材料成型與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)探索

李光明，鄭麗璇，薛 松，馬有良

(西南科技大學 制造學院，四川 綿陽 621010)

由于材料成型與控制工程專業(yè)設置時間不長，且涉及的口徑較為寬泛、方向較多，使得國內各高校在如何對人才培養(yǎng)目標的定位，應具有的知識、能力、素質結構，教學內容的融合與構建等問題還處于探索階段，尚無成熟的標準和模式可以遵循［1］。而培養(yǎng)方式的不確定性或是照搬原有經(jīng)驗必然導致培養(yǎng)質量的下降，使之無法適應當今科技高速發(fā)展、競爭日益加劇的時代特征。鑒于此，本文以專業(yè)特征為基準，立足于實際，依據(jù)社會和市場的動態(tài)發(fā)展對材料成型及控制工程專業(yè)的適用性人才培養(yǎng)進行探討。

1 材料成型與控制工程專業(yè)的現(xiàn)狀與培養(yǎng)目標

1.1 專業(yè)的現(xiàn)狀

通過調研國內相關高校，在原材料科學與工程學科下的熱處理、鑄造、鍛壓、焊接等熱加工專業(yè)基礎上組建了新專業(yè)，分三種模式:機械工程及自動化專業(yè)、材料科學與工程專業(yè)、材料成型與控制工程專業(yè)［2］。第三種方式的專業(yè)課程體系兼顧材料科學與工程、機械和控制工程，開設這種專業(yè)的學校最多，新專業(yè)在不同的高校，由于各高校原專業(yè)設置、發(fā)展上的極其不平衡，據(jù)調查，有的學校以原有的焊接方向為主線，結合船舶等行業(yè)的優(yōu)勢;有的則以金屬塑性和金屬液態(tài)成型為基礎，則具有冶金和大型和專用設備制造的特征。目前國內各院校均處于初級階段，正根據(jù)各自已有的實力或既定的專業(yè)培養(yǎng)方向，努力建立完善的培養(yǎng)方案和課程體系。因此，如何依據(jù)區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)勢和學校實際情況，定位專業(yè)的特色和長期發(fā)展方向尤為重要。

1.2 專業(yè)人才培養(yǎng)目標的確定

材料成型專業(yè)是以機械工程、材料科學，成型加工、計算機與控制應用為一體的交叉學科專業(yè)，其培養(yǎng)目標和定位要適應市場需求，適合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和學校實際，因此選準專業(yè)主方向、辦出特色尤其重要［3］。結合行業(yè)需求、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和學校定位，本專業(yè)定位于“培養(yǎng)應用型材料成型及控制工程”本科專門人才，據(jù)此制定并及時修正人才培養(yǎng)方案。

確定本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標為:培養(yǎng)學生具有較扎實的機械工程和材料科學、控制工程及計算機科學等基礎知識，能夠綜合運用自然科學、工程技術、社會科學等知識獨立地對復雜結構的產(chǎn)品進行模具設計，制造加工，工藝分析及控制。能夠在材料成型及控制工程相關領域內從事設計制造、技術開發(fā)、生產(chǎn)過程控制管理等工作的應用型高級工程技術人才。

1.3 專業(yè)培養(yǎng)的發(fā)展方向

1.3.1 適應我國制造業(yè)的發(fā)展需要

制造業(yè)是一個國家經(jīng)濟社會發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)，特別是在過去的20 年中，制造業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，高速發(fā)展的工業(yè)技術要求材料加工產(chǎn)品精密化、輕量化、集成化;國際競爭更加激烈的市場要求產(chǎn)品性能高、成本低、周期短;日益惡化的環(huán)境要求材料加工原料與能源消耗低、污染少;另外材料成型本身要求制造性好，成品率高。為了生產(chǎn)高精度、高質量的產(chǎn)品，材料正由單一的傳統(tǒng)型向復合型、多功能性發(fā)展;材料加工技術逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學科化。這必然使得社會對人才的需求己從原來需要較單一的技術型人才轉變?yōu)槟苓m應不同生產(chǎn)過程、不同產(chǎn)業(yè)部門的綜合素質較高、多層次、多規(guī)格的復合型適用性人才［4］。

1.3.2 適應區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)勢和行業(yè)發(fā)展的需要

材料成型與控制工程專業(yè)源于多個專業(yè)和方向融合，而不是簡單的疊加和組合。許多院校根據(jù)自身原有的基礎和特點，往往以傳統(tǒng)專業(yè)和方向為根基，結合行業(yè)背景，通過資源合理的調配、強化、優(yōu)化和互補，使得專業(yè)方向得到了長足的發(fā)展。近年來模具行業(yè)發(fā)展很快，計算機應用技術的發(fā)展對模具業(yè)產(chǎn)生了重大影響，激光立體制模(SLA)、分層實體制造(LOM)、選擇性激光燒結(SLS)和熔化沉積制造(FDM)等快速成型制造技術等新的技術不斷涌現(xiàn)，模具行業(yè)對高等教育提出了新的人才要求，材料成型與控制工程專業(yè)的課程體系和教學內容必須改革以適應社會的需要。

