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(shí)踐教學(xué)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐”研究針對(duì)我國材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，以河南科技大學(xué)材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革為目標(biāo)，基于現(xiàn)代工程教育理念，充分結(jié)合企業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及專業(yè)自身特色，探討構(gòu)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(xùn)練為依托的材料類專業(yè)“三層次八環(huán)節(jié)”工程實(shí)踐教學(xué)體系，探索了利用地域優(yōu)勢搭建“2+5+N工程實(shí)踐教學(xué)基地群”的新機(jī)制。研究應(yīng)用實(shí)踐表明，研究成果對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高、學(xué)科建設(shè)的發(fā)展都具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：工科院校 材料類專業(yè) 實(shí)踐教學(xué)體系 創(chuàng)新與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）04（a）-0010-02

1 研究背景

實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的重要組成部分，是教學(xué)過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它包括教學(xué)實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)及社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)等一切相對(duì)于理論教學(xué)的各種教學(xué)活動(dòng)的總稱，從而構(gòu)成了有機(jī)統(tǒng)一和相互聯(lián)系的實(shí)踐教學(xué)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(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)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(xué)結(jié)合困難等問題，不利于現(xiàn)代高級(jí)工程技術(shù)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(zhuǎn)變辦學(xué)理念、調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)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(shù)人才提到日程上來。因此，以現(xiàn)代工程教育為導(dǎo)向，建立起以能力培養(yǎng)為主線，以工程實(shí)踐為依托，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為突破口，理論與工程實(shí)踐結(jié)合、課內(nèi)與課外結(jié)合、校內(nèi)與校外結(jié)合，形成與課堂教學(xué)相輔相成又相對(duì)獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系是必要的。

“普通工科院校材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐”這一研究針對(duì)我國材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，以河南科技大學(xué)材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革為目標(biāo)，基于現(xiàn)代工程教育理念，充分結(jié)合企業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及專業(yè)自身特色，探討了材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)成，建立了以能力培養(yǎng)為主線、以工程訓(xùn)練為依托的材料類專業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)體系，探索了利用地域優(yōu)勢搭建工程實(shí)踐教學(xué)基地的新機(jī)制。應(yīng)用實(shí)踐表明，研究成果對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高、學(xué)科建設(shè)的進(jìn)步都具有一定的指導(dǎo)意義。

2 研究的主要成果

2.1 人才培養(yǎng)方案的構(gòu)建

人才培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)的綱領(lǐng)性文件，體現(xiàn)了學(xué)校的辦學(xué)思想，是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)。對(duì)于普通工科院校來說，其人才培養(yǎng)定位是培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級(jí)專門人才。依據(jù)現(xiàn)代工程教育理念，參考學(xué)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(shí)應(yīng)遵循如下的基本原則：一是把工程教育貫穿工科學(xué)生四年的整個(gè)培養(yǎng)過程中，由淺入深，工程實(shí)踐的分量逐年增加，第四年達(dá)到最高。二是理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重，即在強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)的同時(shí)，不過多減弱理論教學(xué)的學(xué)時(shí)。培養(yǎng)方案的總體框架如圖1所示。圖1可以總結(jié)為“三課一環(huán)節(jié)”人才培養(yǎng)方案構(gòu)架。所謂“三課”即通識(shí)教育課程、學(xué)科平臺(tái)課程和專業(yè)課程；“一環(huán)節(jié)”即工程實(shí)踐環(huán)節(jié)。以“通識(shí)教育課程+學(xué)科平臺(tái)課程”支撐學(xué)生的科學(xué)理論基礎(chǔ)和人文基礎(chǔ)，以“專業(yè)課程+工程實(shí)踐環(huán)節(jié)”支撐學(xué)生的工程實(shí)踐基礎(chǔ)。

就作者所在學(xué)校的材料類專業(yè)來說，本科四年的總學(xué)分為193學(xué)分，其中，通識(shí)教育課44學(xué)分，學(xué)科平臺(tái)課78學(xué)分，專業(yè)方向課18學(xué)分，工程實(shí)踐教學(xué)53學(xué)分。實(shí)踐教學(xué)由過去的45學(xué)分，提高到學(xué)分提高現(xiàn)在的53學(xué)分，提高約18%。另外在培養(yǎng)方案中為彌補(bǔ)教師工程實(shí)踐知識(shí)缺乏的不足，促進(jìn)優(yōu)秀的企業(yè)教師參與課堂教學(xué)，把一些專業(yè)性強(qiáng)、工藝性強(qiáng)、偏重設(shè)備的專業(yè)課程直接放到企業(yè)進(jìn)行，首次明確了專業(yè)課教學(xué)、工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中企業(yè)參與教學(xué)必須完成的學(xué)分?jǐn)?shù)。

