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摘要:簡述了目前我國金屬材料工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀,通過探索和實踐,提出了金屬材料工程專業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的思路和方法,取得了一定成效。
關(guān)鍵詞:金屬材料工程;實踐;創(chuàng)新
1以能力培養(yǎng)為前提 構(gòu)建新的實踐教學(xué)體系
1.1 實驗教學(xué)現(xiàn)狀
細觀我國大部分現(xiàn)行的工科教育培養(yǎng)方案,學(xué)生工程能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻是弱項。其具體表現(xiàn)為:大多專業(yè)實驗教學(xué)遵循實驗隨課程走的傳統(tǒng)教學(xué)模式,實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)的進度安排;實踐的目的、對象、方法、步驟等關(guān)鍵要素都是由教師制定,學(xué)生在教師規(guī)定的框架中,沿著既定的路線去完成實踐任務(wù),造成了被動實踐;課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的選題脫離實際等問題。針對實踐教學(xué)存在的問題,我們構(gòu)建了新的實踐教學(xué)體系。打破原單課程設(shè)置實驗與課程設(shè)計的界限,改變學(xué)生被動實踐的模式,按專業(yè)方向獨立設(shè)置開放性的專業(yè)綜合實驗課程金屬材料專業(yè)綜合實驗(60學(xué)時)、表面工程綜合實驗(30學(xué)時)以及相應(yīng)的綜合性課程設(shè)計金屬材料綜合課程設(shè)計(3周)、表面工程綜合課程設(shè)計(2周)。減少或取消相應(yīng)課程單純的演示性、驗證性實驗,激發(fā)學(xué)生的實踐興趣,啟發(fā)學(xué)生主動實踐。
1.2 實驗教學(xué)改革與實施
綜合實驗以及綜合性課程設(shè)計內(nèi)容的確定主要考慮各個相對獨立課程前后呼應(yīng),相互融會貫通,重點體現(xiàn)內(nèi)容的先進性、綜合性、應(yīng)用性。對于金屬材料專業(yè)綜合實驗設(shè)立了4個實驗專題:(1)鉛錫合金的成分配制—建立相圖—鑄造組織觀察與分析;(2)塑性變形對再結(jié)晶組織與性能的影響;(3)熱處理工藝制度對碳鋼(合金鋼)組織性能的影響;(4)碳氮共滲及熱處理工藝參數(shù)對共滲層組織及性能的影響。表面工程綜合實驗設(shè)立了2個實驗專題:(1)金屬表面耐腐蝕涂層制備及耐蝕性試驗;(2)金屬表面耐磨損涂層制備及性能表征。學(xué)生通過系統(tǒng)的綜合實驗與課程設(shè)計,學(xué)會綜合應(yīng)用已學(xué)的相關(guān)課程知識,解決實際問題。綜合實驗的具體實施過程為:指導(dǎo)教師布置實驗專題→學(xué)生分組(5人左右)→查閱文獻和確定實驗方案→實驗方案答辯→實驗實施→實驗成績評定。綜合實驗課程開設(shè)期間,教師全程跟蹤指導(dǎo),掌握實驗進度和內(nèi)容,及時解決學(xué)生遇到的問題。綜合性課程設(shè)計具體實施步驟為:學(xué)生自行選擇零件→繪制零件圖→根據(jù)零件的服役條件確定零件的性能要求→零件材料合理選擇→制定零件生產(chǎn)工藝路線→工藝設(shè)計(預(yù)備熱處理、最終熱處理、化學(xué)熱處理、涂鍍工藝、設(shè)備選擇)→填寫生產(chǎn)工藝卡→繪制生產(chǎn)車間平面示意圖→設(shè)計成績評定。綜合實驗及課程設(shè)計的考核成績由學(xué)生平時工作表現(xiàn)、實驗報告(設(shè)計說明書)完成質(zhì)量及答辯成績組成。
2以實踐強能力 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維
2.1 提高畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量
畢業(yè)設(shè)計(論文)是學(xué)生4年學(xué)習(xí)中最重要的一個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),是檢驗“學(xué)以致用”的試金石[1]。畢業(yè)設(shè)計的選題既有對新材料、新工藝的探索研究,也有先進的材料表面處理研究;既有緊跟學(xué)術(shù)前沿的基礎(chǔ)研究,也有面向生產(chǎn)實際的應(yīng)用研究。研究類選題與科研工作相結(jié)合的選題達95%以上。每位指導(dǎo)教師帶領(lǐng)1組,1人1題,具有高級職稱的一線教師平均每人指導(dǎo)5~6人;其余為2~3人。由于學(xué)生經(jīng)過前期的綜合實驗及課程設(shè)計的訓(xùn)練,掌握了課題研究的方法,對儀器的使用熟練自如,指導(dǎo)教師們普遍反映學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)提高了,畢業(yè)設(shè)計(論文)的質(zhì)量有了顯著提高。近幾年來,本專業(yè)每屆都有2篇本科畢業(yè)論文評選為校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文),其中2篇分別獲得江蘇省本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文)二等獎及三等獎。
2.2 開展課外學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新
啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維,不僅要培養(yǎng)分析和解決問題的能力,而且更重要的是培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力。我們鼓勵學(xué)生盡早進入學(xué)業(yè)導(dǎo)師研究團隊。以學(xué)生為主體,申報江蘇大學(xué)科技項目,自行組成研究小組,利用課余時間,在學(xué)業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行與生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究相關(guān)聯(lián)的、以科技開發(fā)和新技術(shù)應(yīng)用為主要特征的科技活動,讓他們在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時,得到科學(xué)研究、動手實踐和創(chuàng)新思維等方面的鍛煉,使他們基本具備發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,并運用所學(xué)知識解決實際工程問題的能力,為高質(zhì)量的畢業(yè)論文奠定了良好基礎(chǔ)。例如我專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生丁赫一、汪常鵬、梁兵等人,在大二、大三時就獲批了校級科研項目,課余時間積極主動進行科研,項目完成得非常好,并且在畢業(yè)前就在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了較高水平的論文。今年本專業(yè)學(xué)生參加了由中國機械工程學(xué)會、中國機械工程學(xué)會熱處理分會、中國熱處理行業(yè)協(xié)會主辦,哈爾濱工業(yè)大學(xué)等承辦的首屆中國大學(xué)生材料熱處理創(chuàng)新大賽,取得了特等獎的好成績,參賽作品為論文《環(huán)保型達克羅涂液研制及涂層性能研究》,該論文就是學(xué)生大三獲批的江蘇大學(xué)大學(xué)生科研立項項目。
3以企業(yè)要求為目標(biāo) 開展見習(xí)材料熱處理工程師資格認(rèn)證
我國在21世紀(jì)的發(fā)展中迫切需要5種類型的工程師[2],第一種類型的工程師就是以解決實際工程技術(shù)問題為主的專業(yè)技術(shù)型工程師。當(dāng)今我國機械行業(yè)的熱處理技術(shù)骨干以及后備技術(shù)骨干大多來自于高校畢業(yè)生。而目前我國大部分高校對材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)實施的是大材料的培養(yǎng)方案,雖然學(xué)生知識面寬了,但某一方面的專業(yè)知識卻很薄弱,尤其是實踐知識與實際技能更是缺乏,如材料成型與控制工程專業(yè),對熱處理知識的了解非常有限,即便是金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生,對熱處理工藝的制定及控制、熱處理設(shè)備的使用與維護等掌握也不盡如人意。有些企業(yè)的老板甚至認(rèn)為招來的本專業(yè)的大學(xué)生還不及技校生受用,因而存在“供需矛盾”。針對這樣的現(xiàn)狀,2010年開始我們對大三學(xué)生采用“學(xué)生自學(xué),專業(yè)教師答疑”的方式開展見習(xí)材料熱處理工程師資質(zhì)認(rèn)證,即學(xué)生自學(xué)完成由中國熱處理學(xué)會出版的《材料熱處理工程師資格考試指導(dǎo)書》。在實踐教學(xué)中開設(shè)與生產(chǎn)密切相關(guān),與材料熱處理工程師要求一致的項目,并將資格認(rèn)證納入創(chuàng)新學(xué)分之中,其目的就是在高校與企業(yè)之間建立起更好的橋梁,使學(xué)生進入企業(yè)后能盡快成為一名合格的材料熱處理工程師。2010年學(xué)生首次參加中國機械工程學(xué)會熱處理分會組織的見習(xí)材料熱處理工程師資格認(rèn)證考試,通過率達92%以上。目前,幾乎所有本專業(yè)學(xué)生均參加了見習(xí)材料熱處理工程師資格認(rèn)證考試,通過率在93%以上,獲得了中國熱處理學(xué)會高度評價。
4實踐教學(xué)改革主要成果
本專業(yè)在人才培養(yǎng)方案、隊伍建設(shè)、課程體系改革、教材建設(shè)等方面都取得了很好的成果。五年來獲得:中國大學(xué)生材料熱處理創(chuàng)新大賽特等獎1項;全國大學(xué)生金相技能大賽一等獎1項;校級本科優(yōu)秀畢業(yè)論文10篇,其中1篇獲得江蘇省本科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文)三等獎;獲批江蘇大學(xué)學(xué)生科研項目18項,其中完成1項江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目,在校本科生發(fā)表或錄用學(xué)術(shù)論文7篇,在投學(xué)術(shù)論文3篇;獲得見習(xí)材料熱處理工程師證書194人,通過率93%以上;學(xué)生就業(yè)率98%以上。
參考文獻
[1] 蔡璐,王章忠,巴志新.銜接專業(yè)資質(zhì)認(rèn)證通道 構(gòu)建新型實踐教學(xué)體系[J].高教論壇,2010(7):19-21.
[2] 人民網(wǎng).“真刀真槍”培養(yǎng)讓未來的工程師卓越起來[N].人民日報,2010-07-09.
作者:邵紅紅 王蘭 紀(jì)嘉明 吳晶 單位:江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院