面向“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的“粉末冶金學(xué)”課程改革研究

劉勝明 張建軍 劉錦云 金應(yīng)榮

摘要：文章基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的特點(diǎn)和目標(biāo)，針對“粉末冶金學(xué)”課程，從確立正確的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)觀念、教學(xué)改革與創(chuàng)新的思路、課程建設(shè)與新型教學(xué)模式探討、課程改革的質(zhì)量保障等方面對該課程教學(xué)改革進(jìn)行了研究，全面提高學(xué)生的理論認(rèn)識(shí)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；粉末冶金學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）30-0093-03

引言：

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是為貫徹落實(shí)黨的十七大提出的走中國特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家、建設(shè)人力資源強(qiáng)國等戰(zhàn)略部署、貫徹落實(shí)“國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）”和“國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）”而提出的高等教育重大改革計(jì)劃?！白吭接?jì)劃”旨在培養(yǎng)卓越工程師后備人才；高等學(xué)校實(shí)施“卓越計(jì)劃”將為培養(yǎng)學(xué)生成為卓越工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和完成卓越工程師需要的基本訓(xùn)練[1]。

2011年年初教育部出臺(tái)了《教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見》（教高[2011]1號文），進(jìn)一步明確了“卓越計(jì)劃”的主要目標(biāo)、指導(dǎo)思想、實(shí)施領(lǐng)域和基本原則[2]?！白吭接?jì)劃”實(shí)施以來，各參與高校在培養(yǎng)觀念、培養(yǎng)模式、學(xué)校企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)等方面都取得了很大進(jìn)展。

“粉末冶金學(xué)”課程是新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的重要分支，也是冶金和材料科學(xué)的分支學(xué)科，備受工業(yè)界重視，相關(guān)材料和制品已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域[3]。粉末冶金學(xué)課程與實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐緊密相關(guān)，屬于工程實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，與“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)一致，為了配合“卓越計(jì)劃”的實(shí)施，對這門課程的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)觀念、教學(xué)改革與創(chuàng)新的思路、課程建設(shè)與新型教學(xué)模式、課程改革的質(zhì)量保障等方面進(jìn)行了思考和探索。

一、確立正確的培養(yǎng)觀念和培養(yǎng)目標(biāo)

“卓越計(jì)劃”的宗旨是培養(yǎng)和造就一大批能夠適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、創(chuàng)新能力強(qiáng)的優(yōu)秀工程技術(shù)人才，為國家實(shí)施人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、走新型工業(yè)化道路和建設(shè)創(chuàng)新型國家服務(wù)。從“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的三個(gè)特點(diǎn)出發(fā)，樹立課程的培養(yǎng)觀念：一是強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)對學(xué)生創(chuàng)新以及工程能力的培養(yǎng)；二是注重學(xué)校和企業(yè)相結(jié)合，加大企業(yè)參與培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的深度；三是加強(qiáng)對國家戰(zhàn)略需求、行業(yè)和企業(yè)的需求的認(rèn)識(shí)，課程進(jìn)行有目標(biāo)的、主動(dòng)的培養(yǎng)。

新形勢下，面向“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的“粉末冶金學(xué)”課程從培養(yǎng)目標(biāo)上必須對原有的課程體系與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，使之更具有全面性；加大課程工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使之更具有實(shí)用性。確立理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合、全面發(fā)展的人才培養(yǎng)目標(biāo)，重視培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)探索精神、工程創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力。

二、教學(xué)改革與創(chuàng)新的思路

1.課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計(jì)劃”的基本要求是學(xué)生在學(xué)習(xí)并具備課程理論基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠有效地利用學(xué)習(xí)到的課程基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際工程問題。粉末冶金技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜、影響因素諸多的材料成型過程，從制粉、成形、燒結(jié)到后處理每一道工序都會(huì)影響粉末冶金成品的質(zhì)量。能夠完全掌握并靈活運(yùn)用粉末冶金技術(shù)，即要有扎實(shí)的理論知識(shí)儲(chǔ)備和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。筆者通過長期的粉末冶金教學(xué)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的課程教學(xué)方式有一定的局限性，主要體現(xiàn)在：教師以教材為中心，教學(xué)方法比較單一，以灌輸式的教學(xué)方法為主，學(xué)生缺乏積極有效的參與，不利于學(xué)生工程能力的培養(yǎng)；教學(xué)內(nèi)容陳舊、更新緩慢，在課時(shí)、學(xué)制的影響下，無法兼顧新興的粉末冶金技術(shù)；課內(nèi)實(shí)驗(yàn)一方面是簡單的驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生興趣不濃，另一方面由于設(shè)備少人數(shù)多等條件的限制，學(xué)生參與的程度不夠，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；課程仍以書面考試的形式評定，考試內(nèi)容大多以基礎(chǔ)知識(shí)的考察為主，這種簡單的評定方式不能滿足“卓越計(jì)劃”對創(chuàng)新能力和工程能力培養(yǎng)的要求，不利于優(yōu)秀工程人才的培養(yǎng)。

