论文部分内容阅读
摘要：金相技能是材料类大学生必备实验技能，金相技能大赛是培养大学生实践创新能力的重要途径。本文以长沙理工大学2019年金相技能大赛为例，阐释了大赛宣传、筹备、组织和实施的全过程，分析了赛事的意义与作用，探究了赛事模式的改进方向，以期为大学生实践创新能力的培养提供参考。
关键词：金相大赛;实践创新;能力培养
当前，国家正在实施的“大众创业、万众创新”、“中国制造2025”以及“互联网+”等重大战略对高等教育质量提出了更高的要求。相对于传统的工科教育模式，未来新兴产业和新经济的发展要求培养出实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才。
材料与人们的生活密切相关，是社会进步的物质基础与先导，是现代文明的三大支柱之一。2017年的国家“双一流”建设学科评选中，材料科学与工程学科入选高校达30所，居于所有学科之首，足见该学科发展的重要性。因此，如何培养专业理论基础好、实践创新能力强的材料类大学生是高校相关院系需要重点关注的课题。
一、举办校级金相大赛的意义与作用
（一）激发学研热情、加强理论联系实际
金相实验是研究金属材料显微组织的重要手段，被誉为金属学的先导，奠定了金属学科形成与发展的基础[3]。金相照片广泛存在于材料专业基础课程（如工程材料、材料科学基础、金属塑性加工原理等）之中，是分析材料成分——组织——性能——应用的重要依据[4]。从材料成型专业学生的问卷调查中发现，课堂教学时，学生们对于显微组织照片中所包含或描述的现象感觉抽象，认为需要亲身实践来掌握各种金属材料金相实验的目的、方法、技巧等，探究或验证金属微观结构的演变规律。金相大赛可以真正促成学生的理论联系实际，激发学生的学习和科研热情。
（二）提升综合素质，培养创新实践能力
金相实验过程包括研磨、抛光、侵蚀、观察等步骤，环环相扣，且每一个环节都包含其独特的操作技巧和经验[5]。例如，砂纸应根据试样材料及其工艺状态、试样断面情况、选手的操作习惯等进行选取;研磨时握樣的手势、研磨的速度和方向、发力的均匀性等应在遵循一定规律的基础上根据实际情况适当调整或创新;抛光膏或抛光粉的粒度应根据砂纸型号及试样状态进行选择;抛光设备参数、用水量、试样位置方向等也需在操作过程中根据积累的经验进行调整等。
（三）促进教学改革，助力实验平台建设
金相大赛的组织和实施有助于教师重构相关课程或章节的教学内容体系。通过整合现有知识体系各章节的内容，反向设计成金相大赛所需的知识体系模块，突出理论课程结合金相大赛、理论课程结合实践的特色。让学生对于相应知识的了解更加系统、理解更加深入、应用更加频繁、创新更加顺畅。
二、金相大赛的筹备与实施
（一）宣传与筹备
为扩大金相大赛的参与度、提升赛事影响力，提前2周进行宣传。主要采取3种宣传方式：1）学校教务处网上发正式通知;2）学院学工部推送教务处通知给学院各年级及其他兄弟院系;3）任课教师在教学过程中宣传并发出邀请。由于宣传工作到位，报名人数由第二届的330人增加至第三届的792人，分别来自汽车与机械工程学院、材料科学与工程学院、能源与动力学院、土木工程学院等。
为了便于组织和管理，在总结第二届赛事经验的基础上健全了报名方式：1）要求以班级而非个人的名义报名，由学委负责;2）提供至少2个可参加培训的时间段供选择;3）对于个别不能随班级一起培训的选手，酌情安排在最后一天混合培训。报名截止后，腾出2-3天时间整理报名表以制备选手花名册、招募志愿者、编排培训时段、采购实验耗材等。
（二）赛前培训
综合考虑班级人数及其提供的可参加培训的时间段来安排培训，持续时间为2周，每天分为两个时段，上午9：00-12：00和下午14：00-17：00，每个时段的培训人数控制在35人左右。材料成型及控制工程系的任课教师轮班组织培训教学（每个时段2名教师）。志愿者人数占报名人数的2.5%左右，协助教师整理试样和耗材、组织签到、维持纪律和秩序、清扫实验室等。
（三）组织与实施
根据培训情况确定最终的比赛选手（1. 对于从未参加过培训的选手，取消其参赛资格;2.由学委根据各班同学经过培训后的意愿筛选出弃权选手），控制人数在650人以内以将比赛总时长控制为2天。分组编号，每组30人左右，在40分钟内完成磨制、抛光和侵蚀工作后将样品装在对应编号的试样袋中，上交给3-5位评委老师评分。评分细则与全国金相技能大赛的要求完全一致，从样品表面平整度、样品清洁程度、组织清晰度、划痕、操作规范性与实验习惯等5个方面进行评定[1]。
（四）奖励
