郭順　羅銳　袁志鐘　程曉農(nóng)

摘 要：文章對當(dāng)代材料科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了簡單的剖析，明確了熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽對學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作用。通過對學(xué)生的專業(yè)知識儲備、實(shí)踐操作能力進(jìn)行測試，找出其中的問題，并以大賽為契機(jī)，優(yōu)化教學(xué)策略、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)和深化材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的熱處理高級工程技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽;教學(xué)策略;實(shí)驗(yàn)教學(xué);校企合作

中圖分類號：G642;G642.423

文章編號：2095-624X（2019）24-0122-02

材料科學(xué)與工程學(xué)科是一個將理學(xué)與工學(xué)相結(jié)合，涉及自然科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和工程科學(xué)研究的新興學(xué)科。改革開放以前，國內(nèi)大學(xué)中并沒有嚴(yán)格區(qū)分的材料科學(xué)與工程學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，該學(xué)科以數(shù)理化等自然科學(xué)為基礎(chǔ)，服務(wù)和支撐于工程學(xué)科、交叉多學(xué)科而獨(dú)立，其專業(yè)方向包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料等幾個材料領(lǐng)域的科學(xué)與工程。

江蘇大學(xué)是江蘇省高校中最早設(shè)立金屬材料及熱處理專業(yè)的學(xué)校。1998年教育部頒布新專業(yè)目錄，金屬材料及熱處理專業(yè)遂更名為“金屬材料工程”專業(yè)。熱處理是我國制造業(yè)的重要研究領(lǐng)域，趙振業(yè)院士曾指出，熱處理是一類國家級的核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和共性基礎(chǔ)技術(shù)。專業(yè)教學(xué)注重專業(yè)人才教育，培養(yǎng)熱處理高級工程技術(shù)人才;強(qiáng)調(diào)職業(yè)技術(shù)專業(yè)化，致力熱處理一線的專業(yè)技術(shù)教育。

一、現(xiàn)狀與問題

我們嚴(yán)格按照教學(xué)計(jì)劃，努力培育出符合社會主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的，能在各類材料熱處理加工、材料改性等領(lǐng)域從事科研與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)及經(jīng)營管理等工作的科學(xué)研究與工程技術(shù)人才[1]。積極響應(yīng)《中國制造2025》中“人才強(qiáng)國”號召，建設(shè)具有優(yōu)良素質(zhì)和合理結(jié)構(gòu)的金屬材料工程專業(yè)人才隊(duì)伍刻不容緩。

然而，教育環(huán)節(jié)中仍存在不少問題，這導(dǎo)致了實(shí)際教學(xué)成效不彰。一方面，學(xué)科知識的融合與交叉欠缺、創(chuàng)新教育不足，學(xué)生不能很好地理解和掌握授課內(nèi)容。另一方面，由于實(shí)踐教育和工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)缺失，教育重論文、輕設(shè)計(jì)、缺實(shí)踐，使得學(xué)生難以將在書面上所學(xué)到的熱處理知識運(yùn)用到具體操作、工藝設(shè)計(jì)等實(shí)踐工作中，工程意識和實(shí)踐能力不足，無法滿足社會對具備科學(xué)創(chuàng)新意識和能力的制造技術(shù)人才的需求，行業(yè)的國際競爭力削弱。為此，我們借助中國大學(xué)生熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，甄選具有工程應(yīng)用背景的校企合作項(xiàng)目有意識地指導(dǎo)本專業(yè)的學(xué)生參賽，做到“學(xué)以致用”，不斷提升本專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，培養(yǎng)出熱處理卓越人才，沖破新材料與高端設(shè)備關(guān)鍵件的核心處理技術(shù)壟斷，不斷夯實(shí)國家新興產(chǎn)業(yè)基石。

二、借助比賽促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

為培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的熱處理高級工程技術(shù)人才，中國大學(xué)生熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽本著“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)融合、重突破”的指導(dǎo)思想，向全國高校材料類、機(jī)械類及相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生征集參賽作品。通過預(yù)選賽獲得參賽資格，以答辯賽、熱處理技術(shù)綜合知識應(yīng)用兩個階段的競爭角逐評獎，這不僅可以展示學(xué)生個人及其熱處理理論和應(yīng)用水平，作為全國材料學(xué)科的高層論壇，熱處理行業(yè)協(xié)會評審團(tuán)也可以從中發(fā)現(xiàn)和推薦材料熱處理卓越人才。因此，若將大賽與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革相結(jié)合，則能夠更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對理論教學(xué)與實(shí)踐能力培養(yǎng)的作用，以賽促改，以賽促學(xué)，創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，探索出培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力人才的有效途徑。

