大工科背景下材控專業的建設問題

黃本生 趙星 范舟 羅霞

摘 要：為適應世界大工業、新工業迅猛的發展趨勢，并使中國制造成為高效率、高品質的代名詞，以工科見長的高校必將承擔起對優秀人才的培養任務。材料成型及控制工程專業，是材料科學、成型工藝與自動控制技術的綜合與交叉，涵蓋了焊接、材料加工、鑄造等內容，是大工業制造產業的基礎。筆者總結了在該課程教學工作的經驗，從實際出發對大工科背景下材控專業的建設問題進行討論。

關鍵詞：大工科背景 材料成型及控制工程 建設問題

中圖分類號：TB30 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0207-02

制造業是一個國家經濟發展的重要象征，也是一個國家綜合國力的直接體現。近些年來，中國的制造工業取得了重大的進展，如國產航空母艦的下水、國產第四代隱身戰機殲-20的服役、世界范圍內最大的起重龍門建成、亞洲最大的半潛船下水等，無數制造奇跡使國人無比自豪。中國制造產業正朝著大制造、大批量、高效率、高質量的產業結構邁進，這就對制造行業的人才提出了更加嚴格的要求。以工科見長的高等院校，必須承擔起對新型人才的培養責任，致力于將學生培養成制造行業的精英與偉大中國夢的實踐者。材料成型及控制工程是機械工程類專業，是機械工程與材料科學與工程的交叉學科，主要研究塑性成形與熱加工過程中材料的微觀結構、宏觀性能以及表面成形等，通過對相應工藝因素的研究確定最佳參數，并解決成形工藝開發、成型設備、工藝優化的理論和方法。該專業是國民經濟發展的支柱產業，是制造業的核心專業，是先進制造業和智能制造業（如3D打印技術）的主要專業。可見，對材料成型及控制工程專業的人才培養，具有重要的意義[1-2]。

通過數十年的教材工作，筆者發現材控專業的建設需要與時俱進，進行一定程度的改革與創新。筆者以材控下屬的焊接專業為例，從課堂授課內容改革、以設備為引導的實驗教學、企業或研究院的聯合培養、畢業設計的優化四個方面對材控專業的建設進行討論。

1 課堂授課改革

課堂的授課內容必須與時俱進，材料方面的研究成果更新速度很快，如果不緊跟潮流，會加重學生在學習過程中的枯燥感，削弱學生的學習動力與學習欲望。因此，在教材中引入一些當前先進的材料技術與實例，讓學生通過學習該課程把所學的基礎知識與最新的應用實例進行結合，這樣既鞏固了學生的理論知識，同時也打開了學生的視野。比如，對于焊接專業的學生，在講解釬焊工藝的時候，可以將瞬間液相擴散焊的原理與實例進行少量的滲透；在對焊接的界面反應進行講解時，對元素擴散的熱力學與動力學進行部分講解，并介紹部分學生在相關領域的研究論文，讓學生通過查閱論文，深化對該知識點的理解。

對于教學方式的創新，對提高學生的學習效率很有幫助。目前，我校的教學方式是采用多媒體教材模式，這種方法可以將所需講授的內容以圖片、動畫的形式傳遞給學生，可以將很抽象的東西具體化、模塊化，便于學生的理解。但是，因此帶來的弊端也顯而易見。通過教學反饋得知，很多學生的跟進程度很差，其表示在授課過程中根本不知道老師講到了課本的什么位置，這個問題如果得不到解決，將會嚴重影響學生的學習質量。關于如何解決跟進程度，可以讓學生以老師身份進行授課。比如，在對熔池凝固與焊縫固態相變這部分內容進行講解前，將學生進行隨即分組，選取代表以PPT的形式對該部分內容進行匯報，并將匯報完成情況納入平時成績的考核范圍。通過這種方式，讓學生在正式授課開始之前，對該部分內容有一個了解，解決跟進程度的問題。

2 以設備為引導的實驗教學

以設備為引導的實驗教學具有很重要的意義，對學生的思維角度以及科研精神有跨越式的幫助。通過對部分“985”、“211”院校的調研，發現這些院校對學生的教材基于設備、延于設備。我校擁有眾多的實驗設備，以焊接專業為例，可使用的設備有各種焊接設備、SEM、XRD、EDS等設備。首先，通過對實驗設備的了解，可以提升學生的求知欲望，消除學生的學習枯燥感。通過學生反饋得知，大部分學生對設備存在濃厚的新鮮感，并有強烈的學習興趣。例如，讓學生自己設計焊接工藝，對X80鋼進行MIG焊，在這個過程中，首先學生會主動去了解X80鋼是什么鋼種、主要的化學成分、應用范圍以及焊接性；其次，學生會去了解MIG焊的原理以及焊接過程；同時，在對焊接參數設計過程中，必定會對焊接電壓、焊接電流和焊接速度等相關知識進行學習；最后，對焊接接頭質量進行評定后，對一些焊接缺陷，如焊瘤、焊接裂紋等缺陷的形成原因進行分析。再比如，學生采用金相顯微鏡對X80鋼焊接接頭的顯微組織進行分析，將會了解金相制備的過程、X80鋼的顯微組織結構以及焊縫、熔合區、HAZ的顯微組織形態。

事實上，以設備為引導的實驗教學與課堂教材并不沖突，反而是相輔相成的關系，以課堂教學刺激實驗教學，以實驗教學加強課堂教學。通過一系列的試驗，學生會不經意間掌握對應的焊接知識，當返回課堂教學時，學生對相應的理論知識的掌握情況將會更上一層樓。

