金屬材料工程專業創新型人才培養實踐教學體系研究

摘要：根據金屬材料工程專業實際情況及市場需求，圍繞創新型人才培養特色，重新優化了現有實踐教學體系，通過加大綜合性及創新性實驗的比重，強化“雙師型”教師隊伍建設，加強校企合作，構建了較為完善的金屬材料工程專業創新型人才培養實踐教學體系，著力于提升學生的專業技能及創新能力。

關鍵詞：金屬材料工程；創新型人才；實踐教學

作者簡介：胡宗智（1966-），男，湖北咸寧人，三峽大學機械與材料學院，副教授；鄒雋（1974-），男，湖北枝江人，三峽大學機械與材料學院，講師。（湖北 宜昌 443002）

基金項目：本文系2013年三峽大學教學研究項目（項目編號：J2013040）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0098-02

高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。實踐教學是本科整個教學體系的重要組成部分，是培養學生獲取知識、鍛煉能力、培養創新精神和創新能力的重要環節，直接影響創新型人才培養的質量。金屬材料工程是實踐性很強的學科，實踐教學質量的提高，對于培養創新型、應用型復合人才有著重要意義。[1]

新材料是21世紀我國新興支柱產業之一，作為材料重要分支的金屬材料也在不斷地發展，新知識、新理論、新方法、新技術層出不窮。面對世界范圍內的市場競爭和知識經濟的發展，如何培養面向21世紀金屬材料工程專業高素質創新型人才，國內各知名高校的金屬材料工程專業近年來從人才培養模式、課程體系、教學內容和教學方法等不同方面進行了改革，構建各具特色的實踐教學體系，著力培養具有創新能力的復合型人才，以適應新時期下國家經濟建設的需要。

三峽大學（以下簡稱“我校”）金屬材料工程專業的辦學目標是面向水利電力行業和地方經濟建設需要。學生畢業后主要從事金屬材料及熱處理、無損檢測及失效分析等工作。為了提高人才培養質量，我系課題組教師經過走訪調研國內同類專業的兄弟院校、科研機構、畢業生用人單位及往屆畢業生，根據反饋的信息，經過多次反復研討，對原實踐教學體系進行了較大的改革，以適應社會對金屬材料工程專業創新型人才培養的要求。

一、金屬材料工程專業實踐教學現狀

我校金屬材料工程專業以往的實踐教學活動中也不同程度存在著許多高校“重理論輕實踐”的通病：

第一，實驗教學內容依附于理論教學，演示性、驗證性實驗多，綜合性、設計性實驗少；實驗教學強調模仿和訓練，創新內容不夠；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；實驗教學工作主要由實驗教師承擔，理論課教師基本不參與本科生的實驗教學工作，這對于提高實驗教學質量和教師實踐能力都是不利的。

第二，學生的課程設計及畢業設計課題與企業關聯少，絕大部分學生的題目在校內完成，與生產實際脫節嚴重，甚至落后于企業的實際應用技術水平；學生畢業后不能直接上崗工作，還需較長時間適應學習。

第三，畢業實習安排在第八學期，由于畢業實習經費有限，部分學生不得不外出找工作，畢業實習流于形式，達不到預期效果。

以上分析表明，實踐教學環節存在的這些問題制約著學生創新能力的提高，現有的實踐教學體系已不能適應“寬口徑、厚基礎、求特色、重能力”的創新型人才培養目標，必需對金屬材料工程專業實踐教學體系進行改革。

二、創新型人才培養實踐教學體系的構建

根據金屬材料工程專業的市場需求，結合國家“2011計劃”精神及我校本專業人才培養方案，圍繞構建創新型人才培養特色，重新優化了現有的實踐教學體系。新的實踐教學體系由實驗教學、實習、工程訓練、創新活動及師資建設等五大塊組成，其框架見圖1 所示。

1.實驗教學體系

實驗教學是創新型人才培養的基礎。在原實驗教學體系中，每門專業課程均有4～10學時的實驗課時，實驗穿插在課程教學過程中進行，實驗教學依附于理論教學的進度安排，實驗的內容僅限于剛學過的理論，實驗內容比較單一，多為基礎型驗證性或演示性實驗。這種模式對鞏固專業基礎理論知識有一定的積極作用，但由于實質性的綜合性及設計性實驗少，直接影響到學生綜合分析能力的提高，不利于創新能力的培養。為此，對課程實驗項目及實驗內容進行了改造，保留部分必要的驗證性及演示性實驗，加大了綜合性及創新性實驗的比重，并將以往分散于每門專業課理論教學中的實驗重新優化整合，比如將《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《金屬材料學》、《金屬材料熱處理》等課程的實驗教學從原課程中分離出來，整合為獨立開設的《金屬材料實驗技能基礎》實驗課，避免了這幾門課程開設的部分實驗內容重疊的現象。

為提高學生綜合應用能力，在第七學期開設專業綜合實驗。在該學期，學生已完成了大部分的理論課程學習和相關課程基礎實驗，在此基礎上進行專業綜合實驗，有利于學生加深對專業理論知識的理解和綜合運用。每個學生選擇不同成分的材料，獨立設計實驗方案。實驗的整個過程涉及到金相試樣制備、熱處理工藝、顯微組織觀察、材料性能測試等相關知識和實驗技能。通過專業綜合實驗課程的訓練，學生既加深了對所學的課程基礎理論的認知和理解，同時極大提升了學生的獨立工作、綜合分析及創新能力。

