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【摘要】根据金属材料工程专业的中心体系,结合我校人才培养的目标,探讨我校“金属材料工程”专业建设的基本思路,对课程设置、实验教学提出了切合实际的建议,确定了专业的培养方向。
【关键词】金属材料工程 专业建设 课程设置 培养方向
【中图分类号】TB31 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2010)01-00-02
1998年教育部颁布了新的本科专业目录,“金属材料工程”专业被列为材料类学科四个本科专业之一[1]。该专业的设置反映了材料学科人才培养的发展,反映了社会对材料学科人才的需求,到2009年全国已有许多高等院校开办该专业。一本招生的大学按一级学科“材料科学与工程”专业进行人才培养,培养方向中包含金属材料工程;二本招生的高等院校基本按金属材料工程专业进行人才培养。我校于2009年获得“金属材料工程”专业的招生资格,并开始招生。如何办好这一专业,就成为我校必须认真思考的问题。本文根据材料科学的中心体系和金属材料工程专业的内涵,结合我校人才培养的目标,探讨我校“金属材料工程”专业建设的基本思路,为保证该专业的快速发展提供参考。
1 材料学科的中心体系
材料是社会进步的物质基础与先导,材料、能源和信息被认为是现代文明社会的三大支柱。材料科学是世界各发达国家和我国重点发展的学科之一,材料工业是我国的重要基础工业。金属材料是制造业、各种工业和工程设施的基本材料,也是用量最大的材料。石油天然气开采、生产、加工过程中的装备主要是由金属材料制造的。
材料科学是研究材料的结构与成分、合成与工艺、性能和使用效能,以及它们之间相互关系的科学,即材料学科的中心体系,通常称为四要素核心体系[2]。材料科学是多学科交叉与结合的结晶,是一门与工程技术密不可分的应用科学,材料科学更倾向于工业的重要性。
2 金属材料工程专业的内涵
金属材料是工业应用材料中最重要基础材料,其用量也最大,是设备制造和工业设施的基础。
根据1998年教育部颁布的本科专业介绍[1],金属材料工程专业培养能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。培养学生具有材料科学的基础理论,掌握金属材料及其复合材料的成分、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关系的基本规律。通过综合合金设计和工艺设计,提高材料的性质、质量和寿命,并开发新的材料及工艺。使学生具有金属材料的设计、选用及正确选择生产工艺及设备的初步能力;具有研究开发新材料、新工艺和设备的初步能力;具有本专业必需的机械、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能。
金属材料工程专业的中心体系是金属材料的结构与成分、合成与工艺、性能和使用效能,及这些要素之间的相互关系。基于中心体系的四要素,与计算机、物理和化学等理论学科的结合是加强专业基础的重要措施,这也是交叉学科今后的一个主要的发展方向。这种核心体系不仅可以拓宽学生基础知识面,还可以使其更适应工业快速发展的技能需求,从而更好适应社会对人才发展需求。核心体系的优势在于既可以规范基础教学,又可以灵活照顾专业需求[3]。
西安石油大学是以工为主,以石油石化为特色,理、工、经、管、文、法、教多学科协调发展的教学型大学,旨在培养石油行业和区域经济社会发展需要的基础扎实、乐于奉献的应用型高级专门人才[4]。所以,我校的金属材料工程专业建设,应该以石油石化工程材料为主要特色,培养学生具有扎实的金属材料中心体系知识,具备解决石油工程结构和设施中金属材料应用技术的能力。
近年来,高等教育规模快速发展,质量有了较大的提高,但高等教育质量还不能完全适应经济社会发展的需要。为此,2007年教育部财政部提出关于实施高等学校本科教学质量与改革工程的意见[5]。针对高等学校本科教学质量工程,2008年教育部高等教育司提出了关于加强“质量工程”本科特色专业建设的指导意见[6]。这些指导性意见为提高和培养学生就业能力和创业能力提供了指导。
3 金属材料工程专业建设的思路
根据材料科学的中心体系和金属材料工程专业的内涵,结合我校人才培养的目标,可以提出我校“金属材料工程”专业建设的基本思路。
本专业培养学生在培养德、智、体、美、能全面发展,具有金属材料科学方面的基础知识,能在材料的研究与分析、金属材料热处理、材料腐蚀与防护以及工程结构的断裂与控制等领域从事科学研究、技术开发、生产及经营管理等工作的应用型高级专门人才。
