《材料加工工藝》教學(xué)改革與探索

周東帥　孫崇　楊曉紅　百志好　盧雅琳　王江濤

摘要：《材料加工工藝》課程是本科院校材料成型及控制工程專業(yè)的一門重要學(xué)科專業(yè)課程，課程質(zhì)量的好壞直接影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及本科畢業(yè)設(shè)計的完成、參加工作和繼續(xù)深造等。本文以應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)為目標，明確《材料加工工藝》課程的教學(xué)目標，對教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和實驗內(nèi)容展開教學(xué)改革和探索，對在教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題進行分析并提出解決方法。

關(guān)鍵詞：材料加工工藝；課程質(zhì)量；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）49-0129-02

《材料加工工藝》是材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生的一門必修學(xué)科專業(yè)課程，其主要內(nèi)容包括金屬材料液態(tài)成形、連接成形、塑性成形、粉末成形等常用機械零件制造方法和過程，該課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生獲得常用的金屬材料加工工藝的基礎(chǔ)知識，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和將來從事材料設(shè)計及加工制造方面的工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。隨著我國“2025中國制造”的發(fā)展趨勢及日新月異新材料的應(yīng)用發(fā)展，企業(yè)對材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生的要求也越來越高。作為一名材料專業(yè)課程的教學(xué)工作者，應(yīng)該適應(yīng)當(dāng)下社會的人才需求，為培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才不斷地做教學(xué)改革探索[1]。

一、明確教學(xué)目標

材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)掌握材料成型及控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，具有較強實踐技能，能在材料成型及控制工程領(lǐng)域從事材料成型工藝設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究，具有實踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級專門人才。在教學(xué)目標上，《材料加工工藝》要求學(xué)生獲得較系統(tǒng)的材料加工工藝的專業(yè)理論知識，能夠運用相關(guān)知識分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；能夠掌握材料加工工藝的前沿發(fā)展和趨勢，了解新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的發(fā)展動態(tài)，為以后學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程和從事新材料設(shè)計，開發(fā)等工作奠定理論基礎(chǔ)[2]。

二、教學(xué)方法改革

江蘇理工學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)開設(shè)有《材料加工工藝》這門課程，系統(tǒng)講解金屬液態(tài)成形、塑性成形、連接成形和粉末成形等金屬材料加工成形的相關(guān)知識。由于課程涵蓋內(nèi)容較多，涉及領(lǐng)域廣，很多內(nèi)容和實際生產(chǎn)結(jié)合較為緊密。對于普通本科生來講接觸企業(yè)、工廠實際較少，理論知識和實際結(jié)合方面差距較大，因此對于抽象理論知識的理解和掌握存在一定的難度。因此，需要在現(xiàn)有教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，采取一定的改革措施。

目前，本課程采用的授課方式主要為傳統(tǒng)的授課方式，以講授多媒體課件和板書為主，這樣的方式可以在較短的課時將大量的信息傳遞給學(xué)生。但是，這樣的授課方式相對較為枯燥，學(xué)生不能短時間內(nèi)接受、理解這些課程相關(guān)信息，影響教學(xué)效果?，F(xiàn)從以下兩個方面進行改革。

（一）利用網(wǎng)絡(luò)課堂，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)

除了課上教師在教室講授課程知識外，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。充分利用計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在教室外開展第二課堂，讓學(xué)生根據(jù)個人興趣選擇相關(guān)內(nèi)容進行自主學(xué)習(xí)，所學(xué)知識的深度、廣度、時間等均可自主安排，實現(xiàn)自我要求、自我管理。利用本校的泛雅數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺，結(jié)合國家精品課程網(wǎng)站，建設(shè)《材料加工工藝》的網(wǎng)絡(luò)課程，讓學(xué)生在課前通過手機、電腦等提前預(yù)習(xí)要講解的課程內(nèi)容，并且可以在學(xué)習(xí)平臺上與教師實時互動或留言。課后復(fù)習(xí)，完成相關(guān)課后測試，結(jié)合課堂教學(xué)，針對性的獲取自己需要的課程知識，更好的掌握相關(guān)課程內(nèi)容。

（二）改革授課方式，在課堂上采用啟發(fā)式或討論式的教學(xué)方法

目前，改變以往由教師“唱獨角戲”的授課方式，引導(dǎo)學(xué)生參與授課。讓課堂教學(xué)與學(xué)生日常生活用品結(jié)合，發(fā)掘材料加工工藝與日常用品、科技熱點等的緊密聯(lián)系，如手機金屬后蓋、殲20機翼、探月車車輪等，進行課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，加深對專業(yè)知識的理解。

