材料成型及控制工程应用及创新能力培养

【摘要】高等教育的改革，正迈向培养具有创新和应用能力人才的整体思路与方向。这离不开专业培养方案的提前规划与相应配套的课程改革。特别是，课程改革已经不仅仅是教学方法和手段的改革，而更重要的还是教学内容的革新，涉及到教学内容的前沿性。专业课的改革是重中之重，是实现教育目标最优化的主要途径。

【关键词】应用能力；创新能力；课程改革

材料成型及控制工程专业是一个融合了机械、材料、热处理和自动控制技术领域的专业。是材料科学与工程学科的主要本科专业之一。材料加工技术的发展代表了铸造、锻造、模具和焊接技术的发展水平。因此材料成型及控制工程专业的专业课应当根据就业需求和培养目标的变化，保证专业课的纵深度和覆盖面。应用型人才培养模式下，要求课程知识与实际工程应用紧密结合，如何凸显课程内容用于解决实际材料加工工程中问题的作用，是应用型大学材料成型及控制工程专业课程改革的要点。特别是专业课如何引导学生对知识的应用和创新思维方式更是重中之重。作者所在的洛阳理工学院，是一所河南省示范性应用型大学，材料成型及控制工程专业是本校最早成立的本科专业，师资力量、实验设备、实践实训场地雄厚，在专业课课程教学方法上，结合本校建材特色并借鉴了国内其他院校的经验和方法。近年来，应用型人才培养模式的提出和国内外材料加工技术的快速发展，给专业人才的培养及专业建设发展带来了良好的机遇；同时，也给专业建设迎来了新的挑战，使得相关专业课程的改革势在必行。

1专业方向与专业课程的整合

本专业方向由传统的铸、锻、焊整合为模具工程、型材加工和焊接工程。模具工程主要包括冲压、挤压、铸造和注塑模具的设计和加工；型材加工主要包括铸造钢坯、轧制钢坯和挤压轻质合金型材，结合了模具工程专业方向中的模具制造实现专业方向之间的联系和互补；焊接工程以传统焊接为基础，拓展到现代焊接机器人的控制、维护和应用。目前我校正进行培养方案和课程大纲的二次修订，利用此次机会对材料成型及控制工程专业的专业课进行内容整合，剔除重复和交叉的知识点，加强课内实验、单列实验课、课外实训和实习的力度，增加学时。力争做到每个知识点都能与实践环节有益结合，实现我校材料成型及控制工程专业课程改革的全面的、系统的调整。在此基础上培养学生对理论知识点的实际应用能力，并引导学生创新思考，满足相关领域的就业需要。

1.1专业方向的定位

培养方案的制定与课程体系建设密切相关，人才培养目标是由各个教学板块和环节实现的，具体落实到各个课程的知识点的重构。基于OBE教育理念，要想让学生通过学习课程领悟到知识点的原理和知识点在工程领域的应用，确定教学成果导向的量化目标必不可少。因此，培养方向的定位与教学内容息息相关。我校材料成型及控制工程专业成立已经有12年，有非常强的实用性，也与应用型大学建设的培养目标非常吻合。但是由于行业前沿技术和国家整体工业水平的发展，专业方向的定位微调势在必行。专业方向主要为融合传统铸锻焊三大技术领域后进行建材加工的模具、型材和焊接方向，此次修订新增加了3D打印技术、微电子技术领域的设计、生产、检测、工程应用、开发及技术管理等岗位工作，使学生能独立承担研究、开发工作；具有获得材料成型及控制工程及相关领域的执业资格的能力；具有工程创新潜质和终身学习的能力；主要培养服务于建材、装备制造等行业的材料成型及控制工程专业领域的高素质应用型人才。因此，专业课进行调整，例如《材料成型装备及自动化》《材料成型设备》等课程将受到课时控制，删减了大量理论推导和设备工作原理内容，增加了设备应用及维护知识点，根据学校外聘的企业兼职专家的建议和其他实际条件进行改革。

1.2课程内容的整合

教材作为课程的依托，其选择是重点，根据课程内容适当选择教材，但课程内容不限于教材是本次修订的主要思路，主要选择部级规划教材。另外还要兼顾考虑在课程内容适合建设应用型课程、专创融合课程和在线开放课程。例如《材料成型自动控制基础》课程适合建设在线开放课程，《材料成型装备及自动化》适合建设专创融合课程，这些调整在整个课程大纲的制定中提前规划。增加《逆向工程技术》《人工智能技术及应用》《增强现实技术与应用》等与新时代材料加工工程技术密切相关的课程。通过前期在教学中发现的部分专业课程存在内容交叉的情况，在部分课程中删除相关知识点，有效调整教学计划。最高效的利用规定学时完成新内容的教授工作。教学内容兼顾广度和精度，特别是要使学生深入理解前沿知识和学术动态，有利于学生未来进行创新创业。重点难点突出，但力争做到难点不难，便于学生理解和掌握。教育目标以解决凝固技术、塑性成形和焊接工程三大基础方向实际应用工程问题为主。在新修订的培养方案中以此为原则调整大纲和知识点，是所有专业课适合培养具有创新能力的应用型人才。

