冶金工程綜合實驗中混合教學模式的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了冶金工程綜合實驗中混合教學模式的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：基于冶金工程專業實踐課程的內容與特點，應用目標特征導向式、線上線下結合式、實驗設計與分析式等教學模式，對該專業的綜合實驗展開研究。研究結果表明，上述教學模式在課程中的應用程度各不相同，多樣化的教學模式能夠豐富工程實踐類課程的教學思路，有助于學生提升學習成效，教師深化教學理念。

關鍵詞：混合教學模式；冶金工程；綜合實驗；工程實踐

1引言

作為傳統工科的冶金工程專業承載著冶金領域工程技術人才的培養重任，其目標為培養具有較強的工程實踐能力和解決復雜冶金工程問題能力，具備自主學習意識和在實踐中自我提高的能力，適應國內、國際人才市場需求的高級工程技術人才。其中，對工程實踐能力的培養尤為重要，并且在高等教育界普遍認同以教育成果為導向實施人才培養的教育體系[1]。據文獻報道[2]：部分發達國家如韓、美、日等國的高校，至少有八成的課程應用了混合教學模式，我國超六成以上的高校也已經將線上課程管理系統作為混合教學模式的技術支持?；诖?，傳統的教學方法和教學模式將發生變化，如冶金專業綜合實驗、冶金工程設計、畢業設計等一系列實踐教學環節都將受到波及，應注重工程實踐教育的成效，以適應新形勢下的教育理念。冶金工程專業的綜合實驗課程教學大綱（2017版）中規定：實驗學時數為兩周，開課學期為第六學期末，主要教學內容分為稀土模塊、有色金屬模塊、黑色金屬模塊三部分。目前，綜合實驗中所采用的教學模式有實驗設計和研究分析兩種：實驗設計教學模式偏重于對實驗方案和流程的設計，能夠使工程中的設計思路貫穿實驗全過程；研究分析則偏重于對既定的實驗內容進行詳細解析。這兩種教學模式也是目前國內多數工科高校中實驗類課程所普遍采取的模式，體系成熟可靠，模式具備較強的實用性，但是形式上依舊存在單調、創新性不足等缺點[3]。因此，在提倡創新性和多樣化的今天，針對傳統教學模式的改革已成定局，打破常規面授方式，將部分教學內容移植給學生自學完成，教師嚴格監管把控，形成多樣化的混合教學模式，則成為眾多高校所采納的新形式，也是教學模式創新的必經之路。本文將探索混合教學模式在實踐類課程中的應用價值，以期可以豐富綜合實驗混合教學模式的相關理論。

