金屬材料工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系研究

摘要：根據(jù)金屬材料工程專業(yè)實(shí)際情況及市場(chǎng)需求，圍繞創(chuàng)新型人才培養(yǎng)特色，重新優(yōu)化了現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系，通過加大綜合性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重，強(qiáng)化“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)，加強(qiáng)校企合作，構(gòu)建了較為完善的金屬材料工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系，著力于提升學(xué)生的專業(yè)技能及創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：金屬材料工程；創(chuàng)新型人才；實(shí)踐教學(xué)

作者簡介：胡宗智（1966-），男，湖北咸寧人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授；鄒雋（1974-），男，湖北枝江人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，講師。（湖北 宜昌 443002）

基金項(xiàng)目：本文系2013年三峽大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：J2013040）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）26-0098-02

高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才。實(shí)踐教學(xué)是本科整個(gè)教學(xué)體系的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、鍛煉能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，直接影響創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。金屬材料工程是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高，對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型復(fù)合人才有著重要意義。[1]

新材料是21世紀(jì)我國新興支柱產(chǎn)業(yè)之一，作為材料重要分支的金屬材料也在不斷地發(fā)展，新知識(shí)、新理論、新方法、新技術(shù)層出不窮。面對(duì)世界范圍內(nèi)的市場(chǎng)競爭和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，如何培養(yǎng)面向21世紀(jì)金屬材料工程專業(yè)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，國內(nèi)各知名高校的金屬材料工程專業(yè)近年來從人才培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等不同方面進(jìn)行了改革，構(gòu)建各具特色的實(shí)踐教學(xué)體系，著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，以適應(yīng)新時(shí)期下國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

三峽大學(xué)（以下簡稱“我校”）金屬材料工程專業(yè)的辦學(xué)目標(biāo)是面向水利電力行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要。學(xué)生畢業(yè)后主要從事金屬材料及熱處理、無損檢測(cè)及失效分析等工作。為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，我系課題組教師經(jīng)過走訪調(diào)研國內(nèi)同類專業(yè)的兄弟院校、科研機(jī)構(gòu)、畢業(yè)生用人單位及往屆畢業(yè)生，根據(jù)反饋的信息，經(jīng)過多次反復(fù)研討，對(duì)原實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了較大的改革，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)金屬材料工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。

一、金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

我校金屬材料工程專業(yè)以往的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中也不同程度存在著許多高校“重理論輕實(shí)踐”的通病：

第一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容依附于理論教學(xué)，演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少；實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)模仿和訓(xùn)練，創(chuàng)新內(nèi)容不夠；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；實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作主要由實(shí)驗(yàn)教師承擔(dān)，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(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和教師實(shí)踐能力都是不利的。

第二，學(xué)生的課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)課題與企業(yè)關(guān)聯(lián)少，絕大部分學(xué)生的題目在校內(nèi)完成，與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重，甚至落后于企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)水平；學(xué)生畢業(yè)后不能直接上崗工作，還需較長時(shí)間適應(yīng)學(xué)習(xí)。

第三，畢業(yè)實(shí)習(xí)安排在第八學(xué)期，由于畢業(yè)實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)有限，部分學(xué)生不得不外出找工作，畢業(yè)實(shí)習(xí)流于形式，達(dá)不到預(yù)期效果。

以上分析表明，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的這些問題制約著學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系已不能適應(yīng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、求特色、重能力”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，必需對(duì)金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行改革。

二、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

根據(jù)金屬材料工程專業(yè)的市場(chǎng)需求，結(jié)合國家“2011計(jì)劃”精神及我校本專業(yè)人才培養(yǎng)方案，圍繞構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)特色，重新優(yōu)化了現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系。新的實(shí)踐教學(xué)體系由實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)、工程訓(xùn)練、創(chuàng)新活動(dòng)及師資建設(shè)等五大塊組成，其框架見圖1 所示。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。在原實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，每門專業(yè)課程均有4～10學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，實(shí)驗(yàn)穿插在課程教學(xué)過程中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的進(jìn)度安排，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容僅限于剛學(xué)過的理論，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較單一，多為基礎(chǔ)型驗(yàn)證性或演示性實(shí)驗(yàn)。這種模式對(duì)鞏固專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)有一定的積極作用，但由于實(shí)質(zhì)性的綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少，直接影響到學(xué)生綜合分析能力的提高，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此，對(duì)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了改造，保留部分必要的驗(yàn)證性及演示性實(shí)驗(yàn)，加大了綜合性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重，并將以往分散于每門專業(yè)課理論教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)重新優(yōu)化整合，比如將《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料力學(xué)性能》、《金屬材料學(xué)》、《金屬材料熱處理》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)從原課程中分離出來，整合為獨(dú)立開設(shè)的《金屬材料實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)課，避免了這幾門課程開設(shè)的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重疊的現(xiàn)象。

為提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力，在第七學(xué)期開設(shè)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。在該學(xué)期，學(xué)生已完成了大部分的理論課程學(xué)習(xí)和相關(guān)課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解和綜合運(yùn)用。每個(gè)學(xué)生選擇不同成分的材料，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程涉及到金相試樣制備、熱處理工藝、顯微組織觀察、材料性能測(cè)試等相關(guān)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。通過專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練，學(xué)生既加深了對(duì)所學(xué)的課程基礎(chǔ)理論的認(rèn)知和理解，同時(shí)極大提升了學(xué)生的獨(dú)立工作、綜合分析及創(chuàng)新能力。

