基于区域特点的铸造专业“卓越工程师”培养模式的探索

基于工程教育的材料科学基础学科课程建设与改革

张小立，徐玉松，金云学

冶金与材料工程学院，江苏科技大学张家港校区，江苏 张家港 215600

摘 要: 本文立足于校区地处长三角地带，分析了铸造专业的区域性特点和行业结构升级需求，提出以培养专业化和信息化人才为目标，从教育模式、师资队伍建设和工程实践等方面讨论和探索“卓越工程师”的培养模式：以专业理论学习和工程实践为主线，计算机基础知识和工程应用为辅助的教育模式；以科研和教学，工程研发和工厂培训为任务，与地方企业多点合作，从科学性和工程性两方面建设“双师型”教学团队；以校企合作培养学生的工程意识。

关键词: 区域特点；培养模式；卓越工程师

［作者简介］张小立（1972- ），男，安徽安庆人，江苏科技大学张家港校区冶金与材料学院，材料成型与控制系主任，博士，研究方向为电磁冶金、外场对液态金属凝固过程影响等；徐玉松（1960- ），男，安徽芜湖人，江苏科技大学张家港校区冶金与材料学院院长，教授，研究方向为高强高导铜合金；金云学（1964- ），男，黑龙江林口人，江苏科技大学张家港校区副主任，教授，博士，研究方向为金属基复合材料制备组织和性能。（江苏张家港 215600）

［中图分类号］G647 ［文献标识码］A ［文章编号］

1 前言

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[1]。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[2]。“卓越计划”具有三个特点[3]：一是行业企业深度参与培养过程，二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才，三是强化培养学生的工程能力和创新能力。

江苏科技大学于2011年获批成为“卓越计划”试点单位，张家港校区“材料成形与控制工程”专业是学校“卓越计划”首批试点专业之一。张家港地处制造业发达的苏锡常地区，紧邻上海，面向承接制造产业链转移的江北区域，具有很深的行业背景。本文立足于金属材料成形专业的地区优势和产业需求，以培养专业化和信息化人才为目标，讨论和探索“卓越工程师”的培养模式和相应的教育改革方案。

在创建创新型国家的新形势下, 以金属材料为前提条件和基础的高新技术成为国家发展的重点, 加快金属材料学科教育的改革, 培养能适应社会迅猛发展的创新型人才, 已经成为目前工作的重中之重。为此, 在国家教委19 9 7 ~ 1 9 9 9 年学科整合的基础上, 即在将矿物岩石材料归并为材料物理, 将钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学、冶金归并为冶金工程, 将金属压力加工、粉末冶金、腐蚀与防护、焊接工艺及设备、以及部分金属材料与热处理、复合材料、塑性或塑性工艺及设备归并为金属材料工程的基础上, 打破旧的专业划分囿限, 建立“ 大类金属材料学科” , 培养宽基础的通才类本科生和宽基础精专业的研究生人才。按大类培养的目的是拓宽专业口径, 开阔学生视野, 重点培养学生的综合素质、工程实践能力、创新精神与创新能力[s]

校企合作的基础是双方互惠互利, 其连接的基础纽带是进入企业界工作的大学毕业生。金属材料学科只有在发展工艺和强化使用效能方面努力, 拓宽视野并把重点放在先进材料, 才能吸引到足够数量的学生就读, 从而提供大量、高质量的毕业生服务于整个工业界, 包括那些传统的工业界。企业界和材料系可以进行各种形式的合作。这样, 工业界既能按照工业发展的需要影响学术系的发展过程, 同时也能满足公司的目前。

或将来利益, 它也将会得到最好的服务。

2铸造专业的区域特点

2.1 区域性行业特点[4~6]