3 企業或研究所的聯合培養

目前，工程人才與社會需求存在一定的不適應。高等院校必須從學校內部培養邁向開放性更強的校企或校所合作培養，邀請優質的、相關的企業或研究所參與高校人才的培養過程，是大趨勢。只有采取這種方式，才能提高人才培養的適應性與質量[3]。我校積極響應上級的指導思想，爭取到與哈爾濱焊接研究所合作的機會，并成立國際焊接工程師班級。經學生反饋發現，學校與研究所在教學理念上存在相當大的差異。院校側重于對理論知識的講解，特別是強調某些機理性知識的理解，比如熔池的凝固結晶過程等；而研究所側重于對實際的工程應用，比如MIG焊的主要應用范圍，焊條的牌號等。通過這種模式的聯合培養，必定會削弱學生初入社會的不適應。

但在與企業或研究所聯合培養的過程中，有以下幾點是必須注意的：

（1）高校需要深挖辦學潛力與學科優勢，以學科專業優勢為支撐，緊密結合行業發展需求，并時刻調整人才培養的方向，提高人才培養的質量。同時以此為基礎，與企業、研究所進行人才的聯合培養，在對聯合培養單位進行選擇時，必須要有一定的針對性。比如，我校是以石油為特色的院校，在對企業或研究所進行篩選時，可重點考察與石油天然氣行業相關的單位，這樣能最大限度發揮院校的優勢。

（2）就目前的校企合作的情況來說，我國的校企合作在深度、廣度以及成效上均有待提高，同發達國家或地區相比還存在相當大的差距。表現出來的主要問題有：合作內容較單一、形式空洞、缺乏互惠互利的利益機制以及相互交流的合作平臺。關于這些問題，院校要與企業或研究所不斷完善聯合培養機制，以人才輸出為關鍵利益點，圍繞這個關鍵點進行更加深入地改革，共謀優質的發展潛力與發展優勢。比如，邀請與院校有人才輸出關系的企業或研究所。

（3）有什么樣的人才培養方案，就有什么樣的人才，人才培養方案的制定與完善，院校要做到由內部決定走向多方商議。院校除了邀請企業或研究所參與到人才培養的全過程，還應該邀請其參與到院校的專業人才的培養方案的制定與完善。例如，對于材料成型及控制工程專業人才培養方案，必須做到時刻與行業掛鉤。該專業是制造業的基礎，同時受行業影響也很巨大，人才培養方案的確定，必須邀請相關企業或研究所參與，這樣才能掌握行業的風向標，確保培養出的學生對行業、社會有極強的適應能力。

4 畢業設計優化

畢業設計是教學過程的最后階段，是一種總結性的實踐教學環節，其目的是培養學生綜合運用所學知識，結合實際獨立完成課題的能力，并對學生的知識面，掌握知識的深度，運用理論結合實際去解決問題的能力[4]。對于材料成型及控制工程專業的學生來說，畢業設計具有很重要的作用。

畢業設計的選題是整個畢業設計的第一步，同時也是關鍵的一步。選擇的課題要與新領域、新技術相結合，同時必須要保證能夠訓練學生的綜合運用能力且有一定的研究價值。同時，要求教師要注重知識的更新和拓展，加強科研工作的開展，加強與相關企業或研究所的聯系，努力豐富選題內容，提高所選題目的質量。由于本科學生在本科學習期間不可能完全參與到科研工作中，期間存在不懂或不能解決的問題是不可避免的，這時讓研究生參與到本科畢業設計的工作中具有積極的作用。以研究生引導的方式促進本科畢業設計的完成率與完成質量，讓本科學生在有限的時間內，學習到更多的知識。定期開展本科生與研究生的座談會，以學生之間對話的方式探討實驗過程中出現的問題和相應的解決方案，同時老師必須要起到監督與管理的作用，不能讓研究生承擔本科生的研究工作。邀請部分有經驗的企業或研究所的工程技術人員參加指導工作，使學校教學與生產實際更好地相結合、相適應。

5 結語

材料成型及控制工程是工業制造的基礎專業，在大工科、大制造背景下，對該專業的人才提出了更高的要求。本文從課堂授課改革、以設備為引導的實驗教學、企業或研究所的聯合培養以及畢業設計優化四個角度，對材料成型及控制工程專業的建設方式與方向進行討論。這幾點建議的出發點是培養社會所需、社會所要的優秀材料人才。隨著時代的發展，不同的高校會根據自己的辦學特色與辦學理念，對材控人才培養模式繼續進行探索，但是需要指出的是，材控人才的培養方案應基于“重基礎、重特色、重開放、重適應”理念，積極地為社會輸出優質人才。

參考文獻

[1] 陳拂曉，張柯柯，郭俊卿，等.普通工科院校材料成型及控制工程專業人才培養方案構建與實踐[J].科技資訊， 2008（6）：122-123.

[2] 周岐，楊曉平，武曉峰，等.淺析工科高校材料成型與控制工程專業設計性實驗的選題[J].遼寧工業大學學報：社會科學版，2014（5）：120-122.

[3] 吳玉厚.高校與行業企業、科研院所聯合培養人才的基礎和模式[J].現代教育管理，2013（12）：21-23.

[4] 黃放.材料成形及控制專業的人才培養及教學體系建設[J].鑄造技術，2004，25（9）：732-734.