侯彩凤 郭丽娟 房冉冉

关键词：表面工程;表面技术;工程教育认证;课程改革

工程教育专业认证是国际上通用的工程教育类专业教学质量保障法宝，它秉承以学生为中心的教育理念，提出以成果为导向的教育取向，通过持续改进的质量文化，确保工科专业毕业生在毕业达到该行业认可的既定质量标准要求。取得经认证合格的专业的毕业文凭就拿到了进入国际就业市场的“入场券”，对于高校提高学生就业率和就业质量具有重要意义。《表面工程》课程是材料类、材料工程类专业重要的理论课程之一，大多作为专业选修课程设置，对毕业生实际工程专业能力的培养、学生职业生涯规划等有着重要影响。基于此，本文结合中国石油大学胜利学院材料成型及控制工程的专业背景，初步探索工程教育认证要求下，表面工程学课程教学改革的突破点。

一、整合优化理论教学内容。重点突出有的放矢

《表面工程》课程涵盖了表面淬火、热扩渗、电镀、化学镀、热喷涂等在内的十余种表面技术，种类繁多，但大多数普通高校课程开设学时有限，若全面展开均匀发力，每种表面技术只能蜻蜓点水，浅尝辄止。课堂容易衍变成学生懈怠、被动接受，教师赶进度、“自导自演”。因此整合教学内容，明确教学重点尤为重要。

（一）结合专业培养目标，确定教学重点

《表面工程》是属于理论性很强的一门课程，老旧的“填鸭式”教学方法课堂效率虽高，但学生易产生疲劳，课堂后半部分易走神。通过调查往届学生的学习情况发现，大多学生只能记住几个表面技术名称，而对其原理、设备、实现方法的优缺点等基础知识含糊其词，不明所以。而《表面工程》课程面向的是材料成型及控制专业大三学生，本专业培养的是能够在材料成型及控制领域，尤其是石油石化机械装备领域，完成按照生产实际要求完成相关成型工艺、设备设计和应用研究等工作。因此大部分学生专业知识背景为金属材料，故选择表面热处理和化学热处理、电镀与化学镀、热喷涂技术、高能束表面改性、转化膜与着色技术为重点，进行深入讲解。课堂教学内容与学生就业领域密切相关，学生能够从课堂上提前了解毕业后所从事行业的基础理论知识，因此可以大大提高课堂“抬头率”，有效提高听课效果。

（二）结合学校背景与教师科研方向，确定教学重点

中国石油大学胜利学院地处黄河三角洲、中国重要的石油基地山东省东营市，石油石化行业特色鲜明。学生就业领域、教师科研方向也主要集中在石油石化、机械装备、能源开发等行业。这些行业急需先进的耐磨减摩材料、耐蚀防腐材料、耐高温材料等，因此《表面工程》教学内容重点确定时要侧重于金属材料表面的耐磨减摩涂层、耐蚀防腐材料涂层等防护和功能性涂层的设计、制备、性能检测等。

（三）结合行业前沿发展，确定教学重点

《表面工程》教学中关于表面技术的定义、特点、优缺点、适用条件和场合等理论内容较多，学生反映接受起来毫无头绪，概念空洞乏味。因此教学过程要与实际结合，将空洞的理论知识落实到实实在在的日常生活、行业应用前沿。通过结合工厂生产、设备、国际先进技术等视频、图片音像资料，将抽象的理论知识化为具体的、可见的内容。拓宽学生学科前沿知识，了解行业发展趋势，意识到本专业技术可以对经济社会、科学研究的巨大推动作用，可以为学生择业就业、升学深造提供参考意见。

二、改善实验教学模式，切实提高学生专业素养

《表面工程》课程在本校材料成型及控制工程专业中设置共48学时，其中42个理论学时、6个实验学时。在6个学时内，学生们要完成三个实验，即感应熔覆金属涂层的制备、电镀金属涂层的制备及涂层表面质量检测。感应熔覆金属涂层的制备包括试样预处理、浆料配置及冷涂覆、感应熔覆;电镀金属涂层制备包括阴阳极预处理、电镀液配置、电镀;涂层表面质量检测包括外观形貌观察、表面和截面金相组织观察、厚度测试、硬度测试、结合力测试。因此，时间紧任务重，加之实验设备、场地等限制，造成实验过程大多流于形式，多为教师演示型，学生动手操作的机会较少。因此，基于工程教育认证要求，改变实验模式迫在眉睫。

