基于“產(chǎn)教融合”的材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程改革及思政探索

摘 要：該文基于“產(chǎn)教融合”需求開展材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程教學改革研究及課程思政建設(shè)，從國家戰(zhàn)略布局與行業(yè)發(fā)展需求出發(fā)，重構(gòu)“理論-實踐”的工程知識與應用綜合體系，重塑“為黨育人、為國育才”的工程創(chuàng)新意識，打造“教學-科研-產(chǎn)業(yè)”協(xié)同育人新范式，實現(xiàn)學科發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級雙向驅(qū)動，共建多元化育人新平臺，以培養(yǎng)服務(wù)于產(chǎn)業(yè)升級和“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的高素質(zhì)新工科人才為目標，共建產(chǎn)教融合育人新生態(tài)。

關(guān)鍵詞：材料成型技術(shù)基礎(chǔ)；產(chǎn)教融合；教學改革；新工科；思政建設(shè)

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）21-0042-04

Abstract： This paper is based on the demand for "integration of industry and education" to carry out research on the teaching reform and ideological and political construction of the Fundamentals of Material Forming Technology course. Starting from the national strategic layout and industry development needs， it reconstructs the engineering knowledge and application comprehensive system of "theory practice"， reshapes the engineering innovation consciousness of "educating people for the Party and the country"， creates a new paradigm of "teaching research industry" collaborative education， realizes the dual drive of disciplinary development and industrial upgrading， and jointly builds a diversified education platform. The goal of the study is to cultivate high-quality new engineering talents serving industrial upgrading and national strategies such as "Made in China 2025"， and jointly builds a new ecology of industry education integration education.

Keywords： Fundamentals of Material Forming Technology; integration of industry and education; teaching reform; new engineering; ideological and political construction

2020年，國務(wù)院學位委員會、教育部印發(fā)《專業(yè)學位研究生教育發(fā)展方案（2020—2025）》，旗幟鮮明地提出“產(chǎn)教融合”是培養(yǎng)專業(yè)學位研究生的特征。工業(yè)4.0和“中國制造2025”也對當代大學生的創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化素養(yǎng)提出了更高的要求[1-4]。教育部在1998年將鑄造專業(yè)、鍛壓專業(yè)與焊接專業(yè)整合在一起，成立材料成型及控制工程專業(yè)，涵蓋了原有三個專業(yè)的材料加工方向，具有機械、材料、控制交叉學科特征，知識面及應用范圍廣泛，以“材料機理-技術(shù)開發(fā)-產(chǎn)品設(shè)計-工藝優(yōu)化-成形設(shè)備研發(fā)-制品質(zhì)量控制”為主線[5-7]，貫通制造業(yè)發(fā)展需求及國家戰(zhàn)略規(guī)劃一體發(fā)展。該專業(yè)人才培養(yǎng)需兼顧理論知識與工程實踐，突出培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為冶金、汽車、石化及航空航天等裝備制造業(yè)服務(wù)[8-10]。

高等教育肩負著創(chuàng)新型人才培養(yǎng)重要使命，對支撐地方制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起著輸送高層次人才的關(guān)鍵作用。吉林大學注重工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)，在本科生課程改革及實踐改革方面尤為重視，針對工科專業(yè)發(fā)展實行了一系列改革舉措。材料成型技術(shù)基礎(chǔ)是吉林大學工科專業(yè)的學科基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容涵蓋鑄造、鍛壓及焊接知識體系，此次以“產(chǎn)教融合”為教學改革方向，結(jié)合思政因素探索，旨在建立“微觀-宏觀”“原理-工藝”“理論-實際”“教學-實踐”的全方位知識框架，培養(yǎng)具有工程思維與創(chuàng)新意識的綜合型工程人才，培育具有社會責任感、民族自豪感、家國情懷的高素質(zhì)人才。

一 材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程體系人才培養(yǎng)目標

材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程是吉林大學工科專業(yè)的學科基礎(chǔ)課程，課程體系涵蓋教學及實踐，人才培養(yǎng)目標包括知識目標、能力目標和育人目標三個方面。