在专业培养要求上,按照特色专业建设的指导意见[6],充分体现学校的办学特色和区域经济社会发展的特色,提出专业培养的基本要求和专业培养方向:以金属材料科学为主要理论基础,注重材料的结构-组织-性能的内在规律以及材料失效的表征方法,侧重运用金属热处理的原理控制材料的组织与性能、运用腐蚀与防护理论控制石油工程结构在恶劣服役环境下的腐蚀、运用材料的断裂理论解决石油工程结构失效的预防和预测。
4 基本课程设置的建议
在专业建设基本思路的框架下,特别强调课程为实现专业目标服务,保证金属材料工程专业为经济社会发展服务的竞争力,提出以下课程设置的建议。
4.1 通识教育课程
使学生养成基本的人文素养和科学素养,培养学生的综合素质,促进学生全面发展,主要课程包括:马列主义基本原理、中国近代史纲要、大学英语、大学语文、大学体育、大学计算机基础、学校公共选修课等。
4.2 学科大类基础课程
培养学生具有工科门类的基本知识面,优化学生的知识结构,体现学科的交融和专业互通,主要课程包括:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、程序语言、工程力学、工程制图、机械设计基础、电工电子技术、石油工业概论等。
4.3 专业基础课程
培养学生具有金属材料中心体系的基础知识,主要课程包括:物理化学、材料科学基础、金属力学性能、金属物理与化学性能、材料现代研究方法、工程材料等。
4.4 专业培养方向课程
培养学生金属材料基础理论的应用能力,结合工程实际分析问题和解决问题的初步能力,主要课程包括:金属热处理原理、金属热处理工艺及设备、管道的腐蚀与控制、金属腐蚀与试验方法、工程结构的断裂与控制、科技写作等。
4.5 实践教学环节
配合理论教学,加强专业训练和锻炼学生实践能力,主要实践项目包括:军训和国防教育、金工实习、生产实习、电装实习、专业生产实习等。
5 专业培养方向
高等学校本科教学质量工程的一个重要内容是特色专业的建设,是根据学校的办学定位、经过长期的建设形成。作为一个新办专业,要体现特色,首先要形成结构合理、特色鲜明的课程体系,加强内涵建设。
按照课程设置的建议,围绕材料学科的中心体系,通过专业基础课程的学习,培养学生具有金属材料科学的基础知识;通过专业方向课程的学习,培养学生具有解决材料工程问题的初步能力,同时保证人才培养的特色和优势。
根据我校金属材料工程专业建设的基本思路和我校具体情况,建议设置3个专业培养方向:(1)金属热处理方向;(2)金属腐蚀与控制方向;(3)金属结构的失效分析方向。设置专业培养方向的目的,一是体现人才培养的特色和办学的优势;二是扎实推进高等本科教育质量工程,更好符合经济社会发展的要求。
针对专业培养方向,对课程体系中的选修课程进行了大胆改革,设置了和金属材料工程结合十分紧密的课程,如典型零件的热处理、油气田腐蚀知识、管道失效及完整性等课程,使得人才培养回归工程,贴近企业,更好适合市场对人才的要求。
6 实验教学
现代工程是由“研究→开发→设计→制造→运行→管理”等环节组成的工程链,每个环节都存在大量的技术、经济和社会等问题[7]。应用型高级专门人才,是具有专业基本知识和基本技能实际应用能力的人才,熟悉工程链中所涉及的基本技术。这就要求培养学生掌握基本的专业实践技能,关键是要具有综合职业能力和全面素质,实验教学是培养应用型高级专门人才的基本实践环节。
在专业基础课程和专业培养方向课程中,设置了金属材料科学基本理论的验证实验、基本技能培养的综合实验、提高创新能力的开放性实验,以提高人才培养的质量,达到应用型人才培养的要求。
2006年我校获得了财政部特色优势实验室建设项目《金属材料实验室设备购置项目》的资助,为我校金属材料工程专业的建设提供了良好的硬件保障。
7 结束语
根据金属材料的中心体系和我校的实际情况,我校金属材料工程专业培养的学生应具有金属材料科学方面的基础知识,掌握材料的结构-组织-性能的内在规律,在金属材料热处理、金属腐蚀与控制方向和金属结构的失效分析方面具有初步解决金属材料工程问题的初步能力。
参考文献
[1] 教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].高等教育出版社,1998.
[2] 褚洪,孙景宏,孙雍君,范拓源.北京科技大学在金属材料领域强化优势地位的思路与对策[J].材料导报,2007;21(11):107-110.
[3] 范拓源,褚洪,孙雍君,孙景宏.美国金属材料学科发展及启示[J].材料导报,2007;21(11):115-117.
[4] 西安石油大学“十一五”发展规划及2020年规划纲要.2005.
[5] 教高[2007]1号.教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与改革工程的意见.2007.
[6] 教高司函[2008]208号.关于加强“质量工程”本科特色专业建设的指导意见.2008.
