材料成型及控制工程专业实验教学体系构建及成效

孙杰 房洪杰 尹红霞

摘要：为培养铝合金及其加工技术方面的应用型人才，材料成型及控制工程专业对实验教学体系进行了构建和改革，通过增加实践学时，改革教学方法、教学内容，增加综合性、设计性、创新性实验环节，建设了校内外实践基地，校企融合，开设企业产品生产的实验项目等方法，在应用型人才方面取得了一定的成效，为其他专业建设提供借鉴。

关键词：应用型；实验教学体系；材料成型及控制工程

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0246-02

“宽口径、厚基础”培养人才思路的提出，要求应用型人才培养需要接地气，培养学生动手能力，培养创新精神，实验教学体系构建非常重要。实验教学体系是培养应用型人才的关键环节，只有在实验教学环节中实现学生真刀真枪完成实验，实验项目与企业接轨，实验方法及技术与市场不脱节、不落伍，才能真正培养出企业需要的应用型人才。

烟台南山学院材料成型及控制专业是国家教育部首批地方高校综合改革试点专业，是山东省优势特色专业，在实验体系构建方面做了大量工作，取得一定成效。

一、优化课程结构，构建实验教学体系

在材料成型及控制工程专业应用型人才培养机制建设中，实践学时的比例在培养方案中增加到了40%。要想培养出真正合格的应用型人才，实践学时不能仅仅停留在纸面上，而要按照应用型人才的标准落到实处。

（一）实验教学体系和教学内容改革

按照传统的人才培养模式，对实验课程重视程度不够，认为实验教学附属于理论教学，仅仅作为课程的一个考查环节，考查内容主要看学生是不是参与了，对实验教学内容重视不够，造成实验教学内容中传统的、陈旧的太多，使实验教学与工程实际脱节，起不到应用型人才培养的作用。采取的改革方法是：

第一，减少验证性、认知性实验所占比例，增加体现最新科技成果的实验内容，增加培养学生综合能力、创新能力的实验环节，将综合性、设计性、应用性和创新性的实验项目增加到70%以上；

第二，所有试验项目重新修订实验教学大纲，重新编制实验指导书，即便是验证性实验环节，也要尽可能从内容上进行改革，体现应用性，避免知识点陈旧；

第三，将整个实践教学体系分为五个环节教学，由低到高，循序渐进，贯穿整个大学教学环节，五个实验教学环节由低到高依次为基础实验环节，专业实践环节，综合设计环节，技术拓展环节，研究创新环节。

（二）实验教学方法改革

传统的教学方法为，学生带着实验报告走进实验室，实验教师把实验目的、实验原理、实验仪器使用方法和注意事项、实验步骤等进行集中讲解。学生需要严格按照老师指导过程完成一个实验，考查学生实验过程是优秀的，结果相当一部分学生只是只动手不动脑地完成实验，糊里糊涂地离开实验室，实验结果没有留下太深刻的印象，该实验过程应用在企业生产那个环节，学生一律不知，这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法对培养应用型人才是不利的，造成了学生被动接受，不主动思考问题，对教师过分依赖，抑制了学生创新能力的发展。

烟台南山学院材料成型及控制工程专业在实验教学方法上进行了改革，让学生成为实验过程的决策者，实验老师主要是指导作用，在整个实验过程中学生独立设计实验程序和实验方法，独立设计实验参数，最后独立完成整个实验，教师所做的只是对实验方案中出现的明显错误给予指导改进，以钢的热处理实验为例。

以前，钢的热处理实验环节以教师讲授为主，几个同学一组，严格按照老师制定的实验步骤统一进行操作，如加热温度、保温时间、淬火等等。现在的教学方法为，仍然是几个同学一组，让每一组同学自己研究设计实验方案和实验参数，教师只是下达任务。教师只是提供了材料和对最终目标提出要求，中间的环节需要学生动脑筋，学生需要查阅资料，确定加热温度，根据材料尺寸确定预热温度和保温时间，水中淬火后还要进行低温回火，低温回火温度和保温时间都需要确定，为了验证还需要对热处理后的零件进行硬度检测，硬度检测涉及到试样磨制环节和硬度计使用环节。

实践证明，一个原本是验证性的实验，通过教学方法的改革，将该实验项目变成融综合性、设计性为一体的实验项目，在实验过程中，学生变被动为主动，培养了查阅资料的能力，团队协作能力，工艺设计能力，最重要的是，当实验完成后，学生普遍有成就感，认为印象深刻，对钢的热处理环节理解深刻了，原本书本上学的内容只是一知半解，通过这个实验基本上融会贯通。

二、实验、实训基地建设

应用型人才实践教学体系构建过程中，增加了实践学时比例，实践环节需要在实验室、实训基地完成才行，因此，实验、实训基地建设非常重要。烟台南山学院材料成型及控制工程专业采取了一系列方法，目前已经建设了一套完整的实践基地，确保了实践教学体系顺利开展。

