金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革與探索

張學(xué)斌 解明國 吳友坤 吳來發(fā) 孫洪超 杜曉東

[摘 要] 基于新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的大背景，工科大學(xué)更應(yīng)注重理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作的結(jié)合，因此，實(shí)踐教學(xué)作為金屬材料工程專業(yè)課程占據(jù)著重要的地位。文章通過對(duì)金屬材料工程專業(yè)課程體系中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)室開放以及實(shí)驗(yàn)成績的考核方案等多個(gè)環(huán)節(jié)的改革與探索，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和激發(fā)學(xué)術(shù)的科研興趣為主要導(dǎo)向，為工科大學(xué)人才培養(yǎng)體系的進(jìn)一步改革，提前打好的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞] 工科大學(xué);金屬材料工程;實(shí)踐教學(xué)

[課題項(xiàng)目] 合肥工業(yè)大學(xué)校企合作實(shí)踐教育基地項(xiàng)目（合肥工業(yè)大學(xué)安徽合力股份有限公司合肥鑄鍛廠實(shí)踐教育基地）

[作者簡介] 張學(xué)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(xué)與研究。

[中圖分類號(hào)] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）37-0213-02? ? [收稿日期] 2019-11-05

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)世界新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，自2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》和《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國建設(shè)。

工程實(shí)踐教學(xué)[1-3]是所有的工科性大學(xué)必須開展的具有工程實(shí)踐意義的課程，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和激發(fā)學(xué)術(shù)的科研興趣為主要導(dǎo)向，為學(xué)生畢業(yè)之后從事工程技術(shù)和科學(xué)研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)[4]的目的在于：使學(xué)生逐步掌握金屬材料試樣的制備、顯微結(jié)構(gòu)分析、力學(xué)性能和物理性能分析、金屬類產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)估等技能，實(shí)現(xiàn)工科專業(yè)學(xué)生逐步掌握材料工程師和科學(xué)研究人員相關(guān)工程技術(shù)的基本能力[5]。在訓(xùn)練過程中，不但要求學(xué)生積極動(dòng)手，而且要求學(xué)生盡可能具備更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生可以分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)方案設(shè)計(jì)，自行規(guī)劃實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)果進(jìn)行分析與探討。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)完畢后，能夠更加深入的理解實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的本質(zhì)，利用實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)完成材料組分檢測、性能測試以及質(zhì)量監(jiān)控。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系探索

（一）實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式的探索

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，師生有機(jī)會(huì)相互交流才會(huì)產(chǎn)生積極、開放的效果，有利于學(xué)生的理解和掌握。課堂時(shí)間如何安排呢？我們把課堂時(shí)間劃分為講解時(shí)間10—15分鐘，學(xué)生實(shí)際操作時(shí)間20—30分鐘，交流討論與互動(dòng)環(huán)節(jié)占用時(shí)間10分鐘，這樣的設(shè)計(jì)有助于學(xué)生的理解與發(fā)揮、討論與交流，加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的自由性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

1.建構(gòu)智慧教學(xué)工程。將現(xiàn)代信息技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段相融合，建立智慧教育的共享平臺(tái)，利用手機(jī)App創(chuàng)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，推進(jìn)合肥工業(yè)大學(xué)關(guān)于雨課堂等新型教學(xué)方式改革，實(shí)現(xiàn)信息互通，信息共享。

2.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂的質(zhì)量監(jiān)控。利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)手段進(jìn)一步完善本科教學(xué)質(zhì)量管理體系，大力提升工程實(shí)踐類課程的信息化管理水平，充分發(fā)揮金屬材料系、材料學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心以及實(shí)驗(yàn)任課老師在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)中的管理作用。在金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課教學(xué)過程中，我們重點(diǎn)啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)教學(xué)是教與學(xué)的完美結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生之間，師生之間的討論。要求教師在教學(xué)過程中適當(dāng)提前提出問題，能夠讓學(xué)生帶著問題去聽課，引導(dǎo)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(jī)App布置給學(xué)生，讓他們課后查詢相關(guān)資料和信息，整理答案。同時(shí)幫助學(xué)生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、勤于思考的習(xí)慣。通過這些途徑，促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮他們?cè)趯W(xué)習(xí)方面的主觀能動(dòng)性，進(jìn)一步他們加深對(duì)老師講解的書本知識(shí)的理解，拓寬實(shí)踐方面的知識(shí)面，提高學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)他們的獨(dú)立思考的能力，最終達(dá)到顯著提高課程的教學(xué)效果的目的。

