打通全要素链条,培养新时代工科人才

人民网教育孙竞、仝宗莉2018-02-14 17:001741

日前,教育部正式公示新工科研究与实践项目认定结果,来自全国高校的612个项目入选。其中虚拟现实类、人工智能类等成为新工科范围内热门的首选专业。


“金属材料及热处理”曾经是我国许多工科院校的热门专业。随着1998年新的本科专业目录颁布,该专业改名为金属材料工程,特别是随着非金属材料、复合材料的兴起,“金属材料及热处理”这个被人们戏称为“打铁”的专业开始淡出人们的视野。取而代之的,是金属工程、材料工程等专业大类。


江苏大学的前身是1961年建校的镇江农业机械学院,近60年来,金属材料及热处理一直是学校的品牌专业。面对传统制造业不被大学生看好的“新形势”,特别是教育部近一段时期大力提倡新工科,像金属材料及热处理这样的传统工科专业怎么办?


近日在江苏大学材料学院采访,刷新了我们对传统工科的认识。特别是他们探索出“知识教育→工程实践→科学研究”的“工程素质链”人才培养模式,培养的毕业生供不应求,专业忠诚度也极高。


工科报国


1月15日,位于宜兴的宝银特种钢管有限公司来了97名年轻人,他们都是江苏大学材料学院的大三学生。总经理朱海涛特别提醒学生:“可别小看了这些钢管,它们用在核电、火电上,不仅打破了国外的技术和产品封锁,还出口到了国外。”


宝银的前身银环公司原本是一家乡镇企业,1992年从生产普通锅炉管起家。1998年,银环接手燕山石化的换热器不锈钢无缝钢管研发任务,产品不仅替代了进口,还实实在在为企业争得第一桶金,从此一发而不可收,“替代进口、填补国内空白”成为银环业务发展的行动指南。2007年银环与宝钢、中广核合资成立宝银公司,目前宝银已是国内能生产超超临界火电机组用系列关键管材的三家企业之一。其成功秘诀,就是与江苏大学材料学院等高校科研团队的密切合作。


在宝银,大学生们半天时间参观,半天时间听课。进企业、进展会、进博物馆,这样的现场教学,对于江苏大学材料学院的学生来说并不陌生。比如参观镇江市博物馆,观看材料从古至今的演变;赴上海参加世界知名工程机械展,了解工程机械的创新产品与技术前沿……“不是简单地走一走、看一看,而是认识到我们的专业有什么样的价值和意义,引发了我们对专业的兴趣和感情。”金属材料工程专业大四学生覃程这么认为。


企业家们更看重的是培养大学生对工科、对行业以及对国家的感情。作为乡镇企业的银环公司事业有成后,就有国外的公司来收购,主要是想保持进口垄断。银环创始人庄建新并不为所动,相反,他更看到了企业创新的前景:他们研制出了替代品,国外进口产品的价格就会大幅降低;尽管他们自己挣的钱并不算多,但为国家节约了大量的资金。“希望工科大学生们对所从事的工作要有使命感,带着更多的感情和兴趣。不要人到了制造业,工作没多久就想着跳槽。”庄建新说。


江苏大学材料学科带头人程晓农同样认为,家国情怀是工科大学生培养中很重要的一环。程晓农还记得当年上课时,教金属材料及热处理的老师们常常教导他们:“你们干了这个行业就要争口气,一定要把世界上最先进的钢炼出来。”程晓农告诉记者,搞材料的很容易看到国内外的差距,比如高铁和大飞机项目,有不少核心部件的材料还依赖进口,工科报国从来就不是一句空话。



再造课堂


在工科院校,说起金属材料与热处理,人们就会想起教材中的“四把火”(退火、正火、淬火、回火)。但是随着知识和社会的快速发展,专业内容也发生了翻天覆地的变化。高校教学与行业实际的脱节,也是当前工科教育急需解决的一大问题。


江苏大学是省内最早设立金属材料及热处理专业的高校之一。程晓农说,他们的培养目标是为企业有效供给高水平工程型人才。围绕这样的目标,必须改变以理论知识结构为重点的人才培养教育理念,构建“工程素质链”的人才培养新模式。


