金属材料工程专业实践教学一体化改革与实践

娄长胜?张伟强?马星国

摘要：结合卓越工程师培养计划和大学生创新创业训练计划的要求，对金属材料工程专业实践教学中的各环节提出了具体的改革思路并进行了实施。设计了与专业课理论教学并行的实践课程体系，建立了金属材料基础实验和综合实验的平台，形成了“基本技能训练、综合型和设计（创新）型”多层次的专业实验体系，并将实践教学拓展到课外的研究性学习和专业资格认证。一体化的实践教学体系能够有效地完成对学生工程能力、创新意识的系统培养。

关键词：金属材料工程专业；实践教学体系；教学改革

作者简介：娄长胜（1972-），男，辽宁沈阳人，沈阳理工大学材料科学与工程学院，副教授；张伟强（1966-），男，辽宁沈阳人，沈阳理工大学材料科学与工程学院，教授。（辽宁 沈阳 1100159）

基金项目：本文系教育部人文社会科学研究“工程科技人才培养项目专项”（项目编号：10JDGC011）、沈阳理工大学教学改革项目（项目编号：2011A26）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0155-02

21世纪是知识经济的时代，高校培养的人才必须是综合素质较高、具有创新精神和创新能力的复合型人才。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》也提出要更新人才培养观念，树立多样化人才观念，尊重个人选择，鼓励个性发展，不拘一格培养人才。沈阳理工大学的培养目标是“实施工程教育、突出工程实践和社会实践”，培养高级工程应用型人才。要实现该目标，专业课程教学中的实践教学环节就显得尤为重要。实践教学是培养学生创新精神和创新能力最生动、最关键的一个环节。正是通过实践教学来培养学生的综合素质和实践能力。[1，2]因此，积极开展教学创新，调动学生的能动性，引发学生自主思考，积极联系实际，才能实现知识、技能的迁移与创新，实现教学相长和共同发展。

本文在分析了目前沈阳理工大学金属材料工程专业现行实践教学内容和模式的基础上，探索了一种与理论课程教学密切相关、合理科学、递进式的实践教学体系，使学生在综合应用知识、独立解决问题和创新等方面的能力得到了系统训练，达到了培养学生的综合素质以及提高学生的创新能力的目的。

一、现状分析

高等学校中的实践教学主要包括实验、实习和实训等环节。按照传统的教学体系，实践教学的各个环节是相互独立的，各个环节的目的性较为单一。由于传统的思维和模式占据主导地位，强调理论知识，立足于课堂，与工程实际结合不强，学生实践能力培养略显不足，特别是创新能力得不到充分的培养和锻炼。

长期以来，实验教学均遵循实验随课程走的传统实验教学模式，内容多为验证所学过的理论，实验的目的较为单一。现行的专业实验教学体系具有如下特点：

（1）每门课程各自独立地进行相关实验教学，各门课程的实验内容之间缺乏关联性。

（2）没有单独设课的实验课程，实验多以课内实验的形式出现，成为理论教学的附属内容，不能完全体现理论知识—感性认识—理论再提高的知识认知规律。

（3）各门课程实验的教学目的重在对教材知识点的演示验证，几乎很少有实质性的综合性和设计性实验。

（4）为了学生分组实验考虑，专业实验的开出通常利用业余时间，实验教学的安排和管理上也难以开展综合性和设计性实驗，不利于提高学生学习的主动性。

在课程设计方面，金属材料工程专业现设有“热处理工艺”和“热处理炉”两个课程设计，以单独设课的形式出现。经过多年的建设和发展，金属材料工程专业的课程设计特色明显，但也存在着课程设计内容与生产实际结合不够紧密等问题。为了更好地提高学生的实践能力，必须要让学生的设计内容有更明确的工程实际背景，有必要将在图纸上的设计转化为企业中的实际工艺和真实产品，以加强学生的实践感受。

生产实习是工科专业学生非常重要的实训环节，由于受到现实条件的限制，目前的生产实习主要采取到生产现场进行参观或观摩教学的方式，大多数学生的生产实习方式在短期内难以获得有效地转变，需要更深地认识工厂生产的组织和实施过程。

传统的本科毕业设计过多强调研究性和创新性，当下的毕业设计仍延续传统方式，绝大部分学生的题目是在校内完成，与生产实际脱节严重，与大众性教育和应用型人才培养目标也不相适应。

此外，在实践教学组织实施管理方式和实践教学人员方面，目前主要还是由实验教师担当主要角色，大多沿用实验员“单兵教练”的实验教学模式。理论课教师基本不参与本科生的实验教学工作，这对于提高教师实践能力和实验教学质量都是无益的。因此，要进行金属材料专业实践教学改革，提高教学效果，就必须从培养学生具有合理的知识与能力结构出发，按照学生素质与能力形成的一般规律，通过“知识的掌握与深化—基本实践能力的形成—创新精神的培养”三个阶段来逐步实现由理论到实践的过渡，促进其知识、能力与素质的协调发展，形成具有突出工程实践能力人才培养的专业特色，实现人才培养的目标。

