浅谈学科竞赛对金属材料专业实验教学改革的促进作用.pdf

基金项目:年第二批教育部产学合作协同育人项目:产教融合模式下应用型创新人才培养的金属材料类实践教学改革研究()作者简介:李聪,女,实验师,主要研究方向为实验教学与管理.浅谈学科竞赛对金属材料专业实验教学改革的促进作用李聪,王鑫铭,刘艳,堵艳艳,雷姗,郭进伟(湘潭大学 材料科学与工程工程学院,湖南 湘潭 )摘要:学科竞赛是大学生创新实践能力提升的实践平台,是各高校检验培养人才的重要一环,为提高人才培养质量,分析了学科竞赛对实验教学内容、教学模式,实验室管理模式,实验考核评价方式以及校企合作等方面进行教学改革的促进作用,进而促使金属材料专业融合学科竞赛进行实验教学改革,以期培养出更优秀的金属材料类创新性应用人才.关键词:学科竞赛;金属材料专业;实验教学改革中图分类号:G T h eP r o m o t i n gE f f e c t o fS u b j e c tC o m p e t i t i o no nt h eE x p e r i m e n t a lT e a c h i n gR e f o r mo fM e t a lM a t e r i a l sM a j o rL iC o n g,W a n gX i n m i n g,L i uY a n,D uY a n y a n,L e iS h a n,G u oJ i n w e i(S c h o o l o fM a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g,X i a n g t a nU n i v e r s i t y,X i a n g t a n ,H u n a n,C h i n a)A b s t r a c t:S u b j e c t c o m p e t i t i o n i sap r a c t i c a l p l a t f o r mf o r c o l l e g es t u d e n t s t o i m p r o v e t h e i r i n n o v a t i v ea n dp r a c t i c a l a b i l i t y,a l s oa n i m p o r t a n t p a r t o f t h e i n s p e c t i o na n d t r a i n i n go f t a l e n t s i nv a r i o u su n i v e r s i t i e s I no r d e r t o i m p r o v e t h eq u a l i t yo f t a l e n t t r a i n i n g,t h e i n f l u e n c eo fd i s c i p l i n ec o m p e t i t i o n so ne x p e r i m e n t a l t e a c h i n gc o n t e n t,t e a c h i n gm o d e,l a b o r a t o r ym a n a g e m e n t,a s s e s s m e n tm e t h o d s,a n ds c h o o l e n t e r p r i s e c o o p e r a t i o nw e r e a n a l y z e d t op r o m o t e t h e r e f o r mo f e x p e r i m e n t a l t e a c h i n gb yo t h e ra s p e c t s I nt u r n,i tw i l l p r o m o t e t h ee x p e r i m e n t a l t e a c h i n