随着国际资本向长三角转移步伐的进一步加快，世界500强跨国公司已经有100多家在苏州投资建厂，作为承接国际铸造业转移的最佳选择，苏州正在逐步成为全球最具竞争力的国际化装备铸造业基地之一。苏州地区涵盖的相关产业有钢铁冶金、汽车制造业、铜合金及钛合金等有色金属加工等。以张家港市为例，冶金行业的产出占工业产值70%左右，形成了具有规模性的钢铁行业、铝合金加工业、铜合金制造业以及钛合金管等产业的生产基地。同时，与张家港地区邻近的常州装备制造业国家级 基地、南通和靖江等省级造船业基地的规划和发展带动的相关机械制造产业，都是材料成形与控制工程专业的相关服务对象。

江苏科技大学张家港校区四周15公里范围内就有20多家以铸造生产为主的民营企业，随着地区制造业的产业升级和结构调整，张家港及相邻地区的冶金产品种类和质量的提升需要设备升级，与此相关生产技术和管理人员的科技素养和专业素质的提升迫在眉睫。

2.2 产业升级和结构调整特点

铸造产业的升级主要表现在产业群的形成、产品升级和专业化以及生产管理信息化三个方面。张家港围绕沙钢集团和永钢集团分别打造两个冶金工业园区，形成钢铁产品专业化生产的产业链，为了生产高附加值的产品，巨资引入现代化炼钢和精炼设备以及引入新的冶金和连铸工艺，提高钢材源头品质；韩国现代集团核心企业威亚汽配在凤凰工业园区建成的的四条汽车零件生产线，年产值达20多亿人民币，同时还有大一汽配中等规模的韩国企业等，形成以韩企为主生产汽车零件的产业群。对于本土小型企业来说，产业升级主要表现在现代化生产线和先进生产工艺的引进，如苏州杰泰龙精密压铸企业投资引入自动化压铸设备，提高生产效率和产品质量等，满足目前发展需求；而沙洲船用阀门厂则是对传统的砂型或失蜡铸造工艺进行改进或替换成底注式树脂砂成型工艺等。现代化生产线的引入对模具设计和试生产工艺开发要求较高，同时对在线质量控制是现代化生产顺利进行的保证，都提升了对专业化的计算机应用技术要求。

2.3行业性需求

随着20世纪末教育改革，拓宽专业面，教育部专业目录中已无铸造、焊接、锻造等等专业。大多数学校不再设立铸造专业，铸造专业毕业生已很少，再加上一些大中型企业忙于生产和减员增效，厂办学校有下降趋势，从而造成铸造专业新人才来源日益困难。同时现有专业教学大纲内容和课程体系都是以培养“高级专门人才”这一目标而设置的。在实际生产中针对不同的铸造工艺有着不同铸造业工程师，而同一生产线根据责任又划分为熔铸工程师、工艺工程师、模具工程师以及品管工程师和生产管理人员等，

专业分工精细。

这些职位需求都是建立在产业的信息化基础之上，对生产过程中的计算机应用技术掌握要求较高。由于竞争日趋激烈和生产成本的提高，外资和民营企业对新进员工的“来之及能胜任”要求比以往有过之而无不及，因此对具有实践经验的专业化和信息化综合性人才的需求日益增加；同时在“高耗能、高污染、高成本”转向低碳生产的铸造业升级过程中，设备和工艺的升级必然带来从业人员科技和专业素质的升级，中小型企业现有员工重新培训才能胜任岗位职责。

3 专业建设核心内容

3.1 调整培养目标

既往材料成型及控制工程专业培养大专业内的通才，在实际教学过程中，由于课目多杂，学习任务繁重，工程实践多而流于浅表，结果导致学生对本方向不感兴趣，专业知识不扎实。针对目前产业升级后的企业要求，培养方向由高级专门人才调整为具有工程实践经验的专业化和信息化人才；采用“3+1” 培养模式[7]，根据产业升级后的特点，以企业对人才的专业化和信息化需求为目标，在学校培养学生科技素质的同时需要联合企业对其专业工程意识[8]的培养。

