李蘭云　李霄　劉靜　董會(huì)

摘? 要：自主探究性培養(yǎng)模式是培養(yǎng)新時(shí)代卓越工科人才的重要途徑。文章研究了基于自主探究性的材料成型與控制工程專(zhuān)業(yè)卓越人才培養(yǎng)模式，闡述了人才培養(yǎng)方案優(yōu)化、課堂教學(xué)改革、實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化和創(chuàng)新能力提升四方面改革措施，提出了四結(jié)合、三融合、三聯(lián)動(dòng)等具體實(shí)施路徑。實(shí)踐表明該模式為卓越人才培養(yǎng)提供了有益探索。

關(guān)鍵詞：卓越人才;自主探究性培養(yǎng)模式;材料成型與控制工程;課堂教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：C961 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）15-0154-03

Abstract： The self-exploratory training mode is an important way to cultivate outstanding engineering talents in the new era. This paper studies the talent cultivation model based on self-exploration material molding and control engineering， and expounds the reform measures of talent training program optimization， classroom teaching reform， practical teaching enhancement and innovation ability improvement， and proposes four combinations， three integrations， specific implementation paths such as triple linkage. Practice has shown that this model provides a useful exploration for the development of talents.

Keywords： excellent talents; self-exploratory training mode; material molding and control engineering; classroom teaching

引言

在國(guó)家大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，迫切需要培養(yǎng)大量具有創(chuàng)新意識(shí)、善于自主學(xué)習(xí)、能快速解決問(wèn)題的卓越人才[1]。傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式顯然已無(wú)法勝任，而“以問(wèn)題為基礎(chǔ)”的自主探究性教學(xué)模式可以滿(mǎn)足這些需求?！耙詥?wèn)題為基礎(chǔ)”的自主探究性教學(xué)模式，主要是以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的有意義的問(wèn)題情景中，通過(guò)自主探究來(lái)解決問(wèn)題，學(xué)習(xí)隱含在問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問(wèn)題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力[2，3]。但是，針對(duì)材料成形及控制工程（簡(jiǎn)稱(chēng)“材料成型”）這類(lèi)理論性、實(shí)踐性和時(shí)效性較強(qiáng)的本科專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，如何在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)等整個(gè)人才培養(yǎng)全流程中實(shí)施自主探究性教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和主動(dòng)探究的能力，是一個(gè)需要值得深入探討的問(wèn)題。基于此，本文探討了基于自主探究式的材料成型卓越人才培養(yǎng)模式，并在西安石油大學(xué)材料學(xué)院進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用。

一、主要措施

隨著能源環(huán)境和石油化工等高技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展以及中國(guó)制造2025的實(shí)施，我國(guó)對(duì)各種高性能復(fù)雜構(gòu)件的需求越來(lái)越迫切和廣泛。然而，這些構(gòu)件由于服役環(huán)境嚴(yán)酷，不僅要求輕量化和復(fù)雜化，而且要求整體化和高精度，更要求長(zhǎng)壽命和高性能。這就要求高校培養(yǎng)出更多的材料成型卓越新工科人才，以適應(yīng)新時(shí)代材料加工行業(yè)努力朝著輕量化、精確化、整體化、柔性化、高性能、高效率、低成本、短周期和環(huán)境友好型的方向發(fā)展?；谶@一需求，提出了如圖1所示的材料成型卓越人才自主探究性培養(yǎng)模式改革途徑。

（一）材料成型專(zhuān)業(yè)自主探究性人才培養(yǎng)方案修訂

調(diào)研分析。廣泛調(diào)研和收集了上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西安理工大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、陜西科技大學(xué)等10所國(guó)內(nèi)高校材料成型專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱。通過(guò)出國(guó)留學(xué)和網(wǎng)絡(luò)等途徑收集了美國(guó)西北大學(xué)、美國(guó)佐治亞理工大學(xué)、加拿大瑞爾森大學(xué)、西班牙加泰羅尼亞理工大學(xué)、日本大阪大學(xué)等5所國(guó)外高校材料成型人才培養(yǎng)計(jì)劃。

