吻合,有利于培养适应社会发展的复合型高素质人才。
作者:成日金 张华 周建安 何环宇 詹玮婷 单位:武汉科技大学材料与冶金学院冶金工程系
参考文献
[1]李庆祥.非化工类专业化工概论教学的改革与实践[J].理工高教研究,2009,28(5):126-127.
[2]廖桂英,安黛宗.大学化学课程教学的思考[J].理工高教研究,2005,24(1):102-103+24.
[3]陈麦玲,陈嫒琳,车艳.关于加强高校公选课质量管理的几点思考[J].双语学习,2007,11:113-114.
[4]刘胜地.掌握学员心理特点用好行为导向型教学方法[J].天津市财贸管理干部学院学报,2006,8(2):35-36.
[5]本书编写组.思想和中国特色社会主义理论体系概论[M].北京:高等教育出版社,2011:57-58.
关键词 冶金工程 质量工程 培养模式
中图分类号:G642 文献标识码:A
Reform Training Model to Improve the Quality of the Innovative Talents
ZHANG Yuzhu, LI Yungang, AI Liqun, FENG Juhe, LI Junguo
(College of Metallurgy and Energy, Hebei United University, Tangshan, Hebei 063009)
Abstract Take quality engineering construction, promote the development of disciplines as the goal, this article summarizes the main work of Metallurgical Engineering on reform training mode, optimizing course system and strengthen the practice teaching.
Key words Metallurgical Engineering; quality engineering; training model
为贯彻“高等教育的发展要全面贯彻科学发展观,切实把重点放在提高质量上”的战略要求。教育部、财政部制定了《实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》,这些政策的出台为高等教育的发展提供了千载难逢的机遇,为此,我们以抓质量工程建设为手段促进学科发展。改革培养模式,以提高大学生创新精神与实践能力为目标,全面提高高等学校的人才培养质量。
通过抓质量工程建设,有力地促进了学科发展,办学条件进一步改善,师资水平和教学质量进一步提高。目前冶金工程专业已经建设成为国家级特色专业,河北省优秀重点专业,省级优秀教学团队;现代冶金技术实验室已建设成为省部共建教育部重点实验室,同时为河北省和唐山市重点实验室。冶金传输原理和炼钢学两门课程为河北省精品课程。为提高人才培养质量奠定了坚实的基础。
1 优化课程体系,适应创新型人才培养需要
按照“重基础、宽口径、应用型、高素质”的人才培养模式,培养德、智、体全面发展的,了解现代冶金和材料学科发展,掌握现代冶金工程(冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金)相关基础理论、专业知识和基本技能,善于应用现代信息技术和管理技术,从事冶金工程及相关领域的生产、管理及经营、工程设计和科学研究的热爱钢铁行业,基础扎实,知识面宽、工程实践能力强,具有创新精神的高素质应用型人才。
