應(yīng)用型高?！安牧铣尚卧怼闭n程教學(xué)改革初探

喻紅梅 邵甄胰 崔江梅 周紅梅

摘要本文主要以材料成形原理課程建設(shè)為例，進行了應(yīng)用型高校該課程教學(xué)方法的實踐與探討，著力于師資隊伍建設(shè)、理論和實踐教學(xué)資源庫建設(shè)、學(xué)科競賽促教學(xué)等教育教學(xué)方法的改革，形成了基于真實案例和實際工程項目滲透理論教學(xué)為特色的應(yīng)用型高校課程教學(xué)模式。對培養(yǎng)應(yīng)用型高校材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新思維并提高其分析解決問題的能力具有重要的作用和意義。通過課程改革，夯實學(xué)生理論基礎(chǔ)，能夠基于工程相關(guān)背景知識進行合理分析，能夠?qū)I(yè)工程實踐和復(fù)雜工程問題提出解決方案，培養(yǎng)基層應(yīng)用型工程人才。

關(guān)鍵詞 材料成形原理 教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0文獻標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.23.034

On the Teaching Reform of "Material Forming Principle" in Applied Universities

HY Hongmei， SHAO Zhenyi， CUI Jiangmei， ZHOU Hongmei

（SchoolofMaterialsandEnvironmentalEngineering，ChengduTechnologicalUniversity，Chengdu，Sichuan611730）

AbstractThis paper mainly takes the course construction of material forming principle as an example to carry out the practice and discussion of the teaching methods of this course in the Applied Colleges and universities. It focuses on the reform of teaching methods such as the construction of teaching staff， the modularization of knowledge points， the strengthening of experiments， the practice links， and the combination of subject competitions. It analyzes the various methods to improve the innovation ability of material forming and control engineering major in the Applied Colleges and universities The role and significance of independent thinking ability. Through the curriculum reform， we canconsolidatethetheoreticalbasis ofstudents，makereasonable analysis based ontherelevant backgroundknowledge ofengineering， put forward solutions to professional engineering practice and complex engineering problems， and train grass-roots application-oriented engineering talents.

Keywordsmaterial forming principle； teaching methods

0引言

成都工業(yè)學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)秉承六十多年模具專業(yè)辦學(xué)歷史和優(yōu)勢，專業(yè)辦學(xué)有良好的辦學(xué)條件和廣泛的校企合作、產(chǎn)教融合的資源和基礎(chǔ)，本專業(yè)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)在模具行業(yè)具有較高的聲譽?！白吭焦こ處熡媱潯薄靶鹿た啤薄肮こ探逃J(rèn)證”“雙一流”等都要求人才培養(yǎng)要寬口徑、厚基礎(chǔ)、多元化。本專業(yè)先后成為四川省卓越工程師教育培養(yǎng)計劃專業(yè)、四川省本科高校應(yīng)用型示范專業(yè)和本科教學(xué)改革綜合試點專業(yè)，借此契機，結(jié)合當(dāng)前企業(yè)對人才綜合素質(zhì)需求的提升，對“材料成形原理”課程的師資結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)方法等方面進行課程改革與建設(shè)，并實施了一系列的課程體系優(yōu)化和改革措施，形成了自身的特色，取得了一定的成效。

1師資隊伍建設(shè)與提升

材料成型及控制工程專業(yè)的實踐性、應(yīng)用性很強。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2018版）中明確規(guī)定教師數(shù)量能滿足教學(xué)需要，結(jié)構(gòu)合理，并有企業(yè)或行業(yè)專家作為兼職教師。課程教學(xué)的質(zhì)量取決于教師教學(xué)能力水平和工程素質(zhì)的高低。教師首先從認(rèn)識上逐步完成“以教師為中心”到“以學(xué)生為中心”思想轉(zhuǎn)變，著重培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題和團隊協(xié)作的能力。[1-7]

經(jīng)過多年教學(xué)實踐，建立起了一支結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”專業(yè)教師隊伍。教學(xué)團隊由包括鑄造、焊接、塑性成形、塑料成形的學(xué)術(shù)及工程背景的教師組成，其中，教授1名、副教授3名、講師3名；博士3名，碩士3名，學(xué)士1名；雙師型教師3名。教學(xué)團隊熟讀人才培養(yǎng)方案，梳理課程教學(xué)大綱和教學(xué)體系，聘請企業(yè)工程師參與研討課程教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容。此外，教學(xué)團隊定期組織教學(xué)教研活動，進行教學(xué)設(shè)計、教學(xué)資源建設(shè)與優(yōu)化、教學(xué)方法、課堂學(xué)生反饋、真實生產(chǎn)案例切入與講解、實踐教學(xué)資源開發(fā)等專題研討，很大程度地提高了教師教學(xué)水平及教學(xué)質(zhì)量。并且對于新建本科院校，我校定位于發(fā)展應(yīng)用型大學(xué)。這就要求教師必須有豐富的工程實踐經(jīng)驗。教師必須要走進企業(yè)，與企業(yè)充分融合。教師在校企合作中一步一步積累豐富的解決現(xiàn)場工程問題的經(jīng)驗，提高現(xiàn)場分析解決問題的能力，才能在實際的教育教學(xué)工作中做到理論聯(lián)系實際，更好地培養(yǎng)學(xué)生利用理論基礎(chǔ)知識分析解決實際生產(chǎn)案例的能力。

