金屬材料工程專業實踐教學模式的改革

胡建文 王建剛 馬 靜 張 欣 李建輝

河北科技大學材料科學與工程學院 河北石家莊 050018

金屬材料工程專業實踐教學模式的改革

胡建文 王建剛 馬 靜 張 欣 李建輝

河北科技大學材料科學與工程學院 河北石家莊 050018

為提高理工學院金屬材料工程專業學生的專業技能和實踐應用能力，進行了實驗內容及教學模式的改革，建立了專業實驗、材料測試與分析綜合實驗及技能訓練三級實驗平臺，實施一體化的教學模式。通過一體化實驗教學并與見習材料熱處理工程師認證培訓相結合的實踐，突出了對學生的實踐技能和綜合能力的培養與訓練，提高了學生的實際應用能力和社會競爭力，為向應用型學院的轉型積累經驗。

專業實驗；技能訓練；教學模式

金屬材料工程專業為一門工程實踐性極強的學科，學生畢業走向社會后，面對的金屬材料的生產、加工制備與熱處理等機械裝備生產企業和專業生產廠。目前各大院校普遍存在的突出問題是實踐性與創新性的工程教育訓練不足[1,2]，學生畢業走向社會后，面對日新月異的科學技術及先進的生產設備和在實際工作中所遇到的大量新課題，無論是從自身的知識和素質能力還是實踐動手能力來看，都明顯儲備不足，難于滿足社會的需求和日益激烈的科技競爭的需要。特別是針對本科三批招錄的學生，基礎功底不強，如何調動這些學生的自主學習的積極性，提高他們的綜合素質，特別是在大學階段強化他們的專業技能和應用能力的訓練，提高其就業競爭力，是擺在理工學院培養計劃改革的一項重要研究課題[3-5]。為此開展實驗教學及教學模式的改革，將專業實驗與技能培訓相結合，強化學生的專業技能，并結合見習材料熱處理工程師資格認證、頂崗實習等一系列個性化實訓提升學生的應用能力[4,6]，突出特色教育，提高學生的工程實踐能力和社會競爭力，為今后就業及盡快適應工作崗位打下良好的基礎。

1 整合實驗內容 建立三級實驗平臺 實施一體化實驗教學

作為具有傳統優勢和較強區域性需求的專業，金屬材料工程專業是我校河北省品牌特色專業，自2010年開始招收本科三批學生。為了更有針對性地培養學生的應用能力，我們重新修改培養計劃和課程大綱，特別是校內實踐教育模塊。對原有的課程內實驗及教學模式進行大幅度改革，打破實驗受課程約束的局限，重新整合和設計實驗教學內容，建立了專業基礎實驗、材料測試與分析綜合實驗及技能訓練三級實驗平臺，并編寫了實驗指導書。實驗教學按照平臺進行，由淺入深，由基礎到綜合，分階段開展實驗與技能培訓，形成了實驗與技能訓練相結合的一體化教學模式。專業基礎實驗平臺包括：金相試樣的制備、金相顯微鏡使用及鐵碳合金平衡組織及常用鋼鐵的熱處理組織的觀察等，目的在于培養學生熟練掌握材料學科最基本的實驗方法和實驗設備的使用等。材料測試與分析綜合實驗平臺包括常規力學性能如拉伸、硬度、沖擊等的測試與分析，熱處理工藝操作及晶粒度和淬透性的測試等，目的在于讓學生熟練掌握金屬材

料五大力學性能指標的測試與表征方法和基本的熱處理操作。在綜合技能訓練平臺中，根據專業方向特點，設計兩大方面的內容，一方面是針對熱處理工藝及設計方向，另一方面為表面工程方向。在熱處理工藝及設計綜合訓練中，指導教師將實驗要求提出，學生3～5人一組，選擇一組實驗材料，根據性能要求，通過查閱文獻、小組討論等自行編制熱處理工藝并實施操作，對處理后的試樣進行金相組織分析和性能測試，最后根據實驗結果給出綜合分析與評價，完成實驗報告。在表面工程方向的訓練中主要是利用電鍍或化學鍍等方法制備耐磨或耐蝕性合金鍍層并進行鍍層分析與評價。訓練中也是分組進行，根據實驗要求，學生可選擇電鍍或化學鍍方法制備所要求的合金涂層，在實驗中學生要完成化學藥品的稱量、玻璃器皿的使用、鍍液的配置及電鍍和化學鍍工藝的制定，對獲得的鍍層進行測試表征并最終給出綜合評價。在整個綜合技能培訓中，學生是主體，教師只提出要求和指導意見及對實驗過程的監督，這極大地調動了學生的興趣和主觀能動性的發揮，充分進行全面的訓練。三級實驗平臺的建立，打破了原有課程的界限，通過平臺逐級進行實驗與技能訓練。這種一體化的實踐教學不但使學生在一級級實踐中逐步熟悉并熟練掌握儀器、設備的使用及分析測試方法和專業技能，提高學生的動手能力，而且還有助于學生對所學專業的理論知識有了更全面系統的理解，培養了學生的分析問題和解決問題的綜合能力，從而提升了學生綜合實踐技能。在2015年我校舉行的首屆金相技能大賽中，表現較為突出，其中報名參賽的金屬材料工程專業的選手在200多人的初賽比拼中有11人進入到復賽中，占到了復賽人數的18.3%。最終的決賽，獲得一等獎有1人，二等獎2人，三等獎和優秀獎8人。