另外，無損檢測(cè)作為我校金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)特色之一，在第六學(xué)期的后半學(xué)期開設(shè)《無損檢測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)》，由課程主講教師及從企業(yè)聘請(qǐng)的專業(yè)資質(zhì)工程師共同指導(dǎo)完成，既使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用各種無損檢測(cè)方法進(jìn)行實(shí)踐操作，又為其取得國家無損檢測(cè)相關(guān)資質(zhì)打下基礎(chǔ)，全面提升學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競爭力，拓展就業(yè)渠道。

從課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)→專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)→專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)的課程實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建，奠定了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、求特色、重能力”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

2.實(shí)習(xí)體系

原實(shí)習(xí)體系由金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)組成，在前幾年通過加強(qiáng)與企業(yè)的產(chǎn)、學(xué)、研合作及實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，已對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)及金工實(shí)習(xí)進(jìn)行了較大的改革嘗試，取得了較好的成效。[2]在新的實(shí)習(xí)教學(xué)體系中，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)替代以往的畢業(yè)實(shí)習(xí)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)在第三學(xué)期末進(jìn)行，此時(shí)的學(xué)生剛剛完成基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，而專業(yè)課程尚未開始，學(xué)生對(duì)自己專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和未來的就業(yè)方向充滿期待但又缺乏了解。因此，精心安排認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)能夠幫助學(xué)生建立初步的專業(yè)概念并激發(fā)其學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣和愛好，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。[3]

3.工程訓(xùn)練體系

與以往的這個(gè)實(shí)踐模塊相比，增加了“工程軟件實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目，主要包含CAD/CAM與CAE兩個(gè)模塊，前一模塊為UG 、Proe和MasterCAM應(yīng)用培訓(xùn)，使學(xué)生熟悉CAD實(shí)體模型構(gòu)建方法，具備完成中等復(fù)雜程度的實(shí)體模型創(chuàng)建的水平；熟悉一般加工工藝參數(shù)的設(shè)定、加工模型建立、編程及仿真過程。后一模塊為Ansys有限元軟件應(yīng)用，通過實(shí)例講解、上機(jī)操作、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)等形式，對(duì)學(xué)生有限元建模和分析的技能進(jìn)行訓(xùn)練。以上軟件實(shí)訓(xùn)可使學(xué)生具備實(shí)體建模表達(dá)創(chuàng)新方案，并通過有限元分析驗(yàn)證方案可行性的能力，為創(chuàng)新活動(dòng)提供支持。另外，積極探索與企業(yè)技術(shù)人員聯(lián)合開展課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作的新途徑，鼓勵(lì)學(xué)生到企業(yè)單位完成課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在直接接觸企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過程中完成課題內(nèi)容，了解最新相關(guān)技術(shù)，激發(fā)其創(chuàng)新能力。

4.創(chuàng)新活動(dòng)體系

創(chuàng)新活動(dòng)包括普及性科技活動(dòng)、課題研究及創(chuàng)新大賽三個(gè)層面。其中，普及性的科技月活動(dòng)一年舉行一次，過程經(jīng)由學(xué)院組織專家宣講→學(xué)生自擬小發(fā)明小創(chuàng)造課題→選題答辯→中期匯報(bào)→結(jié)題答辯及評(píng)審。課題研究包括教師的科研項(xiàng)目及企業(yè)課題，在老師和企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，進(jìn)行課題研究。比如功能導(dǎo)向金屬-有機(jī)框架材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其光催化性能研究、高性能鋰離子電池天然石墨基復(fù)合負(fù)極材料研究、Ti（C，N）金屬陶瓷刀具的研制等等。第三個(gè)層面是各類創(chuàng)新大賽，如機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽、挑戰(zhàn)杯大賽、數(shù)學(xué)建模大賽等。對(duì)參加或取得優(yōu)異成績的學(xué)生給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，部分創(chuàng)新活動(dòng)甚至可以替代學(xué)分或在綜合考評(píng)中享受加分。通過多層次創(chuàng)新活動(dòng)的開展，構(gòu)建創(chuàng)新教育的氛圍，為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展提供平臺(tái)，為學(xué)生今后從事科學(xué)研究奠定良好的基礎(chǔ)。另外，學(xué)院對(duì)學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放，優(yōu)越的科研設(shè)備和儀器用于本科生科研訓(xùn)練，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了全方位的鍛煉。

5.師資建設(shè)體系

師資隊(duì)伍的建設(shè)也是實(shí)踐教學(xué)體系改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。只有具備突出創(chuàng)新能力的實(shí)踐教師隊(duì)伍， 才能在向?qū)W生傳授知識(shí)與技能的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為此，一方面對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教師有計(jì)劃的送出去培訓(xùn)并考取相關(guān)資質(zhì)；另一方面，選派年輕博士教師到企業(yè)掛職鍛煉，打造“雙師型”教師隊(duì)伍，指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)。通過了解社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的技能要求，增強(qiáng)教師實(shí)踐應(yīng)用能力與實(shí)踐教學(xué)方法研究，更有效指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)社會(huì)需求開展創(chuàng)新實(shí)踐。

三、結(jié)語

構(gòu)建并完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系，是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，必須與時(shí)俱進(jìn)，圍繞培養(yǎng)創(chuàng)新型人才這一目標(biāo)，進(jìn)行長期探索。[4]同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)體系在實(shí)施過程中需要多方面的支持與配合，不足之處尚需在今后在實(shí)踐教學(xué)過程中不斷地修正和完善。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡宗智，吳敏，王燕，等.依托地域優(yōu)勢(shì)開展金屬材料工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的創(chuàng)新實(shí)踐[J].中國電力教育，2011，（2）：129-130.

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[4]林華，李慶，陳志謙.材料物理專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，38（3）：161-164.

（責(zé)任編輯：王意琴）