課堂教學(xué)上多和學(xué)生展開互動，采用啟發(fā)式或討論式的教學(xué)方法。比如，多采用一些案例進行教學(xué)，針對某一種材料的加工方法和工藝方案的多種可能性展開討論，既可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)揮主動能動性，又能使教師把所講的那部分內(nèi)容講深、講透、講生動，將“教”與“學(xué)”緊密結(jié)合起來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣和積極性。結(jié)合工程實際。在講解多媒體課件的同時，多配合實際生產(chǎn)實例、產(chǎn)品和視頻，以實際加深理論知識的理解，強化教學(xué)效果[3]。

（三）課堂教學(xué)和科研相結(jié)合

在本科高校中，教師的任務(wù)不僅僅局限于課堂教學(xué)，還要承擔(dān)一定的科研任務(wù)。在高校中，教師不僅要承擔(dān)一定的科學(xué)研究，也要把教學(xué)的本職工作做好，尋找科研和課堂教學(xué)有效結(jié)合的新途徑，不僅有利于學(xué)生課程知識的學(xué)習(xí)，而且能夠加深教師對于自己科研方向的認知，有利于自己科研的展開。對于材料加工基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)中，將科研融入課堂，比如，在教學(xué)過程中結(jié)合科研實例，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容講解科研過程解決問題的思路和方法，科研促進教學(xué)，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

三、教學(xué)內(nèi)容改革

目前，隨著科技日新月異的發(fā)展，新材料層出不窮，新的加工工藝也在快速發(fā)展，如功能材料、3D打印、智能制造等。另一方面，不同學(xué)科之間聯(lián)系也越來越緊密，交叉學(xué)科也迅速發(fā)展，如仿生材料等。傳統(tǒng)的液態(tài)成形、塑性成形和連接成形等金屬加工工藝已經(jīng)脫離科技的發(fā)展，需要對教學(xué)內(nèi)容實施改革。

研究目前《材料加工工藝》課程的相關(guān)教材，主要內(nèi)容仍然為傳統(tǒng)的金屬材料加工工藝相關(guān)內(nèi)容，內(nèi)容更新較慢，脫離了時代的發(fā)展速度。從教學(xué)內(nèi)容上，應(yīng)該緊跟科技發(fā)展的潮流，結(jié)合時下最新的科技發(fā)展，讓學(xué)生切實感受到學(xué)科專業(yè)在社會科技發(fā)展中的重要地位[4]。比如：我國目前自主研發(fā)D19大飛機，列裝航母，殲20戰(zhàn)斗機等關(guān)鍵零部件的成形問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生切身體會到專業(yè)知識的應(yīng)用前景，對未來充滿希望。

四、實驗內(nèi)容改革

實驗教學(xué)是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的一個重要環(huán)節(jié)，具有直觀性、實踐性和探索性強的特點，是其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的。目前本?！恫牧霞庸すに嚒氛n程的實驗課時量為4，由于受到實驗設(shè)施的限制，只有一個實驗，為“純鋁的熔煉與鋼模鑄錠”。通過這個實驗，只能對金屬液態(tài)成型有所了解。近年來，學(xué)院購置一大批材料加工相關(guān)設(shè)備，如攪拌摩擦焊設(shè)備、大型擠壓機、雙輥軋機、等離子放電燒結(jié)爐、焊接機器人等，可以在此基礎(chǔ)上開設(shè)相關(guān)的實驗內(nèi)容，從而讓學(xué)生直觀的認識、了解更多的材料加工工藝方法和設(shè)備。

綜上所述，明確《材料加工工藝》課程的教學(xué)目標，改革教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容和實驗內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生的理論知識的同時加強動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。提高材料成型及控制工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)緊跟時代潮流，符合國家和社會大發(fā)展需要的應(yīng)用型本科人才。

參考文獻：

[1]程光旭.努力實現(xiàn)人才培養(yǎng)模式改革的新突破[J]，中國高等教育，2009，（1）.

[2]張鈞，姚婷珍.材料加工工程課程的教學(xué)改革探討[J].科技信息，2010，（15）.

[3]張為軍，白書欣，吳文健，等.材料科學(xué)與工程人才培養(yǎng)方案的改革研究[J].高等教育研究學(xué)報，2011，34（3）：18-20.

[4]倪君輝，楊宇琦，季雅靜，等.淺談材料加工實驗課程體系的改革[J].廣州化工，2013，41（10）：218-219.