gr e f o r mo f t h em e t a lm a t e r i a l sp r o f e s s i o n a l i n t e g r a t i o nd i s c i p l i n e c o m p e t i t i o n,i no r d e r t oc u l t i v a t eb e t t e r i n n o v a t i v ea p p l i c a t i o nt a l e n t so fm e t a lm a t e r i a l s K e y w o r d s:s u b j e c t c o m p e t i t i o n;m e t a lm a t e r i a lm a j o r;e x p e r i m e n t a l t e a c h i n gr e f o r m 引言教育的最终目的是培养适应社会需求的人才,高校是国家培养人才的重要基地,金属材料专业是一门理论与实践兼重的学科,根据我院最新的培养目标,金属材料专业旨在培养具有良好的科学和工程素养,优良的思想品质、职业道德与人文科学素质,并兼备一定管理知识、组织协作能力与创新能力的金属材料工程的复合型人才.通过物理、化学、数学等学科基础知识以及系统的材料学科专业知识的学习,培养探索金属材料的成分、组织、结构与性能及彼此关系等科学问题的能力;并通过专业实验与实习等工程实践,使学生具备发现、解决实际问题以及金属材料的设计与分析、制备、腐蚀与防护和材料的加工成形等方面的工程应用能力.具有一定的国际视野,具备了解本专业的前沿动态、获取新知识的能力,有创业精神和一定的创新能力,可成为金属材料领域的研究型与工程技术型人才.所培养的学生能从事与金属材料等相关领域的科学研究与教学,政府部门和企业中的管理、研发、设计、制造、建设、运行等方面的工作,彰显兼备“科学”与“工程”素养的可持续发展能力,为国家和地方经济建设和学科发展服务.由此可见金属材料专业着重于培养具有创新能力的应用型人才.现阶段高职院校是培养应用技能型人才的主战场,高职院校间举行各类技能竞赛,且更偏向于提升学生的某项动手技能,具备很直接的指向性,它对于提高学生的思维应变和动手能力有明显的指导及激励作用 .高等院校更着重于理论知识的传授,注重培养学生的创新能力,由此也带来了一定的弊端,高分低能儿的现象层出不穷,高等院校创新型应用人才的培养要适当借鉴高职院校的相关做法,结合本院校特点,依托学科竞赛培养创新型应用人才.金属材料工程专业与生产实践密切相关,因此培养具有较强实践能力的应用型人才是材料创新型人才的重要特征.各类大学生学科竞赛不仅考查学生知识的掌握程度,还考查学生的动手能力及创新能力,将竞赛融入实验教学中,通过竞赛的任务牵引机制,一方面可以提升学生主动创新学习的积极性和主观能动性,以及锻炼学生临场应变能力和团结合作能力,另一方面可以通过竞赛结果反馈教学质量,发现教学中的薄弱环节,以此作为优化创新型人才培养方案的依据,达到整体提升教学质量的目的,从而提升学生的学习能力,老师的教学能力,学科的竞争能力,以赛促教,以赛促改,以赛促学,不断提高材料学科人才培养质量.学科竞赛促进实验教学内容改革近年来学校紧绕立德树人根本任务,培养政治可靠和思想过硬的新时代一流本科人才,加强基础学科拔尖人才培养实验班和创新创业教改实验班建设,推动基于“四新”专业建设的人才培养模式改革.以学生为中心,以产出为导向,持续优化人才培养过程、方法和途径.实验教学也进入到改革发展期,但由于实验环境、实验设备、实验资金等的限制,改革难度较大,改革效果不太理想.大部分实验沿用传统的教学方式,老师按实验讲义教学,学生按老师讲授的实验流程操作,最终的结果就是学生生搬硬套,完全按实验流程操作,一个实验项目,同一班级做出的结果几乎完全一致,学生缺乏思考,记忆不深刻,实验教学变成了走马观花,没有很好地将理论与实践相结合,学生思考深度不够,创新能力得不到培养.