金属材料工程专业教改实践探索

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摘要：结合西安工业大学“金属材料工程”国家级特色专业现状，论述了“卓越工程师教育培养计划”教改实践过程：为了实现培养“具有较强实践能力和工程创新意识的工程研究型高层次人才”的目标，制定了金属材料工程专业的卓越工程师培养标准；采用“3+0.5+0.5”的培养模式，通过“两级目标实现矩阵”将培养标准细化落实到课程教学；经过四届实验班运行实践，人才培养质量得到企业认可。

关键词：金属材料工程；卓越工程师；教学改革

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》提出的高等教育重大改革计划，目前共有194所高校参与了“卓越计划”[1]。“卓越计划”旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量[2,3]。西安工业大学金属材料工程专业于2013年获批进入第三批教育部卓越计划试点专业名单。经过近5年的建设，该专业以“卓越计划”实施为契机，依靠学校在材料制造领域的技术优势和人才培养优势，依托西安工业大学重点实验室、工程研究中心等国家级、省（部）级科学研究与工程技术研究基地，积极开展以卓越工程师知识、能力、素质培养为线索的教学方法、培养模式和工程实践能力训练等方面教学研究与改革工作。

1面向“卓越工程师”培养的金属材料工程教改实践过程

1.1西安工业大学金属材料工程专业简介

金属材料工程专业源于1955年建立的机械工程专业材料成型方向，1979年设立金属材料及热处理专业，1983年设立铸造专业，1998年国家专业调整后，金属材料及热处理专业和铸造专业合并为金属材料工程专业。金属材料工程专业于2008年入选国家级特色专业建设项目。专业依托材料科学与工程学科，该学科是陕西省和原兵器工业部重点学科，现有博士后流动站1个；博士和硕士授权点一级学科1个、二级学科3个及专业硕士授权领域1个。

1.2教改实验班的培养目标

在我校以往本科人才培养过程中发现两个问题：一是规模扩张与发展所需资源严重不足的矛盾难以化解。工程教育对培养工程创新人才提出了很高的教育资源要求，特别是良好的创新实践环境，并能够适应社会实践迅速发展变化的要求；二是过分强调通识教育的后果，使工程教育与工程实际之间产生脱节，培养的毕业生对工程实践发展需求认识不足、对工程创新能力的储备不足；而过分强调应用知识培养，又导致毕业生创新后劲不足。要解决这两个问题就要改变现有本科教育培养模式，构建一个以工程创新能力培养为目标的、有社会力量参与培养的“以学校为主体、重点科研基地为依托、产业一线社会力量为支撑”的开放式的新教学体系，探索完成有效运行机制。教改实验班的组建和开设依据学院学科专业发展方向和社会需求，培养具有较强实践能力和工程创新意识的工程研究型高层次人才。具体的培养目标定位于：具备材料学、机械、电子、计算机及信息科学技术的基本知识，有较强的实践能力和工程创新意识的，可从事新型材料系统设计、精密制造技术、分析检测等工程应用领域中的技术开发、科学研究、运行管理等方面工作，在材料领域具有工程创新实践能力的工程研究型高层次人才。工程研究型人才主要任务是进行关于科学知识和技术的开发与应用研究，因此教育培养工作就要充分利用产学研合作所形成的社会资源、学科基础资源、科学研究成果资源、科学研究基地资源，从“强化实践、突出创新”两方面入手，以实验班为研究载体，在工科学生工程创新能力培养方面开展探索实践。

1.3教改实验班毕业生所具备的素质及能力

教改班要培养具有坚实材料专业基础和优秀工程实践能力、富有创新能力及协作精神、具有新材料设计制备特色的、并具备多学科视野的材料工程领域的卓越工程技术后备人才，因此期望学生在毕业时具备以下素质及能力。（1）热爱祖国，忠于人民，热爱拥护中国共产党，掌握马克思主义、思想具备社会主义民主和法制观念。有踏实、勤奋、求实、创新的优秀品质，有团结合作的团队精神。（2）具有扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及良好的交流与沟通能力。（3）具有较强的自学能力、创新意识和较强的综合素质。（4）具有较强的计算机和外语应用能力。（5）较系统地掌握材料工程领域宽广的技术基础理论知识。（6）具有材料工程领域内某个专业方向深厚的专业知识，掌握其学科前沿及发展趋势。（7）具有较强的工程意识、工程能力和工程素质。（8）具有材料制造工程特色的工程实践系统训练的经历。