修訂方案。依據(jù)學(xué)校2017版本科培養(yǎng)方案修訂要求，并結(jié)合學(xué)校2017年和2018年連續(xù)開(kāi)展的2次材料成型專(zhuān)業(yè)工程認(rèn)證申報(bào)工作，重新修訂和優(yōu)化編制了2017版材料成型專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱。

完善優(yōu)化。先后召開(kāi)了8次研討和交流會(huì)議，并聽(tīng)取和采納了美國(guó)密西根大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，中石油寶雞鋼管，中石油遼河油田，中石油長(zhǎng)慶油田，中電集團(tuán)三十九所等12位國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的有益建議，更新了專(zhuān)業(yè)課教學(xué)大綱，加強(qiáng)了前沿技術(shù)，突出了工程特色，體現(xiàn)了學(xué)校特色和行業(yè)特點(diǎn)。

（二）材料成型專(zhuān)業(yè)自主探究性課堂教學(xué)改革實(shí)踐

2018年教師節(jié)前后，教育部陳寶生部長(zhǎng)提出了課堂革命的宣言。之所以會(huì)提課堂革命，是因?yàn)檎n堂是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵渠道，學(xué)習(xí)需要在課堂上發(fā)生，課堂教學(xué)是實(shí)現(xiàn)教師-學(xué)生-知識(shí)-能力緊密聯(lián)系的主陣地。為進(jìn)一步提升課堂教學(xué)氛圍和教學(xué)效果，開(kāi)展了如圖2所示的課堂教學(xué)改革，從教師、課堂和思政三方面進(jìn)行了創(chuàng)新實(shí)踐。

1. 重塑能力。及時(shí)主動(dòng)學(xué)習(xí)習(xí)近平全國(guó)教育大會(huì)重要講話(huà)精神、陳寶生部長(zhǎng)四川大學(xué)本科教育工作會(huì)議講話(huà)精神、教育部高教40條、新工科建設(shè)等系列關(guān)于本科教育的相關(guān)文件，積極貫徹以本為本，堅(jiān)持四個(gè)回歸。為進(jìn)一步提高課堂教學(xué)效果，增強(qiáng)師生互動(dòng)，組織材料成型專(zhuān)業(yè)老師6次開(kāi)展教學(xué)法研討和3人次教育教學(xué)法培訓(xùn)，重塑課堂教學(xué)能力，努力提升課堂授課水平。

名師引領(lǐng)。通過(guò)組織全專(zhuān)業(yè)老師積極學(xué)習(xí)和現(xiàn)場(chǎng)觀摩兩位省級(jí)教學(xué)名師和校級(jí)首屆教學(xué)質(zhì)量一等獎(jiǎng)獲得者課堂，提升青年教師授課藝術(shù)，促進(jìn)青年教師從教學(xué)初手向教學(xué)能手盡快轉(zhuǎn)變。

精品帶動(dòng)。通過(guò)完善優(yōu)化《材料成型原理與工藝》《金屬熱處理原理及工藝》《焊接工程基礎(chǔ)》三門(mén)校級(jí)精品課程和《金屬塑性成形有限元數(shù)值模擬》《金屬材料焊接性》《材料專(zhuān)業(yè)概論》三門(mén)校級(jí)規(guī)劃教材，帶動(dòng)教師發(fā)展。

競(jìng)賽助推。通過(guò)青年教師講課比賽、課堂教學(xué)比賽、課堂思政教學(xué)、微課等多種教學(xué)競(jìng)賽活動(dòng)，助推教師教學(xué)能力提升。多位教師先后榮獲了各類(lèi)獎(jiǎng)勵(lì)，青年教師授課課堂作為學(xué)校代表被陜西新聞聯(lián)播報(bào)道。

2. 活化課堂。為了提升課堂三率（到課率、抬頭率、提問(wèn)率），積極采用多種方式來(lái)活化課堂，建立了材料成型專(zhuān)業(yè)“以問(wèn)題為基礎(chǔ)”的自主探究性課堂教學(xué)改革模式。在材料成型專(zhuān)業(yè)系列課程中進(jìn)行了課堂教學(xué)模式的改革，在教學(xué)中引入“問(wèn)題”，圍繞“問(wèn)題”展開(kāi)討論，建立自主探究性課堂教學(xué)模式。

