面向“卓越工程师教育培养计划”的“粉末冶金学”课程改革研究

刘胜明 张建军 刘锦云 金应荣

摘要：文章基于“卓越工程师教育培养计划”的特点和目标，针对“粉末冶金学”课程，从确立正确的培养目标和培养观念、教学改革与创新的思路、课程建设与新型教学模式探讨、课程改革的质量保障等方面对该课程教学改革进行了研究，全面提高学生的理论认识、工程实践能力和创新能力。

关键词：卓越工程师；粉末冶金学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0093-03

引言：

“卓越工程师教育培养计划”是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署、贯彻落实“国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）”和“国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）”而提出的高等教育重大改革计划。“卓越计划”旨在培养卓越工程师后备人才；高等学校实施“卓越计划”将为培养学生成为卓越工程师打下坚实的基础和完成卓越工程师需要的基本训练[1]。

2011年年初教育部出台了《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》（教高[2011]1号文），进一步明确了“卓越计划”的主要目标、指导思想、实施领域和基本原则[2]。“卓越计划”实施以来，各参与高校在培养观念、培养模式、学校企业联合培养等方面都取得了很大进展。

“粉末冶金学”课程是新材料科学中最具发展活力的重要分支，也是冶金和材料科学的分支学科，备受工业界重视，相关材料和制品已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域[3]。粉末冶金学课程与实际的生产实践紧密相关，属于工程实践性比较强的课程，在理论学习的基础上能够有效地培养学生的工程能力和创新能力，与“卓越计划”的培养目标一致，为了配合“卓越计划”的实施，对这门课程的培养目标和培养观念、教学改革与创新的思路、课程建设与新型教学模式、课程改革的质量保障等方面进行了思考和探索。

一、确立正确的培养观念和培养目标

“卓越计划”的宗旨是培养和造就一大批能够适应社会经济发展需要、创新能力强的优秀工程技术人才，为国家实施人才强国战略、走新型工业化道路和建设创新型国家服务。从“卓越工程师教育培养计划”的三个特点出发，树立课程的培养观念：一是强调课程内对学生创新以及工程能力的培养；二是注重学校和企业相结合，加大企业参与培养高级工程技术人才的深度；三是加强对国家战略需求、行业和企业的需求的认识，课程进行有目标的、主动的培养。

新形势下，面向“卓越工程师教育培养计划”的“粉末冶金学”课程从培养目标上必须对原有的课程体系与教学内容进行调整，使之更具有全面性；加大课程工程实践能力的培养，使之更具有实用性。确立理论学习与实践操作相结合、全面发展的人才培养目标，重视培养大学生的科学探索精神、工程创新意识和工程实践能力。

二、教学改革与创新的思路

1.课程特点及教学现状。“卓越工程师教育培养计划”的基本要求是学生在学习并具备课程理论基础知识的基础上，能够有效地利用学习到的课程基础知识解决实际工程问题。粉末冶金技术是一个复杂、影响因素诸多的材料成型过程，从制粉、成形、烧结到后处理每一道工序都会影响粉末冶金成品的质量。能够完全掌握并灵活运用粉末冶金技术，即要有扎实的理论知识储备和丰富的工程实践经验。笔者通过长期的粉末冶金教学发现，传统的课程教学方式有一定的局限性，主要体现在：教师以教材为中心，教学方法比较单一，以灌输式的教学方法为主，学生缺乏积极有效的参与，不利于学生工程能力的培养；教学内容陈旧、更新缓慢，在课时、学制的影响下，无法兼顾新兴的粉末冶金技术；课内实验一方面是简单的验证性基础实验，学生兴趣不浓，另一方面由于设备少人数多等条件的限制，学生参与的程度不够，难以培养学生的创新能力；课程仍以书面考试的形式评定，考试内容大多以基础知识的考察为主，这种简单的评定方式不能满足“卓越计划”对创新能力和工程能力培养的要求，不利于优秀工程人才的培养。

2.探索多元化的培养模式。面向“卓越计划”高级工程人才培养的方向为：服务于企业需求和国家发展战略，加大学校和行业、企业合作培养的力度，强调学生理论基础和工程实践能力并重的培养，重视高级工程技术人才培养的国际化。因此，面向“卓越计划”的课程改革要以教师为导向；以学生为主体；以项目为依托；以企业为载体。以教师为导向，教师做好引导作用，通过丰富多样的教学方法培养学生的兴趣，激发学生的潜能，加强师生互动，教学相长；以学生为主体，构建“专业性强、知识面宽”的课程学习体系，扎实学生理论知识的学习和实践能力、综合能力的锻炼，培养学生积极思考、大胆创新的科学作风；以项目为依托，让学生积极参与到粉末冶金类的科研项目中，实施本科生提前进入毕业设计、科研平台或课题组制度，培养学生学以致用，学中用、用中学的学习方法；以企业为载体，学校要加强同行业、企业联系与合作，让学生参与到企业中去，建设校企优质资源共享平台，建立学校与企业联合培养的长效机制。