2.探索多元化的培養(yǎng)模式。面向“卓越計(jì)劃”高級工程人才培養(yǎng)的方向?yàn)椋悍?wù)于企業(yè)需求和國家發(fā)展戰(zhàn)略，加大學(xué)校和行業(yè)、企業(yè)合作培養(yǎng)的力度，強(qiáng)調(diào)學(xué)生理論基礎(chǔ)和工程實(shí)踐能力并重的培養(yǎng)，重視高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)的國際化。因此，面向“卓越計(jì)劃”的課程改革要以教師為導(dǎo)向；以學(xué)生為主體；以項(xiàng)目為依托；以企業(yè)為載體。以教師為導(dǎo)向，教師做好引導(dǎo)作用，通過豐富多樣的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的潛能，加強(qiáng)師生互動(dòng)，教學(xué)相長；以學(xué)生為主體，構(gòu)建“專業(yè)性強(qiáng)、知識(shí)面寬”的課程學(xué)習(xí)體系，扎實(shí)學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力、綜合能力的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、大膽創(chuàng)新的科學(xué)作風(fēng)；以項(xiàng)目為依托，讓學(xué)生積極參與到粉末冶金類的科研項(xiàng)目中，實(shí)施本科生提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研平臺(tái)或課題組制度，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用，學(xué)中用、用中學(xué)的學(xué)習(xí)方法；以企業(yè)為載體，學(xué)校要加強(qiáng)同行業(yè)、企業(yè)聯(lián)系與合作，讓學(xué)生參與到企業(yè)中去，建設(shè)校企優(yōu)質(zhì)資源共享平臺(tái)，建立學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的長效機(jī)制。

三、課程建設(shè)與新型教學(xué)模式探討

1.課程教學(xué)內(nèi)容改革。從“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)與要求出發(fā)，根據(jù)工程實(shí)際，“粉末冶金學(xué)”課程組進(jìn)行了廣泛調(diào)研，在多次討論和修改的基礎(chǔ)上，制訂了新的課程教學(xué)大綱，明確了教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)這門課程的特點(diǎn)，為了能夠讓學(xué)生在很好的學(xué)習(xí)粉末冶金理論基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，開拓思路、學(xué)以致用，按照課程體系對課程內(nèi)容進(jìn)行了模板化設(shè)計(jì)，把課程內(nèi)容分為不同板塊。比如：掌握粉末制取及其性能測定；壓坯成形規(guī)律；粉末冶金材料的燒結(jié)原理；粉末冶金材料制備的質(zhì)量控制；了解粉末冶金材料及其研究的新進(jìn)展等等。

2.課程教學(xué)方法和教學(xué)手段改革。在教學(xué)方法上，圍繞“以教師為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體”的教學(xué)方針，遵循“課內(nèi)與課外相結(jié)合”、“理論與實(shí)踐相結(jié)合”、“課堂教育與創(chuàng)新思維相結(jié)合”的原則，通過實(shí)物法、啟發(fā)法、課堂討論等教學(xué)方法。如在講粉末的成形時(shí)，可以向?qū)W生展示一套粉末成形的模具，讓學(xué)生了解成形時(shí)基本概況，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)粉末成形時(shí)可以獲得最大的感官認(rèn)識(shí)；在講粉末制備工藝時(shí)，根據(jù)制備粉末的特點(diǎn)以啟發(fā)和誘導(dǎo)的方式讓學(xué)生了解粉末制備工藝，以及為什么要選擇這種制備方式；在講壓力與粉末成形樣品密度之間的關(guān)系時(shí)，可以展開課堂討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，提高教學(xué)的實(shí)效性和教學(xué)質(zhì)量。