[7] 魏兆胜.新建工科院校应用型工程教育探讨[J].中国冶金教育,2004;(5):9214.
【关键词】金属材料工程 专业建设 课程设置 培养方向
【中图分类号】TB31 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2010)01-00-02
1998年教育部颁布了新的本科专业目录,“金属材料工程”专业被列为材料类学科四个本科专业之一[1]。该专业的设置反映了材料学科人才培养的发展,反映了社会对材料学科人才的需求,到2009年全国已有许多高等院校开办该专业。一本招生的大学按一级学科“材料科学与工程”专业进行人才培养,培养方向中包含金属材料工程;二本招生的高等院校基本按金属材料工程专业进行人才培养。我校于2009年获得“金属材料工程”专业的招生资格,并开始招生。如何办好这一专业,就成为我校必须认真思考的问题。本文根据材料科学的中心体系和金属材料工程专业的内涵,结合我校人才培养的目标,探讨我校“金属材料工程”专业建设的基本思路,为保证该专业的快速发展提供参考。
1 材料学科的中心体系
材料是社会进步的物质基础与先导,材料、能源和信息被认为是现代文明社会的三大支柱。材料科学是世界各发达国家和我国重点发展的学科之一,材料工业是我国的重要基础工业。金属材料是制造业、各种工业和工程设施的基本材料,也是用量最大的材料。石油天然气开采、生产、加工过程中的装备主要是由金属材料制造的。
材料科学是研究材料的结构与成分、合成与工艺、性能和使用效能,以及它们之间相互关系的科学,即材料学科的中心体系,通常称为四要素核心体系[2]。材料科学是多学科交叉与结合的结晶,是一门与工程技术密不可分的应用科学,材料科学更倾向于工业的重要性。
2 金属材料工程专业的内涵
金属材料是工业应用材料中最重要基础材料,其用量也最大,是设备制造和工业设施的基础。
根据1998年教育部颁布的本科专业介绍[1],金属材料工程专业培养能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。培养学生具有材料科学的基础理论,掌握金属材料及其复合材料的成分、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关系的基本规律。通过综合合金设计和工艺设计,提高材料的性质、质量和寿命,并开发新的材料及工艺。使学生具有金属材料的设计、选用及正确选择生产工艺及设备的初步能力;具有研究开发新材料、新工艺和设备的初步能力;具有本专业必需的机械、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能。
金属材料工程专业的中心体系是金属材料的结构与成分、合成与工艺、性能和使用效能,及这些要素之间的相互关系。基于中心体系的四要素,与计算机、物理和化学等理论学科的结合是加强专业基础的重要措施,这也是交叉学科今后的一个主要的发展方向。这种核心体系不仅可以拓宽学生基础知识面,还可以使其更适应工业快速发展的技能需求,从而更好适应社会对人才发展需求。核心体系的优势在于既可以规范基础教学,又可以灵活照顾专业需求[3]。
西安石油大学是以工为主,以石油石化为特色,理、工、经、管、文、法、教多学科协调发展的教学型大学,旨在培养石油行业和区域经济社会发展需要的基础扎实、乐于奉献的应用型高级专门人才[4]。所以,我校的金属材料工程专业建设,应该以石油石化工程材料为主要特色,培养学生具有扎实的金属材料中心体系知识,具备解决石油工程结构和设施中金属材料应用技术的能力。
近年来,高等教育规模快速发展,质量有了较大的提高,但高等教育质量还不能完全适应经济社会发展的需要。为此,2007年教育部财政部提出关于实施高等学校本科教学质量与改革工程的意见[5]。针对高等学校本科教学质量工程,2008年教育部高等教育司提出了关于加强“质量工程”本科特色专业建设的指导意见[6]。这些指导性意见为提高和培养学生就业能力和创业能力提供了指导。
3 金属材料工程专业建设的思路
根据材料科学的中心体系和金属材料工程专业的内涵,结合我校人才培养的目标,可以提出我校“金属材料工程”专业建设的基本思路。
本专业培养学生在培养德、智、体、美、能全面发展,具有金属材料科学方面的基础知识,能在材料的研究与分析、金属材料热处理、材料腐蚀与防护以及工程结构的断裂与控制等领域从事科学研究、技术开发、生产及经营管理等工作的应用型高级专门人才。
在专业培养要求上,按照特色专业建设的指导意见[6],充分体现学校的办学特色和区域经济社会发展的特色,提出专业培养的基本要求和专业培养方向:以金属材料科学为主要理论基础,注重材料的结构-组织-性能的内在规律以及材料失效的表征方法,侧重运用金属热处理的原理控制材料的组织与性能、运用腐蚀与防护理论控制石油工程结构在恶劣服役环境下的腐蚀、运用材料的断裂理论解决石油工程结构失效的预防和预测。
