劉 芳

(上海理工大學 材料科學與工程學院, 上海 200093)

專業(yè)調(diào)整和專業(yè)建設(shè)是高校培養(yǎng)模式改革的核心,是學校教育與社會需求的結(jié)合點,也是學校保持可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在動力。為適應(yīng)這一形勢,高等教育的改革必將越來越面向市場,面向社會[1-7]。

2009年1月,為了適應(yīng)上海市乃至全國經(jīng)濟發(fā)展和上海理工大學學科發(fā)展的需要,上海理工大學成立了材料科學與工程學院。同年9月,材料成型及控制工程專業(yè)整體從機械學院劃轉(zhuǎn)到材料學院。為了適應(yīng)行業(yè)和學科發(fā)展需要,要求對材料成型及控制工程專業(yè)課程體系進行深入改革和調(diào)整,建立和學科發(fā)展方向相吻合的課程體系,在保持原有機械基礎(chǔ)和模具特色的基礎(chǔ)上,加強材料學科基礎(chǔ)教育。并且,根據(jù)學院發(fā)展和上海市產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,材料成型及控制工程專業(yè)明確了金屬板材沖壓成形、高分子材料成形和粉末材料成形三個重點發(fā)展的專業(yè)方向。以此為基礎(chǔ),按照 “厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、重能力” 的指導思想,進行了一系列改革和探索。

一、 明確思想、準確定位、凝煉學科方向

(一) 專業(yè)建設(shè)要服從于經(jīng)濟發(fā)展要求和市場需求

材料成型與控制工程專業(yè)的目標是培養(yǎng)具有國際視野和較高工程實踐能力的一流卓越工程人才。因此,經(jīng)濟發(fā)展和市場對人才的需求是本專業(yè)教學改革和建設(shè)的依據(jù)。在專業(yè)教學改革中,根據(jù)市場對人才素質(zhì)的需求,對課程體系和教學內(nèi)容進行改革。材料成型包含的內(nèi)容相當廣泛,過去該專業(yè)方向以模具設(shè)計為主,畢業(yè)生的就業(yè)面比較窄。隨著上海市及長三角地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展,學生的就業(yè)渠道越來越多,就業(yè)面越來越廣,要求學生的知識面越來越寬。因此,必須從材料成型大專業(yè)的構(gòu)建思路,按照 “寬專業(yè)” 的指導思想,確定本專業(yè)的培養(yǎng)計劃。

(二) 按照 “厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、重能力” 的指導思想確定專業(yè)培養(yǎng)計劃

為適應(yīng)學科建設(shè)和專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,根據(jù)上述指導思想,對課程體系進行了重新規(guī)劃和調(diào)整。在保證機械、力學等基礎(chǔ)知識的前提下,加強了材料基礎(chǔ)知識的學習。在學科平臺課程中加入 “ 材料科學基礎(chǔ)” 和 “材料工程基礎(chǔ)” 課程,使學生從大二開始就接觸到材料類學科知識,既為后續(xù)專業(yè)課程學習打好基礎(chǔ),又對學生進行了很好的專業(yè)教育。與學科方向調(diào)整相適應(yīng),改革后的培養(yǎng)計劃形成了金屬材料成形、聚合物高分子材料成型和粉體材料成型三大模塊,如圖1所示。

圖1 材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)方案架構(gòu)Fig.1 Sketch of the major map for material forming and controlling

在確定專業(yè)教學計劃時,要把握好本專業(yè)的材料、成型和控制三個方面的基本內(nèi)容和要求。因為本專業(yè)是工藝性比較強、技術(shù)基礎(chǔ)要求比較高的專業(yè),對材料學、機械學、力學、電力及控制都有一定的要求,把握好技術(shù)基礎(chǔ)的深度和廣度在確定培養(yǎng)計劃時是非常重要的。