金属材料的本科生两大块专业知识点即为金属材料学和热处理分析,围绕这两个知识大类开设了两类实验:基础类和专业类实验项目,重点培养学生掌握材料的组织结构,基本力学性能以及热处理相关知识的实验项目.面向金属材料专业的大学生学科竞赛主要有三大类,其一为全国大学生金相大赛,旨在以赛促教,以赛促改,以赛促学,促进校际交流,不断提高材料类专业人才培养质量,竞赛分为个人赛加团体奖,参赛学生经过激烈的初赛、复赛,决赛选拔脱颖而出;其二为热处理大赛,以“厚基础、强融合、重突破”为指导思想、以“学以致用、触及巅峰”为理念,致力于培养富有创新精神、勇于投身实践的创新型人才队伍;其三为周培源力学大赛,是一项提升学生学习基础力学的兴趣和选拔后继创新人才的科技活动,也是一项为促进高等学校力学基础课程的改革、加强对理工科高校学生的素质教育和培养他们的动手能力、创新能力和团队协作精神的赛事.这些竞赛在一定程度上促使着实验教学内容进行改革,要求将实验内容与竞赛融合成模块化后,实验内容由浅入深,逐步递进,把竞赛教学变成常态化教学,与常规化的培养目标严格一致,将技能大赛重点融入常规的实验教学中进行实验教学内容的更新,具体如表,促进形成更合理可行的竞赛项目.表模块化实验项目及其改革目的竞赛类别实验项目模块化实验改革目的全国大学生金相比赛不锈钢、耐热钢的组织观察铸铁及有色金属组织观察冶金缺陷和热处理缺陷组织观察铁碳合金平衡组织的观察与分析金相样品的制备与显微组织观察金属 材 料 学 综合实验理论与实践相结合,“培养大国 工 匠”并 通 过 复 杂 的微观世界分析及解决问题高校实验室科学技术表(续)竞赛类别实验项目模块化实验改革目的全国大学生热处理大赛高速钢、结构钢的热处理工艺、组织与性能之间的关系钢中奥氏体晶粒的显示和晶粒度测定马氏体组织形态的观察与分析热处理工艺对典型金属材料组织和性能的影响热处理综合实验厚基 础,强 融 合,重 突 破.加强 创 新 教 育 和 实 践 能力,培养学生的工程认识周培源力学大赛材料的拉伸性能实验材料的压缩性能实验材料的三点弯曲性能实验材料的冲击韧性实验材料 力 学 创 新实验加强基础力学知识的运用 学科竞赛促进实验室运行机制的完善 学科竞赛促进实验室开放管理制度的建立传统实验室管理模式为课前开放,课后关闭,课余时间封闭管理,这样一是为了保护设备的使用寿命,二则是出于对实验室的安全管理.而学科竞赛的开展,需要大量的课外练习时间和练习空间,因此实验室的课外开放管理尤为重要,这就促进专业实验室制定出一套课内外运行管理制度,便于科学管理实验室,建立基于资源共享的设备预约制度,开放实验室课外课堂,方便实验教师对仪器设备及学生的管理,根据不同竞赛的特点,有针对性地进行实验教学,让学生能充分利用实验设备提升自我技能,需要制定合理的实验室运行机制,不同教学任务不同机制,因地制宜,因材施教.学科竞赛促进实验信息化的完善学科竞赛促进网络化的实验教学和管理,促进实验中心构建新的实验教学平台,促进软硬件条件的逐步提升,增加全新板块 竞赛信息网站,实现各种实验资源的共享,搭建技能竞赛的信息平台.解除学生学习场所的限制,通过虚拟仿真实验的引入,提高学生操作的熟练性和降低实验失误的可能性,通过增加宣传窗口,便于参加各种技能竞赛的学生及时了解信息,提高学科竞赛的普及率,通过内部局域网与网通网,实现资源共享,做到浏览与下载学习资料两不误,方便学生自我学习和自主实践.学科竞赛促进教师技能的提升教师是教育教学质量提升的根本保证,教师能力的高低是人才培养能否成功的关键,一名优秀学生的背后必然有一个或者一群优秀的老师.学科竞赛的综合性要求学生掌握多方面的知识水平,必然促使教师从教学理论水平、教学方法到实践技能全面提升自身专业水平,将竞赛知识润物细无声于理论课堂和实践课堂,从而实现教学相长的目的.学科竞赛促进实验教学模式的创新大部分的实验教学模式还停留在传统的讲授型,竞赛则是另外一个新的单元模式,教学只为竞赛提供基础性的流程操作和单向思考.