工程专业认证背景下金属材料专业实验教学改革初探

工程专业认证背景下金属材料专业实验教学改革初探
王玉峰;王权;赵莉萍;张慧敏
【摘要】According to the education idea of engineering education professional certification,in view of the problems of Metal Materials professional experiment courses in our university,reform of professional experiment teaching was carried on. For example,the comprehensive experiment was added,experiment examination methods and so on were innovated. The result showed that it strengthened students' principal role in the process of the experiment, aroused students' enthusiasm of experiment course, given full play to the autonomy of students. Students' engineering practice innovation ability and interpersonal communication ability and team work spirit were cultivated.%依据工程教育专业认证的教育理念,针对我校金属材料专业实验课程存在的问题,对金属材料专业实验教学进行改革.增加了综合性实验项目,改进了实验考核方法.实践表明,实验课程的改革,加强了学生在实验过程中的主体作用,调动了学生对实验课程的积极性,充分发挥了学生的自主性,培养了学生的工程实践创新能力、人际沟通能力和团队合作精神.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2018(046)005
【总页数】2页(P161-162)
【关键词】工程专业认证;专业实验;人际沟通能力;创新能力
【作者】王玉峰;王权;赵莉萍;张慧敏
【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0;TG113
工程教育专业认证是对达到或超过已经制定的教育质量标准的高校或工程专业给予认可，对参加工程认证的专业起到提高教育质量的作用。

《华盛顿协议》是针对四年制本科教育学位(学历)国际互认体系。

2013年我国成为《华盛顿协议》的预备成员，这标志着我国的工程教育逐步与国际接轨，也标志着我国工程教育面临着重大的改革[1]。

金属材料工程专业是应用性较强的专业，具有理论与实践相结合、与工业生产的开发应用紧密结合的特点[2-4]。

针对应用型专业的特点，实验课的开设是很有必要的。

通过本专业实验课的开设，使学生对本专业的理论知识有更深入的理解，使学生深入了解实验原理、安全并熟练使用常用实验仪器，并运用理论知识对实验结果进行分析等科研工作的常识和规律，为培养学生的综合分析能力、创新精神与实践能力奠定了基础，它对提高学生对本专业的学习兴趣、促进学生将所学到的理论知识转化为综合分析能力、逐步地完成由学习者到企业技术人员的转化，具有不可替代的作用[5-6]。

1 金属材料专业实验存在的问题
在以往的教学中，我校金属材料工程专业实验内容及学时涵盖在各门专业课中，包含在“材料科学基础”、“金属固态相变”、“热处理工艺”、“金属材料学”和“材料分析与测试技术”等多门课程。

实验教学依附于课堂理论教学，实验内容受
到课堂讲授的理论知识的局限。

多为基础型验证型实验，实验内容是再现已有的实验结果。

实验过程中学生只是被动的按照实验指导书中的实验步骤及内容完成实验，实验结果也是按照预期的结果呈现给学生，实验报告内容雷同。

实验课程的开设使学生初步具备基本专业实践的能力，不能培养学生运用已学的理论知识分析问题、解决问题的能力及创新能力。

2 金属材料工程专业实验课程改革
2.1 课程设置
针对以上问题金属材料工程专业于2012年对培养方案进行了修订，将“材料科学基础”、“金属固态相变”、“热处理工艺”课程的实验学时取消，单独设立专业基础实验、专业实验及综合实验三门必修课程，修改了实验教学大纲和编写了实验指导书以规范实验教学。

2.1.1 专业基础实验
金属材料专业在第5学期独立设置专业基础实验课程，为24学时。

该课程内容是基础理论验证性实验和工具类使用等实验项目。

学生上课时被动的按照指导教师示范的操作步骤完成实验内容，获得实验数据完成实验任务，没有带着主动性参与到实验中，不能达到工程教育认证中“学生为主体”的教育理念。

为了避免上述现象，专业基础实验课程课前要求学生认真学习实验指导书和相关资料，写出预习报告，内容为实验目的、实验内容、仪器设备的操作方法及注意事项等；在实验内容讲授过程中，授课教师根据实验内容讲解实验要领和注意事项；在实验操作过程中学生进行实验设备操作，要求学生每人一组独立完成实验操作，实验教师实时关注学生实验情况，随时指出并纠正不规范操作，保证学生安全地完成实验操作部分，实验结果通过指导教师审核签字后才能完成实验操作部分；实验操作完成后，要求学生写出规范完整，能够真实反应实验过程和实验数据的实验报告。

为了调动学生对实验课的积极性和对本专业的学习兴趣，学校每年举办大学生金相技能大赛，选拔出
的优秀选手代表学校参加全国大学生金相技能大赛。

2.1.2 专业实验
本专业在第6学期独立设置专业实验课程，为24学时。

实验内容为教师给定题目的综合型实验。

专业实验课程具有互动性、开放性和综合性等特点。

互动性是指在实验过程中将学生作为主体的位置，老师作为辅助的角色。

学生3～4人一组，在查阅相关资料和主动思考的基础上，同组学生共同讨论制定出合理的实验方案，在实验教学中师生互动，使学生更深入理解每个实验项目的教学目标，安全顺利地完成实验内容；开放性是指实验教学大纲中的实验学时为一组学生完成该实验所需要的时间，实际实验过程中学生3～4人一组，大纲的课时时间不够，只能采取开放实验室，学生利用课余时间完成专业实验；综合性是指学生以小组为单位制定实验方案及实验步骤、同组学生互助完成实验操作、共同分析本组实验结果的综合性实验。