冶金工业是典型的流程制造业,其现展不再仅仅满足于解决某一工序节点上的技术或工艺问题,而需要站在整个“大冶金”工业链流程的工程科学高度,为此增加了一系列材料成型、金属材料、冶金能源、耐火材料等方面的课程,并在实习环节将实习厂由原钢厂、铁厂、烧结厂拓展到钢铁生产全流程工业链厂,从而保证将专业教育延伸到钢铁工业主体产业链。
构建“4个平台”即通识教育平台、公共基础平台、专业基础平台、专业方向选修平台。各类课程共计208.5学分。
通识教育平台(必修、46.5学分,22.3%):纲要,基础,原理,概论;大学英语,体育计算机文化基础,大学生职业生涯规划,军事训练。
公共基础平台(必修、59.5学分、28.5%):高等数学、大学物理、无机化学,线性代数,概率统计,电工电子学,机械制图,机械设计,工程力学,物理化学等。
学科基础平台(必修、13.5学分、6.5%):冶金原理,冶金传输原理,金属学及热处理。
专业方向选修平台:(8分、42.7%,);由专业限选课(68学分,32.6%)和任选课(21学分,10.1%)组成。专业限选课设钢铁冶金方向和有色冶金方向两个方向课,限选一个方向。
钢铁冶金方向的专业限选课:钢铁冶金学,钢铁冶金设计原理,有色冶金概论,炉外精炼,凝固理论,非高炉炼铁,专业英语,冶金实验研究方法,专业实验,专业实习,专业课程设计,毕业实习及设计。
有色冶金方向的专业限选课:轻金属冶金学,重金属冶金学,化工过程与设备,电化学,钢铁冶金学,冶金实验研究方法,专业实验,专业实习,专业课程设计,毕业实习及设计。
任选课由公共任选课(15学分、7.2%)和专业任选课(6学分,2.9%)组成。
全校公共选修课,要求学生至少选学15学分,具体要求为:VB程序设计4学分或者C++程序设计4学分必选一门,AutoCAD基础2学分;文学类课程2学分;经济管理类课程1.5学分。其它任意类课程至少选修5.5学分。
专业任选课:冶金反应工程学,近终型连铸,高炉喷煤,洁净钢与品种钢冶炼,冶金辅助材料,耐火材料概论,冶金环境保护,冶金资源综合利用,科技文献检索,金属压力加工概论,冶金能源,冶金流程工程学,冶金史,金属材料概论,共计15.5学分,从中任选6学分。
2 强化实践教学,突出工程实践能力培养
鉴于国内钢铁企业技术发展的不平衡和设备装备的差异性,为使学生通过实习了解主体工艺设备、掌握工艺方法,近几年在唐山钢铁公司、唐山国丰钢铁公司、石家庄钢铁公司等省内稳定的实习基地基础上,又积极开拓了宝山钢铁公司、武汉钢铁公司、鞍山钢铁公司等大型钢铁公司为专业实习基地。与唐山钢铁公司、邯郸钢铁公司建立了校企全面战略伙伴关系。
在冶金工程专业本科培养方案中设置三次专业实习(共10周),专业课程设计,毕业设计(论文)15周,实践性教学总计76学分,占总学分的36%。近几年,为了进一步提高实习效果,教学采用立体设计方案:安排实习周每周第一天在校进行课堂教学,利用所购买的《钢铁生产概论》、《宝钢生产技术》等多媒体教材和录像,通过课堂讲解与多媒体生产工艺设备观摩相结合的方式进行。现场实习、课堂讲解、多媒体演示与生产厂技术人员的生产实践讲座相结合,保证了实习效果。
近年来,加强了实习指导教师队伍的建设,在保证原每班两名教师的基础上,安排本专业研二研究生协助指导,有效加强了实习管理工作。
为客观评价实习效果和评定学生成绩,实习成绩采用平时表现、实习报告、闭卷考试三者相结合的方式进行,有效抑制了过去主要依据实习报告评定成绩时,部分学生抄袭实习报告的现象。
3 教学全过程中培养学生的创新意识
将学生创新意识、创新思维、创新人格与创新能力的培养体现到各个教学环节与过程之中。在各个课程教学环节,注重以钢铁产业的历史进程观,研讨进程中重大工艺技术创新背景及其历史贡献,了解未来发展的前沿课题与现存问题,培养、激发学生的创新意识;以知识基础上的方法论教育,代替知识教育,培养学生创新思维与方法;以人文、科技、社会实践和专业教育,代替狭义专业教育,培养学生创新人格;以实践教育为中心,加强工具教育、论文写作与表述训练,培养学生创新技能与动手能力。
