金屬材料工程專業應用創新型人才培養的研究與實踐

邵紅紅　王 蘭　紀嘉明　吳 晶江蘇大學材料科學與工程學院　江蘇鎮江　212013

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金屬材料工程專業應用創新型人才培養的研究與實踐

邵紅紅王 蘭紀嘉明吳 晶
江蘇大學材料科學與工程學院江蘇鎮江212013

摘要：簡述了目前我國金屬材料工程專業實驗教學現狀，通過探索和實踐，提出了金屬材料工程專業應用創新型人才培養的思路和方法，取得了一定成效。

關鍵詞：金屬材料工程；實踐；創新

1　以能力培養為前提 構建新的實踐教學體系

1.1 實驗教學現狀

細觀我國大部分現行的工科教育培養方案，學生工程能力與創新能力的培養卻是弱項。其具體表現為：大多專業實驗教學遵循實驗隨課程走的傳統教學模式，實驗教學依附于理論教學的進度安排；實踐的目的、對象、方法、步驟等關鍵要素都是由教師制定，學生在教師規定的框架中，沿著既定的路線去完成實踐任務，造成了被動實踐；課程設計、畢業設計的選題脫離實際等問題。

針對實踐教學存在的問題，我們構建了新的實踐教學體系。打破原單課程設置實驗與課程設計的界限，改變學生被動實踐的模式，按專業方向獨立設置開放性的專業綜合實驗課程金屬材料專業綜合實驗(60學時)、表面工程綜合實驗(30學時)以及相應的綜合性課程設計金屬材料綜合課程設計(3周)、表面工程綜合課程設計(2周)。減少或取消相應課程單純的演示性、驗證性實驗，激發學生的實踐興趣，啟發學生主動實踐。

1.2 實驗教學改革與實施

綜合實驗以及綜合性課程設計內容的確定主要考慮各個相對獨立課程前后呼應，相互融會貫通，重點體現內容的先進性、綜合性、應用性。對于金屬材料專業綜合實驗設立了4個實驗專題：(1)鉛錫合金的成分配制—建立相圖—鑄造組織觀察與分析；(2)塑性變形對再結晶組織與性能的影響；(3)熱處理工藝制度對碳鋼(合金鋼)組織性能的影響；(4)碳氮共滲及熱處理工藝參數對共滲層組織及性能的影響。表面工程綜合實驗設立了2個實驗專題：(1)金屬表面耐腐蝕涂層制備及耐蝕性試驗；(2)金屬表面耐磨損涂層制備及性能表征。學生通過系統的綜合實驗與課程設計，學會綜合應用已學的相關課程知識，解決實際問題。

綜合實驗的具體實施過程為：指導教師布置實驗專題→學生分組(5人左右)→查閱文獻和確定實驗方案→實驗方案答辯→實驗實施→實驗成績評定。綜合實驗課程開設期間，教師全程跟蹤指導，掌握實驗進度和內容，及時解決學生遇到的問題。

綜合性課程設計具體實施步驟為：學生自行選擇零件→繪制零件圖→根據零件的服役條件確定零件的性能要求→零件材料合理選擇→制定零件生產工藝路線→工藝設計(預備熱處理、最終熱處理、化學熱處理、涂鍍工藝、設備選擇)→填寫生產工藝卡→繪制生產車間平面示意圖→設計成績評定。綜合實驗及課程設計的考核成績由學生平時工作表現、實驗報告(設計說明書)完成質量及答辯成績組成。

2　以實踐強能力 培養學生創新思維

2.1 提高畢業設計(論文)質量

畢業設計(論文)是學生4年學習中最重要的一個學習環節，是檢驗“學以致用”的試金石[1]。畢業設計的選題既有對新材料、新工藝的探索研究，也有先進的材料表面處理研究；既有緊跟學術前沿的基礎研究，也有面向生產實際的應用研究。研究類選題與科研工作相結合的選題達95%以上。每位指導教師帶領1組，1人1題，具有高級職稱的一線教師平均每人指導5～6人；其余為2～3人。由于學生經過前期的綜合實驗及課程設計的訓練，掌握了課題研究的方法，對儀器的使用熟練自如，指導教師們普遍反映學生的專業素質提高了，畢業設計(論文)的質量有了顯著提高。近幾年來，本專業每屆都有2篇本科畢業論文評選為校優秀畢業設計(論文)，其中2篇分別獲得江蘇省本科優秀畢業設計(論文)二等獎及三等獎。

