基于新工科教育的材料成型及控制工程专业课程和实践的“交叉融合”结构模式探索

柳翊 金文中 闵志宇 安俊超 林海燕

【摘要】在新工科建设背景下，新工科对高校应用型人才实践能力的培养提出新要求。对于材料成型及控制工程专业而言，探究课程和实践的“交叉融合”结构模式，以满足企业生产一线对设计研究和生产管理以及产品销售等方面能力的要求，使课堂课程授课和实践环节无缝对接，从而培养具有较强创新精神和实践能力的高层次应用型人才。

【关键词】新工科  材料成型及控制工程  课程和实践  结构模式  应用型

【基金项目】洛阳理工学院教育教学研究项目（18JYZD-02）、洛阳理工学院高层次人才科研启动项目（2017BZ05）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）29-0235-02

一、引言

经济快速发展对工程教育提出新的需求，德国于2014年制定了“工业4.0”计划，美国于2016年通过了“智能制造业振兴计划”，我国于2015 年推出“中国制造2025”。在这种大趋势下，我国高校也纷纷响应这一发展趋势，从“新工科”的“复旦共识”到“新工科建设行动路线”的“天大行动”乃至“新工科建设指南”的“北京指南”。“复旦共识—天大行动—北京指南”构成了新工科建设“三部曲”[1， 2]。在新工科建设背景下，高校应用型人才实践能力的培养提出新要求，培养具有较强创新精神和实践能力的高层次应用型人才势在必行。1998年教育部对高等学校本科专业调整时设立了材料成型及控制工程专业，其成立基础是原铸造专业、焊接专业以及锻压专业，涵盖了焊接、铸造、锻造等三个热加工方向。对于材料成型及控制工程而言，该专业属于“宽口径，厚基础”的专业，涉及范围广泛、知识面广、信息量大，并注重设计能力和计算机能力及动手能力的培养。因此，材料成型及控制工程专业属于综合性的应用性专业，需要学生掌握专业知识和相关技能。

本文基于传统课程和实践的结构模式，从专业的课程和实践内容的设置、结构模式以及创新精神和实践能力培养等方面出发，全面总结和阐述了材料成型及控制工程专业的课程和实践的“交叉融合”结构模式、创新精神和实践能力的培养。

二、课程和实践的“交叉融合”结构模式

基于当前企业发展的需要，不仅要求生源具有较高的理论知识而且需要生源具有更高的专业生产实践能力，这就对课程和实践的结构模式提出更高的要求。目前各高校中材料成型及控制工程专业的方向仍以铸造、焊接及锻压为主，但侧重点有所差异。因此，理论课程设置依据侧重方向不同，具体的课程设置也会有所差异。

1.传统课程和实践的结构模式

目前材料成型及控制工程专业的理论课程和实践内容的设置中，课程教学分为理论教学内容和实践教学，理论教学内容的教学方式方法多为多媒体教学和案例教学以及少量新的授课方式（慕课、翻翻转课堂以及微课等）。实践教学的教学方式方法：上机实操、专业实验实操、实物教学、课程设计、生产实习、毕业实习以及毕业设计等，其中课程设计和生产实习及毕业实习是材料成型及控制工程专业重要的实践教学内容，也是培养学生工程实践能力和创新意识必不可少的重要环节之一[3]。实践环节的课程设置是检验理论课程知识实际运用的重要环节，也是培养学生专业素养和技能的重要手段。因此，实践环节的课程设置要体现材料成型及控制工程专业学生专业能力和综合素质的培养。目前课程和实践两者之间是相对分离的和独立的结构模式，缺乏相互的“交叉融合”。在新工科建设背景下，企业快速发展对应用型大学课程和实践内容的设置提出新的要求，特别是课程和实践的结构模式改变。

2.“交叉融合”结构模式

（1）理论课程设置课内实践环节，依据教学进度开展阶段性的实践教学活动，使理论和实践同步协调进行。

首先，在理论课程授课过程中就应该穿插实践环节的相关内容，为实践环节顺利进行奠定基础;其次，结合企业生产一线的最新生产工艺和技术及产品进行专业知识的拓展，同时实践内容需不断更新，使实践环节与当前企业生产密切衔接[4];最后，课内实践环节也需阶段性检测，把握学生学习进度和掌握情况。