在教學(xué)手段上，要擺脫傳統(tǒng)的板書或者照著ppt宣讀等學(xué)生積極性不夠強(qiáng)的手段，采取多元化的教學(xué)方法和手段。多媒體集成、動(dòng)畫模擬仿真和豐富的圖像信息擴(kuò)展了學(xué)生認(rèn)知的深度與廣度，也使教師擺脫了時(shí)間和空間對講授內(nèi)容的束縛，清楚地顯示某些復(fù)雜的過程，有利于激發(fā)學(xué)生的觀察力、發(fā)現(xiàn)力、想象力、邏輯聯(lián)想力，有利于認(rèn)知思維的深化與發(fā)展，有利于增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量[4]。通過搜集課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的圖片和制作簡單直觀的動(dòng)畫，豐富課程的課件，提高學(xué)生的興趣和理解。比如，在講等靜壓成形時(shí)，向?qū)W生展示等靜壓機(jī)的原理示意圖，可以讓學(xué)生充分直觀地了解等靜壓的工作原理；在講機(jī)械合金化法制備粉末時(shí)，可以通過Flash動(dòng)畫的方式，讓學(xué)生可以清晰地看到機(jī)械制備的過程和原理；在講粉末冶金工藝時(shí)，可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)上企業(yè)發(fā)布的現(xiàn)場視頻，讓學(xué)生能夠輕易地接受粉末冶金工藝方面的知識(shí)，同時(shí)獲得工程實(shí)踐中的一些直觀信息。

3.課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的改革與工程實(shí)踐能力的拓展。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)方面，改善了原有的簡單的驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，豐富了課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。具體的實(shí)驗(yàn)包括：球磨法制粉；粉末粒度和表面性質(zhì)的測定；金屬粉末的壓制成形；粉末冶金樣的燒結(jié)；燒結(jié)樣抗彎強(qiáng)度的測試；粉末冶金樣品的密度測定等等。通過這些課內(nèi)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生具有合理選擇使用粉末冶金材料和初步設(shè)計(jì)、制備粉末冶金材料的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高工程能力。對課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的改革，可有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高動(dòng)手和思考能力，為學(xué)生的工程實(shí)踐能力的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下了很好的基礎(chǔ)。

面向“卓越計(jì)劃”的課程改革，重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，要圍繞“以項(xiàng)目為依托，以企業(yè)為載體”的方針。為了強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，應(yīng)該注重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行培養(yǎng)：一是對校內(nèi)資源進(jìn)行整合，建立校內(nèi)課程實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地。利用學(xué)校已有的材料產(chǎn)業(yè)化中心、工程訓(xùn)練中心、新能源材料研究中心等研究實(shí)踐單位，建立“粉末冶金學(xué)”課程的實(shí)踐基地，讓學(xué)生可以在校內(nèi)盡可能地進(jìn)行工程基礎(chǔ)實(shí)踐能力的鍛煉。二是以企業(yè)為載體，校企合作，吸納企業(yè)資源。培養(yǎng)工程師是“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)，而企業(yè)環(huán)境是工程師培養(yǎng)的搖籃。除了進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革，更重要的是讓學(xué)生進(jìn)入企業(yè)、融入企業(yè)，學(xué)習(xí)和了解企業(yè)的技術(shù)，感受企業(yè)的環(huán)境和文化。培養(yǎng)方案應(yīng)該把適合在企業(yè)開展的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐活動(dòng)（專業(yè)課程、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等）盡可能放到企業(yè)去。三是以項(xiàng)目為依托，開展大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。高校的教師在進(jìn)行本科教學(xué)的同時(shí)，進(jìn)行廣泛的科研項(xiàng)目的研究。在校內(nèi)的有關(guān)粉末冶金類的科研項(xiàng)目可以和粉末冶金課程建立聯(lián)系，讓本科生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，進(jìn)入科研團(tuán)隊(duì)，參與到科學(xué)研究中去，了解學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r和學(xué)科前沿。在科研項(xiàng)目的帶動(dòng)和熏陶下提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和工程能力。四是通過學(xué)科科技競賽來提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。開展以學(xué)科為基礎(chǔ)的各類科技競賽，擴(kuò)大學(xué)生受益面；鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)課程理論基礎(chǔ)的同時(shí)，積極參加省級、全國級別的相關(guān)科技競賽，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力和綜合能力；課內(nèi)課外營造科技創(chuàng)新氛圍，對于學(xué)生積極參加科技競賽和科技競賽獲獎(jiǎng)給予獎(jiǎng)勵(lì)或者在學(xué)科考評中加分。