为此,在注重教学体系与内容的相对系统性的基础上,加强了开放性建设;在相对共性教育的基础上,加强了学生差异性教育建设;在教学过程中突出了学生主体建设。在培养方案层面,构建了课程教学、实验教学、实习教学、课外创新、社会实践、讲座与论坛、设计(论文)与专题等相对独立又立体交叉衔接的、逐步完善的教学体系。在注重工程素养与工程能力培养的传统上,加强了创新意识与能力培养。采取的主要措施有:
(1)以听课制、督导制切实改变教师授课方法与组织方式,考查目标由知识学习变为知识基础上的方法培养;授课方式由教师主体传授式变为引导式为主的启发式、研讨式、研究式、案例式;授课内容由照搬教材变为以教材为基本知识点的开放式。
(2)开设部分前沿性、综合性专业课程,提高学生分析问题、解决问题的能力。如近几年分别增设了非高炉炼铁、高炉喷煤、近终形连铸、品种钢与纯净钢冶炼等课程。
(3)利用重点实验室的开放条件,为学生自主课外创新科技活动和实验提供指导教师和必要的条件支持。
(4)鼓励学生自大三始进入教师科研团队工作,并由教师提供工作补贴。通过实际科研课题锻炼、培养创新能力与工程能力。
(5)在专业课程设计保证工程设计基本能力的基础上,学生自主选择进行毕业设计或科研论文工作,锻炼学生实际工作经验。毕业设计真题真做的比例不断提高,有二分之一以上的学生毕业论文题目是参与教师的科研课题,如邯钢板坯中心偏析的成因、唐钢结晶器优化研究、钢水覆盖剂的研究等,通过真题真作使学生受到从选题、开题到撰写论文的科研训练,并累计取得近3000万元的经济效益,有的研究结果与教师联名。
(6)强化工具类课程教学。除计算机文化基础课程外,开设文献检索、科技写作、专业外语(三个学期连续开设)课程,并在毕业设计(论文)中明确要求翻译与课题相关的1~2篇外文文献。Visual BASIC、AutoCAD纳入学生必选课程等。使学生的计算机应用能力、外语能力和文献检索能力以及分析问题和解决问题的能力显著提高。为此,唐山电视台热点透视节目做了专访报道,并给予了较高的评价。
(7)为学生开设系列专题讲座涉及专业前沿、工艺技术研究、创新人格品质等。
4 综合性、设计性及研究性实验教学体系改革
实验教学是实践能力与创新意识培养的重要环节,自2004年来,充分利用教育部省部共建重点实验室、河北省重点实验室的资源条件与开放管理的运行条件,全新构造了基本实验、综合性实验、设计性实验与研究性实验以及学生自主命题科技创新实验等多层次实验教学与实验研究体系。在本科生培养方案中,将基本实验、综合性实验、设计性实验纳入实验教学计划与实验课程,将研究性实验与学生自主命题科技创新实验纳入学生科技创新学分。未纳入实验课程之中的实验由团队指定指导教师。完成的主要课题包括国家自然基金、省自然基金、国家重点推广项目、企业合作项目等。学生完成的自主命题科技创新实验有推渣机的设计、教室自动红外光控照明灯、超高导热纳米材料研制等。
5 改革教学方法和手段,提高教学质量
冶金传输原理、钢铁冶金学、炼钢设计原理、炼铁设计原理、炉外精炼等全部主要课程自主开发了适于课程教学的多媒体课件或网络教学与学习系统,所开发课件大多在教育部、学校组织的课件大赛中获奖。配备有本专业现场生产工艺录像与东北大学工艺教学多媒体动画课件。课程组可根据课程教学内容性质自主确定授课方式,可于课堂上实现传统板书、多媒体教学、工艺录像三者间的任意切换,并与现场观模与实习教学相结合,实践中收到了良好的效果。