二、 強化課程建設(shè),進行教學內(nèi)容和教學方法的改革

此次改革把課程體系建設(shè)作為改革的重點,特別是課程群的建設(shè)。在上海市第四期本科教育高地的支持下,重點建設(shè)了英文課程群、材料科學課程群和數(shù)字化成型加工技術(shù)課程群。每個課程群有1～2門核心課程,并有其它5～6門課程圍繞在核心課程周圍。通過課程群建設(shè),以核心學科基礎(chǔ)課為龍頭,詳細修訂每門課程教學大綱,更新授課內(nèi)容,防止教學內(nèi)容和實際脫節(jié)。同時,通過課程群建設(shè),保證前修課程和后修課程內(nèi)容不重復、銜接流暢,從而形成比較成熟而完整的課程體系。通過改革,成效顯著。 “材料成型原理” 等一批課程獲批上海市重點建設(shè)課程。

三、 英文課程建設(shè)

為了培養(yǎng)具有國際競爭能力的人才,本次改革強調(diào)了英文課程的開設(shè)。在學科基礎(chǔ)平臺課程中增加 “材料科學基礎(chǔ)” 和 “材料工程基礎(chǔ)” 全英文課程,在專業(yè)課程中,開設(shè) “現(xiàn)代材料分析方法”、 “納米材料學”、 “復合材料學” 等全英文課程。

全英文課程采用英文原版教材,每門課程都配備具有海外博士學位并具有國外授課經(jīng)驗的教師團隊。為了確保英文課程授課效果,開辟專門的自習答疑室,要求教師用兩倍以上課堂教學的時間為學生答疑。全英文課程的設(shè)立,使學生在學習專業(yè)知識的同時提高了英文能力,尤其是專業(yè)英語的能力,對培養(yǎng)具有國際交流能力和國際視野的學生起到了積極作用。

此次改革還進行了系列英文課程建設(shè)。英文課程建設(shè)主要進行英文教材編選、英文實驗室指導書撰寫、教學方法改革、課程網(wǎng)站建設(shè)等,使得教學內(nèi)容和國際接軌,適應(yīng)教育國際化的要求。經(jīng)過三年多的建設(shè),系列英文課程建設(shè)取得了明顯成效。 “材料科學基礎(chǔ)” 、 “材料現(xiàn)代分析方法” 等全英文課程獲批上海市英文示范課程。

四、 網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)

充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,開展多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學。目前,所有已開課程全部實現(xiàn)課程信息上網(wǎng),包括課程教學大綱、教學進度表、全部課件、作業(yè)、習題集等。網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)使得從選課開始就能給學生明確的指導。同時學院內(nèi)部狠抓課程網(wǎng)站質(zhì)量,要求核心課程和重點建設(shè)課程完善多媒體課件,并逐步提供完整的教學錄像資料。

五、 實踐課程體系建設(shè)

實踐教學是高等學校教學體系的重要組成部分,是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的重要途徑,實踐教學環(huán)節(jié)不僅有利于提高學生的實踐能力,而且有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。課程體系的調(diào)整伴隨著實踐教學體系的深入,必須建立與學科方向相適應(yīng)的實踐教學體系。目前,材料成型及控制工程專業(yè)已經(jīng)形成了從課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、綜合實驗、創(chuàng)新實驗到畢業(yè)設(shè)計(論文)一體化漸進式課程體系,如圖2所示。

圖2 材料成型及控制工程專業(yè)實踐教學體系Fig.2 Practical teaching system for materical forming and controlling

綜合實驗是本次課程體系調(diào)整新加入的模塊,是課程體系建設(shè)中重點建設(shè)部分。在綜合性實驗?zāi)K,實行模塊化實驗教學,建立了金屬材料成形、聚合物材料成型和粉體材料成形三大模塊。每個模塊圍繞一種典型材料的成形和性能,包含6～7個子實驗。學生根據(jù)教師的引導和自己的專長選擇合適的模塊,針對某種典型材料進行深入的試驗和研究,提高學生綜合運用知識的能力。

