工程教育認(rèn)證中《金屬材料學(xué)》教學(xué)的思考

馬景靈 文九巴 任鳳章 張凌峰 熊毅

摘要：針對(duì)工程教育認(rèn)證對(duì)金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的要求，結(jié)合《金屬材料學(xué)》教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了《金屬材料學(xué)》改革的整體思路，并從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及課程考核方式等方面指出改革要點(diǎn)，進(jìn)而為金屬材料工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證與推進(jìn)國(guó)際化進(jìn)程做好準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：工程教育；金屬材料學(xué)；專(zhuān)業(yè)認(rèn)證

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）26-0230-02

我國(guó)高等學(xué)校從2005年開(kāi)始進(jìn)行工程教育認(rèn)證工作，目的是為了培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)內(nèi)及國(guó)外社會(huì)需求的大學(xué)本科畢業(yè)生，高校工程教育認(rèn)證的宗旨是促進(jìn)我國(guó)高校學(xué)生畢業(yè)后的工程師跨國(guó)執(zhí)業(yè)。工程教育認(rèn)證源自《華盛頓協(xié)議》，該協(xié)議提出了工程專(zhuān)業(yè)教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際工程領(lǐng)域?qū)Ω叩葘W(xué)校工科畢業(yè)生工作能力公認(rèn)的權(quán)威要求。協(xié)議是由美國(guó)、加拿大、英國(guó)、澳大利亞、法國(guó)等正式成員國(guó)和一些預(yù)備成員國(guó)共同組成，直到2013年6月，我國(guó)成為該組織第21個(gè)成員國(guó)，但目前還是預(yù)備成員國(guó)。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是以學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)，對(duì)我國(guó)高校教育的要求是要以學(xué)生為本、目標(biāo)導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)三個(gè)方面[1]。

做好認(rèn)證準(zhǔn)備重要的是先要了解認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)并以此進(jìn)行改善。認(rèn)證以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求作為導(dǎo)向，所有課程都以達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)和達(dá)成畢業(yè)要求作為導(dǎo)向來(lái)進(jìn)行。最近幾年，我國(guó)高校每年有將近十幾萬(wàn)的金材畢業(yè)生踏入社會(huì)，為相關(guān)金屬材料行業(yè)的飛速發(fā)展提供了重要的人才支持。但同時(shí)，金材畢業(yè)生與企業(yè)實(shí)際需求之間的矛盾非常突出，怎樣使金材畢業(yè)生滿(mǎn)足企業(yè)的需求已成為中國(guó)金材科技與工業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)工程教育認(rèn)證對(duì)學(xué)生畢業(yè)的要求，借鑒國(guó)內(nèi)外一些設(shè)立本專(zhuān)業(yè)高等學(xué)校的經(jīng)驗(yàn)，這里提出了《金屬材料學(xué)》這門(mén)課程改革的一些大體思路和基本方向，主要有以下三個(gè)方面，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和提高其綜合素質(zhì)。

一、結(jié)合通用標(biāo)準(zhǔn)畢業(yè)要求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

《金屬材料學(xué)》課程內(nèi)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(diǎn)及應(yīng)用（結(jié)構(gòu)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(diǎn)是內(nèi)容多且碎，同時(shí)與其他課程如材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理原理與工藝、材料力學(xué)性能等課程聯(lián)系緊密。工程教育認(rèn)證中通用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)畢業(yè)生的要求是，強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)，能夠應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理，研究分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論，并能夠體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。

結(jié)合認(rèn)證對(duì)畢業(yè)生的要求及本課程內(nèi)容特點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的具體做法如下：

1.以材料科學(xué)研究的五大要素為主線(xiàn)?！督饘俨牧蠈W(xué)》在金屬材料工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中占有很重要的地位，是學(xué)生進(jìn)入社會(huì)從事本行業(yè)工作使用最多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，具有科學(xué)性、使用性和經(jīng)驗(yàn)性的特點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程中應(yīng)抓主線(xiàn)，始終以材料科學(xué)的五大要素：成分、組織、工藝、性能與應(yīng)用為主線(xiàn)講解，在看似抽象、復(fù)雜、枯燥的內(nèi)容中尋找到其內(nèi)在、實(shí)質(zhì)性的規(guī)律。闡明材料成分與工藝特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)材料組織、性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用之間的相互關(guān)系，使學(xué)生掌握各類(lèi)材料的成分設(shè)計(jì)、性能特點(diǎn)、適用范圍、熱處理工藝制訂等方面的內(nèi)容[2]。