（2）针对每学期重要专业课程内容，突出课程重点，运用所学专业理论知识开展相关综合实践考评。

一方面，基于每学期讲授的重要专业课程内容，运用设置综合实践考评环节，检验理论和实践的契合度;另一方面，通過综合性的实践考评能够全面了解实践环节的学习和掌握情况。

（3）倡导学生参加技能和专业能力等相关培训，使其实践能力和专业技能获得社会的认可和肯定。

材料成型及控制工程专业是培养工程化专业人才，针对学生创新创业能力的培养，需要学生具备基本的专业技能。因此，鼓励学生在校期间获得专业类的相关技能等级证书有助于熟练掌握在实践环节学习到的知识和技能，并获得社会的一致认可，为后期创新创业能力的培养也提供有利途径。如：获得国家认可的专业技能等级证书（焊接工程师证、见习热处理工程师证以及3D打印工程师证等）。

（4）依据课程内容和实践环节，加强校企融合，实行定岗实习。

依据材料成型及控制工程专业的课程内容和实践环节，加强校企一体融合，实行定岗实习[3]，企业为学校提供实践教学机会和平台，促使学生能够认识、了解及熟悉企业生产一线的生产、管理及销售环节。通过以上三个环节的实践素质培养，联合企业生产一线定岗实习，促使学生实践能力的提升。

三、创新精神和实践能力培养

培养具有较强创新精神和实践能力的高层次应用型人才，应注重学生的创新创业能力的培养，而人才培养方案中创新创业活动的开展，以充分体现对学生创新创业能力的培养，强化学生的自主创新创业意识。

（1）鼓励学生参加全国性的技能大赛以及创新性比赛。

一方面，在专业理论课程和实践课程的讲授过程中，穿插讲授与专业相关的科技发明和科技创新，激发学生创新的兴趣和渴望;另一方面，积极参加全国性的创新创业大赛，积累实践经验并培养创新意识和能力，如：机械创新设计大赛、机器人大赛、全国创新创业热处理大赛、全国金相大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等。

（2）举办“各类科技创新活动”，拓展学生创新视野。

首先，通过相关科技创新活动（如：小发明、科技制作、小论文以及专业调研报告等）形式向学生传递科技创新意识。其次，开展专业知识竞赛，以分组讨论和团队合作以及课外专业知识培训等形式，夯实学生的专业基础理论。最后，鼓励学院间的交流合作，与机械以及计算机等专业学生一起举办学术沙龙，拓展专业视野，培养交叉融合的创新思维。

（3）提倡学生参与教师的企业相关的科研项目。

在教师的指导下鼓励学生积极参与校企合作项目，挖掘企业生产一线的创新性研发产品和生产工艺，提高学生实践能力，同时寻找有价值的产学研项目进行孵化培育，通过学生体验工程实践和工程化的项目，深入熟悉和把握企业生产一线的研发和产品创新趋势[5]。如：参与国家发明专利的撰写，实现发明专利的科技转化。

（4）注重学生创新性项目的孵化培育和扶持。

在参与教师引导的企业相关的科研项目基础之上，学校主动搭建创新创业平台和服务咨询平台，对具有发展潜力的学生创新性项目进行孵化培育，并进一步进行一对一的指导和帮扶，提供一定的资金资助和专业咨询服务，加速创新性项目的工作进程。

四、结语

在新工科建设背景下，新工科对材料成型及控制工程专业应用型人才实践能力的培养提出了新要求。通过理论课程设置课内实践环节、开展相关综合实践考评、技能和专业能力等相关培训以及定岗实习体现了课程和实践的“交叉融合”，使课堂课程授课和实践环节实现无缝对接;同时开展创新创业活动以强化学生的自主创新创业意识，从而培养具有较强创新精神和实践能力的高层次应用型人才。

參考文献：

[1]王静.新工科背景下高校教师教学思路的转变[J]. 教育教学论坛， 2018（47）： 21-24.

[2]叶民， 孔寒冰 ， 张炜. 新工科：从理念到行动[J]. 高等工程教育研究， 2018（1）： 24-31.

[3]商兴国.材料成型及控制工程专业应用型人才培养创新与实践[J].教育教学论坛， 2016（7）： 124-125.

[4]杨聪.关于材料成型及控制工程专业建设的思考[J]. 当代化工研究， 2018（05）： 5-6.

[5]郭玉波.材料成型与控制工程专业实践教学体系研究[J]. 科教导刊（上旬刊）， 2017（12）： 116-118.

作者简介：

柳翊（1981-），男，河南洛阳人，博士，讲师，主要从事材料成型及控制工程方面教学和科研工作。