以45钢热处理实验为例，该实验要求同组学生制定不同的热处理工艺得到
F+P、M混合、M+T、M+F未熔、M回、T回、S回等组织，并测试其性能。

课前一周给学生布置题目，要求学生明确实验目的，查阅相关资料制定出实验方案及实验步骤，并撰写预习报告，课前两天指导教师审核学生初步制定的实验方案，指导学生得到合理的实验方案并修改预习报告。

实验进行的过程中每组的学生共同操作完成整个实验内容，教师实时控制实验安全，掌握试验进程和内容，随时提出问题并解答问题，起到协助的作用。

实验操作完成后，要求同组学生分工合作，共同完成实验报告内容。

该课程的开设使学生深入理解了热处理工艺对材料的成分、组织和性能之间的关系，为综合实验、毕业论文和毕业后的实际工作打下坚实的基础。

2.1.3 综合实验
在第7学期独立设置综合实验课程，为期4周。

实验内容涉及实验材料的选取、
材料的冶炼、形变、热处理工艺的设计及操作、微观组织结构观察及性能测定，为综合设计性实验。

本实验由金属材料专业、冶金专业、材料成型及控制专业的学生
共同完成，每组学生10～12名。

该实验课充分体现了“以学生为主体”的教育观念，每组学生根据实验题目及实验要求利用实验室能够提供的实验原料、实验设备自行进行实验材料的选取设计、实验材料的冶炼工艺的设计、变形工艺的设计、热处理工艺的设计及组织性能的检测方案的设计，对于同一个实验题目不同组可以选用不同成分的钢铁材料、制定不同的热处理方案来满足实验要求。

实验题目选用有一定工程背景且便于学生探究的内容，实验内容具有一定的灵活性和趣味性，提高了学生的学习兴趣和学习主动性，培养了学生的理论联系实际的能力和工程创新能力。

同时，学生在实验过程中会遇到理论不能解释的实验现象，教师就要引导学生分析试验中不规范的操作及造成的实验失误，并及时纠正学生的错误，得到正确的实验结果，启发学生利用已学知识去解释实验结果[5]。

这样教学方法不仅可加深
学生对实验的理解，达到学生将理论知识和实践经验统一结合起来的目的，而且会激发学生的求知欲和增加学生发现问题、解决问题的能力。

综合实验要求同组学生共同协作完成实验内容，学生在实验过程中遇到问题及时与同组学生或老师交流和讨论，培养了学生的表达能力和人际交往能力，有利于培养工程教育专业认证标准中要求的人际沟通能力和团队合作精神。

2.2 实验教学考核方法
实验考核是检验学生对实验内容掌握程度的一种重要手段，科学合理的考核方法能够激发学生的积极性和对专业知识学习兴趣，监督和检验学生的实验课程效果。

根据我校的实验教学内容，实验考核成绩分为两部分：实验预习操作部分(占50%)和实验报告部分(占50%)。

专业实验的开设为了培养学生的动手操作能力和综合分析能力，实验预习及操作的考核依据为学生的出勤、预习报告的撰写、实验过程中实际操作情况，该部分考核了学生对理论知识掌握的程度、培养了学生实验操作能力，实践创新能力、人际沟通能力和同学间的协调能力；实验报告的考核依据为报告的完整性、规范性和实验结果分析的正确性等，该部分用于考核学生运用所学过的理
论知识分析问题、解决问题的能力。

该考核方法的改革能有效调动学生对我校金属材料专业开设的实验课程的主动性和趣味性，改善了实践教学效果，提高了学生的实践能力。

3 改进后的效果
金属材料专业实验课程的改革，在我校金属材料专业的专业实验、综合实验课程中开设了设计综合性实验项目，体现了工程专业认证中“以学生为主体”的教育理念，调动了学生对专业知识的学习兴趣。

学生在实验过程中学会了设计实验方案，确定实验步骤，根据实验结果检验操作过程正确与否并及时纠正，根据理论知识分析、解释实验方案及实验结果，使学生深刻理解理论知识，提高灵活运用专业知识分析、解决实际问题的能力。

实验课程的改革培养了学生综合实践能力和创新意识，提高了学生的沟通能力和人际交往能力。

综合实验项目的设置改变了传统的实验教学方式，提高了教师的教学热情，将科研成果转化为教学内容，提高了教学质量。

在2013级学生的教学过程中实施，实验课程的改革培养了学生的创新能力和分析、解决实际问题的能力，在毕业论文的教学环节中，学生制定研究方案和实验动手操作能力得到充分的展示，为学生可持续发展打下了基础。

参考文献
[1] 刘桂香,李延波,王军霞,等.工程教育专业认证导向下材料类专业实验教学方法
和评价方式的改革探索[J].高教学刊,2016(19):129-130.
[2] 苗润生,邵红红,王兰.金属材料工程专业综合实验课程的教学实践[J].实验科学
与技术,2012,10(2):92-93.
[3] 杨琳,李黎忱,邓世岐.工程认证背景下金属材料热处理实验教学改革探索[J].高
教学刊,2016(13):71-72.
[4] 朱聪旭,铁伟伟,赵红晓.材料科学与工程专业综合实验教学体系的改革[J].广州
化工,2017,45(1):154-155.
[5] 尹斌,陈石林.改革原有教学模式,构建材料学专业基础实验教学新体系[J].大学教育,2016(1):165-166.
[6] 杨在志,傅小明,孙虎.应用型高校金属学原理实验教学改革[J].广州化
工,2017,45(2):140-141.。