2 材料成型與控制工程專業(yè)適用型人才培養(yǎng)模式

材料成型與控制工程專業(yè)作為普通本科專業(yè)層次，應明確培養(yǎng)工程適用型人才的目標，不斷地完善工程實用型人才的培養(yǎng)方案，力爭更好地適應社會的需要。我校位于西南地區(qū)，立足于綿陽科技城，突出為電子、機電、汽車、建材等行業(yè)和國防軍工企業(yè)提供人才支持。相關的科研院所、國有大型企業(yè)廠礦以及新型技術產(chǎn)業(yè)如長虹集團、九洲集團等，是模具需求的相對集中地區(qū)。經(jīng)過大量的調研，逐步形成了面向現(xiàn)代制造企業(yè)，以金屬塑性成型、高分子塑料成型為整體專業(yè)為主線，突出模具設計制造技術為重點，向其他成型技術拓寬的應用型人才培養(yǎng)模式。并以學院的機械制造及自動化省級重點學科和教育部重點實驗室——制造過程測試技術及省教育廳重點實驗室——反求工程與快速制造實驗室等為依托，逐步形成專業(yè)口徑寬、工程應用能力強、數(shù)字化設計與制造技術應用能力強、精密成形及快速模具制造技術突出的人才培養(yǎng)特色。重點培養(yǎng)學生模具設計、模具制造、新技術應用“三大能力”，確立了“通識+ 專長”的人才培養(yǎng)模式。

3 加強能力訓練與創(chuàng)新意識培養(yǎng)

3.1 注重理論基礎與實踐的聯(lián)系

材料成型與控制工程專業(yè)作為工科，是屬于研究和設計定量范疇的學科，往往需要涉及大量的數(shù)學、力學等方面的知識，這必然要求公共基礎理論課程提供有力的支撐。如定量的分析、高聚物材料的流動和變形過程，就需要建立相關的連續(xù)方程、動量方程和能量方程，而這些又必須建立在矢量模型和張量運算之上，包含了一定程度的矩陣處理和偏微分等的基礎知識。另一方面，只有具有堅實的理論基礎，才能更好地應用于生產(chǎn)實踐，才能緊跟發(fā)展的步伐。任何理論的發(fā)展，技術模式的變革，其內在原理與基本理論模型總有著千絲萬縷的關系，往往是基礎理論模型的再發(fā)展，“萬變不離其宗”，若不能根本地把握理論基礎的內在本質和規(guī)律，則難以形成解決實際專業(yè)問題的能力，更談不上創(chuàng)新，只能從事重復性的工作。

因此，課程體系根據(jù)專業(yè)的特點強調了機械、材料、成型與控制的有機結合，構建了以工程力學、機械、材料處理、成型原理、技術基礎與過程控制及測試等為支柱的知識體系，推崇案例式的教學環(huán)節(jié)，使學生更好地掌握材料成型的基本理論、方法、工藝、設備及相應的專業(yè)領域的技術理論基礎知識。

3.2 突出實踐技能訓練，適應社會需要

3.2.1 基本實踐環(huán)節(jié)

在課程體系的總體框架下，要充分利用現(xiàn)有實驗、工程實踐的條件，強化實踐的教學內容，突出該環(huán)節(jié)在實際設計、生產(chǎn)過程中的適用性。讓學生獨立地參與到實踐方案的設計、驗證和執(zhí)行過程中，使學生在實踐過程充分領悟和理解理論基礎的機理和實質，由淺入深地了解現(xiàn)代模具企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營，了解模具企業(yè)具有的各種特點和類型［5］。在實踐教學環(huán)節(jié)中，主要分為理論實踐和集中實踐，所占學分為總學分的29.1。

3.2.2 工程師認證培訓

僅憑傳統(tǒng)的實踐教學環(huán)節(jié)是很難達到實戰(zhàn)效果，不容易提升學生的綜合技能，難以在競爭日益加劇的人才市場中脫穎而出。學院統(tǒng)一組織、設置獨立的實訓和培訓環(huán)節(jié)，依據(jù)國內相關專業(yè)培訓中心和大型軟件教育認證的培訓規(guī)程，針對本專業(yè)在校生集中培訓，經(jīng)認證考試合格者，可獲得行業(yè)和軟件技能工程師資格證書。將大學教育和認證實訓有機結合的方式，不僅可以提高學生學習的積極性，端正學風，產(chǎn)生良性循環(huán)。而且可以經(jīng)歷實際案例分析解決的完整過程，鞏固了相關的理論知識，為今后的工作提升了經(jīng)驗。

