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摘要：为满足社会对金属材料专业应用型人才的需求，高校须改变传统教学模式，大力加强对学生工程素质的培养。现从理论课程教学、实践性教学环节改革、构建合理专业教学体系以及师资管理、校企合作等方面入手，对金属材料专业学生工程素质的培养进行了初步探讨。
关键词：工程素质；理论教学；实践教学
作者简介：王松林（1973-），男，安徽合肥人，铜陵学院机械工程系，讲师；胡宪正（1965-），男，安徽池州人，铜陵学院机械工程系，副教授。（安徽 铜陵 244061）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）16-0075-02
材料是人类社会的基石，同时又是新技术革命的先导。作为材料科学与工程领域的一门重要基础学科，金属材料工程专业具有基础理论知识抽象、理工结合紧密、工程应用性强等特点。金属材料工程专业培养的学生应具备扎实的材料工程基础理论和技能，以金属焊接、塑性成型、热处理、表面防护以及金属材料微观结构与性能的检测分析为其专业特长，能够在金属材料的冶炼、成型加工、检测等相关领域，从事科学研究、工艺设计、技术开发、质量控制、经营管理、产品销售等多方面工作。
进入21世纪，中国正日益成为全球重要的生产制造业中心，市场迫切需要包括金属材料专业在内的大批高素质的工程技术人才。传统的以培养“学术型人才”为目标的单一高等教育培养模式已难以满足市场经济的发展需求，市场更需要能够解决实际工程问题的“理论+技术实践”型的“应用型人才”。《中华人民共和国高等教育法》明确提出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”但是，在当前高校大规模扩招但教育理念仍相对滞后的前提下，工科毕业生的工程素质不容乐观。中国工程院最近的一份调查显示，现在的工科学生在校期间所受的工程训练量明显不足，普遍缺乏综合运用知识解决工程实际问题的能力。[1]因此，大力加强工科学生的工程素质教育已成为当务之急。铜陵学院（以下简称“我院”）作为一所新建的地方本科高校，以建设“高质量有特色应用型本科高校”为目标，明确提出了以应用为导向的人才培养模式，重点培养学生的综合理论实践能力和适应社会需求能力。在此新形势下，金属材料专业的教师，必须深入探讨金属材料专业工程素质的内涵，从专业课程设置、理论课教学、实践性教学环节改革等多方面入手，积极探索提高学生工程素质的良方。
一、金属材料专业工程素质的内涵
应用型高级专门人才除了具备宽厚的专业知识之外，还必须掌握一定交叉学科的知识和技能，从而具备解决实际工程问题的能力。[2]因此，工程素质综合体现了知识、技能和能力三者之间的辩证关系。对金属材料专业来说，“应用型人才”应满足以下几方面的素质要求。
（1）金属材料专业基础理论扎实，具备宽广的专业视野。
（2）掌握金属材料成型和材料加工工程的相关专业知识。
（3）掌握金属材料加工制造、检测分析、质量控制、腐蚀防护的知识和技能。
（4）具备与本专业相关的机械、电工电子、计算机应用等基本知识和技能。
（5）初步具备设计金属材料以及选择制订生产工艺及设备的能力。
（6）初步具备金属材料的生产组织和技术经济管理能力。
（7）初步具备研究开发新材料、新工艺和新设备的能力。
综上所述，金属材料专业的工程素质是能够将本专业的基础理论与在实际工程领域的具体应用密切结合，是融合材料科学基础理论、工程操作技能、实验研究方法、质量管理、新材料新工艺开发等为一体的一种综合素质的体现。
二、加强金属材料专业工程素质培养的对策探讨
1.在理论教学中注重加强学生工程意识的培养
