应用型金属材料工程专业工程实践能力培养探索
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作者:张正贵 冯杰 牛建平
摘要：文章根据当今工业企业对工程技术人才的需求，结合高等工科院校工程实践教育的实际状况，阐述了金属材料工程专业实践教学课程体系存在的不足和问题，并依据应用型人才培养目标的要求，提议从加强实验实训基地建设入手，打造双师型师资队伍，构建实践课程的教学体系。文章提倡通过改革，加大实验实训教学的训练，加强生产实践与理论教学的产教融合，提高应用型人才培养质量。
关键词：金属材料工程;实训基地;探索;实践
为工业企业培养工程技术人才是工科类高等院校专业人才培养的主要目标，作为地方院校，更应该把应用型人才的培养作为自己的办学定位目标。各高校目前围绕着应用能力的培养，进行着各种改革实践，但仍然有许多问题需要解决，如培养方案不能体现能力培养的需求，授课内容落后，教学方法仍以灌输为主，启发教学和案例教学少，采取的理论教学模式比较传统，实践性课程的设置数量和学时偏少，对学生实践能力提高的支撑力不够等。大学阶段重要的实践环节毕业设计，其题目来源于企业或能直接为企业服务的工程，实际题目偏少，学校在专业课程设置方面与企业联系不够紧密。当前我国本科工程教育的人才培养的结构构成、类型、办学层次与社会的需求存在一定的脱节。金属材料工程专业是作为应用性强，与工业企业结合紧密的专业，实践教学是应用型人才培养的关键环节，大学四年是参与工程实践、形成工程思维、获得工程经验的最好机会。各高校对金属材料工程专业的改革都提出了自己的思路。本文结合沈阳大学地方应用型院校的特征，提出通过加大实验实训基地建设，提高学生工程实践应用能力的一些思路和做法。
一、工程实践能力培养的基本思路
以培养高质量的学生为宗旨，密切关注行业就业需求取向，以工程实践能力的培养为抓手，走产教、产科、产学相结合的改革思路，密切专业与相关工业企业的合作关系，促进学科专业与产业的对接、主干核心专业课程与金属材料工程相关职业实际需求相适应、专业实践实训课程内容与工业企业实际生产过程相对接，培养为社会所需的高层次应用型专门技术人才。打造以金属材料热处理人才培养为主线，以实验实训基地、师资队伍、课程体系和课程内容三项系统建设为重点，注重专业内涵建设和沈阳装备制造业特色。校企联合分析岗位能力、知识、素质、态度要求，组织课程的设置体系，并以核心专业课程建设为先导，逐步改革课程内容、方法和手段。在实验实训基地建设上，建设融实践教学、认证培训以及生产为一完整系统的校内生产性实训基地。在师资队伍建设上，充分利用沈阳企业技术人才积聚的优势，聘请相关专家参与人才培养的各个环节。同时全面提高专业教师的工程实践能力，构建高水平的教学团队。
二、工程实践能力培养的实施
依据沈阳装备制造基地和打造汽车制造群的特点，以金属材料热处理为特色从培养技能、强化能力、提高素质的目标出发，针对实践教学进行系列改革。构建专业实验与专业技能培训一体化的集中实践教学模式。使学生在掌握金属材料工程专业基础理论知识和专业知识的基础上，通过加大实践锻炼，掌握解决材料科学相关问题的基本方法。提高独立分析和解决材料工程中实际问题的能力，达到培养应用型人才的要求。
（一）人才培养模式
以社会需求为导向，研究金属材料工程专业的岗位需求、岗位所需职业能力、职业技能、素质要求等作为专业建设和教学改革的基础。重构实践教学课程体系，完善实践教学质量考核方法，强化过程考核管理，改进、调整、完善人才培养模式和课程体系。
（二）实践教学环节改革与探索
制定符合应用型人才需求的培养方案，构建系统的四年连续不断的实践课程教学体系，使实验实训等实践性教学环节的学时占总学时的25%以上，并不断完善实践性课程的教学内容和实践教学过程考核办法，提高专业动手能力的培养。在专业培养方案中增设了若干实践环节，课程设计类有工程图学课程设计、机械设计课程设计、金属热处理与工艺课程设计、热处理设备课程设计;实习类有金工实习、生产实习、毕业实习，实训课程有金相分析技术实训、材料失效分析实训、金属材料制备实训、专业综合实训、创新实践等。通过这样系统的实践环节训练，提高了学生的实践能力。下面介绍本专业的几个主要实训课程实施案例。
1.专业综合实训课程
