金屬材料工程專業(yè)實踐教學一體化改革與實踐

婁長勝?張偉強?馬星國

摘要：結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)計劃和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃的要求，對金屬材料工程專業(yè)實踐教學中的各環(huán)節(jié)提出了具體的改革思路并進行了實施。設計了與專業(yè)課理論教學并行的實踐課程體系，建立了金屬材料基礎實驗和綜合實驗的平臺，形成了“基本技能訓練、綜合型和設計（創(chuàng)新）型”多層次的專業(yè)實驗體系，并將實踐教學拓展到課外的研究性學習和專業(yè)資格認證。一體化的實踐教學體系能夠有效地完成對學生工程能力、創(chuàng)新意識的系統(tǒng)培養(yǎng)。

關鍵詞：金屬材料工程專業(yè)；實踐教學體系；教學改革

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

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

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

21世紀是知識經(jīng)濟的時代，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)新能力的復合型人才。《國家中長期教育改革和發(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。沈陽理工大學的培養(yǎng)目標是“實施工程教育、突出工程實踐和社會實踐”，培養(yǎng)高級工程應用型人才。要實現(xiàn)該目標，專業(yè)課程教學中的實踐教學環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。實踐教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力最生動、最關鍵的一個環(huán)節(jié)。正是通過實踐教學來培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和實踐能力。[1，2]因此，積極開展教學創(chuàng)新，調(diào)動學生的能動性，引發(fā)學生自主思考，積極聯(lián)系實際，才能實現(xiàn)知識、技能的遷移與創(chuàng)新，實現(xiàn)教學相長和共同發(fā)展。

本文在分析了目前沈陽理工大學金屬材料工程專業(yè)現(xiàn)行實踐教學內(nèi)容和模式的基礎上，探索了一種與理論課程教學密切相關、合理科學、遞進式的實踐教學體系，使學生在綜合應用知識、獨立解決問題和創(chuàng)新等方面的能力得到了系統(tǒng)訓練，達到了培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)以及提高學生的創(chuàng)新能力的目的。

一、現(xiàn)狀分析

高等學校中的實踐教學主要包括實驗、實習和實訓等環(huán)節(jié)。按照傳統(tǒng)的教學體系，實踐教學的各個環(huán)節(jié)是相互獨立的，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)主導地位，強調(diào)理論知識，立足于課堂，與工程實際結(jié)合不強，學生實踐能力培養(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，實驗教學均遵循實驗隨課程走的傳統(tǒng)實驗教學模式，內(nèi)容多為驗證所學過的理論，實驗的目的較為單一?，F(xiàn)行的專業(yè)實驗教學體系具有如下特點：

（1）每門課程各自獨立地進行相關實驗教學，各門課程的實驗內(nèi)容之間缺乏關聯(lián)性。

（2）沒有單獨設課的實驗課程，實驗多以課內(nèi)實驗的形式出現(xiàn)，成為理論教學的附屬內(nèi)容，不能完全體現(xiàn)理論知識—感性認識—理論再提高的知識認知規(guī)律。

（3）各門課程實驗的教學目的重在對教材知識點的演示驗證，幾乎很少有實質(zhì)性的綜合性和設計性實驗。

（4）為了學生分組實驗考慮，專業(yè)實驗的開出通常利用業(yè)余時間，實驗教學的安排和管理上也難以開展綜合性和設計性實驗，不利于提高學生學習的主動性。

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

生產(chǎn)實習是工科專業(yè)學生非常重要的實訓環(huán)節(jié)，由于受到現(xiàn)實條件的限制，目前的生產(chǎn)實習主要采取到生產(chǎn)現(xiàn)場進行參觀或觀摩教學的方式，大多數(shù)學生的生產(chǎn)實習方式在短期內(nèi)難以獲得有效地轉(zhuǎn)變，需要更深地認識工廠生產(chǎn)的組織和實施過程。

傳統(tǒng)的本科畢業(yè)設計過多強調(diào)研究性和創(chuàng)新性，當下的畢業(yè)設計仍延續(xù)傳統(tǒng)方式，絕大部分學生的題目是在校內(nèi)完成，與生產(chǎn)實際脫節(jié)嚴重，與大眾性教育和應用型人才培養(yǎng)目標也不相適應。

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

二、改革的內(nèi)容和采取的措施

在新一輪的教學計劃修改制訂過程中，對本專業(yè)的特色和培養(yǎng)目標進行了深入討論，給出了明確定位。培養(yǎng)出的學生應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計為重點的工程實踐能力。在這樣的專業(yè)培養(yǎng)特色下，使學生成為在生產(chǎn)企業(yè)等單位從事金屬材料及金屬基復合材料的研發(fā)、生產(chǎn)、性能檢驗及生產(chǎn)管理等工作的高級專門人才。

