(重慶理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400054)

2015年5月，國(guó)務(wù)院正式印發(fā)《中國(guó)制造2025》(國(guó)發(fā)〔2015〕28號(hào))，這是中國(guó)政府實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)?！爸袊?guó)制造2025”制定了制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)3個(gè)十年的“三步走”戰(zhàn)略，是“中國(guó)制造2025”應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，立足于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的實(shí)際需要，圍繞著智能轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展、人才為本等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以及先進(jìn)制造、高端裝備等重點(diǎn)領(lǐng)域，加快制造業(yè)向中高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升企業(yè)增效，爭(zhēng)取到2025年從制造大國(guó)邁進(jìn)制造強(qiáng)國(guó)的行列[1-2]。制造業(yè)是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，必須要毫不動(dòng)搖地施行“中國(guó)制造2025”計(jì)劃。

1 課程特點(diǎn)

材料成形工藝過(guò)程貫穿著材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握材料成形工藝基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析解決材料成形技術(shù)相關(guān)問(wèn)題的能力。該課程的核心內(nèi)容包括液態(tài)金屬成形(鑄造)、金屬塑性成形(鍛造、沖壓、軋制和擠壓等)、連接成形(焊接和膠接等)、非金屬材料成形(塑料成形和橡膠成形等)等領(lǐng)域的工藝?yán)碚撝R(shí)所涉及的面較廣。但是，各大高校都存在該課程教學(xué)課時(shí)少，而且學(xué)生的工程實(shí)踐能力較弱的問(wèn)題，這使得該課程的教學(xué)存在一定的難度[3-4]。

2 與“中國(guó)制造2025”的關(guān)系

世界制造業(yè)在全球金融危機(jī)暴發(fā)后發(fā)生了調(diào)整，中國(guó)制造業(yè)也受到?jīng)_擊，正經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。中國(guó)制造業(yè)存在幾大突出問(wèn)題。一是產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重。到目前為止，我國(guó)24個(gè)行業(yè)中，有21個(gè)行業(yè)或多或少都存在產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題，其中以鋼鐵業(yè)、服裝業(yè)、紡織業(yè)尤為突出。二是自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。核心技術(shù)過(guò)度依賴國(guó)外，大部分高端設(shè)施、元器件和關(guān)鍵零部件等只能從外國(guó)進(jìn)口，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的主要是一些低附加值產(chǎn)品，少量的高新技術(shù)也是組裝產(chǎn)品。三是產(chǎn)品質(zhì)量不合格的比例較高。10%的產(chǎn)品不合格率遠(yuǎn)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這使得質(zhì)量損失超過(guò)2 000億元/年。四是資源利用率較低。我國(guó)通過(guò)大量消耗資源和高密集化來(lái)發(fā)展制造業(yè)，不僅導(dǎo)致環(huán)境污染，也造成了大量資源浪費(fèi)。據(jù)報(bào)道，單位GDP所需的能耗約為國(guó)際平均水平的2.6倍。因此，“中國(guó)制造2025”有著重要的戰(zhàn)略意義。

“中國(guó)制造2025”，對(duì)機(jī)械類和材料類的大學(xué)生而言是一次機(jī)遇與挑戰(zhàn)。中國(guó)在積極推動(dòng)“中國(guó)制造2025”這一戰(zhàn)略的過(guò)程中，其核心領(lǐng)域是“強(qiáng)化制造基礎(chǔ)”。產(chǎn)品質(zhì)量由關(guān)鍵器件、重要基礎(chǔ)材料、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝及產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)這“四基”的綜合水平所決定。“四基”是產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)步的基礎(chǔ)，我國(guó)應(yīng)高度注重，以產(chǎn)業(yè)需求和技術(shù)變革為牽引，以專業(yè)化為方向，以標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)。材料成形技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新對(duì)“強(qiáng)化制造基礎(chǔ)”起著至關(guān)重要的作用。因此，學(xué)好材料成形技術(shù)基礎(chǔ)這門(mén)基礎(chǔ)課程，對(duì)機(jī)械類和材料類專業(yè)人才的培養(yǎng)，起著重要的基礎(chǔ)作用。

