具有交通特色的材料成型及控制工程專業課程體系探索與構建

張渝

摘 要 以教育部本科專業目錄調整為契機，依托我校原有專業方向和骨干學科，利用我校交通行業的優勢，進行交通特色“材料成型及控制工程”專業課程體系的探索和構建改革。以機械專業學科優勢為基礎、緊密結合車輛工程學科、向船舶建造以及輕軌車輛制造延伸。根據當前企業急需人才所需要的知識與能力，在課程體系的設置中做到有的放矢，通過對材料成型及控制工程本科專業特色課程體系的建設，修改與完善人才培養定位及培養方案，培養出受企業歡迎的人才。

關鍵詞 材料成型及控制工程 課程體系 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.06.028

The Exploration and Setup of Course System with Transportation Characteristics for Material Shaping and Control Engineering Specialty

ZHANG Yu

（School of Mechatronics and Automotive Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074）

Abstract By taking the opportunity of the undergraduate catalog adjustment according to the ministry， we had carried out the exploration and setup of course system with transportation characteristics for material shaping and control engineering specialty based on the original speciality and backbone subject and the advantages of transportation industry. This reformation is the combination of mechanical professional disciplines， vehicle engineering discipline， ship construction and the manufacture industry of railway vehicle. According to the requirements of the enterprise for talents， the course setup can provide the knowledge and ability for the students by building the featured curriculum system and by amending the undergraduate education plan.

Key words Material shaping and control engineering; course system; teaching reform

1 背景

2012年以前的本科專業目錄中，材料成型及控制工程專業被歸類于材料科學與工程一級學科下，屬于材料類專業。為了適應新形勢下教育發展的規律及社會對各類專門人才的需求，教育部于2012年10月頒布了新的普通高等學校本科專業目錄。新的專業目錄按照學科分類，結合我國國情設置專業，適應社會主義市場經濟的發展。新頒布的本科專業目錄將材料成型及控制工程本科專業歸類到機械工程一級學科下。

材料成型及控制工程二級學科專業通常包含三個方向：模具、焊接、鑄造。①借此新版本科目錄調整之際，我校將機械設計制造的模具方向進行調整，同時以白車身焊裝和船舶建造為特色增設了焊接工程與技術方向，合并后成立了材料成型及控制工程本科專業。針對該新專業，我校構建了符合重慶交通大學“交通特色”的材料成型及控制工程的課程體系、制定了相應的培養方案和教學大綱。

2 現狀

材料成型及控制工程專業是教育部1998年調整開設的專業。十多年來，國內各有關院校相繼制訂了該專業的教學內容與課程體系。教育實踐證明，現有的專業課程設置大多為原來老專業課程的增減，有機整合力度不夠，學生們覺得專業課程太多太雜，而用人單位又覺得學生們缺乏工程知識、動手能力差，與畢業后的使用要求有距離。②③④

材料成型及控制工程作為一個交叉學科，其專業具有不同于其它相關專業的特點：對材料學以及工程材料方面的專業知識要求掌握得比機械類專業要高;另一方面，對機械方面的專業知識又比其它材料專業要求更多。因此，我國有的高校把該專業歸屬到機械學院，有的高校把該專業歸屬到材料學院。

目前，我國材料成型及控制工程專業的課程設置類型可分為三種：⑤（1）綜合型。以原有專業為基礎，整合出幾門專業核心課程，再另外增設一些具有共性的專業基礎課程。雖然專業知識面得到了拓寬，然而受學時的限制，授課內容的深度得不到保障。（2）機械類。課程設置向機械類專業傾斜，只保留最基本的材料成型加工課程。此類課程體系的特點是培養的學生在機械制造方面的專業能力較強。（3）材料類。課程設置更側重材料學。此類課程體系的特點是培養的學生，材料以及成型方面的專業能力較強。

重慶市內高校如重慶大學、重慶理工大學、重慶科技學院也開設有材料成型及控制工程專業。但是以上高校該專業都開設在材料科學與工程學院下，而不是開設在機械工程學院。因此，課程設置偏重材料學科，對機械制造方面的知識和能力較為欠缺。然而，從學生的就業去向看，材料成型及控制工程的畢業生大都是在機械制造行業就業，因此加強其機械方面的知識是非常必要的。也正因為如此，在眾多業內人士的呼吁下，教育部2012本科目錄將材料成型及控制工程歸類到機械一級學科下。

另一方面，很多高校材料成型及控制工程專業由于不在機械學院，因此與機械和車輛等學科的接合比較欠缺。而重慶交通大學材料成型及控制專業歸屬在機電與汽車工程學院，與機械和車輛學科接合緊密，并將逐步向船舶建造以及輕軌車輛制造延伸，因此本校的材料成型及控制工程專業發展交通特色具有十分明顯的優勢。

3 特色課程體系構建

我校材料成型及控制工程專業的定位是立足重慶、面向全國，在金屬塑性成形、高分子材料加工、模具設計與制造、焊接等領域，本著服務重慶乃至全國區域經濟和社會發展，結合汽車摩托車、軌道車輛、船舶等制造業的需求，努力將本專業建設成為具有行業特色的專業。

建立交通特色的“材料成型及控制工程”本科專業課程體系的目的是充分利用我校交通行業背景，結合船舶制造發展船舶焊接，設立焊接工程與技術課程群;結合車輛工程發展汽車制造，設立模具設計與制造課程群。

