喻紅梅 邵甄胰 崔江梅 周紅梅

摘要本文主要以材料成形原理課程建設(shè)為例，進(jìn)行了應(yīng)用型高校該課程教學(xué)方法的實(shí)踐與探討，著力于師資隊(duì)伍建設(shè)、理論和實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)、學(xué)科競(jìng)賽促教學(xué)等教育教學(xué)方法的改革，形成了基于真實(shí)案例和實(shí)際工程項(xiàng)目滲透理論教學(xué)為特色的應(yīng)用型高校課程教學(xué)模式。對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型高校材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新思維并提高其分析解決問(wèn)題的能力具有重要的作用和意義。通過(guò)課程改革，夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)，能夠基于工程相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行合理分析，能夠?qū)?zhuān)業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問(wèn)題提出解決方案，培養(yǎng)基層應(yīng)用型工程人才。

關(guān)鍵詞 材料成形原理 教學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.23.034

On the Teaching Reform of "Material Forming Principle" in Applied Universities

HY Hongmei， SHAO Zhenyi， CUI Jiangmei， ZHOU Hongmei

（SchoolofMaterialsandEnvironmentalEngineering，ChengduTechnologicalUniversity，Chengdu，Sichuan611730）

AbstractThis paper mainly takes the course construction of material forming principle as an example to carry out the practice and discussion of the teaching methods of this course in the Applied Colleges and universities. It focuses on the reform of teaching methods such as the construction of teaching staff， the modularization of knowledge points， the strengthening of experiments， the practice links， and the combination of subject competitions. It analyzes the various methods to improve the innovation ability of material forming and control engineering major in the Applied Colleges and universities The role and significance of independent thinking ability. Through the curriculum reform， we canconsolidatethetheoreticalbasis ofstudents，makereasonable analysis based ontherelevant backgroundknowledge ofengineering， put forward solutions to professional engineering practice and complex engineering problems， and train grass-roots application-oriented engineering talents.

Keywordsmaterial forming principle； teaching methods

0引言

成都工業(yè)學(xué)院材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)秉承六十多年模具專(zhuān)業(yè)辦學(xué)歷史和優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)業(yè)辦學(xué)有良好的辦學(xué)條件和廣泛的校企合作、產(chǎn)教融合的資源和基礎(chǔ)，本專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)在模具行業(yè)具有較高的聲譽(yù)?！白吭焦こ處熡?jì)劃”“新工科”“工程教育認(rèn)證”“雙一流”等都要求人才培養(yǎng)要寬口徑、厚基礎(chǔ)、多元化。本專(zhuān)業(yè)先后成為四川省卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃專(zhuān)業(yè)、四川省本科高校應(yīng)用型示范專(zhuān)業(yè)和本科教學(xué)改革綜合試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)，借此契機(jī)，結(jié)合當(dāng)前企業(yè)對(duì)人才綜合素質(zhì)需求的提升，對(duì)“材料成形原理”課程的師資結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)方法等方面進(jìn)行課程改革與建設(shè)，并實(shí)施了一系列的課程體系優(yōu)化和改革措施，形成了自身的特色，取得了一定的成效。

1師資隊(duì)伍建設(shè)與提升

材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2018版）中明確規(guī)定教師數(shù)量能滿足教學(xué)需要，結(jié)構(gòu)合理，并有企業(yè)或行業(yè)專(zhuān)家作為兼職教師。課程教學(xué)的質(zhì)量取決于教師教學(xué)能力水平和工程素質(zhì)的高低。教師首先從認(rèn)識(shí)上逐步完成“以教師為中心”到“以學(xué)生為中心”思想轉(zhuǎn)變，著重培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。[1-7]

經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐，建立起了一支結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍。教學(xué)團(tuán)隊(duì)由包括鑄造、焊接、塑性成形、塑料成形的學(xué)術(shù)及工程背景的教師組成，其中，教授1名、副教授3名、講師3名；博士3名，碩士3名，學(xué)士1名；雙師型教師3名。教學(xué)團(tuán)隊(duì)熟讀人才培養(yǎng)方案，梳理課程教學(xué)大綱和教學(xué)體系，聘請(qǐng)企業(yè)工程師參與研討課程教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容。此外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)定期組織教學(xué)教研活動(dòng)，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)資源建設(shè)與優(yōu)化、教學(xué)方法、課堂學(xué)生反饋、真實(shí)生產(chǎn)案例切入與講解、實(shí)踐教學(xué)資源開(kāi)發(fā)等專(zhuān)題研討，很大程度地提高了教師教學(xué)水平及教學(xué)質(zhì)量。并且對(duì)于新建本科院校，我校定位于發(fā)展應(yīng)用型大學(xué)。這就要求教師必須有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。教師必須要走進(jìn)企業(yè)，與企業(yè)充分融合。教師在校企合作中一步一步積累豐富的解決現(xiàn)場(chǎng)工程問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，提高現(xiàn)場(chǎng)分析解決問(wèn)題的能力，才能在實(shí)際的教育教學(xué)工作中做到理論聯(lián)系實(shí)際，更好地培養(yǎng)學(xué)生利用理論基礎(chǔ)知識(shí)分析解決實(shí)際生產(chǎn)案例的能力。