3.2.3 積極開展本科導師制的建設

通常的高校培養(yǎng)人才模式大都有著統(tǒng)一齊整的框架模式和嚴格程序，處于剛性的、有條不紊的進行狀態(tài)，對所有學生平均著力、缺乏個性培養(yǎng)，缺乏創(chuàng)新的氛圍。而本科生導師制作為一種新的運行機制突破了原有的高校教師傳統(tǒng)角色模式，能夠更好地推動教育從單純的知識傳授向培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，研究問題，解決問題的方向轉變，可以針對不同個性、不同特點的學生進行靈話的、有目的性的教育和引導，發(fā)現(xiàn)和挖掘學生的潛能和強項［6］。同時也有助于讓學生的實踐活動成為一種自愿行為，主動、充分、積極地展示自己的能力，獲得更多實際經(jīng)驗，開闊了視野。

4 材料成型與控制工程專業(yè)適用型人才培養(yǎng)的實踐

4.1 樹立以學生為中心的教學理念

課堂教學應堅持教師為主導、學生為主體的現(xiàn)代教育理念，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。在教學過程中，教師應通過設疑、釋疑、解惑來激發(fā)學生興趣，促其積極思考;以準確、嚴謹、簡潔的語言撥動學生的心弦，豐富其想象，活躍其思維，著力培養(yǎng)學生的學習能力。

4.2 創(chuàng)新型“雙師”隊伍的建設

師資隊伍的狀況直接關系到培養(yǎng)學生的質量，針對目前理論教師和實踐教師分開現(xiàn)狀，設立理論教師和實踐任課教師的交流平臺，組織教師定期相互學習、交流;另外，聘請本校或其他高校、企業(yè)具有雙師型的教師來指導本校青年教師，起到傳、幫、帶的作用，使本校年青教師很快能夠勝任實踐教學工作，最終建設一支具有雙師型的實踐教學隊伍，為培養(yǎng)學生工程實踐與創(chuàng)新能力提供保障［7］。

4.3 適用型人才培養(yǎng)的途徑和措施

培養(yǎng)適用型人才的途徑:(1)全面實施創(chuàng)新教育。日本教育的一個顯著特征就是進行“危機”教育，而我國教育理應全面實施創(chuàng)新教育。(2)加強學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。如通過提高課堂授課質量、科學設置教學環(huán)節(jié)、加強現(xiàn)行教材和教學方法的改革以及開展大學生創(chuàng)新活動和校外科技活動等培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。(3)建構英才涌現(xiàn)的機制。從學習體制、政策和環(huán)境等方面創(chuàng)造條件，讓英才不斷涌現(xiàn)［8］。(4)建設一支富有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的教師隊伍。

培養(yǎng)適用型人才的措施:(1)開設創(chuàng)新課程。學生不僅需要在系統(tǒng)的知識學習中得到間接的創(chuàng)新體驗，在學科和課堂教學中得到創(chuàng)新思維的訓練，而且還應學習相對獨立的創(chuàng)新課程，為創(chuàng)新能力的提高奠定理論基礎。(2)鼓勵質疑?！皩W貴有疑，小疑則小進，大疑則大進”，質疑是思維的導火線，是探索和創(chuàng)新的源頭，只有善于發(fā)現(xiàn)和提出問題，才能產(chǎn)生創(chuàng)新的沖動。(3)提倡求異。求異思維是一種開放的創(chuàng)造性思維方式，要大力提倡“標新立異”“別出心裁”。(4)鼓勵創(chuàng)新。在繼承前人成就的同時進行創(chuàng)新和超越，營造校園的創(chuàng)新環(huán)境與創(chuàng)新氛圍。

5 結束語

材料成型與控制工程專業(yè)在我國發(fā)展僅十余年。作為我院新成立不久的專業(yè)，與國內許多高校還存在著較大的差距。依據(jù)自身的特點和行業(yè)狀況的基礎上，如何在有限的學時內較全面把握專業(yè)教育、技能訓練與學生知識面領域、綜合素質之間的內在關聯(lián)，如何主動適應社會發(fā)展和學科建設的需要，主動適應市場和用人單位需求，則需要進一步探索材料成型與控制工程專業(yè)定位和培養(yǎng)方向，給學生未來的生存與發(fā)展空間提供支撐。

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