三、课程建设与新型教学模式探讨

1.课程教学内容改革。从“卓越计划”的培养目标与要求出发，根据工程实际，“粉末冶金学”课程组进行了广泛调研，在多次讨论和修改的基础上，制订了新的课程教学大纲，明确了教学体系和教学内容。根据这门课程的特点，为了能够让学生在很好的学习粉末冶金理论基础知识的基础上，开拓思路、学以致用，按照课程体系对课程内容进行了模板化设计，把课程内容分为不同板块。比如：掌握粉末制取及其性能测定；压坯成形规律；粉末冶金材料的烧结原理；粉末冶金材料制备的质量控制；了解粉末冶金材料及其研究的新进展等等。

2.课程教学方法和教学手段改革。在教学方法上，围绕“以教师为导向，以学生为主体”的教学方针，遵循“课内与课外相结合”、“理论与实践相结合”、“课堂教育与创新思维相结合”的原则，通过实物法、启发法、课堂讨论等教学方法。如在讲粉末的成形时，可以向学生展示一套粉末成形的模具，让学生了解成形时基本概况，让学生在学习粉末成形时可以获得最大的感官认识；在讲粉末制备工艺时，根据制备粉末的特点以启发和诱导的方式让学生了解粉末制备工艺，以及为什么要选择这种制备方式；在讲压力与粉末成形样品密度之间的关系时，可以展开课堂讨论，充分调动学生学习的热情、主动性和创造性，提高教学的实效性和教学质量。

在教学手段上，要摆脱传统的板书或者照着ppt宣读等学生积极性不够强的手段，采取多元化的教学方法和手段。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量[4]。通过搜集课程知识点相关的图片和制作简单直观的动画，丰富课程的课件，提高学生的兴趣和理解。比如，在讲等静压成形时，向学生展示等静压机的原理示意图，可以让学生充分直观地了解等静压的工作原理；在讲机械合金化法制备粉末时，可以通过Flash动画的方式，让学生可以清晰地看到机械制备的过程和原理；在讲粉末冶金工艺时，可以结合网络上企业发布的现场视频，让学生能够轻易地接受粉末冶金工艺方面的知识，同时获得工程实践中的一些直观信息。

3.课内实验的改革与工程实践能力的拓展。在课内实验方面，改善了原有的简单的验证性的实验，丰富了课内实验的内容。具体的实验包括：球磨法制粉；粉末粒度和表面性质的测定；金属粉末的压制成形；粉末冶金样的烧结；烧结样抗弯强度的测试；粉末冶金样品的密度测定等等。通过这些课内实验培养学生具有合理选择使用粉末冶金材料和初步设计、制备粉末冶金材料的能力，激发学生的创新意识，提高工程能力。对课内实验的改革，可有效地激发学生的学习兴趣，提高动手和思考能力，为学生的工程实践能力的提高和创新能力的培养打下了很好的基础。

面向“卓越计划”的课程改革，重点是培养学生的工程实践能力，要围绕“以项目为依托，以企业为载体”的方针。为了强化学生的工程实践能力，应该注重从以下几个方面进行培养：一是对校内资源进行整合，建立校内课程实习、实训基地。利用学校已有的材料产业化中心、工程训练中心、新能源材料研究中心等研究实践单位，建立“粉末冶金学”课程的实践基地，让学生可以在校内尽可能地进行工程基础实践能力的锻炼。二是以企业为载体，校企合作，吸纳企业资源。培养工程师是“卓越计划”的目标，而企业环境是工程师培养的摇篮。除了进行实践教学环节改革，更重要的是让学生进入企业、融入企业，学习和了解企业的技术，感受企业的环境和文化。培养方案应该把适合在企业开展的相关教学环节和实践活动（专业课程、课程设计和毕业设计等）尽可能放到企业去。三是以项目为依托，开展大学生创新性实验计划。高校的教师在进行本科教学的同时，进行广泛的科研项目的研究。在校内的有关粉末冶金类的科研项目可以和粉末冶金课程建立联系，让本科生在进行课程学习的同时，进入科研团队，参与到科学研究中去，了解学科的发展状况和学科前沿。在科研项目的带动和熏陶下提高学生学习的积极性和工程能力。四是通过学科科技竞赛来提高学生的综合素质。开展以学科为基础的各类科技竞赛，扩大学生受益面；鼓励学生在学习课程理论基础的同时，积极参加省级、全国级别的相关科技竞赛，培养学生的学习兴趣、创新能力和综合能力；课内课外营造科技创新氛围，对于学生积极参加科技竞赛和科技竞赛获奖给予奖励或者在学科考评中加分。