2 個性化教育與技能訓練有機結合

為適應應用型人才的培養模式，同時突出學生的特色培養，我們根據本省的金屬材料領域及相關產業的發展趨勢、人才需求的調研，優化培養方案，結合實驗教學的改革，設立了個性化的教育平臺，設置了4個模塊：行業資格認證、頂崗實習、科研訓練與專業基礎知識強化平臺[6]。其中行業資格認證平臺是針對中國機械工程學會熱處理學會在全國開展的一項材料熱處理工程師行業認證的，包括見習材料熱處理工程師、材料熱處理工程師、高級材料熱處理工程師3個級別的認證，其中見習材料熱處理工程師是面向在校生或剛剛步入熱處理行業的新人開展的一項行業資格認證。在實施專業實驗與技能訓練一體化的實驗改革中，我們將見習材料熱處理工程師的專業資格認證的培訓也與一體化訓練有機結合。認證培訓與技能培訓和生產實習掛鉤，在學生實習期間教師結合生產現場的設備、產品、工藝等進行現場教學，改變了原來走馬觀花的實習現狀，使學生對于產品、生產工藝流程、工藝設計、采用的設備及質量檢驗等有了深刻的認識和了解。結合認證培訓，幫助學生建立起有關材料科學基礎和熱處理原理的基礎理論與熱處理工藝、熱處理設備、工程材料、材料性能、失效分析與質量控制等方面實踐應用的有機關聯，大大提高了學生的實習興趣，不但達到了實習目的還提高了培訓的效果。這也吸引更多的學生報名參加職業資格的認證考試，人數逐年遞增。近兩年每年有超過全班三分之二的學生參加中國機械工程學會熱處理分會組織的行業資格定期考試，考證率超過85%。實踐表明，行業資格證書的獲得極大地增加了學生就業面試的自信心和社會競爭力，為學生最終在一些大型企業贏得席位增加了有利的籌碼。

3 結束語

通過對金屬材料工程專業的實驗進行優化整合，建立了三級實驗平臺和個性化教育平臺。專業實驗與技能培訓一體化的教學模式及與個性化教育的有機結合，突出了學生的主體地位，強化了實踐技能和綜合能力的培養與訓練，學生在職業認證考試及專業金相技能大賽中的優異成績給予了有利的證明，為向應用型學院的轉型積累了一定的經驗，對探究應用型專業人才的培養具有重要的意義。

[1] 陳衛平,鄭薇薇,蔡培陽.地方院校材料工程類應用型人才培養基地建設的探索[J].臺州學院學報,2010,32(4):84-93.

[2] 胡建文,馬靜,孟永強.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.

[3] 葉寧廖,林楠,彭波.理論實驗一體化教學模式在藥理學教學中的實踐與探討[J].職業技術,2011(11):22-23.

[4] 馬靜,胡建文,刁美艷.材料工程專業實驗與技能一體化教學模式探索[J].中國現代教育裝備,2014(11):67-68.

[5] 陳衛平,鄭薇薇,蔡培陽.地方院校材料工程類應用型人才培養基地建設的探索[J].臺州學院學報,2010,32(4):84-93.

[6] 胡建文,王建剛,馬靜.個性化教育在金屬材料工程專業人才培養模式中的實踐[J].中國電力教育,2014(2):30-31.

Reform on the Teaching Model of Practical Education for Metallic Materials Engineering Major

Hu Jianwen, Wang Jiangang, Ma Jing, Zhang Xin, Li Jianhui
School of Material Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, 050018, China

s: In order to improve the professional skills and practical ability for students majoring in metallic material engineering of polytechnic college, the reforms on experiments and teaching model are carried out. Three-level experiment platforms which include professional experiments and skills training were built up. The integration teaching model of professional experiments and skill training was put into practice. Through the practice of experiment teaching combined with professional certification training, practical skills and comprehensive abilities of students were strengthened, and the students' practical application ability and social competitiveness were improved. These are also experiences for reforming to applied college.

professional experiment; skill train; teaching model

2016-05-02

胡建文，博士，教授，系主任。王建剛，博士，講師。

河北科技大學理工學院教育教學研究(編號：2013Z04，2013Z05)。