金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)一體化改革與實(shí)踐

婁長勝?張偉強(qiáng)?馬星國

摘要：結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃的要求，對金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的各環(huán)節(jié)提出了具體的改革思路并進(jìn)行了實(shí)施。設(shè)計(jì)了與專業(yè)課理論教學(xué)并行的實(shí)踐課程體系，建立了金屬材料基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的平臺，形成了“基本技能訓(xùn)練、綜合型和設(shè)計(jì)（創(chuàng)新）型”多層次的專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系，并將實(shí)踐教學(xué)拓展到課外的研究性學(xué)習(xí)和專業(yè)資格認(rèn)證。一體化的實(shí)踐教學(xué)體系能夠有效地完成對學(xué)生工程能力、創(chuàng)新意識的系統(tǒng)培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：金屬材料工程專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)體系；教學(xué)改革

作者簡介：婁長勝（1972-），男，遼寧沈陽人，沈陽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，副教授；張偉強(qiáng)（1966-），男，遼寧沈陽人，沈陽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，教授。（遼寧 沈陽 1100159）

基金項(xiàng)目：本文系教育部人文社會科學(xué)研究“工程科技人才培養(yǎng)項(xiàng)目專項(xiàng)”（項(xiàng)目編號：10JDGC011）、沈陽理工大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2011A26）的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0155-02

21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的時代，高校培養(yǎng)的人才必須是綜合素質(zhì)較高、具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》也提出要更新人才培養(yǎng)觀念，樹立多樣化人才觀念，尊重個人選擇，鼓勵個性發(fā)展，不拘一格培養(yǎng)人才。沈陽理工大學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)是“實(shí)施工程教育、突出工程實(shí)踐和社會實(shí)踐”，培養(yǎng)高級工程應(yīng)用型人才。要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，專業(yè)課程教學(xué)中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力最生動、最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。正是通過實(shí)踐教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。[1，2]因此，積極開展教學(xué)創(chuàng)新，調(diào)動學(xué)生的能動性，引發(fā)學(xué)生自主思考，積極聯(lián)系實(shí)際，才能實(shí)現(xiàn)知識、技能的遷移與創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長和共同發(fā)展。

本文在分析了目前沈陽理工大學(xué)金屬材料工程專業(yè)現(xiàn)行實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和模式的基礎(chǔ)上，探索了一種與理論課程教學(xué)密切相關(guān)、合理科學(xué)、遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系，使學(xué)生在綜合應(yīng)用知識、獨(dú)立解決問題和創(chuàng)新等方面的能力得到了系統(tǒng)訓(xùn)練，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)以及提高學(xué)生的創(chuàng)新能力的目的。

一、現(xiàn)狀分析

高等學(xué)校中的實(shí)踐教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)。按照傳統(tǒng)的教學(xué)體系，實(shí)踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)是相互獨(dú)立的，各個環(huán)節(jié)的目的性較為單一。由于傳統(tǒng)的思維和模式占據(jù)主導(dǎo)地位，強(qiáng)調(diào)理論知識，立足于課堂，與工程實(shí)際結(jié)合不強(qiáng)，學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)略顯不足，特別是創(chuàng)新能力得不到充分的培養(yǎng)和鍛煉。

長期以來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)均遵循實(shí)驗(yàn)隨課程走的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，內(nèi)容多為驗(yàn)證所學(xué)過的理論，實(shí)驗(yàn)的目的較為單一?，F(xiàn)行的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系具有如下特點(diǎn)：

（1）每門課程各自獨(dú)立地進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，各門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間缺乏關(guān)聯(lián)性。

（2）沒有單獨(dú)設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)多以課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn)，成為理論教學(xué)的附屬內(nèi)容，不能完全體現(xiàn)理論知識—感性認(rèn)識—理論再提高的知識認(rèn)知規(guī)律。

（3）各門課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的重在對教材知識點(diǎn)的演示驗(yàn)證，幾乎很少有實(shí)質(zhì)性的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

（4）為了學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)考慮，專業(yè)實(shí)驗(yàn)的開出通常利用業(yè)余時間，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安排和管理上也難以開展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

