《工程材料及成形技術》課程教學體系構建

鄧小虎+王井玲

摘要：當前《工程材料及成形技術》課程是針對“3+4”中職+本科特色人才培養試點專業機械工藝技術專業的一門專業基礎課。考慮學生在中職階段的工程材料學習基礎，制定了本科階段《工程材料及成形技術》的新教學體系。內容主要涵蓋了金屬材料基本知識、金屬熱加工和熱處理的基本知識。新教學體系遵循產教融合的原則，各個教學內容、環節有效銜接，體現新技術、新工藝。

關鍵詞：教學體系；課程標準；工程材料及成形技術；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0192-02

《工程材料及成形技術》是我校機械工程學院機械工藝技術專業的一門專業基礎課，通過將《金屬工藝學》、《工程材料》中部分知識模塊整合，主要包括金屬材料、熱加工工藝兩大部分內容。機械工藝技術專業為國家優勢特色專業、天津市品牌專業，現代職業教育體系“3+4”中職+本科特色人才培養試點專業。機械工藝技術專業目標為推進機械工藝技術專業的課程體系構建，基礎、專業課程的教學改革和實驗室建設，加強學生實踐能力和創新能力的培養，促進優質資源整合和共享，培養具有系統、精度、效率意識、工匠精神的本科高級應用型人才。針對此目標，開發了《工程材料及成形技術》新課程體系。該課程體系應準遵循產教融合的原則，各個教學內容、環節有效銜接，體現新技術、新工藝。

一、《工程材料及成形技術》教學現狀

《工程材料及成形技術》課程包含了理論課程和金工實習兩部分。理論授課方面，《工程材料及成形技術》涉及的知識點多，且含有大量概念、圖表和圖片，其中組織結構、相圖及塑性成形過程等部分較為抽象，學習難度較大，因此學生學習興趣和積極性低，學起來枯燥無味等問題[1]。另外，近年來，由于高等學校工程教育改革，學生所修總學時被壓縮，《工程材料及成形技術》課程的理論教學學時也相應壓縮（課程學時為48學時），如何在有限的學時內使學生掌握理論知識是目前工科教學普遍遇到的問題。實驗和實踐教學方面，目前《工程材料及成形技術》課程實驗主要有金屬材料的硬度實驗、金相試樣的制備、鐵碳合金平衡組織觀察和碳鋼的熱處理四個實驗。材料成形部分的實驗在金工實習時進行。實驗和實習內容都是相對獨立的，學生很難把金屬材料的熱處理、組織分析和性能實驗內容融會貫通，影響學生對知識的認識深度和綜合分析。針對以上教學現狀，亟須從理論和實驗教學兩方面入手，吸收新的教學方法和理論，建立《工程材料及成形技術》新課程體系。

二、《工程材料及成形技術》課程體系的構建

基于《工程材料及成形技術》教學現狀，從課程標準、實驗教學體系、教學方法和教學資源庫幾方面入手，構建了《工程材料及成形技術》課程體系。

1.《工程材料及成形技術》課程標準的開發。本課程針對具有中職、技校階段的工程材料的學習基礎，來制定本科階段工程材料及成形工藝的新課程標準，重點突出新型的金屬材料成形工藝。本課程的設計思路是以就業為導向，在專業人才需求與專業改革調研的基礎上，邀請行業和領域的專家對本專業的崗位任務和職業能力進行分析，并以此為依據，以應用為目的，以“校企合作，工學結合”為指導思想，確定本課程的工作項目和教學內容。在確定本課程的工作項目和教學內容時，基礎理論以應用為目的、以夠用為度，加強專業所需知識的針對性和應用性。本課程內容涉及金屬板材料的力學性能，材料科學基礎知識，工程材料分類及其編號，金屬熱處理原理，工程材料的組織、性能及用途，材料熱成形加工方法等六大方面，并緊緊圍繞工作任務、項目活動選擇和展開，將金屬熱成形工藝與熱處理基礎理論知識和技能要求有機地滲透到各個工作任務中。通過項目教學活動，使學生加深對金屬工藝知識的理解，加強專業技能的應用，培養學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的綜合職業能力，為進一步學習專業課程打下良好基礎[3]。

2.《工程材料及成形技術》課程相應實驗教學體系的建立。針對金工實習，實驗設定體現和新工藝相結合。因此將實習內容分段進行穿插在《工程材料及成形技術》課堂教學之中，實行“課堂講一段、學生做一段”的教學方式，可提高教學效果。另一方面，開設創新型和綜合型實驗，使實踐教學和課堂教學有機結合，提高學生對知識的理解程度和接受能力。