4.建立全新的考核评价制度。粉末冶金学传统的考核方式是以书面闭卷的方式进行，考查的都是学生对基础理论知识的学习情况，缺乏对工程实践技能的考核。传统的学生学习效果的考核评价机制在面向“卓越计划”的课程体系中就不再适宜。在教学中应该采用全新的考核评价机制，除了对学生理论部分的考核之外，要把学生整个学习过程中的工程实践能力、创新能力和自主学习能力纳入到考核体系中。结合卓越工程师的培养工程性和全面性的特点，采用多部分考评相结合的考核方式。考核分为理论部分的笔试考核、理论与实践相结合的课内实验考核、工程实践能力考核、科技创新活动考核等几个部分，其中参与科研项目、参加科技竞赛等属于科技创新活动部分。笔试考试、实验考核、工程实践能力考核、科技活动考核等几个模块各部分的比例可根据课程开展和改革的具体情况，课程组的成员讨论协商决定。这种考核评价机制充分体现公平、合理，学生也努力争先、争取获得各类奖励使自己的努力获得承认。

四、课程改革的质量保障

1.师资保障。“卓越工程师教育培养计划”要取得成功，其标志在于培养造就出一大批卓越工程师后备人才，而关键在于建设一支胜任这一使命的工科教师队伍[5]。卓越工程师培养的质量很大程度上取决于参与到“卓越计划”的教师的整体素质。所以，面向“卓越计划”的课程改革，在师资上要进行调整和改革，以保证面向“卓越计划”的课程改革顺利进行。

根据“卓越计划”的培养目标和特点，参与“卓越计划”的教师需要具备扎实的专业基础知识、丰富的工程实践经验、优秀的教育教学水平和崇高的职业道德和敬业精神等等。同时，教师也必须具备相应工程科学研究、工程设计开发、工程技术创新和工程实践能力。

当然，不论通过何种渠道招聘的教师，在理论教育教学、工程实践、科学研究、设计开发、技术创新这五个方面都可能存在某项或几项能力的不足或缺失，都需要高校加强对教师的培养力度，将理论知识丰富的教师送进企业进行工程培养，将企业的工程师送进高校进行专业的全面和深入学习，通过这些培养方式，打造一支既具备专业基础知识又有工程实践技术能力的高水平师资队伍，适应“卓越计划”在高校的顺利开展。

2.经费保障。从上述的课程教学改革措施来看，面向“卓越工程师教育培养计划”的优秀工程技术人才的培养在经费上相较传统的培养模式要高出很多，所以高校在工程人才培养计划中应当保障有足够的经费来支撑“卓越计划”的实施，建立一套完整、长效的资金机制。高校在经费方面可以采用的办法[6]有：一是提高人均教育财政拨款标准，具体的拨款数额与学校实际实施“卓越工程师教育培养计划”的在校学生数挂勾；二是为了确保“卓越工程师教育培养计划”的培养需要，学校经费投入向卓越工程师培养方面倾斜；三是采取定向的办法，学校和企业联合培养工程技术人才，企业补贴学生的学习费用，学生毕业后到企业定向工作；四是争取社会各界包括企业及校友的资助。

五、结语

本文就面向“卓越工程师教育培养计划”的“粉末冶金学”课程改革与建设，从培养目标和培养观念、教学改革与创新的思路、课程建设与新型教学模式、课程改革的质量保障等方面进行了思考和探索。通过课程的改革和建设的措施，将有效地提高学生的理论水平，提高创新能力和工程实践能力，为卓越工程师人才的培养奠定基础。

参考文献：

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准诠释[J].高等工程教育研究，2014，（1）：12-23.

[2]教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[Z].教高[2011]1号文.

[3]李成栋.粉末冶金课程教学改革实践[J].中国冶金教育，2014，（6）：22-24.

[4]顾文斌，王怡，庄曙东.基于卓越工程师计划的“机械原理”课程改革与创新[J].中国电力教育，2013，（16）：100-101.

[5]林健.胜任卓越工程师培养的工科教师队伍建设[J].高等工程教育研究，2012，（1）：1-14.

[6]张安富.实施”卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.