金属材料的专业课程涉及金属学与热处理原理、金属凝固原理、金属性能学、金属成型工艺学以及热加工设备、仪器仪表等多方面的理论与工程知识，学科之间相互涵盖、穿插渗透，内容又繁杂抽象。教师在课堂教学时如果处置不当，学生容易感到枯燥乏味、难以理解。为培养学生学习的兴趣，教师在教授理论课时，可以依托教材，而又不能拘泥于教材，对看似零散的知识点要及时进行规整梳理，形成网络状知识结构。在教学中充分利用多媒体等先进信息技术手段，将金属材料工程中的一些重要概念进行有机串接，例如利用层层递进式的分析来讲解“特定合金的化学成分→平衡观组织形态→热处理工艺特点→微观组织形态→材料最终性能”之间的关系，将化学成分及热处理状态对合金性能的影响形象直观地展现在学生面前，便于学生对知识点的综合理解和把握。理论课程教学还必须密切联系生产实际，将枯燥抽象的理论知识与工程实践相结合，将其形象化、具体化。例如，可以围绕具体金属材料工程应用的成功或失败案例来组织课堂教学，引导学生结合所学专业理论知识进行分析讨论，各抒己见，充分培养他们的独立观察、分析和解决问题的能力，教师及时进行总结点评，从而有利于培养学生专业课程的学习兴趣，激发他们的工程潜能。
2.优化理论教学设计，强化课程实验
金属材料工程专业的特点是理论知识复杂抽象，但又密切联系和服务生产实际。在相关专业课程的教学过程中，必须注重将课程实验、工程实践与课堂理论教学有机结合，教师要围绕教学内容进行大胆创新。
（1）优化教学设计。教师在理论课程教学中可以按照“抽象→具体→抽象”的认知顺序进行教学设计，及时安排穿插参观实践和课程实验。例如，在“金属学及热处理”课程教学中，铁碳合金的热处理部分是教学的一个重点和难点。在教学设计中，教师可先引导学生思考：碳含量的少量差异为什么会造成铁碳合金性能的显著变化？热处理前后材料的性能为什么会产生巨大变化？然后实时组织学生到相关的生产企业参观学习，让他们细心观察相关的生产工艺，了解企业是如何解决这些工程问题的；然后再回到课堂，引导学生积极思考生产工艺背后的理论基础和技术原理，加深学生对这些知识点的理解掌握；最后再结合课程实验加以验证。
（2）强化课程实验。金属材料专业实验有助于学生加深对理论知识的感性认识，培养学生动手能力，是专业课程教学的重要环节，对应用型人才培养的重要性不言而喻。但是，现在课程实验教学还存在诸多不足，例如往往只开设演示验证性实验，学生缺乏必要的参与和动手的机会；不同课程所开设的实验之间还缺乏统筹安排，常存在重复或欠缺。这个状况必须加以改进。根据学生的认知发展规律，设计由简单到复杂，由初级到高级，由验证模仿到综合创新的实验教学环节。课程实验之间相互衔接渗透，循序渐进。在实验教学过程中，教师要创造条件，鼓励学生手脑并用。例如，在45#钢的淬火回火实验中，先让学生自己动手进行试样的淬火和回火操作，并制备淬火前后的金相试样，指导学生利用显微镜进行显微组织观察，并与教材中的标准金相组织图进行比照，分析判断所观察淬火前后试样的显微组织特征与钢材性能之间的关系，加深学生对“铁碳合金平衡组织”和“马氏体转变”等知识点的理解，也有助于提高学生的专业操作技能和参与实验的积极性。
3.合理构建金属材料专业教学体系
传统工科教育过分偏重于理论教学，实践教学未得到应有的重视。为使学生的理论素质和实践素质相协调，培养适应市场需求的应用型金属材料专业人才，高校可从以下几方面入手来探索构建合理的专业教学体系。
（1）在专业课程设置中增加实践教学环节的比重。西方发达工业化国家非常重视实践性教学环节对人才培养的作用。例如，在德国，工科学生约有一半的在校时间用于工程素质训练；美国麻省理工学院学生累计用于实践的时间相当于全部课程时间的1/3。[3]与之相比较，国内高校对实践教学环节的重视程度显然还很不够，因此需要大力学习借鉴国外的成功经验，逐步增大实践性教学环节的比重。
（2）建立健全专业资料库。相关开设金属材料专业的高校可结合具有本校特色的专业方向定位，建立健全本专业的视频和数据资料库，对教师和学生开放，高校之间实现资源共享。资料库的具体内容应包括典型的金属材料制备与加工、材料的性能及测试、热加工工艺方法和设备介绍、学生校外参观实习典型生产流程的现场资料，以及新材料新工艺等的图片、视频、讲解资料，还应该包含材料相关领域的标准数据库等。视频资料和数据库的建立为教师的教学和科研工作提供有力支撑，有利于扩大学生的专业视野，增强了学生的独立思考和探索的能力。
（3）在毕业设计中逐步增大创新型课题的比重。毕业设计是本科教学的最后一个重要环节，也是锻炼提高学生综合专业素养和创新能力的实践教学的核心。毕业设计的目的就是要引导学生将所学的专业理论知识与工程或科研的具体实践相结合，充分发挥其主观能动性，锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，提高综合专业技能。为了服务应用型金属材料专业人才的培养目标，毕业课题的选择应集技术性、实践性、创新性于一体。[4]教师要密切结合金属材料的生产和科研实际来选择设计相应的毕业课题，在毕业设计中逐步增大创新性课题的比重，以提高学生的创新意识和工程实践水平。
