材料成型特色專業(yè)建設(shè)的路徑探索
——以東莞理工學(xué)院為例

謝春曉，鄭東海，王 維，李 文，楊宇輝

（東莞理工學(xué)院機械工程學(xué)院，廣東 東莞523808）

0 引言

機械工業(yè)擔負著向國民經(jīng)濟各部門提供技術(shù)裝備的任務(wù)，是國家工業(yè)體系中的核心產(chǎn)業(yè)。培養(yǎng)高素質(zhì)的機械類專業(yè)本科人才是促進機械工業(yè)發(fā)展的重要手段。材料成型及控制工程專業(yè)是傳統(tǒng)的機械類專業(yè)之一，目前國內(nèi)有將近200所高等學(xué)校設(shè)有本專業(yè)，專業(yè)之間競爭壓力日益增大。因此，東莞理工學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)的建設(shè)必須緊跟地方材料成型產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，探索特色專業(yè)方向和重構(gòu)核心課程體系、構(gòu)建新型師資隊伍、產(chǎn)教融合構(gòu)建實踐教學(xué)新模式，打造適應(yīng)東莞地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的特色鮮明的材料成型專業(yè)人才培養(yǎng)體系。

1 東莞地方材料成型產(chǎn)業(yè)特征

中國被譽為全球“制造大國”，而模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品中的絕大多數(shù)零件依靠模具成形，模具行業(yè)因此被譽為“制造業(yè)之母”。珠江三角洲地區(qū)的制造業(yè)非常發(fā)達，尤其東莞作為國際制造業(yè)名城，五金模具、塑膠模具等材料成型產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。目前，東莞共有1000多家模具企業(yè)，年產(chǎn)值達幾百億元，擁有“長安五金模具”、“橫瀝塑膠模具”等省級模具專業(yè)鎮(zhèn)。近年來，東莞市乃至珠江三角洲地區(qū)的勞動力短缺非常嚴重，據(jù)東莞智通人才市場統(tǒng)計，模具企業(yè)迫切需要大量的模具設(shè)計、數(shù)控編程、機床操作以維護等方面的技術(shù)人才，特別是高學(xué)歷高素質(zhì)的模具專業(yè)人才的稀缺，使得東莞模具產(chǎn)業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)。有數(shù)據(jù)顯示，在東莞市長安鎮(zhèn)653家科技型企業(yè)中，近500家從事機械五金模具及相關(guān)行業(yè)，占77%；全鎮(zhèn)29家國家高新企業(yè)中，有14家從事機械五金模具及相關(guān)行業(yè)，占48.3%。特別是東莞長安鉅升塑膠電子制品有限公司的無人化模具車間為東莞乃至珠三角地區(qū)首個全自動化模具加工廠車間，該車間徹底改變了傳統(tǒng)的模具加工方式，不僅節(jié)約生產(chǎn)成本，還提高了生產(chǎn)效率，這很好的詮釋了模具行業(yè)從“模具制造”向“模具智造”的轉(zhuǎn)型升級?！爸窃臁钡暮诵木褪侨瞬?，有了人才才能帶來新技術(shù)、新管理方法、新工藝與新裝備。因此，通過深入地對東莞地區(qū)的模具制造業(yè)進行調(diào)研，從而打造出具有特色方向的材料成型專業(yè)不僅對畢業(yè)生就業(yè)有幫助，而且對服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和轉(zhuǎn)型升級都是很有意義的，也是必要的。

2 特色專業(yè)的建設(shè)內(nèi)容

2.1 按照層次，循序漸進地構(gòu)建以模具為特色專業(yè)方向的核心課程群

以材料的結(jié)構(gòu)-性能-加工工藝-工藝裝備-模具設(shè)計與制造為主線，構(gòu)建專業(yè)核心課程群。第一層次（階段）：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程，使學(xué)生掌握有關(guān)材料微觀組織結(jié)構(gòu)與物理、機械性能的關(guān)聯(lián)的基本概念、基本理論和基本研究方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。第二層次（階段）：《材料性能學(xué)》課程，使學(xué)生掌握有關(guān)力學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等材料性能學(xué)知識點；《材料成型基礎(chǔ)》課程，使學(xué)生掌握有關(guān)材料成型工藝（鑄造、鍛造、焊接、軋制、擠壓、沖壓等）的基本理論和工藝方法。第三層次（階段）：《材料成型設(shè)備及自動化》、《高分子成型/沖壓工藝及模具設(shè)計》與《模具制造工藝學(xué)》課程，使學(xué)生掌握有關(guān)模具行業(yè)裝備、模具設(shè)計和加工等的專業(yè)知識和技能。

