以竞赛为载体的金属材料工程专业实践教学模式探索与实践

沈阳化工大学机械与动力工程学院 郭树国 王丽艳 刘 群

按照教育部《国家教育事业发展“十三五”规划》文件精神，金属材料工程本科专业依托我校“113”[一种理念，即需求（成果）导向教育理念（简称OBE）；一种模式，即CDIO（生命周期）培养模式；“三化”措施，即协同化育人、家庭化培养、个性化指导]应用型人才培养体系，适时对人才培养方案、课程结构、教学内容、教学方法及手段、实践基地建设、管理制度等人才培养模式改革，以解决人才培养与企业实际需求脱节、产教融合不深、工程教育实践环节薄弱等问题。

参加各类学科竞赛是本科生培养和强化本科生实践和创新能力的有效途径之一。目前在材料类专业学科竞赛中，由教育部高等学校材料类专业教学指导委员会和全国大学生金相技能大赛组委会举办的全国大学生金相技能大赛是一项本科大学生专业技能竞赛，是目前材料类专业规格最高、制度最健全、覆盖面最广、影响力最大的一项赛事。大赛旨在“以赛促教、以赛促改、以赛促学”，锻炼材料类专业大学生的实践动手能力及创新实践能力，为全国材料学科大学生提供一个互相交流和学习的平台，推动材料类创新性人才的培养。

沈阳化工大学金属材料工程专业鼓励更多的教师和学生积极参与各类学科竞赛，尤其是全国大学生金相技能大赛。自2018 年以来，我校连续3 年获得国家一等奖，体现了金属材料工程专业应用型本科人才优良的培养机制。因而，专业根据近3 年来指导全国大学生金相技能大赛的经验，积极探索产教研融合背景下本科大学生竞赛指导的创新与改进模式，通过学科竞赛模式来培养本科大学生的创新精神、实践能力和学习能力。

一、基于学科竞赛平台构建人才培养实践教育体系

在总结金属材料工程专业实验改革经验和成果的基础上，借鉴国内外知名大学先进的教学理念和教学体系，凭借我校“113”应用型人才培养体系，建立从入学到毕业的全过程人才培养实践教育体系，集聚社会优质资源建立校企协同育人平台。以实践创新项目为载体，提升大学生的实践能力，强化学生为社会、为人民服务的社会责任感，以此提高人才培养的供给质量，为辽宁振兴提供了人才支撑。

金属材料工程专业将全国大学生金相技能大赛融入大学生素质拓展与创新创业实践课程之中，安排专门课时对全国大学生金相技能大赛要点进行讲解，鼓励学生将竞赛与自身专业相结合。通过布置作业的形式，使金属材料工程专业的每一位学生都能对全国大学生金相技能大赛有所了解，主动参与竞赛，从而培养大学生的创新能力，使学生由原先的被动参加变为主动参与。学生参与学科竞赛的积极性逐年提高，在全校范围内营造了日益浓厚的创新创业氛围。

为激励金属材料工程专业学生参与全国大学生金相技能大赛，本专业根据学校相关规章制度，结合本专业的特点，对大学生素质拓展与创新创业实践课程的课程大纲进行了修订，进一步强化对课程的过程性管理。通过教师指导日志、学生活动日志与校内竞赛相结合的方式，规范课程管理，加强教师与学生之间的有效沟通交流。专业教师以学科竞赛项目开展为契机， 主动探索以学生为中心，基于学科竞赛项目的课程新教学方法与教学手段。金属材料工程专业实验室除了正常的教学计划时间外，实验室仪器设备均对大学生免费开放，热爱金相技能大赛的学生可自由进入实验室进行练习。

金相技能大赛分预赛和淘汰赛两个阶段进行，预赛每组参赛选手需在40 分钟内完成样品（球墨铸铁）的打磨、抛光、侵蚀等过程，最终制备出供评委评分的样品。按照国赛评分标准，评委从金相图像质量、样品表面质量和现场操作三方面进行评定，经评审比赛得分前30 名的同学进入淘汰赛。