4.加强校外实习基地建设
工程素质的培养离不开相应的工程环境，高校必须站到应用型人才培养的高度来重视校外实习基地的建设，积极寻求社会和相关企业的大力支持与配合，推动校内外资源整合，促进高校和相关企业建立良好、稳固的合作关系。高校与相关企业可以开展多种形式的合作，例如开设校企联合实践基地，为企业培养订单式专业人才。金属材料专业教师也可以充分发挥自己的专业技术特长，和相关企业开展横向课题合作，为企业解决技术难题。高校与教师群策群力，为有效提升学生工程素质创造必要的外部条件。
5.提高教师自身的工程素养
教师自身的工程素质和学术水平对“应用型”人才的培养至关重要。高校要积极创造条件来促进专业教师的工程素质和教学水平的提升。例如，选聘具有丰富工程实践经验的科技人才，充实专业教师队伍；改革传统以项目、论文为唯一标准的绩效考核制度，加强对教师工程实践能力的考核力度；加强校企人才交流，拓宽规范的教师到企业挂职锻炼、企业技术骨干到高校兼职的人才交流渠道等，为教师队伍工程素质的整体提升创造必要条件。
三、结束语
为适应21世纪对应用型金属材料专业人才的需求，高校要改变传统教学观念和模式，在专业课理论教学、实践性教学改革、构建合理专业教学体系和提高专业教师工程素质等环节上与时俱进，创造条件，加强对学生工程素质的培养，优化学生的知识、能力和素质结构，培养出能满足社会需要的应用型金属材料专业人才。
参考文献：
[1]陈宝泉,杨晨光.如何培养好“未来的工程师”[N].中国教育报,2007-10-09(2).
[2]张宗敏.对土木工程专业学生工程素质教育的思考[J].现代企业教育,2010,(16):63-64.
[3]樊泽恒,张辉,孙垂谦.中外高等工程教育工程训练模式的比较及启示[J].南京航空航天大学学报(社会科学版),2006,(3):76-80.
[4]汪冬梅,尤显卿,等.金属材料工程专业学生创新能力的培养[J].安徽职业技术学院学报,2007,(6):72-74.
（责任编辑：沈清）
关键词：工程素质；理论教学；实践教学
作者简介：王松林（1973-），男，安徽合肥人，铜陵学院机械工程系，讲师；胡宪正（1965-），男，安徽池州人，铜陵学院机械工程系，副教授。（安徽 铜陵 244061）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）16-0075-02
材料是人类社会的基石，同时又是新技术革命的先导。作为材料科学与工程领域的一门重要基础学科，金属材料工程专业具有基础理论知识抽象、理工结合紧密、工程应用性强等特点。金属材料工程专业培养的学生应具备扎实的材料工程基础理论和技能，以金属焊接、塑性成型、热处理、表面防护以及金属材料微观结构与性能的检测分析为其专业特长，能够在金属材料的冶炼、成型加工、检测等相关领域，从事科学研究、工艺设计、技术开发、质量控制、经营管理、产品销售等多方面工作。
进入21世纪，中国正日益成为全球重要的生产制造业中心，市场迫切需要包括金属材料专业在内的大批高素质的工程技术人才。传统的以培养“学术型人才”为目标的单一高等教育培养模式已难以满足市场经济的发展需求，市场更需要能够解决实际工程问题的“理论+技术实践”型的“应用型人才”。《中华人民共和国高等教育法》明确提出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”但是，在当前高校大规模扩招但教育理念仍相对滞后的前提下，工科毕业生的工程素质不容乐观。中国工程院最近的一份调查显示，现在的工科学生在校期间所受的工程训练量明显不足，普遍缺乏综合运用知识解决工程实际问题的能力。[1]因此，大力加强工科学生的工程素质教育已成为当务之急。铜陵学院（以下简称“我院”）作为一所新建的地方本科高校，以建设“高质量有特色应用型本科高校”为目标，明确提出了以应用为导向的人才培养模式，重点培养学生的综合理论实践能力和适应社会需求能力。在此新形势下，金属材料专业的教师，必须深入探讨金属材料专业工程素质的内涵，从专业课程设置、理论课教学、实践性教学环节改革等多方面入手，积极探索提高学生工程素质的良方。
