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淺析卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃下的工程材料課程建設(shè)論文
一、概述
“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”(下文簡(jiǎn)稱為“卓越計(jì)劃”)是教育部2009年推出的一項(xiàng)重大教育改革試點(diǎn)項(xiàng)目，其根本目的是創(chuàng)建具有中國(guó)特色的工程教育模式，促進(jìn)中國(guó)工程教育的改革，加強(qiáng)工程實(shí)踐教育，進(jìn)一步提高工程教育的質(zhì)量。通過(guò)“3+1”的教學(xué)安排(“3”為學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)3年，“1”為學(xué)生必須參加1年的企業(yè)實(shí)踐活動(dòng))，吸引工業(yè)界的廣泛參與，進(jìn)一步密切工程教育與工業(yè)界和社會(huì)的聯(lián)系，提高工程教育人才培養(yǎng)對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的適應(yīng)性。通過(guò)高校和企業(yè)的密切合作，將學(xué)生放在實(shí)際工程背景下進(jìn)行工程技術(shù)的訓(xùn)練，并通過(guò)專業(yè)核心課程建設(shè)，改進(jìn)課堂實(shí)踐教學(xué)的形式和內(nèi)容，完善實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生得到切實(shí)的創(chuàng)新與工程實(shí)踐訓(xùn)練。
上海工程技術(shù)大學(xué)車輛工程專業(yè)及交通運(yùn)輸專業(yè)是教育部指定的第一批卓越計(jì)劃的試點(diǎn)專業(yè)。工程材料是研究工程材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、加工過(guò)程與其性能之間關(guān)系的課程，是交通運(yùn)輸工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。通過(guò)該課程的教學(xué)，學(xué)生能夠掌握工程材料的成分、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系及其變化規(guī)律，理解材料組織結(jié)構(gòu)的金相分析方法，初步具備根據(jù)工程材料的服役條件和性能要求正確選用具體的工程材料、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)墓に嚶肪�、分析材料失效形式的能力。
如上所述，卓越計(jì)劃十分注重學(xué)生對(duì)專業(yè)工程背景的認(rèn)知，十分注重學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。鑒于此，并按照上海工程技術(shù)大學(xué)車輛工程專業(yè)及交通運(yùn)輸專業(yè)(卓越計(jì)劃試點(diǎn)班)(下文簡(jiǎn)稱為“本專業(yè)”)培養(yǎng)計(jì)劃的總體要求，我們對(duì)現(xiàn)有課程內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)都進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)和完善，以適應(yīng)本專業(yè)對(duì)卓越工程師人才培養(yǎng)的需求。
二、課程建設(shè)與教學(xué)改革
工程材料是本專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)必修課程，它的主要任務(wù)是從理論上闡述工程材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，闡明工程材料的類型、用途及其加工和熱處理原理和工藝，是本專業(yè)唯一與機(jī)械工程材料密切相關(guān)的課程。它為學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)等后繼課程，以及在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中根據(jù)相關(guān)機(jī)械零件的性能要求和用途選擇合適的工程材料奠定必要的理論基礎(chǔ)。
但是，上海工程技術(shù)大學(xué)傳統(tǒng)的工程材料課程是面向全校材料、機(jī)械、汽車、軌道、航空、化工等多個(gè)專業(yè)班級(jí)開(kāi)設(shè)的課程。課程受眾面廣，涉及專業(yè)多，采用同一本教材和同一種教學(xué)方案有顯而易見(jiàn)的弊端�？紤]到卓越計(jì)劃培養(yǎng)方案“3+1”(即3年的理論學(xué)習(xí)+1年的工程實(shí)踐學(xué)習(xí))的特殊情況，以及本專業(yè)的特點(diǎn)，我們首先對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了相應(yīng)的改革。課程內(nèi)容改革措施如下。
(一)制定新的教學(xué)大綱
制定大綱前，我們與交通運(yùn)輸專業(yè)的相關(guān)教師進(jìn)行了多次討論協(xié)商，并根據(jù)他們的意見(jiàn)，修訂了專門的適用于卓越專業(yè)的工程材料課程教學(xué)大綱。針對(duì)本專業(yè)多數(shù)學(xué)生的就業(yè)行業(yè)特點(diǎn)，新大綱適當(dāng)降低了基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)時(shí)，追求“理論夠用”，把更多的學(xué)時(shí)數(shù)放在闡述各種工程材料，包括金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料等的性能及其在汽車和軌道車輛中的應(yīng)用，以典型的幾種汽車零部件為例，引入了材料失效及正確選材的內(nèi)容。大綱中明確了本專業(yè)學(xué)生在工程材料課程各部分內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)，調(diào)整實(shí)驗(yàn)課時(shí)和內(nèi)容，重新編排了部分內(nèi)容，以典型零件的加工、處理和應(yīng)用的案例為主線，與系統(tǒng)介紹基礎(chǔ)理論知識(shí)的內(nèi)容互為補(bǔ)充。實(shí)踐證明，新修訂的教學(xué)大綱不但能與學(xué)生的后續(xù)課程，尤其是最后1年的企業(yè)頂崗學(xué)習(xí)有效銜接，而且適當(dāng)?shù)亟档土藢W(xué)習(xí)難度，提高了學(xué)生掌握工程材料基本理論和基本知識(shí)的能力。
(二)重新編寫工程材料教材