按照创新人才培养的要求,在课堂教学方面,近些年加大了融能力培养于课堂讲授之中方面的教学研究与实践力度,不断改进课堂教学方法,提高学生自主分析问题解决问题能力。例如,采用典型钢种冶金案例教学的品种钢与纯净钢冶炼课程、根据不同煤种,研究配煤、制煤、喷煤工艺、喷吹量与喷煤极限案例教学的高炉喷煤课程等。这些课程结合冶金案例,采用讲授与研讨相结合的方式,使学生提高了在特定冶金条件下,利用专业知识分析工艺过程、确定工艺方案与工艺参数的基本能力。再如,非高炉炼铁、近终形连铸、生态冶金等冶金前沿课程使学生掌握了前沿设备、工艺现状与研发历程、动态;近代冶金技术史教学使学生了解冶金技术发展、冶金设备与工艺改进的历史进程,掌握各历史阶段主要设备工艺的产生背景、研发过程、工艺特点、优势与局限,为提高学生创新性思维与创新能力培养奠定了基础。
将学生创新意识、创新思维、创新人格与创新能力的培养体现到各个教学环节与过程之中。在各个课程教学环节,注重以钢铁产业的历史进程观,研讨进程中重大工艺技术创新背景及其历史贡献,了解未来发展的前沿课题与现存问题,培养、激发学生的创新意识;以知识基础上的方法论教育,代替知识教育,培养学生创新思维与方法;以人文、科技、社会实践和专业拓展教育,代替狭义专业教育,培养学生创新人格;以实践教育为中心,加强工具教育、论文写作与表述训练,培养学生创新技能与动手能力。
教学过程中,必修课以应用为主线学习专业必需的知识和技术;精简课时,给应用型人才留出时间,去选修专业提高课程,加强实践教学,提高工程实践能力;设立问题,给创新性人才留出空间,去通过参加教师科研以及学习新技术前沿选修课进行研究和探索。在选修课安排上,提高选修课比例,发挥科研优势,将科研成果转化为教学内容,开设了一系列新技术前沿选修课,满足不同兴趣和爱好的学习需要,起到因材施教的效果。
【关键词】数值模拟;钢铁冶金过程;RH数模;应用
1、前言
冶金过程非常复杂而且多数是在高温状态下完成,因此很难对冶金过程进行直接的观察与测量。虽然以相似原理为基础的冷态模拟实验使用较多,但有时会受到实验场地及实验经费的限制,而且多数缩小比例的冷态实验进行的只是定性分析,而在冶金过程动力学中所研究的化学反应速度、反应器内流体的流动与传质等现象,原则上都能用数学方法正确描述,这就使得用数学方法模拟冶金过程提供了可能,再加上计算机技术的飞速发展,对求解数学方程提供了有力手段,因此数值模拟在冶金工程领域得到了广泛的应用。这种分析方法使钢铁工业从过去以经验和知识为依据,以“试错”为基本方法的工艺阶段向以模型化、最优化和柔性化为特点的工程科学阶段过渡。该方法不仅可以在其他方法模拟费用较高或模拟难度较大时单独使用,还可以和其他模拟方法联合使用、彼此验证,以便于更精准的分析解决冶金工程中的物理问题。生产前用计算机对生产过程、工艺参数及生产结果进行模拟和对整个系统进行优化,可以实现生产的超前规划和设计。这样也就为钢铁工业的技术进步提供了新的可能。
2、数值模拟技术在我国钢铁冶金中的应用现状
冶炼工序是钢铁生产的基础,它直接关系到钢铁产品的质量。许多学者利用物理模型对冶金过程中诸如连铸中间包内钢水流动、高炉冷却壁的破损、连铸结晶器瞬态摩擦阻力、连铸结晶器内的流场、弯月面区域的传热等进行研究,在研究中往往要根据工厂的实际限制条件与研究的问题,设计、制作出不同比例的模型,另外还要采用一些控制手段来模拟工厂条件以及相应的测量手段来取得实验结果,其费用是可想而知的。计算机模拟仿真作为一种参数优化的有效工具,在冶金中的应用已越来越广泛,并得到了广大科技工作者的认同。许多人采用各种数值模拟方法对高炉炉体结构设计、冷却设备改进、连铸工艺等方面进行了研究。潘国友等开发了高炉复杂料面及中心装焦条件下的煤气流场和压力场解析模型、高炉固态炉料流场和势函数解析模型,分析了高炉中心装焦条件下的高炉状况。程素森等应用传热学理论计算分析了高炉冷却水的稳定性、流速、冷却水管与冷却壁本体的间隙及冷却的高度对长寿高效高炉冷却壁寿命的影响。朱苗勇等对吹氩钢包内钢液的流动进行了计算和实际测定。吴晓东等对大型中间包的热状态进行了模拟计算。樊俊飞等通过对六流连铸中间包内流动与传热过程的数值模拟,发现了原设计中间包存在的不足并提出了优化设计方案。
