“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)創(chuàng)新探索與實(shí)踐*

李春輝 ，張慧菊

（1.廈門工學(xué)院機(jī)械與制造工程學(xué)院，福建 廈門 361022；2.柔性制造裝備集成福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361022）

0 引言

隨著科技的發(fā)展、 經(jīng)濟(jì)水平的提高以及人們對(duì)各種產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，材料成形技術(shù)作為獲得各種金屬和非金屬制品的重要環(huán)節(jié)，也被提出越來越高的要求，如文獻(xiàn)[1]介紹了汽車新材料的發(fā)展及沖壓成形工藝、沖壓成形生產(chǎn)線的應(yīng)用。 隨著“中國制造2025”強(qiáng)國戰(zhàn)略的提出，各行各業(yè)對(duì)制造人才，尤其是掌握先進(jìn)材料成形技術(shù)的應(yīng)用型人才需求迫切，這對(duì)傳統(tǒng)的材料成形人才培養(yǎng)提出了一定挑戰(zhàn)。 文獻(xiàn)[2]介紹基于工程實(shí)踐的“材料成形工藝學(xué)”課程教學(xué)方法，文獻(xiàn)[3]介紹了“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”和“金工實(shí)習(xí)”相融合的教學(xué)實(shí)踐，文獻(xiàn)[4-5]介紹了全息式教學(xué)理念、智慧課堂等在“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。 文獻(xiàn)[6-7]分別以新工科及智能制造為背景進(jìn)行了“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革及人才培養(yǎng)模式探索。 近年來，筆者在該門課程的教學(xué)中也進(jìn)行了一定教學(xué)改革創(chuàng)新探索與實(shí)踐，具體論述如下。

1 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)改革要點(diǎn)及舉例

1.1 校企結(jié)合優(yōu)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)

教師是人才培養(yǎng)的重中之重，教師團(tuán)隊(duì)的組成、質(zhì)量及責(zé)任心對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量有著重要的影響。 該門課程的教學(xué)，初始由一位專職教師擔(dān)任，該教師具有材料成型及控制工程專業(yè)背景，獲得博士學(xué)歷，且責(zé)任心強(qiáng)，但一人講授該門課程勢(shì)單力薄。 隨著學(xué)校對(duì)優(yōu)質(zhì)教學(xué)師資的培養(yǎng)及引進(jìn)，尤其是具有企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)質(zhì)師資的不斷引進(jìn)，當(dāng)下該門課程形成了由兩位教師主講、兩位教師輔助教學(xué)資源建設(shè)、三位實(shí)驗(yàn)員輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新格局。 團(tuán)隊(duì)教師的學(xué)歷分布、年齡分布及校企工作情況如圖1、圖2、圖3 所示。 團(tuán)隊(duì)教師除了具有多年的教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，多位教師還具有三一重工或廈門宏發(fā)、宸鴻科技、廈順鋁箔等企業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn)，一方面把企業(yè)實(shí)際所用帶到課堂中來，另一方面把實(shí)際教學(xué)應(yīng)用到企業(yè)產(chǎn)品及人才培養(yǎng)中去，雙向融合，提升教學(xué)質(zhì)量。

圖1 團(tuán)隊(duì)學(xué)歷結(jié)構(gòu)

圖2 團(tuán)隊(duì)年齡結(jié)構(gòu)

圖3 團(tuán)隊(duì)校企經(jīng)驗(yàn)分布

1.2 理論基礎(chǔ)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合更新教學(xué)內(nèi)容