本课程设置在第七学期，是在学习完成大学四年的理论课程学习之后进行的实践教学过程，时间为2周。课程内容主要结合工业实际，选用汽车典型零件（如汽车用齿轮、轴等），对零件提出相应的性能指标要求，让学生按照给定的条件，综合运用所学的专业知识，根据钢的成分特点，制订相应的热处理工艺方案并实施实验，分析组织和测试力学性能等，最终完成一份实训报告。通过这样的训练过程，建立起热处理工艺与组织、性能之间关系的知识体系，通过这样两周的实训，锻炼了学生的能力，加深了他们对专业知识的理解，从而培养了学生的综合分析问题和解决问题的能力。
2.材料失效分析实训课程
此课程时间为1周，学生从工程实际中选择真实的失效案例，每人一个题目，独立完成失效分析报告。经过这1周的课程实训，让学生通过现代实验分析手段来分析失效零件的成分、组织是否合格，是否符合技术要求。根据断口观察找出断裂源，分析讨论断裂失效产生的原因，并给出合理的建议，并写出失效报告。通过课程实训训练，加深对一般工程结构和机械零件失效分析的基础知识的理解、基本方法和基本技能的掌握，能够利用所学的知识建立失效分析方法和思路，熟悉判断失效零件裂纹源的方法，会分析各种断裂类型、起裂点及断裂过程，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展，为解决工程中失效问题打下良好的基础。
3.金相分析技术实训课程
课程安排在大三下学期，时间为2周。作为金属材料专业的学生，材料的制备、组织分析是应具备的基本实践技能，该实训课程主要内容包括金相样品的制备、相关仪器设备的使用、不同成分（钢、铝合金、铜合金）、不同状态（冷轧、热轧、再结晶）金属材料的显微组织分析、金相组织与低碳钢的含碳量关系、渗碳零件的金相检验、利用直读光谱仪测定材料成分等。对于低碳钢，进行渗碳处理，然后通过硬度测试和显微组织的观察来检验渗碳层深度。这样的实训课程，对学生学习和掌握金属材料的显微组织分析方法有利;从样品制备、不同材料的金相组织观察、成分分析全方位锻炼，从而为学生今后从事金属材料的金相组织评定工作、材料失效分析检测工作打下良好的实践基础。
几年的实践结果表明，通过加大实验实训课程的训练，使理论知识与工程实际有机结合，调动了学生的学习积极性和主观能动性，提高了人才培养质量。
（1）变被动为主动学习，提高了学习效果
实践教学内容符合生产实际要求，提高了学生的学习积极性。专业综合实训课程让学生亲自验证了工艺制定的合理性。材料失效分析实训中零件都是来源于工程实际，金相分析技术实训中材料都是实际工程中应用的材料，虽然任务复杂，但由于来源于实际，对走向工作岗位有用，所以极大地调动了学生的学习热情，实现了从被动到主动学习的转变。
（2）激发学生创新意识，培养其探究科学问题的能力
在专业综合实训课程中，对学生提出了明确的任务要求，具体实施方案由学生自己相互讨论确定。使学生在开放的环境下，充分发挥自己的想象并结合理论知识，独立完成实验方案设计，激发学生探索解决问题的创新意识。
（3）实践能力和团结协作能力得到提高
实训过程中，根据实训内容不同，分成不同的小组，通过查阅相关文献资料，制定出合理的实验方案和热处理生产工艺、分析零件的失效原因。此方法可锻炼学生的观察能力、分析能力和动手能力，提高综合运用知识的能力，学生的实际工作能力、科研能力也会有很大的提高，能够比较顺利地适应工作。同时，学生通过分工合作、锻炼了协调处理技术问题的能力。
（三）应用型师资队伍建设
围绕着应用型人才培养的目标，以双师双能教师队伍建设为核心，打造一支专业实践教学能力高的师资队伍。依托沈阳装备制造基地的人才优势和实践优势，对新人校的年轻博士，派遣到企业锻炼半年;50岁以下教师，均要有相关企业工作经历，使“双师双能”型教师比例达到100%以上，以此提高专任教师的实践经验和实践教学能力，建立起一支知识结构、年龄结构、职称结构等合理的高水平实践教学教学团队。
三、结语
為达成素质、能力、知识的协调一致，重构金属材料工程专业的实践课程教学体系，要以强化实验实训基地的建设为抓手，实现工程实践能力、创新创业意识的培养，理论知识与实践经验的互相融合，使工科大学成为高素质工程技术人才的摇篮。
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