根據(jù)教學(xué)大綱的要求，我們特地邀請(qǐng)相關(guān)專業(yè)的老師一起重新編寫了適用于本專業(yè)使用的工程材料的內(nèi)部講義，對(duì)工程材料的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了較大的改革。新編講義的主要特點(diǎn)是將闡述工程材料學(xué)的基本理論，包括材料結(jié)構(gòu)、組織和性能與加工工藝之間的關(guān)系，與以典型零件的選材、加工和使用為主線的典型案例分章敘述。通過(guò)介紹在汽車及軌道交通車輛中各個(gè)主要構(gòu)件中使用的金屬材料、高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料，讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)工程材料的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí);講義中還增加了汽車輕量化的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)選材、復(fù)合材料在車輛中的典型應(yīng)用等新內(nèi)容。講義建立了材料基本理論、基本知識(shí)與工程應(yīng)用的新體系，并收集了許多新穎的案例，具有很強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性。
(三)多媒體課件制作
多媒體課件的設(shè)計(jì)關(guān)系到教學(xué)的實(shí)際效果。針對(duì)課程的新特點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo)，以及新編講義的內(nèi)容和特點(diǎn)，制作了適合本專業(yè)特色的一套多媒體教學(xué)課件。部分多媒體課件對(duì)案例內(nèi)容進(jìn)行深入討論，延伸了課堂教學(xué)內(nèi)容，方便了學(xué)生自主學(xué)習(xí)。與此同時(shí)，我們將多媒體課件與師生的課堂互動(dòng)有機(jī)結(jié)合，根據(jù)學(xué)生聽(tīng)課的具體情況，適當(dāng)調(diào)整授課的方式和速度，提高教學(xué)質(zhì)量與效率。
(四)改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效益
對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了梳理和整合，力爭(zhēng)在課堂上將本課程的基本理論講解透徹，而把部分較為艱深的理論內(nèi)容作為學(xué)生的課外擴(kuò)充閱讀內(nèi)容，讓學(xué)有余力的學(xué)生在老師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)。這樣既降低了課程時(shí)數(shù)，也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。課堂教學(xué)前將講義中的案例或者新補(bǔ)充的案例作為課外作業(yè)布置給學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)備和思考，安排一定的課堂時(shí)間對(duì)案例進(jìn)行討論和分析。這樣的教學(xué)方式，雖然對(duì)學(xué)生和老師都提出了更高的要求，增加了課余的工作量，但教學(xué)效果明顯，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性顯著提高，對(duì)理論知識(shí)的掌握也較為扎實(shí)。
(五)加強(qiáng)與完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)
完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施卓越計(jì)劃的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于學(xué)時(shí)限制，我校工程材料的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)只有4學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)安排為：“鐵碳合金組織觀察”和“合金鋼、有色金屬和鑄鐵組織觀察”。很顯然，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，存在著實(shí)驗(yàn)方法死板、手段陳舊及考核不嚴(yán)等缺點(diǎn)。為了在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生有更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，我們對(duì)課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改造，加入了綜合性和設(shè)計(jì)性的元素。首先是制定新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中只是規(guī)定了實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)的總體要求及注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容需要在總體要求的框架內(nèi)進(jìn)行具體化和細(xì)化。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，先組成實(shí)驗(yàn)小組(一般為2~4人一組)，在查閱資料的基礎(chǔ)上，制定具體的執(zhí)行方案和步驟，經(jīng)老師批準(zhǔn)后，可在一定期間內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。新的課堂實(shí)驗(yàn)已經(jīng)執(zhí)行了2屆，實(shí)踐結(jié)果表明，與以往的教學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情和責(zé)任心明顯提高，實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力也有顯著的提高。
三、結(jié)語(yǔ)
工程材料是機(jī)械類專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課程。根據(jù)上海工程技術(shù)大學(xué)卓越計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)——車輛工程專業(yè)及交通運(yùn)輸專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的指導(dǎo)思想和培養(yǎng)目標(biāo)，我們對(duì)原來(lái)面向多個(gè)專業(yè)的工程材料課程進(jìn)行了有針對(duì)性的建設(shè)，對(duì)其教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱作了徹底的修改，更新了教學(xué)內(nèi)容，更加注重實(shí)踐性和知識(shí)的應(yīng)用性;積極創(chuàng)新教學(xué)方法，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，突出專業(yè)特色，增加實(shí)驗(yàn)綜合性的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為今后從事專業(yè)工作打好基礎(chǔ)。
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