材料成型及控制工程專業實驗教學體系構建及成效

孫杰 房洪杰 尹紅霞

摘要：為培養鋁合金及其加工技術方面的應用型人才，材料成型及控制工程專業對實驗教學體系進行了構建和改革，通過增加實踐學時，改革教學方法、教學內容，增加綜合性、設計性、創新性實驗環節，建設了校內外實踐基地，校企融合，開設企業產品生產的實驗項目等方法，在應用型人才方面取得了一定的成效，為其他專業建設提供借鑒。

關鍵詞：應用型；實驗教學體系；材料成型及控制工程

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）49-0246-02

“寬口徑、厚基礎”培養人才思路的提出，要求應用型人才培養需要接地氣，培養學生動手能力，培養創新精神，實驗教學體系構建非常重要。實驗教學體系是培養應用型人才的關鍵環節，只有在實驗教學環節中實現學生真刀真槍完成實驗，實驗項目與企業接軌，實驗方法及技術與市場不脫節、不落伍，才能真正培養出企業需要的應用型人才。

煙臺南山學院材料成型及控制專業是國家教育部首批地方高校綜合改革試點專業，是山東省優勢特色專業，在實驗體系構建方面做了大量工作，取得一定成效。

一、優化課程結構，構建實驗教學體系

在材料成型及控制工程專業應用型人才培養機制建設中，實踐學時的比例在培養方案中增加到了40%。要想培養出真正合格的應用型人才，實踐學時不能僅僅停留在紙面上，而要按照應用型人才的標準落到實處。

（一）實驗教學體系和教學內容改革

按照傳統的人才培養模式，對實驗課程重視程度不夠，認為實驗教學附屬于理論教學，僅僅作為課程的一個考查環節，考查內容主要看學生是不是參與了，對實驗教學內容重視不夠，造成實驗教學內容中傳統的、陳舊的太多，使實驗教學與工程實際脫節，起不到應用型人才培養的作用。采取的改革方法是：

第一，減少驗證性、認知性實驗所占比例，增加體現最新科技成果的實驗內容，增加培養學生綜合能力、創新能力的實驗環節，將綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗項目增加到70%以上；

第二，所有試驗項目重新修訂實驗教學大綱，重新編制實驗指導書，即便是驗證性實驗環節，也要盡可能從內容上進行改革，體現應用性，避免知識點陳舊；

第三，將整個實踐教學體系分為五個環節教學，由低到高，循序漸進，貫穿整個大學教學環節，五個實驗教學環節由低到高依次為基礎實驗環節，專業實踐環節，綜合設計環節，技術拓展環節，研究創新環節。

（二）實驗教學方法改革

傳統的教學方法為，學生帶著實驗報告走進實驗室，實驗教師把實驗目的、實驗原理、實驗儀器使用方法和注意事項、實驗步驟等進行集中講解。學生需要嚴格按照老師指導過程完成一個實驗，考查學生實驗過程是優秀的，結果相當一部分學生只是只動手不動腦地完成實驗，糊里糊涂地離開實驗室，實驗結果沒有留下太深刻的印象，該實驗過程應用在企業生產那個環節，學生一律不知，這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法對培養應用型人才是不利的，造成了學生被動接受，不主動思考問題，對教師過分依賴，抑制了學生創新能力的發展。

煙臺南山學院材料成型及控制工程專業在實驗教學方法上進行了改革，讓學生成為實驗過程的決策者，實驗老師主要是指導作用，在整個實驗過程中學生獨立設計實驗程序和實驗方法，獨立設計實驗參數，最后獨立完成整個實驗，教師所做的只是對實驗方案中出現的明顯錯誤給予指導改進，以鋼的熱處理實驗為例。

以前，鋼的熱處理實驗環節以教師講授為主，幾個同學一組，嚴格按照老師制定的實驗步驟統一進行操作，如加熱溫度、保溫時間、淬火等等。現在的教學方法為，仍然是幾個同學一組，讓每一組同學自己研究設計實驗方案和實驗參數，教師只是下達任務。教師只是提供了材料和對最終目標提出要求，中間的環節需要學生動腦筋，學生需要查閱資料，確定加熱溫度，根據材料尺寸確定預熱溫度和保溫時間，水中淬火后還要進行低溫回火，低溫回火溫度和保溫時間都需要確定，為了驗證還需要對熱處理后的零件進行硬度檢測，硬度檢測涉及到試樣磨制環節和硬度計使用環節。

實踐證明，一個原本是驗證性的實驗，通過教學方法的改革，將該實驗項目變成融綜合性、設計性為一體的實驗項目，在實驗過程中，學生變被動為主動，培養了查閱資料的能力，團隊協作能力，工藝設計能力，最重要的是，當實驗完成后，學生普遍有成就感，認為印象深刻，對鋼的熱處理環節理解深刻了，原本書本上學的內容只是一知半解，通過這個實驗基本上融會貫通。

二、實驗、實訓基地建設

應用型人才實踐教學體系構建過程中，增加了實踐學時比例，實踐環節需要在實驗室、實訓基地完成才行，因此，實驗、實訓基地建設非常重要。煙臺南山學院材料成型及控制工程專業采取了一系列方法，目前已經建設了一套完整的實踐基地，確保了實踐教學體系順利開展。