金相大赛获奖总人数设置为参赛人数的30%左右，其中一等奖取前5%，二等奖人数占10%，三等奖人数占15%。赛后召开颁奖大会，由教务处和相关院系的领导和老师颁发证书，同时，教务处和各学院对获奖学生在评奖评优过程中给予政策支持。获得一等奖的选手经过后期的筛选，选拔为校队队员参加国赛。由于获奖率较高，且有机会代表学校出征，同学们的参赛积极性十分高涨，在参赛过程中也锻炼了能力、增强了信心、提升了学研兴趣。
三、金相大赛的反思与改进
金相大赛参赛人数充足且呈现逐届递增的趋势，这确实扩大了赛事的覆盖面和影响力，但由于经费有限，生均经费随人数增多而减少，限制了人均培训时间和次数，高水平比赛作品的数量有所下降。此外，有部分同学报名动机不当，存在“跟风报名”、“打酱油”的现象，浪费了资源。实际上，长沙理工大学开设了课外开放性实验课程，本科生须利用周末或课余时间选修2-3门感兴趣的实验课程以达到毕业要求规定的课外学分，学校也给予实验教师相应的课时工作量支持。今后，可以考虑将课外金相实验课程和金相大赛的培训环节有机融合，将金相大赛的培训经费用于提高课外金相实验课程的规模和质量。
四、结语
金相技能大赛是我校覆盖面最广的理工科专业基础技能竞赛，是培养材料、机械及其它相关专业大学生实践创新能力的有效途径。应以金相技能大赛为载体和契机，改革教学设计和教学内容，助力实验平台建设，将竞赛与高等教育有机结合，突出理论课程与竞赛相结合的特色，促成“以赛促教、以赛促改、以赛促学，不断提高材料学科人才培养质量”的目标，全力培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才。
参考文献：
[1] 叶宏， 昌霞. 材料专业金相技能大赛的探索与实践， 中国冶金教育[J]， 2017， 6， 26-28.
[2] 赵洁婷， 包文斌， 吴迪. 金相技能大赛对实践教育教学工作发展的影响， 科技创新导报[J]， 2017， 35， 219-221.
[3] 王岚， 杨平， 李长荣. 金相实验技术[M]： 北京： 冶金工业出版社， 2010.
作者简介：
周小杰（1990.05-），男，汉族，籍贯：湖南邵东，学历：博士，职称：讲师，研究方向：金属材料。
张健（1980.08-），男，汉族，籍贯：山西霍州，学历：博士，职称：教授，研究方向：金属材料。
龙春光（1965.09-），男，汉族，籍贯：湖南溆浦，学历：博士，职称：教授，研究方向：高分子材料。
基金项目：1. 湖南省本科教改项目（JG201809）：基于学科竞赛与科研活动协同的大学生实践创新能力培养模式研究。2. 湖南省本科教改项目：“材料成型及控制工程”专业课程思政教学设计与实践。
关键词：金相大赛;实践创新;能力培养
当前，国家正在实施的“大众创业、万众创新”、“中国制造2025”以及“互联网+”等重大战略对高等教育质量提出了更高的要求。相对于传统的工科教育模式，未来新兴产业和新经济的发展要求培养出实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才。
材料与人们的生活密切相关，是社会进步的物质基础与先导，是现代文明的三大支柱之一。2017年的国家“双一流”建设学科评选中，材料科学与工程学科入选高校达30所，居于所有学科之首，足见该学科发展的重要性。因此，如何培养专业理论基础好、实践创新能力强的材料类大学生是高校相关院系需要重点关注的课题。
一、举办校级金相大赛的意义与作用
（一）激发学研热情、加强理论联系实际
金相实验是研究金属材料显微组织的重要手段，被誉为金属学的先导，奠定了金属学科形成与发展的基础[3]。金相照片广泛存在于材料专业基础课程（如工程材料、材料科学基础、金属塑性加工原理等）之中，是分析材料成分——组织——性能——应用的重要依据[4]。从材料成型专业学生的问卷调查中发现，课堂教学时，学生们对于显微组织照片中所包含或描述的现象感觉抽象，认为需要亲身实践来掌握各种金属材料金相实验的目的、方法、技巧等，探究或验证金属微观结构的演变规律。金相大赛可以真正促成学生的理论联系实际，激发学生的学习和科研热情。
（二）提升综合素质，培养创新实践能力
金相实验过程包括研磨、抛光、侵蚀、观察等步骤，环环相扣，且每一个环节都包含其独特的操作技巧和经验[5]。例如，砂纸应根据试样材料及其工艺状态、试样断面情况、选手的操作习惯等进行选取;研磨时握樣的手势、研磨的速度和方向、发力的均匀性等应在遵循一定规律的基础上根据实际情况适当调整或创新;抛光膏或抛光粉的粒度应根据砂纸型号及试样状态进行选择;抛光设备参数、用水量、试样位置方向等也需在操作过程中根据积累的经验进行调整等。
（三）促进教学改革，助力实验平台建设
金相大赛的组织和实施有助于教师重构相关课程或章节的教学内容体系。通过整合现有知识体系各章节的内容，反向设计成金相大赛所需的知识体系模块，突出理论课程结合金相大赛、理论课程结合实践的特色。让学生对于相应知识的了解更加系统、理解更加深入、应用更加频繁、创新更加顺畅。
