卓越金屬材料工程師培養(yǎng)的探索與實踐

朱麗慧　楊弋濤

摘要：立足于“卓越工程師項目”的主旨與重點，上海大學金屬材料工程專業(yè)在建立符合工程教育規(guī)律的教學體系的基礎(chǔ)上，加強學生的企業(yè)工程實踐環(huán)節(jié)，注重國際化的培養(yǎng)，鼓勵學生積極參加材料熱處理工程師的培訓和全國大賽。通過一系列探索實踐和教學改革，上海大學金屬材料專業(yè)在培養(yǎng)適應國家建設(shè)需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。

關(guān)鍵詞：金屬材料工程專業(yè)；卓越工程師；教學體系；工程實踐；國際化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0029-03

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出的高等教育重大改革計劃，旨在培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務[1，2]。培養(yǎng)卓越工程師后備人才，要面向工業(yè)界、面向世界、面向未來。立足于“卓越工程師項目”的主旨與重點，上海大學金屬材料工程專業(yè)以提升學生的社會責任感、創(chuàng)新能力和工程實踐為核心，強化工程能力和創(chuàng)新能力，在建立符合工程教育規(guī)律的教學體系的基礎(chǔ)上，加強學生的企業(yè)工程實踐環(huán)節(jié)，注重國際化的培養(yǎng)，鼓勵學生積極參加材料熱處理工程師的培訓和全國大賽。通過一系列探索實踐和教學改革，上海大學金屬材料專業(yè)在培養(yǎng)適應國家建設(shè)需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。

一、建立符合工程教育規(guī)律的教學體系

上海大學金屬材料工程專業(yè)是第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”批準的本科專業(yè)。圍繞工程教育的核心問題，在聽取企業(yè)專家意見的基礎(chǔ)上，上海大學金屬材料工程專業(yè)通過轉(zhuǎn)變教育理念，構(gòu)建了符合工程教育規(guī)律的、多層次、立體化的專業(yè)課程體系。通過對原有的教學計劃進行修訂，優(yōu)化了課程設(shè)置，并對教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、教學考核與評價標準進行了相應的改革。新修訂的教學計劃具有以下特點：（1）夯實學科基礎(chǔ)，強化工程文化。（2）增加實踐性和研討性課程比例，擴大開放性實驗、實訓，強化實踐教學，突出以工程項目為載體的任務拉動式的研討性和實踐性環(huán)節(jié)設(shè)置。（3）引入“校企、科研院所聯(lián)合培養(yǎng)”的機制，與企業(yè)共建課程，邀請企業(yè)專家對本科生進行職業(yè)生涯培訓，聘請企業(yè)專家走進課堂主講專業(yè)前沿講座，充實授課內(nèi)容。（4）增加企業(yè)學習環(huán)節(jié)，以工程項目為載體，聘請企業(yè)專家指導學生的工程訓練，指導畢業(yè)設(shè)計，參與學生的培養(yǎng)。鼓勵學生參與企業(yè)的課題研究，使學生在工程環(huán)境中接受熏陶，激發(fā)學習興趣，實現(xiàn)知識到能力的轉(zhuǎn)化，增強工程意識，提升工程和能力。除了對教學計劃的修訂之外，還相應地改變了傳統(tǒng)的教學方式，更新了授課內(nèi)容，改革了教學手段、教學考核與評價標準，以適合金屬材料專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的要求。如：以項目為載體的任務拉動式教學模式貫穿于課程教學的全過程，以工程實例為核心，把知識點與工程應用有機地聯(lián)系起來；理論與實踐教學相結(jié)合，重視案例教學、基于項目的教學和工程實踐教學，培養(yǎng)工程能力和素質(zhì)；充分發(fā)揮學生的學習主動性，實現(xiàn)“課上、課下互動”、“課內(nèi)、課外互補”；倡導在教師指導下的學生自主學習模式，通過啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學，實現(xiàn)學生與教師課堂的上下互動交流；改革考試方法和考核機制，注重學習過程考查和學生能力評價，加強學生課外自主學習和參與課外活動的主動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性和工程實踐能力。

