材料成型及控制工程专业“并行式”教学模式改革

1/7材料成型及控制工程专业“并行式”教学模式改革材料成型及控制工程专业“并行式”教学模式改革材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计算机等多学科交叉融合的工程技术专业。由于其综合性、探索性及专业性等特点，对该专业的本科生在理论知识掌握以及工程能力的训练方面提出了更高的要求。然而，在理论教学过程中，由于专业课对于学生来讲较为陌生，学生掌握的相关知识体系尚不完整，同时理论教学与实际生产脱节，导致部分学生出现学习兴趣降低、不能很好掌握专业知识等问题1。在实践教学环节中，也存在着实践教学零散、缺乏体系、专业实习流于形式、学生学习积极度不高等问题，导致学生缺乏工程能力的锻炼。因此，通过改革理论与实践教学模式，完善学生知识体系，锻炼其工程应用能力，培养出符合社会需求的应用型人才，在高等教育改革中具有深刻意义2。一、现状及背景应用型人才主要是指从事第一线技术应用和监督、指导等方面工作，负责完成“图纸”到“产品”的转化的工程应用型人才3。随着国家建设的发展，在一线生产岗位急需大量具有创新性及一定经验的应用型人才4。然而，2/7我国在应用型人才培养上尚缺乏经验，高校尚未形成完整、合理的教学体系。目前，在欧美等发达国家，应用型人才培养往往推崇“工学并行”模式，即学生在校学习专业知识理论、校内进行课程设计、校外到企业实习实训同时进行的教学模式2。同发达国家相比，我国在应用型人才培养过程中理论教学与实践教学模式尚缺乏合理体系。借鉴欧美“工学并行”教学模式，并结合材料成型及控制工程专业的理论与实践教学特点，提出在材料成型及控制工程专业实行同类课程理论教学与实践教学并行模式，加强学生对不同专业课理论知识及其相关性的有效掌握，同时提高其解决实际问题的能力。其主要思想是将在课程内容上存在交叉以及相关性课程的理论知识以及课程实验在内容上进行整合，开设实验大平台，加深学生对不同专业课程相关性的了解，以及整个研究历程或产品开发过程的掌握；同时通过课程设计以及理实一体化课程的开设等方式，围绕产品开发的具体任务引导学生熟悉整个研究与开发流程；通过企业短期实习和培训，实现实践教学与理论教学并行，进而培养学生的工程实践能力。二、理论与实践教学“并行式”模式改革1改革思路。我校材料成型及控制工程专业培养方向主要包括金属材料工程、焊接成型与控制与铸造成型与控制。近几年，根据市场需求以及毕业生就业情况，专业3/7培养方向逐渐调整为焊接和铸造。两个方向的专业基础课主要为材料类课程；而焊接和铸造专业方向涉及课程主要为材料成形类课程。因而在“并行式”模式改革中，理论教学内容整合和优化主要对象为材料类基础理论课程与材料成形工艺类课程。另外，为实现“并行式”教学模式，实践教学体系的建立起重要作用。实践教学的改革主要体现在以下三个方面开设实验大平台。开设与课程结构相对应的实验平台即材料基础课实验平台与成形工艺类实验平台，让学生在集中的时间内进行同一类实验，这样学生有时间、精力去设计实验、具体操作、综合分析，充分发挥学生的积极性和主动性。加强理实一体化课程建设。该课程教学过程中，摒弃原来本文由论文联盟HTTP/收集整理的以讲授理论知识为主的方法，完全面向企业现场工艺设计，结合课程设计，在教师的指导下，由学生独立完成整个项目的研究与开发。调整企业实习内容。围绕某个项目的整个开发过程，将企业的标准、规范和工艺要求等融入其中，对所涉及到的专业理论知识以及实践课所学内容进行回炉再学习，加深专业知识以及动手能力的培养；除此以外还应了解工厂的管理模式、懂得产品如何适应市场等，将理论学习和实践学习真正地融入到面对企业的应用中，使学生通过生产实习能够接受全方位的教育，提高他们走向社会以4/7后的适应能力。经改革后，实践教学体系与同类课程理论教学的关系应如图1所示。2改革内容。