在建設(shè)任務(wù)中，專業(yè)負責人著重分析核心課程群內(nèi)各門課程的重要內(nèi)容模塊，在課程群的宏觀層面理清各重要內(nèi)容模塊之間的內(nèi)在聯(lián)系。核心課程負責人建立教學(xué)研討的機制，定期召開課程建設(shè)研討會，闡述自己在核心課程建設(shè)中對相關(guān)問題的理解。精簡各門課程的冗余內(nèi)容，調(diào)整側(cè)重點的分布，加強該課程群內(nèi)各課程之間的融合滲透，并從各門課程中提煉出材料成型領(lǐng)域的一系列有一定關(guān)聯(lián)性的典型問題作為課程的教學(xué)案例。具體為：①落實核心課程負責人，每位核心課程負責人完成自己負責的課程建設(shè)，用2~3年的時間，實現(xiàn)課程資料全部上網(wǎng)，部分課程完成MOOC視頻的制作。②課程群建設(shè)必須以專業(yè)培養(yǎng)目標為課程設(shè)置的方向，以能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)，促進精品課程的模塊化建設(shè)。③課程群里每門核心課程以O(shè)BE教育模式為導(dǎo)向推進課程改革，課程群的建設(shè)目標和內(nèi)容都能體現(xiàn)OBE模式的基本要求。

2.2 緊跟地方產(chǎn)業(yè)需求，構(gòu)建新型師資隊伍

教師和學(xué)生是專業(yè)教學(xué)活動中最為核心的主體要素，教師對所授課程在專業(yè)人才培養(yǎng)方案的作用的理解、把握、貫徹和實施都很重要，它關(guān)系到培養(yǎng)出來的學(xué)生是否能達到人才培養(yǎng)目標規(guī)定的知識、能力和素質(zhì)要求。工程教育的新內(nèi)涵要求提高學(xué)生適應(yīng)變化能力和工程創(chuàng)新能力，那么就應(yīng)該構(gòu)建與之相匹配的師資隊伍?，F(xiàn)行的材料成型專業(yè)的師資隊伍主要由本專業(yè)科班出身的博士為主，其主要特征為專業(yè)知識扎實但研究方向狹窄，長期深居象牙塔而與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系脫節(jié)。因此，構(gòu)建能主動適應(yīng)地方產(chǎn)業(yè)需求的新型師資隊伍，也是專業(yè)建業(yè)的重要一環(huán)。

（1）改造和培育現(xiàn)有師資?，F(xiàn)有師資的主要缺陷就是普遍缺乏工程經(jīng)驗，想要引進“雙師型”教師又困難重重，因此只能通過改造和培育的辦法。例如：尋找校企合作積極性高的行業(yè)企業(yè)，通過給予教師一定優(yōu)惠政策，讓專業(yè)課教師以工程實踐進修的形式到企業(yè)中去鍛煉，增強專業(yè)課教師的現(xiàn)場工程經(jīng)驗。

（2）引進交叉學(xué)科師資。鑒于在新經(jīng)濟下，材料成型行業(yè)的自動化、智能化和信息化的趨勢越來顯著，可考慮引進本、碩、博就讀于不同專業(yè)或?qū)W科領(lǐng)域的博士或博士后作為師資。如：材料成型+控制科學(xué)、材料成型+軟件工程、材料成型+計算機+統(tǒng)計學(xué)等交叉學(xué)科師資等。