交通特色材料成型及控制工程專業課程體系的建設，以本校機械設計制造及其自動化為依托，以車輛工程和船舶建造為特色，充分利用了現有的學科和師資的優勢，將機械工程與材料成型及控制工程很好地進行了結合，有顯著的創新性，主要體現在以下幾方面：

（1）整合基礎理論課程。在2012以前的我校專業設置中，模具設計與制造是機械設計制造及其自動化專業下的一個方向，機械設計、機械制造以及造化方面的課程偏多，學生在機械方面的知識與能力較強。但是在教育部2012新本科目錄中，模具設計與制造被歸為材料成型及控制工程專業下的一個方向。因此，模具設計與制造的基礎課就不再沿用機械設計制造專業的基礎課，而是與材控專業下的另一個方向“焊接工程與技術”進行整合，對機械類與材料類基礎課的平臺課程進行了建設。

（2）加強工程實踐能力。除實習和課程設計以外，增設工程材料基礎實驗、模具結構與加工實驗、專業綜合實驗等材料類平臺實驗，其中工程材料基礎實驗安排金相顯微鏡的使用及鐵碳合金平衡組織觀察實驗、鋼的熱處理實驗和碳鋼熱處理后的基本組織鑒別實驗等實驗內容。模具結構與加工實驗安排了沖壓模具拆裝實驗、金屬板材沖裁加工實驗、注射模具拆裝實驗、塑料的注射成型、模具零件的電加工實驗等實驗內容。由于模具行業經常需要處理復雜曲面的模具型腔，因此常常需要使用三維掃描和逆向建模等技術，因此在課程體系構建中，設置了三維逆向掃描的實驗和熔融沉積快速成型實驗。

（3）注重計算機技術與材料成型加工技術有機結合開設計算機在材料成型中的應用、聚合物成型過程計算機模擬與分析、CAD/CAM技術等教學內容，使學生受到“現代工程意識和科學技術”的教育，培養其應用計算機科學解決問題特別是解決工程問題的能力。⑥⑦為了能夠分析模具強度，有必要使學生掌握基本的彈性有限元的知識，能夠使用ANSYS軟件進行強度分析;另外，由于工程問題往往具有參數多，影響因素多等特點，為了找到最佳方案需要對參數進行優化，因此需要學生具備最優化方面的知識。考慮到上述兩因素，在課程體系中設置了“現代設計方法”課程，包含有限元、最優化和可靠性三方面的內容。

（4）突出交通特色。面向我校優勢學科車輛工程與船舶與海洋工程專業，進行了汽車制造所需基本知識的相關課程設置，例如“車身結構與設計”和“汽車覆蓋件成形技術”，設置了船舶建造工程相關的課程以及輕軌車輛制造所需技術的相關課程。考慮到汽車輕量化的發展趨勢，特別開設了“車身輕量化材料”，主要向學生介紹當前在車身中應用越來越多的高強鋼、鋁合金和鎂合金等先進材料。

（5）緊跟時代先進技術。據用人單位反映，當前很多高校的課程內容已跟不上技術的發展而顯得陳舊。因此，將當前制造企業所采用的新技術，例如熱沖壓、漸進成形技術等進行梳理進而開設相應的課程。特色課程有“逆向工程與快速成型技術”、“特種塑性成形技術”。

（6）服務地方經濟。根據重慶市政府出臺的“重慶市十二五工業振興計劃”，未來重慶市將大力發展汽車工業、材料工業、裝備制造業。因此，根據當前企業急需人才所需要的知識與能力，在課程體系的設置中做到有的放矢，培養出受企業歡迎的人才。

4 結束語

本專業要求學生最終達到具有材料科學、機械工程、自動化及計算機基礎知識和應用能力，能夠在材料加工、材料成型過程自動控制、材料成型工藝設計以及成形裝備設計等領域從事技術應用與開發、設計與制造、生產組織與管理，具有較強的實踐能力和創新意識的高級工程技術人才。

通過對材料成型及控制工程本科專業特色課程體系的建設，修改與完善人才培養定位及培養方案，其課程體系中專業課程保留傳統材料成型及控制技術方面的課程，同時增加特色工程技術類課程，體現了該學科與本校優勢學科車輛工程和船舶與海洋工程的融合，有效地突出學校的交通特色;此外，課程體系還著重加強實踐教學環節，強化學生的工程應用能力，有利于拓展學生專業技術方面的能力，拓寬未來的就業領域。

注釋

① 郭建，徐向俊.材料成型及控制工程專業的改革實踐.中國冶金教育，2012（2）：26-29.

② 徐峰，馮小朋，夏鵬舉.材料成型及控制工程專業特色培育的研究與實踐.黑龍江教育（高教研究與評估），2012（5）：30-31.

③ 陳丁桂，陳文哲，陳胤.材料成型及控制工程專業課程體系改革的探索.長春理工大學學報（高教版），2009（9）：91-92.

④ 范鈞，王雷剛.材料成型及控制工程專業動態實踐教學的探索.中國科教創新導刊，2012（14）：203-204.

⑤ 戴曉元，寇麗麗，華熳煜.材料成型及控制專業《工程材料》課程教學改革探索.科技創新導報，2010（12）：173.

⑥ 李云濤，楊立軍，金飛翔等.材料成型及控制工程專業引入計算機模擬方法教學的研究.模具工業，2014.40（4）：67-69.

⑦ 龍玲，彭必友.材料成型CAD/CAE/CAM綜合性創新實驗教學研究.實驗室研究與探索，2010.27（3）：9-11，39.