3、数学模拟研究在通钢RH工艺优化过程中应用
RH工艺处理时间短及处理钢包灵活使之尤其适合现代炼钢和连铸快速性。生产优质钢种及超低碳钢如IF钢和高硅钢是RH的主要目标。通钢炼轧厂同东北大学一起利用数模对RH进行了数学模拟,实现了生产工艺参数优化控制。
3.1 基本假设
(a) RH内钢液流动为三维瞬态不可压缩Newton流动,流体为不可压缩的粘性流体,密度为常数;
(b) 气泡为刚性球体,与钢液等温;
(c) 忽略气泡间的作用力,气泡尺寸保持不变,遇到其它墙壁时设为反弹。
3.2 控制方程
连续性方程
动量方程
湍动能方程
湍动能耗散率方程
3.3边界条件
1)入口: 认为入口处气体分布均匀,气泡运动至真空室上表面时逸出;2)固体壁面:对速度、压力使用无滑移边界条件,取相应的法向分量为零;对贴近壁面的部分采用壁面函数处理;3)熔池表面:在钢包表面,钢水与渣接触,表面切应力忽略不计;气体以它到达顶面的速度离开真空室液面,液体则不允许离开体系。
3.4计算结果与分析
1)由数值模拟得到提升气量与循环流量关系如图1:RH内钢液混匀所需时间随提升气量增大而减小,在50-80Nm3/h内,混匀时间随提升气量增大迅速减小;超过80Nm3/h,随提升气体流量增加混匀时间变化平缓;达到130Nm3/h后,混匀时间基本保持不变。
2)吹气方式对混匀效果影响如图2。上3下3吹气方式混匀效果较差,其他三种方式在超过80Nm3/h后相差不大;下层6孔吹气要好于上层6孔和双层12孔。目前工厂采用的双层12孔吹气方式有较好混匀效果,但稍逊于下层6孔吹气。
3)浸渍深度对循环流量影响如图3;随浸渍深度增加,混匀时间先增大后减小;600mm混匀效果较好,而500mm效果较差。目前工厂采用的500mm浸渍深度混匀效果较差,从提高混匀效果角度,建议调至600mm。
3.5 RH真空精炼高效化新工艺:
3.5.1RH精炼阶段:精炼初期,为防止喷溅提升气量应控制在90Nm3/h-100Nm3/h;而后,为获得较大循环流量、较快传质速度来加速脱碳、合金化并使RH有较好的混匀效果,提升气体流量应控制在110-120Nm3/h;浸渍深度应控制在500mm;吹气方式应采用双层12孔吹气或下层6孔吹气。
3.5.2RH精炼合金加入制度:若合金添加速度小于0.97t/min,则可连续添加最后一批加入后,循环处理3.0min可混合均匀。钢包软吹阶段:建议软吹气量控制在40-60Nl/min;软吹时间要超过4分钟,若节奏允许,建议控制在8分钟。
4、结语
数值模拟已成为工程装置优化、仿真设计和实现过程优化酌有力工具,必将促进冶金过程数字化和信息化的进程增加冶金工艺研究的广度和深度,对冶金设备的设计冶金生产过程的监控和操作提供更多的理论依据。
一、内容要求
1、论文题目不做具体要求
2、论文内容为岗位工作总结
3、字数字
4、正文前要有目录
5、正文主要分为四大部分
第一部分:引言
引言部分主要描述
工作单位、工作时间、工作单位基本情况介绍、工作岗位简单描述等内容。
第二部分:主体
主体部分主要描述
(1)实习过程介绍;
(2)岗位具体工作介绍;
①工作流程;操作规程;安全规程;工艺操作制度;参数指定;所使用的主要设备;设备选型;设备的主要参数;生产车间立面布置;平面布置。(最好要有设备图、车间平面布置图、工艺流程图等。)
②分析出岗位工作中的典型工作任务、典型工作任务和书本的哪些内容衔接,和书本讲解有何出入?你的体会;
(3)在工作过程中遇到的事故,发生的原因,如何处
理,和书本的哪些内容衔接,和书本讲解有何出入?你的体会;
(4)对学校开设课程的建议,针对的你的工作岗位,建议增加或者删除哪些课程,建议增加或者删除课本中的哪些章节?