3.2 优化培养内容

对教学课程体系、教学内容及工程意识培养进行针对性调整，三年理论教学和一年工程实践教学模式来培养符合现代铸造业所需求的专业化和信息化的科技人才和管理人员。

（1）课程体系由公共基础课、公共专业课、专业基础课、专业课架构向公共基础课、专业基础课、专业课、专业实践课四级架构调整。

公共基础课和公共专业科合并为公共基础课中，其中社会实践纳入为思想教育课程学分，并以假期学习为主。由于长三角的加工业及服务业非常发达，学生暑期的实践能够得以充分进行，在社会大学学习提高自身素质。同时公共专业课程借助于开放式网络课程学习形式减少教学时间，作为基础性的科学内容以麻省理工开放式网络课程（MITOCW）为主，采用双语教学和学习。

（2）专业基础课和专业课程教学内容以专业理论和实验课程为主线，计算机应用技术和生产设备为辅线进行教学。材料科学基础、凝固理论和冶金传输作为专业理论教学课程，同时铸造工艺学、铸造合金及其熔炼以及造型材料作为专业教学和实验课程；以计算机基础、ＣＡＤ、ＣＡＥ以及铸造过程模拟软件的应用作为计算机应用技术的主要教学和实践内容；生产设备教学内容包括铸造设备及其自动化和铸件质量在线控制等。

（３）工程意识培养：所谓工程意识，即工程技术人员无论是从事工程设计与研究、工程制造或工程管理过程中，所必须具有的创新意识、实践意识、竞争意识、法律意识和管理意识等，并能正确判断各种工程技术问题，迅速做出现场处理，以期最大化地实现预期效益和客户价值。工程意识是工程技术

人员应该具备的基本素质[8]。

(ⅰ)与当地铸造协会和企业专门的培训机构，邀请一线生产工程师对学生进行专业培训，开设系列的专业课程如自动化造型生产线设备和工艺、压铸设备和工艺、熔模铸造生产工艺和铸件生产品质管理等等。

(ⅱ)四年级上学期设置铸造专业实习可供愿去铸造企业工作的大学生进行实训；

(ⅲ)毕业设计课程中，根据同学们发展意愿可分为两类：以一线生产工程师为职业目标的同学以“就业目标”相似原则与企业联合，纳入专业实践课程体系；进一步深造和学习的同学以“科研目标”原则在“产、学、研”架构内，归类专业实践课程体系。

3.3 师资队伍建设

未来师资队伍的目标是形成一个既能培养具有大学本科要求的科技文化素养又具有明确分工的专业化人员组成，由教授（或教授级高工）、副教授（高级工程师）、讲师（工程师）等梯次的“双师”人员构成；师资队伍同时是合作企业新进员工和晋升职员的培训团队。

（1）科研平台和创新基地建设：教师队伍的主要任务是教学，提高自身科学素质的依靠科学研究和工程创新，内容主要包括实验室建设、项目申请、培养创新小组及工程训练等。

（2）双师型队伍建设：与当地铸造行业协会和多企业合作，授课教师在企业点一线实习一年后实现与现场工程师能够互换的能力，参与企业生产。目前已与张家港海陆锅炉集团和远大（不锈钢）集团等企业签订了“博士进企业、工程师进课堂”协议，已有两批青年教师和高级工程师实现了两个学期的互换，取得良好效果。构建与企业合作平台，建立教师实训基地，推进和完善入厂实习制度，使得工程实践具有连续性和现实意义。

（4）教学团队任务：培养铸造本科专业学生的科学性和专业性，培训和提高企业员工科技素质，开展“产、学、研” 服务地方以及教研工作；同时针对铸造专业升级后的特点进行专业教材的编制。 4 实践操作及效果