4 基本课程设置的建议
在专业建设基本思路的框架下,特别强调课程为实现专业目标服务,保证金属材料工程专业为经济社会发展服务的竞争力,提出以下课程设置的建议。
4.1 通识教育课程
使学生养成基本的人文素养和科学素养,培养学生的综合素质,促进学生全面发展,主要课程包括:马列主义基本原理、中国近代史纲要、大学英语、大学语文、大学体育、大学计算机基础、学校公共选修课等。
4.2 学科大类基础课程
培养学生具有工科门类的基本知识面,优化学生的知识结构,体现学科的交融和专业互通,主要课程包括:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、程序语言、工程力学、工程制图、机械设计基础、电工电子技术、石油工业概论等。
4.3 专业基础课程
培养学生具有金属材料中心体系的基础知识,主要课程包括:物理化学、材料科学基础、金属力学性能、金属物理与化学性能、材料现代研究方法、工程材料等。
4.4 专业培养方向课程
培养学生金属材料基础理论的应用能力,结合工程实际分析问题和解决问题的初步能力,主要课程包括:金属热处理原理、金属热处理工艺及设备、管道的腐蚀与控制、金属腐蚀与试验方法、工程结构的断裂与控制、科技写作等。
4.5 实践教学环节
配合理论教学,加强专业训练和锻炼学生实践能力,主要实践项目包括:军训和国防教育、金工实习、生产实习、电装实习、专业生产实习等。
5 专业培养方向
高等学校本科教学质量工程的一个重要内容是特色专业的建设,是根据学校的办学定位、经过长期的建设形成。作为一个新办专业,要体现特色,首先要形成结构合理、特色鲜明的课程体系,加强内涵建设。
按照课程设置的建议,围绕材料学科的中心体系,通过专业基础课程的学习,培养学生具有金属材料科学的基础知识;通过专业方向课程的学习,培养学生具有解决材料工程问题的初步能力,同时保证人才培养的特色和优势。
根据我校金属材料工程专业建设的基本思路和我校具体情况,建议设置3个专业培养方向:(1)金属热处理方向;(2)金属腐蚀与控制方向;(3)金属结构的失效分析方向。设置专业培养方向的目的,一是体现人才培养的特色和办学的优势;二是扎实推进高等本科教育质量工程,更好符合经济社会发展的要求。
针对专业培养方向,对课程体系中的选修课程进行了大胆改革,设置了和金属材料工程结合十分紧密的课程,如典型零件的热处理、油气田腐蚀知识、管道失效及完整性等课程,使得人才培养回归工程,贴近企业,更好适合市场对人才的要求。
6 实验教学
现代工程是由“研究→开发→设计→制造→运行→管理”等环节组成的工程链,每个环节都存在大量的技术、经济和社会等问题[7]。应用型高级专门人才,是具有专业基本知识和基本技能实际应用能力的人才,熟悉工程链中所涉及的基本技术。这就要求培养学生掌握基本的专业实践技能,关键是要具有综合职业能力和全面素质,实验教学是培养应用型高级专门人才的基本实践环节。
在专业基础课程和专业培养方向课程中,设置了金属材料科学基本理论的验证实验、基本技能培养的综合实验、提高创新能力的开放性实验,以提高人才培养的质量,达到应用型人才培养的要求。
2006年我校获得了财政部特色优势实验室建设项目《金属材料实验室设备购置项目》的资助,为我校金属材料工程专业的建设提供了良好的硬件保障。
7 结束语
根据金属材料的中心体系和我校的实际情况,我校金属材料工程专业培养的学生应具有金属材料科学方面的基础知识,掌握材料的结构-组织-性能的内在规律,在金属材料热处理、金属腐蚀与控制方向和金属结构的失效分析方面具有初步解决金属材料工程问题的初步能力。
参考文献
[1] 教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].高等教育出版社,1998.
[2] 褚洪,孙景宏,孙雍君,范拓源.北京科技大学在金属材料领域强化优势地位的思路与对策[J].材料导报,2007;21(11):107-110.
[3] 范拓源,褚洪,孙雍君,孙景宏.美国金属材料学科发展及启示[J].材料导报,2007;21(11):115-117.
[4] 西安石油大学“十一五”发展规划及2020年规划纲要.2005.
[5] 教高[2007]1号.教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与改革工程的意见.2007.
[6] 教高司函[2008]208号.关于加强“质量工程”本科特色专业建设的指导意见.2008.
[7] 魏兆胜.新建工科院校应用型工程教育探讨[J].中国冶金教育,2004;(5):9214.