第三部分:总结
总结部分主要描述两方面,第一:“收获是什么”,第二:根据你的思考,工作中的一些操作或者制度需要改进的地方。
第四部分:致谢
致谢是对工作单位领导、师傅、同事及相关人员的一种感言。
注意:
(1)内容一定要明确、精炼、完整、准确、措辞严密,不含糊其辞;不许大段抄袭别人的论文和相关资料,如果出现严重抄袭行为,被指导教师发现,毕业论文认定为不合格。
(2)论文中一定要有自己的体会和想法;如果感觉想法不成熟,可通过网络、电话请求指导老师给以指导或者咨询工作的同事、师傅。所叙述的内容一定要科学严谨;
(3)凡是用简要的文字能够讲清楚的内容,应用文字陈述,用文字不容易说明白或说起来比较繁琐的,应用表或图来陈述。
(4)除上述四部分必须叙述之外,可根据自己的想法,添加其他内容;
(5)如果有与工作内容相关的图纸及工艺文件等资料,可放到作为附件,放到正文的最后,和正文一起装订。
二、正文格式要求
1、页面设置:纸张A4;页边距,上2.54cm 下2.54 cm 左2.5 cm 右2 cm 装订线0 cm 装订线位置 左。
2、字体:宋体小四。
3、行间距:固定值 22磅。
4、首行缩进:2个字符。
5、图标字体五号字,位于图的正下方;表标字体为五号字,位于表的正上方,所有的图标都要居中。
6、注意正文中化学符号的正确书写。
三、时间要求
论文题目及框架3月12日前报告给指导教师批准;主要内容4月底之前通过邮件发送到指导教师邮箱,以便老师审查。完成电子稿务必于2012年5月13日之前交到指导老师手里,打印稿务必于2012年5月27日之前交到指导老师手里。
每位学生必须每周至少与指导教师联系一次,汇报论文计划及进度,如不按要求者,以不及格处理。
时间安排:
论文写作时间:2012年3月12日~5月15日
论文审阅、定稿时间:2012年5月13日~5月25日 教师评阅时间:2012年5月27日~6月03日。
附:资料类网站
1.钢铁冶金常识
.cn/article_display.asp?Page=14&classname=冶金知识
2.首钢日报 。
3.钢铁冶金博客 。
4.钢铁论文PDF下载 。
5.冶金
6.武汉工程职业技术学院(有大量资料) 。
7.机械CAD论坛:用户名:王宝,密码:1234567890 。
8.金相分析缺陷分析
9.中国钢铁工业协会网.cn
11.中国钢铁网
12.东方钢铁在线.cn
13.中国标准咨询网.cn
14.中国标准网
15.中国国家标准咨询服务网chinagb.org/
四、装订要求
关键词:冶金原理;科研教学;实验教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0094-02
冶金原理是冶金工程专业学生必修的一门重要的专业基础课,是深入学习钢铁冶金的基础和纽带,是贯穿整个冶金工程学习的基础知识和专业知识的桥梁[1,2]。同时,冶金原理实验是对冶金原理课程的具象化和本科教学的重要组成环节。
一、实验室建设
我校在上世纪80年代以后,将“炼铁”和“炼钢”教研室合二为一,成立了钢铁冶金系,并对课程体系、教学大纲、教学方法进行了大胆改革,冶金专业的学生既安排了炼铁方面的教学实验,也安排了炼钢方面的教学实验,使学生在学习书本专业知识的同时,也对整个钢铁冶金的工艺流程的学习及相关知识有了进一步的巩固和提高。
冶金工程系薛正良教授和周国凡教授于2008年出版的《钢铁冶金实验》教材,其包含传输原理实验、冶金原理实验和钢铁冶金实验三大模块。目前我们正在研究把课程建设与教育创新、社会发展相结合,进一步推进实验教学改革,不断提高教学质量和教学水平,培养出更多适应社会需求的学生。
二、实验教学中存在的问题
冶金原理实验是冶金工程专业的第一组专业实验,其包含了热电偶的检定、冶金熔体熔化温度测定、熔体粘度的测定以及熔体表面张力测定。这一组实验主要是学习有关冶金的理论知识和实验设备等方面的内容。冶金原理实验可以概括为两大类:即理论研究和专业实验,要求学生将课堂所学的专业知识转化为动手实验来对所学的专业知识进行论证,以培养学生的动手能力。冶金工程专业的实验教学也要根据时代环境的变化而变化,而今冶金原理实验教学仍存在一些问题[3],主要包括以下几点:
(一)实验目的不明确
