金屬材料工程專業實踐教學改革與探索

張學斌 解明國 吳友坤 吳來發 孫洪超 杜曉東

[摘 要] 基于新工科研究與實踐項目的大背景，工科大學更應注重理論學習與實踐操作的結合，因此，實踐教學作為金屬材料工程專業課程占據著重要的地位。文章通過對金屬材料工程專業課程體系中的實驗教學設計、實驗項目優化、實驗室開放以及實驗成績的考核方案等多個環節的改革與探索，以培養學生實踐能力和激發學術的科研興趣為主要導向，為工科大學人才培養體系的進一步改革，提前打好的基礎。

[關鍵詞] 工科大學;金屬材料工程;實踐教學

[課題項目] 合肥工業大學校企合作實踐教育基地項目（合肥工業大學安徽合力股份有限公司合肥鑄鍛廠實踐教育基地）

[作者簡介] 張學斌（1974—），男，博士，副研員，主要從事金屬材料、水處理材料等方面教學與研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）37-0213-02? ? [收稿日期] 2019-11-05

為主動應對世界新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，自2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，并發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》和《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設。

工程實踐教學[1-3]是所有的工科性大學必須開展的具有工程實踐意義的課程，以培養學生實踐能力和激發學術的科研興趣為主要導向，為學生畢業之后從事工程技術和科學研究打下扎實的基礎。金屬材料工程專業實踐教學[4]的目的在于：使學生逐步掌握金屬材料試樣的制備、顯微結構分析、力學性能和物理性能分析、金屬類產品的質量評估等技能，實現工科專業學生逐步掌握材料工程師和科學研究人員相關工程技術的基本能力[5]。在訓練過程中，不但要求學生積極動手，而且要求學生盡可能具備更多的實踐經驗，學生可以分組進行實驗實訓方案設計，自行規劃實驗步驟，對實驗實訓結果進行分析與探討。學生在實訓完畢后，能夠更加深入的理解實驗實訓的本質，利用實驗實訓平臺完成材料組分檢測、性能測試以及質量監控。

一、實驗教學體系探索

（一）實驗課教學模式的探索

在實驗教學活動中，師生有機會相互交流才會產生積極、開放的效果，有利于學生的理解和掌握。課堂時間如何安排呢？我們把課堂時間劃分為講解時間10—15分鐘，學生實際操作時間20—30分鐘，交流討論與互動環節占用時間10分鐘，這樣的設計有助于學生的理解與發揮、討論與交流，加強引導學生在課程學習中的自由性、主動性和創造性。

1.建構智慧教學工程。將現代信息技術和傳統教學手段相融合，建立智慧教育的共享平臺，利用手機App創建智慧學習環境，推進合肥工業大學關于雨課堂等新型教學方式改革，實現信息互通，信息共享。

2.強化實驗教學課堂的質量監控。利用互聯網、大數據技術手段進一步完善本科教學質量管理體系，大力提升工程實踐類課程的信息化管理水平，充分發揮金屬材料系、材料學院實驗中心以及實驗任課老師在傳統教學環節中的管理作用。在金屬材料專業實驗、實訓課教學過程中，我們重點啟發學生學習的主觀能動性，強調教學是教與學的完美結合，加強學生之間，師生之間的討論。要求教師在教學過程中適當提前提出問題，能夠讓學生帶著問題去聽課，引導大家開展激烈的思考和討論。一些問題也可以通過雨課堂或其他手機App布置給學生，讓他們課后查詢相關資料和信息，整理答案。同時幫助學生養成發現問題、提出問題、勤于思考的習慣。通過這些途徑，促進學生發揮他們在學習方面的主觀能動性，進一步他們加深對老師講解的書本知識的理解，拓寬實踐方面的知識面，提高學習的興趣，激發他們的創新意識，培養他們的獨立思考的能力，最終達到顯著提高課程的教學效果的目的。

