基于新工科教育的材料成型及控制工程專業(yè)課程和實踐的“交叉融合”結構模式探索

柳翊 金文中 閔志宇 安俊超 林海燕

【摘要】在新工科建設背景下，新工科對高校應用型人才實踐能力的培養(yǎng)提出新要求。對于材料成型及控制工程專業(yè)而言，探究課程和實踐的“交叉融合”結構模式，以滿足企業(yè)生產一線對設計研究和生產管理以及產品銷售等方面能力的要求，使課堂課程授課和實踐環(huán)節(jié)無縫對接，從而培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新精神和實踐能力的高層次應用型人才。

【關鍵詞】新工科 ?材料成型及控制工程 ?課程和實踐 ?結構模式 ?應用型

【基金項目】洛陽理工學院教育教學研究項目（18JYZD-02）、洛陽理工學院高層次人才科研啟動項目（2017BZ05）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）29-0235-02

一、引言

經(jīng)濟快速發(fā)展對工程教育提出新的需求，德國于2014年制定了“工業(yè)4.0”計劃，美國于2016年通過了“智能制造業(yè)振興計劃”，我國于2015 年推出“中國制造2025”。在這種大趨勢下，我國高校也紛紛響應這一發(fā)展趨勢，從“新工科”的“復旦共識”到“新工科建設行動路線”的“天大行動”乃至“新工科建設指南”的“北京指南”。“復旦共識—天大行動—北京指南”構成了新工科建設“三部曲”[1， 2]。在新工科建設背景下，高校應用型人才實踐能力的培養(yǎng)提出新要求，培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新精神和實踐能力的高層次應用型人才勢在必行。1998年教育部對高等學校本科專業(yè)調整時設立了材料成型及控制工程專業(yè)，其成立基礎是原鑄造專業(yè)、焊接專業(yè)以及鍛壓專業(yè)，涵蓋了焊接、鑄造、鍛造等三個熱加工方向。對于材料成型及控制工程而言，該專業(yè)屬于“寬口徑，厚基礎”的專業(yè)，涉及范圍廣泛、知識面廣、信息量大，并注重設計能力和計算機能力及動手能力的培養(yǎng)。因此，材料成型及控制工程專業(yè)屬于綜合性的應用性專業(yè)，需要學生掌握專業(yè)知識和相關技能。

本文基于傳統(tǒng)課程和實踐的結構模式，從專業(yè)的課程和實踐內容的設置、結構模式以及創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)等方面出發(fā)，全面總結和闡述了材料成型及控制工程專業(yè)的課程和實踐的“交叉融合”結構模式、創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。

二、課程和實踐的“交叉融合”結構模式

基于當前企業(yè)發(fā)展的需要，不僅要求生源具有較高的理論知識而且需要生源具有更高的專業(yè)生產實踐能力，這就對課程和實踐的結構模式提出更高的要求。目前各高校中材料成型及控制工程專業(yè)的方向仍以鑄造、焊接及鍛壓為主，但側重點有所差異。因此，理論課程設置依據(jù)側重方向不同，具體的課程設置也會有所差異。

1.傳統(tǒng)課程和實踐的結構模式

目前材料成型及控制工程專業(yè)的理論課程和實踐內容的設置中，課程教學分為理論教學內容和實踐教學，理論教學內容的教學方式方法多為多媒體教學和案例教學以及少量新的授課方式（慕課、翻翻轉課堂以及微課等）。實踐教學的教學方式方法：上機實操、專業(yè)實驗實操、實物教學、課程設計、生產實習、畢業(yè)實習以及畢業(yè)設計等，其中課程設計和生產實習及畢業(yè)實習是材料成型及控制工程專業(yè)重要的實踐教學內容，也是培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新意識必不可少的重要環(huán)節(jié)之一[3]。實踐環(huán)節(jié)的課程設置是檢驗理論課程知識實際運用的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學生專業(yè)素養(yǎng)和技能的重要手段。因此，實踐環(huán)節(jié)的課程設置要體現(xiàn)材料成型及控制工程專業(yè)學生專業(yè)能力和綜合素質的培養(yǎng)。目前課程和實踐兩者之間是相對分離的和獨立的結構模式，缺乏相互的“交叉融合”。在新工科建設背景下，企業(yè)快速發(fā)展對應用型大學課程和實踐內容的設置提出新的要求，特別是課程和實踐的結構模式改變。

2.“交叉融合”結構模式

（1）理論課程設置課內實踐環(huán)節(jié)，依據(jù)教學進度開展階段性的實踐教學活動，使理論和實踐同步協(xié)調進行。

首先，在理論課程授課過程中就應該穿插實踐環(huán)節(jié)的相關內容，為實踐環(huán)節(jié)順利進行奠定基礎;其次，結合企業(yè)生產一線的最新生產工藝和技術及產品進行專業(yè)知識的拓展，同時實踐內容需不斷更新，使實踐環(huán)節(jié)與當前企業(yè)生產密切銜接[4];最后，課內實踐環(huán)節(jié)也需階段性檢測，把握學生學習進度和掌握情況。

（2）針對每學期重要專業(yè)課程內容，突出課程重點，運用所學專業(yè)理論知識開展相關綜合實踐考評。

一方面，基于每學期講授的重要專業(yè)課程內容，運用設置綜合實踐考評環(huán)節(jié)，檢驗理論和實踐的契合度;另一方面，通過綜合性的實踐考評能夠全面了解實踐環(huán)節(jié)的學習和掌握情況。