一、金属材料专业工程素质的内涵
应用型高级专门人才除了具备宽厚的专业知识之外，还必须掌握一定交叉学科的知识和技能，从而具备解决实际工程问题的能力。[2]因此，工程素质综合体现了知识、技能和能力三者之间的辩证关系。对金属材料专业来说，“应用型人才”应满足以下几方面的素质要求。
（1）金属材料专业基础理论扎实，具备宽广的专业视野。
（2）掌握金属材料成型和材料加工工程的相关专业知识。
（3）掌握金属材料加工制造、检测分析、质量控制、腐蚀防护的知识和技能。
（4）具备与本专业相关的机械、电工电子、计算机应用等基本知识和技能。
（5）初步具备设计金属材料以及选择制订生产工艺及设备的能力。
（6）初步具备金属材料的生产组织和技术经济管理能力。
（7）初步具备研究开发新材料、新工艺和新设备的能力。
综上所述，金属材料专业的工程素质是能够将本专业的基础理论与在实际工程领域的具体应用密切结合，是融合材料科学基础理论、工程操作技能、实验研究方法、质量管理、新材料新工艺开发等为一体的一种综合素质的体现。
二、加强金属材料专业工程素质培养的对策探讨
1.在理论教学中注重加强学生工程意识的培养
金属材料的专业课程涉及金属学与热处理原理、金属凝固原理、金属性能学、金属成型工艺学以及热加工设备、仪器仪表等多方面的理论与工程知识，学科之间相互涵盖、穿插渗透，内容又繁杂抽象。教师在课堂教学时如果处置不当，学生容易感到枯燥乏味、难以理解。为培养学生学习的兴趣，教师在教授理论课时，可以依托教材，而又不能拘泥于教材，对看似零散的知识点要及时进行规整梳理，形成网络状知识结构。在教学中充分利用多媒体等先进信息技术手段，将金属材料工程中的一些重要概念进行有机串接，例如利用层层递进式的分析来讲解“特定合金的化学成分→平衡观组织形态→热处理工艺特点→微观组织形态→材料最终性能”之间的关系，将化学成分及热处理状态对合金性能的影响形象直观地展现在学生面前，便于学生对知识点的综合理解和把握。理论课程教学还必须密切联系生产实际，将枯燥抽象的理论知识与工程实践相结合，将其形象化、具体化。例如，可以围绕具体金属材料工程应用的成功或失败案例来组织课堂教学，引导学生结合所学专业理论知识进行分析讨论，各抒己见，充分培养他们的独立观察、分析和解决问题的能力，教师及时进行总结点评，从而有利于培养学生专业课程的学习兴趣，激发他们的工程潜能。
2.优化理论教学设计，强化课程实验
金属材料工程专业的特点是理论知识复杂抽象，但又密切联系和服务生产实际。在相关专业课程的教学过程中，必须注重将课程实验、工程实践与课堂理论教学有机结合，教师要围绕教学内容进行大胆创新。
（1）优化教学设计。教师在理论课程教学中可以按照“抽象→具体→抽象”的认知顺序进行教学设计，及时安排穿插参观实践和课程实验。例如，在“金属学及热处理”课程教学中，铁碳合金的热处理部分是教学的一个重点和难点。在教学设计中，教师可先引导学生思考：碳含量的少量差异为什么会造成铁碳合金性能的显著变化？热处理前后材料的性能为什么会产生巨大变化？然后实时组织学生到相关的生产企业参观学习，让他们细心观察相关的生产工艺，了解企业是如何解决这些工程问题的；然后再回到课堂，引导学生积极思考生产工艺背后的理论基础和技术原理，加深学生对这些知识点的理解掌握；最后再结合课程实验加以验证。
（2）强化课程实验。金属材料专业实验有助于学生加深对理论知识的感性认识，培养学生动手能力，是专业课程教学的重要环节，对应用型人才培养的重要性不言而喻。但是，现在课程实验教学还存在诸多不足，例如往往只开设演示验证性实验，学生缺乏必要的参与和动手的机会；不同课程所开设的实验之间还缺乏统筹安排，常存在重复或欠缺。这个状况必须加以改进。根据学生的认知发展规律，设计由简单到复杂，由初级到高级，由验证模仿到综合创新的实验教学环节。课程实验之间相互衔接渗透，循序渐进。在实验教学过程中，教师要创造条件，鼓励学生手脑并用。例如，在45#钢的淬火回火实验中，先让学生自己动手进行试样的淬火和回火操作，并制备淬火前后的金相试样，指导学生利用显微镜进行显微组织观察，并与教材中的标准金相组织图进行比照，分析判断所观察淬火前后试样的显微组织特征与钢材性能之间的关系，加深学生对“铁碳合金平衡组织”和“马氏体转变”等知识点的理解，也有助于提高学生的专业操作技能和参与实验的积极性。