上述目標的重點在于必須實現(xiàn)理論知識與實踐能力的有機結(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，學生工程實踐能力的培養(yǎng)，要以學生創(chuàng)新能力的提高為目標。利用各教學環(huán)節(jié)及其內(nèi)容的相互關聯(lián)性，形成具有特色的完整的實踐教學體系，進行遞進式的培養(yǎng)，是實現(xiàn)目標的有效途徑，因此提出了“一體化”實踐教學體系的設想。所謂的一體化，并非簡單地將兩個或幾個教學環(huán)節(jié)合并成一個，而是充分利用各實踐教學環(huán)節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，使各環(huán)節(jié)不再是完全獨立的個體，而是相互之間密切聯(lián)系，使學生能夠獲得更加豐富和工程化的實踐教學環(huán)境?！耙惑w化”的實踐教學體系要做到以下幾方面：

1.要充分體現(xiàn)應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的特色，強化學生專業(yè)素質(zhì)訓練

沈陽理工大學的培養(yǎng)目標是高級應用型人才，要求學生應具備一定的專業(yè)理論知識，同時具備較高專業(yè)素養(yǎng)的工程實踐能力。強化專業(yè)實踐能力的培養(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.要將實踐教學從理論教學體系的附屬地位中解放出來

只有建立了相對獨立的實踐教學體系，專業(yè)教學培養(yǎng)計劃才會發(fā)揮出培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要作用。從課程教學的目標、實施、管理和評價等方面打破了原有的教學模式限制，確立了實踐教學體系，提高了實踐教學在培養(yǎng)計劃中的地位。

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

傳統(tǒng)的實踐教學模式在發(fā)展過程中日益暴露出弱點和局限：過于重視外部灌輸、重視教師講授、重視學生共性，缺乏對學生主動性、獨立性、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（實習基地）等資源，在教學管理、實施教學活動中進行統(tǒng)籌安排，特別是能夠與“卓越計劃”相結(jié)合來安排實習和課程設計，加速提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新意識。

三、實踐教學一體化改革

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

1.各門專業(yè)課程的專業(yè)實驗內(nèi)容一體化

將現(xiàn)在各門課程中所設的實驗進行調(diào)整改造并統(tǒng)一起來，開設獨立的專業(yè)實驗課程——“金屬材料工程實驗”，該改革打破了課程理論教學的限制，建立了實驗教學的系統(tǒng)化。在實驗環(huán)節(jié)，設立了5個“模塊”：基本實驗技能、材料科學與工程基礎、材料與工藝、材料分析與檢測、設計性實驗等。其中重點整合并優(yōu)化了驗證性實驗，增加了綜合性實驗的數(shù)量和學生動手實驗的時間，開展了大型設計性實驗，提高了學生的參與程度和學習主動性。

2.生產(chǎn)實習與課程設計一體化

在生產(chǎn)實習階段，要求學生加強對熱處理工藝流程、設備、車間設計和工程管理等方面的認識：搜集并整理實際生產(chǎn)中重要零件的生產(chǎn)工藝，了解重點設備的結(jié)構、功能、操作和維護管理，了解車間設計、布置和生產(chǎn)管理機制。學生在生產(chǎn)實習后，要完成對重要零件、重點設備和車間布置的測繪工作，對相關的數(shù)據(jù)建立專門檔案。以此為基礎，在隨后的課程設計階段，要將設計內(nèi)容與生產(chǎn)實習聯(lián)系起來，以實習基地的實際生產(chǎn)條件為工程背景，對重要的零件制訂熱處理工藝，對所需的熱處理設備進行結(jié)構設計。通過加強兩環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，實現(xiàn)了課程設計和生產(chǎn)實習的有效集成。

3.研究性學習與畢業(yè)設計一體化

沈陽理工大學開展的本科生研究性學習一般開始于第5學期，學生可自主參加教師科研項目的研究工作，這對培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新意識具有促進作用。以研究性學習的題目作為畢業(yè)設計的內(nèi)容，會使畢業(yè)設計的工作更加飽滿，這也改變了千篇一律的、以學術研究為主的畢業(yè)設計方式。

4.職業(yè)資格認證與專業(yè)教學一體化

見習材料熱處理工程師是我國目前唯一針對材料熱處理相關專業(yè)在校本科生開展的職業(yè)資格認證，由中國機械工程學會舉辦，具有權威性。[3]教學活動把職業(yè)資格認證的培訓內(nèi)容進行了融合，認證所需知識和能力的要求成為教學內(nèi)容的補充。

四、結(jié)束語

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

參考文獻：

[1]胡建文，馬靜，李強，等.高校金屬材料工程特色專業(yè)建設的探索[J].中國電力教育，2010，（16）：42-44.

[2]王吉會，趙乃勤，李寶銀，等.創(chuàng)建實驗教學新體系培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索，2005，24（3）：4-7.

[3]蔡璐，王章忠，巴志新.銜接專業(yè)資質(zhì)認證通道 構建新型實踐教學體系[J].高教論壇，2010，（7）：19-21.

（責任編輯：孫晴）