三堂融合式授課，提高課堂授課氛圍。積極嘗試將案例式課堂、雨課堂、探究式課堂結(jié)合起來(lái)，實(shí)行三堂融合式授課模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。（1）案例式教學(xué)。在充分利用多媒體教學(xué)條件和推行討論式教學(xué)手段的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地開(kāi)展了案例情景式教學(xué)，通過(guò)案例引導(dǎo)學(xué)生正確的金屬熱處理工藝的流程。強(qiáng)化案例中學(xué)習(xí)、案例中感悟、案例中成長(zhǎng)、案例中受益的學(xué)習(xí)理念。（2）雨課堂教學(xué)。從最初的板書(shū)到今天的多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，教學(xué)手段隨著科技的發(fā)展日新月異。目前，全體教師都積極運(yùn)用多媒體教學(xué)，使金屬熱處理的理論教學(xué)生動(dòng)化、形象化和趣味化，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，有助于課程內(nèi)容理解和吸收。目前已嘗試和探索了基于PPT的雨課堂教學(xué)模式在課堂上的應(yīng)用，將PPT和微信很好進(jìn)行結(jié)合，也將課前-課中-課后進(jìn)行了結(jié)合，也有助于雁塔和戶(hù)縣兩校區(qū)的授課學(xué)習(xí)全過(guò)程組織。（3）探究式課堂教學(xué)。對(duì)于相當(dāng)簡(jiǎn)單和容易理解的章節(jié)，給出學(xué)習(xí)提綱，由學(xué)習(xí)自學(xué)，然后授課老師進(jìn)行提問(wèn)、點(diǎn)評(píng)和重點(diǎn)分析。通過(guò)這樣的課堂教學(xué)手段改革，可誘導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)獨(dú)立思考和自學(xué)能力。

推行研究性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主意識(shí)。在傳授各種熱處理技術(shù)和工藝?yán)碚撝R(shí)的同時(shí)，通過(guò)介紹相關(guān)知識(shí)的來(lái)龍去脈，將知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和大師的思維過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)，激發(fā)學(xué)生求知欲望;并利用多媒體技術(shù)模擬知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，使學(xué)生能夠感受知識(shí)的創(chuàng)新過(guò)程，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新意識(shí)。

注重學(xué)科方法論，培養(yǎng)學(xué)生理性思維。在講授經(jīng)典知識(shí)的同時(shí)，通過(guò)實(shí)例分析，將各種熱處理技術(shù)和工藝的特點(diǎn)和優(yōu)劣介紹給學(xué)生，加大對(duì)學(xué)生進(jìn)行抽象思維能力和邏輯思維方法的培養(yǎng)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生進(jìn)行金屬熱處理工藝和裝備的理解、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)。 例如，在講授彎管感應(yīng)加熱成型技術(shù)時(shí)，按圖3思路，先基本原理，再有限元建模，進(jìn)而數(shù)值模擬，最后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，根據(jù)這一完整思路提升學(xué)生思維能力。

3. 課堂思政。積極貫徹習(xí)近平總書(shū)記全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議重要講話(huà)精神，努力利用課堂思政這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，做好專(zhuān)業(yè)課程與思想政治理論課的同心同德同向同行，形成協(xié)同育人效應(yīng)。以金屬熱處理課程精品課程為例，每年大約有300多名學(xué)生上課。通過(guò)講授中國(guó)古代發(fā)明的各種金屬熱加工方式提升民族自信心，通過(guò)開(kāi)展探究式和研討式方法講授西氣東輸二線(xiàn)和西氣東輸三線(xiàn)等重大油氣輸送管道制造國(guó)產(chǎn)化來(lái)提升學(xué)生精氣神等。

（三）材料成型專(zhuān)業(yè)自主探究性實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化實(shí)踐

1. 課程實(shí)驗(yàn)。強(qiáng)調(diào)課程實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作能力。通過(guò)設(shè)置體驗(yàn)性、驗(yàn)證性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)體系，確立了循序漸進(jìn)、融會(huì)貫通、精講多練的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則。教學(xué)中始終堅(jiān)持理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，形成課程理論鏈和課程實(shí)驗(yàn)鏈，鼓勵(lì)自主地分析及解決遇到的問(wèn)題，促進(jìn)知識(shí)點(diǎn)理解，努力實(shí)現(xiàn)課程和實(shí)驗(yàn)協(xié)同。

