陳拂曉 郭俊卿 程光耀 邱然鋒

摘 要：“普通工科院校材料類專業(yè)實踐教學體系的創(chuàng)新與實踐”研究針對我國材料類專業(yè)實踐教學中存在的問題，以河南科技大學材料類專業(yè)實踐教學體系的改革為目標，基于現(xiàn)代工程教育理念，充分結合企業(yè)行業(yè)標準以及專業(yè)自身特色，探討構建了材料類專業(yè)“三課一環(huán)節(jié)”人才培養(yǎng)方案，建立了以能力培養(yǎng)為主線、以工程訓練為依托的材料類專業(yè)“三層次八環(huán)節(jié)”工程實踐教學體系，探索了利用地域優(yōu)勢搭建“2+5+N工程實踐教學基地群”的新機制。研究應用實踐表明，研究成果對人才培養(yǎng)質量的提高、學科建設的發(fā)展都具有一定的指導意義。

關鍵詞：工科院校 材料類專業(yè) 實踐教學體系 創(chuàng)新與實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）04（a）-0010-02

1 研究背景

實踐教學是高等學校專業(yè)教學計劃中的重要組成部分，是教學過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它包括教學實驗、教學實習、生產(chǎn)實習、課程設計和畢業(yè)設計及社會實踐活動等一切相對于理論教學的各種教學活動的總稱，從而構成了有機統(tǒng)一和相互聯(lián)系的實踐教學體系。目前，我國高等工科教育突出的問題是培養(yǎng)的工科學生動手能力、實踐能力、分析問題解決問題的能力薄弱。還存在專業(yè)教師缺乏工程經(jīng)歷，產(chǎn)學結合困難等問題，不利于現(xiàn)代高級工程技術人才的培養(yǎng)。

國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要把高校轉變辦學理念、調(diào)整人才培養(yǎng)目標定位以及改革人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向未來、面向世界的優(yōu)秀工程技術人才提到日程上來。因此，以現(xiàn)代工程教育為導向，建立起以能力培養(yǎng)為主線，以工程實踐為依托，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力為突破口，理論與工程實踐結合、課內(nèi)與課外結合、校內(nèi)與校外結合，形成與課堂教學相輔相成又相對獨立的實踐教學體系是必要的。

“普通工科院校材料類專業(yè)實踐教學體系的創(chuàng)新與實踐”這一研究針對我國材料類專業(yè)實踐教學中存在的問題，以河南科技大學材料類專業(yè)實踐教學體系的改革為目標，基于現(xiàn)代工程教育理念，充分結合企業(yè)行業(yè)標準以及專業(yè)自身特色，探討了材料類專業(yè)實踐教學體系的構成，建立了以能力培養(yǎng)為主線、以工程訓練為依托的材料類專業(yè)工程實踐教學體系，探索了利用地域優(yōu)勢搭建工程實踐教學基地的新機制。應用實踐表明，研究成果對人才培養(yǎng)質量的提高、學科建設的進步都具有一定的指導意義。

2 研究的主要成果

2.1 人才培養(yǎng)方案的構建

人才培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)的綱領性文件，體現(xiàn)了學校的辦學思想，是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的基礎。對于普通工科院校來說，其人才培養(yǎng)定位是培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新精神的應用型高級專門人才。依據(jù)現(xiàn)代工程教育理念，參考學生考研及就業(yè)去向，制定材料類專業(yè)人才培養(yǎng)方案時應遵循如下的基本原則：一是把工程教育貫穿工科學生四年的整個培養(yǎng)過程中，由淺入深，工程實踐的分量逐年增加，第四年達到最高。二是理論教學和實踐教學并重，即在強調(diào)實踐教學的同時，不過多減弱理論教學的學時。培養(yǎng)方案的總體框架如圖1所示。圖1可以總結為“三課一環(huán)節(jié)”人才培養(yǎng)方案構架。所謂“三課”即通識教育課程、學科平臺課程和專業(yè)課程；“一環(huán)節(jié)”即工程實踐環(huán)節(jié)。以“通識教育課程+學科平臺課程”支撐學生的科學理論基礎和人文基礎，以“專業(yè)課程+工程實踐環(huán)節(jié)”支撐學生的工程實踐基礎。

就作者所在學校的材料類專業(yè)來說，本科四年的總學分為193學分，其中，通識教育課44學分，學科平臺課78學分，專業(yè)方向課18學分，工程實踐教學53學分。實踐教學由過去的45學分，提高到學分提高現(xiàn)在的53學分，提高約18%。另外在培養(yǎng)方案中為彌補教師工程實踐知識缺乏的不足，促進優(yōu)秀的企業(yè)教師參與課堂教學，把一些專業(yè)性強、工藝性強、偏重設備的專業(yè)課程直接放到企業(yè)進行，首次明確了專業(yè)課教學、工程實踐教學環(huán)節(jié)中企業(yè)參與教學必須完成的學分數(shù)。

2.2 實踐教學體系的創(chuàng)新

按照“強化基礎、逐步提高、面向工程、突出創(chuàng)新”的工程實踐教學體系改革的基本思路，構建了“三層次八環(huán)節(jié)”實踐教學體系，即設置八個工程實踐教學環(huán)節(jié)，可對學生進行三種不同層次的工程實踐訓練（見圖2）。

