金屬材料工程專業實踐教學一體化改革與實踐

婁長勝?張偉強?馬星國

摘要：結合卓越工程師培養計劃和大學生創新創業訓練計劃的要求，對金屬材料工程專業實踐教學中的各環節提出了具體的改革思路并進行了實施。設計了與專業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（創新）型”多層次的專業實驗體系，并將實踐教學拓展到課外的研究性學習和專業資格認證。一體化的實踐教學體系能夠有效地完成對學生工程能力、創新意識的系統培養。

關鍵詞：金屬材料工程專業；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世紀是知識經濟的時代，高校培養的人才必須是綜合素質較高、具有創新精神和創新能力的復合型人才。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》也提出要更新人才培養觀念，樹立多樣化人才觀念，尊重個人選擇，鼓勵個性發展，不拘一格培養人才。沈陽理工大學的培養目標是“實施工程教育、突出工程實踐和社會實踐”，培養高級工程應用型人才。要實現該目標，專業課程教學中的實踐教學環節就顯得尤為重要。實踐教學是培養學生創新精神和創新能力最生動、最關鍵的一個環節。正是通過實踐教學來培養學生的綜合素質和實踐能力。[1，2]因此，積極開展教學創新，調動學生的能動性，引發學生自主思考，積極聯系實際，才能實現知識、技能的遷移與創新，實現教學相長和共同發展。

本文在分析了目前沈陽理工大學金屬材料工程專業現行實踐教學內容和模式的基礎上，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、獨立解決問題和創新等方面的能力得到了系統訓練，達到了培養學生的綜合素質以及提高學生的創新能力的目的。

一、現狀分析

高等學校中的實踐教學主要包括實驗、實習和實訓等環節。按照傳統的教學體系，實踐教學的各個環節是相互獨立的，各個環節的目的性較為單一。由于傳統的思維和模式占據主導地位，強調理論知識，立足于課堂，與工程實際結合不強，學生實踐能力培養略顯不足，特別是創新能力得不到充分的培養和鍛煉。

長期以來，實驗教學均遵循實驗隨課程走的傳統實驗教學模式，內容多為驗證所學過的理論，實驗的目的較為單一。現行的專業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，各門課程的實驗內容之間缺乏關聯性。

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

（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，幾乎很少有實質性的綜合性和設計性實驗。

（4）為了學生分組實驗考慮，專業實驗的開出通常利用業余時間，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，金屬材料工程專業現設有“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。經過多年的建設和發展，金屬材料工程專業的課程設計特色明顯，但也存在著課程設計內容與生產實際結合不夠緊密等問題。為了更好地提高學生的實踐能力，必須要讓學生的設計內容有更明確的工程實際背景，有必要將在圖紙上的設計轉化為企業中的實際工藝和真實產品，以加強學生的實踐感受。

生產實習是工科專業學生非常重要的實訓環節，由于受到現實條件的限制，目前的生產實習主要采取到生產現場進行參觀或觀摩教學的方式，大多數學生的生產實習方式在短期內難以獲得有效地轉變，需要更深地認識工廠生產的組織和實施過程。

傳統的本科畢業設計過多強調研究性和創新性，當下的畢業設計仍延續傳統方式，絕大部分學生的題目是在校內完成，與生產實際脫節嚴重，與大眾性教育和應用型人才培養目標也不相適應。

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量都是無益的。因此，要進行金屬材料專業實踐教學改革，提高教學效果，就必須從培養學生具有合理的知識與能力結構出發，按照學生素質與能力形成的一般規律，通過“知識的掌握與深化—基本實踐能力的形成—創新精神的培養”三個階段來逐步實現由理論到實踐的過渡，促進其知識、能力與素質的協調發展，形成具有突出工程實踐能力人才培養的專業特色，實現人才培養的目標。

二、改革的內容和采取的措施

在新一輪的教學計劃修改制訂過程中，對本專業的特色和培養目標進行了深入討論，給出了明確定位。培養出的學生應具有以熱處理工程及表面工程為核心的專業知識體系以及以工藝設計為重點的工程實踐能力。在這樣的專業培養特色下，使學生成為在生產企業等單位從事金屬材料及金屬基復合材料的研發、生產、性能檢驗及生產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理論知識與實踐能力的有機結合，才能培養出具有創新意識的卓越工程師潛質的畢業生。其中，學生工程實踐能力的培養，要以學生創新能力的提高為目標。利用各教學環節及其內容的相互關聯性，形成具有特色的完整的實踐教學體系，進行遞進式的培養，是實現目標的有效途徑，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節合并成一個，而是充分利用各實踐教學環節內容的內在聯系，使各環節不再是完全獨立的個體，而是相互之間密切聯系，使學生能夠獲得更加豐富和工程化的實踐教學環境。“一體化”的實踐教學體系要做到以下幾方面：

1.要充分體現應用創新型人才培養的特色，強化學生專業素質訓練

沈陽理工大學的培養目標是高級應用型人才，要求學生應具備一定的專業理論知識，同時具備較高專業素養的工程實踐能力。強化專業實踐能力的培養過程、突出培養創新能力，是培養合格人才的必經之路，也是走特色人才培養的必由之路。

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，專業教學培養計劃才會發揮出培養創新人才的重要作用。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計劃中的地位。

3.要打破傳統教學體系的局限，培養學生的創新意識

傳統的實踐教學模式在發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、創造性的培養。

4.協調多種要素，在培養高素質應用創新型人才中發揮作用

可以充分利用校內和校外（實習基地）等資源，在教學管理、實施教學活動中進行統籌安排，特別是能夠與“卓越計劃”相結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新意識。

三、實踐教學一體化改革

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

1.各門專業課程的專業實驗內容一體化

將現在各門課程中所設的實驗進行調整改造并統一起來，開設獨立的專業實驗課程——“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化。在實驗環節，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。其中重點整合并優化了驗證性實驗，增加了綜合性實驗的數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.生產實習與課程設計一體化

在生產實習階段，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中重要零件的生產工藝，了解重點設備的結構、功能、操作和維護管理，了解車間設計、布置和生產管理機制。學生在生產實習后，要完成對重要零件、重點設備和車間布置的測繪工作，對相關的數據建立專門檔案。以此為基礎，在隨后的課程設計階段，要將設計內容與生產實習聯系起來，以實習基地的實際生產條件為工程背景，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構設計。通過加強兩環節之間的聯系，實現了課程設計和生產實習的有效集成。

3.研究性學習與畢業設計一體化

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，這對培養學生的工程實踐能力和創新意識具有促進作用。以研究性學習的題目作為畢業設計的內容，會使畢業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設計方式。

4.職業資格認證與專業教學一體化

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在校本科生開展的職業資格認證，由中國機械工程學會舉辦，具有權威性。[3]教學活動把職業資格認證的培訓內容進行了融合，認證所需知識和能力的要求成為教學內容的補充。

四、結束語

在金屬材料工程專業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、培養創新意識，有利于加深學生對所學專業知識的理解，提高學生的綜合應用能力，促進學生創造性思維的發揮。

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.創建實驗教學新體系培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索，2005，24（3）：4-7.

[3]蔡璐，王章忠，巴志新.銜接專業資質認證通道 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）