工程教育認證中《金屬材料學》教學的思考

馬景靈 文九巴 任鳳章 張凌峰 熊毅

摘要：針對工程教育認證對金屬材料工程專業的要求，結合《金屬材料學》教學中存在的問題，提出了《金屬材料學》改革的整體思路，并從課程教學內容、教學方式、實踐教學環節及課程考核方式等方面指出改革要點，進而為金屬材料工程專業認證與推進國際化進程做好準備。

關鍵詞：工程教育；金屬材料學；專業認證

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0230-02

我國高等學校從2005年開始進行工程教育認證工作，目的是為了培養適應國內及國外社會需求的大學本科畢業生，高校工程教育認證的宗旨是促進我國高校學生畢業后的工程師跨國執業。工程教育認證源自《華盛頓協議》，該協議提出了工程專業教育認證的標準，是國際工程領域對高等學校工科畢業生工作能力公認的權威要求。協議是由美國、加拿大、英國、澳大利亞、法國等正式成員國和一些預備成員國共同組成，直到2013年6月，我國成為該組織第21個成員國，但目前還是預備成員國。工程教育專業認證是以學生培養目標和畢業要求為導向的合格性評價，對我國高校教育的要求是要以學生為本、目標導向和持續改進三個方面[1]。

做好認證準備重要的是先要了解認證的標準并以此進行改善。認證以學生為中心，以培養目標和畢業要求作為導向，所有課程都以達到培養目標和達成畢業要求作為導向來進行。最近幾年，我國高校每年有將近十幾萬的金材畢業生踏入社會，為相關金屬材料行業的飛速發展提供了重要的人才支持。但同時，金材畢業生與企業實際需求之間的矛盾非常突出，怎樣使金材畢業生滿足企業的需求已成為中國金材科技與工業發展的焦點問題。針對工程教育認證對學生畢業的要求，借鑒國內外一些設立本專業高等學校的經驗，這里提出了《金屬材料學》這門課程改革的一些大體思路和基本方向，主要有以下三個方面，目的在于培養學生的實踐能力和提高其綜合素質。

一、結合通用標準畢業要求，優化教學內容

《金屬材料學》課程內容主要分為三部分：金屬材料合金化基本理論；金屬材料成分、組織、工藝、性能特點及應用（結構鋼，工具鋼，特殊鋼，鑄鐵，有色金屬）；新型金屬材料。本課程的特點是內容多且碎，同時與其他課程如材料科學基礎、熱處理原理與工藝、材料力學性能等課程聯系緊密。工程教育認證中通用標準對畢業生的要求是，強調學生掌握工程專業知識，能夠應用工程科學的基本原理，研究分析解決復雜工程問題，以獲得有效結論，并能夠體現創新意識。

結合認證對畢業生的要求及本課程內容特點，優化教學內容的具體做法如下：

1.以材料科學研究的五大要素為主線?！督饘俨牧蠈W》在金屬材料工程專業知識結構中占有很重要的地位，是學生進入社會從事本行業工作使用最多的專業知識，具有科學性、使用性和經驗性的特點。教學過程中應抓主線，始終以材料科學的五大要素：成分、組織、工藝、性能與應用為主線講解，在看似抽象、復雜、枯燥的內容中尋找到其內在、實質性的規律。闡明材料成分與工藝特點，強調材料組織、性能、結構及應用之間的相互關系，使學生掌握各類材料的成分設計、性能特點、適用范圍、熱處理工藝制訂等方面的內容[2]。

2.培養與提高學生分析及解決問題的能力。圍繞金屬材料合金化概論的主線及各種材料成分性能與設計思路，結合金屬材料冷、熱加工工藝、微觀組織、力學性能及實際生產應用舉例，體現出本課程的綜合性與實用性特點；在講授每章節內容時，要緊密結合具體實際生產實例，每章節最后有主要內容概括及習題。教師結合生產科研實際，講解一些材料在生產中的具體服役條件，對性能的要求，生產加工路線，組織與性能的對應關系，在實際生產中會出現什么問題，怎樣解決問題；采用啟發式教學方法，經常質疑提問，促使學生主動進行思考，培養學生分析與解決問題的能力。

3.教學內容持續改進。《金屬材料學》課程中涉及的內容以傳統黑色金屬材料為主，但許多實際生產中涉及的新材料及新工藝等在教學內容中也有所體現，如微合金鋼、抗震鋼、塑料模具鋼、硬質合金、復合材料等[3]。同時，有些內容需要及時更新，如低碳馬氏體結構鋼、新國標及新鋼種的牌號等。每一章教學內容都應有對新材料及應用的講解，拓寬學生知識面，適應現代科技的發展。注意教學內容的前沿性，應在講述每類材料時都向學生介紹該類材料的發展、涉及的新技術、新工藝，以適應新時期科技發展對人才培養的要求。