（1）工程素養(yǎng)層次：以提高學生科學精神、綜合素質、人文素養(yǎng)、品德修養(yǎng)為主，培養(yǎng)大學生扎實的理論基礎、初步的科學實驗能力、分析問題解決問題的能力、團隊精神和創(chuàng)業(yè)意識，包含基本技能、人文素養(yǎng)兩個環(huán)節(jié)。

基本技能環(huán)節(jié)：主要由課程實驗組成，目的是培養(yǎng)學生求真務實的科學態(tài)度、嚴謹細致的作風、分析問題和解決問題的能力。對于理論性較強的基礎課，主要對課程中所涉及到的定理、定律進行驗證和推導。對于某些專業(yè)基礎課和專業(yè)課，主要對課程中的應用成果進行試驗和驗證。所有的主干課程均需開設綜合性實驗或設計性實驗，其開設率應在85%以上。

人文素養(yǎng)環(huán)節(jié)：包括社會實踐活動、企業(yè)文化、企業(yè)管理、生產(chǎn)經(jīng)營等訓練環(huán)節(jié)。通過舉辦內(nèi)容豐富、題材廣泛的人文、社科、藝術及自然科學系列的主題講座，通過深入企業(yè)理解企業(yè)文化內(nèi)涵、企業(yè)管理模式、生產(chǎn)經(jīng)營觀念，使學生在潛移默化中得以熏陶。

（2）工程實踐層次：以培養(yǎng)學生分析、解決工程問題、綜合運用學科知識的能力及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和基本操作技能為主，包含工程認知訓練、設計訓練、技能訓練和綜合訓練環(huán)節(jié)。

工程認知訓練環(huán)節(jié)：為學生構建面向專業(yè)生產(chǎn)和工程應用的訓練平臺，受到最基本的工程技術和操作技能方面的訓練。包括金工實習、電工電子實習、工藝技術訓練等環(huán)節(jié)。學生主要掌握基本工具、各種儀器儀表的使用，以及基本操作技能的訓練。

工程設計訓練環(huán)節(jié)：根據(jù)專業(yè)特點，依照專業(yè)所應具備的能力結構要求進行的設計訓練，主要包括專業(yè)課程設計、工藝設計等環(huán)節(jié)。課程設計選題結合生產(chǎn)實際，覆蓋產(chǎn)品設計、工裝設計、工藝設計、車間設計等。通過設計訓練使學生識圖繪圖能力、運用標準能力、工藝分析能力、結構分析能力和材料選擇能力得到提高。

工程技能訓練環(huán)節(jié)：強化學生對專業(yè)知識和工程技能的認識，目的是培養(yǎng)學生的專業(yè)實踐能力和解決實際問題能力。由專業(yè)技能綜合訓練、生產(chǎn)實習等實踐環(huán)節(jié)構成。充分利用洛陽市機械制造業(yè)基地的優(yōu)勢，與大中型企業(yè)合作成立校外實習、實訓與實踐基地，推進教育教學與生產(chǎn)實際和社會實踐的緊密結合，為產(chǎn)學研結合教育提供平臺，使學生熟悉現(xiàn)代化生產(chǎn)技術和裝備、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質量控制檢測等，專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)得到顯著提高。

工程綜合訓練環(huán)節(jié)：根據(jù)專業(yè)特點，依照專業(yè)所應具備的能力結構要求進行的專業(yè)綜合能力訓練，為學生構建專業(yè)能力平臺。包括畢業(yè)設計（論文）等環(huán)節(jié)。完善學生畢業(yè)設計等實踐性教學環(huán)節(jié)的規(guī)范，選題結合科研與生產(chǎn)，使學生動手能力和解決實際問題得到提高。

（3）工程創(chuàng)新層次：以產(chǎn)品、工藝研發(fā)和科研訓練為主，突出學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力培養(yǎng)。強化學生的創(chuàng)造性、探索性思維，包含研發(fā)訓練、創(chuàng)新訓練環(huán)節(jié)。

研發(fā)訓練環(huán)節(jié)：目的是對學生進行產(chǎn)品、工藝設計和科研能力的訓練。包括大學生研究訓練計劃（SRTP）等。學生在教師指導下進行大學生研究訓練計劃項目立項，得到學?；蚱髽I(yè)給予的一定數(shù)額的研發(fā)或研究經(jīng)費資助，通過為期一年的研究訓練，使參與研發(fā)訓練的學生的實踐能力、創(chuàng)新意識和科研精神得到充分鍛煉。該項目的實施，還可發(fā)揮學科和師資優(yōu)勢，解決企業(yè)研發(fā)人員缺乏的窘境，建立一批企業(yè)研發(fā)和學科競賽訓練基地，并形成富有特色和卓有成效的組織管理辦法。

創(chuàng)新訓練環(huán)節(jié)：發(fā)揮學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性，使學生的理論知識得到鞏固和升華，突出學生個性發(fā)展，提高學生創(chuàng)新能力。包括學生研發(fā)和科研立項、科技創(chuàng)新競賽（大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽、數(shù)學建模競賽、各種專業(yè)創(chuàng)新大賽等）環(huán)節(jié)。