针对2007级、2008级、2009级冶金工程专业共480名学生展开的问卷调查,学生普遍表示对为什么要做实验比较茫然,被动地按照实验指导书上所要求的实验目的和步骤进行重复实验,获得实验结果和数据。这种实验教学方法的突出缺陷就是以实验指导老师为中心,而忽视了学生认知过程中的主观能动性,束缚了学生的探索性思想,在一定程度上限制了对学生创新能力和创新精神的培养,从而使学生无法完成理论―实践―理论循环的实践过程。
(二)教学与实验结合不紧密
通过对480名学生的问卷调查以及上实验课所反应的情况,学生通过理论学习了解了热电偶工作原理、冶金熔体的温度定义、粘度定义和熔体表面张力的定义,但是学生对于这些所掌握的定义仅仅停留在表面,对这一系列的纯理论在实际中的应用没有一个较深层次的认知。
(三)学生对实验缺乏积极性
冶金原理实验由于是专业实验,在大三才开始授课。但是冶金实验是高温实验,实验周期长,实验设备少,实验老师在讲授的同时,实验已经进行。并且现阶段实验设备已经实现自动控制,学生并没有在实验的过程中动手操作。这导致老师在讲授实验操作、注意事项及实验的重点难点时,学生没有主动的配合老师积极思考问题,不时出现开小差的现象。
(四)实验考核机制单一
现阶段考核实验成绩的唯一方式是实验报告,但是抄袭实验报告的现象时有发生。
三、冶金原理实验改革措施
在建立创新型实验课程的前提下,对现有的教学机制进行改革,建立完善的实验考核机制以及科学、合理、先进的实验教学体系。
(一)明确实验目的
每一门实验讲义的开篇第一小节都是实验目的。以熔体粘度测试实验为例。实验目的介绍了熔体粘度对传热、传质以及流体流动过程有重要影响。冶炼过程的造渣、金属――熔渣间各种反应的完全程度和速度、金属与熔渣的分离、熔体对耐火材料内衬的冲刷侵蚀等都与熔体的粘度密切相关。但是从实验教学上来说缺乏具体的内容,学生还是要问为什么。所以以实验课来说,我们要将抽象的问题具体化、直观化。比如说实验要做的是Q235连铸结晶器保护渣的粘度。为了测试其粘度,首先要对此渣的熔点进行测试,测熔点要用到热电偶,用热电偶就要对热电偶进行校准。为了使钢坯更好的脱模,我们要进行粘度,表面张力等一系列实验。这样下来可以将冶金原理实验构成一个整体,学生带着目的性去完成一个整体实验项目。
(二)实验与理论结合
传统教学方式是理论课老师只讲理论,实验老师只管带学生做实验,理论课教师与实验教师之间缺乏交流与沟通。其教学方式可变为在理论课教师教授与实验相关的内容前,可以先和实验教师讨论,先由实验教师给学生讲授有关的实验知识,使学生在上理论前对基本概念在应用方面有初步了解,然后理论课老师在课堂上进行理论深化,形成实践理论的第一次循环;然后在理论课结束后,再来进行实际操作,完成理论实践的过程。这与工科提倡的从“实践中来,到实践中”去的教学目的相得益彰。
(三)提高学生实验积极性
1.建立科研与教学相结合的实验体系。鼓励学生积极申报大学生创新基金项目,自愿组合,对实验内容拟定实验方案,交由项目指导老师考查合理性,最后由实验教师带领学生进行验证。这种教学方式促进了学生之间的交流,形成了良好的科研协作习惯,培养了学生的团队精神。
2.改变实验指导方式。传统冶金实验授课方式以老师操作、讲解为主,缺乏对学生动手能力的培养。基于这些问题,建立学生为主,教师为辅的实验指导方针。建立实验预约系统,预约实验的学生通过实验教师的操作视频以及讲解来预习本实验的操作方式,了解实验设备运行原理。然后在实验室进行自主实验,实验教师在旁辅助指导,解决实验过程中出现的问题。
3.建立完善的奖励机制。对参与实验设计的学生,在评优、奖学金、评选等活动中给予一定的优先权以及学习和物质上的奖励。通过举办实验竞赛等方式,将实验课作为对学生创造力,动手能力和分析问题能力的综合评判,由系里专家进行最后的考核,给予证书认可。
(四)建立多元化考核机制
传统冶金原理实验评定成绩仅以实验报告为准,考核单一。为了改变这种现状,全面评价学生的实验能力,具体做法如下:将报告分数分为三大类,即平时成绩、实验操作成绩和实验报告成绩,平时成绩占40%、实验成绩占40%和报告成绩占20%。具体做法如下表1。
我校在加强冶金原理实验教学改革后,学生的观察能力得到了锻炼,组织协作及合作精神得到了培养,调动了大学生从事科研活动的主动性、积极性,为培养具有创新性的高技术人才提供了一条有效的途径。
参考文献:
[1]张利华,翟大成,胡翠.冶金工程专业实验教学模式的研究[J].实验室科学,2011,14(2).