應用型本科院校《工程材料及成形技術》課程教學改革探索

陳 鋼 鞠 娜 王 程 嚴桃平 戴建國

淮陰工學院，江蘇 淮安 223003

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和國家工業(yè)化進程的不斷加快，經(jīng)濟建設和社會發(fā)展對應用型人才的需求日益增加。應用型人才是一種能夠?qū)I(yè)知識和專業(yè)技能應用于所從事社會實踐中專門的人才類型，是能熟練掌握社會生產(chǎn)或社會活動的基礎理論知識和基本操作技能的、主要從事一線生產(chǎn)的技術或?qū)I(yè)人才。即應用型人才應當具備扎實的理論基礎、靈活的實踐應用能力、較高的從業(yè)社會責任意識和較強的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神等特征。因此，應用型本科院校的教育應更加重視實踐教學、強化知識應用、增加社會認知，應在滿足應用型人才需求、推動社會和經(jīng)濟發(fā)展、加速高等教育大眾化進程等方面發(fā)揮重要作用。培養(yǎng)應用型人才的教育目標應當最終落實到課程教學的層面，需要利用有效的教學方法和教學技巧，促使學生能夠牢固地掌握基礎理論知識和專業(yè)操作技能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力，以保證應用型人才培養(yǎng)的教育質(zhì)量。

《工程材料及成形技術》課程在汽車行業(yè)實際工程應用中占有重要地位，越來越受到具有車輛工程專業(yè)的應用型本科院校的重視。材料成形技術在汽車工業(yè)的應用十分廣泛，對于任何一輛汽車，無論是整車還是零部件，在制造過程中都要采用某一種或多種材料成形技術。在汽車制造過程中，常用的材料成形技術主要有鑄造、鍛壓和焊接。例如，汽車發(fā)動機的缸體、活塞、汽車輪轂、汽車制動鼓等部件均是采用鑄造技術制造的；汽車發(fā)動機齒輪、發(fā)動機曲軸、同步齒環(huán)等部件均是鍛造成型制造的，汽車的車身覆蓋件幾乎全都是沖壓成型制造的；焊接加工在汽車制造中的應用就更加廣泛，它是汽車車身與汽車零部件制造過程中的關鍵環(huán)節(jié)，電阻點焊、氬弧焊、等離子弧焊、激光焊、電子束焊等均是常用的焊接方法。因此，文章對《工程材料及成形技術》課程的教學現(xiàn)狀進行分析，并針對教學過程中存在的問題提出相應的教學改革措施，以期為今后的《工程材料及成形技術》課程教學提供參考。

一、《工程材料及成形技術》課程在車輛工程專業(yè)中的重要地位

以淮陰工學院交通工程學院為例，《工程材料及成形技術》課程是面向車輛工程專業(yè)開設的一門專業(yè)基礎課程。該課程具有較強理論性，主要分為汽車常用工程材料和成形技術兩大部分內(nèi)容。工程材料部分主要介紹金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復合材料等汽車常用工程材料的成分、組織、性能、用途和一般選用原則。成形技術部分主要介紹鑄造、鍛壓和焊接三種成形方法的實質(zhì)、工藝特點和應用范圍。通過對這門課程的學習，可以幫助學生進一步了解汽車常用工程材料及其成形技術相關知識，熟悉汽車工程材料及成形基本概念、基本理論和基本技能，并且可加強學生對其他相關專業(yè)基礎知識的理解，拓寬視野?！豆こ滩牧霞俺尚渭夹g》課程也是培養(yǎng)車輛工程專業(yè)應用型人才能夠利用所學知識綜合分析理論問題和解決實際問題能力的專業(yè)課程。

二、目前課程在教學過程中存在的問題

根據(jù)對淮陰工學院車輛工程專業(yè)學生進行教學實踐過程的分析與研究發(fā)現(xiàn)，《工程材料及成形技術》課程在車輛工程專業(yè)中的教學效果并不是非常理想。通過對國內(nèi)其他同類型高校進行調(diào)研可知，此門課程存在的有關問題在其他院校中也普遍存在。主要存在有下列幾個方面的問題。

（一）課程內(nèi)容較多，學生不好掌握

《工程材料及成形技術》課程包括兩個部分的知識內(nèi)容：工程材料部分和成形技術部分。其中工程材料部包括了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復合材料、熱處理和表面處理等內(nèi)容，而成形技術部分則包括鑄造、鍛壓和焊接三種傳統(tǒng)的成形技術。整本書內(nèi)容豐富廣泛，文字性的定義、概念、原理和規(guī)律較多。在實際的課堂教學過程中，一般很難持續(xù)吸引學生的注意力，學生極易出現(xiàn)枯燥乏味的現(xiàn)象。此外，學生普遍反映，由于課程內(nèi)容較多，想要真正理解和掌握好此門課程具有一定的難度。