（一） 知識目標

通過本課程的學習，學生對材料成型技術(shù)原理（鑄造、鍛壓、焊接）及過程有深入和實質(zhì)性的理解，從本質(zhì)上認識和分析材料成型過程中材料微觀組織變化及成分影響，從生產(chǎn)實際出發(fā)，根據(jù)產(chǎn)品形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸選用合理的成型方法，分析成型制品質(zhì)量缺陷的成因并提出解決途徑。形成“微觀-宏觀”“原理-工藝”“理論-實際”“教學-實踐”的全方位知識框架，為今后掌握各類新型成型技術(shù)和工藝，開拓新材料的應用和提高零部件質(zhì)量等奠定堅實的理論基礎(chǔ)和實際知識。

（二） 能力目標

本課程知識框架完整，旨在培養(yǎng)具有工程思維與創(chuàng)新意識的創(chuàng)新型工科人才。學生在學習材料成型技術(shù)原理課程內(nèi)容的同時，具有分析和解決問題的能力，針對不同材料、形狀、工程使用需求的零部件，分析不同成型方法的利弊，并結(jié)合成型領(lǐng)域最新技術(shù)，提高規(guī)劃科學成型方法的能力，如多點漸進成形技術(shù)、智能磁控輔助成形技術(shù)、一體化壓鑄成形技術(shù)和3D打印技術(shù)等。工科創(chuàng)新人才應具備在原有知識體系架構(gòu)之上，結(jié)合新型技術(shù)的理論和應用能力，不僅限于產(chǎn)品形狀優(yōu)化、正確選擇成型設(shè)備及參數(shù)和分析成形過程中失效機理，更應具有與國家高端制造需求相銜接的能力。本課程通過對重點工程案例的分析，進一步啟發(fā)學生的工程創(chuàng)新思維。

（三） 育人目標

思政教育應潛移默化地融合到專業(yè)課教學中，要深入提煉專業(yè)課程中所蘊含的思政元素，在傳授學生專業(yè)知識的同時，正確引導學生的三觀，培養(yǎng)學生的社會責任感、民族自豪感和家國情懷，實現(xiàn)“全科育人、全程育人、全員育人”。樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，具有強烈的愛國情懷、社會責任感和使命感，從而培養(yǎng)學生具有強烈的愛國精神和創(chuàng)新精神，使學生成為具有高度的國際視野、規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新奉獻精神全面發(fā)展的高素質(zhì)人才。

二 材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程改革目標及內(nèi)容

本次材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程教學改革主要從“產(chǎn)教融合”角度出發(fā)，針對現(xiàn)階段我國制造業(yè)發(fā)展方向和需求改革教學及實踐內(nèi)容，在基本內(nèi)容、教學設(shè)計、教學方法和教學評價等方面全面貫徹“產(chǎn)教融合”的工程實踐內(nèi)容拓展。

（一） 基本內(nèi)容

本課程的知識內(nèi)容主要包含金屬液態(tài)成形技術(shù)（鑄造方法、常用合金鑄件的生產(chǎn)、鑄造結(jié)構(gòu)工藝性、鑄造新技術(shù)等）、金屬塑性成形等技術(shù)（鍛造成形技術(shù)、沖壓成形技術(shù)、塑性成形制品結(jié)構(gòu)工藝性和塑性成形新技術(shù)等）和金屬連接成形技術(shù)（常見焊接方法、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計、焊接成形新技術(shù)等），本課程強調(diào)基礎(chǔ)理論知識和工業(yè)實際應用的統(tǒng)一，注重對各種成型方法的歸納、拓寬及深入，以及與其他課程的銜接。課程核心是培養(yǎng)學生運用課程中的理論知識來解決工程中遇到的實際問題的能力。以金屬塑性成形技術(shù)為例，課程將結(jié)合工程應用需求補充最新技術(shù)內(nèi)容，舉例如下：①無模多點板材成形技術(shù)，吉林大學李明哲教授團隊利用離散化多點模具代替?zhèn)鹘y(tǒng)整體模具，實現(xiàn)了板材制件的三維空間成形，用于建筑（鳥巢制件）及航空航天（飛機蒙皮）等變曲率板材制造；②多點拉彎柔性成形技術(shù)，吉林大學梁繼才教授團隊利用離散化輥式模具替代傳統(tǒng)整體模具，實現(xiàn)長尺寸變曲率型材制件的三維空間成形，用于高鐵列車車頭骨架及框架式車身結(jié)構(gòu)制件制造；③一體化壓鑄成形，特斯拉、蔚來、小鵬等新能源車企已布局一體化壓鑄領(lǐng)域，取代焊接結(jié)構(gòu)成為新能源車體主要結(jié)構(gòu)，降本、減重方面優(yōu)勢明顯；④增材制造技術(shù)，以汽車發(fā)動機連接支架、汽車轉(zhuǎn)向節(jié)、汽車曲軸等典型制件為例，分析增材制造技術(shù)在汽車零部件制造領(lǐng)域研究進展。本課程“產(chǎn)教融合”拓展內(nèi)容均依托吉林省地方經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)（汽車和軌道客車）選取實際案例分析，有利于后續(xù)參觀及實踐輔助教學。