2.2 實(shí)踐教學(xué)體系的創(chuàng)新

按照“強(qiáng)化基礎(chǔ)、逐步提高、面向工程、突出創(chuàng)新”的工程實(shí)踐教學(xué)體系改革的基本思路，構(gòu)建了“三層次八環(huán)節(jié)”實(shí)踐教學(xué)體系，即設(shè)置八個(gè)工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可對(duì)學(xué)生進(jìn)行三種不同層次的工程實(shí)踐訓(xùn)練（見圖2）。

（1）工程素養(yǎng)層次：以提高學(xué)生科學(xué)精神、綜合素質(zhì)、人文素養(yǎng)、品德修養(yǎng)為主，培養(yǎng)大學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、初步的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析問題解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)業(yè)意識(shí)，包含基本技能、人文素養(yǎng)兩個(gè)環(huán)節(jié)。

基本技能環(huán)節(jié)：主要由課程實(shí)驗(yàn)組成，目的是培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)、分析問題和解決問題的能力。對(duì)于理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)課，主要對(duì)課程中所涉及到的定理、定律進(jìn)行驗(yàn)證和推導(dǎo)。對(duì)于某些專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，主要對(duì)課程中的應(yīng)用成果進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)證。所有的主干課程均需開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，其開設(shè)率應(yīng)在85%以上。

人文素養(yǎng)環(huán)節(jié)：包括社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、企業(yè)文化、企業(yè)管理、生產(chǎn)經(jīng)營等訓(xùn)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(shù)及自然科學(xué)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(xué)生在潛移默化中得以熏陶。

（2）工程實(shí)踐層次：以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程問題、綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)的能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和基本操作技能為主，包含工程認(rèn)知訓(xùn)練、設(shè)計(jì)訓(xùn)練、技能訓(xùn)練和綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

工程認(rèn)知訓(xùn)練環(huán)節(jié)：為學(xué)生構(gòu)建面向?qū)I(yè)生產(chǎn)和工程應(yīng)用的訓(xùn)練平臺(tái)，受到最基本的工程技術(shù)和操作技能方面的訓(xùn)練。包括金工實(shí)習(xí)、電工電子實(shí)習(xí)、工藝技術(shù)訓(xùn)練等環(huán)節(jié)。學(xué)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(xùn)練。

工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練環(huán)節(jié)：根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，依照專業(yè)所應(yīng)具備的能力結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，主要包括專業(yè)課程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)選題結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、車間設(shè)計(jì)等。通過設(shè)計(jì)訓(xùn)練使學(xué)生識(shí)圖繪圖能力、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)能力、工藝分析能力、結(jié)構(gòu)分析能力和材料選擇能力得到提高。

工程技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)：強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)和工程技能的認(rèn)識(shí)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題能力。由專業(yè)技能綜合訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)構(gòu)成。充分利用洛陽市機(jī)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(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐基地，推進(jìn)教育教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際和社會(huì)實(shí)踐的緊密結(jié)合，為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教育提供平臺(tái)，使學(xué)生熟悉現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)和裝備、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)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(xùn)練環(huán)節(jié)：根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，依照專業(yè)所應(yīng)具備的能力結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行的專業(yè)綜合能力訓(xùn)練，為學(xué)生構(gòu)建專業(yè)能力平臺(tái)。包括畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等環(huán)節(jié)。完善學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的規(guī)范，選題結(jié)合科研與生產(chǎn)，使學(xué)生動(dòng)手能力和解決實(shí)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(xùn)練為主，突出學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力培養(yǎng)。強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)造性、探索性思維，包含研發(fā)訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練環(huán)節(jié)。

研發(fā)訓(xùn)練環(huán)節(jié)：目的是對(duì)學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)品、工藝設(shè)計(jì)和科研能力的訓(xùn)練。包括大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃（SRTP）等。學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)，得到學(xué)校或企業(yè)給予的一定數(shù)額的研發(fā)或研究經(jīng)費(fèi)資助，通過為期一年的研究訓(xùn)練，使參與研發(fā)訓(xùn)練的學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和科研精神得到充分鍛煉。該項(xiàng)目的實(shí)施，還可發(fā)揮學(xué)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(xué)科競賽訓(xùn)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(xùn)練環(huán)節(jié)：發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性，使學(xué)生的理論知識(shí)得到鞏固和升華，突出學(xué)生個(gè)性發(fā)展，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。包括學(xué)生研發(fā)和科研立項(xiàng)、科技創(chuàng)新競賽（大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競賽、數(shù)學(xué)建模競賽、各種專業(yè)創(chuàng)新大賽等）環(huán)節(jié)。