4.建立全新的考核評價(jià)制度。粉末冶金學(xué)傳統(tǒng)的考核方式是以書面閉卷的方式進(jìn)行，考查的都是學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)情況，缺乏對工程實(shí)踐技能的考核。傳統(tǒng)的學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核評價(jià)機(jī)制在面向“卓越計(jì)劃”的課程體系中就不再適宜。在教學(xué)中應(yīng)該采用全新的考核評價(jià)機(jī)制，除了對學(xué)生理論部分的考核之外，要把學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力納入到考核體系中。結(jié)合卓越工程師的培養(yǎng)工程性和全面性的特點(diǎn)，采用多部分考評相結(jié)合的考核方式?？己朔譃槔碚摬糠值墓P試考核、理論與實(shí)踐相結(jié)合的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)考核、工程實(shí)踐能力考核、科技創(chuàng)新活動(dòng)考核等幾個(gè)部分，其中參與科研項(xiàng)目、參加科技競賽等屬于科技創(chuàng)新活動(dòng)部分。筆試考試、實(shí)驗(yàn)考核、工程實(shí)踐能力考核、科技活動(dòng)考核等幾個(gè)模塊各部分的比例可根據(jù)課程開展和改革的具體情況，課程組的成員討論協(xié)商決定。這種考核評價(jià)機(jī)制充分體現(xiàn)公平、合理，學(xué)生也努力爭先、爭取獲得各類獎(jiǎng)勵(lì)使自己的努力獲得承認(rèn)。

四、課程改革的質(zhì)量保障

1.師資保障?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計(jì)劃”要取得成功，其標(biāo)志在于培養(yǎng)造就出一大批卓越工程師后備人才，而關(guān)鍵在于建設(shè)一支勝任這一使命的工科教師隊(duì)伍[5]。卓越工程師培養(yǎng)的質(zhì)量很大程度上取決于參與到“卓越計(jì)劃”的教師的整體素質(zhì)。所以，面向“卓越計(jì)劃”的課程改革，在師資上要進(jìn)行調(diào)整和改革，以保證面向“卓越計(jì)劃”的課程改革順利進(jìn)行。

根據(jù)“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)和特點(diǎn)，參與“卓越計(jì)劃”的教師需要具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、優(yōu)秀的教育教學(xué)水平和崇高的職業(yè)道德和敬業(yè)精神等等。同時(shí)，教師也必須具備相應(yīng)工程科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)開發(fā)、工程技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力。

當(dāng)然，不論通過何種渠道招聘的教師，在理論教育教學(xué)、工程實(shí)踐、科學(xué)研究、設(shè)計(jì)開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新這五個(gè)方面都可能存在某項(xiàng)或幾項(xiàng)能力的不足或缺失，都需要高校加強(qiáng)對教師的培養(yǎng)力度，將理論知識(shí)豐富的教師送進(jìn)企業(yè)進(jìn)行工程培養(yǎng)，將企業(yè)的工程師送進(jìn)高校進(jìn)行專業(yè)的全面和深入學(xué)習(xí)，通過這些培養(yǎng)方式，打造一支既具備專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)又有工程實(shí)踐技術(shù)能力的高水平師資隊(duì)伍，適應(yīng)“卓越計(jì)劃”在高校的順利開展。

2.經(jīng)費(fèi)保障。從上述的課程教學(xué)改革措施來看，面向“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的優(yōu)秀工程技術(shù)人才的培養(yǎng)在經(jīng)費(fèi)上相較傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式要高出很多，所以高校在工程人才培養(yǎng)計(jì)劃中應(yīng)當(dāng)保障有足夠的經(jīng)費(fèi)來支撐“卓越計(jì)劃”的實(shí)施，建立一套完整、長效的資金機(jī)制。高校在經(jīng)費(fèi)方面可以采用的辦法[6]有：一是提高人均教育財(cái)政撥款標(biāo)準(zhǔn)，具體的撥款數(shù)額與學(xué)校實(shí)際實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的在校學(xué)生數(shù)掛勾；二是為了確保“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的培養(yǎng)需要，學(xué)校經(jīng)費(fèi)投入向卓越工程師培養(yǎng)方面傾斜；三是采取定向的辦法，學(xué)校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)工程技術(shù)人才，企業(yè)補(bǔ)貼學(xué)生的學(xué)習(xí)費(fèi)用，學(xué)生畢業(yè)后到企業(yè)定向工作；四是爭取社會(huì)各界包括企業(yè)及校友的資助。

五、結(jié)語

本文就面向“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的“粉末冶金學(xué)”課程改革與建設(shè)，從培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)觀念、教學(xué)改革與創(chuàng)新的思路、課程建設(shè)與新型教學(xué)模式、課程改革的質(zhì)量保障等方面進(jìn)行了思考和探索。通過課程的改革和建設(shè)的措施，將有效地提高學(xué)生的理論水平，提高創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，為卓越工程師人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

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