例如金屬板材成形性能綜合實驗,從單向拉伸建立材料的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線開始,測定材料基本力學性能指標; 然后通過筒形件拉深、杯突實驗和錐杯復合實驗,測定材料基本成形性能; 直至目前比較先進的沖液拉深實驗,提高板料的成形性能。這種一體化、漸進式的綜合實驗體系,讓學生可以深入掌握板料成形的基本性能、改善手段、檢測方法、檢測設(shè)備以及基本原理,使學生在掌握理論知識的同時,強化了動手實踐能力。

六、 加強實驗室建設(shè)

實驗室建設(shè)對于增強學生工程實踐能力、增強學生分析和解決實際問題的能力、強化科研手段、提高教師的科研學術(shù)水平極其重要。目前,本專業(yè)已經(jīng)改造和建設(shè)了以下幾個實驗室。

表1 材料成型綜合實驗?zāi)K組成Tab.1 Modules of the integrative experiments

(一) 數(shù)字化成型技術(shù)實驗室

擁有先進的微機、工作站等硬件設(shè)備以及Deform,Dynaform,Abaqus等先進的成形仿真軟件,無論是對本科教學還是對提高教師的科研水平都起了非常重要的作用。目前已經(jīng)在本科教學中開設(shè)了 “金屬成形數(shù)值模擬” 、 “塑料成型CAE技術(shù)” “模具CAD/CAM” 和 “實驗數(shù)據(jù)處理” 等課程。

(二) 金屬成型實驗室

成型實驗室主要裝備有機械壓力機、315T單動液壓機、160T雙動液壓機、立式擠壓機、沖液拉深試驗機等多種金屬成形設(shè)備,可以為多門課程開設(shè)課內(nèi)實驗,并且進行綜合實驗和科學研究。

(三) 聚合物材料成型技術(shù)實驗室

主要設(shè)備包括雙螺桿擠出機、臥式注射機、微型注射機、轉(zhuǎn)矩流變儀和旋轉(zhuǎn)流變儀等,實現(xiàn)了高分子材料改性、性能測定和成形完整的實驗體系。

(四) 材料性能結(jié)構(gòu)和微觀表征實驗室

包括萬能材料試驗機、高溫蠕變試驗機等材料力學性能檢測設(shè)備,凝膠色譜、熱重分析、電子探針和拉曼光譜等理化性能設(shè)備,以及場發(fā)射電子掃描顯微鏡、X射線衍射儀、高分辨率透射電子顯微鏡等微觀組織表征設(shè)備等,基本實現(xiàn)了材料制備、微觀表征、性能測定等一體化的實驗室體系。

七、 總結(jié)

整合資源,理清學科發(fā)展方向,通過改革課程體系,形成與經(jīng)濟發(fā)展和學科發(fā)展相適應(yīng)的培養(yǎng)體系。同時大力推進英文課程、實踐課程和創(chuàng)新類課程建設(shè),推動實踐基地建設(shè),培養(yǎng)具有國際視野和創(chuàng)新精神,符合經(jīng)濟發(fā)展需要的材料成型高級技術(shù)人才。

參考文獻:

[1] 周濟.大力加強教學工作,切實提高教學質(zhì)量[J].中國大學教育,2005(1): 3-7.

[2] 嚴力,趙吉鵬.大學生全程就業(yè)指導探析[J].中國電力教育,2009(1): 134-135.

[3] 常云龍,袁曉光,李榮德.材料成型及控制工程特色專業(yè)建設(shè)的研究與實踐[J].高等教育研究，2009,26(1): 75-78.

[4] 常云龍,李潤霞,袁曉光,等.我國材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].中國電力教育，2008(118): 94-95.

[5] 段雷,崔琦.在實踐教學中提高 “材料成型” 專業(yè)學生創(chuàng)新能力的研究[J].機械管理開發(fā)，2010,25(5): 168-169.

[6] 郝濱海.材料成型及控制工程專業(yè)體系建設(shè)與需求[J].理工高校研究,2005,24(1): 100-101.

[7] 崔紅保,歷長云.寬口徑模式下材料成型及控制工程專業(yè)師資建設(shè)探討[J].科教文匯，2009(10): 13.