（二） 教學設(shè)計

本課程采用課堂教學、實踐教學與網(wǎng)絡(luò)教學相結(jié)合，調(diào)動學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力，進而引導和鼓勵學生通過實踐和自學獲取知識。以少而精為原則，精選教學內(nèi)容，使學生對材料成型的各原理有較深刻理解。課堂教學注重理論聯(lián)系實際及后續(xù)專業(yè)課程體系銜接，使整個專業(yè)知識內(nèi)容融為一體。在此基礎(chǔ)上深挖課程蘊含的思政元素，在知識教育中融入情感教育和價值教育，增強學生學習的使命擔當。除成形實驗外，本課程實踐體系補充成形模擬環(huán)節(jié)，如自由鍛和模鍛綜合實驗、多點拉彎成形模擬等。其中，自由鍛選取圓柱體制件鐓粗模擬，模鍛綜合實驗選取曲柄制件模鍛模擬，多點拉彎成形模擬選取T字型材。自由鍛和模鍛均為熱成形，成形過程存在安全隱患，多點拉彎成形制件成本較高，不利于實踐操作展示，因此選用Dynaform、Deform、ABQUAS等軟件對成形過程建模，可以動態(tài)展示成形過程及制件內(nèi)部應力應變變化規(guī)律。網(wǎng)絡(luò)教學以企業(yè)生產(chǎn)專家直播方式開展，由聘請的企業(yè)專家以工程角度對成形工藝進行分析與講解。教學-實踐-工程相結(jié)合的教學設(shè)計有利于學生從機理、工藝、設(shè)備和操作等多角度認知成形過程，為后續(xù)工程應用及創(chuàng)新建立良好基礎(chǔ)。

（三） 教學方法

本課程以課堂講授為主，同時采取原理性、技術(shù)性、操作性“組合式”教學方法，選取合適的案例作為切入點，實現(xiàn)專業(yè)講授和思政元素價值引領(lǐng)。課堂中采用多媒體形式上課，課后設(shè)有教學輔助群，用于發(fā)布與課程知識點相關(guān)的視頻及文檔資料。實踐內(nèi)容以小組形式開展，同組中同學選擇不同題目開展，小組討論環(huán)節(jié)介紹自己的分析及操作過程，減少個人工作量的同時兼顧整體內(nèi)容的融合。此外，“線下教學、線上補充”混合式教學方法的開展更有利于調(diào)動學生的學習主動性，提高探索創(chuàng)新能力。

（四） 教學評價

本課程的考核評價包括形成性評價、總體性評價和描述性評價相結(jié)合的方法。成績的考核包括期末考試成績（總體性評價）、平時成績（形成性評價）、作業(yè)成績（形成性評價）和實驗成績（形成性評價+描述性評價）。除此之外，授課教師將在課程群不定期發(fā)布授課內(nèi)容達成度的調(diào)查問卷，對課程及實踐難點分析調(diào)查及調(diào)整。授課教師在課后開展教學自評及學生評教。課程考試以閉卷形式開展，將嘗試綜合類題型的考查，如給出制件形狀、材料及設(shè)備，對該類制件的成形過程進行簡要分析，試卷將更重視知識點的實際運用，避免單一記憶型題目。這類考查方式將更直觀地展現(xiàn)學生知識點的學習及綜合運用能力。