2冶金綜合實驗課程教學模式現狀

教學過程趨于傳統，應用化程度偏低傳統的冶金綜合實驗教學過程為：首先，冶金專業系部根據教學大綱指派綜合實驗的教學任務；接著，由專業教師將課程教學大綱中的實驗題目下發給學生；最后，學生接受題目進行實驗。在此過程中，學生參與感很低，沒有自主選擇實驗題目的空間，易造成受教育的盲從；若依據工程教育模式，“設計”思路在實驗過程中沒有體現，勢必會造成教學過程的固化。此外，實驗的題目擬定環節存在較多問題。教學任務提出的要求是先由專業指導教師集體討論并擬定實驗題目，再由專業負責人進行題目審核，審核通過后才可下發。但在現實中，很多實驗題目的制定并沒有嚴格遵守教學規范，甚至流于形式，導致實驗題目會出現陳舊、僵化、不切實際等情況。上述情況直接影響到學生進行綜合實驗的興趣和熱情。實驗設計—研究—分析的流程存在瑕疵現階段的綜合實驗流程為：實驗設計階段—研究環節—分析階段，每一個環節的教學時間比例基本為1:2:1，即總共10天的教學周期中，實驗設計和分析階段各占2.5天，研究環節占五天。這一時間分配方法在近三年的實驗過程中被發現存在問題。通常學生在進行實驗設計前需要查閱一些文獻資料，整理歸納后提出具體實驗方案，交由指導教師審閱同意后方可進行下一步驟。這個階段的時間則會隨學生文獻檢索及應用能力的不同產生差異，對個別綜合能力欠缺的小組，無法保證實驗方案一次通過，將造成第一階段的時間延長，影響后續其他環節的推進。在研究環節和分析階段，對學生的工程實踐和團體協作能力同樣提出較高要求，這兩個階段的時間也存在差異。在研究階段和分析階段，研究內容和分析形式較為單調。如稀土模塊實驗內容是對鑄鋼或者鑄鋁進行稀土合金化處理，而對于冶金工程專業來講，稀土模塊實驗內容應該不局限于稀土的火法處理過程，還應該擴展到濕法冶金處理的領域，因此在實驗內容方面有所欠缺。研究形式是教師現場指導，學生實施完成，采集實驗結果及相關研究數據進行分析。綜合分析需要很強的邏輯推理與信息處理能力，學生作為研究分析的主體，需要上述能力作為支撐。這些能力在學生前面的學習過程中雖然已經得到鍛煉，但是鍛煉程度和效果依然不明顯，導致學生在分析階段有時會力不從心。分析階段完成后，理論上應該存在后續的應用環節，但是上述綜合實驗的流程中恰恰缺乏應用的實踐。這一關鍵環節的缺失，顯著地影響課程體系的完整性，對學生實踐能力的培養也極為不利，達不到預期的學習目的和培養效果。教學模式的陳舊觀念有待更新我國高等工科院校對于專業實踐類課程的重視程度普遍較高，這些高校所設置的綜合實驗類教學體系基本遵循從理論到實踐的原則。如果從近年來熱門的工程教育認證的角度去看，學生的畢業要求中明確提出對設計/開發解決方案的具體指標，這一指標的達成必須要重視實踐環節的創新、環境保護、文化等因素[4]。而上述因素則被很多高校所忽視，也鮮有教師從教學模式的角度出發去思索和解決，體現在教學現實中，就呈現了教學模式落后、守舊的特征。有部分教師在對待創新性的教學模式時，通常會產生消極甚至抵觸的想法，認為傳統的教學模式足以完成教學目的，不需要用新方法和新模式來打破原有的習慣，產生思維定式。教學現狀對學生和教師的提升進步有著負面作用，在信息化和智能化的今天，合理運用網絡與信息新技術，科學掌握新的教學理念和方法已成為教師進步的臺階，需要教師去勇敢邁進。