二、以學生為本，改革教學方法，理論與實踐相結合

傳統教學教師教學目標與學生畢業要求之間的關系得不到重視，再者近幾年高校擴招及教師科研導向，高等學校的教育流于簡單化、形式化。工程教育認證以學生為根本，高校的教學是否可以培養學生在畢業5年后面對復雜環境的能力，針對工程專業認證對教學的要求，教學方法改進如下：

1.積極進行課堂討論，以學生為主體，充分發揮學生的自主能動性。預先布置問題，學生經過查找、準備資料，經過學生相互討論，提出問題的解決方法，最后由教師歸納總結[4]。

2.教學內容與生產實際及科研相結合，進行案例教學、實例研討，培養學生的工程意識，激發學生學習專業課的興趣。

3.每一章課后布置有一定難度的作業，作業少而精，學生須通過查閱資料、分析總結后完成。學生可以以小組為單位合作完成，充分調動學生的主動學習積極性，提高課堂教學交流互動性，鍛煉學生發現、尋求解決問題的能力，培養提高學生自主學習能動性。

4.加強實踐教學及工程實訓環節，加強綜合能力的培養[5]。在工程實訓課中增加綜合教學環節，學生針對零件的實際性能要求，選材并制定可行的工藝方案，然后進行現場實際操作實施工藝方案并檢測各項性能，最后得出結論。

5.結合到工廠實習，使課程的相關內容具體化。組織學生到國內一些先進企業進行生產實習，參與現代企業生產流程，使同學能夠將生產流程中的熱處理、校直、噴砂等與材料學科中的成分、工藝、組織、產品性能及應用相結合。

6.運用多媒體與微課。根據教學目的和學生的實際，采用合適的多媒體、微課與板書結合的方式，構建問題情境，比如在講述高速鋼的時候，利用多媒體及微課，可以很直觀地表示高速鋼凝固的組織形成過程，這對于促進學生理解與接受授課內容很有幫助，能獲得較好的教學效果。

三、建立教學過程質量監控機制，改革考核方式

在專業認證體系中，培養目標不再是傳統畢業時的要求，而是學生畢業五年時達到的實際工作能力，根據這個目標制定學生培養方案，再依此制定課程體系、師資隊伍、教學內容等等。比如畢業要求要加強拓寬學生的國際視野，這要有相應的課程來保證，具體內容要由教師通過教學環節來實施，最后落實到考核環節[6]。

為了加強對學生學習過程的監督管理，對課程內容考核方式進行了改革。打破以往單一的筆試和考勤評定成績的做法，對一些平時課堂發言討論、實訓、實驗、課后作業、討論等教學過程都隨時給出相應成績，結合期末考試最后給出綜合成績。改進成績評定方法，怎樣對學生進行綜合考評是教學的重要環節，如果采取傳統的筆試，學生必然要死記硬背所學內容，與實際聯系不緊密，這樣的考核不能培養學生理論聯系實際的能力，針對這些弊病，考核方法采取論文教學實踐和考試的形式，要求學生根據課程內容查閱相關文獻，以小論文的方式綜合分析相關問題，并進行課堂答辯，以此考察學生的學習積極性及主動性。開展教學過程質量監控，每一教學環節有相應的明確要求，通過教學環節、過程監控及質量評定促進畢業目標的達成；定期開展課程體系內容調整和教學質量的評價工作。

四、結語

文章通過《金屬材料學》課程教學內容的優化，加強實踐教學過程，改進教學方法，以合金化概論為核心，以成分設計—工藝—組織結構—性能—實際應用為主線，采用基本理論—專業基礎知識—實際實踐應用相結合的授課模式。以上措施提高了學生分析與解決問題能力，培養提高了學生實踐與創新能力，為金屬材料工程專業的工程教育認證奠定了基礎?？傊?，只要教師和學生在教學過程師生互動，改變傳統的教育教學理念，充分調動學生的自主能動性，培養學生發現、分析、解決問題的能力，用新穎的教育教學方式和前沿的知識引導他們去探求新的知識，增強學習的興趣，滿足工程教育認證對本專業學生的畢業要求。

參考文獻：

[1]張清江，支希哲，耿云輝.航空航天類工程教育專業認證的探索與研究[J].中國大學教學，2014，（3）：53-57.

[2]凌波.基于“以學生為本”的高校課程改革探析[J].高等理科教育，2013，（1）：103-107.

[3]教育部辦公廳關于印發《全國工程教育專業認證試點辦法》和《全國工程教育專業認證專家委員會章程（暫行）》的通知[Z].教高廳[2007]5號，2007.

[4]王迎軍，項聰，余其俊.材料科學與工程專業學生實踐創新能力的培養[J].高等工程教育研究，2012，（5）：127-131.

[5]盧智偉.對《金屬材料與熱處理》教學的幾點體會[J].職業教育研究，2008，（8）：144-145.

[6]關春龍，畢曉琴，畢豫.論金屬材料學課程教學改革[J].河南工業大學學報：社會科學版，2008，（4）：137-138.