三 材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程思政建設(shè)

育才先育人。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，“要用好課堂教學這個主渠道……使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”。課程思政是以立德樹人為核心，充分體現(xiàn)立足中國大地辦教育的地位要求，使傳授科學知識與思想政治工作有效結(jié)合起來，通過思政課程和課程思政的相互協(xié)同，為學生的健康成長提供了價值上的引領(lǐng)和精神上的滋養(yǎng)。在新工科的教育背景下，高校對學生的培養(yǎng)目標需要主動適應新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，必須加強專業(yè)課程思政建設(shè)，充分發(fā)揮專業(yè)課程育人作用，把各門課程所蘊含的思政元素有機地融入課堂教學的全過程，貫穿到教育教學的各個環(huán)節(jié)中去。為此作為與工程密切相關(guān)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課——材料成型技術(shù)基礎(chǔ)，在明確知識傳授內(nèi)容、課程教學能力提升目標的同時，也結(jié)合課程本身的特點，充分挖掘本課程中的思政元素和育人的功能，建立了“三全育人”的教學思路和體系，對本課程建設(shè)和提升學生的能力具有重要意義。

本次改革的目標是在課程內(nèi)容深化的基礎(chǔ)上，在教學環(huán)節(jié)融入思政元素，使本課程由原來的“知識＋能力”培養(yǎng)目標轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R＋能力＋素質(zhì)”培養(yǎng)目標的結(jié)構(gòu)體系，進一步弘揚學生愛國主義精神，增強歷史使命感和社會責任意識、科技強國意識、團隊協(xié)作意識、科學思維和精益求精的大國工匠精神，培養(yǎng)學生正確的設(shè)計思想、以實事求是為核心的職業(yè)道德精神和工程實踐學習能力，了解材料成型工藝過程中與國家有關(guān)的經(jīng)濟、法律、環(huán)境和健康等方面的政策及有關(guān)制約因素，培養(yǎng)學生能夠具有運用工程標準、規(guī)范和手冊等有關(guān)技術(shù)方面的資料的能力。本課程探索思政元素如下。

（一） 運用材料名人故事培養(yǎng)學生的科學精神

在課堂教學的過程中，教師以導入的方式，介紹材料成型領(lǐng)域相關(guān)的人物典型故事，與課本知識內(nèi)容有機地結(jié)合，進一步優(yōu)化課堂教學內(nèi)容，提高課堂教學效率，同時也激發(fā)了學生的學習興趣。以科學家的生平事跡鼓勵學生好好學習，掌握材料成型技術(shù)課程內(nèi)容，夯實專業(yè)知識，以扎實的基礎(chǔ)理論知識為后繼課程的學習做好準備，如液態(tài)金屬凝固理論研究領(lǐng)域周堯和院士先進事跡、鑄造材料微觀分析研究領(lǐng)域柳百成院士先進事跡、研發(fā)世界首個旋式鑄造單晶爐的陳仙輝院士先進事跡、開發(fā)冷擠壓技術(shù)的阮雪榆院士先進事跡、開展弧焊技術(shù)研究的潘際鑾院士先進事跡等。著名科學家身上優(yōu)秀的品質(zhì)和科研精神也可以對學生今后的工作產(chǎn)生巨大的影響，增強歷史使命及社會責任意識，堅定科技報國、終身學習的信念。

（二） 運用悠久歷史文化印記樹立文化自信

通過對我國古代及現(xiàn)代科技脈絡(luò)的梳理，傳承中華文化，樹立文化自信，強化使命感與責任感，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。如引入我國古代青銅器鑄造技術(shù)，觀看明朝永樂大鐘鑄造過程的視頻，結(jié)合物理學中液態(tài)到固態(tài)轉(zhuǎn)化過程，激發(fā)學生樹立一以貫之、堅持不懈的學習態(tài)度，使學生勇于思考、勇于創(chuàng)新。在介紹固態(tài)相變時，聯(lián)系古代寶劍的傳人鑄劍的艱辛過程，增強學生的民族自豪感，培養(yǎng)學生的工匠精神和社會主義核心價值觀。