3 教學(xué)改革

3.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

以重慶理工大學(xué)為例，該校的材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程選用胡亞民主編的《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》為教材，該教材的內(nèi)容包括金屬液態(tài)成形、金屬塑性成形、粉末壓制成形、連接成形、非金屬成形，以及該校的特色“模具”等知識(shí)。本門(mén)課程的難點(diǎn)在于材料成形工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和零件結(jié)構(gòu)技術(shù)特征[1]。該教材內(nèi)容廣、概念多，而在培養(yǎng)方案中制定的理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)僅為32學(xué)時(shí)。因此，對(duì)內(nèi)容的講解只能是有選擇性的，例如涉及工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的內(nèi)容，需要花大量的教學(xué)時(shí)間，而輔助性的內(nèi)容只能是蜻蜓點(diǎn)水，所以很難達(dá)到教學(xué)效果。

筆者根據(jù)對(duì)該門(mén)課程多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，應(yīng)該優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以本科生的教育理念為出發(fā)點(diǎn)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，而不應(yīng)對(duì)某一領(lǐng)域特別精，特別專。在美國(guó)，本科生被稱為“undergraduate”，而只有研究生以上才可以被稱為“graduate”。這是因?yàn)?，美?guó)對(duì)本科生的教育理念是本科階段注重打基礎(chǔ)，培養(yǎng)興趣，在研究生期間去攻讀自己感興趣的方向。

教學(xué)內(nèi)容可以從以下幾個(gè)方面優(yōu)化。

1)根據(jù)“中國(guó)制造2025”的工程實(shí)際需要，突破原來(lái)課程強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)完整性和求深求多的觀念，精選出真正有實(shí)用價(jià)值的理論知識(shí)和方法，剔除偏深、偏窄和陳舊的知識(shí)點(diǎn)。比如，應(yīng)當(dāng)省略關(guān)于常用鑄造合金及其熔煉的知識(shí)內(nèi)容，加強(qiáng)鑄件的凝固過(guò)程，鑄件中缺陷的形成形式及原因等基礎(chǔ)內(nèi)容的講解。

2)介紹在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中更為廣泛使用的材料成形工藝。比如，金屬材料液態(tài)成形，可包括壓鑄、消失模鑄造等特種鑄造工藝，而不必強(qiáng)調(diào)已經(jīng)落伍的砂型鑄造。

3)擴(kuò)展材料成形工藝技術(shù)方面的知識(shí)面。面對(duì)“中國(guó)制造2025”，材料成形技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新是必然的，比如3D打印技術(shù)、鑄造新技術(shù)(包括半固態(tài)成形技術(shù)、擠壓鑄造成形技術(shù))、激光加工與電子束加工等新技術(shù)。在課堂上應(yīng)該介紹這些技術(shù)的特點(diǎn)以及應(yīng)用范圍，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面以及提高學(xué)生積極性，讓學(xué)生適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

3.2 采用多樣化的課堂教學(xué)手段

較高的學(xué)習(xí)積極性和興趣，是學(xué)生學(xué)好課程的先決條件。材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程是一門(mén)專門(mén)講解工藝的課程。學(xué)生在日常生活中雖然隨處可見(jiàn)由不同材料成形方法制造出來(lái)的產(chǎn)品，但想象其工藝生產(chǎn)過(guò)程確比較困難。特別是對(duì)“中國(guó)制造2025”所帶動(dòng)的一系列新型工藝，以及現(xiàn)代制造工藝技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新更是難以想象。

因此，應(yīng)以采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段和先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，鍛煉其主動(dòng)思考和自主學(xué)習(xí)的能力。以重慶理工大學(xué)為例，該校多樣化課堂教學(xué)手段包括以下幾個(gè)方面。

