基于现代工程教育理念的材成专业实践教学①

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  摘 要:实践教学是高等学校专业教学计划中的重要组成部分,是培养工程应用型人才的关键环节,也是现代工程教育中不可替代的重要环节。本文以材料成型及控制工程专业为例探讨了现代工程教育实践教学内容的基本框架、实践教学管理及条件保障措施。
  关键词:实践教学体系 材料成型及控制工程专业 现代工程教育理念
  中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)07(a)-0173-02
  现代工程教育理念起源于美国,它是伴随美国工程教育的变革历程而生成的一套完整的指导工程教育改革的理论体系。现代工程教育理念非常强调工程实践训练在教育中的作用,尤其是强调对学生工程设计能力的培养,这是对工程教育从“科学模式”回归“工程模式”的重大变革。
  我国现行的工科类专业人才培养模式以知识系统化传授与验证为主线,工程教育“科学化”的趋势越来越凸现,忽略了工程的系统性及其实践特征,致使工程能力与素质的培养零散。教育部于2010年6月启动了“卓越工程师教育培养计划”。该计划是为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》而实施的高等教育重大改革项目,旨在为未来工程领域培养多种类型的、优秀的工程师后备军,它要求高校转变办学理念、调整人才培养目标定位以及改革人才培养模式,培养面向工业界、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才,提升我国工程教育的国际竞争力,提升我国产业的国际竞争力,为走新型工业化发展道路,实现使大学毕业生能够更好地服务于社会,创造有利条件。同时还要求高校改变重理论轻实践、重知识传授轻能力培养的观念,注重学思结合,注重知行统一,注重因材施教,以强化实践教学有关要求为重点,以创新实践育人方法途径为基础,以加强实践育人基地建设为依托,以加大实践育人经费投入为保障,积极调动整合社会各方面资源,形成实践育人合力,着力构建长效机制,努力推动高校实践育人工作取得新成效、开创新局面。所以,探索现代工程教育理念相适应的新的实践教学体系是必要的,也是紧迫的。
  本文以材料成型及控制工程(材成)专业为例探讨了现代工程教育实践教学内容的基本框架、实践教学管理及条件保障措施。
  1 材成专业实践教学内容的基本框架
  实践教学是本科教育体系的重要组成部分,是培养学生理论联系实际,提高学生综合素质、实践能力和创新能力的重要教学过程。材成专业是一个具有典型材料学科特征的机械类学科,其专业基本知识体系由机械学科和材料学科的基础知识共同构成。材成专业实践教学体系是由军训、实验、实习、毕业(课程)设计、社会实践等环节等构成。根据现代工程教育的“回归工程、回归实践”的要求,现有实践教学体系还需从实践教学内容改革,强化实践性教学质量控制、校内实习基地实训、校外实习基地实习、开放实验室提高技能、大学生科研训练计划创新训练等方面对实践教学体系进行完善。
  实践教学内容改革:不仅要在数量上增加实践性教学环节(实验、课程设计和毕业设计)的学时数,而且重点在质量方面下功夫以提高实践性教学环节的教学质量,加强实践性教学环节的过程控制,完善学生毕业设计等实践性教学环节的考评,毕业设计选题要更多结合科研与生产以体现创新能力的培养,通过学生做论文(结合科研)类、设计(结合实际生产)类课题,使学生动手能力和解决实际问题得到提高,收到了较好的效果。
  实习、实训与实践:依托行业地域优势、构建实践教学大平台,拓宽了学生校外实践渠道,推进教育教学与生产劳动和社会实践的紧密结合。以河南科技大学为例,在完成校内实习实训的基础上,充分利用洛阳市机械制造业基地的优势,与中国一拖、中信重工等大型企业合作成立的十余个校外实习、实训与实践基地,拓宽了学生校外实践渠道,为产学研结合教育提供平台,学生熟悉了现代化生产技术和装备、生产管理、产品质量控制检测等,学生专业技能和专业素养得到了显著提高。