為了加強工程實踐能力的培養(yǎng)，“教師送出去，企業(yè)引進來”，一方面教學(xué)團隊教師定期到行業(yè)內(nèi)知名模具設(shè)計與制造企業(yè)進行了為期6個月～1年的工程實踐，另一方面引進校外企業(yè)進校，通過校企合作聯(lián)合培養(yǎng)教師。通過工程實踐，提高了教師對相關(guān)工程領(lǐng)域先進生產(chǎn)工藝及前沿科技敏銳的觀察力，促進了教師自我成長與提高。同時積極引進行業(yè)內(nèi)有影響力的企業(yè)工程師，通過“材料多維講堂”平臺，先后開展了《注塑模具先進成型應(yīng)用》《現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展》《當(dāng)我們談?wù)摽茖W(xué)時，我們在談?wù)撌裁?？》《工業(yè)4.0與模具智能制造》等相關(guān)行業(yè)的講座，讓學(xué)生了解相關(guān)工程領(lǐng)域前沿科技，開拓視野并培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

2教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

2.1課程定位

2.1.1知識目標(biāo)

教育部1998年頒布的《普通高等學(xué)校專業(yè)目錄》將“鑄造”“焊接”“鍛造”合并成材料成型及控制工程一個專業(yè)。由“凝固原理”“金屬塑性成形原理”“焊接冶金學(xué)”“高分子材料加工原理”等課程合并為“材料成形原理”，作為材料成型及控制工程專業(yè)的重要的專業(yè)課之一。本課程需要學(xué)生具備“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“金屬學(xué)及熱處理”等課程基礎(chǔ)，主要內(nèi)容講授以上成形方法基本原理和理論基礎(chǔ)，闡述各種成形技術(shù)的基本規(guī)律及成形特點，揭示材料成形過程中影響材質(zhì)和制品性能的因素及缺陷形成的機理。

2.1.2能力目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)除了讓學(xué)生掌握材料成形的基本理論，更重要的是要讓學(xué)生對材料成形過程及成形原理有深入的理解的基礎(chǔ)上，能從本質(zhì)上認(rèn)識和分析材料成形過程中產(chǎn)生的實際問題并提出解決問題的途徑與方法，為今后學(xué)習(xí)成形技術(shù)的具體工藝方法、設(shè)備控制等課程奠定堅實的理論基礎(chǔ)。合并以后教學(xué)學(xué)時大為壓縮，知識點多而分散，學(xué)生對一些基礎(chǔ)理論容易混淆和模糊不清，對重點、難點難以掌握。比如鑄造和焊接成形過程中的一些現(xiàn)象背后的原理，液態(tài)金屬的流動和固態(tài)的流動，他們?nèi)绾翁剿鬟@兩種成形方法之間的共通性，為學(xué)生在以后的工程應(yīng)用中構(gòu)建起解決實際問題的舉一反三、創(chuàng)新等思維。

2.2教學(xué)內(nèi)容整合優(yōu)化-知識結(jié)構(gòu)單元模塊化教學(xué)

我校“材料成形原理”課程經(jīng)過幾年的建設(shè)，內(nèi)容最初僅包括金屬塑性成形原理、隨后在塑性成形的基礎(chǔ)上增加了液態(tài)成形、連接成形模塊的內(nèi)容。經(jīng)過多次教研討論，結(jié)合我校材料成型及控制工程在模具設(shè)計與制造的特色，將“材料成形原理”課程內(nèi)容最終確定為四大知識結(jié)構(gòu)單元模塊：液態(tài)成形、連接成形、塑性成形、塑料成形，重點介紹液態(tài)成形和塑性成形內(nèi)容。[5-7]

四大知識結(jié)構(gòu)單元模塊之間既相互分離，又互相聯(lián)系。其中，液態(tài)成形知識模塊教學(xué)重點理解液態(tài)合金的性質(zhì)以及影響液態(tài)金屬充型能力的因素、掌握凝固組織的形成及控制、掌握組織缺陷產(chǎn)生機理及防止措施。