2.2 開展課外學術科技創新

啟迪學生的創新思維，不僅要培養分析和解決問題的能力，而且更重要的是培養發現和提出問題的能力。我們鼓勵學生盡早進入學業導師研究團隊。以學生為主體，申報江蘇大學科技項目，自行組成研究小組，利用課余時間，在學業導師的指導下進行與生產實踐和科學研究相關聯的、以科技開發和新技術應用為主要特征的科技活動，讓他們在學習專業知識的同時，得到科學研究、動手實踐和創新思維等方面的鍛煉，使他們基本具備發現問題、分析問題，并運用所學知識解決實際工程問題的能力，為高質量的畢業論文奠定了良好基礎。例如我專業培養的學生丁赫一、汪常鵬、梁兵等人，在大二、大三時就獲批了校級科研項目，課余時間積極主動進行科研，項目完成得非常好，并且在畢業前就在學術期刊上發表了較高水平的論文。今年本專業學生參加了由中國機械工程學會、中國機械工程學會熱處理分會、中國熱處理行業協會主辦，哈爾濱工業大學等承辦的首屆中國大學生材料熱處理創新大賽，取得了特等獎的好成績，參賽作品為論文《環保型達克羅涂液研制及涂層性能研究》，該論文就是學生大三獲批的江蘇大學大學生科研立項項目。

3　以企業要求為目標 開展見習材料熱處理工程師資格認證

我國在21世紀的發展中迫切需要5種類型的工程師[2]，第一種類型的工程師就是以解決實際工程技術問題為主的專業技術型工程師。當今我國機械行業的熱處理技術骨干以及后備技術骨干大多來自于高校畢業生。而目前我國大部分高校對材料科學與工程專業本科生的培養實施的是大材料的培養方案，雖然學生知識面寬了，但某一方面的專業知識卻很薄弱，尤其是實踐知識與實際技能更是缺乏，如材料成型與控制工程專業，對熱處理知識的了解非常有限，即便是金屬材料工程專業的學生，對熱處理工藝的制定及控制、熱處理設備的使用與維護等掌握也不盡如人意。有些企業的老板甚至認為招來的本專業的大學生還不及技校生受用，因而存在“供需矛盾”。

針對這樣的現狀，2010年開始我們對大三學生采用“學生自學，專業教師答疑”的方式開展見習材料熱處理工程師資質認證，即學生自學完成由中國熱處理學會出版的《材料熱處理工程師資格考試指導書》。在實踐教學中開設與生產密切相關，與材料熱處理工程師要求一致的項目，并將資格認證納入創新學分之中，其目的就是在高校與企業之間建立起更好的橋梁，使學生進入企業后能盡快成為一名合格的材料熱處理工程師。2010年學生首次參加中國機械工程學會熱處理分會組織的見習材料熱處理工程師資格認證考試，通過率達92%以上。目前，幾乎所有本專業學生均參加了見習材料熱處理工程師資格認證考試，通過率在93%以上，獲得了中國熱處理學會高度評價。

4　實踐教學改革主要成果

本專業在人才培養方案、隊伍建設、課程體系改革、教材建設等方面都取得了很好的成果。五年來獲得：中國大學生材料熱處理創新大賽特等獎1項；全國大學生金相技能大賽一等獎1項；校級本科優秀畢業論文10篇，其中1篇獲得江蘇省本科優秀畢業設計(論文)三等獎；獲批江蘇大學學生科研項目18項，其中完成1項江蘇省高等學校大學生實踐創新訓練計劃項目，在校本科生發表或錄用學術論文7篇，在投學術論文3篇；獲得見習材料熱處理工程師證書194人，通過率93%以上；學生就業率98%以上。

參考文獻

[1] 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.

[2] 人民網.“真刀真槍”培養 讓未來的工程師卓越起來[N].人民日報,2010-07-09.

Study and Practice on the Cultivation ofInnovative Talents in Metal Material Engineering Specialty

Shao Honghong, Wang Lan, Ji Jiaming, Wu Jing
School of Material Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, 212013, China

Abstract:The Chinese experimental teaching situation of metal material engineering specialty is discussed in this paper. The thinking and method of the Cultivation of Innovative Talents in Metal Material Engineering Specialty are proposed by exploration and practice. Some achievements are gained in the practice.

Key words:material engineering; practice; innovation

基金項目：國家級特色專業建設項目；江蘇省品牌專業建設項目；江蘇大學教改重點項目(編號：2013JGZD011)。

作者簡介：邵紅紅，博士，教授。王蘭，博士，副研究員。紀嘉明，碩士，副教授。吳晶，本科，高級實驗師。

收稿日期：2015-07-30