在江苏大学采访,你很容易发现新模式带来的改变。


专业教师变了。只会照本宣科的教师少了,熟悉企业实际的教师多了。工科教师每年必须有一定的下厂时间,已成为学校一项刚性要求,并且,最新科研成果和工程实例,都要求融入课堂和教材。比如锻造余热淬火工艺,成为“金属学及热处理”等课程的教学内容;新型奥氏体不锈钢研究成果,进入了“金属材料学”教材第5章及第7章;金属零部件新型热处理、42CrMo超低韧脆转变温度、GCr15相变超塑性、低碳钢的低温马氏体工艺等,也成为“金属材料学”课程的教学案例。他们甚至把企业骨干直接请上了讲台,目前金属材料工程专业正式聘任的企业教授就有37人。


专业教材变了。材料学院戴起勋教授,退休后把全部的精力投入到教材编写工作中,感受尤为深刻。“以前讲课主要围绕着传统金属材料,现在大多是功能性材料,很多选修课变成了专业主干课程。”比如“热处理设备”课程,对教师的工程能力要求极高。因为没有师资、没有教材,很多高校停开或者作为选修课,但是企业又急需熟悉热处理设备的人才。面对这样的需求,江苏大学坚持把“热处理设备”作为必修课开设。


随着行业发展趋势的变化,还有很多课程从无到有,衍生出了《材料设计》《材料科学研究方法》等新兴教材。教材中的有些内容,由于工艺的改进或者不符合环保要求,必须进行大的调整。近年来,金属材料工程专业共编写《金属基复合材料》等新教材13部,再版的4部老教材,整合更新的内容达40%。


教学方式也变了。除了前面提到的到企业、展会参观见习,他们还用起了互联网。2017年,青年教师袁志钟到沈阳天星公司的车间,拍摄了现场布氏硬度计、洛氏硬度计的制造和检验过程。把这样拍摄素材整合成慕课课程后,大学生只要在网上就能看到来自生产一线的视频。“教材编写永远有个滞后效应,我们利用微课、在线开放课程提高教学效果,还在讲课过程中及时更新内容,帮助学生了解书本上看不到的新技术和新方向。”袁志钟说。


目前,江苏大学材料学院与中国一拖集团、中信重工机械股份有限公司等众多企业建立了校外实践教学基地,与73家企业建立了产学研基地,聘请了60多位企业专家作为指导教师,开展毕业设计、讲座、授课等教学实践。


活学真用


说起自己带的大四学生滕赛楠,材料学院邵红红老师很是骄傲:“有些研究生做不了的实验,她已经会做了。”


这种能力从何而来?大学四年,滕赛楠不仅参加过科研立项、大学生创新项目,还参加过全国大学生热处理创新大赛、全国高校大学生金相大赛。因为成绩优秀、创新能力突出,滕赛楠已被保送至东南大学继续深造。不仅是滕赛楠,近三年材料学院学生竞赛获得省级以上奖项百余人次,参与发表论文近百篇,申请专利50余件。


已是研一的王志学,凭借他们团队的项目《超高强度超长寿命多元合金铸铁活塞环》,夺得2017年全国大学生热处理创新大赛特等奖。这是一个来自江苏仪征亚新科双环活塞环有限公司的技术难题,在企业导师张伯承带领下,他们做实验、跑企业,通过技术创新使得合金铸铁活塞环的性能有了显著的提升。


给王志学印象最深的是企业的思维方式。在工厂现场调试,不断发现问题,不断改善工艺,这样的经历在学校是从来没有过的。王志学告诉记者,在学校里,知识学过了,考完试就扔了;到了企业,书本上知识点才能得到强化。“知识光学不行,还必须用起来,到现场一用就都活了起来。”王志学说。


江苏大学材料学院还将工科人才培养方案与工程师资格认证相结合。2007年,学院被国际授权(中国)焊接培训与资格认证委员会(CANB)授权为“国际焊接工程师”培训基地,通过率稳定在85%以上。2010年,学院又被全国热处理学会授权为“见习材料热处理工程师”培养基地,每年金属材料工程专业平均92%以上的学生获得证书。“这样的认证,让学生在就业前就有了和产业接轨的资格。”学院党委书记杨娟说。


目前我国开设工科专业的本科院校有1000余所,工科专业布点数达14000余个,工科专业在校生约占本科生总数的30%。工程教育办学规模全球第一,但离高等工程教育强国还有很长的路要走。“在互联网时代,获取知识并不困难,难的是学习动力和创新意识的养成”,程晓农认为,全要素链条打通了,才能培养出具有工程感知能力、工程实践能力、创新实践能力的工程型人才。

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