在課程設(shè)計(jì)方面，金屬材料工程專業(yè)現(xiàn)設(shè)有“熱處理工藝”和“熱處理爐”兩個課程設(shè)計(jì)，以單獨(dú)設(shè)課的形式出現(xiàn)。經(jīng)過多年的建設(shè)和發(fā)展，金屬材料工程專業(yè)的課程設(shè)計(jì)特色明顯，但也存在著課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不夠緊密等問題。為了更好地提高學(xué)生的實(shí)踐能力，必須要讓學(xué)生的設(shè)計(jì)內(nèi)容有更明確的工程實(shí)際背景，有必要將在圖紙上的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為企業(yè)中的實(shí)際工藝和真實(shí)產(chǎn)品，以加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐感受。

生產(chǎn)實(shí)習(xí)是工科專業(yè)學(xué)生非常重要的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，由于受到現(xiàn)實(shí)條件的限制，目前的生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要采取到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行參觀或觀摩教學(xué)的方式，大多數(shù)學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)方式在短期內(nèi)難以獲得有效地轉(zhuǎn)變，需要更深地認(rèn)識工廠生產(chǎn)的組織和實(shí)施過程。

傳統(tǒng)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過多強(qiáng)調(diào)研究性和創(chuàng)新性，當(dāng)下的畢業(yè)設(shè)計(jì)仍延續(xù)傳統(tǒng)方式，絕大部分學(xué)生的題目是在校內(nèi)完成，與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重，與大眾性教育和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)也不相適應(yīng)。

此外，在實(shí)踐教學(xué)組織實(shí)施管理方式和實(shí)踐教學(xué)人員方面，目前主要還是由實(shí)驗(yàn)教師擔(dān)當(dāng)主要角色，大多沿用實(shí)驗(yàn)員“單兵教練”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。理論課教師基本不參與本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，這對于提高教師實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量都是無益的。因此，要進(jìn)行金屬材料專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革，提高教學(xué)效果，就必須從培養(yǎng)學(xué)生具有合理的知識與能力結(jié)構(gòu)出發(fā)，按照學(xué)生素質(zhì)與能力形成的一般規(guī)律，通過“知識的掌握與深化—基本實(shí)踐能力的形成—創(chuàng)新精神的培養(yǎng)”三個階段來逐步實(shí)現(xiàn)由理論到實(shí)踐的過渡，促進(jìn)其知識、能力與素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，形成具有突出工程實(shí)踐能力人才培養(yǎng)的專業(yè)特色，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

二、改革的內(nèi)容和采取的措施

在新一輪的教學(xué)計(jì)劃修改制訂過程中，對本專業(yè)的特色和培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了深入討論，給出了明確定位。培養(yǎng)出的學(xué)生應(yīng)具有以熱處理工程及表面工程為核心的專業(yè)知識體系以及以工藝設(shè)計(jì)為重點(diǎn)的工程實(shí)踐能力。在這樣的專業(yè)培養(yǎng)特色下，使學(xué)生成為在生產(chǎn)企業(yè)等單位從事金屬材料及金屬基復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn)、性能檢驗(yàn)及生產(chǎn)管理等工作的高級專門人才。

上述目標(biāo)的重點(diǎn)在于必須實(shí)現(xiàn)理論知識與實(shí)踐能力的有機(jī)結(jié)合，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識的卓越工程師潛質(zhì)的畢業(yè)生。其中，學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，要以學(xué)生創(chuàng)新能力的提高為目標(biāo)。利用各教學(xué)環(huán)節(jié)及其內(nèi)容的相互關(guān)聯(lián)性，形成具有特色的完整的實(shí)踐教學(xué)體系，進(jìn)行遞進(jìn)式的培養(yǎng)，是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的有效途徑，因此提出了“一體化”實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)想。所謂的一體化，并非簡單地將兩個或幾個教學(xué)環(huán)節(jié)合并成一個，而是充分利用各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，使各環(huán)節(jié)不再是完全獨(dú)立的個體，而是相互之間密切聯(lián)系，使學(xué)生能夠獲得更加豐富和工程化的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。“一體化”的實(shí)踐教學(xué)體系要做到以下幾方面：

1.要充分體現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的特色，強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練

沈陽理工大學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)是高級應(yīng)用型人才，要求學(xué)生應(yīng)具備一定的專業(yè)理論知識，同時具備較高專業(yè)素養(yǎng)的工程實(shí)踐能力。強(qiáng)化專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)過程、突出培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)合格人才的必經(jīng)之路，也是走特色人才培養(yǎng)的必由之路。