（二）課程內(nèi)容理論性和生產(chǎn)實踐性較強，內(nèi)容不易理解

《工程材料及成形技術》課程內(nèi)容的理論性和生產(chǎn)實踐性較強，知識點較多且不易理解，在此門課程內(nèi)容中，既沒有像大學物理、高等數(shù)學課程中有嚴格的推導過程，也沒有像工程制圖、汽車設計課程有直觀的操作，學生在掌握課程基礎知識的過程中具有一定的難度。此外，此門課程與車輛工程其他專業(yè)課、專業(yè)基礎課的內(nèi)容具有很大的不同，課程內(nèi)容更偏向汽車主體的常用工程材料和這類材料的成形技術，與汽車結構、設計等課程相差較多。在沒有前期相關基礎知識學習的基礎上進行此門課程的學習，大部分學生表現(xiàn)得比較吃力。此外，在學習此門課程時，需要通過記憶的知識點還很多，增加了學生的學習難度。

（三）課堂上學生被動接受，課程內(nèi)容掌握程度較差

以淮陰工學院車輛工程專業(yè)為例，在實際教學過程中，當在講授課程知識內(nèi)容時，由于此門課程知識的冗長復雜性，使得學生對老師講授內(nèi)容的理解掌握難度增大。并且，隨著課程知識內(nèi)容的持續(xù)積壓，學生的積極性逐漸降低。此外，部分學生在課堂上對課程知識內(nèi)容的主動思考較少，多數(shù)為被動接受，且與任課教師的互動較少，進而導致此部分學生對課程知識內(nèi)容的理解程度不足。

（四）課程內(nèi)的生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)偏弱，理論與實踐環(huán)節(jié)存在一定的脫節(jié)

傳統(tǒng)的《工程材料及成形技術》課程中的實驗部分都是穿插在理論教學中的，實驗部分主要有鋼鐵材料的硬度測試實驗、鋼鐵材料的金相組織觀察實驗和鋼鐵材料熱處理等相關實驗。這些實驗大多數(shù)為演示性和驗證性實驗。在課程實驗過程中，學生不能自主進行實驗方案的設計，只能根據(jù)既定的實驗步驟按部就班地完成實驗，學生做完實驗、填寫實驗報告即可。實驗部分沒有相關的實際生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)，學生不能真正體會到這門課程知識的生產(chǎn)實踐應用性，這對將學生培養(yǎng)成應用型人才培養(yǎng)具有較大的阻礙，也不利于提高學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。

三、教學方法的改進措施

針對在《工程材料及成形技術》課程教學過程中存在的問題，通過在淮陰工學院車輛工程專業(yè)實際教學過程中進行探索，在教學改革方面提出了相應的對策和具體措施，可以從以下幾個方面進行改進。

（一）對課本部分內(nèi)容進行調(diào)整

根據(jù)車輛工程專業(yè)的實際需要，在教學過程中因材施教，整體把控課本的內(nèi)容，對與車輛工程專業(yè)相關性不大的內(nèi)容進行適當刪減，保留和補充汽車工程材料相關的內(nèi)容。根據(jù)車輛工程專業(yè)的教學目標和人才培養(yǎng)目標，《工程材料及成形技術》課程的教學內(nèi)容應本著“加強基礎、突出重點、注意應用、適應面寬”的原則。課程教學內(nèi)容應側重于了解常用汽車工程材料的種類、牌號、特點與成形技術，促使學生具有初步選擇常用汽車工程材料、成形方法的能力。在保證必需的基本概念與基本理論的學習基礎上，課程的重點內(nèi)容應主要講述汽車工業(yè)選材、用材相關知識及其與汽車設計、制造的相關關系。從汽車設計與制造角度進行出發(fā)，重點介紹汽車零部件在不同服役條件下的性能要求及失效方式，確定汽車零部件抵抗失效的性能指標，結合常用汽車工程材料的基本特性，進而合理進行選材和用材。