2材料成型及控制工程课程体系改革

目前的课程内容涉及传统的技术知识，不少知识点的设置较为枯燥乏味。改革后，全部课程要能够吸引学生的学习主动性，有利于提高学生的创新创业思维，因此课程体系改革为由专业基础课、专业特设课和加选专业技术课组成。其中专业基础课通过改革融入新时代的铸锻焊技术，定向凝固基础、压力铸造、新型模具、焊接机器人原理等。而专业特设课以3D打印金属材料课程方向为主。加选专业技术课程以新时代的金属材料逆向工程技术和智能制造为主。特别是在课程设置中，重点培养学生的创新能力、创业思维和个性化发展。实现传统课程向创新创造和创业思维的转变。另外还有以下两点作为重点推广的课程改革具体做法：

2.1应用知识点解决工程实际问题导向

每一门专业课程中、特别是专业特设课程必须选出3-8个知识点，结合工程案例进行修订大纲。理论性相对较强的专业基础课程也要选择1-3个知识点结合工程实际案例进行修订教学大纲。

2.2课程思政元素融入专业课程

如何让“个性独立”的、“00后”学生在获取完美的价值引领和政治站位是本次课程大纲修订时第二个重点提出的课题。新时代中国特色社会主义思想融入专业课程，使老师有条不紊地进行引导学生爱国主义思维和德育功能是本次修订课程大纲的重要思路。提出了每一门课程选出两个以上知识点，结合课程本身特色融入思政元素，重点还强调“润物细无声”。例如我校《材料成型自动控制基础》课程新大纲中新增了“我国早期钢铁发展”“我国现代钢铁发展奋斗史”“学会加工一根钢轨与如何成为社会主义大厦上的一根钢轨之间的辩证关系”等知识点，并将课程思政知识点与其他理论技术知识点穿插讲解、互相融入。

3构建提高学生综合素质和创新创业能力的教学模式

3.1创新创业知识点融入专业课程

专门设置两门创新创业课程在引领学生进行创新创业是远远不够的。在每一门课程内容中加入创新创业元素，针对每一门课程所对应的新时代加工思路，提出企业创新所需和企业创新所向，引导学生思考学习本门课程的深远意义。从现代科学的最新成果和行业最新需求中获取最新知识，融入具有时代特色的新知识点，体现时代特色。

3.2设立专创融合建设课程

在已经进入现代化的知识经济时代，社会急需有一定创新创业精神的人才，因此完成相关创新创业教育体系建设显得尤为重要。我校本次改革特别设置了专创融合课程申报和审批程序，每个专业不少于两门课。本专业在学校整体思路的引导下，立项建设了3门专创融合课程，更需要一个完整的创业教育体系的支持。

3.3结合行业需求设置课程体系

随着国民生产水平的提高，国内对材料成型及控制工程专业人才需求的连续五年呈增长趋势。因此，不少院校进行了扩招。实际上，行业需求的人才不仅仅是在数量上，更应该在质量上跟上时展。以本专业的一个工作方向为例，瓶盖铝的加工属于本专业学生就业方向。但是由于化妆品瓶盖、高档酒瓶盖等对光洁度的要求越来越高，使得企业招聘人才时希望招聘镜面铝加工质量分析员。我们专业传统的教学方法和课程内容仅仅提供轧制瓶盖铝的方法，却对其镜面铝的加工未提及。因此企业多次提出希望学校增加镜面铝加工的基本知识和内容。行业的变革使得专业课课程教学的改革势在必行。

3.4制定培养方案要为学生长远利益发展着想

大学教育不能简单的认为学生毕业了，只要能找到一份糊口的工作就万事大吉。我们要先树立起就业理念，又可以在就业基础上寻求突破进行二次创业的新理念。为了实现培养学生长远发展的宏伟目标，在进行课程体系构建是就应制定完善的措施。我专业在制定2020级培养方案时提前两年进行了规划，分三步走。首先，鼓励教师到新型企业和创新企业的一线去兼职，使教师队伍先有所创新。第二步，邀请三类人员来校教学，成功企业家、学生毕业后创业的优秀毕业生、行业专家。第三步，根据以上人员的经验介绍进行大纲修订。同时在学生中开展创业论文大赛、创业设计大赛，由在各自通过各种渠道和教育方式启发、挖掘毕业生的创业潜能，鼓励他们开拓创新与创业。

4总结

在大学教育中，课程体系的改革不但是实现人才培养目标的必要通道，又是实现教学理念全面革新的突破口。构建新的教学模式使得创新创业教育结合专业课程的改革势在必然。培养出具有时代特征的高素质应用型人才是大趋势。高等教育应紧跟新时代步伐、勇于探索改革创新具有深远意义。

参考文献

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作者：石磊 郭玉波 柳翊 曹永青 单位：洛阳理工学院材料科学与工程学院