2.培養(yǎng)與提高學(xué)生分析及解決問(wèn)題的能力。圍繞金屬材料合金化概論的主線(xiàn)及各種材料成分性能與設(shè)計(jì)思路，結(jié)合金屬材料冷、熱加工工藝、微觀組織、力學(xué)性能及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用舉例，體現(xiàn)出本課程的綜合性與實(shí)用性特點(diǎn)；在講授每章節(jié)內(nèi)容時(shí)，要緊密結(jié)合具體實(shí)際生產(chǎn)實(shí)例，每章節(jié)最后有主要內(nèi)容概括及習(xí)題。教師結(jié)合生產(chǎn)科研實(shí)際，講解一些材料在生產(chǎn)中的具體服役條件，對(duì)性能的要求，生產(chǎn)加工路線(xiàn)，組織與性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題，怎樣解決問(wèn)題；采用啟發(fā)式教學(xué)方法，經(jīng)常質(zhì)疑提問(wèn)，促使學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力。

3.教學(xué)內(nèi)容持續(xù)改進(jìn)。《金屬材料學(xué)》課程中涉及的內(nèi)容以傳統(tǒng)黑色金屬材料為主，但許多實(shí)際生產(chǎn)中涉及的新材料及新工藝等在教學(xué)內(nèi)容中也有所體現(xiàn)，如微合金鋼、抗震鋼、塑料模具鋼、硬質(zhì)合金、復(fù)合材料等[3]。同時(shí)，有些內(nèi)容需要及時(shí)更新，如低碳馬氏體結(jié)構(gòu)鋼、新國(guó)標(biāo)及新鋼種的牌號(hào)等。每一章教學(xué)內(nèi)容都應(yīng)有對(duì)新材料及應(yīng)用的講解，拓寬學(xué)生知識(shí)面，適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。注意教學(xué)內(nèi)容的前沿性，應(yīng)在講述每類(lèi)材料時(shí)都向?qū)W生介紹該類(lèi)材料的發(fā)展、涉及的新技術(shù)、新工藝，以適應(yīng)新時(shí)期科技發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求。

二、以學(xué)生為本，改革教學(xué)方法，理論與實(shí)踐相結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)教師教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生畢業(yè)要求之間的關(guān)系得不到重視，再者近幾年高校擴(kuò)招及教師科研導(dǎo)向，高等學(xué)校的教育流于簡(jiǎn)單化、形式化。工程教育認(rèn)證以學(xué)生為根本，高校的教學(xué)是否可以培養(yǎng)學(xué)生在畢業(yè)5年后面對(duì)復(fù)雜環(huán)境的能力，針對(duì)工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)教學(xué)的要求，教學(xué)方法改進(jìn)如下：

1.積極進(jìn)行課堂討論，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性。預(yù)先布置問(wèn)題，學(xué)生經(jīng)過(guò)查找、準(zhǔn)備資料，經(jīng)過(guò)學(xué)生相互討論，提出問(wèn)題的解決方法，最后由教師歸納總結(jié)[4]。

2.教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際及科研相結(jié)合，進(jìn)行案例教學(xué)、實(shí)例研討，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課的興趣。

3.每一章課后布置有一定難度的作業(yè)，作業(yè)少而精，學(xué)生須通過(guò)查閱資料、分析總結(jié)后完成。學(xué)生可以以小組為單位合作完成，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，提高課堂教學(xué)交流互動(dòng)性，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)、尋求解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性。

4.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)及工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)綜合能力的培養(yǎng)[5]。在工程實(shí)訓(xùn)課中增加綜合教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生針對(duì)零件的實(shí)際性能要求，選材并制定可行的工藝方案，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作實(shí)施工藝方案并檢測(cè)各項(xiàng)性能，最后得出結(jié)論。