二、金相大赛的筹备与实施
（一）宣传与筹备
为扩大金相大赛的参与度、提升赛事影响力，提前2周进行宣传。主要采取3种宣传方式：1）学校教务处网上发正式通知;2）学院学工部推送教务处通知给学院各年级及其他兄弟院系;3）任课教师在教学过程中宣传并发出邀请。由于宣传工作到位，报名人数由第二届的330人增加至第三届的792人，分别来自汽车与机械工程学院、材料科学与工程学院、能源与动力学院、土木工程学院等。
为了便于组织和管理，在总结第二届赛事经验的基础上健全了报名方式：1）要求以班级而非个人的名义报名，由学委负责;2）提供至少2个可参加培训的时间段供选择;3）对于个别不能随班级一起培训的选手，酌情安排在最后一天混合培训。报名截止后，腾出2-3天时间整理报名表以制备选手花名册、招募志愿者、编排培训时段、采购实验耗材等。
（二）赛前培训
综合考虑班级人数及其提供的可参加培训的时间段来安排培训，持续时间为2周，每天分为两个时段，上午9：00-12：00和下午14：00-17：00，每个时段的培训人数控制在35人左右。材料成型及控制工程系的任课教师轮班组织培训教学（每个时段2名教师）。志愿者人数占报名人数的2.5%左右，协助教师整理试样和耗材、组织签到、维持纪律和秩序、清扫实验室等。
（三）组织与实施
根据培训情况确定最终的比赛选手（1. 对于从未参加过培训的选手，取消其参赛资格;2.由学委根据各班同学经过培训后的意愿筛选出弃权选手），控制人数在650人以内以将比赛总时长控制为2天。分组编号，每组30人左右，在40分钟内完成磨制、抛光和侵蚀工作后将样品装在对应编号的试样袋中，上交给3-5位评委老师评分。评分细则与全国金相技能大赛的要求完全一致，从样品表面平整度、样品清洁程度、组织清晰度、划痕、操作规范性与实验习惯等5个方面进行评定[1]。
（四）奖励
金相大赛获奖总人数设置为参赛人数的30%左右，其中一等奖取前5%，二等奖人数占10%，三等奖人数占15%。赛后召开颁奖大会，由教务处和相关院系的领导和老师颁发证书，同时，教务处和各学院对获奖学生在评奖评优过程中给予政策支持。获得一等奖的选手经过后期的筛选，选拔为校队队员参加国赛。由于获奖率较高，且有机会代表学校出征，同学们的参赛积极性十分高涨，在参赛过程中也锻炼了能力、增强了信心、提升了学研兴趣。
三、金相大赛的反思与改进
金相大赛参赛人数充足且呈现逐届递增的趋势，这确实扩大了赛事的覆盖面和影响力，但由于经费有限，生均经费随人数增多而减少，限制了人均培训时间和次数，高水平比赛作品的数量有所下降。此外，有部分同学报名动机不当，存在“跟风报名”、“打酱油”的现象，浪费了资源。实际上，长沙理工大学开设了课外开放性实验课程，本科生须利用周末或课余时间选修2-3门感兴趣的实验课程以达到毕业要求规定的课外学分，学校也给予实验教师相应的课时工作量支持。今后，可以考虑将课外金相实验课程和金相大赛的培训环节有机融合，将金相大赛的培训经费用于提高课外金相实验课程的规模和质量。
四、结语
金相技能大赛是我校覆盖面最广的理工科专业基础技能竞赛，是培养材料、机械及其它相关专业大学生实践创新能力的有效途径。应以金相技能大赛为载体和契机，改革教学设计和教学内容，助力实验平台建设，将竞赛与高等教育有机结合，突出理论课程与竞赛相结合的特色，促成“以赛促教、以赛促改、以赛促学，不断提高材料学科人才培养质量”的目标，全力培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才。
参考文献：
[1] 叶宏， 昌霞. 材料专业金相技能大赛的探索与实践， 中国冶金教育[J]， 2017， 6， 26-28.
[2] 赵洁婷， 包文斌， 吴迪. 金相技能大赛对实践教育教学工作发展的影响， 科技创新导报[J]， 2017， 35， 219-221.
[3] 王岚， 杨平， 李长荣. 金相实验技术[M]： 北京： 冶金工业出版社， 2010.
作者简介：
周小杰（1990.05-），男，汉族，籍贯：湖南邵东，学历：博士，职称：讲师，研究方向：金属材料。
张健（1980.08-），男，汉族，籍贯：山西霍州，学历：博士，职称：教授，研究方向：金属材料。
龙春光（1965.09-），男，汉族，籍贯：湖南溆浦，学历：博士，职称：教授，研究方向：高分子材料。
基金项目：1. 湖南省本科教改项目（JG201809）：基于学科竞赛与科研活动协同的大学生实践创新能力培养模式研究。2. 湖南省本科教改项目：“材料成型及控制工程”专业课程思政教学设计与实践。