4.1 实习基地建设

07级学生的认识实习和专业实习期间，有意愿接受的企业都是成长性的公司，如江苏现代威亚有限公司（张家港），杰泰龙压铸有限公司（张家港），苏州明志科技公司、无锡小天鹅精密铸件有限公司、南通的雄邦压铸和连云港国胜熔模铸造生产厂家等。这些企业规模中等，具有较大的成长空间，同时都在引进现代化生产线扩大生产规模，具有联合培养专业技术人员的意愿，愿意与校区建立挂牌生产实习基地。同时，构建“产、学、研”平台的具有规模性（实力性）企业在张家港地区有永连集团、沙钢集团、张家港联合铜业以及兴澄特钢等企业，这些企业要求较高，在没有充分了解校区学生专业和人文的素质条件下，通常都保持一种被动接受的状态，需要地方政府引导，行业协会推动和校区积极引导和推介。

在实习和参观期间，不仅仅让学生们认识到现代铸造生产的现状、规模及需求，同时也让厂方了解张家港校区学生的专业和人文素质。以上众多单位均在2010~2012年期间积极参加校区招聘会，引进科技专才和管理人才。

4.2 联合培养毕业设计

在07级学生毕业设计过程中，苏州明志科技公司和南通雄邦压铸接受了材料成形专业数名毕业生，与厂方合作指导学生毕业设计，厂方根据现场生产要求提供课题并安排一名工程师进行指导，其中一名学生的毕业设计获得2011年江苏省普通高校本专科优秀毕业设计（论文）三等奖。

在培养过程中，学生毕业设计课题与生产一线相关，同时具有一定的前沿性：如明志科技的铸造生产工艺优化和凝固过程模拟，全程采用计算机辅助进行制图和数值计算，让学生掌握了现代铸件生产工艺的同时，了解到所学知识在产业升级过程中的应用；对于铝合金压铸生产来说，解决铸件气孔是提高铸件质量和降低生产成本的一项重要技术，学生在毕业设计过程中通过应用现代化的手段检测气孔出现的位置和原因，通过所学知识来解决问题。这些都达到了企业对工程师岗位职责的要求。

联合培养目前效果良好：学生在毕业设计过程不仅了解到现代铸造生产工艺，毕业设计任务饱满，并在解决问题的过程中自信心得到提升，同时我校成形专业学生表现出的综合素质得到了厂方的认可，推进了江苏科技大学在本专业领域的知名度，为校企的合作和联合培养平台的建设打下了一定基础。 5 结束语

为了适应制造业的产业升级和结构调整，满足人才需求和服务地方企业，建议材料成形及控制工程（铸造方向）对现有培养目标、课程设置和教育体制调整，突出专业性和实践性，在3~5年内，初步完成“卓越工程师”培养体系的建设。

（1）培养目标：毕业生是具有专业化和信息化的工程应用型人才，校企联合培养实现学校教育和行业需求的“无缝对接”；

（2）课程设置：增加专业实践课程，合并专业基础课和公共专业课；

（3）体制调整：学校主导科技和文化素养以及专业基础理论的教育，专业性以校企联合为主，实践教学为支撑，培养“卓越工程师”；

（4）师资队伍：柔性引进企业高级科技人员，从科学性和工程性两方面建设“双师型”教学团队。

参考文献

[1] 林健. “卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J]. 高等工程教育研究, 2010,(04) :21-29

[2] 张安富,刘兴凤. 实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J]. 高等工程教育研究, 2010,(04) :56-59

[3] 张韦韦. 教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”[J]. 教育与职业, 2010,(19):20

[4] 苏州市工业布局规划［EB/OL］， http://wendang.chazidian.com/szfgw,2011,06.html.

[5] 高传胜, 刘志彪. 生产者服务与长三角制造业集聚和发展[J], 上海经济研究,2005(08): 35-42

[6] 苏州市压铸产业发展报告[R], 苏州市压铸技术协会, 2009.02

[7] 刘建强. 德国应用科学大学模式对实施“卓越工程师培养计划”的启示[J]，中国高等教育，2010，6：50~51