（二）實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容，關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的好壞。針對(duì)金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)應(yīng)該涵蓋以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1.編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。針對(duì)原有人才培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)計(jì)劃，進(jìn)行適當(dāng)改革，重點(diǎn)關(guān)注理論教學(xué)與實(shí)踐實(shí)訓(xùn)的結(jié)合，重新編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，目前已經(jīng)出版。

2.實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)的建設(shè)。目前我院實(shí)驗(yàn)中心結(jié)合新工科思路，重新建設(shè)了金相實(shí)驗(yàn)室互動(dòng)平臺(tái)。

3.以能力為導(dǎo)向，培養(yǎng)工程應(yīng)用型材料工程師。面向企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況，培訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生，從金屬材料的成分設(shè)計(jì)，微觀組織分析到金屬材料的性能檢測，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的教育。

同時(shí)，針對(duì)金屬材料專業(yè)的學(xué)生來說，讓他們從單一地學(xué)習(xí)本專業(yè)的課程，發(fā)展到融合其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)知識(shí)，讓他們具備專業(yè)以外的技能與素養(yǎng)。之前的生產(chǎn)認(rèn)知實(shí)習(xí)，都是到和本專業(yè)相關(guān)的企業(yè)里面進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，為了增進(jìn)學(xué)生對(duì)其他專業(yè)、其他學(xué)科的學(xué)習(xí)，可以帶他們到本地的涉及其他專業(yè)的企業(yè)去參觀和開展認(rèn)知實(shí)習(xí)，適當(dāng)增加認(rèn)知實(shí)習(xí)的時(shí)間，腳踏實(shí)地地進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)線，向工人師傅學(xué)習(xí)，有可能的話，加入企業(yè)技術(shù)組，參與工藝設(shè)計(jì)，如制定熱處理工藝、設(shè)計(jì)材料沖壓模具、零部件的開發(fā)與工藝改進(jìn)等。

（三）實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍是一個(gè)專業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵所在，對(duì)學(xué)科各個(gè)方面的發(fā)展都非常重要，特別地，對(duì)于金屬材料專業(yè)的教學(xué)和科研來說，構(gòu)建滿足合肥工業(yè)大學(xué)以能力為導(dǎo)向要求的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)模式，就必須從師資人員的培訓(xùn)入手。具體做了如下的工作：

1.加強(qiáng)金屬材料專業(yè)教師的教學(xué)能力和實(shí)踐操作水平的培養(yǎng)。

2.促進(jìn)學(xué)校與企業(yè)的交流，簽訂校企合作項(xiàng)目，達(dá)成校企合作以及產(chǎn)學(xué)研共創(chuàng)模式，讓我們的老師參與企業(yè)生產(chǎn)問題的解決，培養(yǎng)具有工程研究背景的科研教學(xué)一體的教師。

3.支持和鼓勵(lì)專業(yè)教師到合作企業(yè)去掛職鍛煉，作為技術(shù)骨干參與項(xiàng)目研發(fā)，鼓勵(lì)專業(yè)教師自創(chuàng)公司，并將自己的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和學(xué)生交流分享。

二、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)考核與評(píng)價(jià)機(jī)制

對(duì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的考核與評(píng)價(jià)方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母铮瑫?huì)影響到實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程的成效，金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程體系通常包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)考核方式有：（1）實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績組成主要有實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析三個(gè)部分組成，分別占比10%—20%，實(shí)驗(yàn)操作占比40%—50%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析占比30%—40%等;（2）實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)考核方式包括筆試和答辯兩種形式，例如課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，這有助于實(shí)現(xiàn)理論與操作相結(jié)合。這種考核與評(píng)價(jià)方式考查了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，鍛煉了學(xué)生的應(yīng)變能力，真實(shí)反映出學(xué)生的實(shí)際操作技能與專業(yè)理論知識(shí)水平。

三、結(jié)語

本文針對(duì)金屬材料工程實(shí)踐教學(xué)的探索與研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革相應(yīng)教育部關(guān)于新工科和專業(yè)認(rèn)證的要求，會(huì)直接影響到本專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。通過整個(gè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教學(xué)體系、師資隊(duì)伍組建以及考核與評(píng)價(jià)方式等方面的改革，有助于實(shí)現(xiàn)金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程模式的改革與開發(fā)，有助于培養(yǎng)優(yōu)秀、高素質(zhì)的工程技術(shù)人員和科研人員打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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