基于项目驱动的工程人才培养模式研究——以钛合金加工项目为例.pdf

教育学研究2023 年 3 月刊72基于项目驱动的工程人才培养模式研究 以钛合金加工项目为例钟 雯 董家志 摘要本文旨在探讨钛合金加工项目驱动的工程人才培养模式。首先，介绍钛合金的发展历程和应用领域，并对其在工业制造领域中的重要性和市场前景进行分析。其次，针对我国工程人才培养目标，提出了一种针对性强、适应性强的基于钛合金加工性能的工程人才培养模式。最后，根据该模式的特点，提出相应的教学体系和教育方法，并探讨该模式在实践中的应用方法和未来发展趋势。关键词 钛合金；工程人才培养；教学体系；教育方法近年来，随着高等教育教学改革的不断深入，任务驱动法已经成为一种全新的教学模式。任务驱动法是指在教学中，教师给出一个项目任务，学生通过书本、网络以及其他学习资源进行自主学习和研究。这种方法突破了学生被动听课的局面，能够让学生在项目中探究、实验、解决问题的过程中，构建自主的综合性学习体系1。在任务驱动法的实施过程中，教师需要扮演主导角色，起到引领学生探究问题的作用。同时，教师也需要为学生提供适当和必要的指导，以帮助他们更好地完成任务。学生则应根据任务的要求，利用各种资源进行自主学习和互动协作，不断探究和解决问题，顺利完成教学目标。任务驱动法的实施，可以有效地激发学生的学习兴趣和学习动力，使他们在学习中更加积极主动。所以，任务驱动法已经成为当前高等教育教学改革的一个重要方向，也是未来高等教育教学的发展趋势之一。一、钛合金加工项目介绍在 20 世纪 40 年代，钛金属作为新型轻量化、高强度金属被广泛研究和应用于军事领域，如导弹、火箭等。20 世纪 60 年代，钛合金开始进入商业领域，用于民用航空器、核能等领域。20 世纪80 年代，随着航空航天工业的发展，钛合金材料的应用得到了扩展，如用于高速飞行器、涡轮发动机、高速列车等领域。21 世纪以来，随着人们对环保、节能、高效的需求，钛合金的应用领域进一步扩展，如用于轻量化汽车、自行车、假肢、船舶等领域2。钛合金是一种难加工的金属材料，钛合金的变形系数很小，这意味着在加工过程中需要更优的加工参数来实现所需的形状和尺寸。这是由于钛合金的主切削刃附近温度较高，导致刀具容易磨损，进而影响加工质量和效率。此外，钛合金的切削刃也面临着散热困难的问题，从而导致切削温度升高。这不仅会影响加工表面的光滑度和精度，还会对刀具寿命造成影响。此外，钛合金弹性模量小，容易变形，这对加工精度和尺寸控制提出了更高的要求。总之，虽然钛合金具有许多优异的性能，但其难加工的特点也给加工过程带来了很多挑战。只有通过不断的研究和探索，采用先进的加工技术和工艺，才能更好地应对这些挑战，为钛合金的应用和发展提供更多的可能性3。鉴于钛合金的广泛应用和加工难度较大，学生需要深入研究钛合金加工性能项目，包括但不限于加工表面质量、表面完整性、高速切削技术、切削仿真技术以及刀具寿命预测模型等方面。此外，在加工过程中产生的缺陷和裂纹等问题会严重影响制品的性能，因此，学生需了解如何避免这些问题，并掌握如何使用适当的加工工具和技术来保证表面完整性，要学习如何使用高速切削技术来加工钛合金，并了解不同的加工参数对加工效果的影响等。由此可见，钛合金加工性能项目对于学生的综合能力提升有着极大的帮助。通过深入研究这些项目，并掌握相应的加工工具和技术，学生可以提高全面的技能水平，并为未来的职业发展打下坚实的基础。二、基于钛合金加工项目驱动的工程人才培养目标随着我国钛合金产业发展的深入推进，社会需要更多具备高端技术和实践能力的工程人才，以满足现代化的要求。因此，紧密结合国家的发展战略（西华大学 四川成都 610039）教育学研究2023 年 3 月刊73和行业需求，培养具有实践能力、团队协作能力和国际化视野的高素质工程人才，对于我国的钛合金产业发展至关重要。在工程人才培养中，需要注重提高工程人才的创新能力，鼓励他们积极探索新的工程技术和解决方案，以更好地服务国家的发展需求。此外，培养工程人才还需要注重实践能力的培养，鼓励他们参与到实际的工程项目中，提升实际操作能力和应用能力，以更好地服务工科领域的发展。