（三） 結(jié)合我國現(xiàn)代化工程進展建立強國之志

以現(xiàn)代我國飛機、國產(chǎn)航母、高鐵、殲-20戰(zhàn)斗機、月球探測車和蛟龍?zhí)枬撍鞯取皣仄鳌钡某尚椭圃鞛槔?，展示我國現(xiàn)代成就，引導學生繼承優(yōu)良傳統(tǒng)，激發(fā)愛國熱情和民族自豪感。如我國研制世界最大模鍛機（8萬噸）、大飛機C919、大連重工2萬噸橋式起重機、500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）和世界最大水輪發(fā)電機等，“中國制造”已經(jīng)穩(wěn)步向高端裝備制造邁進。成型類課程應加快腳步，跟隨最先進儀器設(shè)備的開發(fā)，建立創(chuàng)新思維的培養(yǎng)體系，樹立強國之志。

我國年輕大學生普遍自我意識和獨立意識較強，但目標及心理又不夠穩(wěn)定。在知識的學習過程具有較強的接受能力，對個人有較高的自我評價與自我期望；求新意識強烈，習慣使用網(wǎng)絡(luò)獲取信息，但鑒別和篩選能力有限。因此，在課程思政體系建設(shè)中，要重視他們的選擇性、接受性，把人生意義及追求變成內(nèi)在精神需求，樹立正確“三觀”的同時，減少以約束灌輸為主的思政教育模式，充分利用校園人文環(huán)境及第二課堂豐富活動，實現(xiàn)創(chuàng)新實踐教育，實現(xiàn)主動汲取知識的能力。

材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程實施課程思政教學改革，堅持“育人為本”指導思想，引導學生為何學、學什么、如何學，形成具有工科專業(yè)特色的學情和教情；分析學生的學習使命、學習機遇、學習動力，對比學情、教情與思政理論之間的差距，深度挖掘材料成型技術(shù)基礎(chǔ)的課程思政因子。本課程思政建設(shè)研究構(gòu)建了“思政驅(qū)動學習主動性”“科學/工程驅(qū)動學習目的性”的課程思政實施路徑，形成了“雙核驅(qū)動、課程思政協(xié)同”人才培養(yǎng)育人載體。本課程注重傳道授業(yè)解惑、育人育德的有機統(tǒng)一，通過抓課程內(nèi)容、抓教材質(zhì)量、抓教法技術(shù)和抓教師水平，構(gòu)建“課程-科研-實踐-文化”的協(xié)同育人體系；提升材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程教育質(zhì)量，提升學生“品行素養(yǎng)-科學素養(yǎng)-工程素養(yǎng)”，實現(xiàn)“全員-全程-全方位”的鑄魂育人，形成“知識目標-能力目標-情感價值觀目標”三方聯(lián)動閉環(huán)作用模式與評價標準體系，踐行立德樹人根本任務(wù)，培根鑄魂、啟智潤心、使命擔當，為黨育人、為國育才，力爭培養(yǎng)出勇?lián)褡鍙团d大任的創(chuàng)新型工科人才。

四 結(jié)束語

吉林大學工科專業(yè)課程材料成型技術(shù)基礎(chǔ)在“產(chǎn)教融合”基礎(chǔ)上開展教學改革研究及課程思政建設(shè)，從國家戰(zhàn)略布局與行業(yè)發(fā)展需求出發(fā)，重構(gòu)“理論-實踐”的工程知識與應用綜合體系，重塑“為黨育人、為國育才”的工程創(chuàng)新意識，結(jié)合吉林省軌道交通及汽車支柱產(chǎn)業(yè)，開展校內(nèi)教學與校外實踐綜合課程體系研究，打造“教學-科研-產(chǎn)業(yè)”協(xié)同育人新范式，實現(xiàn)學科發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級雙向驅(qū)動，共建多元化育人新平臺。材料成型技術(shù)基礎(chǔ)課程思政探索從精神層面豐富創(chuàng)新意識，驅(qū)動學生形成知識汲取內(nèi)驅(qū)力，以培養(yǎng)服務(wù)于產(chǎn)業(yè)升級和“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的高素質(zhì)新工科人才為目標，共建產(chǎn)教融合育人新生態(tài)。

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