融合学科竞赛的实验教学模式要求在竞赛式教学中,以成果为导向,实验过程将更优化和细致,从而创新实验教学模式.课堂就是赛场,老师在实验教学过程中将以竞赛的水平要求学生,进行更细微的引导和考核,帮助学生在过程中发现和解决问题,提高其自身实践能力.这种实验模式以学生为中心、多层次的赛教融合的实验教学模式,不仅能激发学生学习金属材料基础知识和实践学习的热情,提高学生对专业知识的重视程度,创新教学方式方法,培养学生主动思考主动探究的习惯,挖掘学生的创新能力,更能培养出优秀的金相制备技能人才、热处理工程师,培养更加贴近社会需求的人才等.实验室教学与改革 学科竞赛促进实验考核评价和激励方式的多样化学科竞赛融入的实验教学增加实验课程的考核方式,旨在改革以实验报告论成绩的评价方式,结合竞赛的奖励手段建立科学的实验奖励机制,结合竞赛的规则与条例,将模块化内的每一实验项目按竞赛要求进行考核并量化,将课堂当成竞赛现场,既能加强学生做实验的紧迫感,又能避免学生实验过程中的敷衍了事,每一次的实验过程即为一次选拔赛,优胜者获取一定的积分,优先积累一定积分的同学率先进入决赛梯队.这种实验小赛,将摒弃传统的教学方式,把竞赛的各个重点引入教学实践中,除了实验报告的评价方式之外,增加竞赛的展示环节,包括现场操作、实验结果以及课后思考,增加学生的学习热情和胜负欲,从而选出优秀的学生参加决赛,这种“大赛小赛串联”的考核方式,既锻炼了学生的动手能力,又锻炼了学生适应赛场环境的能力,培养强大的心理能力.另外学科竞赛也能促进对教师的奖励方式的探索,增加教师的教学热情和教学成就感.学科竞赛促进教师队伍的建设学科竞赛不仅要求学生掌握扎实的理论知识,还要求学生有精湛的实操能力以及工程意识,这对指导老师也相应地提出了更高的要求,不仅要学识渊博还应该在实践教学一线耕耘,这就促使构建“教师实验师工程师”教师队伍,教师负责创新创业部分,实验教师负责实验技能和操作习惯的指导,同时可以聘请企业资深工程师进行工程意识的培养,并提供最新的行业标准和行业信息,这样既能促进学校全面了解企业对人才的需求和相关岗位的技能要求,还能不断提高教师队伍的素养与水平,及时完善教学内容和方法,形成师生同赛、教学相长的教学格局,促进教学质量的提升,培养应用创新型人才.学科竞赛打开校企合作新思路学科竞赛是根据市场需求应运而生的产物,在大赛中脱颖而出的学生往往更受企业的青睐,在专业培养方案中,学生从大二开始,会陆续到相关企业进行短期的认知实习和生产实习,具体实习内容大都为到专业相关企业进行参观,尤其是企业生产车间,了解产品从原料到成品的形成过程,了解企业的生产模式以及加深学生对本专业应用领域的了解.为此加强产学研密切合作,拓宽大学生校外实践渠道,与社会、行业以及企事业单位共同建设实习、实践教学基地,为金属材料类学生提供良好的实践平台,同时通过学科竞赛,企业也有更多的机会参与到学校人才培养方案的调整和制定过程,方便进一步深化校企合作.结语学科竞赛作为检验高校教学质量的一环,在一定程度上能促进实验教学从各方面进行改革,促使实验教学在培养具有创新能力的应用型本科人才方面发挥作用,为金属材料工程专业建设提供重要支撑条件.参考文献刘卫英高职院校技能竞赛项目的人才培养模式研究D重庆:重庆交通大学,牛鹏涛技能竞赛提高高职院校教学质量的意义探析J岳阳职业技术学院学报,():杨璐嘉吴振宇“以赛促学 交叉融合”创新型人才培养模式J实验室科学,():李锋初汉芳孔凯以技能竞赛提升创新意识和实践能力J中国高校学科,:黎燕把握大赛方向强化技能训练提高教学效果J科教导刊,:谌爱珍以竞赛为引擎,提高专业技能水平J职业,():王泽民张骋基于学科竞赛对金属材料工程专业实验教学的改进J实验室科学,():彭成红陈灵朱伟恒,等基于金相竞赛的金属材料实验教学改革与探索J中国现代教育装备,:艾弗逊蒋丽娟郭晓峰,等实验技能提高环境科学与工程实验教学水平J广州化工,():李锋初汉芳孔凯以技能竞赛提升创新意识和实践能力J中国高校学科,:高校实验室科学技术