二、改革的内容和采取的措施

在新一轮的教学计划修改制订过程中，对本专业的特色和培养目标进行了深入讨论，给出了明确定位。培养出的学生应具有以热处理工程及表面工程为核心的专业知识体系以及以工艺设计为重点的工程实践能力。在这样的专业培养特色下，使学生成为在生产企业等单位从事金属材料及金属基复合材料的研发、生产、性能检验及生产管理等工作的高级专门人才。

上述目标的重点在于必须实现理论知识与实践能力的有机结合，才能培养出具有创新意识的卓越工程师潜质的毕业生。其中，学生工程实践能力的培养，要以学生创新能力的提高为目标。利用各教学环节及其内容的相互关联性，形成具有特色的完整的实践教学体系，进行递进式的培养，是实现目标的有效途径，因此提出了“一体化”实践教学体系的设想。所谓的一体化，并非简单地将两个或几个教学环节合并成一个，而是充分利用各实践教学环节内容的内在联系，使各环节不再是完全独立的个体，而是相互之间密切联系，使学生能够获得更加丰富和工程化的实践教学环境。“一体化”的实践教学体系要做到以下几方面：

1.要充分体现应用创新型人才培养的特色，强化学生专业素质训练

沈阳理工大学的培养目标是高级应用型人才，要求学生应具备一定的专业理论知识，同时具备较高专业素养的工程实践能力。强化专业实践能力的培养过程、突出培养创新能力，是培养合格人才的必经之路，也是走特色人才培养的必由之路。

2.要将实践教学从理论教学体系的附属地位中解放出来

只有建立了相对独立的实践教学体系，专业教学培养计划才会发挥出培养创新人才的重要作用。从课程教学的目标、实施、管理和评价等方面打破了原有的教学模式限制，确立了实践教学体系，提高了实践教学在培养计划中的地位。

3.要打破传统教学体系的局限，培养学生的创新意识

传统的实践教学模式在发展过程中日益暴露出弱点和局限：过于重视外部灌输、重视教师讲授、重视学生共性，缺乏对学生主动性、独立性、创造性的培养。

4.协调多种要素，在培养高素质应用创新型人才中发挥作用

可以充分利用校内和校外（实习基地）等资源，在教学管理、实施教学活动中进行统筹安排，特别是能够与“卓越计划”相结合来安排实习和课程设计，加速提高学生的工程实践能力和创新意识。

三、实践教学一体化改革

针对现状，结合社会需求和实际对人才培养的要求，依照高级工程应用型人才培养目标，围绕能力培养的中心任务，通过以下四个“一体化”措施进行了实践教学体系的改革。

1.各门专业课程的专业实验内容一体化

将现在各门课程中所设的实验进行调整改造并统一起来，开设独立的专业实验课程——“金属材料工程实验”，该改革打破了课程理论教学的限制，建立了实验教学的系统化。在实验环节，设立了5个“模块”：基本实验技能、材料科学与工程基础、材料与工艺、材料分析与检测、设计性实验等。其中重点整合并优化了验证性实验，增加了综合性实验的数量和学生动手实验的时间，开展了大型设计性实验，提高了学生的参与程度和学习主动性。

2.生产实习与课程设计一体化

在生产实习阶段，要求学生加强对热处理工艺流程、设备、车间设计和工程管理等方面的认识：搜集并整理实际生产中重要零件的生产工艺，了解重点设备的结构、功能、操作和维护管理，了解车间设计、布置和生产管理机制。学生在生产实习后，要完成对重要零件、重点设备和车间布置的测绘工作，对相关的数据建立专门档案。以此为基础，在随后的课程设计阶段，要将设计内容与生产实习联系起来，以实习基地的实际生产条件为工程背景，对重要的零件制订热处理工艺，对所需的热处理设备进行结构设计。通过加强两环节之间的联系，实现了课程设计和生产实习的有效集成。

3.研究性学习与毕业设计一体化

沈阳理工大学开展的本科生研究性学习一般开始于第5学期，学生可自主参加教师科研项目的研究工作，这对培养学生的工程实践能力和创新意识具有促进作用。以研究性学习的题目作为毕业设计的内容，会使毕业设计的工作更加饱满，这也改变了千篇一律的、以学术研究为主的毕业设计方式。

4.职业资格认证与专业教学一体化

见习材料热处理工程师是我国目前唯一针对材料热处理相关专业在校本科生开展的职业资格认证，由中国机械工程学会举办，具有权威性。[3]教学活动把职业资格认证的培训内容进行了融合，认证所需知识和能力的要求成为教学内容的补充。

四、结束语

在金属材料工程专业开展实践教学体系一体化改革，加强工程训练、提高工程素养、培养创新意识，有利于加深学生对所学专业知识的理解，提高学生的综合应用能力，促进学生创造性思维的发挥。

参考文献：

[1]胡建文，马静，李强，等.高校金属材料工程特色专业建设的探索[J].中国电力教育，2010，（16）：42-44.

[2]王吉会，赵乃勤，李宝银，等.创建实验教学新体系培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2005，24（3）：4-7.

[3]蔡璐，王章忠，巴志新.衔接专业资质认证通道 构建新型实践教学体系[J].高教论坛，2010，（7）：19-21.

（责任编辑：孙晴）