2.3 工程實踐教學基地建設

實踐教學基地建設是完善人才培養(yǎng)體系、實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標、落實實踐教學環(huán)節(jié)的重要一環(huán)。學校充分利用洛陽先進制造業(yè)基地、國家新材料產(chǎn)業(yè)基地以及學科科研實力強、研究平臺層次高等資源優(yōu)勢，產(chǎn)學研合作改革實踐教學內(nèi)容，強化實踐教學環(huán)節(jié)，搭建了由“2個國家級工程實踐教學基地為依托、5個大型企業(yè)院所支撐、眾多特色鮮明中小企業(yè)共助”的“2+5+N”工程實踐教學基地群，其中的“2”是指與中信重工機械股份有限公司聯(lián)合建立了國家重型裝備工程實踐教育中心、國家大學生實踐教學基地兩個國家級工程實踐教學基地，為工程實踐教學實施提供平臺保障；“5”是指與中國一拖集團公司、洛陽軸承集團有限公司、中鋁洛陽銅業(yè)有限公司、洛玻集團、河南柴油機集團有限責任公司等5個大型企業(yè)建立實踐教學基地，豐富了實踐教學內(nèi)容，進一步鞏固了工程實踐教學的根基；“N”是指與洛陽北方企業(yè)集團公司、洛陽環(huán)球模具公司、洛陽市古城鑄造廠、洛陽牡丹焊劑廠、中集凌宇汽車有限公司、中色科技股份有限公司、中船重工集團公司第七二五研究所等眾多特色鮮明的中小企業(yè)、研究院所建立了校外實踐基地，為校企合作實踐教學的實施拓寬了渠道、增加了專業(yè)特色。形成了一個以材料、工藝、設備為重心，以分析與設計、工藝與制造、測試與試驗、集成與開發(fā)為主線的材料科學與工程背景下的實踐教學基地群。實現(xiàn)了生產(chǎn)、科研及企業(yè)設備直接服務工程教育，讓學生了解、熟悉現(xiàn)代化生產(chǎn)技術和裝備、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質量控制、檢測等，使學生專業(yè)技能和工程素質得到顯著提高。

3 研究成果的應用

普通工科院校實踐教學體系的研究經(jīng)過多年的不斷完善和實踐，取得了豐碩成果。

研究成果在河南科技大學材料類專業(yè)2008級本科生中開始試用，所培養(yǎng)的學生實踐能力高，創(chuàng)新意識強。五年來，大學生研究訓練計劃項目立項42項、15%本科生參加大學生研究訓練。在中國第三屆“永冠杯”大學生鑄造工藝設計大賽中獲優(yōu)秀獎8個；在2012數(shù)學建模競賽中，獲得省級一等獎6名、三等獎4名；本科生發(fā)表學術論文11篇；2名學生獲2013年第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽一等獎。

“三層次八環(huán)節(jié)”工程實踐教學體系的研究應用，促進了本專業(yè)教育教學改革，提升了教學水平，催生了一批教學研究成果。近年來，共發(fā)表教學研究論文11篇；2項教學成果獲省級鑒定，其中獲河南省教學成果一等獎1項；1篇教學研究論文獲省教育科學研究優(yōu)秀成果二等獎。

實踐教學體系的研究，還促進了學科的發(fā)展與專業(yè)的建設。材料成型及控制工程、金屬材料工程專業(yè)2011年入選教育部卓越工程師培養(yǎng)計劃，2013年成為國家高等學校綜合改革試點專業(yè)。擁有國家級精品課程、精品資源共享課程、國家級教學團隊、省級教學名師、省級實驗教學示范中心等質量工程項目。依托本專業(yè)組建了教育部摩擦學與材料防護工程技術研究中心、有色金屬共性技術河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，學科建設邁上新的臺階。

4 結語

通過探索與研究，河南科技大學材料科學與工程學院“普通工科院校材料類專業(yè)實踐教學體系的創(chuàng)新與實踐”研究根據(jù)現(xiàn)代工程教育的理念，按照“強化基礎、逐步提高、面向工程、突出創(chuàng)新”的工程實踐教學體系改革的基本思路，以材料類專業(yè)的工程實踐教學為研究對象，對現(xiàn)有實踐教學環(huán)節(jié)進行優(yōu)化和創(chuàng)新，科學構建了具有普適性、可操作性的“三層次八環(huán)節(jié)”工程實踐教學體系，制定了材料類專業(yè)實踐教學培養(yǎng)方案。

在實踐過程中，還探索了工程實踐教學中的校企合作新機制，與中信重工機械股份有限公司聯(lián)合建立了國家重型裝備工程實踐教育中心、國家大學生實踐教學基地，搭建了由“2個國家級工程實踐教學基地為依托、5個大型企業(yè)院所支撐、眾多特色鮮明中小企業(yè)共助”的“2+5+N”工程實踐教學基地群，為工程實踐教學的實施提供了可靠的保障。

參考文獻

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