二、加強企業(yè)工程實踐

新教學計劃的課程設(shè)置在加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生實踐能力、解決實際問題能力方面進行了大膽嘗試。為大力推進“卓越工程師”實踐培育的環(huán)節(jié)，金屬材料工程專業(yè)發(fā)動廣大教師，選取“上海匯眾汽車制造有限公司”、“山特維克材料科技公司”、“肯納金屬有限公司”、“艾伯納工業(yè)爐有限公司”、“上海工藝研究所”等一批在行業(yè)領(lǐng)域頗具影響的國企和外企作為學生的企業(yè)實踐基地?！敖饘俨牧瞎こ虒I(yè)”卓越工程師的培養(yǎng)在企業(yè)的工程實踐采取了分散形式，以分階段、逐步推進的模式實施。包括：“暑期實踐（7～8月）→深度實習（冬季學期）→畢業(yè)設(shè)計（春季學期）”。每年的7～8月組織本科生先進入企業(yè)進行為期2個月的暑期企業(yè)工程實踐活動。通過這一階段在企業(yè)的工程實踐，使廣大學生學到了課本上未接觸到的實踐知識，加深了對所學專業(yè)的理解和認識，提高了自學能力和工程實踐能力。更為重要的是在社會大課堂中鍛煉了吃苦耐勞的精神，獲得了與人交往的經(jīng)驗，增強了團隊合作意識。在實踐過程中，同學們雖然也暴露出書本知識與實際結(jié)合不夠緊密，處理問題不夠成熟等問題，但這些經(jīng)歷督促學生回到學校后更加努力掌握更多的知識，并不斷深入到實踐中，鍛煉自己的能力，為今后更好地服務于社會打下堅實的基礎(chǔ)。在經(jīng)歷了暑期實習環(huán)節(jié)后，冬季學期一部分學生重新回到原實習單位進行深度實習，并與企業(yè)導師一起探討，提出合適的畢業(yè)設(shè)計題目。春季學期在企業(yè)完成畢業(yè)論文。學生在經(jīng)歷近一年的企業(yè)工程實踐活動后，取得了卓有成效的成果。如：2008級4名本科生經(jīng)過一年深度實踐洗禮，圓滿完成了畢業(yè)論文，取得優(yōu)良成績。其中趙小滿同學的論文《耐熱耐沖擊球墨鑄鐵鑄造工藝方案研究》被評為校優(yōu)秀畢業(yè)論文，他本人也順利進入原實習單位就業(yè)，并與另一位同學一起將畢業(yè)論文研究結(jié)果整理成文章，發(fā)表在《現(xiàn)代鑄鐵》雜志上。在企業(yè)期間他們積極參與“168中低壓氣缸排汽段下半”鑄件的制造過程，該鑄件在第十一屆中國國際鑄造博覽會上榮獲“2012年中國國際鑄造博覽會優(yōu)質(zhì)鑄件金獎特別獎”。雖然我們的學生只是參與其中的局部工作，但實踐給他們帶來的收獲以及集體榮譽感成為激勵他們不斷奮進的動力。4名學生實習之后全部與企業(yè)簽約，這從一個側(cè)面說明了校企共同培養(yǎng)的優(yōu)異效果。這些學生在企業(yè)表現(xiàn)出色，已逐漸成為企業(yè)的中堅力量。為了更好地提升“卓越工程師”培養(yǎng)工作，我們對參加企業(yè)工程實踐的同學進行了問卷調(diào)查。結(jié)果表明：企業(yè)為學生提供了各類有效的培訓和實習崗位，絕大多數(shù)同學對此感到滿意和認可；絕大多數(shù)提供的是技術(shù)相關(guān)崗位，有助于學生專業(yè)知識與實踐能力結(jié)合，而一些市場、銷售、客服等崗位，則有助于學生成為一個能迎合社會需求的復合型的材料工程技術(shù)人員。企業(yè)的實踐活動為學生提供了深入生產(chǎn)和工作一線的機會，通過在知名企業(yè)實習，絕大多數(shù)同學認為成為一個優(yōu)秀的工程師是有前途的，專業(yè)認同感得到了提升。這不僅有助于學生提前適應企業(yè)對各類技術(shù)的要求，并做好自己的職業(yè)生涯規(guī)劃，明確自己的發(fā)展方向，同時在更好的理解所學專業(yè)后，不少同學愿意繼續(xù)求學，“卓越工程師”在企業(yè)的實踐活動對學生今后攻讀研究生也起到良好促進作用。

三、注重本科生“國際化”的培養(yǎng)

通過與國外高校、科研院所互派學生訪問交流，我們鼓勵學生到海外大學或企業(yè)參加交流學習或短期實習，開拓視野，在國際聯(lián)合實驗室和海外實習基地進行實踐活動，嘗試以國際化的理念培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。已開展的主要項目有：IHEEC赴美暑期交流培訓、臺灣成功大學/臺灣大學聯(lián)合培養(yǎng)、美國羅格斯大學研修生、上海大學優(yōu)秀本科生夏季學期赴海外交流項目、密歇根州MACOMB郡海外實習項目等。不同的交流項目均有相應的交流方案和培訓課程，學生可以選擇實習項目或者交流項目，可以選擇短期或者長期項目。通過這些活動，不僅提高學生的英語交流能力，學生在享受異域文化特色的同時，更能開拓其國際化視野，思考問題的方式和視野都有一定的改變。這些海外學習、實習經(jīng)歷除了學生本人受益之外，還帶回一些“國際化空氣”，營造了學生更加努力開展專業(yè)學習、問題思考與探討的良好氛圍，不斷集聚積極向上的正能量。