（一）基礎實驗室基地建設

該基地建設主要是以學校為主，學校出資為材料成型及控制工程專業建設了完整的專業實驗基地，以材料熔煉鑄造—材料熱處理—材料成分分析—材料加工—材料性能檢測—材料金相組織觀察為主線建設的，包含了材料專業所有基礎實驗環節，主要建設了熔煉鑄造實驗室、熱處理實驗室、鋁合金板材制備實驗室、材料力學性能檢測實驗室、金相實驗室。以上實驗室建設確保了在校內完成專業基礎課和專業課實驗過程的訓練。

（二）校內實踐實訓基地建設

校內完成的集中實踐環節主要有金工實習、計算機繪圖實訓等實訓項目和課程設計項目，這些環節不僅僅一個專業開設，其他工科專業均需要，學校為滿足工科專業校內實訓的需要，投資幾千萬建設了機械工程實訓中心，電氣實訓中心，兩個中心還引入企業項目，為企業加工部分輔助產品，學生可在校內利用實訓環節實現企業產品的生產，得到真刀真槍的訓練。

（三）校外實踐基地建設

應用型人才培養，校外實踐基地建設非常重要，應用型人才需要在企業中驗證是否合格，所以在校外實踐基地建設方面學校下了很大力氣，因學校是集團投資辦學，可以依托大企業集團，凸顯企業辦學優勢，更能實現校企融合，使實踐教學體系中的集中實習環節落到實處。材料成型及控制工程專業與南山鋁型材有限公司、輕合金有限公司、航空材料產業園、氧化鋁、電解鋁、模具加工中心等企業建立的穩定的校外實踐基地，實驗教學體系中的集中實訓環節如：專業認識實習、專業生產實習、畢業實習環節均可在以上基地完成，在這些集中實踐環節完成過程中，學生在企業中學到與最新生產工藝和技術不脫節的知識，對應用型人才培養非常重要。

材料成型及控制工程專業還與企業組建冠名班，共組建了“無損檢測”、“大型鋁合金鍛壓工藝”、“大尺寸鋁合金擠壓工藝”冠名班，集中實踐內容根據企業的需求定向培養，培養企業急需人才。

三、開設企業需要的實驗項目

我校材料成型及控制工程專業的辦學特色是以鋁合金材料和鋁合金加工技術為主要的培養方向，填補了山東省在該方向人才培養的空白。在實驗教學中，我們需要突出辦學特色，多開設鋁合金加工相關的實驗項目，因學校是南山集團投資舉辦的，南山集團下屬鋁業為學生提供了實踐場所和實驗項目，所以，我們在開設實驗項目中，開設與企業生產有關的實驗項目，培養應用型人才。

學生有一門主要的專業基礎課《金屬材料及熱處理》，針對這門課程，我們開了鋁合金熱處理綜合實驗環節，時間為2周，這2周的時間，我們要求學生按照企業生產需求在實驗室完成鋁合金板材的制備。要求學生獨立完成。具體操作模式如下：

學生獨立設計一個合金體系，設計好成分配方，根據鋁合金熔煉與鑄造工藝完成鋁合金扁錠的制作，在這個過程中要求學生設計的成分合理，熔鑄過程中注意消除氣孔夾渣，采用的方法，還要考慮細化晶粒的問題，注意縮孔疏松問題，確保扁錠質量合格。

學生將自己制備的鋁合金扁錠進行熱處理工藝（均勻化退火），退火工藝自己選擇，單級、雙極均可，包括加熱溫度和保溫時間均由學生自己設計。

企業中的最終產品是鋁板材，學生將均勻化好的扁錠先用銑床銑光六面，去除表面夾雜物，再用軋機進行軋制，經過熱軋、冷軋工藝，將鋁板材制備完畢，這個過程老師在旁協助指導。

板材制備完畢后，將板材再次進行熱處理，主要是固溶處理和時效處理，提高板材的強度，將板材剪成標準試驗，學生設計好熱處理方案，老師審閱合格后操作。

最后學生將標準試驗進行硬度和強度等力學性能檢測，看看是否達到企業產品性能要求，如果達不到，分析原因。

以上實驗環節有許多環節均是在課余時間完成，在開設該課程時就將這個問題安排給學生，使學生一直在帶著問題學習。等到進入到課程2周的綜合實驗環節時，學生已經設計好方案，任課教師和實驗室教師完成對實驗方案的審核，2周時間，讓學生帶著期待完成實驗項目，學生能夠掌握企業整個鋁合金板材的生產過程，起到了對學生動手能力和創新能力的培養，為學生后續的專業生產實習打好基礎。

四、結束語

應用型人才培養需要在實踐環節中鍛煉，煙臺南山學院材料成型及控制工程專業通過構建實踐教學體系，從增加實踐學時，改革教學內容、教學方法，建設校內外實踐基地，校企融合開設企業生產的實驗項目，培養的應用型人才在企業中適應性強，受到企業的歡迎，取得了一定的成效。

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