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程是比較傳統(tǒng)、經(jīng)典的機(jī)械制造類課程。相關(guān)教材及研究介紹也有很多[8-12]，教材中的內(nèi)容包括鑄造、鍛壓、焊接、高分子材料成形、無機(jī)非金屬材料成形、復(fù)合材料成形以及毛坯成形工藝的選擇等。 由于不同院校學(xué)生對(duì)該門課程知識(shí)訴求的側(cè)重點(diǎn)不同，如研究型大學(xué)本科生、應(yīng)用型大學(xué)本科生、高職院校學(xué)生等，加上產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)成形工藝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求的提升，以理論或者工藝為主、 缺乏實(shí)際應(yīng)用案例及相關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)說明的傳統(tǒng)教材逐漸難以適應(yīng)當(dāng)下不同層級(jí)人才培養(yǎng)的需求。 基于此，廈門工學(xué)院就該門課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于“地方性、應(yīng)用型”人才培養(yǎng)定位，結(jié)合自身實(shí)際進(jìn)行了相關(guān)教學(xué)改革與實(shí)踐，一方面將典型的尤其是福建本省的相關(guān)企業(yè)資訊引入課堂，如表1 所示，一方面將實(shí)際產(chǎn)品成形工藝引入課堂，如表2 所示，同時(shí)將鑄造、鍛壓、焊接、高分子成型等不同教學(xué)版塊中常用的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以表格形式融入到教材相關(guān)模塊中，如表3 所示。該舉措，讓學(xué)生一方面了解地方企業(yè)對(duì)產(chǎn)品工藝及人才的迫切需求，另一方面將所學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生基于標(biāo)準(zhǔn)、傳承創(chuàng)新的工程素養(yǎng)。

表1 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程引入相關(guān)企業(yè)資訊示例

表2 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程部分相關(guān)案例

表3 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”引用的相關(guān)國標(biāo)案例示例

1.3 線上線下虛擬實(shí)際相結(jié)合創(chuàng)新教學(xué)方式方法

線下課堂教學(xué)是傳統(tǒng)實(shí)用的教學(xué)方式，但存在些許問題，比如任課教師與學(xué)生僅在課程教學(xué)過程當(dāng)中有效互動(dòng)答疑，課前課后輔導(dǎo)答疑受限。 線上教學(xué)則有效彌補(bǔ)了這一不足。 該課程在實(shí)施過程中，一方面將課程課件等課程資源上網(wǎng)，一方面建設(shè)在線習(xí)題庫，同時(shí)老師也以qq群或微信群等方式建設(shè)該門課程班級(jí)群，不僅讓學(xué)生課前、課后都能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行有效課程預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)，同時(shí)也能通過課程班級(jí)群的方式與老師及時(shí)進(jìn)行交流。

該門課程是實(shí)用性、實(shí)踐性特別強(qiáng)的課程，因此在理論課之外還配套了實(shí)驗(yàn)課程。最初，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只有2 個(gè)，均為演示性實(shí)驗(yàn)。 之后團(tuán)隊(duì)教師一方面充分利用學(xué)校已有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)；一方面積極建設(shè)相關(guān)的先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，如在傳統(tǒng)設(shè)備基礎(chǔ)上，增加了焊接機(jī)器人、注射成型機(jī)、3D 打印機(jī)等設(shè)備，使學(xué)生在校園之內(nèi)就能夠體驗(yàn)應(yīng)用到較為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施。 同時(shí)，團(tuán)隊(duì)教師積極探索和開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使其數(shù)量從最初的2 個(gè)增加到7 個(gè)；實(shí)驗(yàn)類型從單一的演示型拓展到綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告從傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、材料、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容寫作，增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)備或工藝改進(jìn)創(chuàng)新版塊，目的是啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的工程師責(zé)任感，教學(xué)改革前后實(shí)驗(yàn)課程的對(duì)比情況如表4 所示。同時(shí)團(tuán)隊(duì)教師還積極引入特種鑄造生產(chǎn)線、鈑金沖壓生產(chǎn)線、塑料成形生產(chǎn)線等虛擬仿真資源，以從更高層面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)力及學(xué)習(xí)效果。

表4 “材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革前后對(duì)比

1.4 注重基礎(chǔ)應(yīng)用強(qiáng)化過程考核及拓寬教學(xué)評(píng)價(jià)途徑

教學(xué)評(píng)價(jià)是一門課程的重要組成部分，以往該課程的考核方式是“平時(shí)20%+實(shí)驗(yàn)10%+期末70%”，期末考試占了很大比重。 隨著實(shí)驗(yàn)條件的日益完善、強(qiáng)化過程管理理念的實(shí)施，該課程考核指標(biāo)調(diào)整為“平時(shí)30%（含出勤、課堂互動(dòng)、單元作業(yè)、學(xué)生交流匯報(bào)等）+實(shí)驗(yàn)20%（含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及改進(jìn)創(chuàng)新兩大部分）+期末考試50%（以綜合性應(yīng)用型題目為主）”，加強(qiáng)了課堂教學(xué)過程中、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中師生互動(dòng)、學(xué)生參與的比重。