在准备学校预赛的过程中，学生通常会利用课余时间去熟悉竞赛规则和内容，并且在实验过程中熟练掌握比赛试样的微观组织特征，知晓腐蚀液成分和配比，掌握腐蚀方法和腐蚀时间，使大学生真正将理论知识与实践有机结合，从而对所学专业知识有更为深入的了解和认识。淘汰赛分三组进行，每组10 人。每组参赛选手需在40 分钟内完成样品（20钢）的打磨、抛光、侵蚀等过程，最终制备出供评委评分的样品，经评审最终确定5 人集训队。5 人集训队一边学习课程，一边还要进行较为枯燥、烦琐的训练，心理负担较大，情绪容易产生波动，易出现不良心理表现。因此，在集训期间，我校通常安排上一届的参赛选手和本届集训队进行交流，针对性地进行心理训练和辅导，消除学生紧张情绪，增强比赛自信。最后，依据集训的成绩选拔出三名金相技能优异的同学代表学校参加全国金相技能大赛。集训期间参赛选手不断与自己的队友和指导教师交流实验过程中存在的各种问题，这在一定程度上提升了学生的个人交际能力。

通过竞争方式代表学校参加全国金相技能大赛，明显提高了学生的实验动手能力，不断拓宽本专业学生材料方面的知识领域。此外，也培养了学生不怕苦、不怕累的高尚精神。

二、竞赛保障、激励机制模式

（一）加强创新项目库建设，为学生提供优质参赛项目

根据金属材料专业特点，集聚社会优质资源，实时采集面向化工产业需求，将产业联盟、产业集群等亟待解决的问题交由校企导师共同研究，梳理出适合学生做的项目。建立了认知实践、综合实践、创新项目实践、创业项目孵化及科研项目“五位一体”的层次递进、有机衔接和学科交叉的动态创新项目库，组建了基于企业工程实践教育中心和实习基地以及校内实训实践基地的创新实践平台，实现校企联合培养人才的新模式。注重全方位、全覆盖提升学生的创新思维与创业精神，启发学生将创新创业活动与所学专业知识有机结合起来。

（二）完善激励和保障政策，激发学生参赛热情

学校制订了《沈阳化工大学“创新创业教育推进工程”实施方案》，学校从整合资源、深度融合、强化实践、培育师资、建章立制等方面建设23 项重点任务，基本形成了较为完善的校级创新创业教育体系。学校制定了大学生创新创业训练管理办法、创新创业导师管理办法、学科竞赛奖励办法等，保障创新创业活动规范和资金使用合理，调动广大教师和学生参与创新创业的积极性。建立了学校创新创业学分认定与转换等一系列制度，有效调动本科生参与创新创业教育活动积极性。

（三）借助多媒体教学资源，培养学生学习兴趣

实验教学模块由验证性实验、综合性实验、设计性实验构成。但传统的验证性实验效果难免枯燥、乏味，学生的兴趣较低。借助多媒体实践教学这一模式能够使理论教学与实践教学有机结合，使所教授的知识和内容变得更加形象化、生动化、直观化与具体化，而且整个教学过程中均是“以学为中心”。因此，这一模式不但调节了课堂的教学氛围，还有效地激发了学生学习实验的积极性和主动性。

金属材料工程专业积极推动在线课程建设，提升课程信息化水平，主张线上线下混合式教学、小班研讨教学等新的教学模式改革，打造泛在学习环境。积极推进现代教育技术与课堂教学的深度融合，促进学生主动学习，引导更多学生通过多种形式深度参与课堂教学过程。目前，金属材料工程专业已经建成一门辽宁省精品资源共享课，两门校级线上线下混合式一流课程。

三、创新人才培养模式取得的成效

通过组织各种类型、各种形式和不同层次的课外活动，近年来金属材料工程专业参赛学生在全国金相技能大赛、全国大学生机械创新设计大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等科技竞赛活动中获得国家级奖项十余项，省级奖项三十余项。学生在以学科竞赛为载体的创新实践过程中，从项目需求开始到解决实际问题，已有多名参赛学生先后获得国家实用新型专利或发表相关学术论文。同时，学科竞赛的荣誉也为考研录取铺设了道路，在国家政策的引导下，我专业的多名参赛学生已被“985”高校录取，这些成果的取得充分表明了开展学科竞赛是培养本科大学生实践能力与创新能力的有效形式。

创新应用型人才培养是一个长期的探索过程，为了顺应国家战略和产业发展需求及人才供给改革的要求，金属材料工程专业积极构建从入学到毕业全员参与、全过程人才培养实践教育体系。基于实践项目这一载体，以校内外实践基地为平台，通过一系列模式改革、实践能力提升、成果驱动、校企共建等方式，培育学生的创新意识，增强学生的实践能力，提升学生的创新创业能力，增强学生为社会、为人民服务的社会责任感。同时也推动了我校大学生创新实践平台的建设，也对金属材料工程省级一流本科示范专业的建设起到了重要的支撑作用。