（一）变“基础性实验”为“综合探究性实验”

以往的实验课程多为基础的验证性实验，或者是涂层的制备，目的是让学生掌握某种表面技术的预处理、涂层制备、涂层检测技术和方法等工艺流程。但随着社会发展，就业竞争越来越激烈，对毕业生专业能力的要求越来越高。因此传统的基础性实验不能再满足要求，需要进行改革，加强学生的创新能力和创造性解决实际问题的能力。将日常生活生产中遇到的实际问题作为项目课题给出，学生通过理论知识的学习和查阅文献，确定实验方案和流程，进而提高学生创造性解决问题的能力。

（二）变“教师主导”为“学生主导”

传统实验教学模式中，教师给出实验指导书，学生按照要求和步骤进行实验操作，教师主导，学生被动式操作，不利于学生创新意识和科研思维逻辑的培养。因此要变教师主导为学生主导，教师作为督促、引导和解难的角色参与其中。

课程开始时，教师根据实验室条件和学科前沿知识给出实验课题，如抽油杆耐磨防腐课题，包括热浸镀铝、复合镀镍基涂层制备、感应熔覆钴基合金涂层制备。学生自愿选题分组，通过理论知识的学习和文献阅读，设计实验方案和流程，进行答辩汇报。答辩通过后，学生组内分工与合作，完成所需仪器设备、试剂、材料等准备工作，进行试样预处理、涂层制备、涂层性能检测、实验结果分析与讨论，最后完成实验报告。

通过实验模式改革，学生在实验过程中学会了文献查阅、实验方案设计、团队分工与协作、答辩汇报PPT制作、专业技能操作等，不仅提高了科研思维、动手操作能力，还锻炼了口语表达能力、人际交往能力、组织协调能力等，为毕业设计和就业择业提供了一定基础。

三、完善课程评价体系。持续改进追求卓越

以往教学评价以平时成绩主要包括考勤、作业、實验报告各占10%，考试成绩70%进行学期末成绩评定。该评价体系重点关注结果，忽视过程，不利于激发学生主动学习的积极性，最终评价结果对后期课程改进提供的参考价值不大，因此需进行以下改革。

（一）过程评价，激发学生积极性

教学平时成绩中将考勤更改为学生个人展示评价。教师根据教学内容规划，选择部分内容进行课堂翻转，把讲台交给学生。例如电镀章节，教师主导讲授电镀的基本原理和工艺、常用的单金属电镀，将合金电镀交给学生进行自学和课堂汇报交流。在电镀基础知识学习的基础上，学生再查阅相关资料完成理论自学、幻灯片制作，老师随机抽取学生进行课堂汇报，解答学生学习过程中遇到的疑难问题，最终所有学生上交自学笔记和幻灯片，课程结束前教师要把控全局，确保每位同学能够进行课堂交流汇报，教师根据学生的自学资料、幻灯片、汇报过程展示等进行综合性评价。这样既可以加深学生对知识的理解和记忆，又可以锻炼学生的组织规划、表达能力，一举两得。

（二）团队评价，培养学生团队合作能力

根据改革后的实验模式，学生根据自愿分组组成4～6个人的实验组，教师给出团队成绩。团队评价依据包括每组的文献综述、方案设计、实验结果与分析进行整体团队评价。组内成员根据承担的分工进行总结，教师根据实验过程中的交流、观察、个人实验总结报告给出个人成绩。最终团队成绩加个人成绩，即为学生实验成绩。该评价方式可以有效提高组员的责任感，激发学生积极性，提高团队凝聚力。