在理论教学方面，按照教育部颁布的“材料成型及控制工程”专业的培养目标与培养要求，以及课程设置的指导性原则，对本专业的课程进行了优化设置，其出发点是优化学生的知识结构，提高综合素质，并突出专业特色。主要包括以下几点围绕材料类基础理论知识所涉及的课程及教学内容和时间进行了优化设置。为体现材料学科的共性规律，即“材料成分、组织、结构和性能之间的规律”，对课程的教学时间和内容进行了规划物理化学课程提到第3学期，而金属学原理、热处理原理及工艺、金属材料学分别安排至4，、5，、6学期，其中材料力学性能和材料成型原理放在第5学期执行。在教学内容上，为避免热处理原理及工艺与金属材料学教学内容上的重复，金属材料学主要讲解合金化与热处理对金属材料性能的影响规律，而原有金属材料学课程中热处理原理内容进行简化和删除。围绕材料成形工艺方法及过程控制所涉及的基础知识进行了优化设置。在原有工程图学、机械原理、机械设计、机械制造基础、电工技术、电子技术等课程基础上，首先对机械原理和机械设计两门课程进行整合，开设机械设计基础课程，同时加开CAD/CAM等课程；在铸造与焊接两个专业方向上，为体现材料成型工艺方法5/7及过程控制，焊接方向在原有弧焊电源这门课程的基础上对教学内容进行改革，并开设了弧焊电源及自动控制基础这门课程，同时加设了焊接变形及残余应力的数值模拟一门课程；铸造方向则开设了检测技术与自动控制工程基础课程。在实践教学方面，主要包括以下几点实验课程体系主线的确定。实验课体系的主线是将各个综合实验联系成一个有机整体的纽带，根据专业实验课以工程为背景的指导思想，将产品的生产工艺过程作为专业方向实验体系的主线。具体对于焊接方向是以焊接产品或结构的生产工艺过程作为主线；对于铸造方向是以铸件的生产工艺过程作为主线。实验课程内容建设。通过材料类实验和材料成形类实验两大平台的建设，将依附于同类课程的实验集中于学期末进行，如开设依附于焊接方法与设备、焊接冶金学、焊接检测三门课程的课程实验金属焊接性实验、焊接工艺评定实验、焊接产品质量检验等。加强理实一体化课程建设。如理实一体化课程铸造工艺及装备设计的教学采用部分开放讨论式结合实际工程案例教学，增强老师与学生在教学过程中的互动，使学生由被动学习变为主动学习，理论和实际相结合。在教学中，注重对基本概念和基本方法的介绍，在理论推导中引出工程应用的概念，在实例分析中强化理论推导。课程作业摒弃过去的思考题类6/7型，改变以往全部课程授完之后再进行工艺设计训练的方法，把授课内容分成块，进行块的实践性训练，最后将块整合，做一个工程化的全面设计训练。采用一系列的小型铸造工程设计项目作为平时作业，通过工程设计实践，加强课程内容的理解、提高学生的工程能力。考试采用简单铸造工艺综合设计，并由教师与学生共同提问答辩，当场给分的模式。实习内容改革。在建设稳定的校外实习基地基础之上，改变实习单一的模式。具体做法是根据材料成型及控制工程专业培养方向，焊接方向学生主要以实习单位铆焊车间作为主要生产实习地点，而铸造方向主要以铸造车间作为生产实习地点。围绕实习单位具体产品开发的任务引导学生熟悉整个研究与开发流程，而不是泛泛的地将整个实习单位的所有车间一天之内逛完，将理论学习和实践学习真正的地融入到面对企业的应用中。另外一个重要改革是将焊接方向与铸造方向的毕业生的毕业实习采用分散式实习方式。具体做法是将每班同学分散成若干小组，每个小组分配至一家企业，并由企业分派实习领队，负责指导学生的现场实习操作和解答学生在生产实践中的各种疑问，在四周的实习期内确保每名学生亲自参与实践，充分掌握生产流程。该分散式实习方式已实施四届，并取得了良好效果。三、结语7/7推行理论教学与实践教学并行教学模式，有利于学生对不同专业课程的教学内容及其相关性的了解与掌握。通过对在内容上有交叉且相关性很强的课程的理论知识以及课程实验在内容以及时间上进行整合，可以加深学生对不同专业课程的相关性