1.4培养模式、标准及实现矩阵

1.4.1培养模式

根据培养过程所经历的阶段，在学校本科生总体3+1培养模式下，具体采用“3+X”培养模式。其中：“3”是本科教育中前3学期工科专业公共基础教育。“X”=3+1+0.5+0.5，其中，“3”为第四、五、六学期的专业基础教育，以系统教学为主；“1”为第七学期的工程实践训练教育，包括校内的工程能力基本训练和校外的工程实践训练；第一个“0.5”为第八学期前半学期的专业教育与解决工程技术问题能力训练；第二个“0.5”为第八学期后半学期的工程研发能力训练。

1.4.2培养标准及实现矩阵

在国家卓越工程师培养通用标准[4]的指导下，并参照制造业标准的基本要求，充分体现材料工程领域工业生产对人才需求的基本特征，结合西安工业大学“坚持面向企业，立足一线，为区域经济和国防工业服务，培养应用型高级专门人才”的办学定位、“以人才培养为中心，走学产研结合之路”的办学指导思想和“注重工程实践，突出制造技术”的办学特色，制定了金属材料工程专业的卓越工程师培养标准。该标准从技术知识和推理能力，思想品德与职业道德，个人职业技能和创新能力、人际交往技能，团队协作和交流，综合工程实践经验五个方面对人才培养质量水平进行了规范。依照该标准，制定了“两级目标实现矩阵”，将培养标准细化落实到教学全过程，见表1。从表1可以看出，实现矩阵首先将一级目标分解为若干个二级目标，每个二级目标与标准中的知识、能力和素质知识单元对应；再把标准中知识、能力和素质各级指标与实现课程进行一一对应，这样就实现了专业培养目标到课程教学的实施落地。

1.5教改班实施效果分析

西安工业大学金属材料工程专业教改试验班自2012年开班以来，已经经过四届学生全周期运行。在新的培养模式下，实践教学环节课时比重增加，教改实验班学生在计算机三维建模、铸造工艺优化设计、铸造工艺仿真等方面，相对于普通班学生形成了特长，反映出的设计优化水平显著高于普通班的学生[5,6]。学生在实践企业可直接参与到新产品研发过程，与企业导师密切配合，运用所学知识，补充企业技术团队在仿真模拟方面的不足；因而能接触企业技术核心，将服务与学习有机结合。此外，学生通过长时间实践可以深入了解和掌握某项产品的典型生产环节，建立产品生产流程的概念，并获得组织和管理生产的初步知识，加强了理论联系实际，提高在生产实践中解决问题和技术创新的能力。分析学生毕业去向，自2010级到2014级，每年除考研及参加征兵外，参加工作的学生比例始终高于95%，多名学生已成为金属材料领域的骨干力量和领军人物，充分说明了培养的学生深受社会欢迎，得到了行业企业的高度认可。

2结束语

国家“卓越工程师教育培养计划”为高校培养卓越工程师提供了一个宏观框架，而没有作出具体详尽的、尤其是数量指标上的微观限定。在这样的良好机制和政策环境下，西安工业大学能够充分利用各种教育教学资源，发挥自身的办学优势，积极开展面向“卓越工程师”培养的教学研究与改革工作，成功地探索了一条现代工程师培养的新途径，有力支撑了材料科学与工程学科的建设，对全国金属材料工程专业培养模式改革具有积极的辐射作用和借鉴意义。

参考文献：

[1]林健.形成具备竞争优势的卓越工程师培养特色[J].高等工程教育研究，2012，30(6):7-21.

[2]侯永峰，武美萍，宫文飞，等.深入实施卓越工程师教育培养计划，创新工程人才培养机制[J].高等工程教育研究，2014，32(3):1-6.

[3]林健.“卓越工程师教育培养计划”专门要求考查评价分析[J].清华大学教育研究，2015，36(4):43-55.

[4]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准诠释[J].高等工程教育研究，2014，32(1):12-23.

[5]梁艳峰，郭永春，杨忠，等.突出工程实践的工科专业教学体系改革研究[J].铸造技术，2018，39(3):732-735.

[6]梁艳峰，王正品，郭永春.高校工科生产实习模式的教学改革实践研究[J].铸造技术，2015，36(12):2960-2963.

作者:梁艳峰 郭永春 杨忠 高培虎 于阳 单位:西安工业大学 西安向阳航天材料股份有限公司