2.要將實(shí)踐教學(xué)從理論教學(xué)體系的附屬地位中解放出來

只有建立了相對獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系，專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃才會發(fā)揮出培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要作用。從課程教學(xué)的目標(biāo)、實(shí)施、管理和評價等方面打破了原有的教學(xué)模式限制，確立了實(shí)踐教學(xué)體系，提高了實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)計(jì)劃中的地位。

3.要打破傳統(tǒng)教學(xué)體系的局限，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式在發(fā)展過程中日益暴露出弱點(diǎn)和局限：過于重視外部灌輸、重視教師講授、重視學(xué)生共性，缺乏對學(xué)生主動性、獨(dú)立性、創(chuàng)造性的培養(yǎng)。

4.協(xié)調(diào)多種要素，在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用創(chuàng)新型人才中發(fā)揮作用

可以充分利用校內(nèi)和校外（實(shí)習(xí)基地）等資源，在教學(xué)管理、實(shí)施教學(xué)活動中進(jìn)行統(tǒng)籌安排，特別是能夠與“卓越計(jì)劃”相結(jié)合來安排實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)，加速提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

三、實(shí)踐教學(xué)一體化改革

針對現(xiàn)狀，結(jié)合社會需求和實(shí)際對人才培養(yǎng)的要求，依照高級工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，圍繞能力培養(yǎng)的中心任務(wù)，通過以下四個“一體化”措施進(jìn)行了實(shí)踐教學(xué)體系的改革。

1.各門專業(yè)課程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一體化

將現(xiàn)在各門課程中所設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整改造并統(tǒng)一起來，開設(shè)獨(dú)立的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程——“金屬材料工程實(shí)驗(yàn)”，該改革打破了課程理論教學(xué)的限制，建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)化。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，設(shè)立了5個“模塊”：基本實(shí)驗(yàn)技能、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、材料與工藝、材料分析與檢測、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等。其中重點(diǎn)整合并優(yōu)化了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了綜合性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)的時間，開展了大型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生的參與程度和學(xué)習(xí)主動性。

2.生產(chǎn)實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)一體化

在生產(chǎn)實(shí)習(xí)階段，要求學(xué)生加強(qiáng)對熱處理工藝流程、設(shè)備、車間設(shè)計(jì)和工程管理等方面的認(rèn)識：搜集并整理實(shí)際生產(chǎn)中重要零件的生產(chǎn)工藝，了解重點(diǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能、操作和維護(hù)管理，了解車間設(shè)計(jì)、布置和生產(chǎn)管理機(jī)制。學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)后，要完成對重要零件、重點(diǎn)設(shè)備和車間布置的測繪工作，對相關(guān)的數(shù)據(jù)建立專門檔案。以此為基礎(chǔ)，在隨后的課程設(shè)計(jì)階段，要將設(shè)計(jì)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)習(xí)聯(lián)系起來，以實(shí)習(xí)基地的實(shí)際生產(chǎn)條件為工程背景，對重要的零件制訂熱處理工藝，對所需的熱處理設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過加強(qiáng)兩環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的有效集成。

3.研究性學(xué)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)一體化

沈陽理工大學(xué)開展的本科生研究性學(xué)習(xí)一般開始于第5學(xué)期，學(xué)生可自主參加教師科研項(xiàng)目的研究工作，這對培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識具有促進(jìn)作用。以研究性學(xué)習(xí)的題目作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，會使畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作更加飽滿，這也改變了千篇一律的、以學(xué)術(shù)研究為主的畢業(yè)設(shè)計(jì)方式。

4.職業(yè)資格認(rèn)證與專業(yè)教學(xué)一體化

見習(xí)材料熱處理工程師是我國目前唯一針對材料熱處理相關(guān)專業(yè)在校本科生開展的職業(yè)資格認(rèn)證，由中國機(jī)械工程學(xué)會舉辦，具有權(quán)威性。[3]教學(xué)活動把職業(yè)資格認(rèn)證的培訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行了融合，認(rèn)證所需知識和能力的要求成為教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充。

四、結(jié)束語

在金屬材料工程專業(yè)開展實(shí)踐教學(xué)體系一體化改革，加強(qiáng)工程訓(xùn)練、提高工程素養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識，有利于加深學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的理解，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：孫晴）