2. 技能競(jìng)賽。在課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色，強(qiáng)化學(xué)生的金相分析能力和焊接技術(shù)能力，選拔學(xué)生參加金相實(shí)驗(yàn)和焊接實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，組織和承辦了校級(jí)金相技能大賽，并組織學(xué)生參加了全國(guó)金相技術(shù)大賽和全國(guó)焊接創(chuàng)新大賽。在這些技能競(jìng)賽活動(dòng)中，學(xué)習(xí)通過(guò)自主和探究等方式提升實(shí)際技能。

3. 生產(chǎn)實(shí)習(xí)。在材料學(xué)院多年洛陽(yáng)拖拉機(jī)廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了湖北十堰二汽和建湖機(jī)械等2個(gè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，大力強(qiáng)化實(shí)習(xí)組織方式，讓學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中不僅僅是走馬觀花式的參觀，更注重引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)材料加工成型方法進(jìn)行思考和鉆研，通過(guò)實(shí)踐來(lái)反饋對(duì)理論知識(shí)理解。

（四）材料成型專(zhuān)業(yè)自主探究性創(chuàng)新能力提升實(shí)踐

結(jié)合各種大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和競(jìng)賽，學(xué)生在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下以團(tuán)隊(duì)形式進(jìn)行創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)，不斷提高自身的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。近兩年來(lái)，共承擔(dān)指導(dǎo)了10余項(xiàng)大創(chuàng)項(xiàng)目和創(chuàng)青春競(jìng)賽項(xiàng)目。

二、結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目重點(diǎn)研究和探索了在培養(yǎng)方案、課程教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新能力整個(gè)本科人才培養(yǎng)全流程中全面推行自主探究性教學(xué)模式，建立了基于自主探究性的材料成型專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)優(yōu)化方案、課堂教學(xué)改革模式、實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化模式和創(chuàng)新能力提升路徑。通過(guò)“名師引領(lǐng)+精品帶動(dòng)+競(jìng)賽助推+重塑能力”結(jié)合方式，鍛煉了教師授課能力和授課藝術(shù)，實(shí)現(xiàn)了青年教師從教學(xué)初手向教學(xué)能手的轉(zhuǎn)變，為開(kāi)展自主探究性授課提供了新生力量。通過(guò)“案例課堂+雨課堂+探究課堂”三堂融合方式，在課堂教學(xué)中積極引入“問(wèn)題”并圍繞“問(wèn)題”建立了自主探究性課堂教學(xué)模式，活化了課堂，提升課堂三率，確保了教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)“課程實(shí)驗(yàn)+技能競(jìng)賽+生產(chǎn)實(shí)習(xí)”三種聯(lián)動(dòng)方式，形成了理論教學(xué)鏈和實(shí)踐教學(xué)鏈的有機(jī)結(jié)合和相互促進(jìn)，強(qiáng)化了自主探究性實(shí)踐能力，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

近兩年來(lái)的實(shí)踐應(yīng)用表明，青年教師授課能力有效提升，課堂教學(xué)質(zhì)量顯著提高，創(chuàng)新實(shí)踐軟硬件條件更加充實(shí)，學(xué)生素質(zhì)和能力更加優(yōu)秀，全面提升了我校材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)本科生的核心競(jìng)爭(zhēng)力，并對(duì)開(kāi)展材料成型專(zhuān)業(yè)工程認(rèn)證增添了素材和起到了積極的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳寶生.堅(jiān)持以本為本，推進(jìn)四個(gè)回歸，建設(shè)中國(guó)特色、世界水平的一流本科教育[C].新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議，2018.

[2]洪一江，王軍花，朱友林.基于PBL自主探究式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式在生物科學(xué)類(lèi)多元化和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究，2011，1（1）：21-23.

[3]吳曉剛.基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程自主探究式教學(xué)模式[J].計(jì)算機(jī)教育，2012（2）：81-83.