四、依托课程。开展创新创业等科技活动

《表面工程》是材料科学与工程中发展最迅猛的学科之一，表面工程技术即指通过改变在材料表面组织、结构、成分、应力状态或表面涂覆等手段，使材料表面获得有别于内部的特殊性能的技术。表面工程牵涉腐蚀科学、摩擦磨损学、材料力学、冶金学等多学科交叉，表面失效与防护也是本教研室教师的主要科研方向之一，因此依托课程，结合科研项目，指導学生参与参加一系列创新创业项目，是学生将理论化为实践的重要形式之一。

（一）导师引导

依托《表面工程》课堂，介绍教师有关表面失效与防护科研项目，通过学生教师双向选择和队长组队模式组成实验团队。学生利用课余实践进行相关实验，并申报参加科技活动。近年来，教师带领学生申请的校级一般科研项目有“抽油杆35CrMo热浸镀铝工艺研究”“改性氧化石墨烯复合涂料的制备及其防腐性能研究”等，申请国家级大学生创新创业训练计划有“纳米一无机复合涂料的制备及其防腐性能研究”“基于锌粉改性的新型复合涂料的制备及性能研究”“抽油杆35CrMo热浸镀铝工艺研究”等。

（二）企业共建

在实验实践基础上，实行“走出去”方式，积极开展与企业科研训练合作，培养学生的实践能力，切实提高知识的应用。通过“协同育人”“实地实习”等方式展开与企业的合作教学，实现学校教学贴近实际，企业生产引入新技术的双重目的。“协同育人”即企业选派优秀工程师、技术人员、技工大师定期进课堂，开展表面工程，如表面渗镀、电镀、气相沉积等表面技术相关的知识讲座、技能培训等，与教师课堂理论知识互相补充，完善学生的知识体系。“实地实习”，进行完每一章节理论知识授课后，如完成电弧喷涂课本知识学习后，带领学生前往油田设备机械制造相关企业，实地参观参与油罐、输油管道的电弧喷涂防腐涂层制备产线，了解工厂实际生产，加深理解。

（三）学生团队建设

学生团队组建初期，首先通过大三学生、教师双向选择的模式组成初步实验团队，大三学生专业理论知识、专业技能较为扎实，且经过大一大二两学年锻炼，组织协调能力、统筹规划能力较强，因此大三学生作为主力队员，并选出队长。由队长负责组建完善团队结构并对团队成员进行合理分工。队长组建团队时，要求必须包含大一、大二学生至少1人，整个团队4～5人。通过参与实验项目，大一、大二学生实验技能、补充专业知识、提高团队协调能力等均得到锻炼，这样大三学生毕业之后，原先的大一大二学生成为经验丰富的主力队员，再带领组建新的队员，这样可以保证整个团队的传承性和项目的延续性，有利于实验项目的进行和研究内容的深层次挖掘。

五、思政教育进课堂，提高学生专业素养和责任意识

以钢铁为主的金属机械结构、零部件是支撑社会生活、生产的主要材料，但磨损严重、易腐蚀造成重大安全隐患。拿腐蚀为例，据中国工程院于2015年启动的“我国腐蚀状况及控制战略研究”咨询项目结果显示，2014年，我国全行业腐蚀总成本为21278.2亿元，占国内生产总值（GDP）的3.34%，平均每人需要承担的腐蚀成本1555元。材料失效不仅是经济问题，更是安全问题。作为表面失效防护的第一线，表面工程在减少安全事故、降低经济损失等方面有着举足轻重的地位。

教学过程中，要适时引入实例，让学生了解表面工程技术在工业社会和经济中的关键性，提高学生的责任意识，敢于担当，对自己设计的涂层寿命、可靠性负责，把握安全第一原则;进行表面技术设计时，要时刻把握技术发展趋势，积极开发和改善“绿色”技术，如改善电镀技术从重污染技术向轻污染、基本无污染的方向发展，改善电镀向节约能源、节约用水和节能减排方向发展等。

六、结语

总之，《表面工程》是一门很新的边缘交叉学科，传统理论教学和实验教学均存在较多弊端。工程教育认证背景下的课程改革目前取得一定效果，但还需要从教学内容优化、实验实践教学条件改善、产学研结合、校企合作等多方面人手，进而为提高学生的专业技能与素养，质量安全意识，发现、分析与解决问题的能力保驾护航。