為了加強(qiáng)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，“教師送出去，企業(yè)引進(jìn)來(lái)”，一方面教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師定期到行業(yè)內(nèi)知名模具設(shè)計(jì)與制造企業(yè)進(jìn)行了為期6個(gè)月～1年的工程實(shí)踐，另一方面引進(jìn)校外企業(yè)進(jìn)校，通過(guò)校企合作聯(lián)合培養(yǎng)教師。通過(guò)工程實(shí)踐，提高了教師對(duì)相關(guān)工程領(lǐng)域先進(jìn)生產(chǎn)工藝及前沿科技敏銳的觀察力，促進(jìn)了教師自我成長(zhǎng)與提高。同時(shí)積極引進(jìn)行業(yè)內(nèi)有影響力的企業(yè)工程師，通過(guò)“材料多維講堂”平臺(tái)，先后開(kāi)展了《注塑模具先進(jìn)成型應(yīng)用》《現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展》《當(dāng)我們談?wù)摽茖W(xué)時(shí)，我們?cè)谡務(wù)撌裁?？》《工業(yè)4.0與模具智能制造》等相關(guān)行業(yè)的講座，讓學(xué)生了解相關(guān)工程領(lǐng)域前沿科技，開(kāi)拓視野并培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

2教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

2.1課程定位

2.1.1知識(shí)目標(biāo)

教育部1998年頒布的《普通高等學(xué)校專(zhuān)業(yè)目錄》將“鑄造”“焊接”“鍛造”合并成材料成型及控制工程一個(gè)專(zhuān)業(yè)。由“凝固原理”“金屬塑性成形原理”“焊接冶金學(xué)”“高分子材料加工原理”等課程合并為“材料成形原理”，作為材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的重要的專(zhuān)業(yè)課之一。本課程需要學(xué)生具備“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“金屬學(xué)及熱處理”等課程基礎(chǔ)，主要內(nèi)容講授以上成形方法基本原理和理論基礎(chǔ)，闡述各種成形技術(shù)的基本規(guī)律及成形特點(diǎn)，揭示材料成形過(guò)程中影響材質(zhì)和制品性能的因素及缺陷形成的機(jī)理。

2.1.2能力目標(biāo)

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)除了讓學(xué)生掌握材料成形的基本理論，更重要的是要讓學(xué)生對(duì)材料成形過(guò)程及成形原理有深入的理解的基礎(chǔ)上，能從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)和分析材料成形過(guò)程中產(chǎn)生的實(shí)際問(wèn)題并提出解決問(wèn)題的途徑與方法，為今后學(xué)習(xí)成形技術(shù)的具體工藝方法、設(shè)備控制等課程奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。合并以后教學(xué)學(xué)時(shí)大為壓縮，知識(shí)點(diǎn)多而分散，學(xué)生對(duì)一些基礎(chǔ)理論容易混淆和模糊不清，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)難以掌握。比如鑄造和焊接成形過(guò)程中的一些現(xiàn)象背后的原理，液態(tài)金屬的流動(dòng)和固態(tài)的流動(dòng)，他們?nèi)绾翁剿鬟@兩種成形方法之間的共通性，為學(xué)生在以后的工程應(yīng)用中構(gòu)建起解決實(shí)際問(wèn)題的舉一反三、創(chuàng)新等思維。

2.2教學(xué)內(nèi)容整合優(yōu)化-知識(shí)結(jié)構(gòu)單元模塊化教學(xué)

我?！安牧铣尚卧怼闭n程經(jīng)過(guò)幾年的建設(shè)，內(nèi)容最初僅包括金屬塑性成形原理、隨后在塑性成形的基礎(chǔ)上增加了液態(tài)成形、連接成形模塊的內(nèi)容。經(jīng)過(guò)多次教研討論，結(jié)合我校材料成型及控制工程在模具設(shè)計(jì)與制造的特色，將“材料成形原理”課程內(nèi)容最終確定為四大知識(shí)結(jié)構(gòu)單元模塊：液態(tài)成形、連接成形、塑性成形、塑料成形，重點(diǎn)介紹液態(tài)成形和塑性成形內(nèi)容。[5-7]

四大知識(shí)結(jié)構(gòu)單元模塊之間既相互分離，又互相聯(lián)系。其中，液態(tài)成形知識(shí)模塊教學(xué)重點(diǎn)理解液態(tài)合金的性質(zhì)以及影響液態(tài)金屬充型能力的因素、掌握凝固組織的形成及控制、掌握組織缺陷產(chǎn)生機(jī)理及防止措施。