3.合理构建金属材料专业教学体系
传统工科教育过分偏重于理论教学，实践教学未得到应有的重视。为使学生的理论素质和实践素质相协调，培养适应市场需求的应用型金属材料专业人才，高校可从以下几方面入手来探索构建合理的专业教学体系。
（1）在专业课程设置中增加实践教学环节的比重。西方发达工业化国家非常重视实践性教学环节对人才培养的作用。例如，在德国，工科学生约有一半的在校时间用于工程素质训练；美国麻省理工学院学生累计用于实践的时间相当于全部课程时间的1/3。[3]与之相比较，国内高校对实践教学环节的重视程度显然还很不够，因此需要大力学习借鉴国外的成功经验，逐步增大实践性教学环节的比重。
（2）建立健全专业资料库。相关开设金属材料专业的高校可结合具有本校特色的专业方向定位，建立健全本专业的视频和数据资料库，对教师和学生开放，高校之间实现资源共享。资料库的具体内容应包括典型的金属材料制备与加工、材料的性能及测试、热加工工艺方法和设备介绍、学生校外参观实习典型生产流程的现场资料，以及新材料新工艺等的图片、视频、讲解资料，还应该包含材料相关领域的标准数据库等。视频资料和数据库的建立为教师的教学和科研工作提供有力支撑，有利于扩大学生的专业视野，增强了学生的独立思考和探索的能力。
（3）在毕业设计中逐步增大创新型课题的比重。毕业设计是本科教学的最后一个重要环节，也是锻炼提高学生综合专业素养和创新能力的实践教学的核心。毕业设计的目的就是要引导学生将所学的专业理论知识与工程或科研的具体实践相结合，充分发挥其主观能动性，锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，提高综合专业技能。为了服务应用型金属材料专业人才的培养目标，毕业课题的选择应集技术性、实践性、创新性于一体。[4]教师要密切结合金属材料的生产和科研实际来选择设计相应的毕业课题，在毕业设计中逐步增大创新性课题的比重，以提高学生的创新意识和工程实践水平。
4.加强校外实习基地建设
工程素质的培养离不开相应的工程环境，高校必须站到应用型人才培养的高度来重视校外实习基地的建设，积极寻求社会和相关企业的大力支持与配合，推动校内外资源整合，促进高校和相关企业建立良好、稳固的合作关系。高校与相关企业可以开展多种形式的合作，例如开设校企联合实践基地，为企业培养订单式专业人才。金属材料专业教师也可以充分发挥自己的专业技术特长，和相关企业开展横向课题合作，为企业解决技术难题。高校与教师群策群力，为有效提升学生工程素质创造必要的外部条件。
5.提高教师自身的工程素养
教师自身的工程素质和学术水平对“应用型”人才的培养至关重要。高校要积极创造条件来促进专业教师的工程素质和教学水平的提升。例如，选聘具有丰富工程实践经验的科技人才，充实专业教师队伍；改革传统以项目、论文为唯一标准的绩效考核制度，加强对教师工程实践能力的考核力度；加强校企人才交流，拓宽规范的教师到企业挂职锻炼、企业技术骨干到高校兼职的人才交流渠道等，为教师队伍工程素质的整体提升创造必要条件。
三、结束语
为适应21世纪对应用型金属材料专业人才的需求，高校要改变传统教学观念和模式，在专业课理论教学、实践性教学改革、构建合理专业教学体系和提高专业教师工程素质等环节上与时俱进，创造条件，加强对学生工程素质的培养，优化学生的知识、能力和素质结构，培养出能满足社会需要的应用型金属材料专业人才。
参考文献：
[1]陈宝泉,杨晨光.如何培养好“未来的工程师”[N].中国教育报,2007-10-09(2).
[2]张宗敏.对土木工程专业学生工程素质教育的思考[J].现代企业教育,2010,(16):63-64.
[3]樊泽恒,张辉,孙垂谦.中外高等工程教育工程训练模式的比较及启示[J].南京航空航天大学学报(社会科学版),2006,(3):76-80.
[4]汪冬梅,尤显卿,等.金属材料工程专业学生创新能力的培养[J].安徽职业技术学院学报,2007,(6):72-74.
（责任编辑：沈清）