1)課后讓學(xué)生自主觀看Discovery頻道的王牌節(jié)目《How it’s made》。該節(jié)目包含了大多數(shù)制造技術(shù)，展示了產(chǎn)品的完整生產(chǎn)工藝流程，并做了詳盡的解說(shuō)，清楚展現(xiàn)了每個(gè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、人員操作的過(guò)程，甚至涉及產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程。這套節(jié)目絕對(duì)能震撼學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到課本上沒(méi)有的內(nèi)容，激起學(xué)生對(duì)這門(mén)課的極大興趣。在每堂課開(kāi)始的時(shí)候，請(qǐng)學(xué)生們談?wù)撍麄兊母惺?，介紹他們所理解的這些制造工藝過(guò)程，然后讓學(xué)生在老師講解的基礎(chǔ)上加深對(duì)工藝技術(shù)的理解，提高學(xué)生對(duì)該課程的興趣。另一方面，讓學(xué)生根據(jù)自己所看的、所理解的，將工藝技術(shù)講述出來(lái)，將其作為該課程平時(shí)成績(jī)考核的一部分。這樣，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又人性化地進(jìn)行了考核。

2)運(yùn)用PPT軟件進(jìn)行模塊化授課。將教材分為5大模塊:鑄造成形、金屬塑性成形、非金屬材料成形、連接成形和現(xiàn)代先進(jìn)成形技術(shù)。編輯好相應(yīng)模塊的文字腳本，做好視頻和動(dòng)畫(huà)的相應(yīng)鏈接，形成條理邏輯清晰的演示文稿。

3)利用三維造型，加強(qiáng)圖片的立體效果，增加學(xué)生的感官認(rèn)識(shí)。比如，利用UG，Autocad和Solidworks對(duì)模具和工藝過(guò)程進(jìn)行三維制圖，讓學(xué)生更容易理解內(nèi)容以增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

4)到工廠實(shí)地拍攝工藝生產(chǎn)流程。重慶是我國(guó)第四大汽車城和世界摩托車之都，重慶理工大學(xué)與長(zhǎng)安汽車、建設(shè)摩托等企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系。教師可以到企業(yè)去進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍攝，獲取寶貴的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)視頻，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)。

4 應(yīng)用情況

目前，材料成形技術(shù)基礎(chǔ)這一課程的改革在重慶理工大學(xué)已經(jīng)開(kāi)始。課堂上，以《How it’s made》節(jié)目為例，提出新型制造工藝，并與學(xué)生一起探討，激起學(xué)生廣泛的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)將傳統(tǒng)材料成形技術(shù)與先進(jìn)成形技術(shù)內(nèi)容相結(jié)合的教學(xué)方式，不僅能使學(xué)生掌握該課程的基礎(chǔ)知識(shí)，還能開(kāi)闊視野，緊跟國(guó)際先進(jìn)制造技術(shù)。而三維設(shè)計(jì)的圖片區(qū)別于傳統(tǒng)二維圖片，給學(xué)生更容易的思維引導(dǎo)，以便其理解和掌握。此外，重慶理工大學(xué)與多個(gè)企業(yè)建立友好的合作關(guān)系，安排學(xué)生去企業(yè)實(shí)習(xí)，親身了解工藝流程和國(guó)內(nèi)目前的制造水平。這一系列的改革，為材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)做出貢獻(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)的一系列探索和改革，為學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)提供了可借鑒的新模式。這一改革的實(shí)施，可以有力推動(dòng)專業(yè)課程體系、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)手段和教學(xué)方法的不斷改革，既有助于學(xué)生掌握材料成形課程相關(guān)專業(yè)知識(shí)，又能培養(yǎng)其思維能力和學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，從而深化專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革，不僅緊跟了“中國(guó)制造2025”這一重要戰(zhàn)略，而且成為培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力，培養(yǎng)社會(huì)所需的應(yīng)用型人才的一大重要舉措。

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