四、組織參加材料熱處理工程師的培訓與考取資格證書

“材料熱處理工程師”是中國機械工程學會開展的職業(yè)技術(shù)資格認證，現(xiàn)已納入我國專業(yè)工程師系列，是評定材料熱處理工程師是否合格的重要依據(jù)。對在校學生主要是材料熱處理工程師（見習）的認定，“材料熱處理工程師（見習）資格證書”是檢驗金屬材料專業(yè)工程應用型人才培養(yǎng)是否合格的具體體現(xiàn)。為此，在金屬材料卓越工程師培養(yǎng)的最后階段，我們組織一部分學生參加了材料熱處理工程師（見習）的培訓與考試。作為一名還未接觸到實際工作的學生來說，熱處理工程師（見習）的培訓和考試給他們的影響非常大。學生普遍反映：這是一個很好的學習平臺，一是鞏固和拓展了專業(yè)知識，二是更多地接觸了實踐中的問題。在這里，接觸到的都是資深的教授專家以及一線員工，他們對于熱處理的認識是大學生從未涉及的深度和廣度。在教學過程中，培訓教師都會將已有的知識聯(lián)系實際生產(chǎn)，也能更加靈活的運用專業(yè)知識且非常有意義。另外，在課余時間，很多來自各單位企業(yè)的員工學員都會提出一些實踐中遇到的問題，各位教師也會根據(jù)自己的理解給予解答，這是培訓的另一收獲。

培訓中既有重點院校教授講授的基礎(chǔ)理論知識，如：通過對工程材料的基礎(chǔ)講解，使學生對材料熱處理的本質(zhì)有了進一步的了解和掌握；工藝學的講解通過大量實際案例的分析和討論，理論和實踐相結(jié)合，使學生學習到多方面的熱處理實際經(jīng)驗，提高了專業(yè)技術(shù)水平；設(shè)備、質(zhì)量控制及檢測部分的講解，使得學生在今后的生產(chǎn)工作中，對設(shè)備的合理選擇和使用有了比較全面的認識，對熱處理質(zhì)量控制及材料檢測有了系統(tǒng)的了解。此外，更有富有多年生產(chǎn)研發(fā)管理經(jīng)驗的高級工程師、廠長講授熱處理實際生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制等知識，尤其講授了在大學課堂教學中涉及較少的熱處理相關(guān)設(shè)備原理及應用知識，既擴充了知識面，又理論聯(lián)系了實際，做到學以致用，為學生今后工作中安全生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)打下了堅實基礎(chǔ)。培訓班上的最大亮點是院士的精彩報告，院士的博學多才、遠見卓識，在教學中循循善誘、絲絲入扣，教書育人，給學生們留下了深刻的印象。中國工程院院士潘健生教授每期培訓班安排20課時，為學生講述由他主編的《熱處理工藝學》書中的“導論”內(nèi)容，包括熱處理在制造業(yè)中的作用、熱處理技術(shù)的特點、怎樣搞好熱處理等。中國科學院院士徐祖耀教授的“做一個優(yōu)秀的熱處理工程師”報告，闡述了科學與工程的關(guān)系、熱處理工程師應具備什么知識、熱處理工程師要有三個概念及產(chǎn)學研結(jié)合的重要性等四個方面內(nèi)容。他們以親身的經(jīng)歷生動地講述自己在長期從事材料熱處理理論研究和實踐的體會，還結(jié)合教學內(nèi)容引導學生分析解決生產(chǎn)實踐中遇到的難題，以鞏固和加深專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，受益匪淺。

金屬材料工程專業(yè)自2012年開始組織學生參加材料熱處理工程師（見習）的培訓與考試。2015年又有14位學生順利通過了“見習材料熱處理工程師”資格考試，目前累計37名學生獲得“材料熱處理工程師（見習）資格證書”，并且獲得資格證書的學生數(shù)逐年遞增。

五、積極參加全國大賽

除材料熱處理工程師（見習）的培訓與考試外，我們還鼓勵學生利用課余時間，積極參加各種專業(yè)技能大賽、大學生創(chuàng)新項目和大賽。在全國競賽的大舞臺上進一步提高學生的實際操作技能、創(chuàng)新和實踐能力。