1.5 課堂角色互換提升學(xué)生參與的主動(dòng)性

課堂提問及解答、 課后作業(yè)布置及批改是師生互動(dòng)、檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解情況、 掌握程度的重要方式，但存在學(xué)生被動(dòng)接受、 學(xué)生單個(gè)題目接收信息量小的問題。針對(duì)這些問題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在該課程的教學(xué)過程中，采用在每一章節(jié)授課之初布置本節(jié)或者本章大作業(yè)，課上提問互動(dòng)，課后學(xué)生查找資料完成前述大作業(yè)，下次課學(xué)生將制作的ppt 或者文檔大作業(yè)在講臺(tái)上進(jìn)行交流，師生互動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。 該種改革方式，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的盲目性和被動(dòng)性，讓學(xué)生在每一章節(jié)學(xué)習(xí)之初就搭建課程的整體框架、帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)、隨著問題解答完善知識(shí)導(dǎo)圖，同時(shí)通過以教師的角色到講臺(tái)前進(jìn)行講解，一方面加深對(duì)知識(shí)的理解，一方面鍛煉表達(dá)、交流與思辨能力。

1.6 思政元素進(jìn)課堂踐行立德樹人、以文化人

“要全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，推進(jìn)教育公平，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人”“要把立德樹人融入思想道德教育、 文化知識(shí)教育、社會(huì)實(shí)踐教育各環(huán)節(jié)，貫穿基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育、高等教育各領(lǐng)域，學(xué)科體系、教學(xué)體系、教材體系、管理體系要圍繞這個(gè)目標(biāo)來設(shè)計(jì)，教師要圍繞這個(gè)目標(biāo)來教，學(xué)生要圍繞這個(gè)目標(biāo)來學(xué)。”習(xí)近平總書記在2017年中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會(huì)上的報(bào)告中，以及在2018年全國教育大會(huì)的講話中都強(qiáng)調(diào)了“立德樹人”在人才培養(yǎng)中的重要性。

堅(jiān)持“立德樹人，以文化人”也是廈門工學(xué)院一直秉承的教育理念。 教學(xué)團(tuán)隊(duì)在做好“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程專業(yè)教育的同時(shí)，也在不斷探索將思政元素融入教學(xué)當(dāng)中。 即以專業(yè)知識(shí)版塊為支點(diǎn)，用潤物細(xì)無聲的方式展開思政教育，增強(qiáng)學(xué)生的愛國主義情懷，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程通過理論實(shí)驗(yàn)一體化的教學(xué)模式讓學(xué)生熟悉、 掌握材料成形原理及工藝，注重動(dòng)手、動(dòng)腦能力的提高，而思政教育元素注重正確三觀的引導(dǎo)和培養(yǎng)、思想道德素質(zhì)的提高，以及在實(shí)踐中堅(jiān)定中國特色社會(huì)主義信念等。 比如在學(xué)習(xí)鑄造、鍛造、沖壓、焊接、高分子成型等材料成形工藝時(shí)，會(huì)以廈門典型汽車企業(yè)為例。 一方面以“車”為載體，以車輛上相關(guān)組成部件為研究對(duì)象，分析傳統(tǒng)及先進(jìn)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、高分子成型等材料成形技術(shù)在車輛上的具有應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用的信心；一方面向?qū)W生介紹新能源技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)傳感器技術(shù)等在汽車制造中的應(yīng)用；同時(shí)還會(huì)向?qū)W生介紹這些汽車企業(yè)在帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、推動(dòng)人才就業(yè)、打造民族品牌等方面作出的貢獻(xiàn)。 通過上述教學(xué)活動(dòng)的安排，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，既了解了國內(nèi)外材料成形技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，又激發(fā)了學(xué)生的民族自豪感和愛國熱情，同時(shí)還積淀了嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)、傳承創(chuàng)新的工程素養(yǎng)和工匠精神。

2 結(jié)束語

“材料成形技術(shù)基礎(chǔ)”課程自開設(shè)以來，在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)方法改善、教學(xué)評(píng)價(jià)方式拓展、師生角色互換以及思政元素進(jìn)課堂等方面進(jìn)行了一系列的改革和創(chuàng)新，提升了教學(xué)效果，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。