高校金属材料工程特色专业建设的探索

摘要:特色专业的建设是当前高校人才培养创新的重要任务。为建设金属材料工程的特色专业,新的培养方案从学科定位、课程体系优化、强化实践教学环节和打造特色课程群的思路出发提出学科建设的具体目标,来实施专业人才培养模式的改革与创新。

关键词:特色专业;学科定位;课程体系;实践教学

作者简介:胡建文(1964-),女,河北石家庄人,河北科技大学材料学院,教授,工学博士,主要研究方向:钢的热处理、材料表面工程与腐蚀防护等;马静(1973-),女,河北深泽人,河北科技大学材料学院,副教授,工学博士,主要研究方向:材料表面与防护处理研究等。(河北 石家庄 050000)

特色专业的建设是当前高校人才培养创新的重要任务,是深化教学改革,全面提高教育质量的重要内容,其宗旨就是为社会培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。金属材料工程专业是河北科技大学(以下简称“我校”)首批被教育部批准的国家级特色专业建设点,河北省品牌特色专业,2008年开始又成为我校7个本一招生专业之一。随着生源的改变和社会的需求,对金属材料工程专业培养目标和培养要求提出了更高的要求。根据教育部“关于加强‘质量工程’本科特色专业建设的指导性意见”,我们对2009级金属材料工程专业的培养方案进行了重新修订,从学科定位、课程体系优化、实验实践环节和实践能力的强化、打造特色课程群的思路出发提出了特色专业的建设思路,来实现人才培养模式的创新。

一、科学准确定位,明确培养目标

近几年来,我国材料科学与工程的教育改革迅速发展,许多高等院校的材料专业从人才培养模式、课程体系、教学内容、实验教学体系和教学方法等方面进行了改革。[1-3]在建立材料科学与工程的一级学科,实现“大学科”一体化,淡化专业个性的教育模式,拓宽学生的基础,构建“大材料”学科共同的知识体,培养猎涉面宽综合性强的高素质研究型人才等方面取得了一些很好的经验和成效。[4-6]但这种建立“大材料”学科的改革对综合实力强,生源面广且优的综合性“211工程”或“985工程”的院校可能适合,但对于我们主要生源面向地方且科研实力及综合实力尚无法与那些强校相比的地方院校,就不能盲目地照搬其他院校的改革模式。根据对我校的具体实情和本专业人才需求的调研,进行科学定位。河北省作为冶金大省,对金属材料的生产、加工及处理等方面的人才有着很大的地区性需求。同时我国的金属材料及相关行业大都处于高能耗、高污染,低效率、低附加值的这样一个低端产品的生产加工的现状。社会经济的快速发展对高素质的专业人才提出了迫切需求和更高要求。从近十年来本专业的毕业生就业走向来看,我们学生的考研率在20%～30%之间,且呈不断增长趋势,并且考入如北京航空航天大学、天津大学、北京科技大学、哈尔滨工业大学、中南大学等国家一类重点院校的比例在逐年递增。同时约占1/3的学生进入企业或研究单位从事与专业相关的生产与技术开发的工作。因此特色专业的建设目标必须以培养满足社会经济发展所需人才为出发点,从课程体系的优化、实验实践环节的强化、课程的精品建设来体现素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则,既满足“厚基础、宽口径”的“大材料”学科的综合性研究人才的培养目标,同时还有“重能力、强化专业技能与素质”来满足社会对高级应用型专业人才的需求。

二、优化课程体系,建立多元化的人才培养模式

金属材料工程特色专业的课程体系以学科定位和培养目标为指导,在构建的通识教育模块、学科基础教育模块、专业模块、实践教育模块为框架的课程体系中,(如图1所示)充分体现教育部关于“质量工程本科特色专业建设的指导性意见”对教学内容与课程体系的改革要求,即素质是前提、能力是关键、知识是载体的新型人才观。

通识教育模块,包括德育系列(形势与政策、思想品德修养与法律基础、中国近现代史纲要、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论),外语系列(大学英语等)和自然科学基础课程体系(数学、物理、化学、大学计算机基础等课程)和通识素质教育系列(职业生涯管理、学业教育讲座、大学生就业及创业指导等),占总学分的39.5%,以培养学生具有良好的思想道德素质、文化素质和身心素质,具有获取知识的能力和具备自然科学知识、人文社会科学知识以及工具性应用知识。

学科基础模块包括物理化学、金属工艺学、电工学、画法几何与工程制图、理论力学与材料力学、机械设计基础、信息检索,占总学分的16.4%,以培养学生具有良好的工程素质、工程应用能力和工程技术知识。

专业模块是金属材料工程专业的中心组成部分,围绕特色专业的培养目标在突出学科专业共性的同时,也体现着不同院校的办学特色。它包括专业基础系列、专业方向系列和专业选修三大系列。专业基础系列包括材料科学基础、材料现代分析方法、钢的热处理、工程材料学和材料性能学。其设置既体现了材料学科的共性知识,培养学生具备材料学科的基础理论和知识,并建立起以材料的组成与结构、制备与加工、性质和使用性能等四要素之间的有机关联,同时钢的热处理将固态相变理论与热处理工艺方法相结合,培养学生的应用知识能力和热处理专业知识、材料性能及材料现代分析方法,培养学生具备性能分析、测试结构形貌分析检测的基本方法和基本理论,本模块占总学分的9.3%。