（二）實驗實訓內容的設計

合理地設計實驗、實訓課程內容，關系到實驗教學質量的好壞。針對金屬材料工程專業的學生來說，實驗、實訓課程設計應該涵蓋以下幾個方面的內容：

1.編寫實驗指導書。針對原有人才培養方案和人才培養計劃，進行適當改革，重點關注理論教學與實踐實訓的結合，重新編寫實驗指導書，目前已經出版。

2.實驗操作平臺的建設。目前我院實驗中心結合新工科思路，重新建設了金相實驗室互動平臺。

3.以能力為導向，培養工程應用型材料工程師。面向企業的實際生產情況，培訓培養學生，從金屬材料的成分設計，微觀組織分析到金屬材料的性能檢測，對學生進行系統的教育。

同時，針對金屬材料專業的學生來說，讓他們從單一地學習本專業的課程，發展到融合其他專業課程的基礎知識，讓他們具備專業以外的技能與素養。之前的生產認知實習，都是到和本專業相關的企業里面進行參觀學習，為了增進學生對其他專業、其他學科的學習，可以帶他們到本地的涉及其他專業的企業去參觀和開展認知實習，適當增加認知實習的時間，腳踏實地地進入企業生產線，向工人師傅學習，有可能的話，加入企業技術組，參與工藝設計，如制定熱處理工藝、設計材料沖壓模具、零部件的開發與工藝改進等。

（三）實踐教學師資隊伍建設

師資隊伍是一個專業建設的關鍵所在，對學科各個方面的發展都非常重要，特別地，對于金屬材料專業的教學和科研來說，構建滿足合肥工業大學以能力為導向要求的實驗實訓的教學模式，就必須從師資人員的培訓入手。具體做了如下的工作：

1.加強金屬材料專業教師的教學能力和實踐操作水平的培養。

2.促進學校與企業的交流，簽訂校企合作項目，達成校企合作以及產學研共創模式，讓我們的老師參與企業生產問題的解決，培養具有工程研究背景的科研教學一體的教師。

3.支持和鼓勵專業教師到合作企業去掛職鍛煉，作為技術骨干參與項目研發，鼓勵專業教師自創公司，并將自己的經驗教訓和學生交流分享。

二、實驗實訓考核與評價機制

對實驗、實訓的考核與評價方式進行適當的改革，會影響到實驗、實訓課程的成效，金屬材料工程專業學生的實驗實訓課程體系通常包括基礎實驗、綜合實驗、課程設計、畢業設計等。針對性的實驗實訓考核方式有：（1）實驗報告的成績組成主要有實驗預習報告、實驗操作和實驗結果分析三個部分組成，分別占比10%—20%，實驗操作占比40%—50%，實驗結果分析占比30%—40%等;（2）實驗理論知識考核方式包括筆試和答辯兩種形式，例如課程設計和畢業設計，這有助于實現理論與操作相結合。這種考核與評價方式考查了學生的學習效果，鍛煉了學生的應變能力，真實反映出學生的實際操作技能與專業理論知識水平。

三、結語

本文針對金屬材料工程實踐教學的探索與研究發現，實驗、實訓教學改革相應教育部關于新工科和專業認證的要求，會直接影響到本專業本科生的培養質量。通過整個實驗、實訓教學的教學體系、師資隊伍組建以及考核與評價方式等方面的改革，有助于實現金屬材料專業實驗、實訓課程模式的改革與開發，有助于培養優秀、高素質的工程技術人員和科研人員打下堅實的基礎。

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（S1）：29-31.

[2]余懿剛.探討應用型金屬材料工程實踐教學模式構建[J].山東工業技術，2014（9）：152-152.

[3]婁長勝，張偉強，馬星國.金屬材料工程專業實踐教學一體化改革與實踐[J].中國電力教育，2013（7）：155-156.

[4]羅新民，邵紅紅，戴起勛，等.從特色專業建設創新我國材料熱處理技術人才的培養[J].金屬熱處理學報，2011，36（1）：24-28.

[5]古偉霞.“課程、實踐、技能”三位一體的技能訓練模式的構建與實踐研究[J].華章，2014（4）：199-200.