（一）基础实验室基地建设

该基地建设主要是以学校为主，学校出资为材料成型及控制工程专业建设了完整的专业实验基地，以材料熔炼铸造—材料热处理—材料成分分析—材料加工—材料性能检测—材料金相组织观察为主线建设的，包含了材料专业所有基础实验环节，主要建设了熔炼铸造实验室、热处理实验室、铝合金板材制备实验室、材料力学性能检测实验室、金相实验室。以上实验室建设确保了在校内完成专业基础课和专业课实验过程的训练。

（二）校内实践实训基地建设

校内完成的集中实践环节主要有金工实习、计算机绘图实训等实训项目和课程设计项目，这些环节不仅仅一个专业开设，其他工科专业均需要，学校为满足工科专业校内实训的需要，投资几千万建设了机械工程实训中心，电气实训中心，两个中心还引入企业项目，为企业加工部分辅助产品，学生可在校内利用实训环节实现企业产品的生产，得到真刀真枪的训练。

（三）校外实践基地建设

应用型人才培养，校外实践基地建设非常重要，应用型人才需要在企业中验证是否合格，所以在校外实践基地建设方面学校下了很大力气，因学校是集团投资办学，可以依托大企业集团，凸显企业办学优势，更能实现校企融合，使实践教学体系中的集中实习环节落到实处。材料成型及控制工程专业与南山铝型材有限公司、轻合金有限公司、航空材料产业园、氧化铝、电解铝、模具加工中心等企业建立的稳定的校外实践基地，实验教学体系中的集中实训环节如：专业认识实习、专业生产实习、毕业实习环节均可在以上基地完成，在这些集中实践环节完成过程中，学生在企业中学到与最新生产工艺和技术不脱节的知识，对应用型人才培养非常重要。

材料成型及控制工程专业还与企业组建冠名班，共组建了“无损检测”、“大型铝合金锻压工艺”、“大尺寸铝合金挤压工艺”冠名班，集中实践内容根据企业的需求定向培养，培养企业急需人才。

三、开设企业需要的实验项目

我校材料成型及控制工程专业的办学特色是以铝合金材料和铝合金加工技术为主要的培养方向，填补了山东省在该方向人才培养的空白。在实验教学中，我们需要突出办学特色，多开设铝合金加工相关的实验项目，因学校是南山集团投资举办的，南山集团下属铝业为学生提供了实践场所和实验项目，所以，我们在开设实验项目中，开设与企业生产有关的实验项目，培养应用型人才。

学生有一门主要的专业基础课《金属材料及热处理》，针对这门课程，我们开了铝合金热处理综合实验环节，时间为2周，这2周的时间，我们要求学生按照企业生产需求在实验室完成铝合金板材的制备。要求学生独立完成。具体操作模式如下：

学生独立设计一个合金体系，设计好成分配方，根据铝合金熔炼与铸造工艺完成铝合金扁锭的制作，在这个过程中要求学生设计的成分合理，熔铸过程中注意消除气孔夹渣，采用的方法，还要考虑细化晶粒的问题，注意缩孔疏松问题，确保扁锭质量合格。

学生将自己制备的铝合金扁锭进行热处理工艺（均匀化退火），退火工艺自己选择，单级、双极均可，包括加热温度和保温时间均由学生自己设计。

企业中的最终产品是铝板材，学生将均匀化好的扁锭先用铣床铣光六面，去除表面夹杂物，再用轧机进行轧制，经过热轧、冷轧工艺，将铝板材制备完毕，这个过程老师在旁协助指导。

板材制备完毕后，将板材再次进行热处理，主要是固溶处理和时效处理，提高板材的强度，将板材剪成标准试验，学生设计好热处理方案，老师审阅合格后操作。

最后学生将标准试验进行硬度和强度等力学性能检测，看看是否达到企业产品性能要求，如果达不到，分析原因。

以上实验环节有许多环节均是在课余时间完成，在开设该课程时就将这个问题安排给学生，使学生一直在带着问题学习。等到进入到课程2周的综合实验环节时，学生已经设计好方案，任课教师和实验室教师完成对实验方案的审核，2周时间，让学生带着期待完成实验项目，学生能够掌握企业整个铝合金板材的生产过程，起到了对学生动手能力和创新能力的培养，为学生后续的专业生产实习打好基础。

四、结束语

应用型人才培养需要在实践环节中锻炼，烟台南山学院材料成型及控制工程专业通过构建实践教学体系，从增加实践学时，改革教学内容、教学方法，建设校内外实践基地，校企融合开设企业生产的实验项目，培养的应用型人才在企业中适应性强，受到企业的欢迎，取得了一定的成效。

参考文献：

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