3.先進教學方法在《工程材料及成形技術》課程中的應用。近年來，新的授課方式和教學方法層出不窮。當前課程在傳統多媒體教學的基礎上，將微課、慕課、翻轉課堂等引入到教學工程中。例如，借鑒“慕課”的方式，將每節課按照知識點或者案例分成2—3段，進行“分段式”教學[4]。另外，在課程中進行翻轉課堂教學，學生課前利用一定的教學手段了解需要學習的內容，課堂上的時間用于學生對知識的吸收內化；通過課下學生之間交流與課堂上師生的互動交流，既鍛煉了學生的表達能力，又對其學習起到督促作用，有助于大多數學生學習成績的提高；鼓勵學生發現問題、解決問題，有利于培養學生的自主學習能力[2]。此外，通過參加現代材料和成形加工領域展會和檢索最新科技發明等搜集素材，結合教師參加企業的實踐、科研及創新的實際，介紹最新的現代材料及其成形技術的發展及趨勢，激發學生的學習興趣。當前，虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術發展的如火如荼。探索如何將VR和AR技術引入到《工程材料和成形技術》教學中，提高學生學習興趣，寓教于樂。

4.《工程材料及成形技術》教學資源庫的建立。教學資源庫包括新教材的編寫、多媒體課件開發以及試題庫的建立。教材編寫方面，教師在編寫教材時應按照新的教學體系進行編寫，融理論教材和實習教材于一體，將工程材料和成形技術融合到一起。按照產品的設計與制造工藝過程實際認識規律，以體現如何選材、用材的工程思維為主線，突出工程應用能力培養中知識的綜合和創新；按照課堂、課程設計、實驗教學的特點，用系統工程和并行工程的思想對教學內容優化融合。多媒體課件開發方面，教學內容的設置不僅把本專業的基礎知識、最前沿的技術發展動態教給學生，更重要的是把如何進行創新性思考和怎樣尋求解決問題的方法帶給了學生。必須要處理好傳統材料與新材料，常規工藝與現代新工藝、新技術之間的關系，既要精選講解那些仍廣泛采用的材料和常規工藝，也要從有關期刊、網站、報紙等不同渠道獲取相關新材料和加工工藝最新的研發動態；通過加工綜合作為課本內容的補充，使課堂講授的內容具有較強的適應性、先進性和適度的超前性，從而克服教材內容的局限性。試題庫開發方面，要建立內容范圍廣、難度適中、題型全的課程試題庫。試題庫要反應新課程標準要求，體現新課程體系，通過學生的模擬練習鞏固和提高對相關知識的掌握。

構建了針對“3+4”中職+本科機械工藝技術專業的《工程材料及成形技術》新課程體系。新課程體系從學生特點和教學現狀入手，涵蓋了課程標準開發、實驗教學體系建立、先進教學方法應用和教學資源庫建立等方面。新的課程體系的建立，可加強學生實踐能力和創新能力的培養。

參考文獻：

[1]郭國林，楊莉，于學勇，李英.應用型本科《工程材料及成形技術》教學改革與實踐[J].常熟理工學院學報：教育科學，2012，（12）：100-102.

[2]田玉琬，文成，王貴，胡杰珍.基于卓越工程師培養方案的《工程材料及成形技術》課程教學改革[J].教育教學論壇，2015，（49）：104-105.

[3]孫麗麗，王勇，譚秀娟，陳桂娟，畢鳳琴，張旭昀.慕課（MOOCs）背景下“工程材料”課程教學模式創新研究[J].中國校外教育雜志，2014，（12）：393.

[4]司家勇，李立君，鐘利萍，仲志剛.基于MOOC的機械工程材料課程翻轉課堂教學改革研究[J].時代農機，2015，42（10）：108-110.

Construction of "Engineering Material and Forming Technology" Course's Teaching System

DENG Xiao-hu，WANG Jing-ling

（College of Mechanical Engineering，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China）

Abstract："Engineering Material and Forming Technology" is a specialized fundamental coursefor student majoring in mechanical technology.Consider learning foundation of engineering materials in vocational school stage，a new teaching system of"Engineering Material and Forming Technology" is made in in the undergraduate years. The content mainly covers the basic knowledge of metal materials，metal hot working and heat treatment.The new teaching system is in compliance with industry-education integration.The connection between teaching content is effective，features new technology.

Key words：teaching system；curriculum standard；"Engineering Material and Forming Technology"；teaching methods