（二）采用多媒體和案例相結合的教學方式

在《工程材料及成形技術》課程教學過程中，采用多媒體與案例相結合的教學模式。教師在備課過程中，結合案例進行課程所用PPT的制作，做到圖文并茂，內(nèi)容生動，提升學生學習興趣，做到能夠持續(xù)吸引學生的注意力?？梢栽谡n程教學PPT中增加來自生產(chǎn)一線的相關知識內(nèi)容的視頻和案例，通過觀看視頻和案例講解，幫助學生了解汽車工程材料的生產(chǎn)和使用的實際應用過程，以利于學生能夠更好地掌握和理解課程知識內(nèi)容，并最終發(fā)展成為汽車行業(yè)應用型人才。例如，學生在學習熱處理工藝等課程知識內(nèi)容的過程中到生產(chǎn)現(xiàn)場進行學習的可能性較小，這就可以采用錄像、視頻的形式，進行熱處理工藝和設備的教學，使學生做到不出教室就能參觀、了解熱處理工藝過程和設備的使用。在教學材料形變強化知識內(nèi)容時，教師可以日常生活中常見的彎折鐵絲來進行舉例：在不斷彎折鐵絲的過程中，隨著鐵絲彎折次數(shù)的增加，鐵絲彎折的位置會出現(xiàn)逐漸變硬、發(fā)熱的現(xiàn)象，接下來鐵絲彎折位置變形越來越困難，并最終發(fā)生斷裂。在沒有使用任何工具的前提下，也可以很容易地將鐵絲進行分離。從這個案例中可以得出，金屬材料在變形過程中，其硬度不斷提高而塑性逐漸下降，這一現(xiàn)象稱之為加工硬化。因此，在課程教學過程中，通過增加類似這樣易于理解的實例，更加有利于幫助學生深入理解書本知識內(nèi)容，做到理論教學與實踐生產(chǎn)相結合，全方位擴大學生知識面，逐漸做到把理論性較強的文字內(nèi)容轉化為實踐生產(chǎn)過程中的實際應用。

（三）課堂互動形式多樣化，提高學生積極性

在進行此門課程知識內(nèi)容的教學過程中，要增加與學生的課堂互動，形成課堂互動形式多樣化的教學模式。在課堂上增加課堂討論環(huán)節(jié)，精心設計課堂“提問”與“討論”環(huán)節(jié)，例如讓學生自己搜索、尋找理論的實際應用案例，然后與同學一起分享；在講課過程中留下懸念，引導學生在探索答案的過程中不斷掌握知識內(nèi)容等等。在此門課程的教學過程中，對課程中的重點和難點內(nèi)容，開展專題討論，可以提前將要討論的內(nèi)容布置給學生，督促學生利用課余時間在網(wǎng)上查找相關的資料，學生們需要對資料進行理解、分析、歸納、綜合；在討論時，學生的思維活動總是處在積極活躍的狀態(tài)，以能夠清晰、準確闡述自己的見解，這種討論模式有利于提高學生的思維能力和語言表達能力。此外，通過課堂討論環(huán)節(jié)，還有助于學生樹立自信心，培養(yǎng)勇于探索真理、堅持真理和團結協(xié)作的精神。

（四）進行企業(yè)實踐教學

《工程材料及成形技術》課程具有較強的生產(chǎn)實踐性和工程應用性。想要達到較好的教學效果，不單單需要對課堂的教學方法進行改進，還需要學生進行同步實驗并參加相關工廠實習。通過不斷思考如何將課本理論知識內(nèi)容應用于實踐，才能將所學理論知識內(nèi)容由認知上升為感知。教師可以根據(jù)課程的知識內(nèi)容，組織學生進行有效的認識實習和生產(chǎn)實習，多帶學生去機械廠、模具廠等企業(yè)的生產(chǎn)一線進行參觀學習。通過不斷增加學生的學習主動性，逐漸強化學生對課程知識內(nèi)容的理解。但是，還需要注意思考如何保證認識實習和生產(chǎn)實習的有效性，就是使學生能夠全身心投入實習當中去，而不是走過場，應付任務。為此，可以從以下幾方面著手：第一，在實習開始之前，通過案例、工廠流程簡介等方式對學生進行引導，激發(fā)學生興趣，提高學生對實習的期待值；第二，在實習過程中，帶領著學生逐步了解實際操作流程，在介紹的過程中需要融入理論知識，做到兩者相結合；第三，在保證安全的情況下，盡可能多為學生提供實際操作機會，在實踐過程中體會真知；第四，實習結束之后，幫助學生做好總結，增強學生對所學內(nèi)容和知識的掌握程度，提高學生的實際應用能力，進一步確保實習的有效性。

四、結論

通過分析《工程材料及成形技術》課程在淮陰工學院車輛工程專業(yè)中的教學現(xiàn)狀，指出目前課程在教學過程中存在的問題，并對此提出了相應的教學改進措施，例如，對課本部分內(nèi)容進行調(diào)整、采用多媒體和案例相結合的教學方式、課堂互動形式多樣化和提高學生積極性、進行企業(yè)實踐教學等改進措施。通過進行上述教學措施的實施，可加強學生對相關課程知識內(nèi)容的理解，并拓寬學生視野，使學生成為利用所學知識分析問題、解決問題的專業(yè)應用型人才。