同时，工程人才应该具备良好的人文素养和广泛的学科知识水平及较强的综合素质，能够适应复杂多变的工作环境和需求，并应具备核心技术能力，熟练掌握钛合金材料的性能和应用技术；工程人才还应该具备实践经验和工程实践能力，运用所学知识和技能解决实际工程问题，具备较强的技术应用能力和创新能力；工程人才也应该具备良好的团队协作能力和组织管理能力，能够在复杂的工程项目中与团队成员协作，高效完成任务；工程人才应该具备全球化思维，了解国际工程技术发展趋势和国际市场需求，能够适应国际化工作环境和竞争。综上所述，工程人才的培养目标应该紧密结合实际需求和国家发展战略，培养具备核心技术能力、实践能力、团队协作能力和国际化视野的高素质人才4。三、基于钛合金加工项目驱动的工程人才培养模式探讨随着社会经济的不断发展，钛合金性能工程人才培养模式需要进行改进和创新5。我们应注重基础知识教育、强化实践能力培养、加强产学研结合、注重国际化教育以培养具有实践能力和工匠精神的工程人才。建立合适的工程人才培养模式，我们才能够培养更多高素质的工程人才，为我国的钛合金加工事业做出更大的贡献。（一）在工程人才培养中，基础知识教育是不可或缺的一部分。因此，注重培养学生掌握材料科学、力学、热力学、电子学等方面的基础知识和基本能力是至关重要的。为此，建立相应的课程体系，包括金属加工技术、机械设计等方面的课程，是非常必要的。在钛合金领域的课程设置中，应该注重理论知识的学习，如钛合金的化学成分、物理性质、力学性能等方面的知识，以及钛合金的加工、焊接、表面处理等方面的技术。（二）实践能力的培养对于工程人才的成长至关重要。学生需要掌握钛合金加工技术、表面处理技术以及检测技术等实践技能。这些技能对于工程人才而言是必不可少的，只有在实践中，他们才能真正地了解和掌握这些技术，才能更好地应对未来的职业挑战。此外，还应该培养学生的团队合作能力和创新能力。因此，在项目实践中，学生需要进行课程设计、实验研究、数据分析等一系列实践环节，这有助于学生将理论知识运用到实践中，锤炼实践操作技能，提高团队协作能力。（三）注重国际化教育，增强学生的国际视野和跨文化交流能力。仅仅了解国内的钛合金研究进展是远远不够的，高校应该积极推进国际化教育，加强与国外优秀大学的合作与交流，为学生提供更广阔的学习和发展平台。同时，学生也应该主动参与到国际化教育中来，积极参加各种形式的国际交流活动，不断提升自己的国际视野和跨文化交流能力，助力于未来自身的职业发展。因此，我们需要共同努力，推进国际化教育的普及与发展，以更好地适应全球化时代的需求。（四）建立钛合金实验室，为学生提供一个具有高水平的实验环境，使其更好地掌握钛合金的特性，深入了解钛合金在不同环境下的行为和特点。该实验室需要配备一系列先进的设备和工具，包括拉伸试验机，疲劳试验机，磨损试验机、电子显微镜、X 射线衍射仪等，以满足学生对材料制备和加工的需求。在实验室内，学生可以通过分析和测试钛合金的物理、化学和机械性能，了解其在高温、低温、高压和高速等复杂环境下的表现和应用。同时，学生还可以通过自主设计和制作钛合金零部件，提高其团队协作能力。在实验室中，学生不仅可以获得理论知识，还可以通过实际操作，深入理解钛合金材料的特性和应用。（五）通过与企业和科研机构的合作，开展钛合金相关的项目实践，为学生提供深入了解钛合金应用领域及实际问题的机会。在项目实践中，学生不仅可以接触到先进的钛合金材料、工艺和设备，还能够了解到钛合金在航空、汽车等领域的应用及其对行业发展的促进作用。建立紧密的产学研合作机制，通过企业、高校和科研机构三方的合作，可以集中各自的技术优势，共同攻克一些重大技术难题，提升技术水平和创新能力。同时，产学研合作也有助于加强产业界和学术界之间的交流，促进各方之间的互相借鉴和学习。企业可以通过合作项目为学生提供实践机会，培养出符合自身需求的人才。通过合作资源的有机整合，产学研合作机制还可以打破传统界限，节约人力、物力和财力，提高资源利用效率，从而实现优势互补、共同发展。（六）参加国内外的钛合金竞赛和会议，对于学生而言是一种非常有效的提升学术水平和交流能力的方式。这些竞赛和会议能够让学生更好地了解钛合金领域的最新研究成果和应用情况，掌握前沿技术和行业发展趋势。参加这些竞赛和会议可以让教育学研究2023 年 3 月刊74学生接触到来自不同国家和地区的专家和同行，了解不同文化和思维方式下的研究方法和成果。