王　芳，王榮峰

（太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030024）

基于工程教育專業(yè)認證的《液態(tài)金屬成形原理》課程教學(xué)改革

王芳，王榮峰

（太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030024）

《液態(tài)金屬成形原理》是材料成型及控制工程專業(yè)鑄造方向的一門核心課程，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)、研究新材料成型技術(shù)等奠定理論基礎(chǔ)。傳統(tǒng)課堂講授的教學(xué)方式和考核方式等已不能適應(yīng)培養(yǎng)21世紀(jì)復(fù)合型高級工程技術(shù)人才的需要?；诠こ探逃J證，對本課程進行了教學(xué)大綱的修訂，其中包括借鑒CDIO教學(xué)模式，建立“項目式”教學(xué)體系；對原有的考核方式進行改革，制定全過程多元化的學(xué)習(xí)產(chǎn)出（課程成績）的考核方式。

工程教育認證；培養(yǎng)目標(biāo)；課程體系；考核方式

工程教育認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)。專業(yè)認證強調(diào)工程教育的基本質(zhì)量要求，是一種合格評估。培養(yǎng)工業(yè)界、企業(yè)界所需求的多樣性的不同類別不同層次的工程技術(shù)人才[1，3]。

工程教育認證理念如圖1所示：以人為本，以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，是基于結(jié)果的教育（outcome based education）.把學(xué)生作為學(xué)校專業(yè)的首要服務(wù)對象，培養(yǎng)目標(biāo)制定要面向?qū)W生發(fā)展，課程體系設(shè)計從知識體系向?qū)W生能力達成轉(zhuǎn)變。

圖1　工程教育認證理念

《液態(tài)金屬成形原理》是材料成型及控制工程專業(yè)鑄造方向的一門核心課程。本論文基于工程教育專業(yè)認證理念，基于太原科技大學(xué)材料成型及控制專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，對《液態(tài)金屬成形原理》課程進行了教學(xué)大綱的修訂；借鑒CDIO教學(xué)模式，建立“項目式”教學(xué)體系；對原有的考核方式進行改革，制定全過程多元化的學(xué)習(xí)產(chǎn)出（課程成績）的考核方式。

1　專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

太原科技大學(xué)材料成型及控制專業(yè)基于工程教育認證，制定了本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，即培養(yǎng)適應(yīng)國家建設(shè)需要，德、智、體、美全面發(fā)展，具有國際視野、創(chuàng)新精神和社會責(zé)任感，掌握材料成型及控制工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，具備解決復(fù)雜工程技術(shù)問題的能力和一定的科學(xué)研究能力，能在鑄造、塑性成形、模具技術(shù)、軋制工程等材料成型領(lǐng)域從事技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究、設(shè)計制造、生產(chǎn)組織和經(jīng)營管理等工作的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才[4]。

2　教學(xué)大綱的修訂

2.1課程性質(zhì)及地位

《液態(tài)金屬成形原理》課程是材料成型及控制工程專業(yè)鑄造方向的一門核心課程，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，力求對鑄件形成過程的各個階段及其內(nèi)在聯(lián)系進行深入的理解，運用所學(xué)的基礎(chǔ)課（數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)）和技術(shù)基礎(chǔ)課（流體力學(xué)、傳熱學(xué)、物理化學(xué)、金屬學(xué)原理）的理論知識對鑄件形成的基本規(guī)律進行分析。本課程起著承上啟下的作用，學(xué)完本課程后，應(yīng)對鑄件形成的特點和實質(zhì)有較深入的理解，并能從理論的高度認識和分析鑄件形成過程中所產(chǎn)生的一系列問題，提出解決的途徑[5]。

2.2課程目標(biāo)及與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系

基于工程教育認證理念，在原有課程要求的基礎(chǔ)上，設(shè)定本課程的課程目標(biāo)為[2]：

1）運用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課的理論知識來分析鑄件形成過程的基本規(guī)律及內(nèi)在聯(lián)系，闡明液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)，液態(tài)金屬充填鑄型的能力及影響因素；分析金屬與鑄型在不同條件下的熱交換特點，鑄件溫度場分布規(guī)律的數(shù)學(xué)分析及影響因素。

2）闡述液態(tài)金屬結(jié)晶的基本規(guī)律、鑄件晶粒組織的形成及控制途徑；分析金屬凝固過程化學(xué)成分不均勻、氣體的溶解和析出、氣孔和非金屬夾雜物的形成機理、影響因素及防止途徑。

3）研究金屬收縮的基本規(guī)律以及縮孔、熱裂、應(yīng)變、冷裂等缺陷形成機理、影響因素及防止途徑；熟悉合金在不同條件下凝固的基礎(chǔ)上，重點掌握定向凝固和快速凝固的基本原理、相應(yīng)的技術(shù)和工藝及凝固組織的特點。

課程目標(biāo)及與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系如表1.

表1　課程目標(biāo)及與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系

3　“項目式”教學(xué)體系改革

高水平的課程項目和基于項目的教學(xué)模式和體系，不但可以保證大批量合格的工程人才的培養(yǎng)，也可以為學(xué)有余力的學(xué)生提供廣闊的個性發(fā)展空間，實現(xiàn)學(xué)生的個性化培養(yǎng)，非常符合中國高等教育的改革方向。

基于本課程傳統(tǒng)的驗證性實驗，將原有的實驗環(huán)節(jié)進行改革，設(shè)計為課程項目，包括：

1）液態(tài)金屬充型能力測試及其影響因素分析；

2）鑄造合金縮松縮孔形成機理及其影響因素分析；

3）鑄造合金熱裂形成機理及其影響因素分析；

4）鑄件形成過程中鑄造應(yīng)力產(chǎn)生的原因和影響因素。

例如對于課程項目2），要求學(xué)生完成項目流程如圖2.