另外，無損檢測作為我校金屬材料工程專業的培養特色之一，在第六學期的后半學期開設《無損檢測綜合實驗》，由課程主講教師及從企業聘請的專業資質工程師共同指導完成，既使學生能夠綜合運用各種無損檢測方法進行實踐操作，又為其取得國家無損檢測相關資質打下基礎，全面提升學生創新能力及綜合素質，增強學生的就業競爭力，拓展就業渠道。

從課程基礎實驗→專業綜合實驗→專業技能實驗的課程實驗體系構建，奠定了“寬口徑、厚基礎、求特色、重能力”的創新型人才培養目標實現的基礎。

2.實習體系

原實習體系由金工實習、生產實習及畢業實習組成，在前幾年通過加強與企業的產、學、研合作及實習基地的建設，已對生產實習及金工實習進行了較大的改革嘗試，取得了較好的成效。[2]在新的實習教學體系中，認識實習替代以往的畢業實習。認識實習在第三學期末進行，此時的學生剛剛完成基礎課程的學習，而專業課程尚未開始，學生對自己專業課程的學習和未來的就業方向充滿期待但又缺乏了解。因此，精心安排認識實習能夠幫助學生建立初步的專業概念并激發其學習專業課程的興趣和愛好，為后續專業課程的學習打下基礎。[3]

3.工程訓練體系

與以往的這個實踐模塊相比，增加了“工程軟件實訓”項目，主要包含CAD/CAM與CAE兩個模塊，前一模塊為UG 、Proe和MasterCAM應用培訓，使學生熟悉CAD實體模型構建方法，具備完成中等復雜程度的實體模型創建的水平；熟悉一般加工工藝參數的設定、加工模型建立、編程及仿真過程。后一模塊為Ansys有限元軟件應用，通過實例講解、上機操作、現場指導等形式，對學生有限元建模和分析的技能進行訓練。以上軟件實訓可使學生具備實體建模表達創新方案，并通過有限元分析驗證方案可行性的能力，為創新活動提供支持。另外，積極探索與企業技術人員聯合開展課程設計和畢業設計指導工作的新途徑，鼓勵學生到企業單位完成課程設計和畢業設計，讓學生在直接接觸企業實際生產環節的過程中完成課題內容，了解最新相關技術，激發其創新能力。

4.創新活動體系

創新活動包括普及性科技活動、課題研究及創新大賽三個層面。其中，普及性的科技月活動一年舉行一次，過程經由學院組織專家宣講→學生自擬小發明小創造課題→選題答辯→中期匯報→結題答辯及評審。課題研究包括教師的科研項目及企業課題，在老師和企業技術人員的指導下，進行課題研究。比如功能導向金屬-有機框架材料的結構設計及其光催化性能研究、高性能鋰離子電池天然石墨基復合負極材料研究、Ti（C，N）金屬陶瓷刀具的研制等等。第三個層面是各類創新大賽，如機械設計創新大賽、挑戰杯大賽、數學建模大賽等。對參加或取得優異成績的學生給予一定的獎勵，部分創新活動甚至可以替代學分或在綜合考評中享受加分。通過多層次創新活動的開展，構建創新教育的氛圍，為學生的個性發展提供平臺，為學生今后從事科學研究奠定良好的基礎。另外，學院對學生創新活動實行實驗室開放，優越的科研設備和儀器用于本科生科研訓練，使學生的創新能力得到了全方位的鍛煉。

5.師資建設體系

師資隊伍的建設也是實踐教學體系改革的一項重要內容。只有具備突出創新能力的實踐教師隊伍， 才能在向學生傳授知識與技能的同時培養學生的創新能力。為此，一方面對現有的實驗教師有計劃的送出去培訓并考取相關資質；另一方面，選派年輕博士教師到企業掛職鍛煉，打造“雙師型”教師隊伍，指導實踐教學。通過了解社會對創新型人才的技能要求，增強教師實踐應用能力與實踐教學方法研究，更有效指導學生根據社會需求開展創新實踐。

三、結語

構建并完善創新型人才培養的實踐教學體系，是一項龐大、復雜而艱巨的任務，必須與時俱進，圍繞培養創新型人才這一目標，進行長期探索。[4]同時，實踐教學體系在實施過程中需要多方面的支持與配合，不足之處尚需在今后在實踐教學過程中不斷地修正和完善。

參考文獻：

[1]許征兵，龐興志，鄒勇志，等.金屬材料工程專業實踐教學體系的探索與實踐[J].廣西師范學院學報（自然科學版），2011，28（S1）：29.

[2]胡宗智，吳敏，王燕，等.依托地域優勢開展金屬材料工程專業生產實習的創新實踐[J].中國電力教育，2011，（2）：129-130.

[3]徐小燕，李巖，王德平.材料科學與工程專業認識實習教學改革的探索[J].廣州化工，2010，40（23）：162-164.

[4]林華，李慶，陳志謙.材料物理專業創新型人才培養實踐教學體系的構建與實踐[J].西南師范大學學報（自然科學版），2013，38（3）：161-164.

（責任編輯：王意琴）