1.“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設(shè)計大賽。由中國機械工程學會等單位主辦的“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設(shè)計大賽主要目的是通過為學生提供社會實踐活動平臺，鼓勵在校學生學習鑄造專業(yè)知識，為鑄造企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀人才，促進我國鑄造行業(yè)的發(fā)展。自舉辦以來，金屬材料工程專業(yè)積極組織學生參與這項全國賽事。在教練組長楊弋濤教授的悉心指導下，參賽學生積極備戰(zhàn)，克服缺乏實際設(shè)計經(jīng)驗的瓶頸，全面完整地完成了從鑄件零件圖、鑄造工藝圖、型板圖、芯盒圖到鑄造工藝方案計算機輔助模擬優(yōu)化的全部內(nèi)容。在面對實際問題的過程中，同學們對書中的理論知識靈活應用、虛心求教，發(fā)揮團隊合作精神，這些為他們?nèi)蘸笞呱仙鐣e累了寶貴的經(jīng)驗。上海大學金屬材料工程專業(yè)已連續(xù)參加了四屆大賽，每次均有獲獎。迄今為止共有63名學生取得22個獎項（2013年有8名金屬材料工程專業(yè)本科生獲獎，2014年有16名本科生獲獎，2015年共有9名學生獲獎）。特別是2014年和2015年，連續(xù)兩年上海大學獲得“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設(shè)計大賽一等獎，充分體現(xiàn)了金屬材料工程學科在培育“卓越工程師”上取得的實戰(zhàn)成效。

2.全國大學生金相技能大賽。金相制備是材料科學與工程領(lǐng)域應用廣泛、行之有效的研究和檢驗方法，是材料學子的必備技能。全國大學生金相技能大賽是由教育部高等學校材料類專業(yè)教學指導委員會和高等學校實驗室工作研究會（中國高等教育學會實驗室管理工作分會）聯(lián)合主辦的一項全國性大學生賽事。旨在提高大學生的金相制備及觀察的實驗操作技能，增強金相圖譜分析能力，加深對專業(yè)知識的理解與應用，增強實踐操作能力。上海大學金屬材料專業(yè)認真組織學生校內(nèi)預賽，積極備戰(zhàn)全國總決賽，已連續(xù)參加三屆大賽，每次均有獲獎。其中2013年獲個人二等獎和團體優(yōu)勝獎；2014年三名參賽選手分獲個人一、二、三等獎，同時以名列前茅的得分為我校奪得團體優(yōu)勝獎；2015年黃嘉豪、李笑玲和牟博維同學代表上海大學參賽，獲得個人一等獎一名、二等獎兩名，上海大學獲團體優(yōu)勝獎。值得一提的是在此賽事的組織過程中，年輕教師陳卓和徐京老師得到迅速成長，因出色的表現(xiàn)連續(xù)2年獲優(yōu)秀指導教師獎。此外，2014年在“華為杯”（首屆）中國大學生新材料創(chuàng)新設(shè)計大賽中，上海大學金屬材料工程專業(yè)本科生安立聰和王曉領(lǐng)銜的兩支參賽隊伍在指導教師楊弋濤和韋習成的精心指導下，在全國180余支隊伍中過關(guān)斬將，均獲得全國三等獎。2014年7月，第四屆全國大學生電子商務“創(chuàng)新、創(chuàng)意及創(chuàng)業(yè)”挑戰(zhàn)賽全國決賽中，王曉同學領(lǐng)銜的參賽團隊在繼“三創(chuàng)賽”上海賽區(qū)獲得特等獎之后，喜獲全國總決賽二等獎。2015“豐東杯”中國大學生材料熱處理創(chuàng)新大賽本科生劉成杰和陳世超在指導教師韋習成和王武榮的指導下，經(jīng)過激烈的比賽和答辯，論文《BR1500HS硼鋼板熱壓淬火工藝及其性能的研究》獲得全國總決賽二等獎。2015年8月，第二屆上海市大學生先進材料創(chuàng)新創(chuàng)意大賽中，王曉與吳俊瑋同學組成的參賽隊以項目《新型耐磨金屬基復合材料》獲得二等獎。學生在各類賽事中的優(yōu)異表現(xiàn)，側(cè)面反映出上海大學金屬材料卓越工程師的培養(yǎng)工作得到專家評委的肯定和認可。

通過一系列探索實踐和教學改革，上海大學金屬材料專業(yè)在培養(yǎng)適應國家建設(shè)需要的高水平卓越工程師方面取得了一些具有積極意義的成果。在收獲成果的同時，也暴露出一些問題。如：在校大學生吃苦精神不夠、動手能力不足、溝通欠缺，特別是因缺乏誠信給實習單位留下不好的印象，影響了實習單位對后續(xù)學生實習的接納。這些現(xiàn)象日益突出，成為卓越工程師培養(yǎng)最大的障礙。今后，我們將針對這些問題做進一步的改革，以期培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的卓越工程師。

致謝：本文的研究工作得到教育部“卓越工程師培養(yǎng)計劃”（上海大學金屬材料工程專業(yè)）和“上海大學校級重點課程建設(shè)項目”（材料類專業(yè)職業(yè)生涯培訓）的支持。

參考文獻：

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[2]林健.高校“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施進展評析（2010～2012）（下）[J].高等工程教育研究，2013，（5）：13-24.