連接成形知識(shí)模塊重點(diǎn)掌握焊熔池的形成、焊縫凝固與鑄造凝固宏觀組織與結(jié)晶形態(tài)的區(qū)別與聯(lián)系、焊接熱影響區(qū)的組織和性能；塑性成形重點(diǎn)掌握金屬塑性、塑性加工的影響因素，應(yīng)力、應(yīng)變理論基礎(chǔ)，理解主應(yīng)力法及其在塑性成形中的應(yīng)用；塑料成形重點(diǎn)理解注射過(guò)程中的物理化學(xué)變化，塑料熔體在型腔中的流動(dòng)。

3教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)

3.1理論教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極拓展教學(xué)資源，就液態(tài)成形、連接成形、塑性成形、塑料成形四大知識(shí)結(jié)構(gòu)單元模塊收集制作了教學(xué)圖片集、多媒體教學(xué)課件、教學(xué)動(dòng)畫(huà)等理論教學(xué)資源；將每一教學(xué)模塊內(nèi)容中的大量知識(shí)點(diǎn)以多種習(xí)題的形式供學(xué)生練習(xí)，復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)。

3.2實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)

材料成形原理課程理論性較強(qiáng)，為達(dá)成應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程教學(xué)一定要注重理論與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合。[8-14]為豐富實(shí)踐教學(xué)資源，依托真空熔煉實(shí)驗(yàn)室、焊接實(shí)驗(yàn)室、磨片實(shí)驗(yàn)室、金相實(shí)驗(yàn)室、金屬塑性成形實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)團(tuán)隊(duì)先后開(kāi)發(fā)完成了《材料成形原理》知識(shí)結(jié)構(gòu)單元模塊中了液態(tài)成形、連接成形、塑性成形相對(duì)應(yīng)的三個(gè)實(shí)踐教學(xué)資源項(xiàng)目。即：《鑄造宏觀組織及結(jié)晶形態(tài)分析》《焊縫結(jié)晶組織觀察實(shí)驗(yàn)》和《金屬塑性成形性能分析》共6個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，并完成了多個(gè)年級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，如《焊縫結(jié)晶組織觀察實(shí)驗(yàn)》，讓學(xué)生自己制備金相試樣，操作金相顯微鏡觀察組織與結(jié)晶形態(tài)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)操作加深了理論知識(shí)的理解，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力與分析解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新思維。

3.3真實(shí)案例和實(shí)際工程項(xiàng)目滲透理論教學(xué)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)將工作和工程實(shí)踐中的真實(shí)案例和實(shí)際工程項(xiàng)目收集起來(lái)建立真實(shí)案例庫(kù)，將其滲透到理論教學(xué)當(dāng)中。如在液態(tài)成形知識(shí)結(jié)構(gòu)單元中，將某汽輪機(jī)葉片廠生產(chǎn)的高溫合金葉片作為真實(shí)案例，其應(yīng)用先進(jìn)的定向凝固技術(shù)生產(chǎn)定向凝固高溫合金葉片，對(duì)比傳統(tǒng)鑄造工藝的等軸晶高溫合金葉片，介紹其液態(tài)成形工藝、結(jié)晶控制工藝、性能特點(diǎn)等差異。將此類(lèi)真實(shí)案例和實(shí)際工程項(xiàng)目滲透到理論教學(xué)中，拓寬了學(xué)生的視野，極大地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，并能用所學(xué)理論知識(shí)分析解決實(shí)際生產(chǎn)案例中的問(wèn)題。

4學(xué)科競(jìng)賽促教學(xué)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是該課程教學(xué)的能力目標(biāo)，為了踐行“手腦并用、學(xué)做合一”的校訓(xùn)，同時(shí)也是理論課堂的延伸。在教學(xué)過(guò)程中積極組織同學(xué)參加材料類(lèi)、材料加工類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽，如全國(guó)大學(xué)生金相大賽、全國(guó)大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽等。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽過(guò)程組織實(shí)施、方案設(shè)計(jì)、實(shí)踐、答辯等多個(gè)環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生綜合知識(shí)的應(yīng)用能力，從而提高運(yùn)用課堂上所學(xué)的綜合理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)踐競(jìng)賽項(xiàng)目中遇到的實(shí)際問(wèn)題，不斷掌握創(chuàng)新性解決新問(wèn)題的方法，真正提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)聯(lián)系工程實(shí)踐的綜合能力。[15-19]經(jīng)過(guò)學(xué)生和任課老師的共同努力，學(xué)生在學(xué)科競(jìng)賽成果豐碩，獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。學(xué)生通過(guò)參加學(xué)科競(jìng)賽，體會(huì)到了學(xué)有所用，所學(xué)理論知識(shí)可以真實(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性并培養(yǎng)了創(chuàng)新思維。