专业方向系列包括表面工程、腐蚀与防护、粉末冶金和热处理设备,占总学分的3.9%,所设课程充分体现特色办学,既覆盖了金属材料工程的主要研究应用领域,又考虑了学生今后就业的需求。如“热处理设备”课程,培养学生具备对热处理行业的专用设备设计与使用方面的基础知识和基本理念。

专业选修课程则充分体现教育部提出的“宽专业”的要求,开设了“计算机在材料科学中的应用”、“复合材料与功能材料”、“材料化学导论”、“材料概论”、“冶金质量分析”、“纳米材料”、“模具材料热处理”、“工程软件”等课程,约占总学分的4.9%。给学生提供获取更宽专业方向知识的多种选择范围,进一步培养学生的专业个性和特长,适应社会经济发展多样化和对多类型人才的需求,充分体现了教学以人为本、服务育人的宗旨。

实践教育模块是特色专业建设的重要组成部分,本模块包括课内集中实践教学系列、系列个性发展教育系列和课外实践教育系列,占有较高的比重,占到总学分的26%。实践教育模块是理论教学的延续,其目标在于使学生建立材料学科的工程意识,培养学生的动手能力、实践能力、创新意识等综合能力,引导学生进入科学研究领域。因此本环节依托学院的“课内实践教学平台”、“课外实践教学平台”、“校企结合实践教学平台”三级平台式的实践教学平台,开展从基本技能训练到科学研究尝试再到工程实际三者相结合的一种实验实践教学模式,在强化能力的同时,培养个性发展,促进学生综合素质的提高。

三、加强实验实践教学,注重创新意识和实践能力的培养

金属材料工程特色专业的建设从培养技能、强化能力、提高素质的目标出发,在学院三级平台式的实践教学体系下,针对课内集中实践教学系列进行改革。建立“课内实践教学平台”下的以工程训练和专业训练为基础,科研训练为辅助的实验实践模块,构建起专业实验与专业技能培训一体化的集中实践教学模式。将以往分散于每门专业课理论教学之中的实验,重新优化整合,与专业技能培训周融为一体,独立开设,分段递进。通过专业基础实验—材料工艺设计实验—专业拓展实验—材料性能综合实验四个层次的实验训练与技能培训,使学生掌握材料学科解决问题的基本思路和基本技能,提高其理论知识与实践相结合的能力,培养学生的独立分析和设计能力以及科研意识和工程实践能力等综合能力。专业实验与专业技能培训一体化的集中实践教学模式消除了以往实验只是流于形式,部分实验内容重复,缺乏连贯性和整体性以及与科研之间的联系,培养学生建立起专业课程之间的有机关联,突出了学生的主观能动性,使得专业化基本技能及基本训练达到更好的效果。

四、建设特色课程,打造精品课程群

特色专业的建设离不开课程体系的建设与改革,包括课程优化、教学内容、教材、教学方法与教学手段的改革。我们在近十年来的教学实践中不断摸索改进,取得了一定的成效。如“材料科学基础”被评为河北省高等学校省级优秀课程,并且“措施三化课程建设系统”曾荣获我校教学成果一等奖,河北省教学成果三等奖。但特色专业的建设不是靠一两门精品课就算完成的,而是需要打造特色鲜明的精品课程群。这就需要有一支以学术带头人为骨干,教学和科研综合水平高、结构合理的教学梯队作保障。金属材料工程专业有着优良的教学传统,注重青年教师的培养,学历层次高,既有经验丰富的国家级教学名师,又有年富力强的中青年教师,成为精品课程群建设的重要保障。

随着现代社会的高速发展,新材料、新技术、新工艺不断涌现,教材作为知识的载体,不仅是教师传授知识的媒体,也是培养学生综合能力的媒介,教材的质量直接体现着高等教育和科学研究的发展水平,也直接影响到人才培养的质量。我们的专业基础课及专业课包括专业选修课,优先选用“面向21世纪课程教材”和近3年出版的新教材,重要目的是为了吸收科学技术和社会发展的最新成果。但教材的变化往往跟不上新技术、新工艺等学科前沿的发展变化,因此在教学内容上,除对原有课程基础理论部分强化优化之外,减少课程间教学内容的简单重复,及时将行业与产业发展形成的新知识、新成果、新技术引入教学内容,以保持课程的前瞻性。“材料性能学”、“腐蚀与防护”、“钢的热处理”、“表面工程”等课程通过多媒体现代化教学手段、课堂讨论、双语教学以及工程技术人员走上讲台作案例讲座等多元化的教学方法和教学手段。在教学中,引入鲜活的工程案例,丰富教学内容,突出学生的主体地位和自主学习参与意识,激发学生的学习兴趣,建设“精、宽、新、活、用”的特色精品课程群,提高教学质量和教学效果。

五、结束语

以上是针对金属材料工程品牌特色专业的建设和新的培养方案的修订提出的一些建设思路及改革方案。“质量工程”建设是一项长期而重要的任务,是关系到培养高素质创新人才的百年大计。因此,培养计划、培养模式、教学内容以及实践教学方面的改革,要始终坚持“宽口径、厚基础、重个性、强能力、求创新”的本科人才培养的整体目标,金属材料工程专业突出地方优势与特色,以加强学生实践能力和创新能力的培养和训练为目标,打造具有地方特色和一流教学水平的专业基础课程和实用性强、覆盖面宽的专业课程,实施“质量工程”的建设,推进人才培养模式的改革创新,建立具有地方特色的一流本科专业。

参考文献:

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(责任编辑:张中)

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