連接成形知識模塊重點掌握焊熔池的形成、焊縫凝固與鑄造凝固宏觀組織與結(jié)晶形態(tài)的區(qū)別與聯(lián)系、焊接熱影響區(qū)的組織和性能；塑性成形重點掌握金屬塑性、塑性加工的影響因素，應(yīng)力、應(yīng)變理論基礎(chǔ)，理解主應(yīng)力法及其在塑性成形中的應(yīng)用；塑料成形重點理解注射過程中的物理化學(xué)變化，塑料熔體在型腔中的流動。

3教學(xué)資源庫建設(shè)

3.1理論教學(xué)資源庫建設(shè)

教學(xué)團隊積極拓展教學(xué)資源，就液態(tài)成形、連接成形、塑性成形、塑料成形四大知識結(jié)構(gòu)單元模塊收集制作了教學(xué)圖片集、多媒體教學(xué)課件、教學(xué)動畫等理論教學(xué)資源；將每一教學(xué)模塊內(nèi)容中的大量知識點以多種習(xí)題的形式供學(xué)生練習(xí)，復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識。

3.2實踐教學(xué)資源庫建設(shè)

材料成形原理課程理論性較強，為達(dá)成應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程教學(xué)一定要注重理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合。[8-14]為豐富實踐教學(xué)資源，依托真空熔煉實驗室、焊接實驗室、磨片實驗室、金相實驗室、金屬塑性成形實驗室，教學(xué)團隊先后開發(fā)完成了《材料成形原理》知識結(jié)構(gòu)單元模塊中了液態(tài)成形、連接成形、塑性成形相對應(yīng)的三個實踐教學(xué)資源項目。即：《鑄造宏觀組織及結(jié)晶形態(tài)分析》《焊縫結(jié)晶組織觀察實驗》和《金屬塑性成形性能分析》共6個學(xué)時實驗，并完成了多個年級學(xué)生的實驗實踐教學(xué)。在教學(xué)實施過程中，如《焊縫結(jié)晶組織觀察實驗》，讓學(xué)生自己制備金相試樣，操作金相顯微鏡觀察組織與結(jié)晶形態(tài)，學(xué)生通過實驗教學(xué)與實驗操作加深了理論知識的理解，鍛煉了學(xué)生的動手能力與分析解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新思維。

3.3真實案例和實際工程項目滲透理論教學(xué)

教學(xué)團隊將工作和工程實踐中的真實案例和實際工程項目收集起來建立真實案例庫，將其滲透到理論教學(xué)當(dāng)中。如在液態(tài)成形知識結(jié)構(gòu)單元中，將某汽輪機葉片廠生產(chǎn)的高溫合金葉片作為真實案例，其應(yīng)用先進的定向凝固技術(shù)生產(chǎn)定向凝固高溫合金葉片，對比傳統(tǒng)鑄造工藝的等軸晶高溫合金葉片，介紹其液態(tài)成形工藝、結(jié)晶控制工藝、性能特點等差異。將此類真實案例和實際工程項目滲透到理論教學(xué)中，拓寬了學(xué)生的視野，極大地促進了學(xué)生對理論知識的理解，并能用所學(xué)理論知識分析解決實際生產(chǎn)案例中的問題。

4學(xué)科競賽促教學(xué)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是該課程教學(xué)的能力目標(biāo)，為了踐行“手腦并用、學(xué)做合一”的校訓(xùn)，同時也是理論課堂的延伸。在教學(xué)過程中積極組織同學(xué)參加材料類、材料加工類學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生金相大賽、全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽等。通過學(xué)科競賽過程組織實施、方案設(shè)計、實踐、答辯等多個環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生綜合知識的應(yīng)用能力，從而提高運用課堂上所學(xué)的綜合理論知識來解決實踐競賽項目中遇到的實際問題，不斷掌握創(chuàng)新性解決新問題的方法，真正提高學(xué)生運用理論知識聯(lián)系工程實踐的綜合能力。[15-19]經(jīng)過學(xué)生和任課老師的共同努力，學(xué)生在學(xué)科競賽成果豐碩，獲得國家級、省級等多項獎勵。學(xué)生通過參加學(xué)科競賽，體會到了學(xué)有所用，所學(xué)理論知識可以真實解決實際問題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性并培養(yǎng)了創(chuàng)新思維。

同時，學(xué)科競賽過程中積累的成果又作為實踐教學(xué)資源素材反哺于教學(xué)。例如，在全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽中，師生們共同積累了大量的不同材質(zhì)熔池焊縫的結(jié)晶形態(tài)及熱影響區(qū)的組織形貌等真實案例素材，教學(xué)團隊將成果整理匯總后又融入前述2.2當(dāng)中的液態(tài)成形和連接成形知識結(jié)構(gòu)單元中作為真實案例呈現(xiàn)，從而加深了學(xué)生對理論知識的理解。