5.結(jié)合到工廠實(shí)習(xí)，使課程的相關(guān)內(nèi)容具體化。組織學(xué)生到國(guó)內(nèi)一些先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，參與現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)流程，使同學(xué)能夠?qū)⑸a(chǎn)流程中的熱處理、校直、噴砂等與材料學(xué)科中的成分、工藝、組織、產(chǎn)品性能及應(yīng)用相結(jié)合。

6.運(yùn)用多媒體與微課。根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生的實(shí)際，采用合適的多媒體、微課與板書(shū)結(jié)合的方式，構(gòu)建問(wèn)題情境，比如在講述高速鋼的時(shí)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(guò)程，這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生理解與接受授課內(nèi)容很有幫助，能獲得較好的教學(xué)效果。

三、建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，改革考核方式

在專(zhuān)業(yè)認(rèn)證體系中，培養(yǎng)目標(biāo)不再是傳統(tǒng)畢業(yè)時(shí)的要求，而是學(xué)生畢業(yè)五年時(shí)達(dá)到的實(shí)際工作能力，根據(jù)這個(gè)目標(biāo)制定學(xué)生培養(yǎng)方案，再依此制定課程體系、師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容等等。比如畢業(yè)要求要加強(qiáng)拓寬學(xué)生的國(guó)際視野，這要有相應(yīng)的課程來(lái)保證，具體內(nèi)容要由教師通過(guò)教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)施，最后落實(shí)到考核環(huán)節(jié)[6]。

為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)督管理，對(duì)課程內(nèi)容考核方式進(jìn)行了改革。打破以往單一的筆試和考勤評(píng)定成績(jī)的做法，對(duì)一些平時(shí)課堂發(fā)言討論、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、課后作業(yè)、討論等教學(xué)過(guò)程都隨時(shí)給出相應(yīng)成績(jī)，結(jié)合期末考試最后給出綜合成績(jī)。改進(jìn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法，怎樣對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考評(píng)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，如果采取傳統(tǒng)的筆試，學(xué)生必然要死記硬背所學(xué)內(nèi)容，與實(shí)際聯(lián)系不緊密，這樣的考核不能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，針對(duì)這些弊病，考核方法采取論文教學(xué)實(shí)踐和考試的形式，要求學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容查閱相關(guān)文獻(xiàn)，以小論文的方式綜合分析相關(guān)問(wèn)題，并進(jìn)行課堂答辯，以此考察學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及主動(dòng)性。開(kāi)展教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控，每一教學(xué)環(huán)節(jié)有相應(yīng)的明確要求，通過(guò)教學(xué)環(huán)節(jié)、過(guò)程監(jiān)控及質(zhì)量評(píng)定促進(jìn)畢業(yè)目標(biāo)的達(dá)成；定期開(kāi)展課程體系內(nèi)容調(diào)整和教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)工作。

四、結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，改進(jìn)教學(xué)方法，以合金化概論為核心，以成分設(shè)計(jì)—工藝—組織結(jié)構(gòu)—性能—實(shí)際應(yīng)用為主線(xiàn)，采用基本理論—專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)—實(shí)際實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合的授課模式。以上措施提高了學(xué)生分析與解決問(wèn)題能力，培養(yǎng)提高了學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力，為金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的工程教育認(rèn)證奠定了基礎(chǔ)?？傊灰處熀蛯W(xué)生在教學(xué)過(guò)程師生互動(dòng)，改變傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力，用新穎的教育教學(xué)方式和前沿的知識(shí)引導(dǎo)他們?nèi)ヌ角笮碌闹R(shí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣，滿(mǎn)足工程教育認(rèn)證對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張清江，支希哲，耿云輝.航空航天類(lèi)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的探索與研究[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2014，（3）：53-57.

[2]凌波.基于“以學(xué)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(guān)于印發(fā)《全國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)辦法》和《全國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證專(zhuān)家委員會(huì)章程（暫行）》的通知[Z].教高廳[2007]5號(hào)，2007.

[4]王迎軍，項(xiàng)聰，余其俊.材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高等工程教育研究，2012，（5）：127-131.

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

[6]關(guān)春龍，畢曉琴，畢豫.論金屬材料學(xué)課程教學(xué)改革[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2008，（4）：137-138.