  开放实验室:所有的主干课程都应开设综合性实验或设计性实验,综合性实验或设计性实验开设率要达到85%以上。综合性实验确保使学生真正达到实验技能和方法的综合训练,设计性也使得实验的过程充分发挥了他们的主观能动性,引导他们的创新性思维。同时应大幅度增加实验室开放的范围与时间,增加学生自主开展实验训练的时间和空间,提高了学生的动手实践能力和实验设计能力。
  大学生科研训练计划:学生创新能力的培养很大程度上来自于创新的实践过程,科研训练是推进研究性学习的有效地手段。学生在老师指导下进行立项申请后,利用学校资助的一定数额的科研经费,通过为期一年的研究训练,使参加学生的实际能力、创新意识和科研精神得到充分锻炼。
  2 材成专业实践教学管理
  2.1 实践教学内容管理
  实践教学内容设置应依据专业培养目标、遵循教育教学规律和因材施教的原则,注重知识、能力、素质协调发展和共同提高。同时也应根据社会、经济和科学技术的发展,实践教学内容和实践教学方法要适时不断革新。实践教学是一个复杂体系,可以分成军训、实验、实习、毕业(课程)设计、社会实践等环节,是教学中理论联系实际的重要环节,也是培养工程应用型人才的关键环节。分基本素质、基础技能、专业技能和综合训练四个层次,每个层次又涵盖不同的训练内容。虽然采取的教学手段和方法不尽相同,但都应以培养学生动手动脑能力、独立思考能力、创新能力为教学目的的。主要表现为实验和实习两种最基本的形式。
  实验教学内容主要是对理论课程中所涉及到的定理、定律进行验证和推导。人为地设定一定的条件,运用某种特定方法和手段,模拟自然现象,验证定理,获得动手能力的锻炼。教学的内容应该是“把握基本,强调综合,提倡研究,鼓励创新”。实习教学内容都是分阶段进行的。在低年级主要进行认识实习,学习掌握基本工具、各种仪器仪表的使用,以及基本操作技能的训练。如在电工电子实习中进行元器件的焊接训练和照明线路的排布线训练,在金工实习中的进行车、铣、刨、磨等训练。之后,通过设定某些专题,或者引进一些科研课题,组织学生在教师指导下,自己动手,设计和完成课题任务,如大学生科研训练计划、大学生“挑战杯”竞赛等。在高年级,学生将直接接触生产实际,在工厂企业中进行实际产品制造的生产实习,或者自己进行产品设计、开发,或者参与科研工作活动,将科研工作的内容、手段和目的融入教学之中。   2.2 实践教学运行管理
  实践教学运行管理是按实践教学计划实施对教学活动的重要管理,它包括以教师为主导、以学生为主体、师生相互配合的教学过程的教学管理和以院、教研室等机构为主体进行的组织管理。要明确各级职责,建立相关制度和教学文件(如实践教学管理制度、各类实践性环节教学大纲、实践教学计划等),严格执行教学规范和各项规章制度,科学化、规范化管理,保证实践教学工作稳定运行。
  (1)学院负责制定和建立相关制度和教学文件,组织、指导和调控实践教学运行。
  (2)教研室负责做好所承担课程实践性教学环节的组织落实工作。
  (3)在实习开始前,应根据实习大纲的要求及实习安排情况,制定详细的实习计划。同时,做好实习设备、场所的沟通和检查工作。明确考核标准和办法,考核标准和办法应在学生实习前公布。
  (4)对于需要学生选题的课程设计、毕业设计(论文)等实践性教学环节,指导教师应结合生产、科研实际拟定题目。
  (5)在学生实验或实习期间,指导教师应严格按照安排到岗指导。
  (6)实验教学管理人员应全面了解并及时解决实验教学过程中存在的问题,保证实验教学顺利进行。
  (7)学生实践环节成绩应根据实习期间的表现、实习日志、实习报告,实习任务的完成情况以及生产单位的评语综合评定。
  2.3 实践教学质量管理
  要提高质量意识,树立正确全面的质量观,根据专业的特点和条件,不同实践性环节,建立有效的质量监控机制,坚持严格的质量标准,通过过程质量控制、教学检查、教学评价等多种手段,提高实践教学质量。
  (1)学院负责制定和建立相关制度和教学文件,监督检查实践教学运行。