5結(jié)語

“材料成形原理”是一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，起著承上啟下的作用，既是“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“金屬學(xué)及熱處理”等課程的延續(xù)，又為“沖壓工藝與模具設(shè)計”“塑料工藝與模具設(shè)計”等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。經(jīng)過幾年建設(shè)，組建了一個具有扎實理論基礎(chǔ)和豐富實踐經(jīng)驗的“雙師型”專業(yè)教學(xué)團隊；對教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容進行了梳理優(yōu)化并進行知識結(jié)構(gòu)單元模塊化教學(xué)；建設(shè)了豐富的理論教學(xué)和實踐教學(xué)資源庫全方位服務(wù)于教學(xué)過程；學(xué)科競賽與教學(xué)有機結(jié)合，提高了學(xué)生分析解決問題能力和創(chuàng)新能力；并形成了基于真實案例和實際工程項目滲透理論教學(xué)為特色的應(yīng)用型高校課程教學(xué)模式。通過課程改革，有效地夯實學(xué)生理論基礎(chǔ)，多維度地提高課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

*通訊作者：邵甄胰

基金項目：四川省科技計劃重點研發(fā)項目（2019YFG0339），成都工業(yè)學(xué)院校級項目（2020ZR009）

參考文獻

[1]夏卿坤，劉煜，李國鋒，等.基于專業(yè)認(rèn)證的材料成型專業(yè)師資隊伍建設(shè)探討[J].輕工科技，2017，33（11）：183-184.

[2]齊欣，孟慶成，余志祥，等.“新工科”背景下結(jié)構(gòu)力學(xué)課程重構(gòu)與探索[J].廣西教育學(xué)院學(xué)報，2020（05）：183-187.

[3]何敏，黃傳輝，王樹臣，等.基于OBE理念的塑性成形工藝及模具設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革[J].大學(xué)教育，2021（05）：65-67+75.

[4]賀辛亥，王俊勃，徐潔，等.基于CDIO構(gòu)建材料成型及控制工程專業(yè)模具方向課程群[J].大學(xué)教育，2014（02）：123-124.

[5]百志好，周東帥，謝利.基于工程認(rèn)證的材料成型及控制工程專業(yè)課程體系的重建探索[J].科教導(dǎo)刊（上旬刊），2020，4（04）：35-36.

[6]郭玉波.材料成型與控制工程專業(yè)實踐教學(xué)體系研究[J].科教導(dǎo)刊（上旬刊），2017，4（34）：116-117+128.

[7]黃志輝，唐建林，朱愛梅，等.應(yīng)用技術(shù)大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)課程體系構(gòu)建[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2017，4（14）：39-40.

[8]周志明，黃偉九，張馳，等.“材料成形原理”模塊化教學(xué)改革探索[J].中國冶金教育，2011（02）：13-14.

[9]陳卓平.基于企業(yè)制學(xué)院的兼職教師隊伍建設(shè)長效機制探索[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2013（8）.

[10]張晗，張麗桃，王敏.《材料成型原理》教學(xué)模式探討[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2014，24（4）：49-50.

[11]梁維中，王振玲，黨振乾，等.材料成形原理課程改革探索[J].鑄造設(shè)備與工藝，2009（06）：44-45+52.

[12]陳永利，周雪嬌，喻祖建，等.材料成型專業(yè)應(yīng)用型實踐教學(xué)探索與創(chuàng)新[J].中國冶金教育，2015（6）.

[13]李秋鶴，王剛，孫琪.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的綜合實驗教學(xué)模式探索——以材料成型及控制工程專業(yè)為例[J].科技視界，2016（16）： 43-44.

[14]吳樹森，柳玉起，熊建鋼，等.《材料成形理論基礎(chǔ)》課程內(nèi)容及教學(xué)方法探討[J].理工高教研究，2005（05）：67-68.

[15]劉龍斌，彭科，江振宇，等.基于學(xué)科競賽培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新競爭綜合素質(zhì)的思考[J].教育教學(xué)論壇，2018，389（47）：209-210.

[16]梁策.“新工科”背景下《材料成型技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2020（19）：124-126.

[17]錢芳，王利華.基于CDIO理論的材料成型專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2017（03）：141-142

[18]張富曉，韓傳軍，伍建川.學(xué)科競賽背景下校院兩級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2020（49）：125-126

[19]王正軍，王月敏，潘衛(wèi)軍.材料成型及控制工程專業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）質(zhì)量保證體系的研究[J].廣西教育學(xué)院學(xué)報， 2011 （01）： 139-141.