2.3 工程實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)是完善人才培養(yǎng)體系、實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、落實(shí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要一環(huán)。學(xué)校充分利用洛陽先進(jìn)制造業(yè)基地、國家新材料產(chǎn)業(yè)基地以及學(xué)科科研實(shí)力強(qiáng)、研究平臺(tái)層次高等資源優(yōu)勢，產(chǎn)學(xué)研合作改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，搭建了由“2個(gè)國家級(jí)工程實(shí)踐教學(xué)基地為依托、5個(gè)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(shí)踐教學(xué)基地群，其中的“2”是指與中信重工機(jī)械股份有限公司聯(lián)合建立了國家重型裝備工程實(shí)踐教育中心、國家大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)基地兩個(gè)國家級(jí)工程實(shí)踐教學(xué)基地，為工程實(shí)踐教學(xué)實(shí)施提供平臺(tái)保障；“5”是指與中國一拖集團(tuán)公司、洛陽軸承集團(tuán)有限公司、中鋁洛陽銅業(yè)有限公司、洛玻集團(tuán)、河南柴油機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司等5個(gè)大型企業(yè)建立實(shí)踐教學(xué)基地，豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步鞏固了工程實(shí)踐教學(xué)的根基；“N”是指與洛陽北方企業(yè)集團(tuán)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(tuán)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(shí)踐基地，為校企合作實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施拓寬了渠道、增加了專業(yè)特色。形成了一個(gè)以材料、工藝、設(shè)備為重心，以分析與設(shè)計(jì)、工藝與制造、測試與試驗(yàn)、集成與開發(fā)為主線的材料科學(xué)與工程背景下的實(shí)踐教學(xué)基地群。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、科研及企業(yè)設(shè)備直接服務(wù)工程教育，讓學(xué)生了解、熟悉現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)和裝備、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量控制、檢測等，使學(xué)生專業(yè)技能和工程素質(zhì)得到顯著提高。

3 研究成果的應(yīng)用

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

研究成果在河南科技大學(xué)材料類專業(yè)2008級(jí)本科生中開始試用，所培養(yǎng)的學(xué)生實(shí)踐能力高，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)。五年來，大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)42項(xiàng)、15%本科生參加大學(xué)生研究訓(xùn)練。在中國第三屆“永冠杯”大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽中獲優(yōu)秀獎(jiǎng)8個(gè)；在2012數(shù)學(xué)建模競賽中，獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)6名、三等獎(jiǎng)4名；本科生發(fā)表學(xué)術(shù)論文11篇；2名學(xué)生獲2013年第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽一等獎(jiǎng)。

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

實(shí)踐教學(xué)體系的研究，還促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展與專業(yè)的建設(shè)。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(jì)劃，2013年成為國家高等學(xué)校綜合改革試點(diǎn)專業(yè)。擁有國家級(jí)精品課程、精品資源共享課程、國家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、省級(jí)教學(xué)名師、省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心等質(zhì)量工程項(xiàng)目。依托本專業(yè)組建了教育部摩擦學(xué)與材料防護(hù)工程技術(shù)研究中心、有色金屬共性技術(shù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，學(xué)科建設(shè)邁上新的臺(tái)階。

4 結(jié)語

通過探索與研究，河南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院“普通工科院校材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐”研究根據(jù)現(xiàn)代工程教育的理念，按照“強(qiáng)化基礎(chǔ)、逐步提高、面向工程、突出創(chuàng)新”的工程實(shí)踐教學(xué)體系改革的基本思路，以材料類專業(yè)的工程實(shí)踐教學(xué)為研究對(duì)象，對(duì)現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，科學(xué)構(gòu)建了具有普適性、可操作性的“三層次八環(huán)節(jié)”工程實(shí)踐教學(xué)體系，制定了材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方案。

在實(shí)踐過程中，還探索了工程實(shí)踐教學(xué)中的校企合作新機(jī)制，與中信重工機(jī)械股份有限公司聯(lián)合建立了國家重型裝備工程實(shí)踐教育中心、國家大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)基地，搭建了由“2個(gè)國家級(jí)工程實(shí)踐教學(xué)基地為依托、5個(gè)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(shí)踐教學(xué)基地群，為工程實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施提供了可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭春龍，邵紅艷.以創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的高校實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)施[J].中國高教研究，2007（4）：85-86.

[2] 袁銀男，許楨英，劉會(huì)霞，等.完善實(shí)踐教學(xué)體系強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（4）：92-94，98.

[3] 閆紹峰，孫月秋，廖國進(jìn).優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐機(jī)制[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2013（3）：104-106.