  (2)教研室主任负责本教研室主讲课程的实验课质量的管理与监督检查;实验室主任负责本实验室所开设的实验课质量的管理与检查。课程主讲教师、实验指导教师、实验技术人员对课程实验教学质量负责。
  (3)实验课实行主讲教师负责制。凡课程含有实践教学环节的,课程主讲教师必须至少指导一次实验,并负责实验教学质量。
  (4)实习教学质量由实习基地负责人和带队教师共同负责,教研室主任负责监督检查。
  (5)实验或实习教学大纲由教研室组织编写,实验教学计划必须按实验教学大纲执行。所有实验课必须有实验教材或实验指导书,并且由实验指导教师、课程主讲教师选定或编写。
  3 实践教学条件保障
  3.1 实践教学师资队伍建设
  不断提高实践教学指导教师的学历层次和实践技能,鼓励积极参与实验室建设、实践教学模式与方法改革、科研与对外技术服务工作,提高实践教学业务水平。通过政策引导,吸引高层次专业教师从事实践环节教学工作。实践教学师资队伍要建设培养一支既有高等院校教学经验又有相关企业工作经历的“双师型”教师队伍。
  (1)选派一些主要从事实践性教学的教师到生产现场进行短期培训,了解熟悉企业,提高实践动手能力,取得相应专业技能证书。
  (2)从企业中选聘一些德才兼备、具有丰富实践经验的工程师充实教师队伍,通过参加继续教育,使他们在专业理论及计算机操作等方面迅速得到提高。
  (3)聘请校外具有丰富工作经验和较高理论水平的兼职教师,定期到学校指导实训基地建设工作。
  3.2 实验室建设
  积极进行实验教学内容和实验教学方法革新,加强实验室建设以实现实验室开放,增加综合性设计性实验的比例,提高实验设备的共享程度和使用效率。努力为学生创造更好的实验教学条件和更多动手操作的机会。
  (1)合理制定实验教学方案,完善实验教学体系,切实保障实验环节的时间和教学效果、教学质量。
  (2)不断增加综合性、设计性实验项目,倡导产学研结合,鼓励学生自主设计实验,培养学生的创新意识和动手能力。
  (3)积极扩大实验室开放时间、开放范围和开放的内容,提高教学仪器设备的使用效率。
  (4)全面提升实验室在产学研应用型人才培养、服务区域经济的能力。
  3.3 校内外实习基地建设
  加强各类实习基地建设,建立丰富的与专业人才培养目标相适应的各类校内外实习基地,并不断扩大和发展新的实习基地。要倡导产、学、研结合,积极拓展校企之间、校际之间、高校与科研单位之间的合作,并建立稳定的合作关系。要紧密结合专业人才培养目标,合理选择和建设实习基地;根据实习基地情况,结合专业人才培养目标,积极探索行之有效的教学实习教学方法。
  以河南科技大学为例,目前已与中国一拖集团有限公司、洛阳轴承集团有限公司、中钢集团耐火材料有限公司、中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司、中信重型机械公司、洛阳北方企业集团有限公司、中铝洛阳铜业有限公司、洛阳美术陶瓷厂、河南柴油机集团有限责任公司、河南豫光金铅股份有险公司、济源钢铁集团有限公司、三门峡天元铝业公司等企业共建有十多个专业实习基地。这些基地覆盖材料成型及控制工程、金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程等专业,校外实习基地和实习场所各种加工方法设备先进、齐全,管理规范。多年的教学实习实践表明,健全的实践基地不仅起到培养学生理论联系实际的能力,而且能满足因材施教的实践教学要求,同时又让学生充分了解现代企业生产过程及企业对技术、人才的需求状况,为今后学生毕业后顺利走上工作岗位打下良好的基础,有力地促进了高级应用人才的培养。
  4 结语
  根据现代工程教育的“回归工程、回归实践”的要求,材成专业实践教学体系的材成专业实践教学体系需从实践教学内容改革,强化实践性教学质量控制、校内实习基地实训、校外实习基地实习、开放实验室提高技能、大学生科研训练计划创新训练等方面进行完善,应对其内容、运行及质量实施管理,应从师资队伍、实验室、校外实践基地建设方面提供保障。
  参考文献
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