金属材料工程专业实践教学改革与探索

张学斌 解明国 吴友坤 吴来发 孙洪超 杜晓东

[摘 要] 基于新工科研究与实践项目的大背景，工科大学更应注重理论学习与实践操作的结合，因此，实践教学作为金属材料工程专业课程占据着重要的地位。文章通过对金属材料工程专业课程体系中的实验教学设计、实验项目优化、实验室开放以及实验成绩的考核方案等多个环节的改革与探索，以培养学生实践能力和激发学术的科研兴趣为主要导向，为工科大学人才培养体系的进一步改革，提前打好的基础。

[关键词] 工科大学;金属材料工程;实践教学

[课题项目] 合肥工业大学校企合作实践教育基地项目（合肥工业大学安徽合力股份有限公司合肥铸锻厂实践教育基地）

[作者简介] 张学斌（1974—），男，博士，副研员，主要从事金属材料、水处理材料等方面教学与研究。

[中图分类号] G642    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）37-0213-02    [收稿日期] 2019-11-05

为主动应对世界新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，自2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。

工程实践教学[1-3]是所有的工科性大学必须开展的具有工程实践意义的课程，以培养学生实践能力和激发学术的科研兴趣为主要导向，为学生毕业之后从事工程技术和科学研究打下扎实的基础。金属材料工程专业实践教学[4]的目的在于：使学生逐步掌握金属材料试样的制备、显微结构分析、力学性能和物理性能分析、金属类产品的质量评估等技能，实现工科专业学生逐步掌握材料工程师和科学研究人员相关工程技术的基本能力[5]。在训练过程中，不但要求学生积极动手，而且要求学生尽可能具备更多的实践经验，学生可以分组进行实验实训方案设计，自行规划实验步骤，对实验实训结果进行分析与探讨。学生在实训完毕后，能够更加深入的理解实验实训的本质，利用实验实训平台完成材料组分检测、性能测试以及质量监控。

一、实验教学体系探索

（一）实验课教学模式的探索

在实验教学活动中，师生有机会相互交流才会产生积极、开放的效果，有利于学生的理解和掌握。课堂时间如何安排呢？我们把课堂时间划分为讲解时间10—15分钟，学生实际操作时间20—30分钟，交流讨论与互动环节占用时间10分钟，这样的设计有助于学生的理解与发挥、讨论与交流，加强引导学生在课程学习中的自由性、主动性和创造性。

1.建构智慧教学工程。将现代信息技术和传统教学手段相融合，建立智慧教育的共享平台，利用手机App创建智慧学习环境，推进合肥工业大学关于雨课堂等新型教学方式改革，实现信息互通，信息共享。

2.强化实验教学课堂的质量监控。利用互联网、大数据技术手段进一步完善本科教学质量管理体系，大力提升工程实践类课程的信息化管理水平，充分发挥金属材料系、材料学院实验中心以及实验任课老师在传统教学环节中的管理作用。在金属材料专业实验、实训课教学过程中，我们重点启发学生学习的主观能动性，强调教学是教与学的完美结合，加强学生之间，师生之间的讨论。要求教师在教学过程中适当提前提出问题，能够让学生带着问题去听课，引导大家开展激烈的思考和讨论。一些问题也可以通过雨课堂或其他手机App布置给学生，让他们课后查询相关资料和信息，整理答案。同时帮助学生养成发现问题、提出问题、勤于思考的习惯。通过这些途径，促进学生发挥他们在学习方面的主观能动性，进一步他们加深对老师讲解的书本知识的理解，拓宽实践方面的知识面，提高学习的兴趣，激发他们的创新意识，培养他们的独立思考的能力，最终达到显著提高课程的教学效果的目的。

（二）实验实训内容的设计

合理地设计实验、实训课程内容，关系到实验教学质量的好坏。针对金属材料工程专业的学生来说，实验、实训课程设计应该涵盖以下几个方面的内容：

1.编写实验指导书。针对原有人才培养方案和人才培养计划，进行适当改革，重点关注理论教学与实践实训的结合，重新编写实验指导书，目前已经出版。

2.实验操作平台的建设。目前我院实验中心结合新工科思路，重新建设了金相实验室互动平台。

3.以能力为导向，培养工程应用型材料工程师。面向企业的实际生产情况，培训培养学生，从金属材料的成分设计，微观组织分析到金属材料的性能检测，对学生进行系统的教育。

同时，针对金属材料专业的学生来说，让他们从单一地学习本专业的课程，发展到融合其他专业课程的基础知识，让他们具备专业以外的技能与素养。之前的生产认知实习，都是到和本专业相关的企业里面进行参观学习，为了增进学生对其他专业、其他学科的学习，可以带他们到本地的涉及其他专业的企业去参观和开展认知实习，适当增加认知实习的时间，脚踏实地地进入企业生产线，向工人师傅学习，有可能的话，加入企业技术组，参与工艺设计，如制定热处理工艺、设计材料冲压模具、零部件的开发与工艺改进等。

（三）实践教学师资队伍建设

師资队伍是一个专业建设的关键所在，对学科各个方面的发展都非常重要，特别地，对于金属材料专业的教学和科研来说，构建满足合肥工业大学以能力为导向要求的实验实训的教学模式，就必须从师资人员的培训入手。具体做了如下的工作：

1.加强金属材料专业教师的教学能力和实践操作水平的培养。

2.促进学校与企业的交流，签订校企合作项目，达成校企合作以及产学研共创模式，让我们的老师参与企业生产问题的解决，培养具有工程研究背景的科研教学一体的教师。

3.支持和鼓励专业教师到合作企业去挂职锻炼，作为技术骨干参与项目研发，鼓励专业教师自创公司，并将自己的经验教训和学生交流分享。

二、实验实训考核与评价机制

对实验、实训的考核与评价方式进行适当的改革，会影响到实验、实训课程的成效，金属材料工程专业学生的实验实训课程体系通常包括基础实验、综合实验、课程设计、毕业设计等。针对性的实验实训考核方式有：（1）实验报告的成绩组成主要有实验预习报告、实验操作和实验结果分析三个部分组成，分别占比10%—20%，实验操作占比40%—50%，实验结果分析占比30%—40%等;（2）实验理论知识考核方式包括笔试和答辩两种形式，例如课程设计和毕业设计，这有助于实现理论与操作相结合。这种考核与评价方式考查了学生的学习效果，锻炼了学生的应变能力，真实反映出学生的实际操作技能与专业理论知识水平。

三、结语

本文针对金属材料工程实践教学的探索与研究发现，实验、实训教学改革相应教育部关于新工科和专业认证的要求，会直接影响到本专业本科生的培养质量。通过整个实验、实训教学的教学体系、师资队伍组建以及考核与评价方式等方面的改革，有助于实现金属材料专业实验、实训课程模式的改革与开发，有助于培养优秀、高素质的工程技术人员和科研人员打下坚实的基础。

参考文献

[1]许征兵，庞兴志，邹勇志，等.金属材料工程专业实践教学体系的探索与实践[J].广西师范学院学报（自然科学版），2011（S1）：29-31.

[2]余懿刚.探讨应用型金属材料工程实践教学模式构建[J].山东工业技术，2014（9）：152-152.

[3]娄长胜，张伟强，马星国.金属材料工程专业实践教学一体化改革与实践[J].中国电力教育，2013（7）：155-156.

[4]罗新民，邵红红，戴起勋，等.从特色专业建设创新我国材料热处理技术人才的培养[J].金属热处理学报，2011，36（1）：24-28.

[5]古伟霞.“课程、实践、技能”三位一体的技能训练模式的构建与实践研究[J].华章，2014（4）：199-200.