（3）倡導學生參加技能和專業(yè)能力等相關培訓，使其實踐能力和專業(yè)技能獲得社會的認可和肯定。

材料成型及控制工程專業(yè)是培養(yǎng)工程化專業(yè)人才，針對學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，需要學生具備基本的專業(yè)技能。因此，鼓勵學生在校期間獲得專業(yè)類的相關技能等級證書有助于熟練掌握在實踐環(huán)節(jié)學習到的知識和技能，并獲得社會的一致認可，為后期創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)也提供有利途徑。如：獲得國家認可的專業(yè)技能等級證書（焊接工程師證、見習熱處理工程師證以及3D打印工程師證等）。

（4）依據(jù)課程內容和實踐環(huán)節(jié)，加強校企融合，實行定崗實習。

依據(jù)材料成型及控制工程專業(yè)的課程內容和實踐環(huán)節(jié)，加強校企一體融合，實行定崗實習[3]，企業(yè)為學校提供實踐教學機會和平臺，促使學生能夠認識、了解及熟悉企業(yè)生產一線的生產、管理及銷售環(huán)節(jié)。通過以上三個環(huán)節(jié)的實踐素質培養(yǎng)，聯(lián)合企業(yè)生產一線定崗實習，促使學生實踐能力的提升。

三、創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)

培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新精神和實踐能力的高層次應用型人才，應注重學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，而人才培養(yǎng)方案中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的開展，以充分體現(xiàn)對學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，強化學生的自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。

（1）鼓勵學生參加全國性的技能大賽以及創(chuàng)新性比賽。

一方面，在專業(yè)理論課程和實踐課程的講授過程中，穿插講授與專業(yè)相關的科技發(fā)明和科技創(chuàng)新，激發(fā)學生創(chuàng)新的興趣和渴望;另一方面，積極參加全國性的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，積累實踐經(jīng)驗并培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力，如：機械創(chuàng)新設計大賽、機器人大賽、全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱處理大賽、全國金相大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽等。

（2）舉辦“各類科技創(chuàng)新活動”，拓展學生創(chuàng)新視野。

首先，通過相關科技創(chuàng)新活動（如：小發(fā)明、科技制作、小論文以及專業(yè)調研報告等）形式向學生傳遞科技創(chuàng)新意識。其次，開展專業(yè)知識競賽，以分組討論和團隊合作以及課外專業(yè)知識培訓等形式，夯實學生的專業(yè)基礎理論。最后，鼓勵學院間的交流合作，與機械以及計算機等專業(yè)學生一起舉辦學術沙龍，拓展專業(yè)視野，培養(yǎng)交叉融合的創(chuàng)新思維。

（3）提倡學生參與教師的企業(yè)相關的科研項目。

在教師的指導下鼓勵學生積極參與校企合作項目，挖掘企業(yè)生產一線的創(chuàng)新性研發(fā)產品和生產工藝，提高學生實踐能力，同時尋找有價值的產學研項目進行孵化培育，通過學生體驗工程實踐和工程化的項目，深入熟悉和把握企業(yè)生產一線的研發(fā)和產品創(chuàng)新趨勢[5]。如：參與國家發(fā)明專利的撰寫，實現(xiàn)發(fā)明專利的科技轉化。

（4）注重學生創(chuàng)新性項目的孵化培育和扶持。

在參與教師引導的企業(yè)相關的科研項目基礎之上，學校主動搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺和服務咨詢平臺，對具有發(fā)展?jié)摿Φ膶W生創(chuàng)新性項目進行孵化培育，并進一步進行一對一的指導和幫扶，提供一定的資金資助和專業(yè)咨詢服務，加速創(chuàng)新性項目的工作進程。

四、結語

在新工科建設背景下，新工科對材料成型及控制工程專業(yè)應用型人才實踐能力的培養(yǎng)提出了新要求。通過理論課程設置課內實踐環(huán)節(jié)、開展相關綜合實踐考評、技能和專業(yè)能力等相關培訓以及定崗實習體現(xiàn)了課程和實踐的“交叉融合”，使課堂課程授課和實踐環(huán)節(jié)實現(xiàn)無縫對接;同時開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動以強化學生的自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，從而培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新精神和實踐能力的高層次應用型人才。

參考文獻：

[1]王靜.新工科背景下高校教師教學思路的轉變[J]. 教育教學論壇， 2018（47）： 21-24.

[2]葉民， 孔寒冰 ， 張煒. 新工科：從理念到行動[J]. 高等工程教育研究， 2018（1）： 24-31.

[3]商興國.材料成型及控制工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)創(chuàng)新與實踐[J].教育教學論壇， 2016（7）： 124-125.

[4]楊聰.關于材料成型及控制工程專業(yè)建設的思考[J]. 當代化工研究， 2018（05）： 5-6.

[5]郭玉波.材料成型與控制工程專業(yè)實踐教學體系研究[J]. 科教導刊（上旬刊）， 2017（12）： 116-118.

作者簡介：

柳翊（1981-），男，河南洛陽人，博士，講師，主要從事材料成型及控制工程方面教學和科研工作。