这种跨文化的交流有助于学生开阔视野和拓展思路，从而更好地把握钛合金领域的前沿动态。除此之外，竞赛和会议也为学生提供一个展示自己研究成果和交流经验的平台。通过参加论文报告、海报展示等环节，学生可以向专家和同行展示自己的研究成果，并获得反馈和建议。同时，学生也可以与其他参会者进行深入交流，分享彼此的研究经验和思路，进一步提高自己的学术水平和交流能力。参加这些竞赛和会议还有助于学生建立广泛的人脉网络。通过与专家和同行的接触，学生可以结识更多志同道合的人士，建立起长期的学术合作关系。这些人脉资源不仅可以帮助学生更好地开展研究工作，也为他们未来的职业发展打下坚实的基础。总之，参加国内外钛合金竞赛和会议，是学生提升自己学术水平和实践能力的重要方式。总之，基于钛合金性能的工程人才培养模式需要从课程设置、实验室建设、项目实践和参加竞赛会议等方面进行完善和创新，应该注重基础知识教育、强化实践能力培养、加强产学研结合、注重国际化教育，实现培养学生具有实践能力和职业素养的工程目标。四、未来发展趋势随着我国工业发展战略的实施，工程人才培养模式也将受到影响并发生变化。（一）实践与理论相结合的培养模式将更加普及。未来的工程人才培养模式将更加注重实践教学，以培养具备实际操作技能和理论知识的综合型人才。这需要在人才培养中，增加实践性环节的比例，尤其是增加需要用到多门课程知识的综合性课程设计，这种课程设计可以培养学生的综合运用所学知识的能力。在工程领域中，实践经验对于工程师的职业发展极为重要，因此，学生需要在实践中不断积累经验，并将理论知识与实际操作相结合。（二）产教融合模式将成为主流。产教融合模式是将教育和产业相结合的模式。未来，这种模式将成为主流。教育机构将与企业密切合作，根据企业的需求培养具备实用技能和创新能力的工程人才。同时，学生实习也不能仅仅只是参观为主，而要实际地参与到企业的实际工作中，尽可能从项目方案设计到具体环节的实施，能够全程参与，这样才能对一个项目有着整体的理解和认知。这种模式的实施将促进工业和教育的深度融合，提高工程人才的实际应用能力和解决问题的能力。（三）创新能力将成为评价工程人才的重要标准。在实际工作中，企业将更加注重工程人才的创新能力，而非单纯的理论知识掌握。因此，学生需要在学校期间通过各种创新设计大赛来提高创新能力，例如“互联网+”等各种竞赛。在这类竞赛中，学生不但需要在方案上创新，而且在项目策划、路演、具体实施上都要具备一定创新意识。（四）个性化、定制化的培养模式将更加普及。未来，培养模式将更加注重学生的个性化需求，根据学生的兴趣爱好、能力和目标制订个性化的培养计划，将学生的个性需求和企业的实际应用有机结合起来。同时，学生也可以通过网络教育等方式获取所需的知识和技能，实现企业定制化的培养。综上所述，未来的工程人才培养模式将更加注重实践教学、产教融合、工程实践能力和个性化、定制化。而基于钛合金加工项目驱动的工程人才培养模式，就是一种新的尝试，有助于培养更多具备实践能力和创新能力的工程人才。结束语项目驱动法是一种先进的教学方法，尤其适用于机械类工程人才的培养。因此，为创建更综合更自主的人才培养模式，我们需要深入推广任务驱动法的应用，以真实的工程项目为背景，让学生参与到项目中去，自主学习和探索。参考文献1 贺会敏.浅谈任务驱动法在机械类专业教学中的应用 J.科技风,2020(05):60-61.2洪权,郭萍,周伟.钛合金成形技术与应用J.钛工业进展,2022,39(05):27-32.3 姜增辉,董济超,孔繁雅,等.钛合金铣削加工技术研究现状及发展 J.新技术新工艺,2021(09):54-58.4 王艳平.基于任务驱动法的机械专业教学分析 J.内燃机与配件,2017(16):151-152.5 田维宽.工匠精神融入高校思政教育的路径探析 J.华章,2022(08):016-028.作者简介：董家志（1998），男，汉族，四川成都人，西华大学，在读硕士。研究方向：钛合金摩擦学。通讯作者：钟雯（1983），女，汉族，广西藤县人，西华大学，副教授，博士。研究方向：机械服役可靠性。基金项目：本文系西华大学研究生教育教学改革研究项目基于航空钛合金性能的工程人才培养模式探讨（YJG2018003）。