2.3 政校企協(xié)產(chǎn)教融合，打造實踐教學(xué)新模式

當前，社會用人單位對學(xué)校培養(yǎng)的部分畢業(yè)生不太滿意，一個畢業(yè)生進了企業(yè)后還得經(jīng)過一定時間的二次培訓(xùn)才能為企業(yè)所用。原因在于，高校專業(yè)知識的更新速度永遠趕不上行業(yè)和企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)的新技術(shù)、新工藝沒有出現(xiàn)在專業(yè)教學(xué)內(nèi)容中，更多的校企合作只是打個旗號，產(chǎn)業(yè)界還未真正參與工程人才的培養(yǎng)工作。為打破當前的不利局面，東莞理工學(xué)院長安先進制造學(xué)院（簡稱長安學(xué)院）做了一些初步探索并取得成效。該學(xué)院依托長安鎮(zhèn)的五金模具、電子信息等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、以“校園+產(chǎn)業(yè)園”模式，緊扣產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和實踐優(yōu)勢，實施創(chuàng)新型教育，培養(yǎng)教育與產(chǎn)業(yè)、學(xué)業(yè)與就業(yè)無縫對接的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

參照2018屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計工作的成功經(jīng)驗，2019屆材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計將采用以下流程：1）選題階段，學(xué)生以7~10人成立小組，每組被分配到某企業(yè)進行2周調(diào)研，由企業(yè)工程師給每組確定一個綜合性設(shè)計項目并據(jù)此給每位小組成員分配畢業(yè)設(shè)計題目，題目難度由長安學(xué)院的特聘模具講師（10年以上行業(yè)工作背景）與校內(nèi)模具課專任教師共同討論決定后下發(fā)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書；2）開題階段，由企業(yè)工程師與校內(nèi)指導(dǎo)教師共同下達任務(wù)書，學(xué)生查閱收集資料、準備開題報告并開題；3）設(shè)計階段，全體學(xué)生入住長安學(xué)院進行封閉式設(shè)計工作，學(xué)生每天接受學(xué)院特聘模具講師的指導(dǎo)，同時校內(nèi)教師輪流進院參與指導(dǎo)工作，設(shè)計圖紙統(tǒng)一按照行業(yè)和企業(yè)標準；4）答辯階段，由校內(nèi)教師與企業(yè)工程師組成答辯組，依照學(xué)生完成進度不同進行多次答辯工作，合格者可提前離開學(xué)院，不合格者留下認真整改，力求做到精益求精。未來將繼續(xù)深化長安學(xué)院政校企協(xié)產(chǎn)學(xué)合作模式，在材料成型專業(yè)的課程設(shè)計、實習(xí)、實訓(xùn)及畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)探索具有新工科內(nèi)涵的實踐教學(xué)新模式和新體系。

2.4 做強模具主方向，探索3D打印新方向

隨著3D打印技術(shù)的興起，其成為了材料成型的一種新型的特殊手段。模具成型技術(shù)與3D打印成型技術(shù)具有截然不同的特征，在實際應(yīng)用中二者可以取長補短而互為所用。因此，探索將3D打印作為材料成型及控制工程專業(yè)的方向符合時代經(jīng)濟發(fā)展的潮流。依托東莞增材制造與智能制造研究院的平臺優(yōu)勢，本專業(yè)在2019人才培養(yǎng)方案中加入一定的3D打印相關(guān)課程和實踐環(huán)節(jié)，如：《3D打印技術(shù)前沿》、《3D打印技術(shù)原理與工藝》、《3D打印技術(shù)原理與工藝課程設(shè)計》、《3D打印技術(shù)和項目化實踐》、《3D打印材料》、《3D掃描技術(shù)及應(yīng)用》和《3D打印技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用》等，培養(yǎng)學(xué)生的增材制造相關(guān)知識和能力，拓寬本專業(yè)學(xué)生的就業(yè)渠道。

3 總結(jié)與展望

當前，國家正在實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”、“人工智能2.0”等重大戰(zhàn)略，高等教育界正在推進“雙一流建設(shè)”和新工科建設(shè)。東莞地方制造產(chǎn)業(yè)特別是模具制造業(yè)正在面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。在這樣的大背景下，特色材料成型專業(yè)的建設(shè)應(yīng)順應(yīng)時代潮流，緊跟地方產(chǎn)業(yè)需求及發(fā)展趨勢來開展。本文中從核心課程體系、師資隊伍、實踐模式和探索新方向等方面入手，對我校材料成型及控制工程特色專業(yè)的建設(shè)路徑做了較為全面的探索與實踐，其實施成效正在逐步顯現(xiàn)。