3混合教學模式在冶金綜合實驗課程中的具體應用

混合教學模式本質上是將多渠道化教育同傳統面授式教育有機結合的教學方式，重點突出學生作為教育對象的主觀作用，運用新的教育技術和裝備來實現以學生為中心的教育目的，更充分地體現教學效果。國內外眾多高校常用的混合教學模式種類較多，其中常見的有目標特征導向、分組討論、線上線下結合、任務驅動、翻轉課堂、案例研究、實驗設計與分析等。對于冶金綜合實驗課程，目標特征導向、線上線下結合、實驗設計與分析等方式則更為適合。目標特征導向式的應用冶金綜合實驗課程是冶金工程專業本科生進入專業課學習階段的重要環節，起到承前啟后的關鍵作用。該課程可作為部分專業基礎課程和專業課程如“冶金傳輸原理”“冶金反應工程學”“鋼鐵冶金工藝學”“有色金屬冶金學”等的承接環節，側重于基礎理論和工藝的相關知識；又作為冶金工藝課程設計和畢業設計（論文）等專業實踐類教學環節的后續階段，這一階段則側重于對專業知識的實踐和設計應用。以理論基礎和工藝檢驗為學習目標，將設計應用的實踐作為學習特征，進行合理的導向性教學，必然能夠顯著提高專業教學的成效。解析該課程的教學內容可知，黑色金屬模塊學習目標是了解黑色金屬的熔鑄過程及原理，掌握特定鋼種的軋制工藝對鋼樣性能和組織的影響；有色金屬模塊是掌握鋁合金、鎂合金等有色合金試樣的熔煉、軋制工藝，學會分析有色合金組織與性能間的關系；稀土模塊是學習稀土精礦的分解原理及過程，掌握稀土合金化處理黑色及有色金屬合金的工藝。由以上內容可知：三部分教學內容皆涉及理論知識和加工或者處理工藝，學習目標都提出應該掌握的原理，形成原理+應用的復合模式。這種前置目標、后置應用的教學模式突出了目標導向的重要性，也顯示了實驗類課程的教學特征，因此，合理使用目標特征導向式教學方法，能夠在具體教學過程中體現出設計、應用等思路。線上線下結合式的應用大學生正處于信息化和網絡化高度發達的時代，將優質的網絡教學資源引入實踐類課程是一種具備創新性的嘗試[5]。綜合實驗學習周期短、內容較多的問題能夠在線上進行處理，應用性較強的問題可以在現場進行解決。因此，冶金工程專業應利用學校的網絡教學平臺完善實驗課程的相關教學資源，如課程特點、教學目標、實驗原理及方法、影像及文字資料等，并豐富線上平臺的功能，設置實驗現象記錄、互動交流、考核評價等功能模塊。學生需要在綜合實驗課程開始前一周登錄平臺進行預習，實驗周期中也需要利用平臺完成問題解析、實驗現象記錄等線上任務；再結合線下實驗，完善綜合實驗的教學流程。此外，還可以增加虛擬煉鋼平臺[6]，以實現網絡煉鋼操作的訓練，完善實驗內容，增加學生的實驗時間與經驗。實驗設計與分析式的應用基于工程教育認證模式的綜合實驗課程，對設計與分析的理解應該對照認證要求去進行教學。冶金綜合實驗教學過程中應對“問題分析”和“設計/開發解決方案”這兩個指標點進行支撐和服務：“問題分析”指標點中要求學生能夠分析和表達冶金領域中的工程問題，并獲得有效結論；“設計/開發解決方案”指標點中則要求學生能夠具備提出、設計和解決較復雜冶金工程問題的能力。因此，冶金工程專業應在教學過程中要求教學方式和內容更貼近工程認證的思路，尤其是利用設計+分析的混合式教學，使學生能夠將工程認證的概念深化并加以實踐。如果條件具備，可以適當引入“冶金能源與環境”“綠色冶金與清潔生產”等環保類課程的內容，以豐富綜合實驗的教學體系，使綜合實驗對工程教育認證的支撐更加立體化。

4結語

綜上所述，混合式教學之于綜合實驗形式和內容的實施提供了豐富的理論基礎，為高等工程實踐教育的發展提供了一種新思路。同時，隨著混合教學形式上的逐漸豐富，實驗類的教學環節在執行時又多了一種可借鑒的模型，再輔以新型的教學手段，進行整體規劃與實施，最終達到提升學習成效、深化教學理念的目的。

參考文獻

[1]鄭靜.國內高?；旌鲜浇虒W現狀調查與分析[J].黑龍江高教研究,2018(12):44-48.

[2]唐海燕,張家泉.基于混合教學模式的特殊鋼冶金專業課程教學[J].中國冶金教育,2019(1):33-35,39.

[3]施曉秋,徐嬴穎.工程教育認證與產教融合共同驅動的人才培養體系建設[J].高等工程教育研究,2019(2):33-39,56.

[4]袁曉麗,張明遠,黃青云,等.冶金工程專業綜合實驗教學改革[J].中國冶金教育,2018(2):56-58.

[5]顏偉,袁清和,李美燕,等.面向工程教育專業認證的工業工程應用型創新人才培養模式探索與實踐[J].教育教學論壇,2019(13):128-131.

[6]張波,高澤平,賀道中,等.鋼鐵冶金專業實驗教學方法改革探索[J].實驗室科學,2016,19(6):123-124,129.

作者：路焱 陳偉東 李艷芬 李杰 李建超 單位：內蒙古工業大學材料學院