1.優(yōu)化熱處理基礎(chǔ)理論教學(xué)策略

江蘇大學(xué)金屬材料工程專業(yè)主修課程有“物理化學(xué)”“金屬學(xué)原理”“金屬材料組織控制原理”“金屬材料強(qiáng)韌化”“材料物理性能”“現(xiàn)代分析測試技術(shù)”“現(xiàn)代表面技術(shù)”“金屬材料學(xué)”“材料力學(xué)性能”“材料設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等。盡管這些課程能使學(xué)生的專業(yè)知識儲備、實(shí)踐操作能力得到有效提升，但由于課程本身具有較強(qiáng)的理論性，內(nèi)容抽象，導(dǎo)致個別學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣不足，甚至有時候會產(chǎn)生畏難情緒。

例如，“金屬材料組織控制原理”課程的教學(xué)。我們知道，組織控制原理是材料進(jìn)行熱處理工藝設(shè)計(jì)的最基本原理，課程主要講述了鋼的組織演化規(guī)律，描述了如何通過控制熱處理工藝參數(shù)來控制鋼的最終組織。學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)該課程的TTT曲線確定鋼的熱處理工藝參數(shù)，進(jìn)而設(shè)計(jì)完整的熱處理工藝流程。但書中過多而又抽象的知識點(diǎn)也增加了機(jī)械知識、技能基礎(chǔ)不足的學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)時的難度。為了幫助學(xué)生真正掌握課程內(nèi)容，我們通過創(chuàng)設(shè)現(xiàn)場教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;利用線上與線下教學(xué)相結(jié)合，幫助學(xué)生深入理解;借助啟發(fā)式教學(xué)，引發(fā)學(xué)生自主思考。我們運(yùn)用多種教學(xué)策略，最大化激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣，讓學(xué)生能夠積極、主動地參與到課堂學(xué)習(xí)中，幫助學(xué)生深入、全面了解熱處理基礎(chǔ)理論課程，鞏固參賽的知識理論基礎(chǔ)。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開展校企合作

江蘇大學(xué)金屬材料工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際。對校內(nèi)無法完成的個別大實(shí)驗(yàn)，我們也積極聯(lián)系本地科研院，最大限度滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)條件需求。通過帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室，豐富學(xué)生的見識。如在“材料力學(xué)性能”課程的知識講解完成后，我們增設(shè)了相關(guān)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過指導(dǎo)學(xué)生回顧知識原理完成預(yù)習(xí)，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室參觀材料的沖擊、壓縮、拉伸實(shí)驗(yàn)及硬度等力學(xué)指標(biāo)測試。為了加深實(shí)驗(yàn)操作印象，我們要求學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報告重述實(shí)驗(yàn)流程。在這一系列的過程中，學(xué)生能夠通過觀察以驗(yàn)證課本中的知識，提升學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步掌握基礎(chǔ)知識。此外，我們還與企業(yè)構(gòu)建了校企合作的教學(xué)模式，帶領(lǐng)學(xué)生前往企業(yè)參觀生產(chǎn)車間，對企業(yè)運(yùn)行模式、金屬材料熱處理的發(fā)展趨勢進(jìn)行了解，結(jié)合綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)及時與學(xué)生溝通交流，進(jìn)行疑難解惑，使學(xué)生的熱處理操作更加規(guī)范化，讓學(xué)生進(jìn)一步掌握熱處理工藝技術(shù)，最后通過參加熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽強(qiáng)化學(xué)生對熱處理地位和作用的認(rèn)知。

我們根據(jù)實(shí)踐狀況，研究了理論知識與學(xué)科競賽及人才培養(yǎng)之間的關(guān)系，融合了學(xué)科競賽與實(shí)踐教學(xué)開創(chuàng)新模式。我們尊重學(xué)生的主體地位，通過發(fā)揮教師的引領(lǐng)作用甄選具有工程應(yīng)用背景的校企合作項(xiàng)目帶領(lǐng)學(xué)生參賽，在熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，并引導(dǎo)和幫助學(xué)生分析、解決問題，提高創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。競爭式的參賽模式不僅激發(fā)了學(xué)生對熱處理基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐的熱情，同時也提升了學(xué)生對熱處理地位和作用的認(rèn)識，推動了熱處理技術(shù)的創(chuàng)新及熱處理行業(yè)的進(jìn)步，使得新材料與高端裝備制造業(yè)得以發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)國家的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變[2]。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳煒曄，張樹玲，蔣亮，等.學(xué)科競賽與材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2017（28）.

[2]張昂，楊小玲.大學(xué)生競賽與自主創(chuàng)新開放實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2016（2）.

基金項(xiàng)目：江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目（金屬材料工程專業(yè)，PPZY2015B127）;江蘇省教改課題“以工程教育專業(yè)認(rèn)證為基礎(chǔ)的金屬材料工程品牌專業(yè)建設(shè)研究與實(shí)踐”（2017JSJG160）;江蘇大學(xué)教改課題“以工程教育專業(yè)認(rèn)證為基礎(chǔ)的金屬材料工程品牌專業(yè)建設(shè)研究與實(shí)踐”（2017JGZZ001）。

作者簡介：郭順（1984—），男，山東威海人，副教授，博士，研究方向：金屬材料。

通信作者：程曉農(nóng)（1958—），男，江蘇蘇州人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向：高端金屬結(jié)構(gòu)材料。