同時(shí)，學(xué)科競(jìng)賽過(guò)程中積累的成果又作為實(shí)踐教學(xué)資源素材反哺于教學(xué)。例如，在全國(guó)大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽中，師生們共同積累了大量的不同材質(zhì)熔池焊縫的結(jié)晶形態(tài)及熱影響區(qū)的組織形貌等真實(shí)案例素材，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將成果整理匯總后又融入前述2.2當(dāng)中的液態(tài)成形和連接成形知識(shí)結(jié)構(gòu)單元中作為真實(shí)案例呈現(xiàn)，從而加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。

5結(jié)語(yǔ)

“材料成形原理”是一門(mén)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，起著承上啟下的作用，既是“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“金屬學(xué)及熱處理”等課程的延續(xù)，又為“沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)”“塑料工藝與模具設(shè)計(jì)”等專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)幾年建設(shè)，組建了一個(gè)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)；對(duì)教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了梳理優(yōu)化并進(jìn)行知識(shí)結(jié)構(gòu)單元模塊化教學(xué)；建設(shè)了豐富的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)全方位服務(wù)于教學(xué)過(guò)程；學(xué)科競(jìng)賽與教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提高了學(xué)生分析解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力；并形成了基于真實(shí)案例和實(shí)際工程項(xiàng)目滲透理論教學(xué)為特色的應(yīng)用型高校課程教學(xué)模式。通過(guò)課程改革，有效地夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)，多維度地提高課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

*通訊作者：邵甄胰

基金項(xiàng)目：四川省科技計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2019YFG0339），成都工業(yè)學(xué)院校級(jí)項(xiàng)目（2020ZR009）

參考文獻(xiàn)

[1]夏卿坤，劉煜，李國(guó)鋒，等.基于專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的材料成型專(zhuān)業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)探討[J].輕工科技，2017，33（11）：183-184.

[2]齊欣，孟慶成，余志祥，等.“新工科”背景下結(jié)構(gòu)力學(xué)課程重構(gòu)與探索[J].廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2020（05）：183-187.

[3]何敏，黃傳輝，王樹(shù)臣，等.基于OBE理念的塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革[J].大學(xué)教育，2021（05）：65-67+75.

[4]賀辛亥，王俊勃，徐潔，等.基于CDIO構(gòu)建材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)模具方向課程群[J].大學(xué)教育，2014（02）：123-124.

[5]百志好，周東帥，謝利.基于工程認(rèn)證的材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)課程體系的重建探索[J].科教導(dǎo)刊（上旬刊），2020，4（04）：35-36.

[6]郭玉波.材料成型與控制工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究[J].科教導(dǎo)刊（上旬刊），2017，4（34）：116-117+128.

[7]黃志輝，唐建林，朱愛(ài)梅，等.應(yīng)用技術(shù)大學(xué)材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2017，4（14）：39-40.

[8]周志明，黃偉九，張馳，等.“材料成形原理”模塊化教學(xué)改革探索[J].中國(guó)冶金教育，2011（02）：13-14.

[9]陳卓平.基于企業(yè)制學(xué)院的兼職教師隊(duì)伍建設(shè)長(zhǎng)效機(jī)制探索[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2013（8）.

[10]張晗，張麗桃，王敏.《材料成型原理》教學(xué)模式探討[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，24（4）：49-50.

[11]梁維中，王振玲，黨振乾，等.材料成形原理課程改革探索[J].鑄造設(shè)備與工藝，2009（06）：44-45+52.

[12]陳永利，周雪嬌，喻祖建，等.材料成型專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型實(shí)踐教學(xué)探索與創(chuàng)新[J].中國(guó)冶金教育，2015（6）.

[13]李秋鶴，王剛，孫琪.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索——以材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)為例[J].科技視界，2016（16）： 43-44.

[14]吳樹(shù)森，柳玉起，熊建鋼，等.《材料成形理論基礎(chǔ)》課程內(nèi)容及教學(xué)方法探討[J].理工高教研究，2005（05）：67-68.

[15]劉龍斌，彭科，江振宇，等.基于學(xué)科競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)綜合素質(zhì)的思考[J].教育教學(xué)論壇，2018，389（47）：209-210.

[16]梁策.“新工科”背景下《材料成型技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2020（19）：124-126.

[17]錢(qián)芳，王利華.基于CDIO理論的材料成型專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2017（03）：141-142

[18]張富曉，韓傳軍，伍建川.學(xué)科競(jìng)賽背景下校院兩級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2020（49）：125-126

[19]王正軍，王月敏，潘衛(wèi)軍.材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量保證體系的研究[J].廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào)， 2011 （01）： 139-141.