圖2　項目流程

由項目小組制定方案，組內(nèi)進行任務(wù)分工。根據(jù)理論知識對方案進行論證后，開始實驗過程，并對結(jié)果進行分析。根據(jù)實驗結(jié)果對所制定方案進行修正，然后將實驗結(jié)果應(yīng)用到教師提供的工程實例灰鑄鐵汽車氣缸體的實踐中，根據(jù)氣缸體的結(jié)構(gòu)進行缺陷分析，應(yīng)用模擬軟件驗證縮孔縮松缺陷形成位置及大小，最后確定縮孔縮松形成原因及影響因素，并能根據(jù)實際情況，提出缺陷預(yù)防措施。要求學(xué)生除了技術(shù)因素，還要綜合考慮非技術(shù)因素，平衡各方利益，發(fā)揮創(chuàng)新意識，進行成本核算。項目在學(xué)期初隨教學(xué)課程同步進行，結(jié)課后用3周時間集中實施。項目完成后，要求達成培養(yǎng)方案設(shè)定的有關(guān)畢業(yè)能力指標(biāo)。

課程項目能夠加深學(xué)生對課程理論知識的理解，學(xué)以致用，運用本門課程的理論知識解決一般工程問題。項目的構(gòu)思，項目的設(shè)計，項目的實現(xiàn)，項目的執(zhí)行，可以培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實問題的能力，使用信息技術(shù)的能力，社會化能力，靈活運用多種思維方式的能力，深度學(xué)習(xí)的能力，團隊協(xié)作的能力，不斷跟新自我的能力，運用多種思維的能力。

表2　項目目標(biāo)達成評價標(biāo)準(zhǔn)

4　評價方式的改革

按照認證標(biāo)準(zhǔn)，制定全過程多元化的學(xué)習(xí)產(chǎn)出考核方式，考核課程對培養(yǎng)目標(biāo)的達成度。最終考核成績由平時成績，項目研究成績，講解表達能力，團隊合作能力，知識掌握運用，實踐操作等綜合決定，如圖3所示。

圖3　最終考核成績評定

4.1試卷改革

教師在出考卷時，要充分依據(jù)課程大綱要求編寫考題，每道試題號后要寫出分值（百分制）和對應(yīng)指標(biāo)點（與大綱一致），形式：試題一（10分）、（指標(biāo)點1.3）；試題二（15分）、（指標(biāo)點2.3）……

4.2項目評價

針對課程項目，提出了相對應(yīng)的課程目標(biāo)評價方式，如表2所示。根據(jù)目標(biāo)達成情況，對學(xué)生進行評價。

5　結(jié)束語

開展工程教育認證，給學(xué)校人才培養(yǎng)模式改革的研究與實踐提出了新要求，提供了新動力。以專業(yè)認證為契機，對《液態(tài)金屬成形原理》課程進行了教學(xué)大綱的修訂，建立“項目式”教學(xué)體系，并對原有的考核方式進行改革，制定全過程多元化的學(xué)習(xí)產(chǎn)出（課程成績）的考核方式。結(jié)合本專業(yè)全方位的教育教學(xué)改革，特別是基于OBE理念的人才培養(yǎng)模式改革，全面提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

［1］全國工程教育專業(yè)認證委員會秘書處.全國工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)［G］//全國工程教育專業(yè)認證委員會秘書處.工程教育專業(yè)認證工作手冊，2015.

［2］蔣宗禮.工程教育專業(yè)認證指標(biāo)解讀［J］.計算機教育，2008（13）：10-13.

［3］陸勇.淺談工程教育專業(yè)認證與地方本科高校工程教育改革.高等工程教育研究，2016（6）:157-161.

［4］楊光，畢大森，李云濤.基于卓越計劃的材料成型與控制工程專業(yè)認證探［J］.模具工業(yè)，2014（5）:61-63.

［5］張佳，吳煒，樊湘芳.材料成型原理課程教學(xué)改革的探索［J］.中國教育技術(shù)裝備，2013（18）:92-93.

Molten Metal Forming Principle Course Reform Based on Engineering Education Professional Accreditation

WANG Fang，WANG Rong-feng
（Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan Shanxi 030024，China）

The course of molten metal forming principle is one of the core courses in major of material forming and control engineering（casting speciality），which provides theoretical basis for subsequent professional course learning and new material forming technology research，and so on.Traditional teaching mode and examination mode already can not adapt to cultivate the needs of the advanced engineering and technical talents in the 21st century.Based on Engineering Education Professional Accreditation，the teaching programme was revised，such as building Project Teaching System based on CDIO teaching mode and setting overall process diversified learning outcoming examination mode.

Engineering Education Professional Accreditation，training objective，course system，examinationmode

G642.4

A

1674-6694（2016）05-0070-03

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.05.021

2016-08-12

王芳（1972-），女，博士，副教授，碩導(dǎo)。

太原科技大學(xué)教學(xué)改革研究項目（14）:項目小組式教學(xué)模式在《液態(tài)金屬成型原理》專業(yè)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用。